CTM. SELECTIVIDAD. Preguntas y respuestas.

Ahí van las respuestas:
1.- ¿Qué es el albedo planetario?
¿Crees que es invariable para toda la tierra? ¿Cómo le afectaría la deforestación
masiva?
La respuesta la encontraréis muy bien explicada, con foto incluida, en la siguiente página web:
http://www.windows2universe.org/earth/albedo.html&lang=sp
La siguiente foto de los Andes, entre Chile y la Argentina en Suramérica, fue obtenida
desde la Estación Espacial Internacional en diciembre del 2000. Los glaciares y nieve se
encuentran en la parte superior de las montañas. Los lagos en los valles entre las
montañas recogen el agua de la nieve y el hielo que se derrite durante cada primavera y
verano. Los científicos han encontrado que los glaciares más pequeños en esta área se
están derritiendo rápidamente a medida que la Tierra se calienta más:
En esta vista podemos
ver que hay gran
cantidad
de
cosas
cubriendo a la tierra.
Todas esas cosas como suelos, rocas,
agua, bosques, nieve, y
arena
se
ven
diferentes desde arriba.
Diversos
materiales
como éstos tienen
maneras diferentes de
interaccionar con la
energía solar que llega
hasta nuestro planeta.
Las superficies oscuras,
como el océano y los bosques, reflejan muy poco de la energía solar que llega a ellos.
Las partes de color claro de la superficie del planeta, como la nieve y el hielo, reflejan
casi toda la energía solar que llega a ellas.
La cantidad de energía reflejada por una superficie se llama albedo. El albedo se mide
de cero a uno (a veces se mide en porcentaje).


Los colores muy oscuros tienen un albedo cerca de cero (o cerca del 0%).
Los colores muy claros tienen albedo cerca de uno (o cerca de 100%).
Debido a que gran parte de la superficie de la tierra y los océanos son oscuros en color,
tienen un albedo bajo. Absorben gran cantidad de la energía solar que llega hasta ellas,
reflejando solamente una pequeña fracción de ella. Los bosques tienen albedo bajo,
cerca de 0.15. Por otra parte, la nieve y el hielo, son de color muy claro. Tienen albedo
muy alto, tanto como 0.8 ó 0.9, y reflejan la mayoría de la energía solar que llega a
ellos, absorbiendo muy poco.
El albedo de todas estas superficies combinadas se llama albedo planetario. El albedo
planetario de la tierra es aproximadamente 0.31. Eso significa que alrededor de un tercio
de la energía solar que llega hasta la tierra es reflejada de vuelta al espacio y solo se
absorbe cerca de dos tercios. El albedo de la luna es de 0.07, lo que significa que solo se
refleja 7% de la energía que llega a ella. El albedo de los planetas distantes, tan distantes
que son difíciles de estudiar con telescopios, podría ser muy provechoso para los
científicos que intentan determinar de qué está hecho un planeta.
El clima de la Tierra depende de la cantidad de radiación solar que es reflejada de vuelta
al espacio y a la cantidad que se absorbe. Si el clima de la Tierra es más frío y hay más
hielo y nieve en el planeta, más cantidad de radiación solar es reflejada hacia el espacio
y el clima sería mucho más frío. Por otra parte, cuando el calentamiento hace que se
derritan el hielo y la nieve, quedan expuestas una superficie de tierra y un océano más
oscuros, y menos cantidad de energía solar es reflejada de vuelta al espacio, lo que
originaría más calentamiento. Esto se conoce como retroalimentación hielo-albedo.
Las nubes también tienen un efecto importante sobre el albedo. Tienen un albedo alto y
reflejan gran cantidad de energía solar hacia el espacio. Diversos tipos de nubes reflejan
diversas cantidades de energía solar. Si no hubiera nubes, el albedo promedio de la
tierra disminuiría a la mitad.
2.- Ciclo hidrológico:
b) Describe un ciclo de corto recorrido o uno de largo recorrido haciendo una
estimación temporal del mismo.
Tras explicar el ciclo del agua (ciclo externo fundamentalmente) de la página 98 del libro de
CTM, se comenta el significado de ciclo corto y ciclo largo del agua:
Ciclo corto del agua:
Consiste básicamente en los procesos de evaporación (incluida la evapotranspiración) de
océanos y continentes, precipitación sobre continentes y océanos, y aguas de escorrentía que
discurren por la superficie terrestre (lagos y ríos).
