Tema 4 - Ies Juan Gris

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TEMA 4.- LA GEOSFERA 1. – ORIGEN DEL PLANETA Según la hipótesis del Big-bang (Gran estallido), inicialmente no existían ni el espacio ni el tiempo. Toda la materia y la energía del cosmos, se encontraban condensadas en un punto de radio nulo y densidad infinita. Las enormes tensiones generadas en este punto, denominado huevo cósmico, provocaron el gran estallido hace 13.700 millones de años, SURGIENDO de la explosión la MATERIA y la ENERGÍA. La materia inicial estaría constituida por partículas elementales que se fusionaron para dar átomos, siendo los más abundantes los más sencillos. Átomos de hidrógeno y de helio constituyeron las nebulosas iniciales que al condensarse originaron las estrellas. Los choques entre los átomos que formaban la estrella elevaban la temperatura de esta, permitiendo que se produjeran reacciones de fusión termonuclear, en las que las temperaturas superiores a 11. 10 6 ºC originaban átomos de mayor peso atómico, dando lugar a los elementos de la tabla periódica. Hace unos 5.000 millones de años comenzó a FORMARSE nuestro SISTEMA SOLAR, después de una explosión supernova, una nube de helio e hidrógeno se comprimió, originando en el centro una gran masa, el Sol. Alrededor del sol giraban un conjunto de partículas que se fueron fusionando, agrupándose hasta formar los planetas. Se considera que hace unos 4.600 millones de años la Tierra se había constituido como planeta. Los elementos que la formaban se dispusieron según sus densidades, gracias a que en los primeros momentos la Tierra estaba fundida. Los más pesados, hierro y níquel, migraron a las zonas profundas y constituyen el actual núcleo. Los de densidad media al manto y los más ligeros formaron la corteza. La fusión del material rocoso inicial también permitió que de las moléculas escaparan sus constituyentes volátiles. Estos gases, vapor de H2O, NH3, CH4,... formaron la primera atmósfera. El H y He inicial escaparon de la Tierra debido a que la gravedad de nuestro planeta no pudo retenerlos. Cuando la caída de materiales rocosos disminuyó la Tierra comenzó a enfriarse. El vapor de agua se condensó y cayó en forma de lluvia. En un primer momento el agua que caía se evaporaba, pero pasaron millones de años y la temperatura bajó, el agua líquida se acumuló y se originó la hidrosfera. 2.- ESTRUCTURA DE LA TIERRA Una clasificación que tenga en cuenta las UNIDADES GEOQUÍMICAS sería: En la corteza se pueden diferenciar dos tipos de unidades distintas, la continental y la oceánica. Presentan diferencias de densidad, siendo más densa la oceánica; diferente tipos de rocas; diferente espesor siendo mucho mayor el de las áreas continentales; etc. El manto es la capa media. Los materiales del manto se encuentran en estado sólido. En algunas zonas concretas los materiales se encuentran en estado semifundido y son capaces de fluir, formado corrientes de convección. El núcleo es la capa más interna de la Tierra. Está compuesto de hierro, níquel. Se subdivide en: • Núcleo externo. – Capa de materiales fluidos. La convección de estos materiales son los causantes del campo magnético terrestre y de que haya movimientos convectivos en el manto, con lo que es el responsable indirecto del movimiento de las placas litosféricas. • Núcleo interno. – Formado por materiales sólidos. La clasificación que depende de la DINÁMICA de las rocas diferencia en: La litosfera comprende la totalidad de la corteza, más los primeros kilómetros del manto. La litosfera está dividida en una serie de placas que están creándose y destruyéndose continuamente. La mesosfera se define como el manto que existe bajo la litosfera. En esta zona se han detectado corrientes de convección que llegan desde el núcleo hasta la litosfera, siendo las causantes de su fragmentación y movimiento. En otras zonas, alejadas de los límites de placa, ascienden plumas, penachos de magma, son los puntos calientes. Por último nos encontramos con la endosfera, que se corresponde con el núcleo. 68 3. - LA TECTÓNICA DE PLACAS La Tectónica de Placas es una teoría global que intenta explicar la mayoría de los procesos geológicos gracias al movimiento de las placas que constituyen la litosfera. Las causas del movimiento de las placas parecen estar relacionadas con las diferencias de CALOR en el INTERIOR de la TIERRA. Se denomina flujo térmico al calor que desprende la Tierra desde el interior a la superficie. En zonas próximas a la superficie terrestre se ha comprobado que a medida que se profundizan 33 m la temperatura sube 1ºC, a este ritmo de aumento se le denomina GRADIENTE GEOTÉRMICO. Esta situación no se continúa en zonas profundas del planeta, si fuera así el núcleo y el manto estarían completamente fundidos. Como consecuencia el interior terrestre está constituido por materiales calientes que ascienden y fríos, que se dirigen hacia el núcleo, describiendo flujos que se conocen con el nombre de CORRIENTES DE CONVECCIÓN. 3.1.- MOVIMIENTOS DE LAS PLACAS Se pueden diferenciar tres tipos de BORDES DE PLACA, en función de la separación, aproximación o desplazamiento lateral de las placas. • Los límites de placa constructivos, coinciden con las dorsales y en ellos se forma litosfera oceánica, aumentando de esta manera la extensión del fondo oceánico. Las dorsales son elevaciones que se encuentran en el medio de los océanos. Por el centro de la dorsal sale magma, que al enfriarse origina litosfera densa, es decir, litosfera oceánica. El vulcanismo también está asociado a movimientos sísmicos producidos por las tensiones generadas al crecer las distintas partes de la dorsal a velocidades diferentes. Es un vulcanismo de magmas calientes y fluidos, por lo que no es peligroso. Ejemplos de dorsales maduras son las dorsales Atlántica y Pacífica. • Los bordes o límites de placas destructivos, deben existir para que el suelo oceánico se consuma, los lugares donde la placa oceánica se introduce en el manto se denominan zonas de subducción y se caracterizan por corresponderse con grandes depresiones oceánicas, las fosas oceánicas. La placa que subduce genera tensiones que se traducen en terremotos. Al subducir hay un gran rozamiento que da lugar a la formación de magmas, generalmente viscosos y asociados a un vulcanismo explosivo, muy peligroso. Existen varias posibilidades en función de los tipos de placa que se acerquen. • Cuando las dos placas son oceánicas, una de ellas, la más densa, se hundirá formando una zona de subducción. La placa que subduce genera tensiones que se traducen en terremotos. Al subducir hay un gran rozamiento que da lugar a la formación de magmas. Estos magmas salen a la superficie formando arcos de islas volcánicas, como el caso de Indonesia en el que la Placa Indoaustraliana subduce bajo la Eurosasiática. • Si la aproximación se da entre una placa oceánica y otra continental, la oceánica, más densa, subducirá y en la continental se formaran orógenos perioceánicos, con los magmas generados en la subducción, que pueden dar lugar a fenómenos volcánicos o solidificar en el interior. Toda la zona estará sometida a terremotos. La subducción de la Placa de Nazca bajo la Sudamericana ha formado los Andes. • Cuando la aproximación se da entre una placa continental y otra mixta, llegará un momento que la parte oceánica de la mixta subducirá totalmente, quedando entonces en contacto dos placas continentales. Ninguna de las dos puede subducir, son demasiado ligeras, se produce una colisión de continentes, en la que se formaran orógenos intracontinentales. Los magmas generados no llegan a salir a la superficie, pero si hay terremotos. Un ejemplo lo encontramos en el Himalaya que se formó de la colisión de la India con la Placa Euroasiática. • En los bordes neutros ni se crea ni se destruye litosfera. Se corresponde con movimientos de desplazamiento horizontal que aparecen en zonas sometidas a empujes distintos. Se sitúan en las llamadas fallas transformantes. La más famosa es la falla de San Andrés que separa la Placa Pacífica de la Norteamericana. Los geólogos han observado que existen zonas de gran actividad magmática que no están relacionadas con los bordes de placa, sino que se sitúan en el interior de éstas. Los PUNTOS CALIENTES son corrientes ascendentes de magma que provienen de zonas profundas del manto. Los magmas son muy calientes por lo que las lavas que generan son muy calientes y muy fluidas, y como consecuencia poco peligrosas. 69 Pregunta nº 1 (PAU Modelo 2000-2001) G A B H C P J D a) Indica los elementos de Tectónica de Placas que se corresponden con A, B, C y D. b) Enumera los riesgos naturales a que supuestamente estarán sometidas dos ciudades situadas en los puntos G y H. Explica si pueden preverse diferencias en alguno de dichos riesgos en función de algún proceso geológico ligado a su ubicación. c) En dos localidades, situadas en H y J, a pesar de tener una temperatura media anual similar, se dan precipitaciones muy diferentes, concretamente de unos 2.000 mm/año en H y de 150 mm/año en J. ¿A qué se deben estas diferencias y qué influencia tendrá esta variable ambiental sobre las posibilidades de desarrollo de estas localidades? d) Con semejante número de habitantes, tamaño y volumen de emisión de contaminantes atmosféricos, la ciudad indicada como P tiene graves problemas de contaminación atmosférica, mientas que la ciudad H goza de un aire limpio casi todo el año. ¿Qué condicionantes geográficos determinan estas diferencias? ¿Por qué? 4.- PROCESOS GEOLÓGICOS EXTERNOS 4.1.- ¿QUÉ MODELA EL RELIEVE? La superficie de la Tierra no es uniforme, en ella aparecen elevaciones y depresiones, como montañas, mesetas, valles, superficie cubiertas por agua, etc. Además está en continuo cambio, el aspecto que presenta la superficie de la Tierra ha variado a lo largo de sus 4.500 millones de años de existencia. En el interior de la Tierra hay una gran cantidad de energía que se libera hacia el exterior. Este hecho provoca la formación de montañas, terremotos, volcanes, el movimiento de los continentes, etc. que modifican el relieve. Por otro lado existen una serie de procesos encaminados a conseguir una superficie plana. Son procesos en los que se modela el relieve, disgregando los materiales de las zonas altas y depositándolos en los terrenos bajos, gracias a la acción de la gravedad. Los procesos geológicos externos en los que es posible diferenciar entre: La METEORIZACIÓN se refiere a la rotura y descomposición que experimentan las rocas en el seno de la atmósfera. No hay que confundir este concepto con el de erosión. La meteorización es un proceso que tiene lugar en el mismo sitio en que se localiza la roca, mientras que la erosión implica un transporte de los materiales. 70 Cuando un agente geológico transporta un material, a la vez se está produciendo un desgaste, es la EROSIÓN. Este desgaste puede ser provocada por la acción de la atmósfera, por el choque con los otros materiales objeto de transporte o sobre los que se traslada. Los materiales resultantes de la meteorización no quedan casi nunca en el lugar original, sino que son trasladados a otros puntos, es decir sufren un proceso de TRANSPORTE. El transporte puede ser de sustancias sólidas o disueltas en el agua. En el caso de las partículas sólidas pueden diferenciarse varios tipos dependiendo del tamaño de las partículas: • Cuando son muy grandes y pesadas se arrastran y ruedan por el fondo. • Las de tamaño medio van a saltos, la fuerza del agua las eleva y su peso las hace caer, para luego volver a elevarse. • Los materiales muy finos van en suspensión, sin caer al fondo. Cuando los agentes geológicos pierden energía, los materiales que transportaban se depositan por la acción de la gravedad. Los materiales acumulados se denominan sedimentos y el proceso SEDIMENTACIÓN. Cuando el transporte es en disolución, la evaporación del agua puede provocar la precipitación de los materiales disueltos, es decir, su sedimentación. Cuando los materiales viajaban en suspensión, saltación o arrastre su depósito se produce por la acción de la gravedad y se realiza en depresiones de la superficie terrestre, generalmente en el mar. 4.2.- MODELADO DEL PAISAJE Los agentes geológicos externos (ríos, glaciares, viento, ...) actúan sobre la superficie del planeta dándola un relieve característico al que llamaremos PAISAJE. Los procesos encaminados a obtener este tipo de paisaje comprenden el MODELADO. El tipo de formas propio de cada modelado dependerá de varios factores, el más importante es el clima de la región. Es por ello que vamos a estudiar los diferentes tipos de modelado presentes en las distintas regiones climáticas: El PAISAJE en las REGIONES FRÍAS se caracteriza porque en él predomina la acción modeladora del agua en estado sólido. Las acumulaciones naturales de hielo capaces de desplazarse por gravedad se denominan glaciares, y son los agentes geológicos externos más característicos de las zonas más frías. Teniendo en cuenta la zona en la que aparezcan, es posible diferenciar dos tipos de regiones glaciares. • Los grandes casquetes polares son Groenlandia y la Antártida. En ellos se almacena más del 99% del hielo glaciar del planeta y constituyen grandes extensiones que se desplazan radialmente hacia la periferia. Cuando llegan a la costa se desprenden y dan lugar a islas denominadas icerbergs. • Los glaciares de montaña son acumulaciones de hielo que se originan en zonas montañosas y fluyen hacia los valles. La parte superior del glaciar se denomina circo glaciar y donde se recoge la nieve, se acumula y transforma en hielo. La masa de hielo que sale del circo forma la lengua glaciar, verdadero río de hielo. La carga transportada por un glaciar constituye las morrenas, que dependiendo del lugar en que se encuentre formará la morrena de fondo (rozando con el suelo), la morrena lateral (a los lados) y la frontal (al final de la lengua). El hielo al desplazarse tiene gran fuerza erosiva, dado la gran cantidad de materiales que arrastra. Cuando el clima es más cálido el glaciar puede desaparecer dejando una región con valles en forma de "U". En las zonas de montaña son comunes los fenómenos de gelivación, éstos van fracturando las rocas que caen y tienden a acumularse al pie de los grandes relieves. Son los derrubios de ladera o de vertiente. Cuando estos depósitos contienen grandes bloques se denominan canchales. El PAISAJE de las REGIONES TEMPLADO-HÚMEDAS se caracteriza por la presencia de aguas superficiales durante todo el año, siendo los ríos los principales agentes modeladores de estas regiones. Los ríos discurren por una zanja denominada cauce, y su caudal (volumen de agua) es variable según la época. Es posible diferenciar cambios a lo largo del recorrido del río: • Curso alto.- El río en su nacimiento discurre por zonas montañosas. La fuerza del agua y los materiales que arrastra, erosionan el fondo por el que discurre excavando un valle estrecho en forma de "V". Las aguas son turbulentas y forman remolinos, si hay desniveles en el cauce se originan saltos, llamados rápidos, cascadas o cataratas, dependiendo de su tamaño. 71 Cuando el río pasa de una zona montañosa de gran pendiente a una llana pierde gran parte de su capacidad de transporte y deja depósitos con forma de cono o abanico que se conocen como abanicos aluviales. • Curso medio y bajo.- El curso medio aparece cuando el río llega a zonas de menor pendiente y fluye por un valle amplio. Puede presentar terrazas fluviales que son superficies más o menos planas en forma de escalones, que representan depósitos fluviales antiguos. También son comunes los diques naturales, depósitos dejados por el río en los desbordamientos. El agua solamente ocupa una parte del lecho del río, la que se conoce como canal de estiaje, situado en un cauce mayor denominado lecho ordinario, que se llena de agua en las épocas más lluviosas. El resto del cauce forma el lecho de inundación, una zona llana situada en ambas márgenes que sólo es ocupada por el agua en las grandes avenidas. En los cursos medio y bajo el río discurre, total o parcialmente, sobre sus sedimentos formando la llanura aluvial. Estos sedimentos constituyen la vega, que es una región muy fértil y por tanto, muy habitada. Las construcciones realizadas en la llanura de inundación corren el grave riesgo de ser arrastradas en las grandes avenidas, por eso la legislación española determina que existe una zona de servidumbre (a de ambos márgenes) en la que está prohibido todo tipo de actuación. Externa a ella se encuentra la zona policía (zona que es probable que se inunde una vez cada cien años), en la que se permiten usos agrícolas y determinadas construcciones con autorización. El PAISAJE de las ZONAS ÁRIDAS Y SUBÁRIDAS viene determinado por que en ellas se dan condiciones climáticas de anticiclones casi permanentes. El ambiente es muy seco y la vegetación muy escasa. Las precipitaciones son esporádicas y cuando se producen, suelen ser torrenciales. Por ello los agentes que modelan el relieve son el viento y las aguas torrenciales. En las regiones áridas el viento sopla continuamente arrastrando partículas de arena y desgastando las rocas contra las que impacta. Al mismo tiempo las partículas se van redondeando. La arena transportada por el viento se deposita formando las dunas. Las dunas aisladas con forma de media luna tienen una pendiente suave por el lugar en el que sopla el viento y una más brusca a sotavento. La arena se desplaza por la pendiente suave y cae a sotavento acumulándose, de esta forma la duna avanza, siendo un problema para construcciones o cultivos. El agua también es un importante agente modelador. Actúa con poca frecuencia, ya que llueve poco, pero lo hace intensamente, pues las lluvias suelen ser torrenciales. Los cauces sólo llevan agua tras una tormenta, en las zonas moderadamente áridas existe este tipo de cauce intermitente, y recibe el nombre de rambla o riera. En las zonas donde el torrente pierde fuerza, deposita los materiales que arrastraba formando lo que se conoce como cono de deyección. En la El agua de lluvia puede discurrir por la superficie formando mantos de agua o reguerillos que reciben el nombre de aguas de arroyada. Cuando estas aguas discurren sobre terrenos blandos originan formas de paisaje como las cárcavas, grandes barrancos desprovistos de vegetación. El PAISAJE COSTERO viene determinado por la acción de agua del mar. La costa puede considerarse como la zona comprendida entre el nivel máximo y el mínimo de marea. El mar ejerce un considerable modelado del relieve debido al oleaje, aunque influyen también las corrientes marinas y las mareas. En las zonas rocosas, la erosión producida por el oleaje origina los acantilados. Las rocas rompen en la parte inferior y la van desgastando produciendo el desprendimiento de la parte superior del acantilado. La acción continuada produce el retroceso del acantilado. Los sedimentos litorales están constituidos por los materiales arrancados de los acantilados por las olas, los transportados por los ríos, los fragmentos de conchas, ... Los sedimentos más grandes quedarán cerca de la zona donde se originaron, mientras que los pequeños serán transportados y depositados en playas. Las playas se forman en zonas bajas y protegidas, donde rompen las olas. Las olas arrastran materiales hacia el continente, cuando la ola retrocede la fuerza del agua es menor por lo que deposita algunos de los materiales que arrastraba y origina la playa. La velocidad de acumulación y arrastre de los sedimentos puede variar, modificando la anchura de la playa. Pregunta nº 2 (Modelo 02-03) Presenta un esquema de una parte del valle del río Jarama, en el Parque Regional del Sureste (CAM). El sustrato está compuesto por una sucesión de margas y arcillas impermeables, intercaladas con niveles de yesos, que son permeables por fisuración y karstificación. Como consecuencia de fallas recientes, estos materiales aparecen en 72 cortados o escarpes donde se encuentran abundantes especies endémicas, ligadas tanto a la peculiar topografía como a la composición de los suelos. Sobre estos materiales se apoyan materiales relacionados con la dinámica fluvial, la dinámica de vertientes y la de los torrentes (diques naturales, conos de deyección, terrazas y derrubios de ladera, entre otros). En la zona hay una actividad agrícola tradicional a la que se ha impuesto una actividad minero-industrial (sobre todo la extracción de gravas y arenas) y urbanizadora. La extracción de gravas y arenas en la llanura de inundación y en las terrazas (en las que se desarrollan acuíferos aluviales utilizados en el pasado) ha creado lagunas, que tras su abandono, constituyen humedales muy frecuentados por la fauna avícola migratoria. a) Identifique los cuatro depósitos que aparecen en cursiva en el texto, relaciónelos con los números 1, 2, 3 y 4 del esquema e indique sus respectivos ambientes de formación (fluvial, de ladera y torrencial). b) Explique cuatro impactos ambientales derivados de las explotaciones mineras. c) Explique el proceso por el que la extracción de gravas en la zona forma lagunas. Identifique un efecto ambiental negativo y uno positivo de la creación de humedales. d) Explique los riesgos a las que están sometidos las cuatro viviendas designadas como A, B, C y D. En el PAISAJE también influye la LITOLOGÍA (TIPO DE ROCA) del terreno. Las rocas pueden ser o no homogéneas, pueden ser o no resistentes, solubles en agua, etc. Algunos de los diversos relieves: El relieve de las regiones graníticas aparece como una zona de formas suaves y redondeadas cuando se trata de una región antigua, mientras que en las zonas jóvenes los granitos dan lugar a paisajes abruptos. Los granitos son rocas compactas que se originaron en el interior de la Tierra (plutónicas). Cuando se ven en la superficie es porque los materiales que los cubrían han sido erosionados. Al pasar a ser sometidos a una menor presión los granitos se fracturan. La acción de la atmósfera aprovecha estas fracturas para desgastar los materiales y redondearlos, formando el paisaje conocido como berrocal. El relieve volcánico más característico está constituido por conos volcánicos que están frecuentemente alineados a lo largo de fracturas o fallas. La superficie de las coladas de lava puede presentar aspectos muy diferentes. En algunas zonas son lisas, mientras que en otras forman repliegues y cuerdas y constituyen las lavas cordadas. Cuando la superficie es áspera y rugosa, forman el llamado malpaís. En las regiones calizas las rocas suelen aparecer dispuestas en estratos. Cuando se depositaron los estratos eran horizontales, sin embargo frecuentemente aparecen replegadas debido a las fuerzas a que fueron sometidas cuando se formaron las montañas en las que se encuentran. En las regiones calizas se desarrolla un modelado muy característico, el 73 modelado cárstico. Las calizas están formadas por el mineral calcita (90%), insoluble en agua pura, pero soluble en aguas con CO2. • Cuando el agua de lluvia circula sobre la superficie de un carst produce pequeñas oquedades, lenares, o surcos, lapiaces, que hacen que estas regiones presenten una superficie muy irregular. • El agua que penetra en el interior de la formación cárstica, en los primeros momentos circula por grietas o entre los planos de estratificación. Con el tiempo, al ir disolviéndose la caliza, los conductos se van ensanchando, hasta formar galerías (pasadizos horizontales). Cuando las galerías se ensanchan se forman las cuevas. El proceso erosivo continúa hasta llegar a un nivel de rocas impermeables y termina con el hundimiento de la parte superior del macizo calcáreo. En el interior de las cuevas se producen la precipitación de las calizas. A partir de los puntos del techo en los que se produce un constante goteo de agua se forman las estalactitas. En los lugares del suelo donde constantemente cae agua se forman las estalagmitas. Cuando se unen dan lugar a las columnas. Pregunta nº 3 Comenta el tipo de modelado que actúa en los paisajes de las fotografías; nº2, El Mirón (Ávila); nº 6 Bahía de Acapulco (Méjico); nº 11 Gran Cañón de Yellowstone (EEUU); nº 18 Montañas Teton (EEUU). 5.- RECURSOS DE LA GEOSFERA 5.1.- RECURSOS MINEROS 5.1.1.- EXTRACCIÓN DE MINERALES Todos los materiales empleados por la sociedad moderna han sido obtenidos mediante minería, o necesitan productos mineros para su fabricación. Los recursos minerales están distribuidos de forma irregular por la corteza, los lugares donde la concentración es mayor se denominan yacimientos. Un YACIMIENTO es un lugar donde, durante la formación de la roca, se ha concentrado en ésta un elemento en proporciones anormalmente elevadas. Un RECURSO NATURAL es cualquier material, servicio o información, sobre el que existe una demanda, por lo que tiene un valor económico. Hay que diferenciar el concepto de recurso del de reserva, el recurso es cualquier material sobre el que existe una demanda, la reserva es la parte del recurso que puede ser explotado mediante el uso de la tecnología actual obteniendo un beneficio económico. Para que un yacimiento resulte rentable, los minerales que se utilizan, la mena, deben estar en una proporción alta; los minerales que no se utilizan constituyen la ganga. Las explotaciones de un yacimiento se denominan MINAS, las cuales pueden ser de varios tipos: • La MINERÍA SUBTERRÁNEA puede subdividirse en minería de roca "blanda" y minería de roca "dura". • Los ingenieros de minas hablan de roca "blanda" cuando no exige el empleo de explosivos en el proceso de extracción. La roca blanda más común es el carbón, pero también lo son la sal común y otros minerales. • La minería de roca "dura" utiliza los explosivos como método de extracción y es características de la extracción de metales y minerales. • La MINERÍA A CIELO ABIERTO es el sector más amplio de la minería (menos peligrosa y más barata), y se emplea para más del 60% de los materiales extraídos. Puede emplearse para cualquier material. Los distintos tipos de mina de superficie tienen diferentes nombres: 74 • Las minas de cielo abierto suelen ser de metales. Se excavan grandes fosas en terraza, de las que se va extrayendo el material. El material clasificado como útil, reserva, se transporta a la planta de recuperación, mientras que el clasificado como desecho, estéril, se vierte en zonas asignadas para ello, vertederos controlados. • En las explotaciones descubiertas suele extraerse carbón. La principal diferencia entre estas minas y las de cielo abierto es que el material estéril en lugar de transportarse a zonas de vertido lejanas, se vuelve a dejar en la cavidad creada por la explotación reciente. Por tanto el impacto es menor al no dejar hueco. • Las canteras son bastante similares a las minas de cielo abierto, la diferencia es que los materiales extraídos suelen ser minerales industriales y materiales de construcción (calizas, mármoles, granitos, ...). Por lo general, casi todo el material que se obtiene de la cantera se transforma en algún producto, por lo que hay poco estéril. A su vez, esto significa que al final de la vida útil de la cantera queda una gran excavación. Las cavidades creadas por muchas canteras adquieren un cierto valor como vertederos de residuos urbanos. • Las graveras suelen estar situadas en los lechos de los ríos o en sus proximidades que es donde se encuentran las mayores concentraciones de gravas y arenas. La extracción del material es relativamente fácil dada la inconsistencia del material. Al extraer al material, que se utiliza por completo, se dejan lagunas, ya que se excava por debajo del nivel freático. Clasificamos los recursos minerales en metalíferos y no metalíferos. Pregunta nº 4 Los nódulos de manganeso poseen una riqueza del 27% al 30% de este metal, en cambio, los yacimientos continentales tienen una riqueza del 35 al 55% de manganeso. Según estos datos, ¿los nódulos de manganeso constituyen una reserva o un recurso de este mineral? 5.1.2.- RECURSOS MINERALES METALÍFEROS Los recursos minerales metálicos se emplean en la obtención de metales y energía (uranio). En la actualidad metales como el plomo, el estaño o el cobre están siendo sustituidos por diferentes tipos de plásticos (procedentes de la industria petroquímica), silicio, … Incluyen: • Cobre se encuentran formando tanto filones, como dispersos en masas enormes de rocas, o formando estratos intercalados entre los sedimentos del fondo oceánico. El de Río Tinto en Huelva es considerado el mayor depósito de pirita cuprífera del mundo. • La plata en su mayor parte se obtiene como subproducto de los minerales de cobre. Son importantes las minas de Potosí en Bolivia. • Yacimientos con grande cantidades de magnetita se utilizan para extraer hierro. • El aluminio es un metal muy abundante que forma parte de la bauxita. Su uso se ha incrementado enormemente a partir de que se desarrolló la tecnología adecuada para su explotación antes era tan cara que se consideraba un metal precioso. • El principal yacimiento radiactivo es el de uranio. Suele encontrarse en formaciones masivas como constituyente de las rocas graníticas y de las pegmatitas, o como mineral secundario asociado con las menas de plata, plomo o cobre. Aún cuando las menas no aparecen en grandes cantidades, las mayores fuentes de pechblenda están en Sudáfrica, la República Checa, Estados Unidos, Canadá, Alemania y Francia. 5.1.3.- RECURSOS MINERALES NO METALÍFEROS Dentro de este grupo se incluyen: • Minerales industriales: incluyen el cuarzo del que se obtiene el vidrio, la fibra óptica; la sal común; el potasio, el azufre, los fosfatos. • Materiales de construcción: Como: •Cemento fabricado con una mezcla de arcillas y calizas que se somete a altas temperaturas para que pierda agua y CO2. •El hormigón que se consigue mezclando cemento con grava y la arena. 