Geosfera y riesgos geológicos

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GEOSFERA Y RIESGOS GEOLÓGICOS

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Dinámica de la Geosfera Geosfera: sistema terrestre de estructura rocosa que sirve de soporte o base al resto de los sistemas terrestres. Litosfera: capa más superficial de la geosfera. Funciona con dos tipos de energía: externa (solar) e interna. Es un sistema dinámico, gracias a procesos formadores y destructores de relieve: procesos geológicos internos y externos.

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Procesos geológicos externos Destructores de relieve. Causado por los agentes geológicos externos (gases atmosféricos, agua, hielo, viento, seres vivos). Su resultado final es el modelado del relieve (meteorización, erosión, transporte y sedimentación). Su fuente de energía es la solar.

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Meteorización Alteración física o química de las rocas in situ debida a la acción de los agentes atmosféricos. Su resultado es la disgregación mecánica o variación de la composición química de la litología.

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Diferentes formas de relieve producidas por meteorización (pilancones, desescamación, fracturación, etc.)

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Erosión, transporte y sedimentación Proceso dinámico en el que los materiales resultantes son desplazados. Sedimentación: Se da cuando se reduce la energía del agente de transporte. La acumulación progresiva de los materiales acaba por producir las rocas sedimentarias por litificación.

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Cárcavas, “bad-lands”, pirámides de tierra y chimeneas de hadas, producidas por aguas salvajes

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Distintas formas erosivas

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Distintas formas erosivas

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Procesos geológicos internos Formadores de nuevos relieves. Tienen lugar gracias a la energía geotérmica. Gradiente geotérmico: 1ºC cada 33 m. de profundidad (solo los primeros km, la Tª en el centro de la Tierra es de 5.500-6.000ºC). El calor del interior de la tierra se debe al calor residual procedente de su formación y a la desintegración de elementos radiactivos (en las capas más externas).

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La litosfera se construye en las dorsales, por las que aflora los materiales procedentes del manto. En los bordes continentales los sedimentos se acumulan, formando rocas sedimentarias y pudiendo emerger por las fuerzas tectónicas. En las zonas de subducción la litosfera se hunde (reciclaje) hacia el manto.

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Tipos de rocas y litogénesis Rocas sedimentarias: formadas por la acumulación, presión y compactación de sedimentos. Rocas metamórficas. Cuando la roca original ha sido transformada por efecto del calor, la presión o por introducción de nuevos minerales. Rocas ígneas o magmáticas. De dos tipos: Plutónicas si el enfriamiento es lento y en grandes masas, en el interior de la corteza. Volcánicas y subvolcánicas, cuando el enfriamiento se ha producido más rápidamente.

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Rocas sedimentarias

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Rocas metamórficas

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Rocas ígneas o magmáticas

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Rocas plutónicas

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Rocas volcánicas

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LAS PLACAS LITOSFÉRICAS y FENÓMENOS ASOCIADOS

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RIESGOS GEOLÓGICOS Definición: cualquier condición del medio geológico o proceso geológico que pueda generar un daño económico o social y en cuya predicción, prevención o corrección han de emplearse criterios geológicos.

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Riesgo volcánico Manifestación directa de la energía geotérmica por donde sale magma al exterior y que constituye un riesgo geológico natural. Distribución geográfica: Límites de placas Puntos calientes Fracturas o puntos débiles de la litosfera.

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Partes de un volcán Cráter Cono volcánico Cámara magmática Chimenea Columna eruptiva Colada de lava Cono secundario

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Factores de riesgo volcánico Exposición : Las áreas volcánicas están muy pobladas debido a que los terrenos volcánicos son fértiles. Vulnerabilidad: En función de la riqueza, la tecnología, la educación y la información que determinan los medios para afrontar un desastre. Peligrosidad : Que depende de la magnitud del evento y de las manifestaciones volcánicas siguientes:

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Peligrosidad manifestaciones volcánicas Gases: son el motor de las erupciones, son tóxicos. Coladas de lava: Su peligrosidad está en función de su viscosidad. Las lavas ácidas son muy viscosas, provocan explosiones. Las lavas básicas son muy fluidas y más calientes, así recorren grandes distancias. En el fondo oceánico las lavas suelen ser básicas y en los bordes destructivos son más ácidas. Lluvias de piroclastos: Fragmentos sólidos lanzados al aire. De menor a mayor tamaño se llaman: cenizas, lapilli y bombas volcánicas. Explosiones: Dependen de la viscosidad de la lava. Índice de explosividad volcánica (IEV)= (cantidad de piroclastos / total de materiales emitidos) x 100

