geología física - Universidad de Alcalá

GEOLOGÍA FÍSICA
III. EL HOMBRE Y EL MEDIO FÍSICO
1. Recursos hídricos, minerales y energéticos
Licenciatura en Biología
Universidad de Alcalá
Curso 2006/2007
GEOLOGÍA
GEOLOGÍA FíSICA
FíSICA
II. EL HOMBRE Y EL MEDIO FÍSICO
III.1. Recursos hídricos, minerales y energéticos
1.- Recursos naturales
2.- Recursos hídricos
3.- Recursos minerales
4.- Recursos energéticos
5.- Recursos minerales en España
Bibliografía específica recomendada:
Anguita y Moreno, 1993. Capítulo 6.
Calvo et al., 2001. Capítulos 10 y 11.
Pedraza, 1981. Capítulos 3.1 a 3.7.
Rebollo, 1998. Capítulo 9.
Strahler, 1979. Capítulo 1.
Tarbuck y Lutgens, 2000. Capítulos 11 y 21.
Craig et al., 2006.
http://www.uclm.es/users/higueras/yymm/MarcoNuevo.htm
1
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
1. RECURSOS NATURALES
Conceptos:
Recursos naturales: bienes materiales y servicios que proporciona la
naturaleza y que son valiosos para las sociedades humanas por contribuir a su
bienestar y desarrollo de manera directa (materias primas, minerales,
alimentos) o indirecta (servicios ecológicos indispensables para la continuidad
de la vida en el planeta).
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
1. RECURSOS NATURALES
Tipos de recursos naturales:
Existen dos clases de recursos naturales:
R.N. Renovables
Bienes de flujo
R.N. no Renovables
Flujo y ciclos de la naturaleza
Corto periodo de generación o regeneración (meses,
años, décadas)
Recurcos bióticos (bosques, pesca,…) o no limitados
(luz solar, mareas,…)
Posible pérdida por sobre explotación (deterioro,
sobreexplotaciones,…)
2
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
1. RECURSOS NATURALES
Tipos de recursos naturales:
Existen dos clases de recursos naturales:
R.N. Renovables
Bienes de base
R.N. no Renovables
Depósitos limitados
Largo periodo de generación o regeneración (siglos,
milenios, millones de años) en comparación con el
periodo de extracción
Recursos inertes (minerales, rocas) o limitados
(petróleo, gas natural,…)
Irreemplazables
Pérdida por explotación y sobreexplotación
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
1. RECURSOS NATURALES
El uso de los recursos naturales:
Incremento de la explotación de los recursos naturales por:
Incremento de la población mundial
Incremento del desarrollo industrial y tecnológico
3
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
1. RECURSOS NATURALES
El uso de los recursos naturales:
Los recursos naturales más empleados son:
Bióticos
Uso de los recursos de origen
biológico:
Hídricos
pesca
Del suelo
masa forestal
Minerales
Energéticos
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
1. RECURSOS NATURALES
El uso de los recursos naturales:
Los recursos naturales más empleados son:
Bióticos
Uso del agua:
Hídricos
Superficial
Del suelo
Subterránea
Minerales
Energéticos
Fines:
Alimenticios
Industriales
Ocio-deporte
4
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
1. RECURSOS NATURALES
El uso de los recursos naturales:
Los recursos naturales más empleados son:
Bióticos
Uso del suelo con fines:
Hídricos
Industriales
Del suelo
Construcción
Minerales
Energéticos
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
1. RECURSOS NATURALES
El uso de los recursos naturales:
Los recursos naturales más empleados son:
Bióticos
Minerales industriales
Hídricos
Minerales preciosos
Del suelo
Materiales de construcción
Minerales
Rocas industriales
Energéticos
Rocas ornamentales
5
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
1. RECURSOS NATURALES
El uso de los recursos naturales:
Los recursos naturales más empleados son:
Bióticos
Combustibles fósiles
Hídricos
Energía mareal
Del suelo
Energía eólica
Minerales
Energía solar
Energéticos
Energía geotérmica
Energía hidroeléctrica
Energía nuclear
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
1. RECURSOS NATURALES
El uso de los recursos naturales:
El uso de los recursos naturales puede llevar consigo:
Reducción de los recursos naturales: Explotación de yacimientos minerales.
Incremento de la contaminación: Contaminación producida por la combustión de
combustibles fósiles (carbón, petroleo,…)
6
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
1. RECURSOS NATURALES
Tipos de recursos naturales:
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
1. RECURSOS NATURALES
Recursos geológicos:
Los recursos geológicos pueden
clasificarse en grupos y tipos.