75 •Las arcillas constituyen la materia prima de la cerámica, tanto en ladrillería como en • cerámica artística y decorativa. Las arcillas menos ricas en carbonatos se utilizan para fabricar ladrillos, las ricas en caolín como materia prima para la obtención de porcelanas. •Las piedras ornamentales son utilizadas como material de construcción para recubrimiento de fachadas, baños, encimeras, … Algunas de ellas son calizas, mármoles, granito, ... •El vidrio se obtiene a partir de arenas y areniscas muy ricas en cuarzo. Gemas: incluyen los diamantes, los rubíes, ... Pregunta nº 5 (PAU Modelo 2002-2003) La tabla ofrece datos acerca del consumo, durante el 1993, de algunos recursos naturales y sus productos derivados, en los Estados Unidos y en la India. Recursos Consumo Consumo Relación EEUU/India en EEUU India consumo per capita Aluminio (miles de toneladas) 4.137 420 33,7 Bauxita (miles de toneladas) 12.835 4.648 9,4 Mineral de hierro (miles de toneladas) 64.810 25.384 8,7 Acero (miles de toneladas) 93.325 20.300 15,7 Madera (en dm3) 468.003 281.045 5,7 Pasta de papel (en dm3) 136.377 1.208 385,7 a) Señale en qué caso la diferencia del consumo per capita es más acusada y relaciónelo con el modelo de vida y desarrollo alcanzado en cada país. b) Distinga, en la columna de recursos, las materias primas de sus productos derivados. A la vista de los datos, ¿qué se podría decir sobre la utilización de la madera en la India? c) Explique cuatro impactos relacionados con la obtención de recursos. 5.2.- RECURSOS ENERGÉTICOS DERIVADOS DE LA GEOSFERA En primer lugar se procede a la extracción de las fuentes de energía primaria en las minas o yacimientos. Hay veces en las que esta energía primaria se utiliza directamente en la producción de trabajo, como en el caso del gas natural y la energía solar utilizados en calefacción. Pero normalmente la energía primaria se transforma en secundaria (electricidad). Las leyes de la Termodinámica determinan que en cualquier transformación energética nunca se pueda obtener el 100% de eficiencia, siempre se producen grandes pérdidas en energía de baja calidad (con poca capacidad para producir un trabajo), lo que DESACONSEJA EL USO DE ENERGÍA SECUNDARIA. Posteriormente la energía tiene que ser transportada y distribuida a los usuarios, para finalmente transformarse en calor, luz, trabajo, ... Las distintas fuentes de energía se pueden subdividir en función de su RENOVABILIDAD. Las energías renovables son las que llegan de forma continua a la tierra, son inagotables siempre y cuando el consumo no supere la capacidad de regeneración. Las no renovables se encuentran fijas en nuestro planeta, han sido generadas en procesos geológicos muy lentos, a lo largo de millones de años, con lo que tardarán ese tiempo en volverse a formar. Otra posible clasificación tiene que ver con el hecho de ser una energía ampliamente extendida por el país, entonces hablamos de energía convencional, y aquellas energías raramente utilizadas, las no convencionales o alternativas. 5.2.1.- COMBUSTIBLES FÓSILES: EL CARBÓN Se FORMÓ cuando quedaron restos orgánicos vegetales enterrados en zona pantanosas y en ausencia de oxígeno. Con el paso del tiempo, la compactación, el aumento de la temperatura transformaron las moléculas vegetales como la celulosa y la lignina en hidrocarburos, en CO2 y metano (CH4). Los gases de CO2 y CH4 se acumulan en las fisuras de las rocas (gas grisú) y se liberan peligrosamente durante las labores de extracción. 76 Según las presiones y temperaturas a las que se haya formado, distinguimos diferentes tipos de carbón. Cuanto más contenido tiene en carbono mejor es el carbón, porque libera más energía y contamina menos, emite menos SOx y NOx. Tradicionalmente el carbón se extrae de dos formas, la minería subterránea y extracción a cielo abierto. La mayor parte del carbón se utiliza para generar electricidad en las CENTRALES TÉRMICAS, donde el calor es utilizado para producir vapor de agua con el que se impulsa unas turbinas acopladas a un generador eléctrico generando gran parte de la electricidad que consumimos. Las centrales térmicas pueden ser más o menos contaminantes: • Las más eficientes son las de ciclo combinado, funcionan con gas natural y además de las turbinas convencionales tienen otras que aprovechan el calor de los gases que escapan en las otras, para producir electricidad. • Las centrales de cogeneración consiste en utilizar parte de la energía liberada por el combustible para producir electricidad y otra parte para obtener energía térmica. En algunas de estas centrales también se usa gas natural, pero en otras puede utilizarse biomasa y energía procedente de fuentes renovables. La minería a cielo abierto deja grandes huecos provocando IMPACTOS paisajísticos. La minería en general origina grandes escombreras formadas por estériles (cualquier producto que no sea carbón). Se contaminan las aguas por el lavado de los materiales. En la atmósfera las emisiones de CO2 (emite el doble que el petróleo) se relacionan con el efecto invernadero y el SO2 influye en la aparición de la lluvia ácida. Las posibles SOLUCIONES pasan por cumplir las normativas que obligan a las explotaciones mineras a rellenar los huecos con los estériles, disponer sobre ellos el suelo fértil y revegetar. También es necesario controlar y depurar el agua que sale de la zona de la mina, ya que sale cargada de materiales muy tóxicos. Al quemar el carbón se liberan cantidad de gases perjudiciales por lo que se desarrollan tecnologías que eliminan los componentes sulfurados antes de emitir los gases de combustión, también sabemos que utilizando carbones con menor contenido en azufre las emisiones son mucho menores. Los convenios firmados por España sobre cambio climático nos obligan a importar carbones menos contaminantes, lo que ha conducido a abandonar las explotaciones mineras españolas con la consiguientes repercusiones sociales (subsidios de paro, jubilaciones anticipadas, ...) Pregunta nº 6 SELECCIÓN DE PROYECTOS ENERGÉTICOS FINANCIADOS POR BANCO MUNDIAL EN LOS 90 LOCALIZACIÓN DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO Leyte-Luzón, Filipinas 440 MW Central Geotérmica Country. Wide, Indonesia 200.000 sistemas fotovoltaicos Nueve ciudades, China Calderas industriales eficientes Guadalajara y Monterrey, México Lámparas de bajo consumo (1,7 106) Tejona, Costa Rica 20 MW de un parque eólico Tuaketu. Mongolia Interior. China 3.600 MW Central de Carbón Dolna Odra, Polonia 1.600 MW Central de Carbón Paiton, Java Oriental, Indonesia 1.230 MW Central de Carbón Pangasaman, Filipinas 1.200 MW Central de Carbón Río Hub, Pakistán 1.469 MW Central de Carbón a) Indica las fuentes de energía primaria utilizadas en los proyectos de la tabla y clasifícalos en función de su renovabilidad. b) ¿Qué impactos se derivan de la utilización de estos recursos? Valora en cada caso si se trata de impactos globales o de repercusión global. c) Señala algún proyecto destinado a obtener un uso más eficiente de la energía en el hogar. ¿Qué otra medidas pueden contribuir a disminuir el consumo doméstico? d) Teniendo en cuenta todos los datos aportados, analiza el problema de sostenibilidad del desarrollo. 77 5.2.2.- COMBUSTIBLES FÓSILES: PETRÓLEO Su FORMACIÓN se produce cuando grandes cantidades de microorganismos acuáticos mueren y son enterrados entre los sedimentos del fondo en un ambiente muy pobre en oxígeno. Cuando estos sedimentos van siendo cubiertos por otros aumenta la presión y la temperatura sobre ellos, y mediante un proceso poco conocido, se forma el petróleo y el gas natural. Las sustancias parecidas a los aceites u óleos se les han llamado petróleos. Son mezclas de diferentes hidrocarburos que por destilación dan lugar a diversos productos; gaseosos, metano, líquidos, gasolina, o sólidos, alquitrán. Su aspecto es negruzco y viscoso. Los YACIMIENTOS de petróleo son grandes masas rocosas con sus poros inundados con petróleo. Generalmente la roca almacén no es el lugar en el que se formó el petróleo o roca madre, sino que el petróleo, debido a su baja densidad, se formó en la roca madre y ascendió hasta la roca almacén en la que se acumula cuando llega a zonas impermeables se acumula en las trampas petrolíferas. Entre los principales USOS DEL PETRÓLEO podríamos citar; la gasolina en el transporte de automóviles; los gasóleos para vehículos diesel y calefacciones domésticas; el fuel en las centrales térmicas para generar electricidad y otros productos pueden emplearse como materia prima en la fabricación de plásticos, fertilizantes, pinturas, fibras sintéticas, ... El principal uso del combustible es el del transporte, que precisa de una gran infraestructura (gasolineras) y tiene una gran industria asociada (la del automóvil), por lo que la utilización de combustibles alternativos se enfrenta con la inercia de dicha infraestructura. Los principales PROBLEMAS asociados al consumo de estos productos son: • Agotamiento de las reservas. Alrededor de la mitad de la producción mundial se encuentra en Oriente Medio. Es muy difícil estimar para cuántos años disponemos de petróleo porque de los depósitos que se van a descubrir, el ritmo de consumo, ... • La composición de los crudos es variable, se diferencian en función de las proporciones de los distintos hidrocarburos, en la proporción de azufre, nitrógeno, metales, ... En el proceso de combustión genera contaminantes como el CO2 que contribuye al efecto invernadero, se liberan otro compuestos como óxidos de nitrógeno que forman la lluvia ácida. • El proceso de transporte de petróleo es peligroso, los grandes buques petroleros presentan un elevado riesgo de accidentes. Fundamentalmente si se tiene en cuanta que la flota de petroleros está bastante anticuada, siendo gran parte de los barcos monocasco y en muchos casos han sido fletados bajo bandera de conveniencia (banderas que otorgan determinados países y que no garantizan el buen estado del barco). Al ser más ligero que el agua forma las mareas negras. Pregunta nº 7 100 90 80 70 Evolución desde 1940 de la producción eléctrica en España (Libro Blanco del Agua en España, 1998) 60 50 Hidráulica 40 Térmica 30 Nuclear 20 10 0 78 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 a) Analice la gráfica describiendo la relación entre la producción eléctrica de origen hidráulico y la de origen térmico. Explique además las posibles causas de la evolución desde el año 1980 de la producción de electricidad en España a partir de la energía nuclear y de la energía térmica. b) En la gráfica no aparecen otras fuentes de energía capaces de producir electricidad. Cite dos de ellas (renovables o no renovables) y refiera dos ventajas y dos inconvenientes de su explotación. 5.2.3.- COMBUSTIBLES FÓSILES: GAS NATURAL El gas natural consiste en gran parte en metano (CH4) y otros compuestos de pocos átomos de carbono, que procede, al igual que el resto de los hidrocarburos, de la fermentación de la materia orgánica acumulada en el sedimento. Es un producto de fácil USO, que se emplea en cocinas, calefacciones domésticas y producción de electricidad. Su EXTRACCIÓN es muy sencilla, ya que tiende a salir por sí solo. Se trasporta en gaseoductos que requieren una fuerte inversión inicial, pero luego se mantienen fácilmente. Las reservas de gas natural son mayores que las de petróleo y además están repartidas por más países. Es menos contaminante que otros combustibles fósiles, libera mucho menos CO2 que el petróleo y el carbón, no emite óxidos de nitrógeno ni de azufre. Todas estas ventajas han contribuido al aumento en el uso del gas natural. La dificultad para condensar y almacenar el gas han impedido que sea utilizado como combustible de transporte. Los escapes de gas natural son peligrosos para el medio, ya que el metano es un potente gas invernadero. 5.2.4.- ENERGÍA NUCLEAR DE FISIÓN La liberación de energía nuclear se realiza mediante dos procesos: El PROCESO de fisión nuclear consiste dividir el núcleo de un elemento mediante el bombardeo de neutrones con el fin de obtener energía. La central no es más que una central termoeléctrica en la que se utiliza un combustible radiactivo para convertir un fluido, generalmente agua, en vapor que, a su vez, activa un conjunto formado por turbina y alternador que produce energía eléctrica. Los núcleos que se utilizan son los de los isótopos (los isótopos tiene el mismo número atómico que el elemento del que es isótopo y distinto número másico) radiactivos (los núcleos se desintegran espontáneamente liberando partículas). Cuando un isótopo radiactivo de uranio (Uranio-235) absorbe un neutrón, se desintegra en elementos más ligeros y neutrones. En la transformación se pierde parte de la materia que da origen a una gran cantidad de energía. Los neutrones liberados estimulan nuevos átomos de uranio, manteniéndose así la reacción en cadena. El número de neutrones debe mantenerse constante, para ello se introducen barras con elementos moderadores que absorben los neutrones, ya que si esto no ocurre se desencadena la reacción en cadena y una explosión nuclear (Chernobil), pero si se controla en un reactor nuclear, se puede extraer el calor y utilizarlo para producir vapor de agua y mover turbinas acopladas a generadores eléctricos. La central tiene que tener un circuito refrigerante generalmente dividido en, un circuito primario, en contacto con el material radiactivo que está confinado en la central y en el que el agua no abandona el ciclo. El circuito de enfriamiento secundario enfría al primario originando vapor que impulsa a las turbinas y producen electricidad. El circuito terciario recibe agua del exterior, enfría al secundario y se devuelve al exterior. Unos años después de utilizar el uranio, la concentración de uranio-235 es demasiado baja como para mantener la reacción de fisión, por lo que las barras se retiran para ser llevadas a cementerios nucleares. El coste del desmantelamiento de las nucleares y del tratamiento de 79 los residuos radiactivos se incluye en el precio del recibo de la luz siguiendo el principio de “quien contamina, paga”. Las VENTAJAS de esta energía es el alto poder energético del uranio, pues un kilogramo de uranio produce 106 veces más energía que un kilogramo de carbón. No libera CO2 ni azufre a la atmósfera. Permite cierta independencia frente a la importación de combustibles. Las DESVENTAJAS se centran en la aparición de isótopos radiactivos, tanto en las fases de extracción, como en las de enriquecimiento y utilización. Los residuos nucleares mantienen su actividad durante unos 10.000 años y actualmente no se conoce forma de eliminarlos y se almacenan en lugares supuestamente seguros. Los rectores nucleares son susceptibles de sufrir sabotajes y accidentes que ocasionarían explosiones nucleares. La contaminación térmica del agua de los ríos o lagos utilizados en la refrigeración. La vida útil de las centrales nucleares es corta 30-40 años y los costes de creación, mantenimiento y desmantelación de las centrales nucleares son muy altos. Algunos científicos opinan que el resto de las energías difícilmente cubrirán todas las necesidades humanas y apuestan por una energía nuclear en la que los avances tecnológicos solucionen los problemas actuales. Las TENDENCIAS FUTURAS pasarían por cambiar el tipo de combustible sustituir el U-235 por el Torio. El torio cuando es bombardeado por rayos láser se transforma en uranio-233, el cual al sufrir el proceso de fisión produce una cantidad considerablemente menor de residuos radiactivos. Además no se producen reacciones en cadena, una vez dejas de incidir con el acelerador de partículas la fisión finaliza. Pregunta nº 8 (PAU Junio 2.006) La reactivación nuclear El uso de combustibles fósiles está enloqueciendo el clima y las reservas de petróleo comenzarán a agotarse pronto. Mientras el precio del crudo se acerca al equivalente del que desencadenó la crisis de 1973, la energía nuclear vuelve a los foros de debate para ofrecerse como alternativa. El País, 24 de octubre de 2.005 a) Copie la tabla adjunta en su hoja de examen y escriba dos respuestas en cada una de las casillas: Tipo de Ventajas Inconvenientes energía Combustibles • • fósiles • • Energía nuclear • • • • b) Explique detalladamente dos alternativas a la utilización de los combustibles fósiles distintas de la energía nuclear. c) ¿Cuándo decimos que un recurso es renovable? Razone la respuesta y aporte dos ejemplos de recursos renovables no energéticos. 5.2.4.- ENERGÍA GEOTÉRMICA Procede de la energía del interior de la Tierra y es considerada como renovable, aunque en una zona concreta del planeta podemos llegar a convertirla en no renovable si su consumo es muy rápido. En algunos casos existen fuentes de energía geotérmica que brotan de forma natural, manantiales de agua caliente o de vapor. Cuando esto no sucede, se puede inyecta grandes cantidades de agua fría en una zona próxima, para conseguir que el agua brote a gran temperatura en otro punto. Si sale agua caliente se utiliza en la calefacción, si es vapor de agua en la producción de electricidad. 80 Una dificultad de la utilización de este tipo de energía, es la escasez de los lugares apropiados para la instalación de centrales geotérmicas. También se produce la emisión de SH 2, CO2, boro, arsénico y otros contaminantes. En España las zonas de mayor interés geotérmico se encuentran en las Islas Canarias. 5.2.5.- USO SOSTENIBLE DE LA ENERGÍA A partir de la “crisis del petróleo” (1973) la humanidad se ha venido concienciando de que es necesario reducir nuestra dependencia del petróleo y otros combustibles fósiles. No sólo porque estos recursos se agoten, también porque su uso está generando graves problemas ambientales como el cambio climático global, lluvia ácida, contaminación local de las ciudades. Para lograr reducir el consumo energético hay que: USAR MÁS EFICIENTEMENTE LA ENERGÍA. Se llama rendimiento de un sistema energético a la relación entre la energía suministrada al sistema y la que obtenemos de él, serían la relación entre las entradas y las salidas expresadas en tanto por ciento. El rendimiento suele ser bajo, debido a un aumento inevitable de la entropía. En todas las transformaciones energéticas se puede aprovechar un porcentaje de la energía total, el resto se pierde en forma de energía de baja calidad, calor. Por ello, cuantas más transformaciones se efectúen entre la forma original de la energía y la de su uso final, más energía se pierde. Este hecho contrasta con el tipo de energía más demandada por su facilidad de uso, la energía eléctrica, no existe en la naturaleza en forma aprovechable y el ser humano ha tenido que ingeniar sistemas para producirla como energía secundaria. La eficiencia energética trata de reducir el porcentaje de energía que se pierde en las transformaciones energéticas. Se puede aumentar la eficiencia a dos niveles: • En la producción de energía.- Las nuevas tecnologías como la cogeneración o las centrales térmicas de ciclo combinado permiten mejorar los rendimientos energéticos. • En el consumo final de la energía.- Por ejemplo en la industria se deben realizar auditorías energéticas que detecten las ineficiencias energéticas y las corrijan. El transporte consume un 40% de la energía total, en España, en este sector se puede aumentar la eficiencia de los motores por ejemplo disminuyendo el peso de los coches. En el sector servicios y en los hogares se trataría de mejorar la eficiencia de las calderas y equipos de refrigeración, iluminar con lámparas de bajo consumo, y utilizar electrodomésticos de bajo consumo entre otras acciones. • El coste energético, el precio que pagamos por utilizar la energía, debe incluir los costes ocultos de la energía, tiene que internalizar el gasto ambiental que produce. Estos costes incluyen la construcción, mantenimiento y desmantelación de las centrales energéticas. • También hay que incluir los impactos ambientales que la actividad genera, por ejemplo al precio del petróleo hay que sumarle el precio que pagamos mediante nuestros impuestos para solucionar el desastre de una marea negra. Los precios excesivamente bajos de la energía hacen que sea difícil de convencer a la población para invertir en eficiencia energética. 3.2.- AHORRO DE ENERGÍA. Hay una serie de medidas razonables que nos permiten disminuir el consumo sin renunciar a nuestro nivel de confort. En los últimos años, y en los países desarrollados, se ha producido una reducción del consumo de energía en la industria. Reciclar las materias primas es una de las maneras más eficaces de ahorrar energía, en los sectores industrial, agrícola y urbano, ya que aproximadamente las tres cuartas partes de la energía consumida por la industria se usa para extraer y elaborar materias primas ( la energía empleada en reciclar el aluminio es sólo un 5% de la que se usaría para fabricarlo de nuevo ). Utilizando el transporte público o compartiendo el transporte privado se ahorra combustible. Para ahorrar en el transporte es conveniente mantener el motor "a punto", y no alcanzar grandes velocidades. Las nuevas tecnologías en automóviles consiguen vehículos que consumen menos gasolina, u otros que funcionan con etanol o con electricidad. La bondad de estos últimos dependerá de donde se obtenga la electricidad, si se obtiene de una central térmica generan más contaminación que un coche de gasolina. Para ahorrar en calefacción y aire acondicionado hay que aislar adecuadamente los edificios y construir siguiendo las directrices de la arquitectura bioclimática. Aunque en la construcción el edificio con aislamiento resulta más caro, a la larga es más económico. Un 81 correcto mantenimiento de las calderas mejora su rendimiento. Usando combustibles baratos y poco contaminantes como el gas natural. Para ahorrar electricidad conviene no usarla en la calefacción ni en la cocina, es preferible sustituirla por gas natural. Apagar las luces que no se usan. Un importante freno para el ahorro es su carácter poco espectacular, ya que exige que cientos de millones de personas tomen medidas tan prosaicas como apagar las luces cuando no las necesitan o mantener una presión correcta en los neumáticos de los automóviles. Una de las formas de fomentar el ahorro consiste en subir el precio de la energía. En la actualidad el coste energético no incluye los costes ocultos, por ejemplo el coste de la gasolina no incluye los gastos generados en la limpieza de las mareas negras. El precio final de la energía tiene que internalizar el gasto ambiental que produce, las externalidades, como por ejemplo se deben incluir los gastos de desmantelamiento de las centrales energéticas. Además si los precios son demasiado bajos es más difícil que se invierta en eficiencia energética. (En 1990 el precio de la gasolina en EEUU era tres veces más bajos que en Europa, lo que explica que los coches más pequeños y eficientes no se hayan desarrollado en EEUU ) Pregunta nº 9 a) El sistema energético de los Estados Unidos tiene unas entradas de energía en las cuáles el 84 % procede de combustibles fósiles, el 7% de energía nuclear, el 4% procede de la biomasa y el 5% son energías renovables. Las salidas de energía utilizable por la población constituyen un 9% del total, las que van a la industria petroquímica el 7%, el gasto inevitable de energía del 41% y el gasto innecesario de energía del 43%. ¿Cuál es el valor de la eficiencia? ¿Por qué? ¿Te parece sostenible? b) En España, una fracción del importe del recibo de la luz se ha dedicado a sufragar la moratoria nuclear (desmantelamiento de las centrales) y a subvencionar la minería del carbón. Explique para cada caso una razón que ha llevado a la Administración a adoptar esta medida. c) ¿Qué es preferible, desde un punto de vista ambiental, una cocina vitrocerámica que funcione con gas natural o una que lo haga con electricidad? 6.- IMPACTOS PROCEDENTES DE LAS ACTIVIDADES MINERAS Los impactos debidos a las explotaciones minerales se producen tanto en la fase de explotación, como en la fase de transformación del mineral o en el desmantelamiento. Los principales impactos: • Las explosiones y el trasiego de maquinaria emiten gases nocivos, ruido y polvo causando contaminación atmosférica. Los ruidos y vibraciones producidos por la maquinaria pesada y por las explosiones generan molestias para la fauna y los seres humanos. • La contaminación hídrica se produce, entre otros casos, por los líquidos residuales del lavado de los minerales. Estas aguas contienen ácidos, metales pesados, ... y se suelen almacenar en balsas para ser sometidos a una depuración previa a su vertido. Es tristemente famoso el caso de la rotura de la balsa de Aznalcóllar, que libero grandes cantidades de estos líquidos residuales en el entorno de Doñana. Las escombreras y los depósitos de materiales al aire libre contribuyen a la contaminación cuando el agua de lluvia arrastra las sustancias tóxicas que contienen. Cuando las explotaciones mineras a cielo abierto actúan por debajo del nivel freático, algo muy común en las graveras que suelen estar próximas a los ríos, pueden dejar lagunas 82 en las que la pérdida de agua (evaporación) y la contaminación del acuífero, son más probables. • La eliminación de la vegetación, las excavaciones, los desmontes, propios de la minería a cielo abierto generan pendientes desprotegidas muy propensas a la erosión. Como consecuencia además de un impacto paisajístico se produce la pérdida de suelo fértil. • La generación de riesgos es algo a tener en cuenta. Los desmontes y las escombreras (a veces auténticas montañas) pueden generar pendientes muy pronunciadas a favor de la que se den avalanchas. En la minería subterránea son comunes los hundimientos del terreno. • Los impactos sobre la flora y la fauna son consecuencia de la eliminación del suelo, emisiones contaminantes, … • Las explotaciones mineras suelen influir notablemente en las características socioeconómicas del entorno, ya que suelen ser una fuente importante de empleo. Por otra parte cuando causan un impacto medioambiental grave pueden afectar negativamente a otras actividades económicas (por ejemplo si con sus vertidos contaminan las aguas afectarán al sector agrícola y ganadero). En España las actividades mineras están sujetas a Evaluación de Impacto Ambiental, que les obliga a incluir un Plan de Restauración en el que se deben considerar una serie de características que PREVENGAN y CORRIJAN los impactos: • A lo largo de la superficie que va a ser utilizada en la explotación se procede a la retirada de suelo, y a su posterior acumulación en lugares adecuados que eviten una compactación excesiva. Este suelo podrá ser utilizado para acondicionar el terreno una vez finalizada la explotación. • Se debe actuar sobre el terreno para evitar la erosión, remodelando los taludes para que las pendientes no sean muy acusadas. • Los impactos sobre el paisaje pueden aminorarse con pantallas de árboles que además de ocultar las instalaciones contribuyen al reestablecimiento de la vegetación limpian el aire, ... • Las balsas donde se acumulan los minerales deben estar impermeabilizadas y sus dimensiones deben ser las correctas. (Parece ser que la balsa de Aznalcóllar no estaba preparada para almacenar toda la cantidad de residuo existente). • Utilizar los filtros y otros métodos disponibles para evitar la contaminación atmosférica por polvo, ruido y gases. (las cintas transportadoras pueden estar cubiertas de plásticos que impidan la generación de polvo). Otras medidas de carácter general consisten en fomentar el reciclaje de materias primas. Por ejemplo para obtener aluminio de una lata se requiere un 95% menos de la energía que se necesita para extraerlo de la bauxita. Pregunta 10 (PAU Septiembre 2001) La imagen adjunta muestra algunas graveras en las terrazas del río Jarama, a la altura de la localidad madrileña de Velilla de San Antonio. El agua que aparece en la gravera se debe a la extracción de materiales por debajo del nivel freático. a) Señala dos razones por las cuales las gravas y arenas, necesarias para la construcción y las obras públicas, se extraen preferentemente de las terrazas de los ríos. b) Indica dos impactos visuales que se aprecien en la imagen, como consecuencia de estas actividades. c) Observando la fotografía, señala razonadamente por qué las graveras no deben utilizarse como vertederos. d) Propón dos actuaciones para la recuperación o naturalización de estos paisajes. 83 7.- CONTAMINACIÓN DE LA GEOSFERA 7.1.