Riesgos Geológicos: Definiciones Fundamentales

En el estudio de los riesgos geológicos, es crucial comprender la distinción entre varios conceptos clave:

• Riesgo: La probabilidad de que se produzca un daño cuantificado por parte de un proceso natural.
• Peligrosidad: La probabilidad de que ocurra un proceso generador de riesgo en un tiempo determinado y con una magnitud específica.
• Vulnerabilidad: La susceptibilidad de la población a ser dañada. Es función de la preparación de esa población para afrontar el riesgo con el menor coste posible, y está directamente relacionada con su desarrollo económico y tecnológico.

La relación existente entre estos conceptos se expresa comúnmente como:

Riesgo = Peligrosidad × Vulnerabilidad × Exposición

Peligros Asociados a la Actividad Volcánica

Los volcanes pueden generar diversos peligros, clasificados en directos e indirectos:

Peligros Directos:

• Gases volcánicos
• Coladas de lava
• Lluvia de piroclastos (cenizas, lapilli, bombas volcánicas)
• Explosiones volcánicas
• Nubes ardientes (flujos piroclásticos)
• Formación de domos volcánicos
• Formación de calderas

Peligros Indirectos:

• Lahares (flujos de lodo volcánico)
• Tsunamis (generados por colapsos o erupciones submarinas)
• Movimientos de laderas (deslizamientos, derrumbes)
• Coladas de detritos

Sismología: Ondas Sísmicas y Medición de Terremotos

Las ondas sísmicas son vibraciones que se propagan a través de la Tierra, generadas por terremotos o explosiones. Se clasifican en profundas y superficiales:

Ondas Profundas (de Cuerpo):

Se forman en el hipocentro (foco) del terremoto y se propagan por el interior de la Tierra.

• Ondas P (Primarias): Son ondas de compresión (longitudinales). Se propagan con mayor velocidad y pueden viajar a través de sólidos, líquidos y gases.
• Ondas S (Secundarias): Son ondas de cizalla (transversales). Se propagan con menor velocidad y solo pueden viajar a través de sólidos.

Ondas Superficiales:

Se transmiten desde el epicentro (punto en la superficie directamente encima del hipocentro) y son las principales causantes de los destrozos.

• Ondas L (Love): Provocan un movimiento horizontal de las partículas, perpendicular a la dirección de propagación. Las partículas vibran en un solo plano.
• Ondas R (Rayleigh): Generan un movimiento elíptico de las partículas de roca. Vibran en el plano vertical y en la dirección de propagación de la onda.

Factores que Intensifican el Riesgo Sísmico:

• Magnitud e intensidad del terremoto.
• Distancia al epicentro.
• Profundidad del foco (hipocentro).
• Naturaleza del terreno atravesado por las ondas (litología, presencia de agua).
• Densidad de población en la zona afectada.

Medición de Terremotos: Intensidad y Magnitud

• Intensidad: Mide la capacidad de destrucción de un terremoto. Cuantifica los daños causados (es una medida de la vulnerabilidad) mediante la escala de Mercalli (12 grados). Es una medida cualitativa y subjetiva.
• Magnitud: Valora la peligrosidad y representa la energía liberada en el terremoto. Se mide mediante sismógrafos y utiliza una escala logarítmica, como la escala de Richter. Un aumento de 1 grado en la escala de Richter representa un incremento de 31,6 veces la energía liberada.

Movimientos del Terreno: Subsidencia y Movimientos de Ladera

Subsidencia y Colapso:

• Subsidencia: Hundimiento lento y progresivo del terreno.
• Colapso: Hundimiento brusco y rápido del terreno.

Estos fenómenos se producen por:

• Movimientos sísmicos (licuefacción sísmica).
• Movimientos tectónicos.
• Rellenos no compactados.
• Hundimiento de minas, túneles, o cavidades subterráneas.

Provocan:

• Destrucción y daños en las vías de comunicación e infraestructuras.
• Invasión de aguas en zonas cercanas al mar, lagos o ríos.

Movimientos de Laderas (Movimientos de Masa):

Son desplazamientos de masas de roca, suelo o detritos ladera abajo debido a la gravedad.

