Riesgos Geológicos: Sismos y Volcanes

¿Dónde se concentran la mayor parte de los procesos geológicos endógenos susceptibles de generar riesgo y por qué?

Se concentran principalmente en los bordes de placa tectónica. La razón es que en estas zonas se libera aproximadamente el 90% de la energía sísmica global y se localiza cerca del 80% de los volcanes activos del planeta.

¿Qué fenómenos naturales facilitan la predicción temporal del riesgo volcánico?

Los principales precursores volcánicos que ayudan en la predicción son:

• Sismicidad en enjambre: Aumento en la frecuencia y magnitud de pequeños terremotos.
• Deformación del terreno: Hinchazón o «inflado» del edificio volcánico, medible con GPS o inclinómetros.
• Emisión de gases: Incremento en la emisión de gases como el dióxido de azufre (SO₂) y el dióxido de carbono (CO₂).
• Anomalías térmicas: Aumento de la temperatura en la superficie del volcán, detectado con cámaras infrarrojas.

Describe las acciones preventivas no estructurales frente al riesgo volcánico

Las medidas preventivas de carácter no estructural incluyen:

• Elaboración de mapas de peligrosidad y riesgo volcánico.
• Diseño y difusión de planes de evacuación y emergencia.
• Programas de educación y concienciación para la población.
• Instalación de redes de vigilancia con sensores de gases, sismicidad y deformación del terreno.

Describe las acciones preventivas estructurales frente al riesgo volcánico

Las medidas preventivas de carácter estructural son obras de ingeniería diseñadas para mitigar los efectos, como:

• Construcción de diques de contención para frenar o desviar coladas de lava o lahares.
• Creación de canales desviadores para dirigir los flujos lejos de zonas pobladas.
• Edificación de refugios diseñados para resistir la caída de piroclastos y ceniza.

¿Por qué las ondas P, S y L se registran en ese orden y cuáles son las más perjudiciales?

El orden de llegada de las ondas sísmicas a un sismógrafo se debe a su diferente velocidad de propagación:

• Ondas P (Primarias): Son las más rápidas (6-8 km/s), por lo que son las primeras en registrarse.
• Ondas S (Secundarias): Tienen una velocidad intermedia (3-4 km/s) y llegan en segundo lugar.
• Ondas L (Superficiales – Love y Rayleigh): Son las más lentas (2-4 km/s) y, al viajar por la superficie, son las últimas en llegar.

Las ondas más perjudiciales son las ondas L (superficiales), ya que poseen una mayor amplitud y un período más largo, lo que provoca los movimientos más violentos y destructivos en la superficie, causando el colapso de edificios.

¿Qué diferencia existe entre epicentro e hipocentro?

La diferencia fundamental radica en su localización:

• El hipocentro (o foco) es el punto en el interior de la Tierra donde se origina la fractura y se libera la energía del terremoto.
• El epicentro es el punto en la superficie terrestre situado directamente en la vertical sobre el hipocentro. Es donde el sismo se siente con mayor intensidad.

¿Cuál es la diferencia entre magnitud e intensidad sísmica?

Aunque a menudo se confunden, miden aspectos distintos de un terremoto:

• La magnitud mide la energía liberada en el hipocentro. Es un valor único para cada sismo y se mide en escalas como la de Richter o, más comúnmente hoy en día, la de magnitud de momento (Mw).
• La intensidad mide los efectos y daños causados por el terremoto en un lugar específico de la superficie. Varía geográficamente para un mismo sismo y se mide en escalas cualitativas, como la Escala Macrosísmica Europea (EMS-98).

¿Qué es un vacío sísmico?

Un vacío sísmico (o laguna sísmica) es un segmento de una falla activa que no ha experimentado un terremoto significativo durante un largo período de tiempo, en comparación con otros segmentos de la misma falla. Estas zonas son consideradas de alto riesgo sísmico, ya que se presume que están acumulando una gran cantidad de tensión elástica que podría liberarse en forma de un gran terremoto en el futuro.

