Los riesgos naturales, Apuntes de Ciencias Ambientales

¡Descarga Los riesgos naturales y más Apuntes en PDF de Ciencias Ambientales solo en Docsity!

Riesgos Naturales

3º Grado Ciencias Ambientales

ÍNDICE

Tema 1. Introducción

1. Procesos naturales y riesgos La naturaleza es un sistema dinámico donde tienen lugar un gran número de procesos que interactúan entre sí.

Riesgos Naturales: fenómenos o procesos naturales que afectan al hombre o a las actividades que desarrolla causando pérdidas humanas o materiales.

Un proceso natural no es en sí mismo un peligro natural  solo es riesgo cuando tiene efectos negativos sobre el hombre o la actividad humana. Si no hay presencia humana no hay riesgo.

Existen distintos factores de riesgo:

 Magnitud o energía implicada en el proceso

 Impredecible: imposibilidad de saber de forma precisa en qué momento se va a producir ese suceso de gran energía.

Un desastre , o desastre natural, es el efecto de un riesgo en la sociedad, normalmente en forma de un suceso que ocurre en un periodo de tiempo limitado y en una zona geográfica definida. El termino desastre se utiliza cuando la interacción entre seres humanos y un proceso natural tiene como resultado un daño considerable en la propiedad heridas o pérdida de vidas. Una catástrofe , dicho sencillamente, es un desastre masivo que requiere un gasto considerable de tiempo y dinero para la recuperación.

La intervención humana puede afectar o modificar la dinámica de los procesos naturales: se puede aumentar la frecuencia y los efectos de los peligros naturales, o incluso puede dar lugar a peligros que no existían antes de la intervención.

Un proceso o fenómeno natural debe de ser considerado como riesgo natural únicamente cuando pueda afectar negativamente (causando pérdidas materiales y personales) al medio humano. Pero este medio humano puede alterar significativamente los procesos naturales, provocando o aumentando la peligrosidad de esos procesos.

↑ Energía

↑ Efectos negativos

↑ Peligrosidad

↑ Impredecibilidad ↑ Peligrosidad

2. Conceptos de peligrosidad, vulnerabilidad, susceptibilidad y riesgo

Peligrosidad: considera la probabilidad de ocurrencia de un fenómeno de peligro con una determinada magnitud, severidad o intensidad de un área dada. Para calcular la peligrosidad de un acontecimiento hay que considerar varios factores como:

 Severidad. Magnitud o grado de peligrosidad, basado en antecedentes históricos. Valora la magnitud del evento y lo clasifica en diferentes categorías o grados de peligrosidad (desde nula a catastrófica) o bien dentro de riesgo máximo o riesgo medio.  Tiempo de retorno. Periodicidad o frecuencia con que se repite el suceso.  Distribución geográfica. Zonas históricamente castigadas por un fenómeno concreto.

Susceptibilidad: considera la tendencia o predisposición más o menos favorable de que en una zona específica suceda un fenómeno de peligro en función de factores condicionantes.

Vulnerabilidad: perdida que resultaría de un elemento o conjunto de elementos si se produce determinado fenómeno o peligro natural con una determinada magnitud. Se relaciona directamente con el desarrollo económico del país o zona donde se produce el desastre.

Riesgo: considera la probabilidad de que se produzca determinadas perdidas debidas a un peligro natural (socio – económico, perdidas económicas y humanas)

3. Tipos de riesgos naturales

 Por los procesos y materiales que intervienen Riesgos cósmicos: Tienen su origen fuera de nuestro planeta y fundamentalmente, son la caída de meteoritos y los derivados de cambios en la cantidad de radiación solar que nos llega.

Riesgos geológicos: Son aquellos que derivan de los procesos geológicos y se agrupan en dos grandes categorías, al igual que los procesos que les dan origen: endógenos y exógenos. Los riesgos geológicos de origen interno son los causados por los volcanes y los terremotos. Los riesgos derivados de los procesos externos son muy variados. Entre los más frecuentes podemos destacar: los deslizamientos y desprendimientos de rocas, los hundimientos y la erosión del suelo.

Riesgos atmosféricos: Derivados de la dinámica climática y meteorológica como tornados, huracanes, inundaciones, sequías, tormentas, gota fría, olas de frío y calor...

Riesgos biológicos: Se deben a la actividad de los seres vivos y los más importantes corresponden a la producción de plagas y epidemias, enfermedades infecciosas.

