GEOLOGÍA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD

• I.E.S. Licenciado Francisco Cascales (Murcia)

• DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES

• Francisco Javier Zamora García

TEMA 2

Búsqueda y utilización

INTRODUCCIÓN

Desde los comienzos de la humanidad

Recursos naturalesMaterias primas

Grandes construcciones y monumentos antiguos permanecen en pie por la correcta selección de la materia prima y el adecuado uso de los recursos.

Imagen de Lorena LópezAcueducto de Segovia

No ha certeza absoluta pero por características petrológicas es probable que el granito del acueducto provenga de los afloramientos de La Granja de San Ildefonso y Ortigosa del Monte-Otero de Herreros. (DÍEZ, A. Y MARTÍN-DUQUE, J.F. (2006). Las raíces del paisaje. Condicionantes geológicos del territorio de Segovia. En: ABELLA MARDONES, J.A. et al.)

Acueducto de Segovia

Material:Granito

Imagen Ana García Pirámide de Kukulkan

Material:Tezontle: roca volcánica

Pirámides aztecas

Pirámides egipcias

Material:1. Caliza2. ¿tecnología del cemento?

1. Egiptología clásica:Están hechas de piedra caliza.2. Michel W. Barsoum, del Departamento de Ingeniería de Materiales de la Universidad Drexel, en Filadelfia: opina que la piedras calizas pueden estar “cementadas” con materiales como silicatos de calcio, magnesio y dióxido de silicio, productos claramente elaborados por el hombre.

¿POR QUÉ LA GEOLOGÍA TIENE ALTO IMPACTO EN LA

SOCIEDAD?• Porque el geólogo:• Puede cuantificar y calificar los recursos y reservas geológicas,

materias primas para consumo de los habitantes. • Puede detectar las fallas geológicas que puedan afectar a

obras hidraúlicas u otras obras de infraestructura civil• Puede detectar y colaborar en la prevención de riesgos

naturales de origen volcánico o sísmico• Está capacitado para prospectar acuíferos de agua potable

para abastecer a las poblaciones. • Puede evaluar el riesgo geológico (inundaciones, sismicidad,

volcanismo, rellenos costeros y efectos de trabajos de dragado, disposición final de residuos sólidos inertes, no inertes, peligrosos, radiactivos, etc., contaminación de acuíferos, impacto ambiental por actividad minera o petrolera, entre otros)

¿POR QUÉ LA GEOLOGÍA TIENE ALTO IMPACTO EN LA

SOCIEDAD?• Puede asesorar a los distintos órganos de gobierno sobre el

aprovechamiento de los recursos geológicos dentro de un contexto sustentable, que permitan una formulación de políticas, normas, planes y programas que posibiliten el desarrollo

La Geología tiene una gran relación con la tecnología y el avance de la civilización.

Utilización de grandes cantidades

Materia mineral Energía

Desarrollo de técnicas de:1. Búsqueda de materias primas2. Investigación de fuentes de energía

Aplicación de los conocimientos para la construcción

Geotecnia

Materias primas

Materiales, generalmente de origen mineral que se extraen del interior de la corteza terrestre.

Minería Canteras

Aguas subterráneas

Carbón, petróleo y gas. Normalmente se habla de ellos como fuentes de energía y combustibles fósiles.

Las materias primas son necesarias para desarrollo industrial.Se encuentran distribuidas de manera irregular por la corteza terrestre.Los lugares en los que aparecen son consecuencia de los procesos geológicos (meteorización, transporte, sedimentación, procesos metamórficos, procesos magmáticos, etc.)

Fuentes de energía

Bases del desarrollo industrial actual:1. Disponer de materias primas.2. Disponer de fuentes de energía.3. Que la fuente de energía sea de fácil utilización.

Fuentes de energía:1. Química.2. Hidroeléctrica.3. Nuclear.

Energía química

Se basa en el uso del fuego.Combinación de oxígeno con carbono y otras sustancias para producir calor y luz.

Materias primas:1. Madera 2. Combustibles fósiles:

1. Carbón.2. Petróleo.3. Gas.

Los combustibles fósiles provienen:Materia orgánica que se modifica de manera que los elementos químicos menos combustibles son eliminados y los más combustibles se mantienen como el carbono, el hidrógeno y el oxígeno.Al quemarlos liberan una gran cantidad de energía calorífica que proviene de la energía química almacenada en los enlaces de sus moléculas. Al romper los enlaces se produce calor.La energía liberada puede ser utilizada directamente o transformada en otro tipo de energía (p.ej. Energía eléctrica).

Energía hidroeléctrica

Aprovecha la energía potencial del agua, almacenándola en recipientes elevados [pantanos(presas)].La caída del agua moviliza unas turbinas dispuestas más abajo, transformando la energía potencial en mecánica y esta en energía eléctrica.

Imagen de tecnolowikia

Energía nuclear

Una reacción nuclear es el choque de una partícula subatómica procedente de fuera del propio átomo (neutrón, protón o electrón de alta energía) o el choque de dos núcleos de dos átomos para producir uno nuevo.

