Componentes y Funcionamiento del Medio Ambiente

Definición y Factores Clave

El medio ambiente se define como el conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos, a corto o largo plazo, sobre los seres vivos y las actividades humanas. Los factores que influyen en el medio ambiente se clasifican en:

• Físicos: Relieve, temperatura y disponibilidad de agua, que determinan las características ambientales.
• Químicos: Salinidad, pH del agua, concentración de O₂ y CO₂, que favorecen o impiden el desarrollo de los seres vivos.
• Biológicos: Interrelaciones entre los seres vivos, principalmente de tipo alimenticio.
• Sociales: Exclusivos del ser humano, donde la forma de vida influye sobre las personas y otros seres vivos.

El Planeta como Sistema

Un modelo es una representación simplificada de la realidad que permite visualizar las variables y relaciones entre ellas. La Tierra se considera un sistema cerrado que recibe y pierde energía, autorregulando su temperatura a 15ºC, lo que permite la existencia de agua líquida y vida. Este sistema se compone de varios subsistemas:

• Atmósfera: Capa gaseosa más externa.
• Hidrosfera: Capa discontinua de agua (líquida y hielo) que envuelve la superficie sólida del planeta. Forma parte de los seres vivos y la atmósfera.
• Geosfera: Componente rocoso de mayor volumen.
• Biosfera: Conjunto de todos los seres vivos que habitan la Tierra, ocupando la parte inferior de la atmósfera, la superficie de la litosfera y parte de la hidrosfera.

Estos componentes se relacionan en un equilibrio dinámico a través de:

• La regulación del clima terrestre, en la que intervienen la atmósfera y la hidrosfera.
• El ciclo del agua, que recorre todos los sistemas mediante cambios de estado.
• Los ciclos biogeoquímicos, donde los elementos circulan por los diferentes subsistemas.

La Atmósfera: Composición, Estructura y Funciones

Composición de la Atmósfera

El aire es una mezcla de gases:

• Mayoritarios: O₂, Argón, CO₂.
• Minoritarios: CH₄, NH₃, NO₂, N₂O, SO₂, O₃, CO.
• Variables: Vapor de agua.

También contiene aerosoles, partículas en suspensión en la parte baja de la atmósfera, como partículas salinas, humos, cenizas, microorganismos y polen.

Estructura de la Atmósfera

La atmósfera se divide en varias capas:

• Troposfera: Alcanza hasta 12 km. Contiene el 75% de la masa total de la atmósfera, todo el vapor de agua y partículas en suspensión. En ella se desarrollan los fenómenos meteorológicos y los movimientos de aire que determinan el clima. La temperatura desciende con la altura según el Gradiente Térmico Vertical (GTV) hasta -70ºC en la tropopausa. En los primeros 500 m se encuentra la capa sucia, donde se concentran las partículas en suspensión. Aquí ocurre el efecto invernadero, causado por gases que absorben la radiación infrarroja emitida por la superficie, provocando una contrarradiación que calienta el aire.
• Estratosfera: Se extiende hasta los 50 km (estratopausa). Entre 15 y 35 km se encuentra la capa de ozono, que absorbe la radiación ultravioleta (UVA). Los movimientos de aire son horizontales. El aumento de temperatura se debe a la absorción de UVA.
• Mesosfera: Entre 50 y 80 km. La temperatura disminuye hasta -80ºC. En ella se observan estrellas fugaces.
• Termosfera o Ionosfera: Se extiende hasta la termopausa (600 km). Los átomos de O₂ y las moléculas de N absorben rayos X y gamma, provocando su ionización. La temperatura puede alcanzar los 1000ºC.
• Exosfera: Última capa, con una densidad similar a la del espacio exterior.

Funciones de la Atmósfera

• Filtro protector: Las capas altas actúan como filtro, protegiendo a los seres vivos de los rayos X y gamma. En la estratosfera, el O₃ absorbe la radiación UVA.
• Reguladora del clima: Crea condiciones térmicas especiales que permiten la vida:
  • El aumento del albedo (reflexión de la radiación solar) por partículas de polvo, nubes o superficies blancas, conduce a un enfriamiento progresivo.
  • El efecto invernadero natural, capaz de absorber y contrarrestar la radiación infrarroja, permite una temperatura media de 15ºC.
  • La circulación general de la atmósfera redistribuye la energía solar, disminuyendo las diferencias de temperatura entre latitudes.

Humedad y Formación de Nubes

• Humedad absoluta: Masa de vapor de agua en 1 m³ de aire.
• Humedad relativa: Cantidad de vapor de agua en 1 m³ en relación con la máxima posible.
• Punto de rocío: Temperatura a la que la humedad relativa alcanza el 100%, provocando la condensación del vapor de agua.