Cada uno de los tipos de
recursos geológicos tienen
diferentes aplicaciones o usos.
7
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
1. RECURSOS NATURALES
Recursos geológicos:
El concepto de recurso tiene importantes condicionantes económicos y geológicos:
Recurso: acumulación de materiales (en cualquier fase) susceptible de ser
explotados.
Especulativo
Hipotético
Posible
Probable
Probado
Disponibles
No disponible
Rentable
No rentable
Reserva: parte de los recursos que pueden ser extraídos con beneficios
económicos en las condiciones de mercado actuales y con el desarrollo
tecnológico actual.
R. Posible
R. Probable
R. Probado
Disponible
GEOLOGÍA FÍSICA
Rentable
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
1. RECURSOS NATURALES
Recursos geológicos:
8
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
2. RECURSOS HÍDRICOS
El agua superficial:
El agua superficial como recurso natural
Empleado con fines alimenticios, industriales,
recreativos,…
Incremento del uso con el incremento de la
población
Requiere de la construcción de balsas y
embalses.
Impacto ambiental y geológico
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
2. RECURSOS HÍDRICOS
Consumo de agua:
Los usos del agua en España
se distribuyen por sectores:
Regadío utiliza 24.200
Hm3/año, el 80% del
consumo.
Abastecimiento,
4.300Hm3/año, el 14% del
consumo.
Industria, 1.900 Hm3/año, el
6% del consumo.
9
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
2. RECURSOS HÍDRICOS
Gestión del agua:
Plan Hidrológico Nacional :
•
Regulación de cuencas fluviales.
•
Modernización de regadíos.
•
Abastecimientos urbanos.
•
Saneamiento y depuración de aguas residuales.
•
Programa de control y mejora de la calidad de las aguas superficiales y
subterráneas.
•
Regeneración hidrológico-forestal.
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
2. RECURSOS HÍDRICOS
El agua subterránea:
Agua subterránea: agua acumulada en materiales porosos por infiltración desde la
superficie.
Agua contenido en acuíferos es explotado para distintos usos: Agrícola,
abastecimiento, industrial
Peligro de sobreexplotación y desecación de acuíferos: subsidencias, incremento
de la salinidad, reducción de los recursos hídricos subterráneos.
Gestión:
Control de extracciones (volumen y calidad)
Control de la actividad superficial para evitar contaminaciones (actividad
agraria e industrial)
10
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
3. RECURSOS MINERALES
Yacimientos minerales:
Yacimiento:
Un yacimiento mineral es una concentración anormalmente alta de minerales
susceptibles de ser explotados.
Clasificación de yacimientos:
Los yacimientos se clasifican en función del proceso geológico gracias al que
se han formado:
Procesos exógenos
Procesos endógenos
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
3. RECURSOS MINERALES
Yacimientos minerales:
Procesos exógenos
Procesos endógenos
Procesos plutónicos
Procesos volcánicos
Procesos metamórficos
Lateritas y Yacimientos de oxidación: acumulación
de minerales por alteración de materiales
expuestos a las condiciones ambientales.
Yacimiento de enriquecimiento supergénico:
acumulación de minerales por lavado de otros
compuestos que conforman el suelo o depósito
mineral.
Yacimientos tipo placer: acumulaciones de
minerales en depósitos detríticos (arenas,
conglomerados,…) transportados por corrientes
fluviales.
Yacimientos de evaporitas: acumulación de
minerales por precipitación y cristalización de agua
con altos contenidos en compuestos disueltos.
11
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
3. RECURSOS MINERALES
Yacimientos minerales:
Procesos exógenos
Procesos endógenos
Procesos plutónicos
Procesos volcánicos
Procesos metamórficos
Yacimiento magmático: acumulación de
determinados minerales en materiales plutónicos
debido a la composición del magma.
Yacimiento de segregación magmática:
acumulación diferencial de minerales durante el
proceso de enfriamiento.
Yacimiento de inyección magmática:
acumulaciones de minerales en venas por las que
se ha introducido el magma.
Yacimiento de pegmatitas: acumulación de
minerales en grandes venas por las que ha
circulado el magma y/o fluídos hidrotermales
durante uno o más episodios, a muy alta presión y
temperatura.