Dos tipos de reacciones:1. Fisión: un átomo es bombardeado con una

partícula subatómica y produce otros dos elementos químicos diferentes. Se desprenden más partículas subatómicas que continúan chocando con los núcleos anteriores.

2. Fusión: dos átomos más pequeños chocan y se unen para dar un tercero nuevo de mayor tamaño.

Reacción nuclear

Geotecnia

Aplica los conocimientos geológicos buscando la máxima seguridad en :1. Obras públicas2. Ingeniería civil3. Construcción y arquitectura

Se elaboran mapas geotécnicos:1. Tipo de roca de la zona2. Características del terreno para la construcción3. Resistencia de las rocas a esfuerzos bruscos y/o continuados4. Comportamiento frente a diferentes condiciones meteorológicas:

1. Hinchamiento del material2. Fracturación del material3. Disolución de materiales4. Deslizamientos,5. Etc.

Camping Las Nieves, Biescas, Pirineo.Avenida del 7 de agosto de 1.996 en la cuenca y abanico fluvial de Arás.87 muertos.

La Conchita, California, una pequeña comunidad costera al norte de Santa Bárbara. Este corrimiento de tierra ocurrió en la primavera de 1995. Muchas personas fueron evacuadas. Afortunadamente, no hubo muertos ni heridos.

Mayo 2011:Hundimiento en forma de cráter en la carretera que une la capital de Laviana, La Pola, con el entorno rural de Fresnedo (Asturias)

Presa del Atazar:Zona de estrechamiento del río.Las rocas deben soportar la presión del agua embalsadaLos estratos colocados en sentido que no desplace la presaNo se deben desmoronar los taludes de la presaFiltraciones de agua limitas, etc.

Presa del Pontón de la Oliva. Patones. Madrid

Mal ejemplo:Construcción en zona de rocas permeables y con la estatificación a favor de la caída del agua.

Problemas:Filtraciones de aguaNo embalsó correctamente.

Construcción en 1848 durante el reinado de Isabel II.

Depósitos minerales

Yacimiento mineral o depósito mineral: Acumulaciones o combinaciones de elementos que son útiles para el hombre.Los minerales no se suelen encontrar en estado puro sino mezclados o en estados que deben ser trabajados para obtenerlos en estado puro.

En todo yacimiento mineral encontramos:1. Mena: es el mineral útil que estamos buscando2. Ganga: es la roca encajante que alberga el mineral que

buscamos. Puede tener otros minerales que no nos sean de utilidad.

Explotación de un yacimiento mineral

• Explotación: extracción del depósito con mena y ganga. • Separación de la mena de la ganga• Concentración de la mena• Tratamiento de la mena para su uso

Tipos de depósitos

• Minerales metálicos: oro, plata, cobre, hierro, cinc y aluminio (son los más buscados)

• Minerales no metálicos: sal, fosfatos, piedras preciosas, yesos, caliza, áridos…

Minería

Objetivo:Extracción de minerales de los depósitos del interior de la Tierra.

Extracciones:1. Canteras2. Placeres3. Minería a cielo abierto4. Minería subterránea

Canteras Extracción de rocas superficialesSe realiza:•Corte en bloques•Fracturado en bloques de diversos tamaños•Excavación directa para recoger el material.

Cadalso de los vidrios

Canteras de Alpedrete, utilizadas para construir:

1. Monasterio del Escorial2. Palacio Real 3. Nuevos Ministerios

Canteras en Alpedrete

Laguna del campillo

Extracción de áridos:• Arena • Gravas

Placeres Separación de minerales valiosos de los depósitos de grava y arena.Se realiza a mano bateando o con maquinaria.

Los minerales presentes en los placeres serán preferentemente aquellos que, además de ser insolubles e inalterables, posean una elevada dureza y densidad. Se encuentran en pequeños filones en rocas que son meteorizadas y por lo tanto son liberados.Se buscan minerales de gran valor: oro

Se localizan:1. En meandros en la cara sedimentaria (convexa)2. En la base de las cascadas3. En los lugares donde existan filones verticales4. En zonas de cursos de agua donde esta pierde

fuerza y aumente su sedimentación

Bateando buscando oro

Extracción de oro con chorros de agua.Destrucción masiva del terreno.

Resultado:5 gramos de oro por cada tonelada de sedimento removido.

Minería a cielo abierto

Extracción de minerales próximos a la superficie. Se retira la capa que los cubre y se extraen.

Hoyos de 2 a 3 km de diámetro y 600 metros de profundidadUtilización de exceso de agua donde no existe.Liberación de elementos contaminantes a los acuíferos.

Minería subterránea

Extracción de recursos minerales tabulares profundos de gran espesor.

Yacimientos minerales metálicosOro: 1. Elemento escaso2. Se encuentra en placeres en zonas

graníticas en yacimientos hidrotermales

3. Se encuentra en pequeñas cantidades mezclados con otros materiales (arenas y gravas)

4. Se usa en joyería y como base del sistema monetario

Plata : 1. Diseminada en pequeñas

cantidades entre otros materiales o como elemento nativo.