Formación de nubes: Cuando una masa de aire se eleva, se expande y enfría hasta el punto de rocío. El vapor se condensa y forma la nube. Si las gotas crecen, precipitan.

Efecto Foehn: Una masa de aire húmedo asciende al encontrarse con montañas. Se enfría según el Gradiente Adiabático Seco (GAS) hasta la condensación, y luego según el Gradiente Adiabático Húmedo (GAH). Se forman nubes y puede llover. Al rebasar el relieve, el aire desciende y se calienta, primero según el GAH hasta el nivel de condensación, y luego según el GAS.

Contaminación Atmosférica

Contaminante atmosférico: Sustancia química o forma de energía presente en la atmósfera en una concentración y tiempo suficientes para producir un efecto medible en los seres vivos o materiales.

Emisión: Liberación de contaminantes a la atmósfera por fuentes contaminantes.

Factores que influyen en la dispersión de contaminantes:

• Características de la emisión (naturaleza del contaminante y altura del foco emisor).
• Condiciones atmosféricas (anticiclones, borrascas, temperatura del aire, vientos, precipitaciones, insolación).
• Características geográficas (influencia en el origen de brisas que arrastran o acumulan contaminantes).

Smog: Contaminación originada por la combinación de aire con contaminantes y niebla en situaciones anticiclónicas, que provocan su acumulación en las capas bajas de la atmósfera.

Lluvia ácida: La lluvia normal tiene un pH ligeramente ácido debido al CO₂ atmosférico, que reacciona con el vapor de agua formando ácido carbónico. La contaminación con óxidos de azufre (S) y nitrógeno (N) forma ácidos que disminuyen aún más el pH. Efectos:

• Corrosión de metales y descomposición de materiales de construcción.
• Acidificación de ecosistemas acuáticos, causando la muerte de peces.
• Acidificación del suelo y destrucción de bosques.

La Hidrosfera: Ciclo Hidrológico y Acuíferos

Ciclo hidrológico: Flujo continuo de agua que, en diferentes formas, circula por la atmósfera, litosfera, hidrosfera y biosfera.

Efectos de las corrientes superficiales: Regulan el clima en zonas costeras, modelan las costas y producen afloramientos.

El Niño/La Niña:

• Situación normal: Los vientos alisios empujan el agua superficial, provocando afloramientos en Sudamérica (altas presiones y precipitaciones escasas) y lluvias abundantes en Australia e Indonesia.
• El Niño: Vientos alisios débiles, cese del afloramiento, disminución de nutrientes y alteración de los patrones climáticos.
• La Niña: Vientos alisios intensos, intensificación de las condiciones atmosféricas normales.

Acuíferos

• Acuífero: Formación geológica o capa subterránea porosa y permeable capaz de almacenar y permitir la fácil circulación del agua.
• Acuícludo: Formación geológica capaz de almacenar agua pero no de circularla; es porosa pero impermeable.
• Acuitardo: Formación geológica capaz de almacenar y transportar agua, pero lentamente.
• Acuífugo: No almacena ni transmite agua.

Factores que influyen en la infiltración:

• Tipo de precipitaciones (mayor infiltración con lluvias suaves y prolongadas).
• Tipo de suelo o roca (mayor infiltración en suelos permeables y porosos).
• Vegetación (mayor vegetación, mayor infiltración).

Tipos de Acuíferos

• Acuífero libre: El terreno que lo separa de la atmósfera es permeable. El agua en la superficie freática está a presión atmosférica y puede recargarse por cualquier parte.
• Acuífero confinado: Se encuentra entre dos capas impermeables y el agua está a mayor presión. Puede recibir agua por áreas de recarga. Si se perfora, el agua sube por la propia presión hasta el nivel piezométrico. Si la superficie está por debajo, el pozo es surgente.
• Acuífero semiconfinado: La capa confinante superior es semipermeable, permitiendo una lenta infiltración del agua.
• Acuífero colgado: Lentejones aislados de material impermeable por encima del nivel freático general que recogen localmente aguas de infiltración.

Eutrofización y Contaminación del Agua

Eutrofización: Incremento de nutrientes en aguas dulces (lagos, embalses), provocando un exceso de fitoplancton. Un aporte excesivo de nutrientes supera la capacidad de autodepuración natural, generando un crecimiento excesivo de algas y plantas, y una alta actividad biodegradativa que consume el oxígeno disuelto (O₂) del agua, deteriorando su calidad.