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
3. RECURSOS MINERALES
Yacimientos minerales:
Procesos exógenos
Procesos endógenos
Procesos plutónicos
Procesos volcánicos
Procesos metamórficos
Yacimiento volcanogénico: acumulación de
determinados minerales asociados a procesos
volcánicos a moderada presión y temperatura.
Yacimiento exhalativo: asociado a emanaciones
gaseosas (fumarola, chimeneas) de origen
volcánico o subvolcánico.
Yacimiento hidrotermal: acumulaciones de
minerales debido a la precipitación de los
compuestos disueltos en agua a elevada
temperatura que ascienden desde el interior de la
corteza.
12
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
3. RECURSOS MINERALES
Yacimientos minerales:
Procesos exógenos
Yacimiento tipo Skarn: acumulación de
determinados minerales debido al metamorfismo
(alta temperatura) de rocas carbonatadas.
Procesos endógenos
Procesos plutónicos
Procesos volcánicos
Procesos metamórficos
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
3. RECURSOS MINERALES
Tipos de recursos minerales:
Recursos metálicos
Recursos no metálicos
O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, Ti,… son los más
abundantes
Ca, Na, K no se usan en su forma metálica
Cr y Mn (abundancia 0.01%) se emplean en
aleaciones
Elementos abundantes: concentración >0.01%
Fe, Al
Elementos poco abundantes: concentracion <0.01%
Pb, Cu, Zn, Hg, Pt, Ni, Au, Ag
Se extraen en forma de óxidos e hidróxidos
13
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
3. RECURSOS MINERALES
Tipos de recursos minerales:
Recursos metálicos
Recursos no metálicos
O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, Ti,… son los más
abundantes
Ca, Na, K no se usan en su forma metálica
Cr y Mn (abundancia 0.01%) se emplean en
aleaciones
Elementos abundantes: concentración >0.01%
Fe, Al
Elementos poco abundantes: concentracion <0.01%
Pb, Cu, Zn, Hg, Pt, Ni, Au, Ag
Se extraen en forma de óxidos e hidróxidos
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
3. RECURSOS MINERALES
Tipos de recursos minerales:
Recursos metálicos
Recursos no metálicos
Múltiples utilidades y aplicaciones:
Fertilizantes
Productos químicos
Abrasivos
Materiales de construcción
14
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
3. RECURSOS MINERALES
Recursos minerales No Metálicos:
Usos:
Empleados para mantener una alta productividad
de los cultivos
Fertilizantes
Productos químicos
Abrasivos
La mayoría son compuestos nitrogenados,
potásicos o fosfatados.
Materiales de construcción
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
3. RECURSOS MINERALES
Recursos minerales No Metálicos:
Usos:
Fertilizantes
Empleados para la elaboración de productos
químicos.
Productos químicos
Los más empleados son el azufre y la halita
Abrasivos
Materiales de construcción
15
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
3. RECURSOS MINERALES
Recursos minerales No Metálicos:
Usos:
Empleados para el pulido y desgaste de otros
materiales.
Fertilizantes
Productos químicos
Abrasivos
Materiales de construcción
Los más empleados son:
Diamante
Granate
Arenas cuarzosas
Feldespatos
Topacio
Corindón
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
3. RECURSOS MINERALES
Recursos minerales No Metálicos:
Usos:
Fertilizantes
Productos químicos
Abrasivos
Materiales de construcción
Materiales de origen diverso empleados en las
distintas construcciones y obras de ingeniería.
Naturales (sin modificar):
Áridos:
Arenas
Gravas
Rocas machacadas
Rocas ornamentales y techados:
Pizarra
Mármol
Granito
Otras rocas cristalinas
Modificados (elaborados):
16
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
3. RECURSOS MINERALES
Recursos minerales No Metálicos:
Usos:
Fertilizantes
Materiales de origen diverso empleados en las
distintas construcciones y obras de ingeniería.
Productos químicos
Naturales (sin modificar):
Abrasivos
Modificados (elaborados):
Aglomerantes:
Físicos: betunes y alquitranes
Químicos: cales, yesos, cementos
Productos cerámicos
Arcillas, feldespatos, bauxita,…
Ladrillería, azulejos, refractarios,...
Vidrios
Materiales de construcción
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Tipos de energía:
17
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Consumo energético:
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Consumo energético:
18
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Producción energética:
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Carbón:
El carbón es una roca sedimentaria combustible con más del 50% en peso y más
del 70% en volumen de materia carbonosa, formada por compactación y
maduración de restos vegetales superiores, como consecuencia de la
evolución de esta materia orgánica de origen vegetal que se acumula en
determinadas cuencas sedimentarias.