2. Se deposita en yacimientos hidrotermales en forma de venas asociadas a otros minerales como el plomo, el cinc y el cobre

3. Se usa en joyería

Hierro: 1. Fundamental para el desarrollo de la actividad

humana.2. Se obtiene de minerales diferentes como los

hematites(Fe2O3 ), magnetita (Fe3O4 ) o siderita (CO3Fe )

3. De él se obtiene el hierro propiamente dicho o el acero mezclándolo con tungsteno, wolframio, cromo, níquel, etc.

4. Se utiliza en la siderurgia y en todo proceso metalúrgico

Hematite Magnetita

Siderita

Cobre : 1. Se encuentra como elemento

nativo o asociado a otros minerales: calcopirita, bornita, calcocita y enargita.

2. Asociada a lugares donde ha existido una actividad ígnea, en yacimiento de carácter hidrotermal.

Calcopirita

Bornita

Calcocita

Enargita

Aluminio;:1. Muy abundante en la corteza

terrestre.2. Asociado a silicatos por lo que su

separación es muy costosa.3. Existen depósitos explotables en las

zonas tropicales donde la meteorización química ataca los feldespatos transformándolos en arcillas y éstos, a su vez, en hidróxidos de hierro y aluminio. Forman suelos llamados lateritas y el mineral de aluminio es la bauxita.

Métodos para localizar yacimientos de minerales metálicos

1. Localizar zonas que presenten condiciones semejantes a yacimientos que ya existen.2. Métodos magnéticos como la búsqueda de magnetita asociada a muchos minerales

metálicos.3. Utilización del método gravimétrico: no es muy preciso pero marca diferencias entre

la roca encajante que tiene poca densidad y los depósitos minerales que son mucho más densos.

4. El método eléctrico: se basa en la transmisibilidad de la corriente por los metales frente a la roca encajante.

Minerales no metálicos

Diamantes: 1. Piedra preciosa de gran valor

económico.2. Mineral de gran dureza3. Se localizan en placeres entre gravas y

arenas o en rocas ultrabásicas llamadas kimberlita.

4. Se utiliza para joyería, cortar vidrio, cortes de precisión al microscopio, fabricación de brocas.

Diamante Kimberlita

Halita o sal común: 1. Se forman por evaporación natural del

agua originándose:1. Sedimentos por posterior

recubrimiento de la sal con otros sedimentos diferentes.

2. Diapiros o domos salinos: concentración de sal que como es plástica se deforma ascendiendo y deformando las capas suprayacentes.

Diapiro o domo salino:Los depósitos salinos son plásticos. El material sedimentado encima de ellos (material suprayacente) ejerce presión sobre este depósito impulsándolo hacia arriba.En su ascenso deforma los materiales suprayacentes y se presenta en superficie como una estructura de relieve suavemente ondulado y redondeado. Es, en realidad, un anticlinal abombado por las fuerzas internas que elevan los estratos ejerciendo presión hacia arriba en un punto o a lo largo de una línea relativamente corta

Halita

Asbesto: 1. Resiste el fuego, aisla del calor y del

sonido.2. Muy ligero.3. Resistente a la meteorización y

corrosión4. Se localiza en grandes masas de rocas

ígneas alterada5. El mineral de referencia es el crisolito u

olivino.6. Se utiliza para la fabricación de

materiales que deben estar expuestos en la calle.

Olivino

Piedra: 1. Utilizada como material de

construcción.2. De las más utilizadas:

1. Granito 2. Caliza 3. Arenisca 4. Mármol

Piedras

Rocas fosfatadas: 1. Rocas sedimentarias con alto contenido

en fosfatos.2. Mineral tipo el apatito3. Se forman por la acumulación de

excrementos y restos de animales y de la precipitación química del agua del mar.

4. Se utiliza como fertilizante para las plantas (agricultura)

Yacimiento de fosfatos

Ciclo del agua = ciclo hidrológicoFunción: Redistribución de los niveles de agua a nivel terrestre.

Motores del ciclo hidrológico:1. La energía solar: evaporación2. Gravedad: precipitaciones y retorno del agua al mar.

Evaporación

Evaporación: paso de moléculas de agua líquida a gaseosa. Evapotranspiración: la pérdida de humedad de una superficie por evaporación directa junto con la pérdida de agua por transpiración de la vegetación.Sublimación: paso del estado de hielo y nieve a gaseoso.

10 %

90 %

La transpiración de las plantas, eleva la humedad del aire circundante y aumenta las precipitaciones, por lo que las zonas boscosas tienen un mayor índice de pluviosidad que los terrenos a los que se les ha despojado de su bosque natural debido a las talas masivas a los que se les ha sometido. El volumen de agua transpirada por las plantas es variable y depende de varios factores. Así por ejemplo, los cultivos tradicionales, como el maíz, pueden transpirar diariamente entre 5 y 10 litros por metro cuadrado de terreno ocupado; y especies de humedales como la espadaña tienen una transpiración diaria, en verano, muy elevada, entre 15 y 20 litros por metro cuadrado y especies arbóreas como el roble, pueden transpirar 150.000 litros por año.