• OD (Oxígeno Disuelto): Mide la concentración de O₂ disuelto en agua, indicando su disponibilidad para degradar materia orgánica.
• DBO (Demanda Biológica de Oxígeno): Oxígeno disuelto consumido por los microorganismos del agua para oxidar la materia orgánica.
• DQO (Demanda Química de Oxígeno): Oxígeno disuelto gastado en oxidar totalmente la materia orgánica por agentes químicos en medio ácido.

Geosfera y Riesgos Geológicos

Ciclo geológico: Conjunto de procesos internos y externos que afectan a la corteza y el manto superior terrestre, resultando en la formación y destrucción de rocas y minerales, así como en la creación y destrucción del relieve. Etapas:

1. Orogénesis: Formación de nuevos relieves.
2. Destrucción del relieve: Meteorización, erosión, transporte y depósito.
3. Litogénesis: Formación de nuevas rocas.

Riesgo geológico: Proceso, situación o suceso en el medio geológico (natural, inducido o mixto) que puede generar daño económico o social, y en cuya predicción, prevención o corrección se emplean criterios geológicos.

Volcanes y Terremotos

Volcán: Estructura geológica originada por la salida al exterior, a través de fracturas, de material ígneo procedente del manto o capas profundas de la litosfera.

Riesgos volcánicos: Lluvias de cenizas, explosiones laterales del cono, impacto de bombas piroclásticas, nubes ardientes, lahares (flujos de lodo), erupciones freatomagmáticas.

Terremoto: Vibraciones producidas al superarse los límites de deformación elástica en materiales del interior terrestre.

Falla: Cuando las tensiones exceden la resistencia del material y superan los límites de deformación elástica, las rocas se fracturan, generando fallas y un desplazamiento relativo de los bloques.

Tsunami: Movimiento repentino de una falla bajo el fondo oceánico, que desplaza el agua y produce grandes olas que arrasan zonas costeras.

Movimientos en Masa e Inundaciones

Tipos de movimientos en masa:

• Desprendimientos: Caída rápida de bloques de piedra u otros materiales en zonas inestables.
• Deslizamientos: Causados por socavamiento de la base, sobrecarga de la parte superior o precipitaciones torrenciales. Capas de arcilla, al empaparse, actúan como lubricantes, facilitando el deslizamiento de los materiales superiores.
• Flujo y reptación: Los materiales se levantan con el hielo y caen con el deshielo.

Alud: Desplazamiento rápido, ladera abajo, de masas de nieve.

Inundación: Los ríos poseen un cauce normal y un lecho mayor (llanura de inundación) que ocupan en caso de crecidas, afectando a las estructuras presentes.

Ecosfera: Biosfera, Ecosistemas y Biodiversidad

Biosfera: Toda la cubierta viva de la Tierra. Se extiende 5-10 km por encima y por debajo del nivel del mar.

Ecosistema: Conjunto de seres vivos (biocenosis), los factores físico-químicos del medio (biotopo) y las interacciones entre ellos.

Bioma: Grandes ecosistemas o unidades ecológicas que se extienden por una amplia zona geográfica, caracterizados por un clima y una vegetación particulares.

Población: Número total de individuos de una misma especie que ocupan un área determinada durante un período de tiempo.

Biocenosis: Totalidad de los organismos o poblaciones que ocupan una zona determinada. El medio que ocupan es el biotopo.

Ciclo de la Materia y Flujo de Energía

Ciclo de la materia: Circulación de la materia a través de las diferentes partes del ecosistema, desde el medio abiótico (materia inorgánica) hacia los organismos vivos (materia orgánica) y de vuelta al medio abiótico.

Flujo de energía: Transferencia de energía entre los integrantes del ecosistema. La energía del Sol es absorbida por los productores y fluye en forma de materia a través de los seres vivos.

Biomasa, Producción y Productividad

Biomasa: Materia orgánica originada en un proceso biológico y utilizable como fuente de energía.

Producción: Biomasa sintetizada por el ecosistema por unidad de superficie y tiempo.

Productividad: Relación entre la producción neta y la biomasa. Indica la velocidad de renovación de la biomasa y la eficiencia en la transmisión de energía.

Factores Limitantes y Biodiversidad

Factores limitantes: Requerimientos de factores físicos o sustancias necesarios para la fotosíntesis. Incluyen:

• Luz (la producción primaria aumenta con la intensidad lumínica hasta la saturación).
• Concentración de CO₂ (un aumento de CO₂ incrementa la fotosíntesis).
• Temperatura (el crecimiento vegetal es más rápido a temperaturas más altas).
• Disponibilidad de agua (esencial para la fotosíntesis).
• Nitrógeno (N) (incorporado al ciclo del ecosistema por bacterias y cianofíceas en forma de amonio, nitritos o nitratos).
• Fósforo (P) (fundamental para la formación de moléculas orgánicas).
• Profundidad en los océanos (la degradación ocurre en el fondo; la distancia entre el fondo y la superficie dificulta el retorno de nutrientes).
• Oxígeno (O₂) (un aumento de O₂ disminuye la intensidad fotosintética).