Ciclo largo del agua:
Son aquellos procesos del ciclo del agua cuyo tiempo de renovación es muy elevado. Son
básicamente las aguas de infiltración o aguas subterráneas cuyo tiempo de renovación puede
alcanzar hasta 4.500 años en las capas subterráneas profundas. El agua de los glaciares cuyo
tiempo de residencia puede prolongarse hasta 16000 años. El agua de las profundidades de
los océanos que puede permanecer en ellos hasta unos 3100 años y finalmente, el agua que se
incorpora a la materia viva (biosfera), cuyo tiempo de residencia es muy variable
dependiendo de si el agua queda fijada en las biomoléculas de las estructuras celulares (en
este caso no retornaría al ciclo hidrológico hasta que no fuesen degradadas por la acción de los
descomponedores, lo que puede prolongarse cientos o miles de años) o, por el contrario, sólo
sirve para hidratar las células y tejidos y ejercer como vehículo de transporte (en este caso,
retornaría al ciclo hidrológico en un plazo de tiempo relativamente breve (segundos, minutos y
horas) a través de la respiración celular como vapor de agua o bien al morir el organismo,
(horas, días o años dependiendo de la longevidad de cada especie).
Volumen (Km3)
Mares y océanos
Glaciares
Atmósfera
Biosfera
Aguas superficiales
continentales
Aguas subterráneas
%
1457x103
33610x103
15x103
200x103
275x103
96,8
2,233
0,001
0,013
0,0181
Tiempo promedio de
renovación (años)
10 a 3100
16000
10 días
Desde segundos a miles de años
10 a 100
14100x103
0,937
300 a 4500
3.- La agricultura y la ganadería, han repercutido fuertemente en los procesos de
erosión y desertificación. ¿Puedes justificar suficientemente este hecho?
En el dibujo 10.41 de la página 280 del libro de CTM se representan algunas de las
actividades humanas responsables de la regresión de los ecosistemas a etapas o fases
seriales más primitivas, con menor grado de madurez, es decir, con un menor
desarrollo del suelo y con una menor diversidad de especies.
Entre esas actividades se encuentran la agricultura y ganadería. La primera, al roturar
el terreno para implantar una única especie vegetal (monocultivo), provoca la
degradación del ecosistema hacia etapas más primitivas, de menor biodiversidad.
Impide que la sucesión ecológica pueda avanzar como consecuencia de las actividades
agrícolas manteniendo un ecosistema artificial, con una sola especie vegetal. El
sistema agrícola se mantiene gracias al aporte de nutrientes en forma de abonos y a la
lucha contra las plagas aplicando todo tipo de plaguicidas. El suelo, sin embargo, al
haber eliminado el bosque original (etapa clímax) para mantener en su lugar el cultivo
agrícola, queda menos protegido frente a la erosión por acción de los agentes
geológicos (en especial el agua de lluvia), de tal manera que si no se allana y nivela
bien el terreno antes de cultivarlo la tasa de erosión del suelo puede ser muy elevada
pudiendo condenar la zona a la desertificación.
En cuanto a la ganadería, el proceso es muy similar. Para que el ganado pueda
aprovechar el estrato herbáceo como alimento es preciso primero eliminar los estratos
arbustivo y arbóreo provocando de este modo la degradación del ecosistema y la
pérdida de biodiversidad. Si el pastoreo del ganado en la zona es muy intensivo,
incluso las plantas herbáceas tendrían dificultad para poder rebrotar quedando así el
suelo a merced de la erosión por acción de los agentes geológicos. Si la tasa de erosión
del suelo fuese muy elevada la región se desertificaría y no sería posible la
recuperación del ecosistema. Sería necesario que volviese a iniciarse la sucesión
primaria con nueva formación de suelo, proceso que llevaría miles o millones de años.
Sería interesante mencionar la dehesa como admirable ejemplo de equilibrio entre
explotación y conservación, al ser el paisaje más característico de Extremadura y uno
de los más singulares de nuestro país (página 280 del libro de CTM).
4.- ¿Qué es un hidrograma? // ¿Qué efectos tendria sobre dicho hidrograma la construcción
de una presa en el curso del río?