Tema 2. Riesgos sísmicos

1. Origen de los terremotos (Teoría del Rebote Elástico) Un terremoto se produce por la liberación repentina de la energía contenida bajo las placas tectónicas. La dinámica de las placas litosféricas hace que estén sometidas a esfuerzos (tensión y compresión).

Los materiales rocosos pueden absorber los esfuerzos mediante deformación. Mucha de esta deformación es elástica , ya que los materiales son rígidos. Solo se rompe la parte superficial de la litosfera, la corteza.

La deformación elástica es limitada. A partir de un punto, el esfuerzo provoca la rotura de la roca, liberando una gran energía acumulada en la deformación elástica. Así se produce el terremoto. Teoría del rebote elástico.

Se produce un “ciclo sísmico”, un terremoto se va a producir siempre donde exista una falla activa. Las fallas se pueden mover de forma que no liberan la energía de golpe sino que la liberan lentamente y no generan terremotos solo desplazamiento del terreno (fallas en creep).

Lo que diferencia a los terremotos es el tipo de falla que se crea; se pueden formar fallas normales (extensión) e inversas (compresión).

También existen fallas de desgarre, con desplazamiento lateral.

 Foco: es el punto interior de la Tierra donde se inicia un movimiento sísmico o terremoto  Epicentro: es el punto en la superficie de la Tierra que se encuentra sobre la proyección vertical del foco.  Ondas P: son ondas longitudinales o compresionales, lo cual significa que el suelo es alternadamente comprimido y dilatado en la dirección de la propagación. Pueden viajar a través de cualquier tipo de material líquido o sólido.  Ondas S: son ondas en las cuales el desplazamiento es transversal a la dirección de propagación. Su velocidad es menor que la de las ondas primarias. Debido a ello, éstas aparecen en el terreno algo después que las primeras. Estas ondas son las que generan las oscilaciones durante el movimiento sísmico y las que producen la mayor parte de los daños. Solo se trasladan a través de elementos sólidos.  Ondas L o superficiales: se propagan por la superficie de discontinuidad de la interfase de la superficie terrestre (tierra-aire y tierra-agua). Son las causantes de los daños producidos por los sismos en las construcciones. Estas ondas son las que poseen menor velocidad de propagación a comparación de las otras dos.

Tres factores determinan la sacudida que se siente durante un terremoto:

 Magnitud del terremoto  Localización en relación al epicentro  Tipo y condiciones del terreno

 Distancia al epicentro Para determinar la distancia al epicentro en primer lugar hay que localizarlo utilizando información sobre las ondas P y S detectadas por los sismógrafos. El registro escrito o digital de estas ondas se denomina sismograma. Debido a que las P viajan más rápido que las ondas S, siempre aparecen antes en el sismograma. Los sismógrafos utilizan la diferencia entre el tiempo al que llegan las primeras entras P y S (S – P) para determinar a qué distancia está el epicentro del sismógrafo. Las estaciones sismográficas que estén más lejos del epicentro observaran una mayor diferencia entre los tiempos de llegada de la onda P y S.

La diferencia entre tiempos de llegada P y S (S – P) en sismógrafos situados en diferentes lugares puede utilizarse para localizar el epicentro de un terremoto. Para lograrlo, se calcula una distancia al epicentro para cada uno de tres sismógrafos y se utilizan los valores respectivos para obtener el radio de un circulo dibujado alrededor de cada una de las estaciones sísmicas. La intersección de estos círculos será la localización del epicentro. El proceso de localizar una característica utilizando distancias desde tres puntos se llama triangulación.

 Profundidad y dirección del epicentro La profundidad de un terremoto influye en la intensidad del sismo. En general, cuanto más profundo sea el foco del terremoto, menos vibración ocurrirá en la superficie. Para terremotos relativamente profundos las ondas sísmicas pierden gran parte de su energía antes de alcanzar la superficie. Esta pérdida de energía se conoce como atenuación.

Aunque la cizalla puede seguir muchas direcciones a partir del foco, el camino de mayor ruptura cosísmica puede concentrar la energía del terremoto. Este comportamiento, conocido como directividad , contribuye a la amplificación de las ondas sísmicas.