¿Para qué sirve actualmente el cálculo de la magnitud y la intensidad de un terremoto?

Ambos parámetros tienen aplicaciones cruciales:

• El cálculo de la magnitud es fundamental para la sismología, ya que permite comparar la energía liberada por diferentes terremotos a lo largo de la historia y en distintas partes del mundo, ayudando a entender la tectónica global.
• El cálculo de la intensidad es vital para la ingeniería civil y la ordenación del territorio. Los mapas de peligrosidad, basados en intensidades (o en parámetros derivados como la aceleración máxima del suelo, PGA), se utilizan para establecer las normas de construcción sismorresistente (como la NCSE-02 en España) y diseñar edificios capaces de soportar las sacudidas esperadas en una zona.

¿Qué fenómenos naturales pueden actuar como precursores de un terremoto?

Aunque la predicción sísmica a corto plazo sigue siendo un desafío, se estudian varios fenómenos precursores, entre los que destacan:

• Sismicidad precursora: Cambios en el patrón de pequeños sismos (foreshocks) antes del evento principal.
• Deformación del terreno: Ligeros movimientos o deformaciones de la corteza terrestre, medibles con alta precisión mediante GPS.
• Cambios en el nivel freático: Variaciones anómalas en el nivel del agua de pozos.
• Emisiones de gases: Aumento en la concentración de gases como el radón en el suelo o en aguas subterráneas.

¿Qué medidas preventivas se han adoptado en España frente al riesgo sísmico?

En España, la prevención del riesgo sísmico se basa en varias herramientas y normativas:

• Normativa de Construcción Sismorresistente (NCSE-02) y el Código Técnico de la Edificación (CTE DB-SE), que establecen los requisitos para el diseño de edificios en zonas sísmicas.
• Elaboración de mapas de peligrosidad sísmica por parte del Instituto Geográfico Nacional (IGN).
• Desarrollo de planes de emergencia a nivel autonómico y local para la gestión de una posible catástrofe.

¿Qué áreas de la Península Ibérica presentan mayor peligrosidad sísmica y por qué?

Las áreas con una peligrosidad sísmica más elevada, donde se pueden esperar intensidades iguales o superiores al grado VI en la escala EMS, son principalmente:

• La cordillera de los Pirineos.
• Las cordilleras Béticas, afectando especialmente a las provincias de Granada, Murcia y Alicante.
• Zonas del Golfo de Valencia.

La razón de esta sismicidad es la localización de la península en la zona de colisión entre la placa Africana y la placa Euroasiática, una de las zonas sísmicamente más activas del planeta.

¿De qué depende que una erupción volcánica sea tranquila o explosiva?

El estilo eruptivo de un volcán depende fundamentalmente de dos propiedades del magma:

• Viscosidad: Está directamente relacionada con el contenido en sílice (SiO₂). Un magma con alto contenido en sílice es muy viscoso, lo que dificulta la salida de los gases y provoca un aumento de la presión, dando lugar a erupciones explosivas. Por el contrario, un magma poco viscoso (basáltico) permite que los gases escapen fácilmente, generando erupciones tranquilas.
• Contenido en gases: Una mayor cantidad de gases disueltos en el magma aumenta el potencial de explosividad de la erupción.

Rocas y Materiales Pétreos en la Construcción

¿Cómo se compensaba históricamente la baja durabilidad de ciertas piedras de cantería?

Históricamente, para contrarrestar la menor durabilidad de algunas rocas utilizadas en construcción, se empleaban diversas técnicas constructivas:

• Aumento del grosor de los muros, que podían alcanzar hasta un metro de espesor.
• Uso de elementos estructurales de refuerzo como contrafuertes y arbotantes.
• Aplicación de revocos de mortero de cal para proteger la piedra de la meteorización.

¿Qué tipos de rocas se incluyen en la denominación comercial de «mármol»?