Biodiversidad: Incluye la variedad de especies, la diversidad de ecosistemas y la diversidad genética.

Sucesión ecológica: Proceso de cambio de una comunidad a otra hasta alcanzar una comunidad clímax.

Residuos: Definición, Tipos y Gestión

Definición económica: Materiales generados por actividades de producción y consumo que no tienen valor económico y son desechados.

Definición ecológica: Materiales o formas de energía descargados al medio ambiente por el hombre y susceptibles de producir contaminación.

Definición legal: Cualquier sustancia u objeto del cual su poseedor se desprende o tiene la obligación de desprenderse.

Tipos de residuos: Residuos Sólidos Urbanos (RSU), industriales, agrarios, sanitarios y radiactivos.

Gestión de Residuos

La gestión de residuos se basa en tres mecanismos principales:

• Disminución de residuos:
  • Reducir: Limitar la producción mediante técnicas limpias.
  • Reutilizar: Aprovechar materiales, ahorrando materias primas y energía.
  • Reciclar: Tratar materiales para fabricar otros del mismo o distinto tipo.
• Tratamiento: Eliminar o reducir la peligrosidad de los residuos, o transformarlos en materiales útiles.
• Eliminación: Etapa final para los residuos no reciclables. Incluye vertido o enterramiento, incineración y almacenamiento en depósitos especiales.

Residuos Sólidos Urbanos (RSU)

Son los generados en domicilios particulares, comercios, oficinas y servicios, así como aquellos que, por su naturaleza, pueden asimilarse a los anteriores. Incluyen:

• Residuos de la limpieza de vías públicas.
• Animales domésticos muertos.
• Muebles, enseres y vehículos abandonados.
• Residuos y escombros de obras menores de construcción.

Características de un Vertedero

Un vertedero debe cumplir las siguientes condiciones:

• Geológicas: Suelo impermeable, topografía que permita recoger y tratar lixiviados, ausencia de riesgo de movimientos de ladera, ubicación alejada de cursos fluviales.
• Ambientales: Puntos de salida de gases, evitar la contaminación de aguas superficiales y subterráneas, evitar la contaminación atmosférica, evitar riesgos para la salud, estar rodeado de una cerca.
• Socioeconómicas: Alejado de poblaciones, accesible a la red de carreteras, cumplir los planes de ordenación del territorio.

Incineración

• Ventajas: Reduce el peso (70%) y el volumen (90%) de los residuos, requiere una superficie mínima, puede ubicarse cerca de núcleos urbanos, permite el ahorro de energía aprovechando la autocombustión.
• Inconvenientes: Libera gases contaminantes a la atmósfera, genera cenizas con metales pesados, tiene elevados costes de instalación, los residuos finales deben depositarse en un vertedero.

Reciclado

Objetivos: Ahorro de energía, conservación de recursos naturales, disminución del volumen de residuos, protección del medio ambiente, ahorro económico.

La Gestión del Planeta: Impacto Ambiental y Conservación

Impacto ambiental: Alteración del medio natural causada por un proyecto o actividad humana.

Evaluación de Impacto Ambiental (EIA)

EIA: Estudio de Impacto Ambiental (documento técnico que identifica y evalúa los posibles impactos de un proyecto sobre el medio ambiente, proponiendo medidas correctoras). Declaración de Impacto Ambiental (DIA): Emitida por las autoridades medioambientales tras analizar la EIA y las alegaciones recibidas. Decide la conveniencia o no del proyecto y fija las condiciones y medidas de protección.

Contenidos de la EIA:

• Relacionados con el proyecto: Descripción detallada del proyecto, examen de alternativas.
• Relacionados con el medio ambiente: Inventario ambiental, identificación y valoración de impactos.
• Medidas de control: Propuesta de medidas protectoras y correctoras.
• Documento de síntesis: Recopilación de conclusiones.

Definición de la Evaluación de Impacto Ambiental: Conjunto de estudios y sistemas técnicos que permiten estimar los efectos que la ejecución de un determinado proyecto, obra o actividad causa sobre el medio ambiente.

Parque Natural

Áreas naturales, poco transformadas por la explotación u ocupación humana, que, por la belleza de sus paisajes, la representatividad de sus ecosistemas o su fauna y flora, poseen valores ecológicos, estéticos, educativos y científicos cuya conservación merece una atención preferente.