- RESIDUOS SÓLIDOS Llamamos residuo a cualquier tipo de material que esté generado por la actividad humana y cuyo destino sea ser desechado. En la definición no se hace referencia al estado de la materia en que se encuentra el residuo, pudiendo ser sólido, líquido o gaseoso. Aunque, comúnmente, se utiliza e término de “emisión”, para los residuos gaseosos, “vertido” para los líquidos y “residuo” para los sólidos. El problema esencial de los residuos se deriva del modo de funcionamiento de los sistemas gestionados por seres humanos. Cómo vimos en apartados anteriores gestionamos la producción de una manera lineal sin que se establezcan ciclos de materia, lo que lleva a la acumulación de grandes cantidades de residuos. Una clasificación de los residuos sólidos en función de su origen, distingue en: 7.1.1- RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS (RSU) Son los generados por las actividades de comercios, domicilios, oficinas, .. desarrolladas en los núcleos urbanos y en sus áreas de influencia. Todos ellos se agrupan bajo el término BASURA, y tiene restos de composición variada como restos de materia orgánica, papel, fibras, cartón, vidrio, cuero, fibras textiles, madera, plásticos y metales y, aunque no debiera ser así, también es corriente encontrar materiales peligrosos como pilas, medicamentos, disolventes, pinturas o pesticidas. La composición de la basura depende de las características económicas de la población. En países menos desarrollados la cantidad de residuos es menor y en gran parte está formado por materia orgánica. En los desarrollados la cantidad de papel, aparatos electrónicos, textiles y plásticos es mayor. Como regla general en los pueblos la cantidad de basura por individuo es menor que en las ciudades. Probablemente sea debido a que el modo de vida en los pueblos se aproxima mas a un sistema natural, en el que se reciclan los materiales, los desechos orgánicos se aprovechan para alimentar al ganado. Los PROBLEMAS derivados de la acumulación de residuos sólidos son múltiples: presencia de olores desagradables; riesgos para la salud por proliferación de agentes infecciosos; contaminación del suelo o de aguas tanto superficiales como subterráneas; contaminación atmosférica, cuando se queman los residuos y degradación del paisaje entre otros. Los TRATAMIENTOS encaminados a solucionar estos problemas deben basarse en la “regla de las tres r”, tratamientos que aconsejan desarrollar mecanismos para generar menos residuos, Reducir; dar nuevas utilidades a los productos ya usados, Reutilizar; y destruir los productos para volver a utilizar las materias primas que los formaban, Reciclar. En muchos ayuntamientos se establecen las siguientes posibilidades de recogida de residuos sólidos: • La segunda bolsa de basura, de color amarillo, recoge los envases como latas, plásticos o briks, • En muchos ayuntamientos la bolsa de recogida general incluye la materia orgánica y otros desechos que no sean envases. Este sistema no es muy eficaz. El destino final de los materiales de esta bolsa son las plantas de compostaje, en las que la materia orgánica sufre unas transformaciones biológicas que la convierten en un buen fertilizante. Si la bolsa 84 de materia orgánica lleva además otros residuos no orgánicos, como productos de limpieza o material de escritorio, el compost es de mala calidad, e incluso tóxico, por lo que los agricultores no lo quieren. En otros ayuntamientos el sistema de recogida es más eficaz, incluye dos bolsas, una donde solo se almacena la materia orgánica y otra con el resto de los residuos, sean envases o no. • El vidrio se recoge en contenedores, iglú verde, siendo conveniente cerciorarse de que no se han depositado tapones, u otros objetos que no sean de vidrio. • El papel y el cartón se depositan en el contenedor azul, su reciclaje disminuye la desertización. • Las pilas se depositan en contenedores especiales, ya que son residuos muy peligrosos, siendo las más contaminantes las pilas botón. • En algunas farmacias se recogen los medicamentos, que si están en buen estado pueden donarse a ONGs, y las radiografías. • También hay contenedores donde se deposita la ropa. • Algunos ayuntamientos organizan, determinados días al año, la recogida de muebles viejos. • Para el resto de los residuos se han creado los “Puntos Limpios”. Son centros de recogida de residuos especiales, electrodomésticos, restos de poda y jardín, escombros, aceites, productos de limpieza, pinturas, ... Pregunta nº 11 (Modelo 2.002-2.003) Se muestra una lámina en la que aparecen diversos contenedores de residuos en Madrid (contendor azul, amarillo, el convencional de basura y el iglú verde). a) Señale dos ventajas ambientales concretas que para el medio ambiente tiene el sistema de recogida de residuos sólidos urbanos que muestra la fotografía. b) Cite otros cuatro productos de consumo o industriales que, por razones medioambientales, no deban ser depositados en estos contenedores ni vertidos al alcantarillado, e indique cómo deben ser retirados de hogares, comercios e industrias. c) Analice y explique si la posibilidad de implantación de este sistema de recogido de residuos sólidos en un núcleo urbano tiene alguna relación con el número de habitantes de dicha población y con la renta per capita del país. 7.1.2.- RESIDUOS AGRARIOS Y SIMILARES Se tratan en el tema 6 7.1.3.- RESIDUOS SANITARIOS Pertenecen a una de las tres categorías siguientes: residuos asimilables a urbanos , como por ejemplo los producidos en la cafetería, oficinas y jardines, residuos sanitarios sin peligrosidad, son los vendajes y el material de vidrio, entre otros y residuos peligrosos, como el material contaminado con microorganismos patógenos o el material radiactivo. Los residuos peligrosos deben ser sometidos a tratamientos específicos de desinfección, o gestionarse como el resto de los residuos radiactivos, a través de ENRESA (Empresa Nacional de Residuos Radiactivos). 7.1.4.- RESIDUOS INDUSTRIALES Pueden ser asimilables a urbanos, inertes o sustancias tóxicas y peligrosas. Los INERTES, escombros, gravas, arenas, etc., pueden ser utilizados como relleno en obras públicas y construcciones, en minas abandonadas que después se recubren con suelo y se revegetan, o depositados en vertederos controlados. Los RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS (RTP) son los que contienen sustancias que en ciertas cantidades constituyen un riesgo para la salud humana y para el medio ambiente. El 85 impacto negativo de estas sustancias se ve agravado cuando las sustancias son difícilmente degradables. Los ecosistemas naturales han evolucionado a lo largo de millones de años, siendo capaces de metabolizar todas las sustancias químicas que había en ellos. Pero los seres humanos hemos introducido miles de moléculas que antes no existían, como los CFCs, el DDT o los plásticos, en muy poco tiempo. Estas moléculas, aunque ya existan microorganismos que las metabolicen, permanecen muchos años en el ecosistema antes de ser eliminadas. Algunos compuestos entran en la cadena trófica y al ir pasando de un nivel a otro van aumentando su concentración en los individuos, es la bioacumulación. Las industrias que más contribuyen a la producción de residuos son las industrias químicas, la automovilística, metalúrgica, papelera, ... Entre las principales sustancias contaminantes encontramos: • Los metales como el plomo, el cadmio, aluminio, arsénico o la plata, en cantidades altas son productos tóxicos. La industria química de fabricación de pinturas, disolventes o explosivos, es una fuente importante de generación de este tipo de residuos. Otras posibles fuentes de contaminación son: los pesticidas inorgánicos; el plomo de las gasolinas (que afortunadamente se está corrigiendo gracias a la obligación, en algunos países, de utilizar gasolinas que sustituyen este metal por otros detonantes); y el mercurio liberado por determinados tipos de pilas provoca graves trastornos en cerebro e hígado. • Los compuestos orgánicos como las dioxinas, PAH, hidrocarburos aromáticos policíclicos, los PCB, bifenilos policlorados, son muy estables y por tanto bioacumulables y de difícil destrucción. La primera media que se debe considerar en la gestión de los residuos industriales es la de su reducción, en un determinado proceso, y su reutilización en otros procesos de fabricación. Las tecnologías encaminadas a generar menos residuos se caracterizan por aprovechar mejor las materias primas. Pero siempre van a aparecer residuos por lo que hay que tratarlos para que no sean peligrosos, algunas técnicas consisten en: • Someter el residuo a procesos físicos como el decantado, filtrado, centrifugado, ... • Utilizar procesos químicos como las neutralizaciones, presencia de determinados catalizadores, ... • Las fermentaciones, digestiones por microorganismos estarían dentro de los procesos biológicos. • Depositar los residuos en vertederos controlados o incinerarlos, ... Pregunta nº 12 El DDT, diclorofeniltricloroetano, fue sintetizado en 1874, y se utilizó por primera vez en 1939, cuando se observó su alta toxicidad con los insectos y baja con los humanos. Se calcula que en los primeros años del uso del DDT se evitó la muerte de 5 millones de personas, por ejemplo en la India hubo 70 millones menos de casos de malaria. Pero a partir de los 70 se comenzó a detectar problemas en el uso del DDT. Su persistencia media es de tres años, es decir tarda tres años en degradarse y transformarse en una sustancia no tóxica, es poco soluble en agua (no se elimina en orina), por lo que se acumula en los tejidos y a lo largo de la cadena trófica. Un ejemplo, en un campo de cultivo hay una concentración de DDT bajísima en plantas, mientras que en los insectos fitófagos la concentración es de diez veces mayor. Las ranas (comedoras de insectos) tenían concentraciones 100 veces mayores y en las aves rapaces (comedoras de ranas) 1000 veces. a) ¿En qué consiste la bioacumulación? Relación entre la solubilidad de una sustancia y su acumulación. 7.1.5.- RESIDUOS RADIACTIVOS Hay una gran diversidad de actividades que utilizan material radiactivo, las principales son las relacionadas con las centrales nucleares, pero también surgen en proceso relacionados con la medicina, investigación o el armamento. 86 Son residuos altamente peligrosos, ya que en pequeñas cantidades pueden generar grandes desastres y permanecen emitiendo radiaciones durante miles de años. Es posible diferenciar dos TIPOS de residuos radiactivos: • Los residuos de alta actividad emiten altas dosis de radiación. Los restos radiactivos usadas como combustible en las centrales nucleares y en la fabricación de armas atómicas se encuentran en este grupo. Para almacenar estos materiales se necesitan lugares que garanticen su seguridad durante miles de años, tiempo que va más allá de la duración de cualquier institución humana. • Los residuos de media y baja actividad emiten cantidades menores de radiación. Proceden de herramientas, ropas, lodos u otros materiales que han estado en las centrales nucleares, laboratorios u hospitales. El TRATAMIENTO en cada caso es diferente: • Los residuos de alta actividad en la actualidad se almacenan en las piscinas de las centrales nucleares. En algunas de estas centrales la ocupación es muy alta de ahí la necesidad de construir Almacenes Temporales Centralizados (ATC) en los que se depositen los residuos de alta actividad. En ellos se estudian diferentes medidas como vitrificar los residuos, es decir fundirlos con una pasta vítrea, introducirlos en contenedores capaces de resistir agentes muy corrosivos, y almacenarlos en depósitos seguros, situados en lugares geológicos estables como minas de sal o macizos graníticos, y bien refrigerados. Estos almacenes permiten controlar los residuos decenas de años, no miles, por lo que habrá que desarrollar medidas para sustituirlos. • La solución técnica para el almacenamiento definitivo de los residuos radiactivos de baja y media actividad existe, ya hay varias instalaciones funcionando en todo el mundo, en España se encuentra la instalación de “El Cabril”, Córdoba. Hasta el año 1992 se tiraban al mar los residuos protegidos en contenedores especializados. Afortunadamente está práctica ha sido prohibida. La mejor solución parece estar en un almacenamiento permanente, pero con posibilidad de recuperación. Los materiales se encuentran con tres barreras, el contenedor, las paredes del almacén y la barrera geológica que forma la propia mina 7.2.- GESTIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS La Ley 11/1997 de Envases y Residuos de Envases recoge el Plan Nacional de Residuos Sólidos Urbanos con el que pretende coordinar la gestión de los mismos. En la gestión sostenible de los residuos se debe primar la reducción para generar los menos posibles. Seguidamente se imponen medidas que contribuyan a la valorización de residuos, es decir a al aprovechamiento de los recursos que contiene. Primero conviene reutilizar y si no, reciclar. La incineración o valorización energética sería la siguiente actuación recomendable y, sólo en último caso debe recurrirse a su eliminación, o depósito en vertedero. 7.2.1.- DISMINUCIÓN DE LOS RESIDUOS Son las primeras estrategias que deben contemplarse. Es necesario aplicar “La Regla de las Tres Erres”, Reducir, Reutilizar y Reciclar: • La reducción es muy importante en origen, con tecnologías limpias que usen más racionalmente las materias primas y la energía. Los consumidores podemos primero reducir el consumo, por ejemplo utilizando la misma bolsa para la compra, y premiar a los productos que utilicen menos material en sus envases, fomentando la compra de productos a granel. • Existen “Sistemas de Depósito, Devolución y Retorno” que fomentan la reutilización de los envases. En ellos los comerciantes y envasadores están obligados a cobrar a sus clientes una cantidad dada por cada envase en concepto de depósito. Deberán devolver ese dinero al cliente cuando le devuelva el envase. Aquellos objetos que nosotros desechemos conviene donarlos a terceras personas capaces de buscarles nuevas utilidades. • La Naturaleza funciona reciclando continuamente los elementos necesarios para la vida, y nosotros tenemos que imitarla. Es necesario que desarrollemos tecnologías “limpias” en las que los desechos de una actividad sean materias primas para otra. 7.2.2.- COMPOSTAJE Consiste en la separación de la materia orgánica y su transformación biológica en un fertilizante orgánico llamado, compost. 87 El proceso comienza con una etapa en la que la actividad bacteriana aerobia genera altas temperaturas, unos 50-70ºC, lo que elimina los organismos patógenos. En la etapa final de la actividad bacteriana disminuye y comienzan a actuar los hongos, que completan la descomposición en meses. Aunque el compost aporta nutrientes como P, Ca, Mg, tiene un contenido bajo en C y N. Es muy útil como acondicionador del suelo porque mejora la retención de agua y materia orgánica. Su utilización es segura siempre y cuando esté libre de contaminantes, por eso es muy adecuado cuando la materia prima original son los derivados de talas y podas. Si se realiza con residuos urbanos es necesario un tratamiento que elimine los metales pesados, vidrios, plásticos y materiales tóxicos. 7.2.3.- VALORIZACIÓN ENERGÉTICA Comprende un conjunto de procesos destinados a obtener energía a partir de la materia orgánica. Algunos de estos procesos son: La INCINERACIÓN es un proceso de combustión controlada de los residuos, obteniéndose como productos; sólidos, cenizas, NOx, CO2, H2O y en muchos casos grandes cantidades de cloro molecular. Si en las basuras existen plásticos que contengan PVC, también pueden ser comunes dioxinas y furanos. En una planta incineradora hay unos depósitos en los que se reciben los residuos, unos hornos rotatorios donde el material alcanza temperaturas entre 900-1.200ºC. Hay un sistema que depura los gases para su posterior vertido a la atmósfera, o su utilización en la producción de energía. En muchos casos no proporciona energía ni para abastecer a la propia incineradora, en estos casos es más apropiado hablar de eliminación de residuos que de valorización. Los materiales no quemados y las cenizas, se analizan y si son adecuadas se emplean en el relleno de huecos o se envían a vertederos controlados de inertes. Si son tóxicas se envían a vertederos de residuos tóxicos y peligrosos. Los inconvenientes de las incineradoras es que son instalaciones caras y generan impacto ambiental por contaminación atmosférica. Las ventajas que reducen en un 90% el volumen de los residuos y en un 30% el peso y que pueden aprovechar los gases desprendidos para obtener energía. Pregunta 13 (PAU Junio 2003) Un complejo que recibe más de 3.800 toneladas de basura diaria El Complejo Medioambiental de Valdemingómez, considerado como uno de los centros de tratamiento de residuos más modernos de Europa, se encuentra situado al Sudeste de Madrid y se accede a él desde el km 14 de la Autovía de Valencia. Está integrado por tres grandes plantas – La Paloma, Las Lomas y Las Dehesas – y un vertedero. En estas instalaciones se tratan los residuos que produce Madrid (más de 3.800 toneladas diarias) y se desarrolla una amplia variedad de técnicas de procesado, que se completan con la actividad de la Planta de Compostaje de Migas Calientes, que tiene capacidad para reciclar 20.000 toneladas al año de restos orgánicos. En La Paloma es donde se realiza la separación y clasificación de los materiales reciclables. Las Dehesas está considerada como la planta de tratamiento de residuos más grande e innovadora de Europa y recibe casi la mitad de los restos generados en la ciudad de Madrid. En este centro se realiza la separación, mecánica y manual, de los materiales recuperables (papel, cartón, vidrio, metales, aluminio y plástico) y se preparan para el reciclaje. Por su parte, Las Lomas tiene capacidad para tratar unas 1.200 toneladas diarias de residuos orgánicos, a los que se somete a un primer proceso de selección del que se obtienen materiales reciclables, así como la parte que más tarde será dedicada a la producción de compost. Posteriormente, hay un segundo proceso para la recuperación de energía a través de la incineración de los materiales no recuperables. Extractado de la revista MEDA, nº 4 Septiembre 2.002 a) En el artículo adjunto se citan cuatro formas diferentes de gestionar los residuos de la Comunidad de Madrid. Identifíquelas. Explique brevemente en qué consiste el proceso de compostaje. b) En este complejo se están realizando las obras para el sellado del antiguo vertedero. Señale y explique dos medidas que se deberían tener en cuenta en el sellado del vertedero para minimizar su impacto ambiental. c) La educación ambiental es fundamental para la gestión de los residuos sólidos urbanos. Existe una regla sencilla para recordar qué hacer cada uno por el bien de todos: La regla de las tres “r” Indique a qué tipo de estrategias generales de la gestión de residuos hace 88 referencia cada una de esas “r”. Enumere tres acciones que sean realizables por la población y clasifíquelas según el tipo de gestión. La GASIFICACIÓN o DIGESTIÓN ANAEROBIA consiste en someter los residuos sólidos a temperaturas muy altas, entre 700-1000ºC, y en ambientes con falta de oxígeno. Pudiendo obtenerse en algunos casos un biogás con el que sintetizar metanol y combustibles líquidos. 7.2.4.- DEPÓSITO EN VERTEDEROS Es el método más utilizado para gestionar los residuos, y sólo debería utilizarse cuando se ha extraído toda la materia susceptible de ser aprovechada, mediante los otros procesos. Los residuos no pueden almacenarse en cualquier superficie, es decir en un vertedero incontrolado. El depósito tiene que hacerse en vertedero controlado, una superficie que cumple con las siguientes características: • La superficie sobre la que se alojan es impermeable, para evitar que los productos contaminantes pasen a las aguas subterráneas. • Tienen que tener estructuras que permitan la salida de los gases que se generan en la descomposición. Lo ideal es que estos gases sean recogidos y utilizados en la producción de energía. • Requieren de un sistema de recogida de los líquidos que circulan por el vertedero cuando llueve. Estos líquidos son enviados a las EDAR. • Las capas de basura se recubren, periódicamente, con una capa de arcillas que dificulte la proliferación de ratas, gaviotas, y de malos olores. Si esto no se hace correctamente el vertedero puede transformarse en un foco de infección, motivo por el que las comunidades no reciben con agrado la instalación de un vertedero en sus cercanías. • Hay que desarrollar un ”Plan de Abandono de la Explotación”, para que cuando el vertedero se colmate, se recubra con tierra, y se revegete. Hay vertederos más especializados que se encargan del depósito de residuos tóxicos y peligrosos. En estos casos las medidas de seguridad son mayores. La zona tiene que se geológicamente estable, con ausencia de sismos y volcanes, con pocas precipitaciones, alejados de aguas subterráneas, entres otros condicionantes. Todas estas medidas hacen que algunos países decidan, en vez de almacenar sus residuos peligrosos, exportarlos a países pobres en los que las leyes de protección ambiental son menos estrictas. ( Se ha establecido un comercio de residuos tóxicos y peligrosos, en el que los países ricos pagan a los pobres para que gestionen, realidad almacenen, sus residuos. (EEUU exporta residuos tóxicos a México, Haití, ... ). en Pregunta nº 14 Un vertedero de basuras urbanas se ha situado en el hueco que ha dejado una antigua explotación de arenas entre el cauce de un río y su afluente. Los primeros 10 m del sustrato sobre el que se sitúa están compuestos por arenas y algún canto calcáreo, principalmente. El suelo de las proximidades se dedica a cultivos agrícolas de regadío, usando las aguas subterráneas (la profundidad máxima del nivel freático está a 2,5 m) y las superficiales. Estas últimas también abastecen para el consumo humano. El volumen estimado de hueco es de 400.000 m 3, su superficie de unos 100.000 m 2 y el volumen actual de residuos depositados en él es de 50.000 m 3 (escombros, residuos inertes, industriales, enseres domésticos, ...) Además como en un principio no estaba destinado a ser un vertedero controlado no se estableció ninguna infraestructura para la recogida de lixiviados. 89 La distancia del vertedero al casco urbano es de 800m, la vivienda más cercana está a 600m y los residuos se queman a diario. a) Comenta los problemas del emplazamiento del vertedero. b) Propón medidas para corregir los problemas detectados. c) Indica al menos cuatro elementos del medio que deberían tenerse en cuenta a la hora de evaluar la ubicación del vertedero en esta zona y señala en cada caso cómo se verían afectados por el mismo. d) Cita dos tipos de residuos distintos a los industriales, indicando en cada caso alguna actuación que favorezca una mejor gestión ambiental de los mismos. Preguntan nº 15 (PAU Junio 2001) a) El mensaje ecologista crítica, de manera muy sencilla, uno de los tratamientos utilizados en la eliminación (de los residuos sólidos urbanos (R.S.U.). Explica cómo este método puede llegar a tener consecuencias negativas en la salud humana e indica cuáles son las sustancias causantes de tales efectos. b) Actualmente se generan más de diecisiete millones de toneladas de residuos urbanos en España. Explica brevemente dos estrategias de carácter general que contribuyan a tratar de forma sostenible este grave problema y señala un ejemplo concreto para cada una de ellas, que sea realizable por la población. 90 TEMA 5.- LA ECOSFERA 1. - CONCEPTOS FUNDAMENTALES El término ecología deriva del griego oikos = lugar de residencia y logos = ciencia. Es la ciencia que se encarga de estudiar el lugar donde vivimos, nuestra casa. Debemos entender el término casa en sentido amplio, es decir, el lugar físico (geosfera, atmósfera e hidrosfera) y los habitantes de ese lugar (bacterias, protoctistas, metafitas, hongos y metazoos), tanto ellos, como los productos derivados de su actividad. Otra definición de ECOLOGÍA dice que es la ciencia que estudia los ecosistemas. Un ecosistema es una agrupación de elementos abióticos (factores físicos y químicos) y bióticos (seres vivos) que se relacionan entre sí y funcionan como un todo (sistema). El ECOSISTEMA puede definirse como una interacción entre el biotopo y la biocenosis que lo ocupa. Siendo el BIOTOPO el medio físico, conjunto formado por el sustrato y los factores ambientales abióticos (luz, temperatura, ...) y la BIOCENOSIS, un sinónimo de comunidad (conjunto de seres vivos de diferentes especies que habitan un mismo lugar durante el mismo periodo de tiempo). Podría decirse que el único ecosistema que existe en la Tierra es la ECOSFERA, constituida por parte de la Tierra en la que hay vida sin apoyo artificial, va desde el subsuelo hasta la atmósfera. Se considera que el límite superior de la biosfera (capa discontinua formada por los seres vivos) está a unos 6.000 metros de altura, mientras que el inferior podría estar enterrado en el subsuelo, por debajo de los 3.000 m (se han encontrado bacterias enterradas a 2.800 m de profundidad). Un ecosistema puede ser toda la biosfera, pero también puede serlo cualquier porción de espacio que tenga seres vivos, por ejemplo una gota de agua. Los límites entre los ecosistemas son imperfectos y recibe el nombre de ECOTONOS. Otro conceptos importantes en ecología son: HABITAT o espacio físico que ocupa el individuo; y el NICHO ECOLÓGICO que comprende el conjunto de interrelaciones que mantiene un individuo con el medio físico y con otros organismos para asegurarse la supervivencia. Estableciendo una comparación con los datos de un ciudadano, el hábitat sería el domicilio y el nicho ecológico la profesión, la función que realiza en la comunidad. En cada comunidad cada especie ocupa un nicho diferente, en caso contrario se establecería una competencia que terminaría con la desaparición de una de las especies. A veces puede parecer que dos especies ocupan el mismo nicho, en estos casos un estudio más profundo revela que el nicho es diferente. Por ejemplo el cormorán grande y el moñudo habitan en los mismos lugares, anidan en los mismos acantilados, parecería que ocupan el mismo nicho, pero al estudiar sus modos de vida se comprueba que el cormorán grande sólo captura peces de aguas profundas y el moñudo los que habitan en medios superficiales. 2. - LA MATERIA EN EL ECOSISTEMA Los seres vivos estamos formados por átomos, agrupados con otros formando moléculas, necesitamos tomar estas moléculas para obtener la materia de la que estamos formados. No hay ninguna diferencia entre un átomo de hidrógeno que forme parte de un ser vivo y el que está en una estrella. Sin embargo en los seres vivos son más abundantes unos átomos que otros, los cuatro principales son el H, C, O y N. Probablemente son componentes fundamentales de los seres vivos por encontrarse en grandes cantidades en la Tierra y formar enlaces covalentes. De esta forma pueden formar moléculas estables, que no se disgreguen rápidamente en el agua, pero capaces de reaccionar con otras. 2.1. - NIVELES TRÓFICOS Teniendo en cuenta cómo obtienen las moléculas y la energía, podemos distinguir varios tipos de seres vivos, que se agrupan en distintos NIVELES TRÓFICOS: • Los productores toman el carbono en forma inorgánica (CO2) y lo transforman en carbono que forma parte de moléculas orgánicas (glúcidos, proteínas, ...), es decir son individuos autótrofos. La mayor parte de los productores realizan esta transformación utilizando energía solar, mediante la fotosíntesis (es el único proceso vivo en el que se utiliza energía no química). Pero también hay individuos que obtienen la energía almacenada en los enlaces moleculares, son organismos quimiosintéticos. Ejemplo los vegetales, bacterias quimiosintéticas, … 91 • Los consumidores primarios son los heterótrofos, es decir necesitan tomar el carbono almacenado en moléculas orgánicas, que se alimentan de productores. Por ejemplo los herbívoros. • Los consumidores secundarios son los heterótrofos que se alimentan de consumidores primarios, un carnívoro. • Descomponedores o transformadores se caracterizan por transformar los compuestos orgánicos en inorgánicos. Pertenecen a este grupo las bacterias, los hongos, ... Su importancia es vital en los ecosistemas. (Se ha calculado que de no existir este nivel, la Tierra estaría cubierta de una capa de cadáveres de unos 10 Km de altura) Los individuos que componen un ecosistema se alimentan unos de otros, la secuencia que se establece entre ellos se conoce como CADENA TRÓFICA o ALIMENTARIA, aunque es más correcto hablar de RED TRÓFICA ya que en cualquier punto la cadena puede bifurcarse y formar un entramado. Además muchas especies pueden pertenecer a varios niveles, las especies omnívoras son a la vez consumidores primarios y secundarios, las plantas carnívoras son productores y consumidores, ... Pregunta nº 1 (PAU Junio 1999) CO2 1 2 1 Encina 4 2 2 Vaca 3 4 El esquema representa una simplificación del ciclo del carbono en el ecosistema de una dehesa. De entre todos sus componentes, se destaca en el dibujo el pastizal (trazos pequeños) y el suelo (trazos largos horizontales), una encina (árbol característico de la dehesa) y un herbívoro (una vaca). El cuadro que contiene el rótulo de CO 2 representa el carbono atmosférico. Las flechas indican direcciones de movilización de este elemento a través de diferentes componentes del ecosistema. a) Indica qué proceso representa cada número de las flechas. b) Si en ese campo vive también una culebra (animal carnívoro), razona si ambos animales comparten: b.1) el hábitat; b.2) el área geográfica; b.3) el nicho ecológico; y b.4) el nivel trófico. c) Si dejara de pastorearse por los herbívoros el pastizal de la dehesa esquematizada en el dibujo, ¿qué proceso ecológico esperaríamos que ocurriera? ¿Hacia dónde tendería ese proceso, de forma natural? 2.2. - CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Los seres vivos deben su existencia a la capacidad de algunas especies de transformar las moléculas inorgánicas en orgánicas. Pero esta materia ha de ser de nuevo descompuesta en materia inorgánica para que vuelva a ser útil a los productores, y la biosfera cuenta con un amplio grupo de organismos encargados del reciclado de la materia. Es por esto que la materia, los átomos, describe ciclos cerrados, el carbono que forma nuestro cuerpo pasará a ser parte de la atmósfera o de otro organismo sin haberse modificado como átomo (a excepción de los procesos radiactivos, los átomos sólo se crean y destruyen en las estrellas). Aunque es más correcto decir, que el ciclo de la materia tiende a ser cerrado, ya que hay algunas moléculas inorgánicas, algunos compuestos derivados de la lignina, algunos plásticos, ... que son difícilmente biodegradables. Algunos de los ciclos más importantes son: 92 2.2.1.- Ciclo del Carbono Podemos decir que se inicia cuando este átomo entra en los productores en forma del CO2 y es transformado en carbono que forma parte de la materia orgánica ((CH2O)n de los lípidos, glúcidos, ...). De ahí pasa a la cadena trófica y en la respiración, se expulsa como CO2. El CO2 atmosférico se disuelve con facilidad en el agua y puede precipitar en forma de carbonato cálcico constituyendo conchas y huesos que se transformarán en calizas. De forma natural, en la fabricación de cemento, etc., el CO2 es devuelto a la atmósfera. Los restos de seres vivos pueden acumularse en ausencia de oxígeno y transformarse en carbón y petróleo. La quema de combustibles fósiles devuelve a la atmósfera el carbono en forma de CO2. 2.2.2.- Ciclo del Nitrógeno Aunque la atmósfera contiene un 79% de nitrógeno, sólo las bacterias fijadoras de nitrógeno son capaces de tomar el N2 atmosférico e incorporarlo a la cadena trófica. Algunas de estas bacterias se encuentran en las raíces de las leguminosas, por eso las cosechas de estas plantas no necesitan ser abonadas con nitratos. Determinadas especies bacterianas son capaces de hacer que el nitrógeno presente en las moléculas orgánicas de los seres vivos pase a nitrógeno atmosférico, cerrando el ciclo. Las actividades humanas alteran el ciclo del nitrógeno. Determinados procesos industriales liberan óxidos de nitrógeno (NOx) a la atmósfera, una vez allí, estas moléculas reaccionan y forman ácido nítrico que cae con la lluvia formando la "lluvia ácida". Existen métodos industriales capaces de fijar el nitrógeno atmosférico para formar amoniaco y fertilizantes. El abonado excesivo de cultivos provoca un crecimiento exagerado de las plantas que terminan agotando otros nutrientes de suelo, disminuyendo su fertilidad. Por otro lado estos nitratos son arrastrados por las aguas provocando eutrofización. 