Es un eficiente sistema de refrigeración de la planta. Teniendo en cuenta que se absorben 540 calorías en la evaporación de un gramo de agua, la transpiración produce un descenso de 1 a 3 grados en la superficie de las hojas por debajo de la temperatura del aire, lo que puede ser muy necesario en días calurosos de irradiación intensa.

Condensación El vapor de agua permanece disuelto en el aire en la cantidad correspondiente a la temperatura de la atmósfera.

Cuanto mayor es la temperatura de la atmósfera mayor es la cantidad de agua que puede disolverse en ella.

La saturación de la atmósfera produce las nubes.

En la atmósfera se producen corrientes convectivas que elevan el vapor de agua.A medida que asciende dicho vapor de agua, va perdiendo temperatura y se condensa formando gotitas.Estas gotitas permanecen suspendidas en la atmósfera gracias a las corrientes ascendentes de la atmósfera y a que la gravedad no puede hacerlas descender.

Los núcleos de condensación son partículas sólidas que flotan en la atmósfera.Pueden ser:1. Granos de polen2. Partículas de polvo (arcillas)3. Partículas procedentes de volcanes

(cenizas)4. Partículas procedentes de la actividad

industrial o de los vehículos.5. Cristales de sal procedentes de las

salpicaduras marinas.6. etc

Las gotas de agua se condensan a partir de núcleos de condensación

Las nubes pues están formadas por minúsculas gotitas de agua o por cristales de hielo, o mezclas de ambos. Las nubes no están formadas por vapor de

agua. El vapor de agua es incoloro y por lo tanto invisible. Permanece disuelto en la atmósfera.

Núcleos de condensaciónEn muchas ocasiones el núcleo de condensación se disuelve después de la formación de la gota

Crecimiento de una gota de agua: el vapor de agua se une al núcleo de condensación, enfriándose y condensándose.La gota va creciendo rápidamente por adhesión de más moléculas de vapor de agua o de coalescencia de otras gotitas de agua.Al alcanzar las 30 micras aprox. El núcleo de condensación se disuelve y se frena su crecimiento.

Precipitación

Lluvia

Hielo y nieve

Proceso de coalescencia: se produce en nubes con temperaturas iguales o mayores a 0º C.

1. Aumento del tamaño de la gota entre 10 y 100 veces el que tiene en la nube

2. Coalescencia: choque y unión de las gotas en el seno de la nube aumentando sus tamaños. Se unen un millón de gotitas de nube de 20 micras de diámetro, dará como resultado una gota de lluvia de tamaño medio de 2000 micras, es decir 2 mm.

3. Las gotas precipitan cuando tienen un tamaño en el que la gravedad puede hacer caer las gotas sacándolas de las corrientes de convección que existen en la nube.

Proceso de Bergeron: se produce en nubes mixtas en las que aparecen temperaturas menores a 0º C.Las gotas de agua en las nubes se congelan a -20º C (punto congelación del agua 0º C).Cuando la nube se encuentra entre los entre 0 y -10º C están formadas por agua sobreenfriada, entre -10º a -20º C por agua y cristales de hielo, y menores a -20º C por cristales de hielo, como los cirrus.Los cristales de hielo actúan como núcleos de congelación a los que se unen y congelan las gotas de agua sobreenfriadas.Este proceso de coalescencia forma los copos de nieve (10 a 30 cristales de nieve)

Las gotas pueden precipitar cuando alcanzan entre 0,5 y 1 mm

Nube cálida:Temperaturas mayores o iguales a 0º C

Nube mixta:Temperaturas inferiores 0º C

Contaminación y precipitación

Atmósfera no contaminada

Gran concentración de núcleos de condensación.Llega poca radiación solar al suelo.Se produce poca evaporación.Se forman gotitas muy pequeñas ( inferiores a 0,5) por exceso de núcleos de condensación.No llueve el punto de origen.Se favorece el desarrollo vertical de la nube por falta de precipitación.

Pequeña concentración de núcleos de condensación.Llega mucha radiación solar al suelo.Se produce una gran evaporación.Se forman nubes en las que crece el tamaño de las gotitas.Se favorece la precipitación.

Atmósfera contaminada

El agua en el planeta

Agua superficial

Agua subterránea

Agua dulce

Glaciares

Ríos Lagos

Torrentes

Aguas de arroyada

Escorrentía superficial

Agua salada Mares y océanos

Acuíferos

Distribución del agua en la hidrosfera

Agua dulce

La mayoría del agua dulce no es encuentra a nuestro alcance de forma inmediata

Reserva de agua dulce Porcentaje de agua dulce

Porcentaje de la hidrosfera

Glaciares 69.3 % 1.75 %

Escorrentía superficial: ríos, torrentes…

0.006 % 0.0002 %

Lagos 0.26 % 0.012 %

Aguas subterráneas 30.4 % 0.57 %

Aguas subterráneas

Infiltración:El agua procedente de precipitaciones y almacenes superficiales (deshielo, ríos y lagos) desciende por el suelo.