 Menos de 3,4  Generalmente no se sienten pero son registrados.  3,5 – 5,4  A menudo se siente, pero sólo causan daños menores.  5,5 – 6  Ocasiona daños ligeros.  6,1 – 6,9  Puede ocasionar daños severos en áreas muy pobladas.  7 – 7,9  Provoca daños graves.  8 o mayor  Gran terremoto  Anillo de fuego. Los terremotos de mayor magnitud de los últimos años se están produciendo en las zonas del Pacífico.

 Escala de Mercalli Creada en 1902 por el sismólogo italiano Giusseppe Mercalli, no se basa en los registros sismográficos sino en el efecto o daño producido en las estructuras y en la sensación percibida por la gente.

La Intensidad puede ser diferente en los diferentes sitios reportados para un mismo terremoto (la Magnitud Richter, en cambio, es una sola) y dependerá de:

 La energía del terremoto  La distancia de la falla donde se produjo el terremoto,  La forma como las ondas llegan al sitio en que se registra (oblicua, perpendicular, etc.)  Las características geológicas del material subyacente del sitio donde se registra la Intensidad  Cómo la población sintió o dejó registros del terremoto

Efectos

Grado I Sacudida sentida por muy pocas personas en condiciones especialmente favorables.

Grado II Sacudida sentida sólo por pocas personas en reposo, especialmente en lospisos altos de los edificios. Los objetos suspendidos pueden oscilar.

Grado III

Sacudida sentida claramente en los interiores, especialmente en los pisos altos de los edificios, muchas personas no lo asocian con un temblor. Los vehículos de motor estacionados pueden moverse ligeramente. Vibración como la originada por el paso de un carro pesado. Duración estimable

Grado IV

Sacudida sentida durante el día por muchas personas en los interiores, por pocas en el exterior. Por la noche algunas despiertan. Vibración de vajillas, vidrios de ventanas y puertas; los muros crujen. Sensación como de un carro pesado chocando contra un edificio, los vehículos de motor estacionados se balancean claramente.

Grado V

Sacudida sentida casi por todo el mundo; muchos despiertan. Algunas piezas de vajilla, vidrios de ventanas, etcétera, se rompen; pocos casos de agrietamiento de aplanados; caen objetos inestables. Se observan perturbaciones en los árboles, postes y otros objetos altos. Se detienen de relojes de péndulo.

Grado VI

Sacudida sentida por todo mundo; muchas personas atemorizadas huyen hacia afuera. Algunos muebles pesados cambian de sitio; pocos ejemplos de caída de aplanados o daño en chimeneas. Daños ligeros.

Efectos

Grado VII

Advertido por todos. La gente huye al exterior. Daños sin importancia en edificios de buen diseño y construcción. Daños ligeros en estructuras ordinarias bien construidas; daños considerables en las débiles o mal planeadas; rotura de algunas chimeneas. Estimado por las personas conduciendo vehículos en movimiento.

Grado VIII

Daños ligeros en estructuras de diseño especialmente bueno; considerable en edificios ordinarios con derrumbe parcial; grande en estructuras débilmente construidas. Los muros salen de sus armaduras. Caída de chimeneas, pilas de productos en los almacenes de las fábricas, columnas, monumentos y muros. Los muebles pesados se vuelcan. Arena y lodo proyectados en pequeñas cantidades. Cambio en el nivel del agua de los pozos. Pérdida de control en las personas que guían vehículos motorizados.

Grado IX

Daño considerable en las estructuras de diseño bueno; las armaduras de las estructuras bien planeadas se desploman; grandes daños en los edificios sólidos, con derrumbe parcial. Los edificios salen de sus cimientos. El terreno se agrieta notablemente. Las tuberías subterráneas se rompen.

Grado X

Destrucción de algunas estructuras de madera bien construidas; la mayor parte de las estructuras de mampostería y armaduras se destruyen con todo y cimientos; agrietamiento considerable del terreno. Las vías del ferrocarril se tuercen. Considerables deslizamientos en las márgenes de los ríos y pendientes fuertes. Invasión del agua de los ríos sobre sus márgenes.

Grado XI

Casi ninguna estructura de mampostería queda en pie. Puentes destruidos. Anchas grietas en el terreno. Las tuberías subterráneas quedan fuera de servicio. Hundimientos y derrumbes en terreno suave. Gran torsión de vías férreas. Grado XII

Destrucción total. Ondas visibles sobre el terreno. Perturbaciones de las cotas de nivel (ríos, lagos y mares). Objetos lanzados en el aire hacia arriba.