2.2.3.- Ciclo del fósforo El fósforo se encuentra mayoritariamente inmovilizado en los sedimentos oceánicos, formando parte de la litosfera. Su proceso de liberación es muy lento (10 5- 108 años), razón por la que se considera un recurso no renovable y es el principal factor limitante de los ecosistemas. Aunque es un elemento poco abundante en los seres vivos (1%) es imprescindible para la vida, ya que forma parte de los ácidos nucleicos y del ATP. Los productores incorporan a sus tejidos los fosfatos disueltos. A través de ellos llega al resto de la cadena trófica. Los organismos muertos y sus desechos, son compuestos ricos en fósforo que pueden: • Ser atacados por bacterias que transforman los compuestos orgánicos de fósforo en fosfatos inorgánicos solubles. • Ser arrastrados por las aguas superficiales y llegar al mar, donde constituyen sedimentos marinos. Allí puede permanecer cientos de miles de años. Pero una parte de estos sedimentos marinos puede ser arrastrada hacia la superficie por las corrientes oceánicas, enriqueciendo las aguas en fósforo y por tanto incrementando las poblaciones de seres vivos. El aumento de aves marinas incrementa su producción de excrementos, guano, que los seres humanos utilizamos como fuente de fósforo Pregunta nº 2 Antes de la invención del inodoro existía un bucle cerrado del fósforo: Suelo Plantas Animales Personas Hoy el bucle se ha abierto: Minas Abono Suelo Sedimentos lacustres y oceánicos Plantas Alcantarillado Animales Personas a) Explica las consecuencias de la introducción del inodoro. b) ¿Cómo afectará al ciclo del fósforo el uso de detergentes con fosfatos? 93 2.2.4.- Ciclo del azufre Se encuentra mayoritariamente disuelto en la hidrosfera. Los sulfatos, en general, son abundantes en los suelos, pues, aunque se pierden por el lixiviado (lavado), son repuestos por las lluvias. Sólo los productores son capaces de incorporarlos directamente. Ellos los reducen y de esta forma, el sulfato orgánico que forma parte de proteínas y otros compuestos, pasa al resto de los niveles tróficos. La materia orgánica en descomposición libera moléculas de azufre inorgánico. Los volcanes, la industria y la quema de combustibles fósiles incrementan la cantidad de óxidos de azufre en la atmósfera (SO 2), que en contacto con el vapor de agua se transforma en ácido sulfúrico, causante, junto con otros compuestos, de la "lluvia ácida". 3.- LA ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA La ecología, como la economía, trata del movimiento de productos valiosos a través de una compleja red de productores y consumidores. Pero, mientras que la economía funciona a base de dinero, los ecosistemas funcionan a base de energía. Aunque puede parecer que los ecosistemas disponen de una fuente ilimitada de energía, el Sol, la realidad es que la disponibilidad de energía es bastante reducida. La energía fluye en el ecosistema ajustándose a los principios de la Termodinámica. El primer principio dice que la energía ni se crea ni se destruye, solamente se transforma, pero en estas transformaciones se da un paso de energía de alta a baja calidad. 3.1.- PARÁMETROS TRÓFICOS Para entender mejor las relaciones tróficas entre los organismos hay que conocer una serie de conceptos básicos. 3.1.1.- Biomasa (B) Es la cantidad en masa de materia orgánica, viva o muerta de cualquier nivel trófico. Constituye la manera de almacenar la energía solar en forma de energía química (moléculas). Se mide en unidades de masa por unidades de superficie o de volumen, KgC/m 2, gC/cm3,... (C representa la materia orgánica). También puede expresarse en unidades de energía, como kilocalorías por unidad de superficie o volumen (un gramo de materia orgánica equivale a 4 ó 5 kilocalorías). 3.1.2.- Producción (P) El incremento de la biomasa por unidad de tiempo y superficie es la producción. Es una medida del flujo de energía que recorre cada nivel trófico. Se mide en unidades de biomasa referidas al tiempo, g/cm2/año, Kg/m2/año, Kcal/m2/día, ... Comprende: La producción primaria (PP) es la que corresponde a los productores. Se subdivide en: • La producción primaria bruta (PPB) es toda la energía fijada por unidad de tiempo y superficie, por los productores, es toda la energía que ha entrado en este escalón trófico. En el caso de un vegetal, representa la energía solar que ha sido asimilada en la fotosíntesis. • La producción primaria neta (PPN) es la energía almacenada es este nivel por unidad de tiempo. Representa el aumento de la biomasa por unidad de tiempo y se obtiene restando de la producción primaria bruta la respiración (R), PPN = PPB – R. Dicho de otra manera, todas las moléculas que fabrica el productor (PPB) pueden destinarse a ser quemadas para obtener energía en la respiración (R), o a fabricar nuevas biomoléculas. Éstas constituyen la PPN y serán las que queden disponibles para el siguiente escalón trófico. La producción secundaria (PS) es la que corresponde a consumidores y descomponedores. Se subdivide en: • La producción secundaria bruta (PSB) constituye toda la energía fijada, y se corresponde con la cantidad de alimento fijado frente al total ingerido. Los vegetales tienen celulosa y otras moléculas difícilmente asimilables, por eso los herbívoros tienen una PSB (10%) inferior a la de los carnívoros (35%). • La producción secundaria neta (PPN) es la energía almacenada es este nivel por unidad de tiempo. Representa el aumento de la biomasa por unidad de tiempo y se obtiene restando de la producción primaria bruta la respiración (R), PPN = PPB – R. Dicho de otra manera, todas las moléculas que fabrica el productor (PPB) pueden destinarse a ser quemadas para obtener energía en la respiración (R), o a fabricar nuevas 94 biomoléculas. Éstas constituyen la PPN y serán las que queden disponibles para el siguiente escalón trófico. 3.1.3.- Productividad (p) El valor de la producción en sí mismo no aporta mucha información. Por ejemplo si en un año, 10g de hormigas (biomasa inicial) se convierten en 11 g (biomasa final), la producción será la resta entre ambos valores, 1g. Si 1000 g de hormigas al año se transforman en 1001 g de hormigas, la producción habrá sido la misma, 1 g, pero es evidente que ambos casos no son comparables. Para darnos una idea más concreta de lo que el ecosistema produce utilizamos el parámetro productividad, que surge cuando ponemos en relación la producción con la biomasa. La productividad es el cociente entre la producción y la biomasa, y se expresa habitualmente en tantos por ciento. Siguiendo con el ejemplo anterior: 1 g de hormiga producido en un año/10 g de hormiga, dan una productividad de 0,1 es decir un 10%; mientras que 1g de hormiga al año/1000 g de hormiga, dan 0,001, 0,1% de productividad. Analizando el valor de la productividad en distintos tipos de ecosistemas se observa que los valores son más altos en los ecosistemas jóvenes (prados, con poca biomasa) que en los maduros (bosques, con mucha biomasa ya que tienen muchos estratos de vegetación). Los ecosistemas muy maduros, por ejemplo un bosque tropical produce mucha biomasa, pero al tener mucha biomasa gastan mucha energía en mantenerse. Estos ecosistemas están muy bien estructurados por lo que todo lo que se produce se aprovecha. En los ecosistemas muy jóvenes, aunque la producción es menor, la biomasa que tienen que mantener pequeña, por lo que el ecosistema tiene un excedente de biomasa, una productividad alta. Esto es lo que hace que para la especie humana sean más interesantes los ecosistemas jóvenes, ya que permiten su explotación. 3.1.4.- Tiempo de renovación Este parámetro nos determina la velocidad de renovación del la biomasa. Se expresa de forma inversa al anterior, B/PN, de forma que productividades bajas se asocian a tasas de renovación bajas. 3.1.5.- Eficiencia Representa el rendimiento de un nivel trófico. Se calcula dividiendo la energía que sale de ese nivel entre la energía que entró. Se puede valorar de distintas formas: • Se puede calcular como PN de ese nivel/PN del nivel anterior x 100. • La eficiencia de los productores se calcula mediante la relación PPB/energía incidente, y suele alcanzar valores inferiores al 2%. • Calculando el cociente entre PN/PB, mediremos la cantidad de energía incorporada en un nivel trófico concreto y estimaremos las pérdidas respiratorias que se dan en ese nivel. En el fitoplancton estas pérdidas suelen ser del 20% mientras que en la vegetación terrestre el 50%. • La eficiencia de los consumidores se suele valorar mediante la relación PSN/total ingerido, o como acostumbran los ganaderos engorde/alimento ingerido. Esta eficiencia es mucho mayor cuando se aprovecha todo el ser vivo y disminuye a medida que se van desaprovechando partes de él Pregunta nº 3 La producción diaria bruta de una pradera es de 4 g C / m 2 y su biomasa total de 2 Kg C/m 2. Su gasto diario de mantenimiento es de 2 g C/m 2. En un bosque tropical la producción bruta es de 6,5 g C/m 2 día, el gasto respiratorio de 6 g C/m 2 día y la biomasa de 18 Kg C/m2 a) Calcula y compara las producciones netas. b) ¿Cuál de los dos ecosistemas tendrá una productividad mayor? 3.2.- FLUJO DE ENERGÍA EN LA CADENA TRÓFICA La entrada fundamental de energía en los ecosistemas es de energía solar. La radiación que llega a un ecosistema en gran parte no incide sobre estructuras fotosintéticas (superficies no vegetales, partes leñosas del vegetal,...) por lo que sólo una pequeña parte de ella será utilizada en la fotosíntesis y transformada en energía química (PPB). 95 La energía química formada será liberada mediante el proceso de respiración celular y se utilizará para vivir (mantenimiento), en último término esta energía se convierte en calor y deja de ser utilizable para el ecosistema. El excedente de energía lo utilizará el productor en formar nuevos tejidos vegetales (PPN). Sólo esta energía química almacenada en forma de materia orgánica será utilizable por el siguiente escalón trófico, los herbívoros. PCTB RCT PCTN PCSN RCS PCSB PCPN RCP PCPB PPN RP PPB No toda la PPN va a llegar a los consumidores primarios, parte se pierde, va a los descomponedores , … Los consumidores primarios toman la parte de PPN que les llega, de ella no va a ser asimilada, pero otra parte la utilizaran en formar su (PSB). Parte de la biomasa formada va utilizarse en el mantenimiento del animal (respiración) y terminará perdiéndose en forma de calor, mientras que la otra parte podrá dedicarse a la formación de nuevos tejidos animales (PSN). Las mismas pérdidas se producirán en los siguientes niveles tróficos, consumidores secundarios, terciarios y descomponedores. En cada paso de un nivel energético a otro se dan pérdidas de un 90% de la energía de calidad, con lo que es susceptible de ser utilizada solamente el 10% de la energía. Según esto un herbívoro debe ingerir 10 Kcal de energía de origen fotosintético para formar 1 Kcal de energía disponible para posibles carnívoros. Este hecho se conoce como regla del 10% y determina que el número de niveles en una cadena trófica sea bajo, entre cuatro y cinco. También explica que sea más rentable energéticamente, alimentarse de seres situados en los primeros niveles tróficos. Pregunta nº 4 Los requerimientos calóricos de una persona se estiman en unos 2.500 Kcal/día. Imaginemos un área en la que la PP sea de 20 106 Kcal/día: a) ¿Qué número de personas podría mantener esa zona si todos fuesen vegetarianos? b) En esa área pueden alimentarse un número de cabras que dan una producción total diaria de 150.000 Kcal ¿qué población humana podría subsistir en ese lugar? c) Deduce cuál de los dos sistemas de sustento resultará más eficiente energéticamente. 96 Pregunta nº 5 (PAU Junio 1998) En el esquema de una charca de la figura (modificado de Odum, 1972) se representa una serie de organismos como componentes de las cadenas tróficas. a) Clasifica los organismos representados en el esquema según su papel en el ecosistema de la charca. b) Describe el flujo de energía en el ecosistema de la charca, introduciendo para ello un elemento fundamental que falta en el esquema, y explica qué condiciones deben darse para que la charca constituya un sistema abierto. c) Un método de valoración, de la calidad del agua en lagos y ríos es la utilización de bioindicadores. Explica qué son los bioindicadores y qué ventaja aporta su utilización. Pon dos ejemplos, correspondientes cada uno a un nivel de calidad del agua diferente, señalando qué indica su presencia. 3.3. - PIRÁMIDES TRÓFICAS Son representaciones gráficas de los niveles tróficos del ecosistema. En la PIRÁMIDE DE LOS NÚMEROS se representa cada uno de los niveles tróficos por un rectángulo, cuya anchura viene determinada por el número de individuos que lo componen. Generalmente, cada nivel trófico posee un número mayor de individuos que el inmediatamente superior, pero esta pirámide puede ser invertida, como en el caso de un árbol y sus pobladores. La PIRÁMIDE DE LA BIOMASA se obtiene al representar la biomasa de los distintos niveles tróficos en forma de rectángulos superpuestos con dimensiones proporcionales a la cantidad de biomasa de los productores. Es posible obtener una pirámide invertida, por ejemplo, un ecosistema acuático en el que el fitoplancton tenga una tasa de renovación diaria muy alta. Aunque éste sea consumido en gran parte por sus depredadores durante la noche, por el día crece rápidamente y recupera su biomasa inicial. La PIRÁMIDE DE LA ENERGÍA O DE LA PRODUCCIÓN se obtiene de la misma manera que las anteriores, representando cada rectángulo la producción de un nivel trófico. Dada que la energía al fluir de un nivel a otro presenta pérdidas en la calidad (Primer Principio de la Termodinámica, Principio de Conservación de la Energía) no es posible la existencia de pirámides invertidas. 97 Pregunta nº 6 (PAU Junio 2002) A continuación se presenta en la Tabla 1, la disponibilidad energética bruta de una cosecha de patatas, excluyendo enfermedades y pérdidas iniciales, y en la Tabla 2 la de una cosecha de pasto intensivo dedicado al consumo de ganado, según datos obtenidos en Gran Bretaña por los investigadores Duckham y Masefield (1970) Tabla 1.- Cosecha de patatas. Materia orgánica seca formada por ha 24.750 x 103 kcal/ha 100% Pérdidas por respiración 9.000 x 103 kcal/ha 37% Vegetales no cosechados 3.750 x 103 kcal/ha 15% Pérdidas después de las cosechas 2.250 x 103 kcal/ha 9% Desaprovechamiento doméstico 2.250 x 103 kcal/ha 9% Alimento humano neto 7.500 x 103 kcal/ha 30% Tabla 2.- Cosecha de pasto para alimento de ganado (cordero) Materia orgánica seca formada por ha 28.000 x 103 kcal/ha 100% Pérdidas por respiración 9.000 x 103 kcal/ha 34% Raíces y tallos no consumidos 3.000 x 103 kcal/ha 11% Pasto no consumido 4.000 x 103 kcal/ha 14% Pérdidas por orina y heces 4.000 x 103 kcal/ha 14% Metabolismo animal 5.000 x 103 kcal/ha 17% Pérdidas por conversión de tejido 1.000 x 103 kcal/ha 4% Desaprovechamiento del matadero 500 x 103 kcal/ha 2% Alimento humano neto 1.500 x 103 kcal/ha 4% a) Escriba la cadena trófica que se corresponde con los datos de la Tabla 1 y la que se corresponde con la tabla 2. Indique cuál de las dos cadenas es más eficaz desde el punto de vista del aprovechamiento energético de los recursos alimentarios y concluya que tipo de dieta es más eficiente. b) Teniendo en cuenta las conclusiones anteriores y la regla del 10%, indique una relación que puede establecerse entre el nivel trófico que ocupa un ser vivo y el grado de aprovechamiento energético por unidad de superficie. c) ¿Qué es una pirámide de números? Represente de forma esquemática una pirámide de número relativa a la cadena trófica que ha escrito correspondiente a la Tabla 2. Pregunta nº 7 (PAU Modelo 2002-2003) Hombre (80 kg) Trucha Rana 400 kg 2.000 kg Saltamontes 10.000 kg Cereales El dibujo representa una pirámide de biomasa simplificada, en la que cada unidad representa la masa anual correspondiente a cada nivel trófico. Teóricamente, un ser humano, puede alimentarse de todos los niveles inferiores y, de hecho, una dieta equilibrada debería contener porciones de todos ellos. Sin embargo, en muchos países desarrollados la dieta está basada casi exclusivamente en el nivel inmediatamente inferior. Suponiendo que un ser humano (de 80 kg de peso) pudiera sobrevivir comiendo sólo 400 kg de truchas, ó 600 kg de ranas, 800 kg de saltamontes (en Méjico se los comen) ó 1.000 kg de trigo al año: 50.000 kg 98 a) Dibuje dos pirámides de la biomasa, bajo el supuesto de que nos alimentásemos exclusivamente de ranas o cereales, y siempre con una persona de 80 kg de peso en el nivel superior. b) Explique a qué se debe el hecho de que al alimentarnos directamente de un nivel trófico más bajo se reduce notablemente la cantidad de vegetales que debemos cultivar. c) Si adoptásemos de forma generalizada una dieta basada esencialmente en el consumo de vegetales, se producirían cambios en los recursos hídricos de la región. Explique un efecto sobre la calidad y otro sobre la cantidad de estos recursos hídricos como consecuencia del cambio de dieta. Pregunta nº 8 (PAU Septiembre 2.005-2.006) a) ¿Qué tipos de pirámides ecológicas se muestran en los apartados a), b) y c) del dibujo? Explique lo que representa cada una de ellas. b) Observe la eficiencia de los tres niveles tróficos en la pirámide c), y señale por qué el paso del primer al segundo nivel es más eficiente que el paso del segundo al tercero. c) ¿Cuál de las tres siguientes cadenas tróficas tiene mejor aprovechamiento energético en la alimentación de las personas? Justifique la respuesta. 1.- Judías verdes  Persona 2.- Zanahorias  Conejo  Persona 3.- Fitoplancton  Zooplancton  Sardinas  Bonito  Persona 4.- FACTORES ABIÓTICOS 4.1.- CONCEPTO Son las variables fisicoquímicas del medio que influyen en la vida de los organismos. Es evidente que en la Ecosfera es posible diferenciar una serie de territorios con unas características ambientales similares (precipitaciones, temperaturas, ...) en los que habitan determinadas especies de seres vivos. Para que una especie viva en un lugar determinado, necesita determinadas condiciones físico-químicas para sobrevivir, son los factores abióticos, como luz, temperatura, humedad, ... La "Ley del Mínimo" de Liebig determina que la distribución de una especie está controlada por aquel factor ambiental para el cual el organismo tiene la mínima capacidad de adaptación o control, a esa característica se le denomina FACTOR LIMITANTE. 99 Determinadas condiciones hacen imposible la vida para todas las especies como, más de 110ºC de temperatura y ausencia absoluta de agua. • A grandes rasgos podemos afirmar que los factores limitantes más comunes en un ecosistema terrestre son el agua, la temperatura y la concentración de nutrientes. • En ecosistemas acuáticos el agua actúa como regulador de la temperatura, lo que hace que estos dos factores no sean limitantes. Aquí el límite del crecimiento lo pone la falta de luz y la concentración de determinados nutrientes (que tienden a acumularse en los fondos oceánicos). La importancia de los factores ambientales como limitantes no sólo depende de su intensidad, también hay que tener en cuenta la TOLERANCIA de esa especie concreta. • Existen especies con valencia ecológica alta o eurioicas o generalistas, que admiten variaciones grandes en su ambiente. El salmón puede vivir en aguas dulces y salinas. • Otras tienen valencia pequeña o estenoicas o especialistas, que no soportan cambios, la trucha. 4.2. – PRINCIPALES FACTORES ABIOTICOS La RADIACIÓN SOLAR que llega del Sol, abarca un amplio espectro de longitudes de onda, y una parte de ese espectro, es la luz (franja entre 360 y 760 nm). Los rayos solares no inciden con el mismo ángulo de inclinación, en las distintas partes de la Tierra, ni lo hacen de la misma manera a lo largo del año, ni siquiera a lo largo del día. Estas diferencias en la inclinación causan los distintos climas terrestres, las estaciones y los ritmos diarios. Las plantas utilizan la energía lumínica para formar la materia orgánica de la que están hechas, y en este proceso, la fotosíntesis, también consumen CO 2 (contribuyendo a la disminución del efecto invernadero). La luz también es importante para la visión, los fototropismos, etc. La cantidad de luz es un factor importante en la distribución de los organismos fotosintéticos. Las plantas terrestres que viven en las zonas mas expuestas al sol se denominan fotófilas y las esciófilas son las que están habituadas a medios con poca luz. En el mar se habla de zona fótica (100- 200 m), la zona superficial, iluminada, donde están las algas, y de zona afótica, sin luz y sin fotosíntesis. La TEMPERATURA es determinante porque la vida activa sólo es posible entre un intervalo determinado que es distinto en función del ser vivo del que se trate. Su influencia se centra principalmente en la alteración de las reacciones químicas, temperaturas demasiado altas desnaturalizan las proteínas, mientras que si son muy bajas se ralentizan las reacciones enzimáticas. En los ecosistemas acuáticos la temperatura varía menos que en los terrestres por lo que son más favorables para el desarrollo de los seres vivos. Pero las diferencias de temperatura en el océano existen y condicionan la densidad y el contenido de oxígeno del agua. La evolución de las corrientes marinas y las posibilidades de ascenso de las aguas frías del fondo marino cargadas de nutrientes y O 2, explican la gran productividad de algunas zonas (afloramientos). Entre las adaptaciones a la temperatura podemos citar dos estrategias adaptativas, los animales homeotermos animales que mantienen constante su temperatura y los poiquilotermos, incapaces. La HUMEDAD RELATIVA surge de la relación entre la cantidad de vapor de agua que contiene una cantidad dada de aire y la cantidad que podría contener. Es una medida de la cantidad de agua de la atmósfera. Su importancia se deduce de nuestra composición. Los individuos terrestres al estar formados fundamentalmente por agua y al vivir en lugares donde la humedad relativa es muy baja, tienden a deshidratarse (ósmosis). En las zonas secas los organismos han desarrollado mecanismos para evitar la transpiración, las plantas xerófitas tienen hojas pequeñas de epidermis coriácea y con pocos estomas. Los animales que viven en medio aéreo tienen un tegumento grueso y en ellos el aparato respiratorio es interno. El OXÍGENO no suele ser un factor limitante de los ecosistemas terrestres (sólo a grandes alturas), pero si lo es de ecosistemas acuáticos. Las aguas a gran temperatura y con gran cantidad de materia orgánica en putrefacción tienden a presentar poco oxígeno, y causan eutrofización. En general la FALTA DE NUTRIENTES es uno de los principales factores limitantes. Los átomos de C no son un factor limitante porque en la atmósfera y en el mar hay grandes 100 cantidades de CO2. El P es el principal factor limitante, como ya vimos en apartado de ciclos biogeoquímicos, el P tiende a acumularse en los sedimentos marinos, en los que queda bloqueado durante miles de años. El N es el segundo factor limitante, aunque hay gran cantidad de N2 en la atmósfera, sólo las bacterias fijadoras de N pueden asimilarle de esta forma. Pregunta nº 9 El gráfico representa los efectos del vertido de aguas residuales en un río sobre el contenido en O2 y sobre cuatro organismos. Compare y comente el comportamiento de las cuatro especies. 5. – FACTORES BIÓTICOS 5.1.- FACTORES LIGADOS A LAS POBLACIONES Una población es el conjunto de individuos de una misma especie que viven en el mismo lugar y durante el mismo período de tiempo. La población no es una simple acumulación, tiene una estructura organizada. La TASA DE NATALIDAD (TN) de una población representa el número de individuos que nacen por unidad de tiempo. La TASA DE MORTALIDAD (TM) de una población representa el número de individuos que mueren por unidad de tiempo. Su ecuación es: Si se considera el número de individuos de una misma generación que van muriendo a lo largo del tiempo y se representan gráficamente esos valores, se obtienen las CURVAS DE SUPERVIVENCIA. Las distintas especies presentan curvas de crecimiento diferentes, básicamente las curvas de crecimiento pueden corresponderse con alguno de los tres tipos siguientes: Supervivientes En el tipo A los individuos presentan una baja mortalidad infantil por lo que cuando nacen tienen una probabilidad muy alta de llegar a la edad adulta. Ej. Edad relativa especie humana, abejas. En el tipo B la probabilidad de morir Supervivientes es prácticamente igual a lo largo de toda la vida. Ejemplos, gaviota y petirrojo. Edad relativa La curva C implica una mortalidad infantil muy elevada pero en cambio Supervivientes los individuos que han superando esa etapa son longevos. Ejemplo, ostra que en la etapa larvaria es muy vulnerable mientras que en la adulta se recubre de Edad relativa una concha que la protege. 101 Pregunta nº 10 Los siguientes datos representan el cuadro de vida la mariposa (Panolis flammea) y el rotífero (Proales deipiens). Realiza las curvas de supervivencia y explícalas: Supervivientes 50 días MARIPOSA 1000 (huevos) 768 (orugas) 80 días 92 (pupa) 100 días 21 (mariposa) Nacen Supervivientes ROTÍFERO 1000 individuos 998 individuos 550 individuos 0 individuos Días Días 5.2.- CRECIMIENTO DE UNA POBLACIÓN Si no tenemos en cuenta otros factores como la emigración o la inmigración, la diferencia entre los nacimientos y las muertes representa el CRECIMIENTO DE LA POBLACIÓN. Explicado mediante una fórmula, la TN -TM = r, siendo r la tasa de crecimiento o potencial biótico. Cuando las condiciones son óptimas, no hay limitaciones de alimento, de espacio, no hay enfermedades, ni depredadores, etc. En estos casos se alcanza el valor máximo de r los individuos que nacen llegan a adultos y se reproducen. (En estas condiciones una bacteria que se dividiera cada 20 minutos, en un día y medio llegaría a formar una población de 10 32 individuos, suficiente para cubrir toda la superficie de la Tierra con una capa de 30 cm). En estos casos el crecimiento de la población aumenta exponencialmente. Pero la realidad nos indica que las poblaciones no crecen de forma exponencial. En condiciones naturales las poblaciones son comidas por los depredadores, sufren enfermedades, tienen limitaciones de espacio, etc. Para reflejar el crecimiento real de una población hay que añadir un factor que represente las interacciones que provocan la disminución del crecimiento, ese factor se denomina resistencia ambiental [(K - N) / K]. En este factor aparece el parámetro K o CAPACIDAD DE CARGA, que es igual a la cantidad de individuos que realmente pueden sobrevivir en determinado lugar. Crecimiento en curva exponencial Cuando la población tiene pocos individuos en Número de relación a los que podrían vivir en ese lugar (se Individuos correspondería con las condiciones óptimas), N tiene un valor muy bajo si lo comparamos con K, por lo que podemos despreciarlo y entonces la resistencia ambiental es K/K = 1. En estos casos el crecimiento de la población es lo que nace menos lo que muere por N, como N va aumentando de una generación a la siguiente el crecimiento es exponencial. Tiempo En estos casos la asociación de individuos de la misma especie, intraespecífica, es beneficiosa porque da protección (la masa de árboles del bosque frena el viento, amortigua los cambios de temperatura, etc.), favorece el encuentro de los individuos para que se de la reproducción sexual, en algunas asociaciones de individuos puede surgir la especialización para realizar determinadas tareas. Crecimiento en curva sigmoidal o Si el número de individuos es muy alto, N es Número de logística igual a K, la resistencia ambiental es Individuos K–K / K = 0. K Cuando el número de individuos ha llegado al límite máximo, el medio no admite más individuos por lo que el crecimiento se detiene, los nacimientos menos las muertes por cero, son cero. Estamos ante un crecimiento en curva sigmoidal o logística. 