Factores que influyen en la infiltración

Duración e intensidad de las precipitaciones

Humedad inicial del suelo

Pendiente del suelo

Naturaleza del material

Cobertura vegetal

1. Precipitaciones suaves y duraderas favorecen la infiltración.

2. Precipitaciones fuertes y cortas no favorecen la infiltración

Mecanismo:El agua para infiltrarse necesita desplazar el aire que se encuentra en los poros que quedan entren las partículas que forman el suelo.Si la precipitaciones son muy intensas se saturan los poros en la zona superficial produciendo una barrera que impide o ralentiza al infiltración del agua.

Duración e intensidad de las precipitaciones

Humedad inicial del suelo

La infiltración es mayor en suelos secos que con agua.

Pendiente del suelo

El tiempo de permanencia en contacto con la superficie del suelo es importante. Cuanto mayor sea éste mayor posibilidad de infiltración del agua.En terrenos con mucha pendiente el agua coge mucha velocidad y permanece poco tiempo en la zona, al contrario ocurre en las zonas llanas.

Cobertura vegetal

Favorece la infiltración:1. La vegetación intercepta las

gotas precipitadas frenando su velocidad de caída, minimizando el impacto con el suelo y minimizando el arrastre de las partículas del mismo. Esto favorece que el agua permanezca más tiempo en el lugar y pueda infiltrarse mejor.

2. Las raíces generan poros nuevos y mantienen abiertos los que ya estaban.

Naturaleza del material

Cada material presenta una textura y estructura propia:Porosidad, granulometría, diaclasado…

¿Qué le ocurre a un suelo sin vegetación?1. El agua impacta con más fuerza y

desplaza partículas del mismo favoreciendo la erosión

2. El agua permanece poco tiempo en el suelo por lo que no se infiltra.

3. La movilización de partículas hace que éstas se depositen en orificios que ya existían en el suelo y los tapan, impidiendo la infiltración del agua.

Porosidad: Porcentaje del volumen que ocupan los poros en un volumen unitario de roca.Ejemplo: Roca con una porosidad del 30% significa que el 30% de la roca está formada por poros y el 70% por partículas sólidas.Porosidad eficaz: sólo tiene en cuenta el porcentaje de poros y espacios por los que realmente puede circular el agua.

Permeabilidad: capacidad de un material para permitir la circulación de agua. Un material será más permeable cuando sea poroso y estos poros sean de gran tamaño y estén conectados.

Factores que influyen en la porosidad y permeabilidad:1. Granoselección2. Diaclasado y disolución3. Litificación

Granoselección

1. Cuanto más homogéneo sea el sedimento en cuanto a diámetro de partículas, mayor será su porosidad y permeabilidad

2. Cuanto más heterogéneo sea el sedimento (partículas grandes y pequeñas) menor será la porosidad y la permeabilidad porque las partículas pequeñas ocuparán los huecos y los taponarán frenando la velocidad de infiltración del agua.

Mayor porosidad y permeabilidad

Sedimento homogéneo

Menor porosidad y permeabilidad

Sedimento heterogéneo

Diaclasado y disolución

Las rocas como la caliza y las rocas endógenas (ígneas y metamórficas) no son porosas ni permeable.Sin embargo al ser fracturadas y en el caso de las calizas por la actuación combinada de fracturas, diaclasas y disolución se abren canales por los que circula el agua.

Litificación

Formación de rocas sedimentarias, compactación y cementación de las partículas de un sedimento disminuye la porosidad y la permeabilidad.

Localización del agua subterránea

Tipos de agua:1. Agua muy próxima a las partículas sólidas:

1. Agua higroscópica, molecular, pelicular o ligada2. Agua capilar

2. Agua gravitacional

Partícula sólida

Agua higroscópica

Agua capilar

Agua higroscópica

Partícula sólida

Aire

Agua higroscópica:Íntimamente unida a las partículas del suelo debido a cargas eléctricas.No puede ser utilizada por las plantas

Agua capilar:El agua que queda atrapada en los poros de muy pequeño tamaños (poros capilares) y que no cae por gravedad.

Agua gravitacional:Agua separada de las partículas sólidas el espacio suficiente como para caer por gravedad y no verse retenida por fuerzas eléctricas o por capilaridad.Puede ser absorbida por la plantas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Relaci%C3%B3n_agua-suelo

Las rocas y/o formaciones geológicas presentan diferente capacidad para retener agua y permitir su desplazamiento a través de ellas.Según esa capacidad se dividen en:

1. Acuífugos2. Acuicludo3. Acuitardo4. Acuífero

Acuífugo Formación geológica que no contiene agua porque no puede retener ni circular agua a travésde ella.Ejemplo: granito o esquisto inalterados y no fracturados.

¿Cómo se mueve el agua a través de las rocas?

Acuicludo:Rocas o formación geológica que contienen agua pero no permite que el agua circule a través de ella.Ejemplo: limos y arcillas.

Acuitardo:Rocas o formación geológica que contiene agua pero circula con mucha dificultad.Ejemplo: arenas arcillosas, areniscas, rocas compactas alteradas y/o fracturadas.