El hidrograma es un gráfico que muestra la variación del caudal de agua de un río,
arroyo, torrente, etc., en relación al tiempo (m3/seg, por ejemplo).
Permite observar:




las variaciones del caudal a lo largo del año.
el caudal máximo de avenida o inundación.
el aporte de las aguas subterráneas.
las variaciones estacionales del caudal.
Los hidrogramas son útiles, entre otras cosas, para comparar los tiempos de descarga y
caudales máximos de varias corrientes o cuencas hidrográficas, para así conocer las diferencias
entre sus capacidades de respuesta ante avenidas.
Se requiere un conocimiento completo del hidrograma, es decir la variación en el
tiempo del caudal en un determinado tramo del río en el cual se pretende construir un
embalse o proteger un bien existente (cultivos, ganado, poblaciones ribereñas, etc.). Una
vez construido el embalse, el hidrograma aguas debajo de la presa mantendría unos
valores más o menos constantes y casi invariables en relación al tiempo, ya que
precisamente una de las funciones de los embalses es regular el caudal de los ríos
evitando en lo posible los efectos catastróficos de las inundaciones.
5.- Definir el concepto de inversión térmica e indicar qué condiciones atmosféricas
propician su aparición y cuáles son sus consecuencias desde el punto de vista de la
contaminación.
La inversión térmica es un fenómeno atmosférico por el cual la temperatura de la troposfera
aumenta con la altitud. Es, justamente, lo contrario de la situación normal de la troposfera, en
la que la temperatura disminuye con la altitud.
La situación de inversión térmica suele aparecer cuando en las noches despejadas, el suelo se
enfría antes que las capas de aire que están sobre él. Como consecuencia, las masas de aire
próximas al suelo ceden su calor a éste enfriándose también. De este modo, tendríamos que
las masas de aire en contacto con el suelo tendrían una temperatura menor que el aire de las
capas altas de la troposfera: situación de inversión térmica. En estas condiciones, los
contaminantes emitidos a la atmósfera no se dispersarían hacia las capas altas, quedando
atrapados en las zonas más bajas de la atmósfera y haciendo aumentar la concentración de
gases contaminantes a ras de suelo.
Otras causas de la inversión térmica son la llegada de aire frío a regiones cálidas (frentes fríos),
el descenso de aire frío en zonas de alta presión atmosférica (anticiclones) o las brisas de valle.
6.- ¿En qué consiste la Evaluación o el Estudio de Impacto Ambiental (EIA)?
La EIA es un proceso jurídico-administrativo que pretende estimar los efectos que un
determinado proyecto o actividad puede ejercer sobre el medio ambiente. Pretende identificar
los elementos o factores del medio en relación con las actividades que se pretende realizar,
valorando los posibles impactos, así como predecir los efectos y proponer alternativas y
medidas correctoras. Algunos de los proyectos que, según la ley, requieren la realización de un
estudio de impacto ambiental son: refinerías de petróleo, plantas de tratamiento de residuos
radiactivos, tóxicos y peligrosos, centrales térmicas, hidroeléctricas y nucleares, obras de
infraestructuras (carreteras, autovías, aeropuertos, puertos, vías férreas, etc.), actividades
mineras, repoblaciones forestales, depuradoras de aguas residuales, campings y centros de
ocio en la naturaleza, etc. (Solucionario del libro de texto de CTM de la editorial Oxford, esta
pregunta viene en la página 257).
7.- ¿Qué es la Matriz de Leopold?
Es una tabla de doble entrada que suele ser muy utilizada en los EIA y pretende relacionar las
acciones que pueden causar efectos ambientales con los factores del medio. En las columnas
figura una lista de actividades que se desarrollarán en el proyecto o actividad que se desea
acometer; en las filas, figura una relación de indicadores de impacto, es decir, de factores del
medio susceptibles de sufrir impacto. En total se pueden reflejar 100 acciones y 88 factores,
por lo que podrán aparecer 8.800 interacciones potenciales. La matriz de Leopold permite
identificar grandes impactos, es fácil de aplicar, económica y muy adaptable. No obstante,
puede tener un exceso de subjetividad y adolece de un marcado carácter generalista (página
232 del Solucionario del Libro de Texto de CTM, editorial Oxford).