102 Tiempo En estos casos se establecen fenómenos de competencia intraespecífica, por el alimento, luz, espacio,... El hacinamiento puede provocar sobre las poblaciones una disminución de la fertilidad, en algunos experimentos realizados en el laboratorio esta disminución era causada por la segregación de determinadas hormonas. Cuando las poblaciones colonizan espacios vírgenes, la curva comienza siendo exponencial (N es despreciable respecto a K) pero llega un momento, en que, el aumento de la población causa una gran competencia intraespecífica (K = N) disminuye el crecimiento, pasándose a una curva sigmoidal. También puede ocurrir que el valor de N sea mucho más alto que el de K, y que el factor resistencia ambienta [(K-N)/K] sea negativo. En estos casos las poblaciones tendrán cada vez menos individuos, pudiendo llegar a desaparecer. La situación de equilibrio en un ecosistema no consiste en que el número de individuos se mantenga constante, más bien supone una tendencia numérica a alcanzar el valor de la capacidad de carga. Las FLUCTUACIONES son los cambios producidos en el número de individuos alrededor del valor de K. Pregunta nº 11 Interpreta el crecimiento de las siguientes poblaciones, introduciendo conceptos como resistencia ambiental, capacidad de carga, … Individuos A Individuos Tiempo B Individuos Tiempo C Tiempo Individuos D Tiempo Las constantes r (potencial biótico, r = TN- TM) y K (capacidad de carga) nos permiten diferenciar dos ESTRATEGIAS PARA EL CRECIMIENTO de la población: • Los estrategas de la r son aquellos organismos de un alto potencial biótico (o reproductivo), a quienes la selección natural favorece en las fases iniciales de la colonización de un ecosistema nuevo. Son especies oportunistas, que invierten gran cantidad de energía en la fabricación de huevos o semillas y poca en cuidar a sus crías, no están especializados, por lo que soportan mal la competencia, a la que, frecuentemente, responden emigrando. Muchos organismos como bacterias, algas, insectos, peces, ... presentan este tipo de estrategia. • Los estrategas de la K, son organismos especialistas con menor potencial reproductivo (poco gasto energético en la fabricación de nuevos individuos) pero con gran capacidad para competir por los escasos recursos (cuidado de las crías, especialización) en poblaciones densas (próximas a K). Suelen asociarse a biotopos estables. Pertenecen a este grupo la mayoría de las aves y mamíferos, grandes árboles, .... Pregunta nº 12 (PAU Junio 2.004-2.005) TEXTO “A” Los rumiantes salvan las playas andaluzas Un estudio elaborado por científicos de Andalucía ha encontrado una relación directa entre las poblaciones de ciervos y gamos de la cabecera del Guadalquivir, en el Parque Natural de las Sierras de Cazorla, Segura y Las Villas, y los sedimentos que el río Guadalquivir transporta hasta su desembocadura. Según los autores del estudio, las poblaciones de rumiantes han aumentado desde la creación de la antigua Reserva Nacional de Caza de la Sierra de Cazorla. Paralelamente, la carga de sedimentos del río Guadalquivir también ha ido aumentando desde aquella época, contribuyendo con su llegada al mar a conservar las playas andaluzas. TEXTO “B” La dirección del Parque Natural organiza una campaña de caza selectiva de ciervos y gamos 103 Ante el espectacular aumento de la población de rumiantes, la dirección del Parque ha decidido permitir la caza de algunas especies. Los cazadores podrán cazar bajo la supervisión de los vigilantes del parque, y tendrá que pagar una cuota por pieza abatida, que se destinará a los gastos de mantenimiento del Parque. Los grupos ecologistas han protestado enérgicamente, citando a “Humane Society”, según la cual “los cazadores prefieren matar a los individuos más grandes o más fuertes, para conseguir el mejor trofeo, en contraste con los depredadores, que prefieren capturar a individuos débiles o enfermos”, por lo que los cazadores deportivos tienen efectos opuestos sobre la dinámica de poblaciones. a) Indique dos posibles causas del aumento actual de las poblaciones de rumiantes. b) Explique la relación entre el aumento de población y el concepto de capacidad o límite de carga de un territorio. c) Uno de los problemas locales derivados del aumento de población se describe como una buena noticia regional en la referencia periodística del texto “A”. Explique que problema de la sobrepoblación de rumiantes explica la relación de rumiantes y playas. Dibuje un diagrama de flujo que explique esas relaciones. d) Explique cuáles serían las diferentes consecuencias de la caza deportiva y la de los depredadores a las que se refiere el texto “B”, e indique las características de una buena caza selectiva para estabilizar una población de rumiantes. 5.3. - FACTORES LIGADOS A LAS COMUNIDADES Las relaciones interespecíficas son las relaciones bióticas que se establecen en una comunidad, entre individuos de especies diferentes que habitan el mismo lugar en la misma época. Pueden ser de los siguientes tipos: Relaciones interespecíficas Especie A Especie B Competencia (-) (-) Depredación Depredador (+) Presa (-) Parasitismo Parásito (+) Hospedador (-) Comensalismo Comensal (+) Hospedador (0) Mutualismo (+) (+) COMPETENCIA INTERESPECÍFICA. - Se da cuando dos especies luchan por un mismo recurso, como luz, espacio y comida, siendo los efectos de la asociación negativos para los dos. La competencia ha sido un factor de selección natural que ha tenido mucha importancia en la evolución de las especies, puesto que cuando dos especies entran en competencia se extingue la peor adaptada al ambiente. DEPREDACIÓN. - Es la actividad de captura y muerte que ejercen unos individuos, depredadores sobre otros, presas. Los depredadores muestran adaptaciones para la captura de presas y las presas para la defensa y la huida. El depredador controla la población de presa, al mismo tiempo que éstas controlan la población de depredador. Un ejemplo clásico es el de los linces y liebres canadienses, se comprobó que el número de individuos de una población dependía del número de individuos de la otra. Si la población de linces es pequeña, las liebres se reproducen masivamente, lo que favorece el aumento de la población de linces. Con el tiempo la predación excesiva hará que el número liebres disminuya y por lo tanto el de linces que pueden alimentarse de ellas. Lotka y Volterra desarrollaron un modelo teórico que explicaba esta relación de retroalimentación negativa, en la que se daba un comportamiento oscilatorio de ambas poblaciones con un retraso de los depredadores respecto a las presas. Es un modelo en equilibrio de forma que si eliminamos al depredador la densidad de población de la presa será tal que agotará el 104 suministro de alimentos y las enfermedades se propagaran rápidamente, pudiendo conducir a su desaparición. Por otro lado si la población del depredador aumenta excesivamente acabará con las presas, y como consecuencia con su propio alimento, lo que conduce a su extinción. Para evitar esta gran dependencia la mayoría de los depredadores se alimentan de varias especies de presas. La especialización en la captura de un sólo tipo de presa aumenta la eficacia de la caza pero provoca que el depredador dependa de más de ella. PARASITISMO. - Es la relación que se establece cuando un individuo, denominado parásito, vive a expensas de sustancias nutritivas de otro individuo, llamado hospedador, al que perjudica, sin causarle la muerte a corto plazo. Parasitismo y depredación son dos asociaciones en las que un individuo se beneficia de otro al que perjudica. Las diferencias están en que el parásito mata más lentamente, es más pequeño y está mucho más especializado en el hospedador que el depredador en la presa. El parasitismo es más eficaz pues permite al parásito alimentarse de la víctima durante más tiempo. COMENSALISMO. - En este tipo de asociación uno se beneficia y el otro no sale perjudicado. Ejemplo conchas ocupadas por cangrejos ermitaños que tienen también tubos donde viven poliquetos. Dentro de este tipo se diferencia la tanatocresis en la que el comensal utiliza cadáveres, secreciones, piezas esqueléticas, ... de la foresia en la que el hospedador funciona como agente de transporte o diseminación. Ejemplos, la rémora que viaja sobre el tiburón, semillas sobre pájaros. MUTUALISMO. - Es aquella relación en la que las dos especies salen favorecidas. Un ejemplo sería el caso del pez payaso, que se protege de sus enemigos ocultándose entre los tentáculos de las anémonas y a su vez defiende a éstas de algunos peces que se alimentan de ella. Cuando entre las dos especies se desarrolla una relación permanente e íntima, tan estrecha que los dos individuos no pueden vivir por separado (sea positiva o negativa) (En este sentido el parasitismo es una asociación simbiótica para el parásito), y en caso de que puedan, su vida se ve alterada, tendremos una simbiosis. Un ejemplo es el liquen, una asociación de alga (aporta materia orgánica) y hongo (protege de la deshidratación). Pregunta nº 13 (PAU 1999-2000) El efecto de unos individuos sobre otros en la construcción de telarañas (Resumen traducido de Jacob, E. M.., Uetz, G. W. et al.) Las Meteperia incrassata son arañas coloniales que comparten permanentemente una única telaraña común, pero, dentro de ella, construyen y defienden pequeñas telarañas individuales. Las telarañas individuales se deshacen cada noche y se rehacen por la mañana. Las arañas más grandes suelen empezar la construcción antes que las más pequeñas. Para comprobar si esto es debido a una interacción entre arañas de diferente tamaño, se construyeron colonias artificiales que contenían en unos casos, grupos de arañas de diferentes tamaños y, en otros, grupos de un solo tamaño. Las arañas que fueron alojadas en grupos de un solo tamaño construyeron sus telas al mismo tiempo que sus homólogas puestas en grupos mixtos. Se sugiere que es improbable que la interacción intraespecífica sea el único factor que determina las diferencias de tiempo de inicio de la construcción de las telas de araña individuales de esta especie. a) Identifica en el texto cuál es la hipótesis de trabajo, qué parte corresponde al apartado de resultados, cuál a la conclusión, y valora si la investigación es susceptible de repetición (necesaria para su verificación) b) ¿Qué resultado tendríamos que haber obtenido para concluir que una interacción intraespecífica determine la segregación temporal, según tamaños, en la construcción de las telarañas individuales en esta especie? c) En el texto se habla de interacción. Aunque no lo específica, podría referirse a una competencia intraespecífica, por ejemplo, por el espacio. Define competencia intraespecífica y competencia interespecífica, poniendo algún otro ejemplo, y cita alguna implicación de cada una. 105 6. - BIODIVERSIDAD Se entiende por diversidad ecológica o biodiversidad la variedad de especies de un ecosistema y la abundancia relativa de los individuos de cada especie. De forma que a mayor número de especies y mayor número de individuos por especie, mayor diversidad. La expresión que ofrece más ventajas para el cálculo de la biodiversidad es la fórmula de Shannon-Weaver: H = - Σ pi log2 pi Siendo: H el índice de biodiversidad; pi la probabilidad de dos individuos de una comunidad extraídos al azar pertenezcan a la misma especie, que se calcula p i = Ni/N, siendo Ni el número de individuos de una especie y N el número de individuos de la comunidad. Contabilizar todos los individuos y especies de una zona es una labor muy extensa, por eso para calcular la biodiversidad se suele estimar su valor. Por ejemplo se divide la superficie en parcelas, se cuenta el número de especies en varias parcelas, se halla la media y se multiplica por el total de parcelas. En la Conferencia de Río de 1992 (Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo, celebrada en Río de Janeiro en 1992) es posible diferenciar tres grados de complejidad: • Diversidad de especie.- Es la clásica, tiene en cuenta el número de especies de una región y el número de individuos que tiene cada una de ellas. • Diversidad genética.- Se entiende como el grado de diferencia que existe entre los genes de los individuos de cada especie. • Diversidad de ecosistemas.- Será mayor cuanto más diverso sea el entorno. La biodiversidad es importante porque nos da una idea del grado de organización del ecosistema y de su estabilidad. Cuanto mayor es el número de especies, mas complejas son las relaciones del ecosistema y más organizado está, lo que se traduce en una mayor estabilidad (Un depredador no depende de una sola especie de presa). Por otra parte la estabilidad de los ecosistemas favorece la evolución de las especies y, por tanto, el aumento de la biodiversidad. La diversidad contribuye a la supervivencia de los seres vivos. Si la diversidad es alta (por ejemplo varias especies comen alimentos distintos) el número de individuos que pueden sobrevivir en una región es mayor que si hubiera poca diversidad (siguiendo con el ejemplo, si todos comieran lo mismo). La diversidad disminuye la competencia interespecífica y multiplica los nichos ecológicos. Las zonas que quedan aisladas, por una cadena montañosa, islas, y todo tipo de barreras, suelen presentar especies endémicas. Especies que sólo se presentan en la región y que contribuyen a aumentar la biodiversidad. El ÍNDICE DEL PLANETA VIVIENTE es un indicador de presión sobre el medio ambiente con el que se mide el grado de pérdida de biodiversidad en tres de los ecosistemas terrestres más representativos. Se ha venido haciendo desde el 1970 y las conclusiones que se obtuvieron en 1990 son: • Los ecosistemas forestales muestran una tasa de extinción de un 12%, siendo mayor la extinción en bosques tropicales que en templados. • Los ecosistemas de agua dulce muestran una tasa de extinción del 50%. • En los océanos la tasa de extinción es de un 35%. De estos datos se deduce que aproximadamente un tercio del total de especies registradas se ha extinguido. Seguidamente pasamos a desarrollar algunos de los ECOSISTEMAS MÁS BIODIVERSOS: Los HUMEDALES son terrenos ricos en agua, lo que les permite tener comunidades biológicas diferentes a las de su entorno. Con el término humedal se designa a lugares como charcas, tierras pantanosas, marismas, lagunas, ... que se diferencian de los lagos en que su profundidad es mucho menor. En los humedales, al tener poca profundidad, permiten que la zona superficial, a la que llega la luz solar y el oxígeno esté muy próxima al fondo, rico en nutrientes, con lo que los organismos disponen de todos estos recursos. 106 Los humedales fueron considerados negativamente, ya que eran zonas donde no se podía cultivar, inútiles para navegar, y, dada su gran concentración de mosquitos, centros de transmisión de enfermedades como la malaria. Estas razones los condujeron a su degradación y desaparición en muchos casos. En la actualidad cada vez son más los que reconocen la importancia ecológica de estas zonas. Actúan filtrando el agua de lluvia y embalsándola. Son los dispositivos más eficaces de control de inundaciones ya que absorben el exceso de escorrentía y lo devuelven poco a poco; constituyen unos ecosistemas muy productivos, gracias a la mezcla de nutrientes, O 2, luz y disponibilidad de agua; esta productividad hace que su biodiversidad sea alta; suavizan el clima; ... Algunos de los principales humedales españoles se encuentran protegidos dentro del Parque Nacional de Doñana, Parque Nacional de las Tablas de Daimiel, Delta del Ebro, ... Los MANGLARES son bosques anfibios compuestos de árboles llamados mangles situados en zonas tropicales, al ser resistentes a la sal habitan a orillas del mar. Los árboles producen nutrientes que permiten el florecimiento de gran cantidad de vida acuática, terrestre y aérea. La pérdida del ecosistema provoca disminución de la biodiversidad, causa erosión en las costas, y afecta la calidad de las aguas. Sin embargo su futuro está amenazado por la deforestación, la pérdida de los hábitats, la contaminación de las aguas, la explotación abusiva y las talas para realizar proyectos de desarrollo afectan a los manglares. Una de las actividades productivas que en la actualidad causa grandes daños a estos bosques es el cultivo de camarones. Se talan los manglares para establecer una acuicultura de cría de langostinos, se pescan otras especies para transformarlas en harina de pescado y alimentar a los langostinos (se utilizan 20 kg de biomasa marina para producir 1 kg de langostino), se contaminan las aguas con antibióticos y otros vertidos tóxicos. Una gestión adecuada tendría que considerar la repoblación con mangles, delimitar la cantidad y zonas dedicadas a la pesca y a la acuicultura, fomentar el ecoturismo, … Los ARRECIFES DE CORAL están formados por una acumulación de aspecto y consistencia similar a la roca, de exoesqueletos calcáreos (que contienen calcio) de celentéreos, algas calcáreas rojas y moluscos. Son tropicales, se extienden hasta 30° al norte y al sur del ecuador y sólo se forman donde la temperatura de las aguas superficiales no desciende nunca por debajo de los 16 ºC. Son uno de los ecosistemas más biodiversos. Los corales como recurso suponen también una importante fuente alimenticia para los habitantes de la costa y, como rompeolas ante las costas, suavizan los catastróficos efectos de las tormentas tropicales. Desde hace siglos contribuyen estos arrecifes a llenar de arena las playas e, incluso, a generar y proteger islas rocosas sobre las que vive mucha gente. Desde hace decenios, las islas de corales constituyen una atractiva meta para turistas, tanto para el descanso, submarinismo. Los arrecifes de coral podrían sorprendernos en el futuro con el descubrimiento de nuevos productos. Por ejemplo del caracol cónico de los arrecifes se están obteniendo remedios para problemas cerebrales y de corazón, remedios contra el dolor y en el tratamiento de algún tipo de cáncer de pulmón. La destrucción de los bancos de corales se viene realizando mediante la pesca con dinamita, afluencia de un exceso de sedimentos (deforestación de los manglares, y otros bosques continentales), obras de construcción y cadenas de anclas, o su utilización para obtener materia prima en la elaboración de adornos y bisutería. Pero la mayor amenaza para los corales en los últimos años es el calentamiento de la atmósfera y de los mares tropicales. La contaminación de las aguas, la pesca de arrastre, la proliferación excesiva de la estrella de mar llamada corona de espinas, un turismo excesivo, … han causado gran destrucción. Pregunta nº 14 En las islas Galápagos (Ecuador) habitan 13 especies de pinzones que poseen evidentes parecidos, pero también diferencias significativas, especialmente en la forma del pico, lo que les permite consumir alimentos diferentes. Una tiene el pico fuerte y se alimenta de semillas grandes y duras; otra el pico grande y se alimenta de semillas tiernas; la de pico delgado se nutre de insectos, … La observación de este grupo de aves sirvió a Darwin para elaborar su teoría de la selección natural. Su interpretación de que todos estos pájaros procedían de una sola especie de pinzón suramericano, que después de llegar a las islas había empezado a diferenciarse, ha sido posteriormente demostrada por las investigaciones de otros científicos. Texto basado en “El origen de las especies” Ch. Darwin, 1859 107 a) Explique cuál es la ventaja de la diversidad de especies en relación con la competencia y el nicho ecológico. b) ¿En qué consiste la biodiversidad? Defina los tres niveles de biodiversidad: de especie, genética y de ecosistema. c) Indique dos repercusiones de la progresiva pérdida de la biodiversidad mundial. 7- EL ECOSISTEMA EN EL TIEMPO 7.1.- SUCESIÓN ECOLÓGICA Se denomina SUCESIÓN ECOLÓGICA el proceso por el cual una misma área va siendo colonizada por diferentes ecosistemas, hasta que se alcanza uno estable denominado ecosistema clímax. En las fases iniciales de una sucesión el ecosistema es inmaduro, está formado por una comunidad sencilla, sin grandes requerimientos, las especies son oportunistas (estrategas de la r). En sucesivas fases, el ecosistema va madurando lo que se refleja en una mayor complejidad, con especies que dejan menos descendientes, pero que al estar mejor adaptados sobreviven mejor (estrategas de la k). El ecosistema climax representa el de máxima madurez. Los ecosistemas puede sufrir el proceso inverso a la sucesión, la REGRESIÓN, en el que se evoluciona hacia estados inmaduros. Puede ser debida a causas naturales o antrópicas. Hay dos TIPOS de sucesiones. La sucesión primaria es la que se inicia en un área en la que antes no existían organismos; por ejemplo una zona volcánica de origen reciente. La sucesión secundaria es la que se desarrolla en una zona en la que ya habían existido anteriormente ciertas comunidades que, por un proceso regresivo debido a plagas, incendios, etc., habían perdido las principales especies. En las distintas etapas que constituyen la sucesión se observa algunas REGULARIDADES: • Aumenta la diversidad, cada vez hay más especies diferentes. • Aumenta la complejidad, al coexistir un mayor número de especies, las relaciones entre estas se complican. • Aumenta la biomasa, las especies son más longevas y acumulan más cantidad de materia. Se pasa de una vegetación herbácea o de matorral a una arbórea. • Aumenta la estabilidad, en el ecosistema hay cada vez menos vibraciones. La complejidad es tan grande que un cambio brusco es amortiguado por la misma comunidad. Por ejemplo si una plaga destruye a una especie, su espacio, nicho ecológico, será ocupado por otra especie dado que el ecosistema maduro presenta una mayor diversidad. • Disminuye la productividad, lo que se produce en él se gasta en el ecosistema mismo. La producción es alta pero también lo es la biomasa y lo que hay que gastar en mantenerla La TENDENCIA de la NATURALEZA es avanzar hacia ecosistemas más maduros. Esta tendencia es la opuesta a la que la especie humana realiza sobre los ecosistemas, ya que tendemos a transformarlos en ecosistemas poco maduros. Los ecosistemas climax son difícilmente explotables. Su productividad es baja y al tener una gran diversidad de especies se dificultan la mecanización del proceso de explotación. Con los ecosistemas jóvenes pasa todo lo contrario, esto hace que la especie humana tienda a modificar los ecosistemas hacia etapas inmaduras. Este fenómeno, que también se produce por causas naturales, se denomina REGRESIÓN. Algunos ejemplos son la deforestación; la tendencia al monocultivo en grandes terrenos; los incendios forestales (aunque un incendio moderado puede provocar un rejuvenecimiento del ecosistema, los incendios muy intensos llegan a destruirlos); ... Pregunta nº 15 AÑOS COMUNIDAD 0 Sin cubierta vegetal 1-2 Pradera 3 a 20 Matorral 25 a 100 Bosque de pinos Más de 100 Bosque de encinas 108 En la tabla se refleja la evolución de la vegetación cuando un área deja de ser cultivada. Describe la situación reflejada en la tabla. De la vegetación que aparece en la secuencia, ¿cuál sería la más próxima al climax? ¿Y la más alejada? ¿Por qué? 7.2.- CAMBIOS AMBIENTALES EN LA HISTORIA DE LA TIERRA 7.2.1.- PRECÁMBRICO (4.600-570 millones de años) En los primeros momentos de la formación de nuestro planeta era constante la caída de meteoritos. Esto eleva la temperatura y nuestro planeta es una masa de materiales fundidos. El planeta se fue enfriando y hace unos 3.800 millones de años se formó la primitiva corteza que debía ser en sus comienzos más delgada y caliente que la actual. A través de la corteza se liberaban cantidades de gases que escapaban de las rocas cuando éstas se fundían. Estos volátiles iban formando la primitiva atmósfera estaba formada por amoníaco, metano, vapor de agua, hidrógeno libre, la mayor parte de los científicos coinciden en afirmar que carecía de oxígeno libre y por tanto no existía la capa de ozono. El vapor de agua contenido se iba condensando a medida que la temperatura iba disminuyendo. Surgieron precipitaciones que formaron la hidrosfera. Los océanos eran cálidos (80ºC) y ácidos (debido a la disolución de CO2). La formación de las PRIMITIVAS CÉLULAS se cree que comenzó con la selección química que sufrieron durante miles de años las moléculas que se acumulaban en pequeños lagos. Se formaría unidades capaces de obtener la materia y la energía del medio para mantener su organización interna, metabolismo y autoperpetuarse reproducción. Los fósiles más antiguos conocidos se han encontrado en rocas de Australia con una antigüedad de 3.600 millones de años. En un primer momento las células debían ser acuáticas debido a la inexistencia de capa de ozono. Posteriormente aparecieron los seres fotosintéticos que liberaban como producto de desecho oxígeno. Este gas primero enriquecería las aguas, luego oxidaría los materiales de la litosfera y después pasaría a la atmósfera, provocando grandes extinciones de las bacterias que no toleraran el 02. La acumulación de oxígeno en la atmósfera produjo la formación de la capa de ozono, lo propició que la vida pudiera colonizar el medio terrestre. Hace 1.800 106 de años que la atmósfera terrestre tiene una composición similar a la actual. Se considera que por entonces surgieron las primeras células eucariotas. Parece ser que hace unos 800 millones de años fueron retiradas de la atmósfera grandes cantidades de CO2, lo que se tradujo en un fuerte enfriamiento del planeta. Esta etapa es conocida como la “Tierra bola de nieve”, y durante ella hasta el Ecuador estaba cubierto por los hielos. Al final del Precámbrico, hace unos 700 millones de años, ya tenemos fósiles de seres PLURICELULARES. Se cree que aparecerían como consecuencia de que las células procedentes de una serie de divisiones celulares quedaron unidas, y formaron un individuo. Fósiles de embriones, en la última figura de la columna de la izquierda se aprecian claramente las distintas células del embrión. 7.2.2.- PALEOZOICO (570-250 millones de años) Al principio existe un único supercontinente Pangea I que se fragmenta y origina dos bloques continentales en el hemisferio Norte y uno en el hemisferio Sur. Al final de este período vuelve a reunirse en la Pangea II. Hace unos 570 ma se produce una diversificación de la biosfera que ha sido llamada la EXPLOSIÓN CÁMBRICA en la que aparecen la mayor parte de los grupos de seres vivos. Los fósiles característicos son los trilobites, ya existían todos los grupos de invertebrados marinos animales. Hace unos 500 Ma, aparecieron los primeros vertebrados, los peces. Algunos de ellos fueron los precursores del resto de los vertebrados. Al comenzar el Paleozoico los continentes debieron asemejarse a nuestros desiertos más áridos debido a que la vegetación no había colonizado el medio terrestre. En el mar existían todo tipo de algas, algunas de ellas se adaptaron a vivir en agua dulces y de ahí a la conquista de los continentes. Las grandes EXTINCIONES que se dieron al final del Paleozoico se cree que fueron debidos a factores como, un cambio climático, modificación del nivel del mar, falta de alimento, etc. 7.2.3.- MESOZOICO (250-65 millones de años) 109 Al comienzo del Mesozoico todas las tierras emergidas formaban el supercontinente Pangea que comienza a fragmentarse adoptando al final de esta era una posición similar a la actual. Es el periodo de las más recientes orogenias, que han originado cordilleras como los Andes, Himalaya, ... Se cree que las extinciones en masa que se sucedieron al final de esta era fueron debidas a un cambio climático gradual a escala mundial, que fue ocasionado por el impacto de un meteorito. 7.2.4.- CENOZOICO (65-0 m.a) Los continentes adoptan su posición actual. La vida en el Terciario está caracterizada por la aparición de los Homínidos, el grupo de los primates en el que está incluida nuestra especie. 8. - EL ECOSISTEMA EN EL ESPACIO 8.1. - ECOSISTEMAS TERRESTRES. LOS BIOMAS Los biomas SON agrupaciones de ecosistemas con características comunes, debido a que han evolucionado en un mismo tipo de clima, que se extienden por amplias regiones. Conviene aclarar que dos biomas muy distantes aunque tengan el mismo tipo de clima tienen especies muy diferentes, ya que han evolucionado independientemente. Dentro de los ecosistemas terrestres distinguimos los siguientes TIPOS: La tundra es propia de regiones árticas y altas cumbres montañosas. Las temperaturas son tan bajas que el suelo permanece helado casi todo el año. Dominan los musgos y líquenes. La taiga o bosque de coníferas se encuentra en latitudes más bajas que la tundra, por el que las temperaturas son más altas. Este hecho permite que la vegetación pueda alcanzar el porte arbóreo encontrándonos fundamentalmente con coníferas, pino, abeto, etc. El bosque caducifolio o templado se sitúa en regiones templadas con una estación fría y una calurosa. La pluviosidad es abundante todo el año. La vegetación dominante son los árboles de hoja caduca como robles, hayas, castaños,... Los desiertos se sitúan en regiones donde las condiciones son anticiclónicas y la pluviosidad muy baja. Los seres vivos tienen que soportar grandes diferencias de temperaturas entre el día y la noche. La selva virgen o selva tropical se localiza en regiones próximas al Ecuador en las que no hay diferencia estacional, la temperatura es elevada y la pluviosidad muy abundante. Las constantes lluvias aceleran el lavado de nutrientes hacia niveles inferiores del suelo, estos nutrientes son captados por las raíces de los grandes árboles, si éstos son eliminados los nutrientes se pierden. La pradera se da en lugares con marcada estacionalidad y con precipitaciones medias. El estrato herbáceo es el dominante, fundamentalmente constituidos por gramíneas. El bosque mediterráneo tiene temperaturas suaves en la estación fría y altas en el periodo estival. La pluviosidad es baja. Es el bioma predominante en la Península Ibérica. Las plantas y los animales suelen estar adaptadas a la sequedad ambiental, encinas, olivos, jaras, etc. 8.2. - ECOSISTEMAS ACUÁTICOS El factor abiótico más importante es la luz que genera una distribución ESTRATIFICADA de los organismos. Teniendo en cuenta la FORMA DE VIDA de los organismos se diferencian los planctónicos, que viven flotando en el agua, los nectónicos que se desplazan nadando y los bentónicos que viven fijos al sustrato. Los principales TIPOS son los marinos y los dulceacuícolas. Dentro de los marinos: • La zona nerítica, formada por las costas. Es un ecosistema productivo porque, al ser poco profundo, a una misma región llegan la luz y la materia inorgánica. En ellos que es posible diferenciar la zona que está por encima de la línea de marea ocupada por líquenes, tortugas, caracoles marinos. El estrato de marea donde se desarrollan los percebes, mejillones, erizos de mar, etc. Por debajo de la línea de marea es el lugar donde habitan algas, peces, moluscos, ... • La zona pelágica es la de mar abierto. En ella se distinguen dos zonas. La zona fótica que comprende la franja superficial a la que llega la luz (100-200 m) donde está el plactón, delfines, calamares etc. La zona afótica, que será la franja restante, en donde habitan equinodermos gusanos, peces, ... Son improductivos porque la luz sólo llega a la zona fótica y la materia se acumula en la afótica (fondos oceánicos). Entre los dulceacuícolas se distinguen: 110 • • • Los ríos son biomas de aguas dulces caracterizados porque en ellos el agua está circulando constantemente, lo que dificulta el asentamiento de la vegetación. En ellos se desarrollan algas, larvas de insectos, peces, etc. Los lagos se han utilizado mucho en ecología por parecer un océano en miniatura y permitir su análisis de una forma sencilla. En los lagos de zonas templadas se diferencian los periodos de verano e invierno en los que se establece una separación en las aguas, mientras que en primavera y otoño hay mezcla de aguas, aumentando mucho la producción. Los humedales son acumulaciones de aguas dulces de poca profundidad, lo que hace que la luz y la materia estén próximas. Son zonas muy productivas, debido a que su escasa profundidad determina que los nutrientes que se acumulan en el suelo estén en zonas donde llega la luz. En ellos reposan e hibernan aves migratorias. Pregunta nº 16 El lago templado como ecosistema modelo. En verano se calientan las capas superficiales del lago y permanecen más frías y densas las profundas. El agua aparece estratificada existiendo una temoclina o zona de separación (encima-debajo) entre aguas de distinta densidad, temperatura y disponibilidad de O 2. La termoclina impide los movimientos verticales. En otoño la superficie del lago se enfría. EL agua, que es más densa, se hunde, haciendo desaparecer la termoclina; el agua se mezcla. En invierno la luz escasea. Si la superficie se hiela, evita un enfriamiento mas intenso en profundidad. El fondo se encuentra a 4ºC, que es la temperatura de máxima densidad. En primavera comienza el deshielo. El agua superficial está a 0ºC. Esta temperatura hace que sea más densa que la de abajo, permitiendo la mezcla y el ascenso de nutrientes a) ¿En qué época del año será máxima la producción? ¿Coincide con el máximo de luz? b) ¿Qué pasaría en invierno si el hielo fuera más denso que el agua? c) ¿Por qué los lagos tropicales, poseen una menor producción primaria? Pregunta nº 17 Responda razonadamente a las siguientes cuestiones que hacen referencia a la figura adjunta: a) ¿Cómo se denominan este tipo de gráficas? ¿Cómo se designa la representada aquí? b) ¿Qué nombre reciben los compartimentos que aparecen en la figura? c) ¿Por qué hay una fuerte disminución de las kilocalorías/m2/año de cada compartimento a medida que están más cercanos a la cúspide? d) ¿Qué otras variables ecológicas se suelen representar en gráficos de este tipo? Indica una característica que pueden tener estos gráficos y que no posee la que aparece representada. 