Bajo la denominación comercial de «mármol» se agrupan rocas carbonáticas que pueden pulirse hasta obtener un acabado brillante. Petrológicamente, no todas son mármoles. Los principales tipos son:

• Mármol: Roca metamórfica derivada de la recristalización de calizas.
• Travertino: Roca sedimentaria caliza muy porosa, formada por precipitación de carbonato de calcio.
• Caliza compacta: Roca sedimentaria que, por su baja porosidad, admite un buen pulido.
• Ónix calcáreo: Variedad de travertino bandeado y translúcido.

¿De qué dependen las propiedades geomecánicas de las areniscas ornamentales?

Las propiedades geomecánicas (resistencia, durabilidad) de una arenisca ornamental dependen principalmente de dos factores:

• El porcentaje de granos de cuarzo, que es un mineral muy resistente.
• El tipo de cemento que une los granos. Un cemento de sílice (cuarzo) confiere a la roca una resistencia y durabilidad mucho mayores que un cemento de calcita o arcilla.

¿Cuáles son los usos constructivos principales de las areniscas ornamentales?

Las areniscas se utilizan comúnmente en construcción para:

• Revestimiento de fachadas.
• Elaboración de pavimentos, tanto interiores como exteriores.
• Construcción de zócalos y otros elementos decorativos.

¿Qué propiedades geomecánicas podemos esperar de una «Cuarcita Rojo Ayllón»?

La «Cuarcita Rojo Ayllón» es una ortocuarcita, una arenisca con más del 95% de cuarzo y cemento silíceo. Por ello, presenta unas propiedades geomecánicas excelentes:

• Muy alta resistencia a la compresión (superior a 250 MPa).
• Mínimo desgaste por abrasión.

Estas características la hacen un material idóneo para pavimentos de alto tránsito, tanto peatonales como de vehículos.

Aglomerantes, Cerámicas y Metales

¿Cuáles son las reacciones químicas principales en la elaboración y fraguado del yeso?

El proceso del yeso implica dos reacciones químicas clave:

1. Deshidratación (cocción): La piedra de aljez (roca de yeso) se calienta a temperaturas entre 120-180°C para deshidratarla parcialmente.
   CaSO₄·2H₂O (yeso crudo) + Calor → CaSO₄·0,5H₂O (yeso de construcción o hemidrato) + 1,5H₂O (vapor)
2. Hidratación (fraguado): Al mezclar el yeso de construcción con agua, se rehidrata y recristaliza, endureciéndose en un proceso rápido (unos 10 minutos).
   CaSO₄·0,5H₂O + 1,5H₂O → CaSO₄·2H₂O (yeso fraguado) + Calor

¿Cuáles son las reacciones químicas en la elaboración de la cal aérea?

La producción de cal aérea a partir de roca caliza implica dos etapas:

1. Calcinación: La piedra caliza (carbonato de calcio) se cuece en un horno a unos 1000°C, descomponiéndose en óxido de calcio (cal viva) y dióxido de carbono.
   CaCO₃ + Calor → CaO + CO₂
2. Hidratación o apagado: La cal viva se mezcla con agua, produciendo una reacción exotérmica que la transforma en hidróxido de calcio (cal apagada).
   CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + Calor

¿Qué son los áridos ligeros y cuáles son sus tipos?

Los áridos ligeros son materiales granulares con una densidad aparente inferior a 1.000 kg/m³, utilizados para fabricar hormigones y morteros de baja densidad. Algunos tipos comunes son:

• Arcilla expandida (Arlita): Se obtiene por cocción de nódulos de arcilla a altas temperaturas.
• Pumita (piedra pómez): Roca volcánica porosa de origen natural.
• Vermiculita: Mineral del grupo de las micas que se expande con el calor.

¿Qué propiedades y usos tiene la cal aérea?

La principal propiedad de la cal aérea es que su endurecimiento (fraguado) se produce lentamente al reaccionar con el dióxido de carbono (CO₂) del aire. Este proceso se llama carbonatación. Sus usos más habituales son:

• Morteros de revestimiento y para juntas en mampostería.
• Elaboración de estucos y acabados decorativos.
• Como pigmento blanco y aglutinante en pinturas al temple.