Acuífero:Rocas y formación geológica en la que se almacena gran cantidad de agua y permite su circulación a través de ella con facilidad.Ejemplo: arenas, gravas, rocas compactas con mucha fracturación.

Roca impermeable

Zona saturada

Nivel freático

Zona de aireación o

vadosa

Subzona de evapotranspiración

Subzona intermedia

Franja capilar

Estructura de un acuífero

Roca impermeable: roca o formación geológica en donde no se almacena el agua ni puede circular el agua.Retiene el agua y empieza a almacenarse.

Zona saturada: roca o formación geológica en donde se almacena el agua y puede circular el agua tanto vertical como horizontalmente. Todos los poros están llenos de agua gravitacional. Formado por rocas permeables y/o porosas

Nivel freático:Nivel máximo que alcanza el agua en la zona vadosa. Asciende en la época de máxima carga y desciende en la época de sequía.

Franja capilar: zona íntimamente ligada a la zona vadosa. El agua está unida a fuerzas capilares por lo que no fluye con facilidad como en la zona saturada.

Subzona intermedia vadosa: el agua se desplaza verticalmente hacia las zonas inferiores por gravedad, este fenómeno se llama percolación.

Subzona de evapotranspiración: extensión comprendida entre la superficie y el límite de las raíces de las plantas.

Nivel freáticoProfundidad en la que se localiza el agua subterránea, corresponde al límite superior de la zona saturada u la vadosa (aireación = no saturada)

Características:1. Varía según las épocas del año: está más

próximo a la superficie en las épocas húmedas.

2. Sigue el diseño de la topografía de la superficie: el nivel freático no es lineal sino que sigue más o menos la forma de la superficie, esto es debido a la lentitud a la que se mueve el agua en el subsuelo.

3. La presión del acuífero a la altura del nivel freático es igual a la atmosférica. El acuífero aumenta su presión en profundidad a partir del nivel freático.

Nivel freático y los ríos

Río efluente:El río recibe agua del acuífero.

Río influente:El río cede agua al acuífero.El nivel freático desciende por falta de precipitaciones y el agua del río se infiltra para ceder agua al acuífero.

Un río o cualquier corriente de agua superficial puede ser efluente en unas zonas de su trayecto, normalmente las más altas, e influente en otras, normalmente las más bajas.

Nivel freático y fuentes o manantiales

Fuente o manantial:Agua que brota de manera natural del suelo o de las rocas.

¿Cuándo se forma una fuente o manantial?Cuando la zona saturada del acuífero se pone en contacto con la superficie del terreno en una zona no horizontal.

f: fuente o manantial

Tipos de acuíferos

1. Acuífero libre2. Acuífero semiconfinado3. Acuífero confinado4. Acuífero colgado

Acuífero libre:La zona de saturación se encuentra en contacto directo con la superficie. El agua se encuentra a presión atmosférica Su carga y descarga se produce en función de la época del año y los regímenes de precipitaciones.

Acuífero confinado o cautivo:La zona de saturación se encuentra limitada por abajo y por arriba por un material impermeable. El agua se encuentra a una presión mayor que la atmosférica. El agua no se pierde ni se recarga.Acuífero semiconfinado o mixto:

En la zona de saturación se diferencian dos zonas, una en la que está limitada por rocas impermeables y otra en la que está en contacto con la superficie del terreno. También pueden formarse cuando los materiales que se disponen encima de la zona de saturación sean semiimpermeables, limitando el desplazamiento del agua hacia arriba.La presión del acuífero será mayor que la atmosférica en la zona cautiva e igual en la zona libre.La recarga de éste acuífero se producirá por la zona libre.

Acuífero colgado:Son aquellos que se encuentran separados de la zona de acuífero regional.Si se dispone un material impermeable o un acuicludo por encima del nivel freático, se puede retener agua formando el acuífero colgado que poco a poco puede ceder agua al acuífero general o formar fuentes.

Pozos artesianos

Excavación que se realiza para obtener agua.Los primeros pozos que se realizaron fue en la región de Artois, en el norte de Francia, en 1750. De ahí viene el nombre de artesianos.

Los pozos artesianos se construyen en acuíferos cautivos o semiconfinados porque en ellos la presión del acuífero es mayor que la atmosférica.Cuando un pozo artesiano alcanza un acuífero de éstos, el agua tiende a ascender espontáneamente, hasta la altura en la que se iguala la presión hidrostática del agua con la atmosférica, este es el llamado nivel piezométrico

Tipos de pozos:1. Pozo surgente: en el que el agua brota por encima de la superficie

topográfica2. Pozo no surgente: en el que el agua alcanza el nivel piezométrico

pero está por debajo de la superficie topográfica.

1. Acuífero confinado o semiconfinado2. Capas impermeables o acuicludos3. Zona de carga del acuífero4. Pozo artesiano surgente5. Nivel piezométrico6. Pozo no surgente7. Fuente o manantial

Acuíferos y rocas

Rocas detríticas:se forman a partir de procesos de litificación de sedimentos que provienen de otras rocas.En principio pueden formar buenos acuíferos. Dependen de:•La homogeneidad o heterogeneidad del grano•Compactación •Cementación •Presencia o ausencia de materiales arcillosos que pueden colapsar los poros.Se llaman acuíferos detríticos.