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Evidentemente, a mayor IEV la peligrosidad de la erupción volcánica es más alta. Los daños materiales producidos por las emisiones volcánicas (coladas de lava y piroclastos) son muy grandes, los gases tóxicos emitidos por ciertos volcanes son muy peligrosos. Además, contaminan las aguas y los suelos afectando a la agricultura y a la ganadería. Relación entre el IEV y el tipo de actividad volcánica: IEV Período de reposo volcánico 0-1 De unos 10 años 2-5 De 100 a 1.000 años >5 Superiores a 1.000 años

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Peligrosidad manifestaciones volcánicas Nubes ardientes: muy peligrosas. Cuando la columna eruptiva desciende por la ladera del volcán. Domo volcánico: Cuando la lava es muy viscosa y forma un tapón en el cráter. Caldera: Desplome del techo de la cámara magmática. Peligros indirectos: coladas de barro (lahares), tsunamis, desprendimientos de laderas.

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Predicción y prevención de riesgos volcánicos Métodos de predicción: Estudio de los precursores volcánicos. Elaboración de mapas de riesgo. Métodos de prevención y corrección: Desviación de las corrientes de lava. Vaciado de lagos de cráteres. Instalación de alarmas y planes de evacuación. Restricción de construcciones y tipos especiales de viviendas. Muy poco se puede hacer antes de una erupción volcánica, si no es cambiar el emplazamiento los núcleos de población potencialmente peligrosos. Estas serían las decisiones a tomar a partir de los mapas de riesgo volcánico. En cualquier caso, y cuando la erupción no es instantánea, se pueden tomar ciertas medidas, como colocar filtros en las alcantarillas o suministrar a la población mascarillas, si se sospecha la presencia de gases tóxicos, también se puede evacuar la población afectada, o modificar el fenómeno volcánico: detener o cambiar el curso de las coladas de lava o de los lahares mediante zanjas o muros, bombardear el cráter o el frente de la colada con agua para producir su desvío o enfriamiento, etc.

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En España hay varias zonas de volcanismo reciente, como el SE. peninsular y, sobre todo, las islas Canarias, ya que en los últimos 600 años se ha dado actividad volcánica en cuatro de las islas principales: Lanzarote, Tenerife, Hierro y La Palma.

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Predicción y previsión volcánicas en la isla de El Hierro

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Riesgo sísmico Los terremotos son una manifestación de la energía geotérmica que produce el desplazamiento de las placas litosféricas. El terremoto es la vibración de la Tierra producida por la liberación brusca de la energía elástica almacenada en las rocas. Una parte de la energía es liberada en forma de calor y otra parte en forma de ondas sísmicas.

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Ondas sísmicas Profundas: Se propagan por el interior de la tierra a partir del hipocentro. Se distinguen en: Primarias (P): Las moléculas se comprimen, son las más rápidas y atraviesan sólidos y fluidos. Secundarias (S): son sacudidas perpendiculares al sentido de desplazamiento, no atraviesan fluidos. Superficiales: consecuencia de la interacción con la superficie terrestre de las ondas profundas. Son las que causan los mayores destrozos. Hay de dos tipos: Love y Rayleigh .

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Parámetros de medida Magnitud: Energía liberada, indica el grado de movimiento. Se utiliza la escala de Richter y valora el factor peligrosidad. Objetiva y matemática. Se representa según la fórmula: log Es=11,8+1,5*M Es = Energía elástica en ergios M = Magnitud de 0 a10

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Parámetros de medida Intensidad: Capacidad de destrucción. Cuantifica el factor vulnerabilidad. De tipo subjetiva y observativa. Se utilizan la escala de Mercalli (EE. UU.) y la M.S.K. (Europa y España) y se representa por números romanos, del I al XII.

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Métodos de Predicción y prevención Predicción Precursores sísmicos: Comportamiento de animales, velocidad de ondas P, elevación del suelo, resistividad en rocas, emisiones de radón. Mapas de peligrosidad. Localización de fallas activas e interferometría de radar.

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PREVENCIÓN SÍSMICA: Medidas estructurales: Normas de construcción sismorresistente. Medidas no estructurales: Ordenación del territorio. Protección civil. Educación para el riesgo. Establecimiento de seguros. Ver también el siguiente artículo del blog de 1º Bachillerato

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Normas de construcción sismorresistente

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Ej. 5

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OTROS RIESGOS GEOLÓGICOS MOVIMIENTOS GRAVITACIONALES DE LADERA FACTORES CONDICIONANTES: Litológicos: Materiales alterados o de diferente naturaleza. Estructurales: Planos inclinados o fracturas. Climáticos: Alternancia de climas. Hidrológicos: Cambios o alternancia de estratos de diferente permeabilidad. Topográficos: Pendientes superiores al 15%. Vegetación: Escasez de vegetación.