8.- a) ¿Cuáles son y de dónde proceden los contaminantes que destruyen la capa de
ozono?
La molécula de ozono es un oxidante muy fuerte y puede reaccionar con algunas
moléculas que alcancen la Estratosfera, como los CloroFluoroCarbonos (CFC),
liberados a la atmósfera como consecuencia de la actividad humana. Éstos se
fabricaron en grandes cantidades en el siglo pasado en la industria del frío
(frigoríficos y aparatos de aire acondicionado) y como aerosoles y espumantes en
los equipos contra incendios. Los CFC son inertes (no reaccionan con otras
moléculas en las condiciones atmosféricas normales). Sin embargo, al no
combinarse en la troposfera, pueden alcanzar la estratosfera, donde la potente
radiación ultravioleta (UVA) solar sí es capaz de descomponerlos, desprendiendo
átomos de Cloro (Cl) que actúa como catalizador (un catalizador químico es una
sustancia que está presente en una reacción química para que se lleve a cabo con
más rapidez, pero no se consume en la reacción, recuperándose al final de la misma
y estando en disposición de volver a reaccionar con nuevas moléculas) en una serie
de reacciones químicas cuyo resultado final es la destrucción del ozono:
2 O3 + Radiación UVA
3 O2
Se ha estimado que durante su estancia en la estratosfera de, al menos, 100 años,
cada átomo de Cloro puede destruir unas 100.000 moléculas de ozono antes de
desaparecer tras reaccionar con los óxidos de nitrógeno.
Para tratar de frenar el deterioro de la capa de ozono, a partir del Protocolo de
Montreal (Canadá) de 1987 se prohibió el uso y fabricación de CFC.
Otros gases responsables de la destrucción del ozono estratosférico son los óxidos
de nitrógeno (NOx) que, a través de una serie de reacciones tiene el mismo
resultado final que ya hemos visto para los CFC (misma reacción química). La mayor
parte de los NOx de la atmósfera se deben a las actividades humanas y provienen
de la combustión de los carburantes fósiles, de la fabricación de fertilizantes
(nitratos, necesarios para el crecimiento vegetal en la agricultura), pruebas
nucleares atmosféricas y emisiones de los aviones. La reacción entre el N2 y el O2
del aire es muy endotérmica, es decir, necesita de altas temperaturas para que se
lleve a cabo, lo que se consigue en el interior de los motores de combustión y de la
industria (de 1300ºC a 2500ºC). Así que las emisiones de NOx de origen antrópico a
la atmósfera son mucho más importantes que las de origen natural, ya que se
necesitan muy altas temperaturas para que puedan formarse (en el medio natural
sólo se generan durante las tormentas acompañadas de aparato eléctrico y
fenómenos volcánicos).
Otros compuestos químicos que pueden destruir la capa de ozono son el cloruro
sódico (ClNa) y el ácido clorhídrico naturales, liberados por el mar y por las
erupciones volcánicas.
Respuesta elaborada a partir de las páginas 76, 83 y 84 del libro de texto.
b) ¿Cuáles son los denominados gases invernaderos?
Como sabes, la temperatura de la Tierra sería mucho más baja (-20ºC) si la
atmósfera no devolviera a la superficie terrestre parte del calor solar que irradia, lo
que permite mantener en 15ºC la tempetaruta media del planeta. Es lo que se
conoce como efecto invernadero natural (consultar la página 45 del libro de texto
para tener una idea más precisa de este proceso).
El CO2 del aire es el gas más importante responsable del efecto invernadero
natural. En la actualidad, la acción humana está provocando un aumento del CO2
debido a la quema de combustibles fósiles, incendios forestales, industria del
cemento y la desforestación. El aumento de la concentración de CO2 lleva a un
incremento del efecto invernadero, lo que tiene como consecuencia un aumento en
la temperatura global del planeta.
Otros gases también responsables del efecto invernadero ya que, al igual que el
dióxido de carbono (CO2), también absorben la radiación infrarroja (radiación de
calor) aunque en mucha menor medida debido a su menor concentración en la
atmósfera, son el vapor de agua, el metano (CH4), los CFC, los óxidos de
nintrógeno (NOx) y el ozono (O3).