111 TEMA 6.- RECURSOS DE LA ECOSFERA 1.- RECURSOS ENERGÉTICOS DERIVADOS DE LA BIOMASA La biomasa representa la cantidad de materia viva, y está formada por compuestos orgánicos de procedencia tanto animal como vegetal. Estos compuestos contienen energía en sus enlaces químicos y cuando éstos se rompen se libera energía. Se considera un recurso renovable siempre que se use adecuadamente. Las PRINCIPALES APORTACIONES de la biomasa provienen de diferentes fuentes. Unas son extraídas directamente de los ecosistemas naturales, como la tala de bosques. En otros casos proceden de la agricultura energética encaminada cultivar especies de los que obtener energía, siendo los más utilizados los cereales, la caña de azúcar, la remolacha, ... Los residuos de actividades agrícolas, ramas procedentes de podas, pajas, ... , los ganaderos como el estiércol, los residuos sólidos urbanos que son ricos en materia orgánica, los lodos residuales de las depuradoras, ... pueden utilizarse en la producción de energía Los TRATAMIENTOS a que es sometida la biomasa para la obtención de energía son: • La biomasa puede ser usada directamente como combustible. Alrededor de la mitad de la población mundial sigue dependiendo de la biomasa como principal fuente de energía. El problema es que en muchos lugares se talan los bosques a un ritmo superior del que se regeneran. • La incineración consiste en la quema de la biomasa a temperaturas que oscilan entre 600 y 1000ºC en presencia de O 2. Se suele utilizar para quemar las basuras urbanas, es una forma de reducir la cantidad de residuo y a la vez obtener energía. El residuo se transforma en cenizas y gases, reduciéndose notablemente su peso y pudiéndose obtener energía eléctrica o calor. Las desventajas provienen de las emisiones de gases como el CO2, o los SOx. En el caso de que se queme PVC aparecen compuestos tóxicos como dioxinas o furanos, que se bioacumulan en la cadena trófica (se especula que puedan provocar cáncer). Las cenizas pueden llevar cantidades importantes de metales pesados que al acumularse en el suelo pasan también a la cadena trófica. Por todo ello las incineradoras tienen que desarrollar técnicas que minimicen estos problemas. • La transformación en biocombustibles consiste en transformar la biomasa, por la acción de bacterias o por procesos químicos, en combustibles líquidos o gaseosos. Algunos son: o La gasificación consiste en someter la biomasa (residuos urbanos) a descomposición anaerobia, obteniendo un biogás (60% metano y 40% CO2). o La acción de bacterias y levaduras puede ser utilizada para aprovechar sus fermentaciones y posterior destilación para obtener:  Etanol (CH3-CH2OH). En este proceso se utilizan cereales, remolacha, caña de azúcar,... En Brasil lo utilizan masivamente, mezclándolo con la gasolina, desde 1987.  Metanol (CH3OH), puede obtenerse a partir de madera, restos agrarios, basuras y carbón.  Bioaceites que se producen a partir de semillas de colza, la soja y girasol. Estos bioaceites se mezclan con alcohol en presencia de ciertos compuestos químicos para fabricar el biodiésel, un combustible para motores diesel. La utilización del biodiésel no contribuye al efecto invernadero porque al quemarse se libera el mismo CO 2 que se absorbió durante el desarrollo de la planta, tampoco emite óxidos de azufre ni de nitrógeno, pero sí que genera los impactos propios de la agricultura intensiva y grandes cantidades de glicerina como subproducto. Se está investigando con variedades de Escherichia coli modificadas genéticamente y capaces de producir aceite, alcohol y combinarlos en el interior de la célula para obtener biodiésel. Las ventajas serían máximas si se consiguiera que la bacteria creciera a partir de desechos vegetales. Algunos de los problemas que presentan estos biocarburantes, son los cambios que hay que realizar en los automóviles, las emisiones de óxidos de nitrógeno y gas formaldehido. Además los coches son mucho más difíciles de arrancar en climas fríos. 112 Pregunta nº 1 (PAU Junio 2002) España pondrá en marca dos centrales térmicas pioneras que funcionan con cardos 10.000 hectáreas de cultivo en Burgos y Huesca aportarán combustible para 60.000 personas INMACULADA G. MARDONES, Madrid. El consumo energético de más de 60.000 personas en Burgos y Huesca será atendido en dos años por dos centrales de biomasa que usarán como combustible el cardo (Cynara cardunculus), una herbácea que, modificada genéticamente, alcanza la talla de la caña de azúcar. Las dos promotoras de las plantas ya negocian con los agricultores contratos para garantizar el suministro de paja a 4,5 pesetas kilo. La siembra se hace en tierras de abandono subvencionadas por la Política Agraria Comunitaria (PAC) de la UE. Las dos plantas serán las primeras en el mundo en quemar paja de cardo. a) ¿Qué es la biomasa? Indique cuál es el origen de la energía de la biomasa y clasifíquela como fuente de energía. b) Según la noticia periodística que encabeza esta pregunta, los cardos se utilizarán como combustible en las centrales térmicas para producir energía. ¿A qué tipo de combustibles sustituyen? ¿Qué repercusiones positivas en el medio ambiente y en la economía del país tendría la sustitución del carbón por cardos? c) La biomasa puede utilizarse directamente como combustible, como es el caso de los cardos; o también para generar biocarburantes, explica dos tipos de biocombustibles y cita sus aplicaciones. Pregunta nº 2 (PAU Septiembre 2005-2006) Combustibles obtenidos a partir de la remolacha y el girasol Los biocarburantes se obtienen a partir de plantas o aceites usados. Hay dos tipos principalmente: biodiésel y etanol. El primero se obtiene a partir de girasol, colza, soja, coco, palma o aceites de fritura usados. Se puede utilizar directamente en un motor diésel mezclado con gasóleo. El etanol se obtiene a partir de la remolacha o de la caña de azúcar y se puede mezclar con gasolina pero para usarlo hay que adaptar el motor. Los tratamientos químicos de obtención son sencillos: una fermentación para el etanol y una reacción química que simplifica el aceite para el biodiésel. Si sigue al alza el precio del petróleo, los biocarburantes serán cada vez más usados y se pide que se contemple “la agricultura energética” como una apuesta de futuro”. En España el cultivo que más se podría utilizar es el del girasol, cuyo contenido medio en aceite es del 44% EL PAIS, 2 de noviembre de 2005 a) Define biocarburante o biocombustible. Cite dos ejemplos diferentes a los mencionados en el texto. b) Explique tres ventajas que tienen estos biocarburantes respecto a los combustibles derivados del petróleo y señale un efecto positivo de su uso sobre el medio ambiente. c) Explique el concepto de agricultura energética que aparece en el texto. 2.- EL SUELO Los suelos, en sentido estricto, son zonas que han surgido de los productos de meteorización de las rocas y en las que interaccionan la hidrosfera, atmósfera, geosfera y biosfera, para permitir el desarrollo de los seres vivos. La Edafología o ciencia encargada del estudio de los suelos está tan relacionada con la geología como con la biología. La gran importancia del suelo reside en que sirve de asiento a la vegetación, de él depende la agricultura, es la base de la subsistencia humana y de la vida en la Tierra, ya que hace posible el reciclado de materia en los ecosistemas terrestres. 113 2.1.- COMPOSICIÓN Y PROPIEDADES La COMPOSICIÓN TÍPICA de los suelos consta de dos tipos de elementos: • Inorgánicos, como restos de rocas; gases atmosféricos (O2 Y CO2); agua con iones en disolución; compuestos minerales formados durante la formación del suelo. • Orgánicos, como seres vivos y sus derivados (cadáveres, excrementos, fragmentos, ...); humus, o conjunto de residuos y sustancias muertas de toda naturaleza que han sido sometidos a grandes transformaciones químicas, por lo que su estructura original ha dejado de ser reconocible. La TEXTURA del suelo indica el tamaño más abundante de los fragmentos sólidos existentes. Existen tres texturas básicas, la textura arenosa que comprende granos de fragmentos tamaño arena, visibles a simple vista. La textura limosa con fragmentos de tamaño diferenciables al microscopio óptico y la textura arcillosa con granos visibles al microscopio electrónico. Las texturas determinan la permeabilidad de los suelos, siendo esta mayor cuanto mayor sea el tamaño de grano, en estos casos las partículas al acoplarse peor dejan más poros por lo que se cuela el agua. La ESTRUCTURA de los suelos bien desarrollados, maduros, presenta una diferenciación en capas u horizontes, distinguibles entre sí por el color, tamaño de las partículas, composición mineralógica, aspecto general,... Estos horizontes son: Horizonte A de lixiviado. - Capa más externa, más meteorizada. En este horizonte la materia orgánica es abundante por lo que su color es negruzco, pero también tiene pérdidas de materia, el agua de lluvia al inflitrarse arrastra hacia porciones inferiores la materia disuelta. En él enraíza la vegetación. Horizonte B de precipitación. - Carece prácticamente de humus, su color es más claro, y aquí se depositan los materiales arrastrados desde el horizonte superior, como arcillas, óxidos e hidróxidos metálicos, carbonatos, etc. Las raíces de los árboles alcanzan este nivel, también llegan el oxígeno y el dióxido de carbono atmosférico. Horizonte C. - Formado por fragmentos procedentes de la meteorización de la roca madre subyacente o por materiales que fueron depositados aquí. El horizonte C es la transición gradual entre el horizonte B y la roca madre. Roca madre.- Material original sobre el que se desarrolla el suelo. 2.2.- FACTORES GENERADORES DE SUELO Los principales factores que influyen en la formación del suelo son: El CLIMA es el factor más importante en la formación del suelo, y pueden llegar a determinar totalmente el tipo de suelo generado. Los elementos climáticos a considerar son: Temperatura.- El incremento de la temperatura acelera las reacciones químicas, influye decisivamente en los procesos de meteorización química. La acción bacteriana es mucho más potente en lugares donde la temperatura y la humedad son altas, como en el bosque tropical. Balance hídrico.- Es el equilibrio entre las entradas de agua (precipitaciones) y las salidas (evaporación y escorrentía). El incremento de las precipitaciones favorece el incremento de la materia orgánica, al estar más desarrollada la vegetación. Otra consecuencia es la disminución de carbonatos y otras sales, que al estar disueltas en el agua son transportadas hacia otros lugares. • Si las precipitaciones son muy abundantes el exceso de lavado de los nutrientes de suelo, sales minerales, materia orgánica, etc. puede dejarlo estéril para el cultivo. • En regiones excesivamente secas el ascenso de agua por evaporación arrastra las sales disueltas y las deposita en la superficie del suelo cuando ésta pasa a la atmósfera. El tipo de ROCA MADRE condiciona los minerales que van a aparecer en el suelo. La influencia de ella es grande cuando el suelo es joven, pero va disminuyendo a medida que actúan los procesos formadores. La actividad BIOLÓGICA es diferente dependiendo del tipo de ser vivo implicado: • Los organismos de todo tipo intervienen aportando materia orgánica y mezclando los materiales. Siendo fundamental la intervención de los vegetales. • Los microorganismos que habitan en el suelo intervienen activamente en la formación del suelo, descomponiendo la materia orgánica y participando en la formación de humus. • Los seres humanos modifican tanto la composición química (abonos), como las propiedades físicas (mezcla de materiales) dependiendo del uso a que lo destinen 114 (agrícola, urbano, ...) El RELIEVE incide en la formación del suelo de varias maneras. Cuando la inclinación del terreno es grande, la mayor parte de la lluvia circula por la superficie, infiltrándose una pequeña cantidad. En estas condiciones se ve desfavorecida la formación del suelo. En las zonas llanas la menor velocidad de las aguas favorece la infiltración y el desarrollo del suelo. La orientación de las laderas respecto al sol incide en los procesos de meteorización. En los países templados del hemisferio Norte las laderas de umbría tienen una evaporación menos intensa, por lo que suelen ser zonas húmedas y fértiles con suelos bien desarrollados. En las vertientes de solana la situación es la inversa. El FACTOR TIEMPO es necesario para la formación del suelo varía según los diferentes climas, y en general puede decirse que son más rápidos los procesos de desarrollo en climas cálidos y húmedos, unas decenas de años, que en climas secos, miles de años. 2.3.- ALGUNOS DE LOS PRINCIPALES TIPOS DE SUELOS Existen más de una decena de tipos de suelo, sólo nos ocuparemos de aquellos que tienen una relevancia mayor en el estudio de esta materia. Los SUELOS DE LAS ZONAS FRÍAS Y HÚMEDAS se presentan en esos tipos de climas. Es un suelo que no contiene mucho humus en descomposición (las bajas temperaturas no favorecen la acción de los descomponedores). Es típico de los bosques de coníferas. Los SUELOS DE LAS ZONAS TEMPLADAS son la consecuencia de una alternancia estacional en un bosque caducifolio (que aporta gran cantidad de materia orgánica con la pérdida de la hoja). Son suelos fértiles, ricos en humus. Los SUELOS DE CLIMAS ÁRIDOS se forman en lugares donde la precipitación es muy escasa, predomina la evaporación con lo que el agua asciende cargada de sales, y al evaporarse deja las sales en la superficie. Los SUELOS DE LAS ZONAS TROPICALES son consecuencia de temperaturas elevadas y precipitaciones muy intensas y constantes. Las altas temperaturas hacen que los microorganismos descompongan toda la materia orgánica rápidamente. Las fuertes precipitaciones lavan los materiales inorgánicos formados y los llevan a zonas profundas del subsuelo, a las que solo son capaces de llegar los grandes árboles. Pregunta nº 3 La tala total de un bosque tropical arrasa el suelo, la parcial quema áreas reducidas. a) ¿Por qué resulta tan difícil la recuperación en el primer caso? b) Teniendo en cuenta que el reciclado de nutrientes es llevado a cabo por los descomponedores y que éstos proliferan cuando la humedad y la temperatura son elevadas, ¿dónde será más rápido dicho reciclado, en la selva tropical o en bosque templado? ¿Cuál acumulará más cantidad de necromasa? ¿Dónde se encuentran mayoritariamente los nutrientes, en los dos casos, en el suelo o en los árboles? ¿Dónde será mayor el riesgo de erosión por deforestación? 2.4.-LA EROSIÓN DEL SUELO La erosión es el mecanismo por el que se van eliminado las partes prominentes. Se mide en masa de material rocoso arrancada por año y unidad de superficie. La erosión depende de la aridez del lugar, la aridez se calcula mediante la fórmula I = P/(t + 10), los valores bajos de este índice (bajas precipitaciones y altas temperaturas) coinciden con zonas desérticas, en el extremo opuesto estarían las zonas húmedas. Para determinar el grado de erosión que sufre un terreno se utilizan métodos directos e indirectos: 2.4.1.- MÉTODOS DIRECTOS Son aplicables en una zona concreta y permiten conocer con bastante exactitud la velocidad y magnitud de la erosión. Algunos de los indicadores que se utilizan son: Indicadores físicos.- Evalúan el grado de erosión en función de marcas o incisiones observables sobre el terreno. Se pueden establecer tres grados de erosión: • Grado 1, erosión laminar.- Se produce un desgaste más o menos uniforme, por lo que su detección no resulta fácil. 115 • Grado 2, erosión en surcos.- Se abren incisiones centimétricas o decimétricas, son fácilmente observables los regueros que se forman en los taludes de las carreteras. • Grado 3, erosión en cárcavas.- Las aguas de escorrentía abren surcos de tamaño métrico o decamétrico. Además de las incisiones existen otros indicadores físicos como las manchas claras sobre el terreno, originadas por el desgaste de los niveles superiores, la formación de coladas de lodo, desplazamientos de tierra que ha embebido tanta agua que se comporta como un fluido. Indicadores biológicos.- Se utiliza fundamentalmente la vegetación. Cuando la vegetación densa y carece de raíces descubiertas, el grado de erosión es nulo. La erosión es mayor a menor vegetación y cuando las raíces quedan al descubierto. 2.4.2.- METODOS INDIRECTOS El que se utiliza más frecuentemente es la ecuación universal de la pérdida de suelo (USLE), cuya expresión es: A = R· K·L·S·C·P Pérdida media anual de suelo (A) en t/ha/año. Factor de erosividad de la lluvia (R).- La caída de las gotas de lluvia dispersa y separa las partículas del suelo, con lo que inicia la pérdida del mismo. La eficacia de la lluvia en esa disgregación depende de la energía cinética de la gota, es decir de la masa y la velocidad de la gota (m·v2/2), que se calcula en función de la intensidad de la lluvia. Una vez el agua llega al suelo, y si la intensidad de ésta supera a la infiltración, se forma la arroyada superficial que contribuye a la erosión. Erosionabilidad (K).- Es la resistencia que presenta el suelo a ser erosionado. Depende de varios factores; el grado de compactación, si éste es bajo la erosionabilidad es alta; el contenido alto en limos (sedimentos con tamaño de grano comprendido entre 4-62,5 micras) implica una mayor erosionabilidad, porque no son tan pequeños como las arcillas que presentan propiedades cohesivas, ni tan grandes como las arenas, que al pesar más, son más difícilmente arrastradas; el contenido en arcilla, al ser tan cohesivas dan resistencia al suelo; ... Factores topográficos (L y S).- Cuanto mayor sea el desnivel en una zona mayor será el grado de erosión. L es el factor de longitud de la pendiente que representa la distancia desde donde se inicia la erosión hasta el lugar de depósito de sedimentos. S es el factor de inclinación de la pendiente. La cubierta vegetal (C).- La cubierta vegetal frena la erosión, intercepta las gotas de lluvia, rebaja el impacto de las gotas sobre el suelo al frenar su velocidad, aporta materia orgánica al suelo lo que favorece la cohesividad de las partículas; disminuye la velocidad del agua de escorrentía; aumenta la infiltración; ... Prácticas de manejo del suelo (P).- Este factor refleja los efectos de la erosión causados por la especie humana. Estas modificaciones pueden ser directas, cuando se elimina la cubierta vegetal, se ara a favor de pendiente, se construyen carreteras en los sistemas naturales de desagüe,... Otras veces, la actividad humana influye de forma menos clara, calentamiento climático. 2.5.- DESERTIZACIÓN Y CONSERVACIÓN DE SUELOS Los términos desertización y desertificación son muy discutidos en castellano, desertificación es incorrecto en castellano, se trata de un anglicismo, por lo que no debería utilizarse. A pesar de esto algunos autores consideran que la desertización es proceso de degradación causados por la acción humana que transforma terrenos fértiles en improductivos, mientras que utilizan desertificación para referirse al proceso natural de formación de desiertos. Aunque ambos términos pueden ser utilizados como sinónimos. Las situaciones de desertización pueden ser provocadas por: • Desaparición de los nutrientes del suelo. Si en una zona se prolonga durante mucho tiempo el mismo tipo de cultivo es probable que desaparezca del suelo alguno de los nutrientes. • Llegada de sustancias contaminantes que pueden ser causadas por otras actividades o por la misma agricultura, caso de fertilizantes y pesticidas. • Acumulación de sales. En las regiones de clima árido una agricultura intensiva de tipo regadío puede ocasionar la salinización de los suelos. El abonado con sales minerales y el agua de riego introducen sales disueltas en el suelo. Si la evaporación es muy intensa el agua cargada de sales, ascenderá y al llegar a la superficie el agua se evaporará y la sal 116 quedará en el suelo. Se ha estimado que la salinización está reduciendo la productividad de un cuarto de las tierras de regadío del mundo. • El pisoteo, el trasiego de vehículos, … pueden compactar excesivamente el suelo impidiendo el desarrollo de la vegetación. • Llegada de fuertes sequías, o de lluvias torrenciales (las aguas a gran velocidad arrastran el suelo) • Introducción de un exceso de ganado, es lo que se conoce como sobrepastoreo. • Cultivos inadecuados, en esta línea estaría la localización de cultivos de regadío en zonas áridas. • Incendios provocados para crear pastos, que al eliminar la vegetación dejan el suelo desnudo y éste se pierde. En este mismo sentido actuaría la tala indiscriminada. • Superpoblación humana que lleva los suelos al agotamiento. Según la clasificación de Nairobi, España es el único país europeo con alto riesgo de desertización por erosión de sus suelos, afectando a más del 40% de nuestro suelo. Climáticamente la península pertenece al dominio de la zona templada, pero la orografía incide modificando los flujos de aire húmedo y crea zonas muy secas, en las que cuando llueve es de forma torrencial. La abundancia de terrenos arcillosos de difícil drenaje también contribuye a la erosión. A la desertización también contribuye la intervención humana, con la eliminación de cubierta vegetal, generando grandes movimientos de tierra (carreteras, industrias, ...), mala gestión de los recursos hídricos (se derrocha agua, se pierde en las canalizaciones, ...) Debemos realizar grandes esfuerzos para evitar la desertización, como: • El mejor medio de frenar la erosión en los cultivos es dar a las tierras un uso compatible con sus características: • Plantando especies adecuadas a la climatología, los cultivos de regadío en zonas áridas son muy peligrosos. • Fomentando la rotación de cultivos. • Roturando el terreno siguiendo las curvas de nivel para favorecer la infiltración y dificultar la escorrentía. • Manejo racional de la ganadería, evitando el sobrepastoreo. • Construcción de cortavientos que dificultan la erosión del suelo. • Creación de vías de drenaje que impidan que las aguas erosionen el suelo. • Mezclar los cultivos, por ejemplo bandas de cereales y leguminosas. Las leguminosas tienen en sus raíces que fijan el nitrógeno atmosférico y los transforman en compuestos de nitrógeno asimilables por las plantas. • Recurrir a los fertilizantes orgánicos, como el estiércol y el compost. • Para controlar la erosión originadas por las obras se toman medidas como: • Rebajar la pendiente de los taludes. • Realización de cunetas y drenajes adecuados. • Revegetación de los taludes con hidrosiembra, plantación de árboles, … • Construcción de muros de contención, colocación de mallas, … en los lugares con peligro de desprendimiento. Pregunta nº 4 Según un informe del Ministerio de Medio Ambiente (1998) el 63,3% del territorio peninsular presenta un riesgo de desertización (el 1,1% corresponde a las zonas áridas, el 45,2% a las semiáridas y el 17% a las subhúmedas). Si en una región seca se destruye la cubierta vegetal natural, debido a un incendio o con el fin de dedicar el terrenos a actividades agrícolas o ganaderas o a la urbanización, el suelo queda desprotegido y sometido a la erosión de las lluvias torrenciales (breves pero intensas). La escorrentía superficial se lleva las tierras y las rocas del subsuelo comienzan a aflorar, con lo que el suelo se impermeabiliza y aumentan aún más la escorrentía superficial. De esta manera, el suelo no retiene nada y aumenta la aridez de la zona. Los residentes en ella se enfrentan a tres problemas: a la degradación del suelo que hace disminuir su productividad, a un cambio a un clima seco en el que los recursos hídricos escasean y a un agravamiento de las inundaciones debido a la intensificación de la escorrentía superficial. a) ¿Cómo se calcula la aridez? ¿Cuáles son las zonas españolas con un mayor índice de aridez? 117 b) ¿Cómo influye el grado de aridez en el ciclo hidrológico? Sabiendo que las zonas vulnerables a la desertización son aquellas cuya Ih < 0,65, ¿cuáles son las regiones españolas más vulnerables? c) Señala dos causas naturales y dos inducidas por las actividades humanas que conduzcan a la desertización. d) Enumera dos problemas a los que se enfrentan los habitantes de las zonas áridas. Húmeda Ih > 1,00 Subhúmeda 0,70 < Ih < 1,00 Semiárida 0,30 < Ih < 0,70 Árida Ih < 0,30 Pregunta nº 4 (Septiembre 2.004-2.005) Desde el punto de vista medioambiental existen dos graves problemas en Europa; las lluvias ácidas en los países del norte y la desertificación en los del sur. a) Explique brevemente en qué consiste la desertificación y la lluvia ácida. b) Explique por qué el fenómeno de la desertificación en Europa es más intenso en los países del sur e indique tres variables que lo condicionan. c) Explique por qué el fenómeno de la lluvia ácida es más frecuente en los países del norte de Europa y señale una causa de origen humano y un factor climático que favorezca dicho fenómeno. d) Proponga dos medidas para luchar contra la desertificación y otras dos contra la lluvia ácida. 3.- RECURSOS ALIMENTARIOS El crecimiento demográfico actual y la agresión contra el ambiente han sido la causa de que el futuro sea problemático. Según predicciones realizada por la ONU la población humana en el 2.050 será de unos 10.000 millones de habitantes, la pregunta es si habrá suficientes alimentos y otros recursos naturales para ese número de personas. 118 El problema alimentario actual es un problema de pobreza no de producción. En la actualidad se producen suficientes alimentos para nutrir correctamente a la población humana (en 1994 la producción mundial de alimentos para consumo humano era de 2.710 Kilocalorías por persona y día, suficiente para permitir una correcta nutrición; y la producción desde entonces hasta ahora ha aumentado), pero mientras que en unos países se derrochan los alimentos, la quinta parte de la población mundial ingiere menos alimentos de los que necesita y el 10% padece hambre. Entre los recursos alimentarios destacamos: 3.1.- RECURSOS AGRÍCOLAS Los diferentes tipos de agricultura que existen en el planeta son: 3.1.1.- AGRICULTURA TRADICIONAL O DE SUBSISTENCIA Es la que se realiza en la mayor parte de las tierras de cultivo del mundo, sobre todo en los países en vías de desarrollo. En estos lugares la agricultura y la ganadería están unidas, constituyendo un sistema ecológico estable. El ganado se comía los alimentos vegetales no aptos para consumo humano (rastrojos, pajas, matorrales, ...), el estiércol era utilizado como abono, ... La agricultura tradicional produce variedad de cultivos para alimentar a la familia durante todo el año, la energía utilizada surge de la mano de obra y de los animales, utilizan abonos orgánicos,.... 3.1.2.