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Riesgos geológicos de origen externo: Movimientos de ladera Movimientos catastróficos de varios tipos: desprendimientos rocosos, deslizamientos, solifluxión, coladas de barro, aludes, etc. Se trata de procesos geológicos muy susceptibles de modificación por parte del hombre, como consecuencia de varias causas: Disminución del apoyo lateral de los materiales que componen un talud al realizarse una obra (p. ej. una carretera) al pie de éste. Sobrecarga de la parte superior de un talud con materiales de construcción u otros vertidos. Reducción de la coherencia del suelo producida por la deforestación. Saturación del terreno por exceso de riego agrícola. Prevención: en las cuencas pequeñas basta con saber la zona inundable, fácilmente determinable con criterios geológico-hidrológicos para poder tomar las medidas pertinentes como no construir en esas zonas. Sea cual sea el periodo de retorno de una inundación el nivel de previsibilidad es suficiente para tomar las medidas adecuadas.

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Reptación: Movimiento lento a favor de pendiente Solifluxión

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Coladas de barro

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Deslizamientos Desprendimientos

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Subsidencias y colapsos Zonas kársticas Suelos expansivos en terrenos arcillosos.

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Predicción, prevención y corrección de inestabilidades en el terreno Análisis de factores de riesgo. Mapas de peligrosidad. Medidas correctoras: Modificación de taludes, drenajes, revegetación de taludes, medidas de contención (muros, mallas, anclajes etc.) Más información

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INUNDACIONES Torrenciales. En cauces secos o en laderas montañosas. Solo llevan agua tras lluvias copiosas o en época de deshielo.

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Fenómenos de ladera – inundaciones relámpago Desastre de Biescas: agosto de 1996, 87 víctimas mortales. Los especialistas han estimado que la intensidad de la lluvia alcanzó los 500 litros por hora durante un espacio de 10 minutos en el barranco de Arás.  Este diluvio provocó una riada de 500 metros cúbicos por segundo, que arrastró 13.000 toneladas de sedimentos con 40.000 años de antigüedad, en una caída vertiginosa sobre las casi treinta presas de contención del barranco, a las que fue destruyendo, una tras otra, en una pendiente del 20% en tan sólo minuto y medio. Al caer la avalancha en el cono de deyección taponó el cauce artificial construido en los años cincuenta. Buscó otra salida y la encontró en la explanada ocupada por el camping junto a la confluencia del Arás con el río Gállego.

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Principales daños de crecidas y avenidas Muerte directa de personas y animales. Destrucción de cosechas y bienes personales. Destrucción de construcciones, puentes, carreteras,... Aparición de brechas o fracturas en diques y embalses, con riesgo de rotura. Gran erosión del terreno. Riesgo de epidemias: hepatitis, tifus,...

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Fluviales Las inundaciones fluviales están condicionadas por la propia dinámica de los ríos, siendo reguladas por la propia cuenca, gracias a la existencia de llanuras de inundación o vegas.

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Identificación y cuantificación del riesgo de crecidas Se elaboran mapas de riesgo, para lo que se necesitan una serie de datos: Velocidad de la corriente. Caudal del río. Volumen de agua que atraviesa una sección transversal de la corriente por unidad de tiempo (en m3/segundo). En un punto determinado: Q = A × V Q es el caudal A es la sección en un punto V es la velocidad, que depende directamente de la pendiente El caudal, a su vez, depende de factores como: Estación del año. Infiltración, que depende de la vegetación de cabecera y márgenes de los ríos, el tipo de roca y la presencia de urbanizaciones y asfaltados. infiltración escorrentía superficial inundaciones

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61 CONCEPTO DE HIDROGRAMA Gráfico que relaciona el caudal o cualquier otro parámetro hidrológico con el tiempo  relaciones precipitación - escorrentía Partes de un hidrograma

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62 Curva de concentración. Tramo comprendido desde que se inicia el aumento de caudal en el río como consecuencia de la lluvia hasta llegar al máximo. Se debe a la creciente acumulación de escorrentía, mayoritariamente escorrentía superficial. Punta del hidrograma. Valor de caudal máximo que ha generado el aguacero. Curva de descenso. Pasada la punta se inicia una disminución rápida de caudal hasta que cesa la escorrentía superficial. Curva de agotamiento. Tramo del hidrograma en que todo el caudal se debe al aporte de las aguas subterráneas.