 Diferencias de escalas a) Una mide la magnitud y la otra la intensidad b) Una es logarítmica y la otra no c) Una es cerrada y la otra es abierta d) Una depende de que existan estructuras cercanas y la otra no e) Para una hace falta tecnología (sismógrafo) y para la otra no f) La magnitud se relaciona con la peligrosidad y la intensidad con la vulnerabilidad g) NINGUNA nos da información sobre la falla

 Peligros sísmicos secundarios (indirectos) Licuefacción: En materiales no consolidados saturados en H 2 O, donde la vibración hace que disminuya la cohesión y rozamiento de las partículas, con lo que el material se comporta como un fluido hasta que expulsa el H 2 O intergranular, compactándose  Hundimiento.

Más que ocurrir en la superficie, la licuefacción durante un terremoto tiene lugar normalmente a poca profundidad donde la presión del agua subterránea aumenta por el sedimento compactado. El agua a presión mantiene en suspensión las partículas de sedimento, haciendo que el depósito pueda fluir. Una vez que disminuye la presión, el sedimento licuado se compacta y se vuelve sólido de nuevo. Estos cambios pueden provocar que la superficie de la tierra se desplace o se hunda.

Deslizamientos y avalanchas: Los terremotos son uno de los desencadenantes más comunes para los desprendimientos de tierra en zonas de montaña. Los deslizamientos del terreno desencadenados por terremotos pueden ser enormemente destructivos y causar una gran pérdida de vidas.

Tsunamis: Grandes olas (su altura supera la decena de metros) que devastan el litoral, aunque suelen ser elevaciones muy altas del nivel del mar a gran velocidad. Para que un terremoto origine un tsunami el fondo marino debe ser movido abruptamente en sentido vertical (o lateral, en la caso de deslizamientos), de modo que una gran masa de H 2 O es impulsada fuera de su posición. Cuando esta inmensa masa de H 2 O trata de recuperar su equilibrio, se generan las olas.

El tamaño del tsunami estará determinado por la magnitud de la deformación vertical del fondo marino. No todos los terremotos generan tsunamis, sino sólo aquellos de gran magnitud que ocurren bajo el lecho marino y que son capaces de deformarlo (suelen ser terremotos de M > 7,5 Richter).

Cambios regionales en la elevación del terreno: Grandes áreas pueden sufrir elevación / subsidencia en relación a fracturas durante un terremoto, es decir, zonas sumergidas que emergen o zonas elevadas se hunden y quedan por debajo del nivel del mar.

Ej.: En el terremoto ocurrido en Alaska (1964, M = 9,2) una gran franja litoral se elevó hasta 10 metros, siendo aún mayor en la zona de plataforma.

 Peligrosidad y vulnerabilidad En zonas sísmicas, para reducir el riesgo, se establece una normativa de diseño y construcción de edificios y estructuras para que sean capaces de soportar los terremotos que afectan a esa zona (norma sismorresistente). Es de obligado cumplimiento.

Pero en muchas zonas no está definida o no se aplica.

Ej.: Loma Prieta (California) → M = 7,1 → 62 muertos.

Armenia → M = 6,9 → 25.000 muertos.

 Peligrosidad sísmica en el mundo Blanco: Zonas de intraplaca  ↓↓ Terremotos.

Marrón: Bordes de placa  ↑↑↑ Peligrosidad.

Los bordes activos tienen gran peligrosidad. (Pacífico, Himalaya, Alpes,…).

 Peligrosidad sísmica en el Mediterráneo Turquía (Falla de Ankara)  ↑↑↑ Peligrosidad.

Otras zonas de peligrosidad: Balcanes, Peloponeso, Grecia, Italia, Pirineos, SE español (Cordillera Bética), Argelia, Marruecos, Túnez.

 Peligrosidad sísmica en España Expresa la actividad sísmica (aceleración sísmica) esperada para un período de 500 años  Muy importante para la norma sismorresistente.

4. Terremoto de Lorca de 2011

 Magnitud y localización El terremoto de Lorca del 11 de mayo de 2011 sacudió principalmente a la localidad de Lorca a las 18:47 hora local, cuyo epicentro se situó aproximadamente a 2 kilómetros al noreste de la ciudad de Lorca. Sus efectos se sintieron en toda la Región de Murcia. Tuvo una magnitud de 5’1 grados; fue precedido por un seísmo premonitorio de 4’5 sucedido a las 17:05 hora local de ese mismo día.