- AGRICULTURA MECANIZADA, INDUSTRIALIZADA O INTENSIVA Se considera que a partir de 1950, y en el mundo occidental, se produjo la aparición de la agricultura intensiva, la "REVOLUCIÓN VERDE" que consiguió aumentar la producción agrícola. Esta revolución convirtió la agricultura y la ganadería en industrias independientes (algunos países dedican el 90% de sus cosechas a la alimentación del ganado, el estiércol se acumula en las granjas contaminando mientras que a los agricultores les faltan abonos, ...) En la actualidad probablemente nos hallemos ante una nueva REVOLUCIÓN, la BIOTECNOLÓGICA. El desarrollo de las técnicas de ingeniería genética está permitiendo crear organismos modificados genéticamente, con características nuevas como resistencia al frío, resistencia a insectos, ... El aumento de la producción se ha conseguido con: • Se fomenta el monocultivo, de esta forma se favorece la mecanización del trabajo, las tareas se realizan en los mismos periodos de tiempo, ... Se seleccionan variedades de alto rendimiento. • Se sustituyen los fertilizantes orgánicos de la agricultura tradicional (estiércol) por fertilizantes sintéticos obtenidos de los yacimientos minerales porque tienen una concentración más alta de sales minerales y mejoran, a corto plazo, el rendimiento de las plantas. Pero su uso ha generado bastantes problemas, los fertilizantes sintéticos contaminan las aguas que los arrastran, provocan eutrofización e impiden que las aguas subterráneas sean aptas para consumo humano. • Se conducen los suelos hacia la salinización. Cuando se riega en exceso en climas muy secos el agua se infiltra, pero al cabo de un tiempo, la sequedad ambiental hace que el agua ascienda y se evapore. Esta agua lleva disueltas sales (en parte procedentes de los fertilizantes) que precipitan depositándose en su superficie. • Los monocultivos han favorecido el desarrollo de las plagas, y para controlarlas se han desarrollado los plaguicidas o pesticidas. Los hay de varios tipos, como insecticidas, herbicidas, fungicidas. El monocultivo favorece el desarrollo de las plagas. (Generalmente las especies vegetales son atacadas de una forma selectiva, por ejemplo el escarabajo de la patata ataca solamente a la planta del mismo nombre. Si estos escarabajos encuentran una gran extensión de patatas, crecerán exponencialmente). La Revolución Verde, introdujo los pesticidas, unos compuestos que destruían las plagas. Este hecho permitió alimentar a una población mundial en crecimiento. Pero el uso y abuso de ellos ha generado graves problemas: • Las estructuras químicas de algunos pesticidas son muy estables, generando bioacumulación. Este fenómeno se produce cuando los organismos de un nivel trófico bajo (productores, consumidores primarios) asimilan moléculas muy estables, o algunos metales. En estos organismos están en concentraciones muy pequeñas por lo que no causan daño. Cuando los individuos del siguiente nivel trófico los ingieren, las moléculas estables siguen estando en la misma cantidad, pero al ser menor la biomasa total de este escalón, su concentración es más elevada. Cuando la sustancia estable es ingerida por los escalones tróficos más altos, entre los que se 119 encuentra el ser humano, está en concentraciones elevadas y causa enfermedades. • También pueden causar daños al ecosistema, ya que no todos los pesticidas son de acción restringida (dañan solo al individuo deseado). En el caso de que el pesticida cause mortandad en otras especies altera el ecosistema, pudiendo destruir a organismos beneficiosos, depredadores de la plaga, ... Cuando una población es sometida a un pesticida la mayor parte de ella muere, pero entre todos los individuos de la especie es probable que haya algunos que genéticamente sean resistentes al pesticida. Estos individuos sobrevivirán se reproducirán y las nuevas poblaciones serán resistentes genéticamente al pesticida. • Las grandes extensiones de cultivos se trabajan con maquinaria pesada, tractores, cosechadoras, por lo que requieren fuertes inversiones de capital. • Cada vez son mayores las tierras dedicadas al regadío. • Los cultivos de invernadero constituyen uno de los tipos de agricultura más intensiva. Hay cosechas todo el año, las condiciones de crecimiento (luz, temperatura, agua,…) de las plantas son controladas con ordenador, pueden incluso realizar cultivos hidropónicos (en agua). En las zonas secas y soleadas se obtienen excelentes rendimientos agrícolas con el riego y en muchos lugares, por ejemplo en los invernaderos de Almería, se acude a las aguas subterráneas para regar, generando sobreexplotación de acuíferos y salinización. Necesita el aporte de mucha energía y requieren una fuerte inversión de capital por lo que los dueños de la producción agrícola no suelen ser los trabajadores del campo. Los plásticos generan residuos difícilmente degradables. • La erosión de suelo se incrementa notablemente al arar (sobre todo si el terreno cultivado tiene una fuerte pendiente) y al introducir monocultivos que tienen un bajo desarrollo radicular 3.1.3.- AGRICULTURA SOSTENIBLE Pero este aumento de producción también ha provocado grandes problemas que han llevado a la potenciación de la AGRICULTURA ECOLÓGICA en donde se renuncia a la producción en aras de la conservación de medio. Este tipo de agricultura se caracteriza por: • Volver a las técnicas tradicionales de rotación de cultivos, intercalar árboles con plantas anuales (dehesa se cultiva trigo entre las encinas) ... Cultivar preferentemente plantas adaptadas al clima de la región. • Utilizar fertilizantes orgánicos como estiércol o desechos de cultivos. Mezclar los cultivos, por ejemplo bandas de cereales y leguminosas. Como estas últimas fijan el nitrógeno atmosférico enriquecen el suelo en nitrógeno siendo innecesario el aporte de este elemento. • Evitar el uso de pesticidas. Para ello conviene: • Mantener las plantas sanas y robustas, ya que de esta forma son más resistentes a plagas. Conviene elegir bien la época de plantación, el tipo de riego, la fertilización, ... • Utilizar los enemigos naturales de la plaga para controlarla. Soltar machos estériles que se cruzarán con las hembras sin dejar descendencia, es una técnica útil en las especies de insectos cuyas hembras se aparean sólo una vez. Liberar al medio feromonas que atraerán sólo a una especie de insecto. • Las tecnología genética puede conseguir que aparezcan variedades de vegetales resistentes a las enfermedades (Un gen de la bacteria Bacillus thuringiensis produce un veneno que mata a los insectos, se ha introducido en el maíz, algodón, patata,...), fijadoras de nitrógeno, con una menor proporción de agua en sus frutos, enriquecidas en aminoácidos esenciales, ... Es opinión de muchos que no se deben consumir los vegetales tratados genéticamente (transgénicos) porque no se conoce su efecto a largo plazo, podrían provocarnos enfermedades, alterar el equilibrio natural, y porque las grandes compañías que desarrollan estas técnicas, aumentan su control sobre el mercado (Las grandes compañías obligan a los agricultores a comprar semillas para cada cosecha, impidiéndoles resembrar con las obtenidas en su cosecha. Lo consiguen introduciendo en las plantas el gen “Terminator” gracias al cual la semilla se destruye al año) • Reducción del uso de combustibles fósiles (tractores, sistemas de mantenimiento de la temperatura, …) y sustitución por una energía renovable y menos contaminante • Ahorrar el agua de riego, utilizando riego por goteo en vez de por aspersión. 120 • Para reducir la erosión conviene construir drenajes para que las aguas no queden encharcadas y al evaporarse no contribuyan a la salinización. Al arar y sembrar los surcos deben practicarse siguiendo las curvas de nivel. Si el terreno está en pendiente deben crearse terrazas en las que establecer los cultivos. Crear setos y otras cubiertas vegetales reduce la erosión. Hay que tener presente que en algunos casos se utilizan el término agricultura ecológica porque tiene una buena aceptación en el mercado, aunque luego el producto no cumpla con alguno de las características, por ejemplo algunos cultivos mal llamados “biológicos” utilizan plantas transgénicas. Pregunta nº 5 (PAU Septiembre 2.004-2.005) a) Analice los datos de la tabla y valore cuantitativamente las principales diferencias apreciadas en el consumo entre los países desarrollados y los países en vías de desarrollo. b) Explique qué repercusiones tiene el aumento de la demanda mundial de carne en el aprovechamiento de los recursos alimenticios del planeta. c) Nombra tres problemas derivados de la agricultura intensiva y tres posibles soluciones. Consumo anual per capita en países de ingresos altos y países de ingresos bajos (1997) País Valor total Pescado Carne (kg) Cereales Papel Kg de Automóviles del (Kg) (kg) (kg) gasolina por 1000 consumo personas USA 21680 21 122 975 293 6902 489 Alemania 15229 13 87 496 205 3625 500 Japón 15554 66 42 334 239 3277 373 Banglades 780 11 3,4 250 1,3 67 0,5 h Nigeria 692 5,8 12 228 1,9 186 6,7 Zambia 625 8,2 12 144 1,6 77 17 3.2.- RECURSOS GANADEROS La ganadería aparece por domesticación de animales salvajes, para la producción de carne, leche, sangre, cuero, lana, ... La producción de carne es la parte más importante, su contenido en aminoácidos es el que necesita un ser humano, y se asimila fácilmente (no está encerrada en la pared de celulosa), pero por otro lado la posición de los animales en la cadena trófica, supone grandes pérdidas energéticas. La ganadería puede ser INTENSIVA: • El ganado se cría recogido en establos y en jaulas. Las condiciones de hacinamiento ahorran costes a la vez que propician la transmisión de enfermedades, por lo que es común el suministro de antibióticos (los pollos se alojan en pequeñas jaulas metálicas, su tendencia natural a escarbar provoca que se hagan heridas con las mallas, por lo que tienen que ser tratados contra infecciones). Los antibióticos deberían ser administrados con mucha precaución porque su uso da lugar a la aparición de resistencias en los agentes infecciosos. • Hay una fuerte selección de las razas que dan mayor producción aunque sean poco resistentes a las condiciones ambientales (vacas lecheras con un peso tan alto que se sostienen con dificultad) (actualmente muchas de las vacas necesitan ayuda para el parto, cosa que antes no ocurría). • Fundamentalmente se alimentan con piensos, alimento seco para animales que puede estar hecho de restos de cereales (trigo), leguminosas (soja) y al que se le pueden añadir hormonas, antibióticos, y en el que, incluso se han llegado a añadir restos de animales (vacas locas). El caso de las vacas locas pone de manifiesto lo peligroso que puede ser alterar el equilibrio ecológico. Para obtener estos piensos se tienen que utilizar muchas 121 hectáreas de terreno, por eso está reservado a las grandes compañías. La mayor proporción del pienso lo forman vegetales aptos para el consumo humano, sería mejor utilizar pajas u otros desperdicios que no pudiéramos aprovechar nosotros. • Grandes cantidades de bosques se transforman en pastos para la cría de ganado destinado a la producción de carne (ha sido la causa de la deforestación de más de 20 millones de hectáreas de bosque en América Latina) • El mantenimiento de las instalaciones requiere la utilización de energía suplementaria, por ejemplo en calefacción. La ganadería EXTENSIVA: • El ganado se mantiene libre en grandes rebaños repartidos por amplias extensiones. Reintegran al suelo los desechos en forma de fertilizantes, y en algunos países se utilizan como combustible. • Los animales domésticos se alimentan de plantas que no son consumidas por el ser humano, pastos y forrajes. • Las especies viven en condiciones naturales por lo que no tienen necesidad de recibir tantos antibióticos. • Los sistemas extensivos basados en hábitats seminaturales permiten la coexistencia de especies silvestres con el ganado lo que favorece la sostenibilidad. Unos de estos tipos de explotación es la dehesa, en ella coexisten las encinas con cultivos de cereales y explotación ganadera. Los desechos de los cultivos son utilizados en la alimentación del ganado, los excrementos del ganado en el abonado del terreno, la diversidad de especies permite que el ganado esté alimentado todo el año permitiendo la regeneración de los pastos, la leña de encina se utiliza en la producción de energía, ... Pregunta nº 6 (PAU Septiembre de 1999) "A nivel mundial, la producción de carne de vacuno, ovino y caprino, al igual que el pescado, depende de los ecosistemas naturales como las praderas. Y, al igual que las pesquerías oceánicas, las praderas y sabanas están al límite de su capacidad de carga, o lo han superado. Una vez que se agotan los pastos naturales, el crecimiento de la producción de carne de vacuno sólo puede realizarse con ganado estabulado. Los pollos que requieren 2 kilogramos escasos de cereales para producir un Kg. de peso vivo tienen una ventaja decisiva en comparación con el vacuno, que requiere casi 7 kilogramos de cereales por Kg. de carne" a) Explica razonadamente, en función del texto, qué modelo de desarrollo ha sido utilizado en la producción de carne a nivel mundial. b) Cita dos impactos ambientales provocados por las explotaciones ganaderas intensivas. 3.3.- RECURSOS PESQUEROS Los océanos y mares a pesar de ocupar gran parte de la superficie terrestre (71%) no tienen una gran producción primaria, pues está limitada, principalmente, porque la luz sólo llega a las zonas superficiales (200 m) y los nutrientes se depositan en el fondo. La mayoría de las especies que explotamos provienen de la plataforma continental (hasta unos 370 km de la costa). La pesca puede ser de altura, cuando se realiza en alta mar o de bajura en los casos que están próximos a la costa. Para realizar las capturas se emplean distintos tipos de redes: • Las redes de arrastre o de fondo tienen forma de saco y son arrastradas por dos grandes cables. • El palangre consiste en una serie de cables de los que cuelgan miles de anzuelos. • Las redes de enmalle se disponen verticalmente gracias a la sujeción a boyas y barcos. Las hay fijas y de deriva, estas últimas se desplazan con las corrientes y tienen hasta 65 km de largo. Las embarcaciones pesqueras más equipadas y con mejor tecnología pueden conservar, procesar y almacenar el pescado durante semana en alta mar. Utilizan el sonar se ha convertido en una forma eficaz de localizar y determinar el tamaño de los bancos de peces. 122 Para detectar peces de superficie suelen utilizarse aviones o helicópteros. Los bancos de algunas especies, como los calamares, son atraídos mediante luces intensas y succionados con poderosas bombas aspirantes. Todas estos avances contribuyeron al aumento en la captura de peces, hasta 1989, periodo a partir del cual el número de capturas empezó a caer. Aunque existen motivos naturales para ese declive (como los cambios en las corrientes oceánicas), no cabe duda de que los DAÑOS son de ORIGEN HUMANO como: • La sobrepesca amenaza con el agotamiento de las reservas, la pesca se realiza a un ritmo superior que la tasa de renovación. Para mantener la cantidad de capturas se ha incrementado el número y tamaño de los barcos. • La degradación costera y la contaminación de las aguas por metales pesados, plaguicidas, materiales radiactivos, fosfatos y nitratos, originan la eutrofización de las aguas costeras. • Las modernas redes de decenas de kilómetros, las redes de deriva que atrapan mamíferos y otros peces valiosos. Las nuevas técnicas han incrementado los “descartes” o capturas involuntarias. • Se han multiplicado enormemente las instalaciones dedicadas a la acuicultura. Como todas las explotaciones cuando se realizan de una forma intensiva causan graves daños. Muchas veces se hacen en zonas de alto valor ecológico como los manglares (bosques tropicales que están en las zonas costeras), suponiendo la destrucción de éstos. Las especies utilizadas son pocas y, en muchos casos, alóctonas y carnívoras, lo que genera pérdidas de biodiversidad y un menor aprovechamiento energético, respectivamente. La gran concentración de individuos favorece la transmisión de las enfermedades y la acumulación de sustancias contaminantes. Una EXPLOTACIÓN MÁS RACIONAL de los recursos marinos pasa por: • Regular las zonas de pesca mediante acuerdos internacionales. En 1982, 159 países firmaron la Ley del Mar en la Convención de las Naciones Unidas, según la cual todo país tiene derecho a controlar las flotas propias y extranjeras en un radio de 200 millas (370 Km.). Este acuerdo no regula la pesca de altura, que se suele controlar asignando cuotas, en las que se marca la cantidad que puede extraer un país concreto. Se fijan vedas durante los periodos de reproducción de las especies. • Erradicación de los métodos fraudulentos de captura, controlándose los tramados de las redes. • Promover las paradas biológicas cuando se detecte la crisis de los bancos o caladeros. • Reducir la contaminación de los mares, también se debería llegar a un acuerdo sobre vertidos. • Ampliar la utilización de los recursos marinos, pescando especies ahora no utilizadas, procurando que estas especies pertenezcan a niveles tróficos bajos. • La acuicultura es muy eficiente, pero puede producir contaminación, pérdida de especies (introducción de especies alóctonas, captura de especies que alimentan a las cultivadas), deforestación (manglares), …Promocionar una acuicultura sostenible, con especies autóctonas, que se alimenten de productores. Sin destruir zonas de alto valor ecológico como los manglares, y controlando los vertidos que surgen de la piscifactoría. Pregunta nº 7 “A nivel mundial, uno de cada cinco peces comidos procede de la acuicultura. El 85% de los pescados y mariscos cultivados no son carnívoros: especies tales como carpas, moluscos, que están situados en los primeros peldaños de la cadena alimentaria. El resto son especies principalmente carnívoras, como el salmón, barbo, gambas y langostinos que necesitan 2 Kg. de peces por cada kilo producido. Entre 1990 y 1995, el número de granjas de langostinos en el sudeste asiático se triplicó. Este desarrollo, sin embargo, no está exento de problemas. Los estanques de langostinos de Taiwán fueron abandonados a finales de los 80 después de que, tras varios años de producción intensiva, se extendieron las enfermedades y los daños al medio ambiente. En Filipinas, la construcción de estanques de cría ha ocasionado la mitad de las pérdidas de los manglares (bosques parcialmente sumergidos del litoral de los trópicos). Otros problemas son la alta demanda de agua dulce, la contaminación con residuos biológicos y los escapes de peces genéticamente seleccionados, que pueden desplazar a los peces autóctonos”. Extraído de New Scientist, diciembre de 1996. 123 a) Señale que implicaciones tiene el consumo de langostinos, gambas y especies similares, desde el punto de vista del aprovechamiento racional de los recursos alimentarios. b) En función exclusivamente de los datos del texto, razone cómo influye la acuicultura de estos crustáceos y especies carnívoras en los siguientes procesos. b.1) Explotación de los bancos de pesca del sudeste asiático. b.2) Mantenimiento de la biodiversidad de las áreas costeras mencionadas. c) Proponga dos medidas que contribuyan a garantizar una gestión más sostenible de estas actividades piscícolas, desde el punto de vista ambiental, que estén encaminadas a solucionar los problemas anteriormente analizados. Pregunta nº 8 La explotación incontrolada de los recursos renovables hace que, ante la escasez, se responda ampliando la explotación mediante nuevas medidas tecnológicas. Esta sobreexplotación conduce a la insostenibilidad ecológica y económica. a) Observa la figura siguiente y explica lo que ocurriría si se pesca un número excesivo de atunes. ¿Qué tendría que ocurrir para que la población se mantenga en estado estacionario? ¿Crees que la solución consiste en aumentar el número o tonelaje de los barcos? ¿Por qué? ¿En qué clase de intereses se basa este tipo de relaciones? ¿Con qué modelo de desarrollo se identifican? + + Nacimientos + Población de atunes + - Defunciones - + + Capturas Número de barcos b) Ahora observa el siguiente modelo. ¿En qué se diferencia del anterior? ¿A partir de qué datos se toman las decisiones en este modelo? ¿Qué ventajas supone respecto al modelo anterior? ¿Con qué modelo de desarrollo lo podríamos identificar? + + Nacimientos + Población de atunes + - - Defunciones + Capturas + Número de barcos + o -, la toma de decisiones se hace en función de los datos 4.- RECURSOS FORESTALES Los bosques son recursos potencialmente renovables si se usan de forma sostenible. Desde que comenzó la agricultura, las actividades humanas han ido reduciendo la cubierta forestal de la Tierra, en épocas pasadas sobre las zonas templadas, ahora en las áreas tropicales. Los bosques, dada la estratificación de las superficies fotosintéticas y la elevada densidad de los tejidos con clorofila, convierten gran cantidad de energía solar en energía química, por lo que tienen una gran producción, que será utilizada por otros miembros del ecosistema. Pero como gastan lo producido en mantenerse su productividad es baja, por lo que la especie humana tiende a hacerlos desaparecer. Los bosques cumplen importantes FUNCIONES ECOLÓGICAS, como: • Regulación del agua. Las masas forestales retienen el agua de lluvia. Así facilitan que se infiltre el subsuelo y se recarguen los acuíferos. Asimismo disminuye la erosión ya 124 que reducen la velocidad del agua y sujetan la tierra. Al retener el agua y disminuir el arrastre de sedimentos reducen las inundaciones. • Influencia en el clima. En las zonas continentales más del 50% de la humedad del aire está ocasionado por el agua bombeada desde las raíces a las hojas. Cuando se talan los bosques el clima se hace más seco, la pluviosidad disminuye. La presencia de agua aminora los cambios de temperatura, suavizando el clima. • Absorción del dióxido de carbono de la atmósfera durante la fotosíntesis, contribuyendo a frenar el efecto invernadero. • Suministro de materia orgánica que se puede convertir en humus mejorando la calidad de los suelos. • Reservas de gran número de especies ya que proporciona un gran número de hábitats donde se desarrolla una gran biodiversidad. • Depura distintos contaminantes de las aguas y del aire. Además de los beneficios ecológicos, la especie humana utiliza los bosques como fuente de RECURSOS de todo tipo: • Gran parte de la madera, fundamentalmente en los países subdesarrollados, se utiliza en la combustión y en la producción de energía. • Proporcionan madera que una vez tratada puede utilizarse en la construcción de casas, y en la fabricación de muebles. • La pulpa de madera se utiliza ampliamente en la producción de papel. • Proporcionan una gran cantidad de productos alimenticios como setas, café, especias, frutos secos y carnosos. • Proporcionan materias primas para la industria, como corcho, caucho, resinas, colorantes, ... • La industria farmacéutica obtiene ingredientes que luego utiliza en gran cantidad de medicamentos. • Brinda zonas para el ocio y el turismo. La DEGRADACIÓN de los BOSQUES es, por tanto, un grave problema ambiental y económico. En la actualidad esta degradación es alarmante, el 50% de las superficies boscosas han sido ya taladas, siendo el caso más grave el de los bosques tropicales que pierden todos los años un 1 % de la superficie total. Los motivos son: • La sobreexplotación a la que están sometidos la mayor parte de los bosques del planeta. Los árboles se talan sin proceder, en muchos casos, a una posterior repoblación. Esta ha sido la causa de la deforestación en África y su consiguiente desertización. • La transformación de zonas forestales en suelos agrarios o urbanos. • La contaminación derivada de otras actividades, como la minería o la agricultura intensiva. En centroeuropa las pérdidas de bosques por lluvia ácida son alarmantes. • Las técnicas forestales inadecuadas, como la repoblación con especies alóctonas que no se adaptan y agotan el suelo; la sustitución del bosque por vegetación no forestal; la apertura de pistas en terrenos con alto riesgo de erosión; el uso de maquinaria pesada y vehículos “todoterreno” en el interior de los bosques que descarnan el suelo y lo compactan. • Los incendios forestales producen dos tipos de impactos, uno económico al perder madera y otros productos, y otro ambiental al destruirse los seres vivos, el suelo, contaminación, ... Después del incendio las lluvias arrastran el suelo aumentando la erosión y la pérdida de suelo. Para aminorarlos hay que tomar medidas legales que apliquen penas adecuadas a los incendiarios, una gestión forestal que propicie la formación de cortafuegos, establecimiento de redes de vigilancia y la existencia de personal capacitado y en número suficiente para actuar con rapidez y eficacia. Las SOLUCIONES pasan por una explotación racional de los bosques teniendo en cuenta los siguientes aspectos: • Reducir el consumo de leña, mejorar la eficacia de los hornos. • Incrementar la eficiencia de la industria maderera eliminando el desperdicio de leña. • Incrementar el uso del papel reciclado. • Desarrollar técnicas de explotación forestal que permitan cosechar madera con valor comercial y la regeneración de la zona. Seleccionando especies que adema de tener un rendimiento económico estén bien adaptadas al entorno en que se van a cultivar, esto se 125 asegura utilizando especies autóctonas. Evitando en lo posible el uso de maquinaria pesada y los desmontes realizados en pendiente. Pregunta nº 9 En Costa Rica se ha deforestado gran parte de la selva virgen para instalar granjas destinadas a la producción de carne a bajo precio. El coste de producción de una res en Montana (EE.UU.) es de 95 dólares mientras que en Costa Rica es de 25 dólares. Esto permite abaratar en 5 centavos de dólar el precio de una libra (460 g) de hamburguesa. En Costa Rica muchas de las nuevas zonas de pastoreo se erosionaron y fueron abandonadas. En las empinadas laderas de las colinas, durante la época de las lluvias fuertes, se registraban movimientos de tierras que destruían pueblos. La capa superficial de las tierras erosionadas llenó las reservas de aguas detrás de las represas hidroeléctricas o se precipitó al océano, donde enterró y mató a los arrecifes de coral y a la población ictícola. a) Relaciona este texto con el hecho de que el bioma dominante en costa Rica sea de tipo selva tropical. ¿Qué impactos acarreó tal situación? b) ¿Es rentable, energéticamente hablando, la ganadería? 5.- RECURSOS MEDICINALES Y FARMACÉUTICOS La utilización de la biosfera como fuente de medicamentos es tan antigua como la humanidad, y en la actualidad las empresas farmacéuticas realizan grandes expediciones a tierras vírgenes con el objeto de descubrir nuevos seres vivos capaces de sintetizar sustancias nuevas que tengan alguna utilidad en medicina. (Japón al ser una isla ha evolucionado separadamente y tiene gran cantidad de endemismos, especie exclusivas, lo que puede constituir una fuente de riqueza. En la actualidad está prohibido sacar suelo de Japón puesto que consideran que en su suelo pueden desarrollarse especies nuevas con características que pudieran ser de utilidad en medicina). Actualmente cerca de la tercera parte de los medicamentos utilizados proceden de plantas y hongos. En la actualidad se conocen 250.000 especies vegetales y quedan muchas por descubrir. Cada especie es el resultado de millones de años de evolución, durante los cuales aparecieron infinidad de moléculas diversas cuya utilidad para la especie humana es impredecible. (la vincristina es una molécula con actividad contra la leucemia que se ha obtenido recientemente de una planta endémica de Madagascar). Se está investigando mucho con organismos marinos, fundamentalmente con invertebrados y microorganismos. 6.- RECURSOS DERIVADOS DE LA BIODIVERSIDAD Para muchos investigadores la biodiversidad es una de las MAYORES RIQUEZAS del planeta, aunque muy poca gente lo reconoce, ya que para gran parte de la población lo que no tiene un precio no tiene valor. Hay que considerar los tres grandes usos de la biodiversidad como recurso: • Fuente de beneficios directa mediante su consumo. • Aunque es muy difícil de valorar, hay que considerar el valor ecológico de la biodiversidad. Se refiere al papel que realizan tanto en la evolución de las especies como en la dinámica de los ecosistemas. Por ejemplo los ecosistemas contribuyen a regular el clima, el ciclo del agua, controlan la erosión, forman suelos, descomponen los residuos, poliniza las cosechas, ... • Fuente de placer estético. Probablemente nuestra historia evolutiva ha favorecido nuestra atracción hacia los lugares con gran biodiversidad porque son los que pueden asegurar mejor la superviviencia. 6.1.- LA PÉRDIDA DE LA BIODIVERSIDAD A lo largo de la historia de la vida, la biodiversidad ha sufrido numerosos altibajos; La mayor extinción conocida (desaparición del 52% de las especies) sirvió para situar el final del Paleozoico, y otra gran extinción determinó el final del Mesozoico. Actualmente la especie humana actúa peligrosamente reduciendo la diversidad de los ecosistemas. Se calcula que 126 somos los responsables en más de un 99% de la desaparición de las especies. En España la gran variedad de hábitats ha propiciado la existencia de gran riqueza biológica, ya que poseemos el 54% de la biodiversidad europea. Sin embargo tenemos grandes problemas, baste recordar que el 26% de nuestros vertebrados están considerados como "especie en peligro", "vulnerable" o "rara". Cada día que pasa se extinguen especies de animales y vegetales, y el ritmo de desaparición aumenta rápidamente (se cree que cada año desaparecen 100.000 especies). Las principales CAUSAS de DESAPARICIÓN DE ESPECIES son: La desaparición de su hábitat. Los seres vivos producen una descendencia mucho mayor que la que puede soportar el ambiente, por ejemplo una ostra pone cien millones de huevos, por lo que una mortandad alta no tiene que acabar con la especie, con que queden unos pocos individuos reproductores la población sigue adelante. Los seres humanos llevamos tiempo desarrollando mecanismos que hagan desaparecer a individuos como las ratas, y aunque se las ha matado en gran número, las poblaciones de ratas siguen siendo muy numerosas. Cualquier raticida diseñado hasta ahora mataba a la mayoría de las ratas, pero siempre quedaban algunas que escapaban a su acción. Las que resistían a ese raticida se reproducían, y era probable que sus descendientes también lo fueran, con lo que, sin competidores, se reproducirían exponencialmente y se recuperaría la población. Ya que lo que no se había destruido es el hábitat donde éstas tienen su nicho, alcantarillas, vertederos, ... Si hemos hecho desaparecer a la cigüeña negra, es porque para desarrollarse tiene que vivir muy alejada de la presencia humana, y ya no quedan esos lugares, hemos destruido su hábitat. La construcción de urbanizaciones e infraestructuras puede llevar a la desaparición del hábitat o a la división del mismo en pequeños territorios (una autopista), que favorece el contagio de enfermedades, dificultan las migraciones, favorece la entrada de especies alóctonas, pierden heterogeneidad, ... La contaminación de la atmósfera, el suelo y las aguas, destruye los lugares habitables para muchas especies. Entre los cuales destaca el cambio climático. La explotación abusiva de los recursos naturales, la caza, pesca, el tráfico de especies protegidas (después del tráfico de drogas y armas, es el que más dinero mueve en el mundo). La deforestación, está acabando con numerosas especies de los bosques tropicales, los lugares del planeta con mayor diversidad (se calcula que poseen más de la mitad de todas las especies de la Tierra). La introducción y sustitución de especies. Cada vez es menor el número de especies diferentes que son objeto de intercambio en la agricultura, pesquerías, ... La agricultura intensiva ha reducido el número de variedades que se comercializan. Las semillas transgénicas amenazan con irrumpir y contaminar la diversidad genética desarrollada de forma natural. La introducción de especies alóctonas, ocasiona la desaparición de las autóctonas (la especie recién llegada muchas veces no tiene enemigos). Algunos ejemplos son el mejillón cebra que ha invadido la cuenca del Ebro, el cangrejo americano que ha desplazado al autóctono, el mosquito tigre, … 6.2.