Una capa de un metro de carbón se forma
por compactación de unos 10 metros de limo
carbonoso.
Tipos de carbón en función de su evolución:
Turba Æ Lignito Æ Hulla Æ Antracita
19
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Carbón:
La evolución depende de la edad del carbón, así como de la profundidad y
condiciones de presión, temperatura, entorno, etc., en las que la materia
vegetal evolucionó hasta formar el carbón mineral.
El rango del carbón se determina en función de su contenido en materia volátil,
contenido en carbono fijo, humedad, poder calorífico, contenido en cenizas,
etc. A mayor rango, mayor es el contenido en carbono fijo y mayor el poder
calorífico, mientras que disminuyen su humedad natural y la cantidad de
materia volátil.
El contenido en azufre es determinante para su uso. A mayor contenido en
azufre, mayor contaminación y deterioro de las instalaciones de la central
térmica (horno). Por tanto, menor valor económico.
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Carbón:
Extracción a cielo abierto o en minería subterránea.
20
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Petróleo y gas natural:
El petróleo y el gas natural están constituidos casi exclusivamente por
hidrocarburos, es decir, compuestos orgánicos, más o menos complejos, de
Carbono e Hidrógeno, mezclados en proporciones diversas entre sí, y que
tiene un origen animal.
Los Hidrocarburos naturales se originan como un paso intermedio de la
degradación de la materia orgánica, en medio anaerobio, y en un rango
concreto de presiones y temperaturas.
Para poder ser explotables (extraíbles por bombeo), estos hidrocarburos han
de migrar a rocas porosas y permeables (las rocas almacén) y quedar
atrapados por algún mecanismo que impida que la migración los lleva hasta la
superficie: las trampas petrolíferas. Estas pueden ser de muy diversos tipos,
aunque las más comunes corresponden a pliegues anticlinales.
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Petróleo y gas natural:
Tipos de trampas:
21
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Petróleo y gas natural:
Yacimientos petrolíferos:
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Petróleo y gas natural:
Extracción:
Perforación de sondeos
Cuando el petróleo está sometido a presión (agua, gas natural,…) este puede
ascender solo.
Cuando se encuentra a baja presión se extrae por bombeo
En ocasiones se inyecta vapor o agua para aumentar la presión en la trampa
de petróleo, y que éste ascienda sólo, sin bombeo.
Se extrae hasta que el gasto de extracción iguala al de beneficio. Se
aprovecha entre un 25% y un 60% del yacimiento petrolífero.
22
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Petróleo y gas natural:
Extracción:
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Petróleo y gas natural:
Usos del petróleo:
23
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Energía geotérmica:
Empleo del calor del interior de la tierra para la producción de electricidad o el
calentamiento de agua para uso humano.
Perforación de sondeos para obtención de agua caliente y vapor.
Empleo de turbinas en plantas de transformación
Generación de Energía eléctrica
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Energía geotérmica:
24
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Energía geotérmica:
Áreas geotérmicas
Estaciones de bombeo
Canalizaciones
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Energía geotérmica:
Plantas de
transformación
Central eléctrica
Canalizaciones
25
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Energía mareomotriz:
Uso de las variaciones del nivel del mar por las mareas para producir energía
eléctrica.
Construcción de pseudoembalses o diques en zonas costeras sometidas a medias
y altas variaciones mareales.
El llenado y vaciado de esos embalses por la acción de las mareas produce el
movimiento de unas turbina que a su vez generan energía eléctrica.
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Energía mareomotriz:
26
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
4. RECURSOS ENERGÉTICOS
Energía solar:
Uso de la luz del sol para obtener energía eléctrica de manera directa o por el
calentamiento de agua para la obtención de vapor que, a través de turbinas,
permite obtener energía eléctrica.
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
5. RECURSOS GEOLÓGICOS EN ESPAÑA
Carbón:
27
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
5. RECURSOS GEOLÓGICOS EN ESPAÑA
Petróleo:
GEOLOGÍA FÍSICA
El hombre y el medio físico:
Recursos hídricos, minerales y energéticos
5. RECURSOS GEOLÓGICOS EN ESPAÑA
Minerales
28
GEOLOGÍA FÍSICA
III. EL HOMBRE Y EL MEDIO FÍSICO
1. Recursos hídricos, minerales y energéticos
Licenciatura en Biología
Universidad de Alcalá
Curso 2006/2007
29