¿Cómo se obtiene la cal hidráulica y cómo fragua?

La cal hidráulica se obtiene cociendo a unos 1200°C margas o mezclas de caliza y arcilla. Durante la cocción se forman silicatos y aluminatos de calcio.

Su principal característica es que fragua en presencia de agua (de ahí su nombre «hidráulica»), mediante reacciones químicas similares a las del cemento (reacciones puzolánicas), lo que le permite endurecerse incluso bajo el agua.

¿Qué propiedades y usos tiene el yeso como aglomerante?

El yeso es un aglomerante con propiedades muy valoradas en construcción:

• Fraguado rápido.
• Baja densidad (ligero).
• Excelente comportamiento frente al fuego (ignífugo), ya que libera agua al calentarse.

Sus usos principales incluyen la construcción de tabiques, la elaboración de escayolas para falsos techos y elementos decorativos, y la fabricación de elementos prefabricados como placas y paneles.

¿Cuáles son los componentes básicos del cemento y para qué se usan los correctores?

Los componentes básicos del cemento Portland son:

• Clínker: Es el componente principal, formado por silicatos (C₃S, C₂S) y aluminatos (C₃A, C₄AF) de calcio.
• Yeso: Se añade en pequeñas cantidades para actuar como regulador del fraguado, evitando que endurezca demasiado rápido.

Los correctores o adiciones (como puzolana, cenizas volantes o escoria de alto horno) se emplean para fabricar cementos compuestos. Su función es mejorar ciertas propiedades del cemento (como la resistencia a sulfatos), reducir el coste de producción y disminuir el impacto ambiental (menor emisión de CO₂).

¿Cuál es el principal componente cementante del cemento Portland y cómo se obtiene?

El principal componente responsable de las resistencias iniciales del cemento Portland es el silicato tricálcico (C₃S), también conocido como alita.

Se forma durante el proceso de clinkerización en el horno rotatorio, a temperaturas de aproximadamente 1450°C, a partir de la reacción entre la caliza y la arcilla, que son las materias primas básicas.

¿Cuál es la materia prima de los materiales cerámicos y para qué sirve la cocción?

La materia prima fundamental de los productos cerámicos es la arcilla, mezclada con agua y, a veces, otros desengrasantes como la arena.

La cocción a temperaturas superiores a 900°C es una fase crucial que provoca la sinterización de las partículas de arcilla. Este proceso une las partículas, reduce la porosidad y confiere al material sus propiedades finales de impermeabilidad, dureza y resistencia mecánica.

¿Cuál es la materia prima del vidrio y por qué se considera un material cerámico?

Las materias primas principales para la fabricación del vidrio común son:

• Sílice (SiO₂), aportada por la arena de cuarzo.
• Carbonato de sodio (sosa), que actúa como fundente.
• Carbonato de calcio (caliza), que actúa como estabilizante.

El vidrio se considera un material cerámico porque su proceso de fabricación implica la fusión de materias primas inorgánicas a alta temperatura, seguido de un enfriamiento rápido que impide la formación de una estructura cristalina ordenada, dando como resultado un sólido amorfo.

¿Qué tipos de metales se emplean habitualmente en la construcción?

Los metales más utilizados en el sector de la construcción son:

• Acero al carbono: Para estructuras (vigas, pilares) y armaduras de hormigón.
• Acero inoxidable: Para elementos expuestos a la corrosión, fachadas y acabados.
• Aluminio: En carpinterías (ventanas, puertas) por su ligereza y resistencia a la corrosión.
• Cobre: Para tuberías de agua y gas, y cableado eléctrico.
• Zinc: Principalmente para recubrimientos protectores (galvanizado) y cubiertas.

Etiquetas: geología aplicada, materiales de construcción, riesgo sísmico, riesgo volcánico, rocas ornamentales, Terremotos, volcanes