• Desprendimientos: Caída brusca y aislada de rocas o bloques en un talud. Se favorece por:
  1. Meteorización mecánica (ej. gelifracción).
  2. Ciclos de helada-deshielo.
  3. Erosión de materiales blandos en la base del talud.
  4. Vuelcos de material.
• Avalanchas: Movimiento rápido de fragmentos sueltos acumulados (rocas, tierra). Su caída se favorece por saturación de agua, ondas sonoras, viento, etc.
• Aludes: Movimiento rápido de masas de nieve (avalanchas de nieve). Se producen por cambios de temperatura, saturación de nieve, viento, insolación, ondas sonoras.
• Deslizamientos: Desplazamiento de rocas o suelo ladera abajo sobre una superficie de rotura (o superficie de despegue) como una falla, diaclasa o plano de estratificación. La velocidad de la masa que se mueve es uniforme y se ve favorecida por la presencia de agua o de materiales arcillosos.
• Coladas de barro: Materiales blandos embebidos en agua que se desplazan a favor de la pendiente. Es un flujo continuo y rápido. Puede ser consecuencia de ciclos de hielo-deshielo, actividad volcánica (lahares) o movimientos sísmicos.
• Solifluxión: Similar a las coladas de barro, pero más lento. Es característico de los dominios periglaciares, donde el suelo superior se deshiela (mollisuelo) y se desplaza sobre el suelo inferior helado (permafrost).
• Reptación o Creep: Es un movimiento lento y continuo que afecta a la capa más superficial del suelo. Es el resultado de la expansión y contracción del suelo (por ciclos de humedad/sequedad, helada/deshielo). Produce arqueamiento de los troncos de los árboles, inclinación de vallas y postes, y convexidad en la parte inferior de las vertientes por acumulación de materiales.

Hidrosfera y Fenómenos Climáticos

La Hidrosfera:

La hidrosfera es el conjunto de todas las aguas presentes en la Tierra (continentales, marinas, subterráneas, atmosféricas, etc.). Es una capa discontinua y de espesor variable, donde el agua puede encontrarse en cualquiera de sus tres estados (sólido, líquido, gaseoso).

• Balance Hídrico: Relación entre las entradas (precipitaciones, aportes de ríos, etc.) y las salidas (evapotranspiración, escorrentía, etc.) de agua en un sistema o cuenca.
• Tiempo de Residencia: Tiempo promedio que una molécula de agua permanece en un lugar determinado (un compartimento de la hidrosfera). Varía significativamente según el compartimento (ej. atmósfera, océanos, glaciares).
• Tasa de Renovación: Cantidad de agua que sale o entra de un determinado compartimento (lago, mar, río, etc.) por unidad de tiempo, dividido por el volumen de agua de dicho compartimento. Cuanto mayor es el tiempo de residencia, menor es la tasa de renovación.

Fenómenos Climáticos: El Niño y La Niña

El Niño:

Es un cambio en los patrones de corrientes marinas superficiales en la zona intertropical del Pacífico, caracterizado por un calentamiento anómalo de las aguas del Pacífico ecuatorial. Ocurre cada 2 a 7 años.

En condiciones normales, los vientos alisios soplan de Este a Oeste (de América hacia Australia), arrastrando el agua superficial cálida hacia el Pacífico occidental, cerca de Australia. Esto provoca que en las costas de América del Sur, el agua superficial sea más fría debido al afloramiento de aguas profundas ricas en nutrientes, lo que favorece la pesca.

Durante un evento de El Niño, el régimen de los vientos alisios se debilita o incluso invierte su dirección (soplan de Oeste a Este). Esto permite que la masa de agua cálida (3 a 7ºC más caliente de lo normal) se traslade hacia el este del Pacífico, llegando a veces a la costa de Perú. Durante 12 a 15 meses, las corrientes marinas cambian, impidiendo el afloramiento de las corrientes frías ricas en nutrientes. Esto provoca una disminución drástica de las poblaciones de peces y, por ende, de las pesquerías. Además, se alteran significativamente los patrones de circulación atmosférica global.

Efectos de El Niño:

• Cambio en la circulación atmosférica global.
• Cambio en la temperatura oceánica superficial.
• Pérdidas económicas en actividades primarias (pesca, agricultura).
• Pérdidas de hogares y daños por eventos climáticos extremos.

La Niña:

Es la exageración de la situación normal, opuesta a El Niño. Durante los eventos de La Niña, los vientos alisios se fortalecen, y las aguas cálidas en el Pacífico ecuatorial se concentran aún más en la región cercana a Oceanía. En esta región se desarrollan la nubosidad y la precipitación más intensas.

Consecuencias de La Niña:

• En los trópicos, las variaciones climáticas son radicalmente opuestas a las ocasionadas por El Niño.
• En el continente americano, las temperaturas del aire de la estación invernal varían.
• En América del Sur, predominan condiciones más inestables de lo normal (ej. sequías en algunas zonas, lluvias intensas en otras).
• En América Central, suelen presentarse condiciones más húmedas.