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Los parámetros de tiempo son: Tiempo de crecida. El transcurrido entre el inicio de la crecida y la punta del hidrograma. Tiempo de respuesta o lag. El transcurrido entre el centro de gravedad del yetograma y la punta del hidrograma. Tiempo base. El transcurrido entre el inicio de la crecida y el final de la escorrentía superficial.

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El riesgo de inundaciones Las grandes lluvias son la causa principal de inundaciones, pero además hay otros factores importantes. Exceso de precipitación.- Los temporales de lluvias son el origen principal de las avenidas. Cuando el terreno no puede absorber o almacenar todo el agua que cae esta resbala por la superficie y sube el nivel de los ríos. Las lluvias pueden ser de origen: Frontal. Frentes que duran varios días y provocan grandes crecidas de los ríos, especialmente en invierno. Tormentas de verano. Muy localizadas, de duración corta pero mucha intensidad (desastre de Biescas) Temporales de levante (gota fría)

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Fusión de las nieves.- En primavera se funden las nieves acumuladas en invierno en las zonas de alta montaña y es cuando los ríos que se alimentan de estas aguas van más crecidos. Si en esa época coinciden fuertes lluvias, lo cual no es infrecuente, se producen inundaciones. El riesgo de inundaciones

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Rotura de presas.- Cuando se rompe una presa toda el agua almacenada en el embalse es liberada bruscamente y se forman grandes inundaciones muy peligrosas. Casos de este tipo, como el de la presa de Tous que se rompió en España, han sucedido en muchos países. El riesgo de inundaciones

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Actividades humanas.- Los efectos de las inundaciones se ven agravados por algunas actividades humanas. Al asfaltar cada vez mayores superficies se impermeabiliza el suelo, lo que impide que el agua se absorba por la tierra y facilita el que con gran rapidez las aguas lleguen a los cauces de los ríos a través de desagües y cunetas.  La tala de bosques y los cultivos que desnudan al suelo de su cobertura vegetal facilitan la erosión con lo que llegan a los ríos grandes cantidades de materiales en suspensión que agravan los efectos de la inundación. El riesgo de inundaciones

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La ocupación de los cauces por construcciones reduce la sección útil para evacuar el agua y reduce la capacidad de la llanura de inundación del río. La consecuencia es que las aguas suben a un nivel más alto y que llega mayor cantidad de agua a los siguientes tramos del río porque no ha podido ser embalsada por la llanura de inundación, provocando mayores desbordamientos. Por otra parte, el riesgo de perder la vida y de daños personales es muy alto en las personas que viven en esos lugares. Las canalizaciones solucionan los problemas de inundación en algunos tramos del río pero los agravan en otros a los que el agua llega mucho más rápidamente.

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El riesgo de inundaciones 5. Características de la cuenca de drenaje Principalmente la pendiente y el uso que se le esté dando a la zona inundable 6. Características de la red de drenaje Si coinciden varias cursos de agua en la misma zona, el riesgo potencial aumenta.

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Prevención de inundaciones Soluciones estructurales: Construcciones de diques. Aumento de la capacidad del cauce: ensanchamiento y dragados. Desvío de cauces. Reforestación y conservación del suelo. Laminación: construcción de embalses. Estaciones de control: pluviómetros y estaciones de aforo.

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Prevención de inundaciones Soluciones no estructurales: Ordenación del territorio y mapas de riesgo Planes de Protección Civil Modelos de simulación de avenidas mediante SIG.

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Ejercicio 11 Más información

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Riesgos meteorológicos Estos riesgos están asociados al sistema atmósfera-hidrosfera. En España, los vendavales (vientos muy fuertes) no son fenómenos excesivamente peligrosos, aunque a veces en el norte de España se han registrado rachas de viento cercanas a 190 km/h. (por encima de 75 km/h. la peligrosidad se define como alta). Las tormentas son uno de los fenómenos atmosféricos más espectaculares y, más virulentos. Son fenómenos producidos por un tipo de nubes, los cumulonimbos, nubes que se desarrollan cuando la atmósfera está inestable, es decir, aquellas condiciones en la que se generan importantes movimientos del aire en sentido vertical. Esto pasa cuando el aire es más frío de lo habitual en la parte más alta de la troposfera, lo que suele ocurrir cuando pasa un frente frío o bien en situaciones de bajas presiones. Las tormentas formadas por convección o por un frente frío suelen tener una duración corta ya que, cuando la tierra se enfría la tormenta se acaba. Las depresiones también pueden formar tormentas cuya duración suele ser más larga ya que se acostumbran a formar numerosos cumulonimbos. En las zonas del litoral también se producen formaciones de tormentas que pueden llegar a ser muy virulentas ya que las corrientes ascendentes tardan mucho en pararse porque el agua del mar se enfría muy lentamente. Y eso hace que se formen nubes de tormenta durante varias horas.