Rocas volcánicas:Son rocas con elevada permeabilidad por lo que pueden originar buenos acuíferos.Llamados acuíferos volcánicos

Rocas ígneas y metamórficas:Son materiales acuífugos. No retienen agua. Su permeabilidad primaria es muy baja.Si presentan fracturas o diaclasas el agua puede almacenarse y/o circular por ellas y formar pequeños acuíferos.Se denominan acuíferos ígneos y/o metamórficos.

Rocas carbonatadas:Son impermeables pero el proceso de carbonatación las hace solubles que junto con el fracturado y diaclasado de la zona permite el almacenaje y circulación del agua subterránea.Son los acuíferos karsticos.

Patrimonio Geológico

• El estudio del patrimonio geológico figura entre las más recientes áreas de investigación incorporadas al ámbito de la Geología y de la conservación de la Naturaleza. Es el resultado de una nueva manera de entender el papel del hombre en su relación con la Tierra. Con el paso del tiempo, esta nueva percepción ha ido calando en la sociedad, que ya considera un derecho, una necesidad y un deber proteger el medio ambiente, promover un desarrollo sostenible y dejar para las generaciones futuras un entorno bien conservado, incluyendo los elementos geológicos de interés excepcional.

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• El patrimonio geológico está formado por todos aquellos lugares o puntos de interés geológico (conocidos en España como LIGs o PIGs, e internacionalmente como sites o geosites), cuyo valor geológico les hace destacar del entorno circundante por su interés científico y/o educativo.

Definición patrimonio geológico

• La definición de patrimonio geológico es, según la ley 42/2007 del Patrimonio Natural y de la Biodiversidad: “el conjunto de recursos naturales geológicos de valor científico, cultural y/o educativo, ya sean formaciones y estructuras geológicas, formas del terreno, minerales, rocas, meteoritos, fósiles, suelos y otras manifestaciones geológicas que permiten conocer, estudiar e interpretar: a) el origen y evolución de la Tierra, b) los procesos que la han modelado, c) los climas y paisajes del pasado y presente y d) el origen y evolución de la vida”.

• El estudio de este patrimonio es complejo porque en él se conjugan aspectos científicos, técnicos, culturales, económicos, estratégicos, recreativos y sociales, en relación con procesos y elementos naturales de origen geológico.

Aplicaciones del estudio del patrimonio geológico

• El objetivo final del estudio del patrimonio geológico es promover su conservación y facilitar su utilización y disfrute. El estudio del patrimonio geológico busca identificar, valorar, conservar y divulgar aquellos lugares que posean un elevado valor en relación con las Ciencias de la Tierra. Por ello, las principales líneas de trabajo en relación al patrimonio geológico son: inventario, legislación, geoconservación y divulgación.

• Por otro lado, el interés del patrimonio geológico a menudo supera el ámbito científico y natural y se aproxima a otros aspectos científicos, ecológicos o culturales. En ocasiones guarda relación con el patrimonio histórico-artístico, con tradiciones, creencias y folklore de algunos lugares y puede tener una importante significación religiosa.

Necesidad de conservación del patrimonio geológico

• La necesidad de la conservación del patrimonio geológico se basa en su fragilidad, en su valor intrínseco y su potencial para la divulgación, la docencia y el desarrollo local.

• La conservación del patrimonio geológico constituye una responsabilidad y una obligación por parte de las administraciones públicas y de la sociedad en general. Al fin y al cabo, está formado por los ejemplos más representativos, singulares o exclusivos del registro geológico.

• Es una herencia que recibimos y que debemos transmitir a las generaciones futuras para el mejor progreso social y científico. Además, hay que tener en cuenta que la destrucción del patrimonio geológico es, casi siempre, inevitable.

Patrimonio Minero

• Conjunto de labores mineras de interior y exterior, estructuras inmuebles y muebles, así como instalaciones periféricas, hidráulicas y de transporte, documentos, objetos y elementos inmateriales vinculados con actividades mineras del pasado, a los que un grupo social, más o menos amplio, atribuye valores históricos, culturales o sociales.

• Implica conexiones tanto con el patrimonio histórico, arqueológico e industrial, como con la historia económica, de la tecnología y social.

• El propósito esencial de los estudios de patrimonio minero es localizar y valorar los elementos que puedan, por sus características y estado de conservación, considerarse como bienes patrimoniales, además de proponer medidas para su conservación y fomentar su interés.

Patrimonio minero en España

• En España, tras siglos de actividades mineras sobre una amplia variedad de sustancias, se ha generado un patrimonio minero y metalúrgico de gran riqueza, aunque su estado de conservación no es bueno, en parte por el propio avance y desarrollo de las actividades extractivas que desmantelan los restos de las etapas previas, pero sobre todo por abandono y dejación, como ha ocurrido con la gran minería del siglo XIX.