Contaminación del Agua

La contaminación del agua es cualquier alteración física, química o biológica del agua que perjudica su posterior utilización. Puede ocurrir por la reducción del caudal o por la introducción de materias orgánicas, inorgánicas y organismos patógenos.

Parámetros de Calidad del Agua:

Parámetros Químicos:

• OD (Oxígeno Disuelto): Calcula la concentración de oxígeno disuelto en el agua. Es inversamente proporcional a la cantidad de materia orgánica biodegradable presente.
• DBO (Demanda Biológica de Oxígeno): Mide la cantidad de oxígeno necesario para que los microorganismos puedan descomponer de forma aerobia la materia orgánica biodegradable del agua en un periodo determinado (generalmente 5 días, DBO₅).
• DQO (Demanda Química de Oxígeno): Se utiliza un oxidante químico fuerte para estimar la cantidad total de sustancias oxidables presentes en el agua, no solo las biodegradables.
• Relación DBO/DQO:
  • DBO/DQO > 0.2: Indica una mayor proporción de materia orgánica biodegradable y, por tanto, más vertidos orgánicos.
  • DBO/DQO < 0.2: Indica una mayor proporción de materia no biodegradable o de difícil degradación.
• COT (Carbono Orgánico Total): Indica la presencia total de carbono orgánico en el agua, relacionado con la materia orgánica.
• pH: Indica la acidez o alcalinidad del agua (concentración de iones H+). Un rango óptimo para la vida acuática suele ser entre 6.5 y 7.5.
• Compuestos Nitrogenados (ej. Nitratos, Amonio): Contaminación con materia orgánica e inorgánica procedente de fertilizantes, aguas residuales, etc.
• Dureza: Valora la concentración de sales de calcio y magnesio en el agua.

Parámetros Físicos:

• Transparencia y Turbidez: Indican la cantidad de partículas en suspensión.
• Temperatura: Afecta la solubilidad del oxígeno y la actividad biológica.
• Color: Puede indicar la presencia de materia orgánica o contaminantes.
• Conductividad: Indica la presencia de sales disueltas.

Parámetros Biológicos (Bioindicadores):

• Larvas de plecópteros: Indicadores de aguas limpias.
• Tubifex: Indicadores de aguas contaminadas.
• Lentejas de agua: Indicadores de aguas contaminadas (especialmente por nutrientes).
• Bacterias coliformes: Indicadores de contaminación fecal.

Eutrofización:

La eutrofización es una secuencia de cambios que ocurren en un ecosistema acuático a causa del incremento en el suministro de nutrientes al agua, especialmente compuestos de fósforo (fosfatos) y nitrógeno (nitratos). Los vertidos son tan elevados que el agua no puede autodepurarse. El proceso ocurre típicamente en zonas palustres o con aguas con poca o nula capacidad de movimiento y, por tanto, de autodepuración.

Se desarrolla en tres fases principales:

1. Aporte de Nutrientes: Principalmente fosfatos, ya que el nitrógeno puede ser fijado por cianobacterias fitoplanctónicas y el sulfato se necesita en menor cantidad.
2. Proliferación Masiva de Fitoplancton: El exceso de nutrientes provoca un crecimiento explosivo de algas y fitoplancton en la superficie (floración algal), lo que impide la entrada de luz solar a las capas inferiores y causa la muerte del fitoplancton y otras plantas acuáticas por debajo de esta zona fótica disminuida.
3. Descomposición de la Materia Orgánica: La materia fitoplanctónica muerta se descompone por bacterias aerobias, consumiendo grandes cantidades de oxígeno disuelto y creando condiciones de anoxia o hipoxia que afectan gravemente a la fauna acuática (peces, invertebrados).

Usos del Agua

Los usos del agua se clasifican según su impacto en la disponibilidad del recurso:

• Uso No Consuntivo: El agua puede utilizarse de nuevo después de la actividad, ya que no se consume o se altera significativamente su calidad o cantidad.
  • Energéticos (ej. hidroeléctricas)
  • Recreativos (ej. navegación, deportes acuáticos)
  • Navegación
• Uso Consuntivo: El agua, una vez utilizada en una determinada actividad, no puede utilizarse de nuevo en su forma original, ya sea por evaporación, incorporación a un producto, o alteración significativa de su calidad.
  • Agrícolas (riego)
  • Industriales
  • Urbanos (consumo doméstico)