Como aportación original a esta pregunta se podría incluir el riesgo de emisión a la
atmósfera de grandes cantidades de CH4 que en la actualidad se encuentra
atrapado en el suelo helado (permafrost) de la tundra ártica (Siberia rusa y norte de
Canadá) o en los sedimentos del fondo de los océanos. Si el calentamiento global
continúa, el suelo podría deshelarse y el agua del océano al calentarse podrían
liberar a la atmósfera enormes cantidades de metano, gas que absorbe con mayor
eficacia la radiación infrarroja y que tiene, por tanto, un efecto invernadero más
potente que el CO2. Si esto llegase a ocurrir, el aumento de la temperatura media
de la Tierra sería más rápido y elevado en el tiempo, con consecuencias sobre el
clima terrestre a más corto plazo.
Respuesta elaborada, en parte, a partir de la página 85 del libro de texto.
9.- Función protectora de la atmósfera.
a) ¿Qué tipo de radiaciones solares alcanzan la superficie terrestre y cuáles
elimina la atmósfera? ¿En qué capas?
Gran parte de la radiación solar que alcanza las capas altas de la atmósfera no llega
a la superficie terrestre. Así, al llegar a la Ionosfera se absorben las radiaciones de
onda corta y alta energía, como los rayos ganma (γ), los rayos X y parte de la
radiación ultravioleta (UVA). Además, en la Ozonosfera, se absorben las
radiaciones UVA, por lo que al entrar en la Troposfera las radiaciones de alta
energía, las más perjudiciales para los seres vivos, prácticamente han desaparecido.
De esta manera, la atmósfera actúa como filtro protector de las radiaciones.
Respuesta elaborada de la página 45 del libro de texto.
b) ¿Qué importancia tiene este hecho?
La absorción de las radiaciones de alta energía del espectro solar por parte de las
capas altas de la atmósfera, tiene una extraordinaria importancia para la vida en el
planeta, ya que son precisamente estas radiaciones de onda corta y de alta energía
las que tiene un efecto mutágeno más potente sobre el material genético de las
células, interfiriendo gravemente sobre el metabolismo celular y los procesos
biológicos. Por ejemplo, la destrucción o disminución de la capa de ozono tendría
como consecuencia que la radiación UVA alcanzase la superficie terrestre,
provocando la muerte del fitoplancton (algas microscópicas unicelulares que se
desarrollan en la superficie de los océanos y que carecen generalmente de
estructuras de protección frente a las radiaciones ya que necesitan captar la luz
para realizar la fotosíntesis). Este último, y no la vegetación de los continentes,
además de ser la base de la red trófica marina (productores), es el mayor
responsable del mantenimiento de la proporción de O2 en la atmósfera gracias a la
fotosíntesis. Si la proporción de O2 en la atmósfera se viese alterada, las
consecuencias sobre la vida en la Tierra serían imprevisibles.
10.- Desde la perspectiva de la fragilidad visual, analiza cómo podría verse afectada
la falda de una montaña cubierta de árboles por los impactos generados por:
a) La construcción de una carretera comarcal.
b) La construcción de un parque eólico.
La alteración que un paisaje sufre ante una actuación determinada se denomina
fragilidad visual y depende de diversos factores: la cuenca visual, la pendiente y
orientación, la presencia de vegetación, los elementos culturales que posea y la
accesibilidad.
Respecto a la cuenca visual, cuanto más visible es un paisaje desde una mayor
distancia, mayor fragilidad visual va a tener porque una determinada actuación
sobre el paisaje va a ser visible por un mayor número de personas, como es el caso
de la construcción de una carretera comarcal o de un parque eólico sobre la ladera
de una montaña.
En cuanto a la pendiente y orientación, las zonas más elevadas, de mayor
pendiente, son más visibles como ocurre en este caso al tratarse de la ladera de una
montaña, y las orientaciones más iluminadas (de solana, hacia el sur y oeste) son
más visibles también que las de umbría (las orientadas al norte).
La presencia de elementos culturales, un embalse, un puente, una iglesia, una
carretera o un parque eólico como en este caso, etc., singulariza el paisaje, focaliza
nuestra visión y hace que nos fijemos más en estos elementos que en el resto por lo
que cualquier actuación cultural, sobre todo si es considerada negativa por el
observador, provoca una mayor fragilidad visual en un paisaje.