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Granizo: Cuando el tamaño es superior a los 5 mm recibe el nombre de piedra o pedrisco. Ciclón: viento huracanado que se traslada girando a gran velocidad, donde la presión atmosférica disminuye en su interior y adquiere una circulación rotacional organizada en el sentido contrario a las manecillas del reloj en el hemisferio norte, y en el sentido opuesto en el hemisferio sur. Huracán: viento muy fuerte con origen en el mar, remolino que se desplaza sobre la superficie terrestre girando en forma de espiral o acarreando humedad en enormes cantidades, y que al tocar áreas pobladas, generalmente causa daños importantes o incluso desastres. Tornado: vórtice o remolino de reducida extensión horizontal y gran intensidad, violento e impredecible que se prolonga hacia abajo desde la base de una nube de tormenta en forma de embudo. El término “tornado” procede del latín tonare que significa “girar”. El tornado es visible por la presencia de polvo succionado desde tierra y por la condensación de gotas de agua en su centro. Riesgos meteorológicos

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Riesgos inducidos por el hombre Modificando la acción de los agentes naturales: Alterando las cubiertas primitivas: los usos de la tierra, deforestación, fuegos, lluvia ácida que provocan la erosión del suelo y la desertización. Agricultura con cambio del curso de los ríos o explotación de acuíferos produce efectos colaterales como subsidencias (hundimientos graduales del terreno) y colapsos (hundimientos bruscos como consecuencia de la migración a otras zonas de materiales plásticos y salinos) Cambios en los climas locales por alteraciones del ciclo del agua y del carbono: desaparición de lagos y cambio climático. Mediante acciones directas: Urbanización y construcción de grandes superficies impermeables (intensifican la erosión y las inundaciones al disminuir la infiltración) Minería: cortas y escombreras, subsidencias Vías de comunicación lineales: evolución de laderas, impactos sobre el paisaje. Actividad industrial: lluvia ácida Obras hidráulicas: trasvases y embalses, afectan al equilibrio de la erosión, transporte y sedimentación con regresión en los deltas y disminución de las playas. Construcciones costeras como puertos.

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Riesgos inducidos por el hombre Subsidencias y colapsos:

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Riesgos geológicos mixtos Erosión y sedimentación Los embalses producen una acumulación de sedimentos en el vaso del embalse, que puede acabar con su colmatación. Aguas abajo del embalse, el río, ya libre de sedimentos, aumenta su capacidad erosiva, erosionará sus márgenes, afectando a los ecosistemas ribereños, y profundizará su lecho.

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Medidas de laminación La construcción de embalses aguas arriba es una medida muy eficaz . Se rebajan los caudales punta y se aumenta el tiempo de respuesta. Sirve para otros usos como aprovechamiento energético, regadíos, suministros urbanos. El inconveniente es que modifica el perfil del río aguas abajo y aguas arriba de la presa. Con embalse Sin embalse

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Sedimentos Perfil original Disminución de la velocidad y menor sedimentación Mayor erosión en los márgenes del cauce y profundiza el lecho Medidas de laminación

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Dinámica litoral y riesgos: Retroceso de acantilados. Interrupción de corrientes de deriva litoral. Alteraciones de deltas. Extracción de arena. Dinámica litoral y riesgos: Regeneración de playas o creación de otras nuevas. Movimiento de dunas. Cómo destruir una playa

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Galernas Una galerna es un temporal súbito y violento con fuertes ráfagas de viento del oeste al noroeste que suele azotar el Mar Cantábrico y sus costas, por lo general en la primavera y el otoño.   Aparecen en días calurosos y apacibles en los que la llegada de un frente frío viene acompañado de un cambio brusco de la dirección e intensidad del viento, que puede llegar a superar los 100 km/h. El cielo se oscurece y se produce un fuerte descenso de temperatura, de hasta 10ºC, y un descenso rápido de la presión atmosférica. La mar puede llegar a ser gruesa o montañosa y a todo ello se añaden unas cortas pero intensas lluvias.

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Medidas estructurales y no estructurales Construcción de dársenas para proteger embarcaciones Sirenas de aviso en playas (banderas, megafonía) Paneles informativos Seguros Protección civil Mapas de riesgo y ordenación del territorio Medidas de alarma No fiarse del buen tiempo Estudiar la previsión meteorológica Vigilar cambios de viento y nubes Regresar a puerto antes del mediodía Amarrar embarcaciones, despejar zonas de costa Proteger edificios orientados hacia la costa

Tags: geosfera riesgos

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