- LA NECESIDAD DE CONSERVAR LA BIODIVERSIDAD Conservar la biodiversidad implica conservar la variabilidad genética lo que FAVORECE LA SUPERVIVENCIA DE LOS ECOSISTEMAS. Cuando sobrevienen circunstancias adversas es más probable que en un ecosistema con muchas especies, algunas de ellas tengan un ADN capaz de adaptarse a las nuevas condiciones, y que éstas aseguren la supervivencia de ese tipo de ecosistema. El mismo criterio se puede aplicar cuando nos referimos a la conservación de especies concretas. Todas las poblaciones de una especie mantienen diferencias en su ADN, cuando se extinguen poblaciones que albergan una amplia variabilidad genética se está reduciendo las posibilidades del cambio evolutivo, ya que la selección natural puede jugar con menos material genético diferente. Además la diversidad genética ha sido, y es, muy importante para el desarrollo de la especie humana quien ha utilizado la DIVERSIDAD COMO RECURSO: • Medicina.- Actualmente más del 25% de los fármacos se derivan de plantas y es muy probable algunas especies contengan sustancias de gran utilidad en medicina. El armadillo avanzó mucho el estudio de la lepra, pues este animal es el único capaz de contraer esta enfermedad. • Alimentación.- La tendencia general en los cultivos es la de reducir la diversidad (de 127 ésta forma se favorece la mecanización), lo que se ha traducido en gran cantidad de problemas. La dependencia es mayor, el contagio de enfermedades también, al perder diversidad genética es más difícil obtener nuevas variedades de la especie. • Biotecnología.- Conociendo los procesos físico-químicos que determinadas especies pueden realizar, los podemos trasladar al laboratorio e imitar para obtener los productos deseados. Por eso se han utilizado bacterias alteradas genéticamente para producir insulina, piretrinas, ... • Bienestar.- Los lugares ricos en biodiversidad tienen muchas posibilidades de ocio y por tanto son lugares atractivos turísticamente. • Industria.- Los seres vivos han proporcionado gran cantidad de productos a la industria como la madera, gelatinas, cuero, goma, ... De todo ello se deduce la necesidad de conservar la biodiversidad, no sólo en función de unos valores éticos, también por motivos económicos. No es fácil, ya que la explotación de recursos se hace para obtener un beneficio inmediato y los derivados de la biodiversidad muchas veces son a largo plazo. Algunas MEDIDAS URGENTES para SOLUCIONAR LA PERDIDA DE BIODIVERSIDAD: • Buscar el manejo sustentable de los recursos naturales como en la agricultura, silvicultura, pesquería, turismo, ... intentando que estas actividades consuman los recursos a un ritmo que garantice su renovabilidad. • El método más efectivo consiste en crear áreas protegidas, Reservas de la Biosfera, Parques Nacionales, ... Hay que hacerlo evitando conflictos entre la conservación y la economía del desarrollo de la región. Para ello es necesario involucrar a los lugareños en la actividad. • Creación de bancos de genes, aunque en muchos casos se produce una grave injusticia, ya que los genes suelen pertenecer a países desarrollados que venden sus productos a países en vías de desarrollo. Esos países desarrollados obtuvieron sus genes a partir de plantas silvestres que tomaron de los países en vías de desarrollo. • Proteger a las especies en vías de extinción prohibiendo la caza y comercio de ellas, ... • El convenio CITES (Convenio Internacional de Especies en Peligro) incluye la prohibición total de comerciar con las más de 800 especies que se encuentran en peligro de extinción. • Buscar convenios internacionales que se impliquen en la conservación de la biodiversidad. El Tratado sobre la Diversidad Biológica (TDB) emanado de la Cumbre de Río sobre Medio Ambiente y Desarrollo (1992) pretende sentar las bases de un marco legal para la protección de la biodiversidad. Esta regulación es necesaria ya que los países ricos (sobre todo a través de grandes empresas) tienen interés en acceder a la rica diversidad biológica (residente sobre todo en países tropicales) como materia prima para desarrollar nuevos productos (medicamentos, alimentos, etc.); los países económicamente pobres y ricos en biodiversidad, han tomado conciencia del valor de sus recursos biológicos, y empiezan a creer que pueden ser una fuente de riqueza y desarrollo para sus poblaciones, para lo cual necesitarían algún estatuto internacional que garantice compensaciones por su aprovechamiento por los países del Norte desarrollado. Estos compensaciones pueden consistir en; Otorgarles la propiedad de las muestras biológicas suministradas; pagos por adelantado; apoyo a la formación de personal especializado, técnicos, etc.; transferencia tecnológica; etc. Pregunta nº 10 Ya existen problemas de polinización en Norteamérica y también en Europa. Se observa que hay campos que productivamente rinden poco. Las plantas están bien lúcidas con flores, pero no hay frutos. La causa es que hay pocos insectos que vayan de flor en flor llevando el polen. Para paliar el problema se están importando abejas, incluso se necesitan personas que ayuden a polinizar. No dejan de ser remiendos. Lo que quiere decir que determinadas cosas con las que no contábamos deben empezar a ser valoradas. Hay animales que ni siquiera sabemos que existen y juegan un papel crucial para nosotros. En este sentido circula un cálculo, un poco burdo, sobre el valor económico de los servicios ecosistémicos y es de dos veces y media el producto global bruto. Es decir que, sin pagar nada, estamos ahorrando dos o tres veces el dinero que se mueve en todo el mundo. Miguel Delibes de Castro Revista RACE, octubre 2.003 128 a) Según el texto, deduzca qué quiere decir el autor con la expresión “servicios ecosistémicos” e indique cuál es la decisión que deben tomar los países para poder seguir disfrutando de ellos. b) Nombre los tipos de diversidad definidos en la Cumbre de Río. ¿Cómo se origina mayor diversidad genética, mediante la reproducción sexual o la asexual? Explique por qué. c) Razone cómo podría afectar la introducción de especies alóctonas en los ecosistemas en peligro. d) Cite dos causas que provocan la disminución de la biodiversidad en el mundo y dos medidas que puedan seguir los ciudadanos para mitigar el problema. 7.- RECURSOS PAISAJÍSTICOS Según el diccionario de la Lengua Española, el paisaje es una "porción de terreno considerada en su aspecto artístico". Pero en ecología se interpreta el significado de paisaje desde otro punto de vista. El paisaje es la parte más fácilmente perceptible de un territorio, por lo que lo podemos utilizar para recibir información sobre el medio ambiente. El paisaje ha pasado de ser un bello escenario de las actividades humanas a ser, en los países desarrollados, un recurso en sí mismo. Se acepta la influencia de los valores estéticos y emocionales del paisaje en el equilibrio psicológico, por lo que muchos profesionales se han añadido el adjetivo de paisajistas (ecólogos, arquitectos, ...) y trabajan para conseguir un entorno agradable. La demanda de ambientes naturales ha originado el turismo cultural y el ecoturismo, lo que ha llevado a los gobiernos al desarrollo de políticas de conservación y gestión paisajísticas. 7.1.- ANÁLISIS DEL PAISAJE Los COMPONENTES se subdividen en: Los componentes abióticos más relevantes son: • La litología o tipo de rocas, origina diferentes tipos de paisaje. Por ejemplo los lugares graníticos forman berrocales; en las zonas donde hay rocas duras rodeadas de rocas blandas, la actuación de los agentes geológicos externos durante millones de años, elimina las rocas blandas y deja cerros testigo; los terrenos arcillosos en un clima árido, genera cárcavas; la presencia de calizas carstificadas, ... • Cuando se analiza el relieve (orografía) de determinado paisaje, es necesario diferenciar las zonas montañosas, laderas, las terrazas, los cerros, llanuras, los valles (en “V”, en “U”, de fondo plano, ...), ... indicando la superficie que ocupan, la posición en la que se encuentran, etc. • La presencia de agua superficial es con frecuencia un elemento dominante en el paisaje. Los cursos fluviales suelen marcar un eje que determina el paisaje, aunque el agua no se vea es posible deducir su presencia si aparece el bosque de galería (árboles caducifolios dispuestos en línea). La presencia de manantiales o aguas subterráneas próximas a la superficie también puede deducirse en función de la vegetación que aparezca. • El clima es un elemento de gran influencia sobre la vegetación. Simplemente observando la fotografía de una zona, es posible deducir el clima de la región. Los biomas de vegetación se corresponden con las zonas climáticas del planeta. Los componentes bióticos son: • El análisis de la vegetación debe fijarse en el grado de cobertura que esta presenta, la diversidad de especies presentes, los estratos de vegetación representados (hierbas, arbustos y árboles), la presencia de especies silvestres, los cultivos, las repoblaciones (reconocibles por su disposición en terrazas, por la homogeneidad en la especie de árbol, la edad similar de todos los ejemplares, ...), ... • La fauna no suele ser perceptible en el paisaje, aunque su acción la podemos encontrar por las marcas que dejan (en una dehesa de encinas la presencia de vacas se determina si las encinas no tienen vástagos), pistas, olores, sonidos, ... En ocasiones pueden ser un elemento fundamental del paisaje, las bandadas de flamencos en las marismas de Doñana. 129 Los componentes antrópicos son los derivados de la acción humana. La gran intensidad de la modificación que el ser humano ha ocasionado en el paisajes, hace que hoy en día existan pocos paisajes que puedan definirse como estrictamente naturales. • Las estructuras introducidas por nuestra especie son las construcciones de carácter puntual (edificios, puentes, presas, ...), lineal (carreteras, ferrocarriles, tendidos eléctricos, ...) y superficial (pueblos, centros urbanos, polígonos industriales, cultivos, pastos, repoblaciones, ...). • Otro enfoque posible derivaría del uso del suelo predominante en el territorio, son comunes los usos agrícolas, forestales, ganaderos, para la construcción de obras públicas, explotación de recursos (minería), actividades lúdicas (jardines, campos de fútbol, ...) Los ELEMENTOS DEL PAISAJE son el conjunto de rasgos que caracterizan visualmente al paisaje, por lo que se emplean para el análisis. Color. Puede definir un paisaje (verdes de los climas templados, amarillos y tierras del verano en Castilla, grises de un paisaje urbano muy contaminado, ...). La forma viene determinada por el volumen o la superficie de los elementos que aparecen en el paisaje. En los medios naturales dominan (= destacan) los grandes volúmenes, geométricos y de orientación vertical, mientras que en los ambientes urbanos pueden pasar inadvertidas. La configuración espacial engloba el conjunto de cualidades del paisaje determinadas por la organización tridimensional de los objetos y de los espacios libres o vacíos. En las paisajes panorámicos no existen límites aparentes para la visión, los cerrados poseen barreras visuales que concentran la visión hacia un punto que domina la escena; los dominados presentan una estructura predominante en el paisaje, elemento singular; en los focalizados la existencia de líneas que convergen en un punto llaman la atención sobre ese punto. La CUENCA VISUAL es la zona que se ve desde un punto determinado. Se representa como un haz de rayos que parte del punto de observación y que permite observar el territorio. En la actualidad se suele determinar mediante programas de ordenador que tienen en cuenta la altitud de la zona y de su entorno. La CALIDAD VISUAL es una cualidad que nos indica sus valores estéticos, es decir, su belleza. Es una característica subjetiva que se debe intentar objetivar, es decir intentar determinar lo que le gusta a la mayoría de la gente. Para ello se realizan encuestas entre la población (en general se prefieren paisajes naturalizados, con vegetación arbórea, vegetación heterogénea de color y formas, topografía variada, pero cuando se comparan colectivos concretos se encuentran diferencias; por ejemplo a los agricultores no les gustan los paisajes salvajes, desordenados, mientras que los jóvenes, sean estudiantes o ejecutivos, los prefieren). Otra posible forma de valorar la calidad consiste en la elaboración de modelos. Los elementos del paisaje por separado y se integran obteniendo el valor global de la calidad de visual. Por ejemplo se le dan valores positivos a la presencia de masas de agua, vegetación climax, existencia de amplias panorámicas, ausencia de residuos, ausencia de procesos de erosión, ... que se integrarán para obtener un valor global ( algunas de las posibles valoraciones determinan la existencia de paisajes espectaculares si tienen un valor entre 16 a 32, soberbio cuando se ha puntuado entre 8 y 16, vulgar entre 0 y 1, ... ) La FRAGILIDAD VISUAL indica la capacidad que tiene un territorio para que una actividad provoque una disminución de la calidad visual. Cuando modificaciones muy pequeñas suponen pérdidas considerables de la calidad decimos que el territorio tiene una fragilidad visual alta. Lo opuesto a la fragilidad es la capacidad de absorción del paisaje, ya que los terrenos con gran capacidad de absorción soportan gran tipo de actuaciones sin ver alterada gravemente su calidad. Las características propias que hay que tener en cuenta para determinar la fragilidad son: • Los componentes bióticos y abióticos del paisaje más relevantes son, la vegetación y el relieve. La vegetación densa y de altura disminuye la fragilidad visual (un bosque de hoja caduca en invierno es más frágil que en verano, porque las actividades que se realicen en él se ven más). El incremento de la pendiente del terreno y una orientación sur que le de mayor iluminación, aumenta la fragilidad (una actividad situada en la horizontal es más fácil de ocultar por una pantalla, que una colocada en vertical). • Las características de la cuenca visual, de forma que cuanto mayor sea el tamaño de la cuenca, mayor fragilidad. 130 • La presencia de elementos singulares como monumentos, parajes únicos, ... aumentan la fragilidad visual. • La accesibilidad al terreno aumenta la fragilidad visual, dado que la mayor facilidad para llegar al paisaje permite observar mejor las alteraciones que se produzcan. 7.2.- ALTERACIONES DEL PAISAJE El impacto paisajístico consiste en la alteración de la calidad visual de un paisaje ocurrida como consecuencia de alguna intervención humana. Estos impactos pueden derivarse de CAUSAS naturales o humanas. Las alteraciones naturales son resultado de la acción de los agentes geológicos externos e internos, que, aunque generalmente actúan con lentitud, pueden provocar cambios drásticos en algunos casos (terremotos, inundaciones, ...). Las actividades humanas son las que realmente provocan impactos importantes, como: • Los cambios en las formas naturales del relieve ocasionadas en unos casos por la retirada de materiales (excavaciones, canteras, desmontes) o por el depósito (vertederos, escombreras). • Introducción de elementos extraños con aparición de líneas rectas (autopistas, tendidos eléctricos) o geométricas (instalaciones) más propias de las obras públicas que de un entorno natural. Incorporación de elementos artificiales de gran volumen como centrales térmicas, fábricas con grandes chimeneas, ...). • La acumulación de residuos además de disminuir la calidad visual, puede añadir productos tóxicos a las aguas e impedir el desarrollo de la vegetación con lo que incrementan el impacto paisajístico. Puede darse una supresión de la vegetación propia del lugar para introducir otra distinta (hayedos por pinares, o por pastos) • La introducción de nuevos colores que producen contrastes antinaturales. Ante todo este tipo de impactos se deben desarrollar actuaciones de CORRECCIÓN PAISAJÍSTICA. Entre las medidas utilizadas podemos destacar: En la etapa de planificación de las actividades se debería potenciar la integración de las instalaciones generadas por la actividad, al entorno. Para ello conviene utilizar los materiales del lugar y colores. Remodelar el terreno para adecuarlo a la topografía local intentando asemejarlo a las formas del paisaje dominante. Evitar elementos de líneas rectas o ángulos marcados. Seguir el trazado de las curvas de nivel para disimular la introducción de elementos como carreteras, líneas de ferrocarril, ... Retirar la capa de suelo antes de proceder a la actividad, almacenarla en montículos, para, una vez concluida la actuación, reinstalarla en el lugar. Revegetar utilizando las especies autóctonas del entorno que aseguran la integración, se adaptan bien al lugar y aportan alimento a la fauna silvestre. Ocultar en el paisaje los elementos discordantes originados por la actividad. Para ello deben determinarse los puntos desde son más visibles (cuenca visual) y disponer en ellos vegetación que actúe como pantalla. Las pantallas de vegetación suelen estar formadas por bandas de árboles y arbustos densas, situadas a ras de suelo o sobre un montículo alargado (caballón). Realizar estudios de paisaje en los que se emplee la simulación visual. Permiten ver el aspecto final del proyecto a realizar, lo que facilita la adopción de medidas correctoras. Pregunta nº 11 (PAU Junio 1999). En la fotografía se observa la vertiente solana del valle del río Mundano, en la localidad de Robledo. Los árboles que aparecen al fondo, de color verde oscuro, son pinos; los árboles de los primeros planos (algunos en flor) son frutales; y en una situación intermedia hay matorrales. a) Señale tres rasgos que se identifiquen debidos a la actividad antrópica. b) ¿Cómo influyen la pendiente topográfica y la cubierta vegetal en la conservación del suelo? c) Señale y explique las relaciones entre las actividades antrópicas observadas y la conservación del suelo. d) Indica y razona qué efectos ambientales tendría sobre este paisaje una masiva emigración rural y el abandono de las explotaciones. 131 Pregunta nº 12 (PAU Junio 2000). La imagen muestra el borde meridional del macizo montañoso de Somosierra (Sistema Central) sobre el valle del río Lozoya (límite entre las provincias de Madrid y Guadalajara), desde el mirador de El Atazar (en la carretera de Patones al embalse); (pc) cuarcitas y pizarras del Paleozoico; (ar) arcillas con cantos del Terciario (la línea de puntos separa los dos tipos de substratos); (cn) canchales; (cr) cárcavas; (bo) bosque monoespecífico de coníferas con todos los ejemplares del mismo tamaño; (ma) matorral de jaras, aliagas y plantas aromáticas; (rc) retoños de coníferas; (pf) pista forestal. a) Señala en dos sectores cualesquiera de la fotografía qué participación ha tenido el hombre en la configuración del paisaje vegetal. b) Identifica en el territorio que recoge la fotografía dos manifestaciones activas de la erosión y señala dos factores que hayan podido favorecer su aparición y/o desarrollo. c) Indica una ventaja y un inconveniente de la pista forestal, para la conservación del medio natural de esta área. d) Propón de forma razonada dos restricciones para las actividades agrícolas, urbanas o industriales en este valle del río Lozoya. Considerando que la mayor parte del agua de dicho río se utiliza para el consumo humano. Pregunta nº 13 (PAU Junio 2001). La fotografía adjunta está tomada desde la montaña de Cullera (Valencia) y muestra la denominada "Huerta de Valencia". El río Júcar corre desde el fondo hacia el primer plano; la vegetación del borde del río es espontánea (olmos, sauces, y adelfas, en orden decreciente de tamaño); los demás árboles que aparecen en la foto son cítricos; la zona parda con encharcamientos corresponde a los arrozales; la ciudad del fondo a la derecha es Sueca. a) Señala cuatro elementos o huellas de la actividad humana que se identifiquen en esta área. b) Indica dos focos de contaminación que pueden tener aquí las aguas del río. c) Valora razonadamente el grado de diversidad biológica en el conjunto del territorio y señala la zona de máxima biodiversidad. d) Teniendo en cuenta las características climáticas de esta región de España y los datos que aporta la fotografía, indica a qué riesgo natural está más expuesta esta área, y si hay alguna característica o elemento observable en la fotografía que pueda contribuir a aumentar los efectos del mismo. Pregunta nº 14 (PAU Septiembre 2002) 132 La fotografía adjunta es una vista del Parque Nacional de los Picos de Europa. Está tomada desde la orilla sur del lago de La Ercina (cerrado aquí por una morrena) y recoge el flanco meridional del Macizo del Cornión, esculpido por la erosión sobre calizas del Paleozoico. a) Identifique en este territorio dos ecosistemas e indique un componente o factor biótico y otro abiótico en cada uno de ellos. b) Señale y explique cómo han participado dos factores litológicos o climáticos (actuales o antiguos) de este territorio en la configuración del paisaje (o en alguno de sus elementos mayores). c) Cite y ubique otros dos parques nacionales españoles de alta montaña (o dos espacios protegidos de esas mismas características) Pregunta nº 15 (PAU Junio 2001) La imagen de la fotografía corresponde a la zona de encharcamiento conocida como Laguna de Nava Grande, en la sierra de Malagón (Ciudad Real). a) Describa el paisaje, analizando dos rasgos o características físicas (orografía, rocas, agua, vegetación, elementos antrópicos) y otros dos visuales (formas, color, líneas, composición escénica). b) Razone si, a simple vista, las labores agrícolas que aparecen en la ladera son las adecuadas para evitar la erosión por aguas de escorrentía. ¿Hay en este sentido, alguna zona con mejor adecuación de las plantaciones para evitar la erosión hídrica? Justifique las respuestas. c) La desertificación es un problema muy preocupante en el área mediterránea. Indique un total de cuatro medidas (técnicas, sociales o económicas) para luchar contra sus efectos. 7.3.- CONSERVACIÓN DEL PAISAJE Para asegurar la protección de los espacios naturales deben existir unas medidas legales que se ocupen de la conservación del paisaje. De acuerdo con la LEGISLACIÓN ESPAÑOLA se creó la ley 4/89, para la CONSERVACIÓN DE ESPACIOS NATURALES Y LA FLORA Y FAUNA SILVESTRES los espacios naturales de interés se pueden incluir en cuatro categorías, Parques, Reservas, Monumentos y Paisajes. Existen otras figuras anteriores a esta ley y que siguen utilizándose, por ejemplo, “La Ciudad Encantada” en Cuenca, con la categoría de Sitio Natural de Interés comprende un área de rocas calizas de sorprendentes formas. Los Parques son áreas naturales poco transformadas que poseen unos valores ecológicos, estéticos, educativos o científicos, cuya conservación merece una atención preferente. Dentro de esta categoría se establecen dos niveles de protección: • Los Parques Nacionales (PN) tienen un alto valor ecológico y cultural, por lo que su conservación es de interés para la nación, por lo que reciben el máximo nivel de protección. No se permiten más que usos de arraigadísima tradición y nula influencia sobre el entorno. Son los únicos cuya competencia depende de la Administración Central. La red de Parques Nacionales en España consta de 12 parques. Algunos se crearon para proteger áreas de considerable altitud e inaccesibilidad que permanecían sin deteriorar 133 como el PN de Picos de Europa (Asturias) PN de Ordesa (Pirineos). En otros casos la protección se efectuaba en humedales de alto valor biológico como el PN de Doñana y el PN de las Tablas de Daimiel. Los PN de Canarias, PN Cañadas del Teide y PN Timanfaya, salvaguardan los valores geológicos, de alta montaña, e importantes endemismos (especies exclusivas de esas áreas). • Los Parques Naturales son áreas de relativa extensión, notable valor natural y de singular calidad biológica donde se compatibiliza un aprovechamiento ordenado de los recursos y actividades humanas tradicionales y compatibles con la conservación. Se crean por decreto de las comunidades autónomas. El Parque Natural del Delta del Ebro ha sido creado para proteger una zona húmeda de alta biodiversidad. En el Parque Natural de Peñalara se encuentra la laguna de Peñalara de origen glaciar. • Los Parques Regionales son aquellas áreas de gran extensión en las que existen ecosistemas, no sensiblemente alterados por el hombre y de máxima relevancia dentro del contexto del medio natural, haciéndose necesaria su protección. También los crean por decreto las comunidades autónomas. En nuestra comunidad está el Parque Regional de la Cuenca Alta del Manzanares, donde se encuentra “La Pedriza”. En el Parque Regional de los cursos bajos de los ríos Jarama y Manzanares se localiza parte del municipio de Rivas. Las reservas naturales son espacios naturales cuya creación tiene como finalidad la protección de ecosistemas, comunidades o elementos biológicos de un valor especial. En ellas la explotación de recursos está limitada de forma que sólo se admiten aquellas que son compatibles con los valores que se pretende proteger. En ellos está prohibida la caza, pesca y introducción de especies no autóctonas. Algunas podrán ser declaradas Reservas Naturales Científicas, cuando posean un valor científico concreto y otras Reservas Naturales Integrales, cuando contengan ecosistemas o comunidades muy frágiles en perfecto estado de conservación, debiendo gozar por ello de una protección absoluta. Tiene categoría de Reserva Natural “La Pedriza” por sus formaciones geológicas de tipo berrocal; “El Valle de Iruelas” (Sierra de Gredos) por sus colonias de buitre negro. Los monumentos naturales son espacios constituidos por formaciones de notoria singularidad, rareza o belleza, como determinadas formaciones geológicas o yacimientos paleontológicos. “Las Médulas” son minas romanas abandonadas que han dejado un paisaje geológico de gran belleza. El “Nacimiento del Río Cuervo” en Cuenca es un área de manantiales de singular belleza. Los paisajes protegidos son aquellos lugares concretos que, por sus valores estéticos y culturales, merecen una protección especial. Su declaración y gestión corresponde a cada Comunidad Autónoma. “La Yecla”, un desfiladero situado en la provincia de Burgos, tiene esta denominación También existen PROGRAMAS INTERNACIONALES que defienden la conservación del paisaje. El programa MAB (Man and Biosphere) promovido por la Unesco (Organización para la Educación, la Ciencia y la Cultura de las Naciones Unidas), puso en marcha la denominación de Reservas de la Biosfera. Estas reservas tienen un reconocimiento internacional con el que se pretende conservar el medio de una manera compatible con el desarrollo económico constituyendo un ejemplo de desarrollo sostenible. En España hay 13 Reservas de la Biosfera, entre las que se encuentran Doñana, Grazalema, y Lanzarote, esta última por compatibilizar la conservación de sus excepcionales paisajes con el desarrollo turístico. El Consejo de la Comunidad Europea creo una directiva para la protección de aves silvestres en las que se protegían determinadas áreas denominadas ZEPA (Zonas de Especial Protección de Aves), en la que se incluyen, entre otras, los humedales. Por último, en materia normativa de la Unión Europea, también cabe mencionar la representatividad legislativa medioambiental de la Directiva Hábitats3, que ha supuesto el reforzamiento de una estrategia básica de conservación de la biodiversidad con el objetivo de crear la Red Natura 2000. 134 Pregunta nº 16 (PAU Septiembre 2.002-2.003) a) ¿Qué normas están directamente destinadas a preservar la biodiversidad de este espacio? Explique el sentido de dos de ellas. b) Señale, de entre las expuestas, dos recomendaciones destinadas a evitar la degradación del suelo. Comente brevemente un método utilizado para evaluar este impacto. c) Explique dos ventajas que, para una ciudad como Madrid, puede tener un espacio protegido de estas características. d) Cita cuatro espacios naturales españoles que estén protegidos (con cualquier figura o nivel de protección legal), indicando su ecosistema más representativo o sus valores naturales más significativos. Pregunta nº 17 (PAU Junio 2000) Extremadura quiere sustituir los eucaliptos de Monfragüe por encinas y alcornoques Se trata de declarar la guerra al eucalipto, o de transformar el "bosque del silencio" en un bosque autóctono de matorral, encinas y alcornoques. Eso es lo que se ha propuesto la Consejería de Medio Ambiente de la Junta de Extremadura, que anunció ayer la futura reforestación de mil hectáreas del Parque Natural de Monfragüe; en concreto, en la finca denominada "Lugar Nuevo", que está situada en el término municipal de la localidad cacereña de Serradilla y que es propiedad del Ministerio de Medio Ambiente. El eucalipto es un árbol procedente de Australia en el que no se cobijan las aves, impide que crezca el matorral, supone una dura competencia para el resto de especies vegetales, y afecta a la descomposición del suelo. ABC Sábado 27 Febrero 1999 a) ¿A qué se refiere el texto al denominar "Bosque del silencio" al eucaliptal? b) Explica cuatro repercusiones positivas o negativas derivadas de la sustitución del eucaliptal por un bosque natural autóctono c) como el que se propone en e d) l texto. g) Cita l) cuatro figuras legales para la conservación de los espacios naturales, indicando un ejemplo en cada caso. d) a) Explique dos ventajas medioambientales que, para una ciudad como Madrid, puede tener un espacio protegido de estas características. b) Cita cuatro espacios naturales españoles que estén protegidos (con cualquier figura o nivel de protección legal), indicando su ecosistema más representativo o sus valores naturales más Pregunta nº 18 Un suelo estresado Según los expertos, la agricultura intensiva que ha caracterizado la zona de Sant Pau en las últimas décadas ha hecho que los suelos empiecen a degradarse. Esta degradación se concreta en aspectos tales como la contaminación por abuso de fertilizantes, la salinización o la compactación. 135 Se predice que pronto tendrán que abandonarse zonas de cultivo y que ello comportará algunos riesgos para los suelos, especialmente en las zonas de más pendiente. a) Complete el diagrama de relaciones causales cíclicas que explica el proceso de salinización de los suelos de Sant Pau. Tiene que poner un signo más (+) o un signo menos (–) en los círculos vacíos en función de si la relación es directa o inversa, respectivamente. b) Indique también en el cuadro correspondiente si el proceso representado es de realimentación positiva o negativa. Razone las respuestas. 136