Patrimonio minero en España

Geodiversidad o diversidad geológica

• La geodiversidad o diversidad geológica se refiere al número y variedad de elementos geológicos presentes en un lugar: las rocas y sedimentos del sustrato, la geometría y estructura que presentan, su composición y los minerales que las forman, los suelos formados sobre ellas, los fósiles que contienen, las formas del relieve y los procesos que dan lugar a cada uno de ellos.

• También forman parte de la geodiversidad los recursos naturales de origen geológico, como los yacimientos minerales, recursos energéticos (carbón, petróleo, gas), acuíferos y recursos hídricos.

La geodiversidad española es una fuente de recursos

• Desde la Prehistoria y hasta la actualidad, la geodiversidad del territorio español ha abastecido de recursos a las culturas y civilizaciones que han vivido en él. Los antiguos aprovechamientos del cobre de Río Tinto, el mercurio de Almadén, el plomo y cinc de La Unión, el oro de Las Médulas son sólo unos ejemplos.

• Actualmente, adquieren especial relevancia la explotaciones de rocas industriales y ornamentales, de las que España es uno de los principales productores a escala mundial (celestina, sulfato de sodio, sepiolita, caolín, granito, pizarra, mármol, etc.). Esta variedad y riqueza de recursos geológicos es otro indicador de la geodiversidad española.

Geosites españoles

Valles de Pineta y de La Larri (Huesca) Fotografía de Luis Carcavilla - IGME

Geoparque

• Es un territorio que presenta un patrimonio geológico notable y que lleva a cabo un proyecto de desarrollo basado en su promoción turística, de manera que debe tener unos objetivos económicos y de desarrollo claros.

• La declaración de un geoparque se basa en tres principios: • 1) la existencia de un patrimonio geológico que sirva de

protagonista y eje conductor.• 2) la puesta en marcha de iniciativas de geoconservación y

divulgación. • 3) favorecer el desarrollo socioeconómico y cultural a escala

local.

Geoparque

• Tres son los pilares que sustentan la creación y funcionamiento de un geoparque: patrimonio geológico, geoconservación y desarrollo local.

• Por ello, los geoparques deben tener unos límites claramente definidos y una extensión adecuada para asegurar el desarrollo económico de la zona, pudiendo incluir áreas terrestres, marítimas o subterráneas.

• Los Geoparques surgieron a principios de la década de los 90 en Europa. Desde entonces, su número ha ido en aumento en aumento, con un total de 81 geoparques (49 de ellos en Europa) repartidos en 18 países.

Geoparques europeos

Parque Natural Cabo de Gata (Almería)

Fotografía de Beatriz Lores

Geoparque

• En la actualidad hay en España siete geoparques: • Geoparque del Maestrazgo (Teruel)• Parque Natural de las Sierras Subbéticas (Córdoba)• Parque Natural del Cabo de Gata (Almería)• Sobrarbe (Huesca)• Costa Vasca (Guipúzcoa)• Sierra Norte de Sevilla• Villuercas-Ibores-Jara (Cáceres)

• En Portugal hay dos: Naturtejo y Arouca.

Geoparques españoles

Parques geológicos

• Sus objetivos son iguales a los de los Geoparques, pero la diferencia es que los Parques Geológicos no pertenecen a la Red de Geoparques y, por tanto, su funcionamiento no esta regulado por la UNESCO. En España existen dos: el de Chera (Valencia) y el de Aliaga (Teruel), aunque este último está integrado en el Geoparque de Maestrazgo.

Patrimonio geológico regional

LUGARES DE INTERÉS GEOLÓGICO (LIG) DE LA

REGIÓN DE MURCIA. • Los Lugares de Interés Geológico son

áreas o zonas que muestran una o varias características consideradas de importancia dentro de la historia geológica de una región natural. Son recursos no renovables de carácter cultural que conforman el Patrimonio Geológico de una Región. En Murcia, debido a su especial situación en el contexto de las Cordilleras Béticas, el número de LIG es elevado; así se pueden encontrar ejemplos de estos lugares tanto en las zonas litorales, cadenas montañosas o depresiones interiores.

LUGARES DE INTERÉS GEOLÓGICO (LIG) DE LA

REGIÓN DE MURCIA. • Los 75 LIG estudiados se han distribuido en seis

zonas geográficas de la Región:• Zona A Altiplano Jumilla -Yecla  10• Zona B Noroeste 10• Zona C Centro Este. Margen izquierda del

Segura 10• Zona D Centro Este. Margen derecha del

Segura 16• Zona E Campo de Cartagena-Mazarrón 17• Zona F Suroeste. Águilas-Lorca-Alhama-

Totana 12

Río Segura por Abarán

Patrimonio minero de Región

Arroyo tercero en Moratalla

Cuencas terciarias de Mula

Barranco del Gredero: La capa negra de Caravaca

Disyunción columnar del Cerro Negro de Calasparra -

Francisco Guillén

Setas pétreas de Bolnuevo

(Mazarrón) - Francisco Guillén

Mondéjar

Estrecho Agualeja, Aledo -

Francisco Guillén

Mondéjar