En relación a la vegetación, ésta facilita la absorción visual atenuando el impacto
sobre el paisaje aunque esta capacidad para disimular los impactos está relacionada
con la altura de la vegetación (la absorción visual sería máxima en este caso por
tratarse de vegetación arbórea), su densidad (la absorción visual aumenta al
aumentar también el número de ejemplares por unidad de superficie) y la época del
año, especialmente si es una vegetación de hoja caduca.
Finalmente, la accesibilidad, el número de obervadores potenciales de un paisaje,
hace mucho más frágil a un paisaje ya que cualquier actuación sobre él va a ser vista
por un mayor número de personas. Los paisajes situados junto a las ciudades o en
las proximidades de las vías de comunicación (carreteras, ferrocarriles, puertos,
etc.), como en este caso, son mucho más frágiles.
En resumen, tanto la construcción de una carretera como la de un parque eólico
provocaría un gran impacto visual sobre la ladera de una montaña que se
traduciría en una mayor fragilidad visual de ese paisaje ya que afectaría
negativamente a la mayoría de los factores que determinan la fragilidad visual de
un paisaje, como acabamos de ver.
Respuesta elaborada a partir de la página 364 del libro de texto.
11.- ¿En qué se diferencian la DBO y la DQO?
La DBO es la demanda biológica de oxígeno y mide la cantidad de oxígeno que
consumen los microorganismos (baceterias y hongos) para conseguir la degradación
(descomposición) aerobia de la materia orgánica existente en una muestra de agua
(en realidad, casi nunca llega a degradarse toda la materia orgánica del agua). Como
resultado de esa descomposición aerobia (respiración celular de los
microorganismos), el agua se enriquecería en fosfatos, sulfatos carbonatos, nitratos
y se desprendería también CO2 como gas principal. El agua potable no debe
sobrepasar los 3 mg de O2/Litro de agua. El agua que sale de una depuradora de
aguas residuales que vierte a un río, debe tener una DBO menor de 20 mg de
O2/Litro de agua. Se puede añadir la forma de calcular la DBO (consultar la página
122 del libro de texto).
La DQO mide la cantidad de oxígeno que consume un oxidante químico fuerte que
se añade al agua como el permanganato potásico. En este caso, la oxidación no es
selctiva ya que se oxida toda la materia orgánica e inorgánica existente en el agua y
por eso los valores de la DQO siempre son más altos que los de la DBO. Además, la
oxidación es más enérgica (se oxida toda la materia orgánica existente en el agua)
que la producida por los microorganismos.
La determinación de la DQO es más rápida, pero la DBO nos da una idea más real de
la capacidad de autodepuración que tiene el agua, que es lo que de verdad interesa.
Respuesta elaborada a partir de la página 122 del libro de texto.
12.- La dehesa en Extremadura representa un admirable ejemplo de equilibrio
entre explotación y conservación. Justifica esta afirmación.
Las dehesas se asientan, en general sobre suelos pobres en nutrientes, de escaso
desarrollo, erosionables y con riesgo de desecación si desaparece el arbolado. El
estrato arbóreo de la dehesa, aunque aclarado, aporta materia orgánica al suelo y
lo enriquece en nutrientes, aumenta la humedad relativa del aire al bombear agua
mediante evapotranspiración (una hectárea con 40 o 50 encinas de porte medio
puede bombear al año hasta cien millones de litros de agua) a la vez que protege el
suelo de la erosión. Tanto el estrato arbóreo como el estrato herbáceo aportan
alimento y protección tanto al ganado como a la fauna salvaje manteniendo una
elevada biodiversidad. El paisaje de dehesa adquiere así un alto valor
socioeconómico, cultural e histórico que se ha mantenido desde la Edad Media.
13.- En cuanto a temperaturas y precipitaciones, ¿qué es lo que caracteriza al clima
mediterráneo, común a la mayor parte de la geografía extremeña?
Se caracteriza por dos periodos estacionales muy distintos: uno invernal, de
temperaturas suaves y precipitaciones moderadas, que se extiende desde el otoño
hasta mediada la primavera, y otro estival, con altas temperaturas y prolongada
ausencia de lluvias que abarca desde mediados del mes de mayo a los primeros
días de octubre, interrumpido por tormentas ocasionales.