El hipocentro del terremoto fue extremadamente superficial, a unos 1.000 metros de profundidad. Se ha estimado que el terremoto fue resultado directo de una falla de desgarre cercana a otra falla mayor, la de Alhama de Murcia. Esta falla es una línea muy superficial que se extiende de 40 a 50 kilómetros. Los especialistas locales también informaron de la presencia de superficies de ruptura en las cercanías de la falla.

A menor rango, menor período de retorno  Es más probable que terremotos pequeños tengan lugar en el mismo período de tiempo.

La probabilidad de excedencia es el inverso del período de retorno. Se representa en una gráfica.

 Predicción A CORTO PLAZO (MUY DIFÍCIL)

Precursores: Procesos o sucesos que preceden a un terremoto, y pueden indicar que su ocurrencia es inminente.

𝐸𝑙𝑒𝑣𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑦 𝑏𝑎𝑠𝑐𝑢𝑙𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒𝑛𝑜 𝑀𝑖𝑐𝑟𝑜𝑔𝑟𝑖𝑒𝑡𝑎𝑠 𝑅é𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑠 (𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒𝑚𝑜𝑡𝑜 𝑔𝑟𝑎𝑛𝑑𝑒). 𝑁𝑜 𝑠𝑖𝑒𝑚𝑝𝑟𝑒 𝑉𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒 𝐻 2 𝑂 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑧𝑜𝑠 ↑ 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑒𝑚𝑖𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑅𝑎𝑑ó𝑛 𝐶𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜𝑠 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒𝑛𝑜 𝑂𝑛𝑑𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑜 𝑎𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎ñ𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑎𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠 }

A LARGO PLAZO

Vacíos sísmicos (Seismic gaps): Zona situada en un área sísmica, donde no han ocurrido terremotos recientemente, pero se sabe que la deformación elástica en las rocas está aumentando. Si se puede identificar un vacío sísmico, se puede esperar que dicha zona sufra un terremoto en un futuro próximo.

 Modelos La causa real de los terremotos debe ser plenamente entendida antes de adoptar una metodología de control. ¿Cómo se produce la rotura?

 Dilatación – difusión: Apertura de microfracturas con circulación de fluidos que debilitan las rocas provocando la rotura.  Stick – slip: Acumulación en toda la falla, liberación y terremoto.  Asperezas: La energía se libera únicamente en las asperezas, es donde se concentra la energía y la deformación.  Propagación de la rotura: Cómo se originan y expanden las microfracturas, conectándose unas con otras  Gran fractura  Plano de falla.

 Estudios de la peligrosidad sísmica probabilística. Métodos zonificados La descripción del método de Cornell – McGuire considera una zonificación del territorio en zonas sismógenas con las que se relaciona la sismicidad registrada para todo el territorio. Este método ha sido durante mucho tiempo y aún sigue siendo el método más utilizado por considerar el potencial sísmico directamente relacionado con las estructuras tectónicas de la zona de estudio. Utilizando este método puede decirse que el primer estudio realizado para todo el territorio se debe a Martin (1984) que fue la base del estudio del mapa de la Norma Sismorresidente de España (versiones NCSE – 94 y NCSE – 02).

La Norma de Construcción Sismorresistente es la normativa que regula la construcción de estructuras sismorresistentes en España. Se publica en dos partes, General y edificación (NCSE), y Puentes (NCSP). Es elaborada por la Comisión Permante de Normas Sismorresistentes (CPNS).

Este estudio se realizó considerando además como parámetro para caracterizar el tamaño de los terremotos la intensidad sísmica, aunque luego el valor que aparece como parámetro del movimiento del suelo sea la aceleración horizontal obtenida a través de una correlación intensidad aceleración.

Cada una de las partes se publica por separado, y se denomina por su sigla y por su año publicación. Las actualmente aplicables son la NCSE-02 y la NCSP-07.

En el caso de edificios la normativa se aplica según la importancia del edificio. Son considerados edificios de importancia especial diferentes tipos como hospitales, parques de bomberos, comunicaciones, transportes, o grandes centros comerciales. En el caso de los edificios de importancia normal, la norma es obligatoria en zonas con una aceleración sísmica superior o igual a 0,08g, lo que sucede en las provincias de Huelva, Málaga, Granada, parte de Jaén, Almería, Región de Murcia, Alicante, Lérida y parte norte de Huesca.