Cultura científica Ud. 4. LA REVOLUCIÓN GENÉTICA.

Cultura científica Ud. 4. LA REVOLUCIÓN GENÉTICA.

            Es evidente que todos los hijos se parecen a sus padres en mayor o menor medida, ¿no es cierto? Si se parecen, eso quiere decir que tendrán algo material común entre sí. A falta de mejor explicación, durante los siglos XVI y XVII se vinculaban las características de las personas a su sangre. A mediados del siglo XIX, un monje agustino llamado Mendel estudió la herencia de características en las plantas de guisante, descubriendo que se transmiten independientemente unas de otras. Estas características recibieron más tarde el nombre de genes. Los genes se hallan en los cromosomas.

1.- LOS CROMOSOMAS.

            Los genes se agrupan en paquetes. En 1879, cuando el desarrollo de buenos microscopios ya permitía observar el interior de las células, los investigadores descubrieron que había dentro del núcleo celular una especie de bastones que llamaron cromosomas. A principios del s. XX se propuso que estos tenían relación con la herencia, lo que se confirmó 20 años más tarde.

            Todas las células tienen cromosomas en un número que es característico y constante para cada especie animal o vegetal. Las células humanas tienen 46 cromosomas, las de la planta de la patata 48, igual que las del chimpancé; las del perro 78, las de la planta del guisante 14, y algunos helechos llegan a 600 cromosomas. Siempre hay parejas de cromosomas idénticos.  

            La cantidad de cromosomas de una especie se mantiene constante porque durante la formación de las células sexuales las parejas se deshacen y el número se reduce a la mitad; en lugar de llevar dos copias de cada cromosoma, sólo tienen una. Por ej.- los espermatozoides humanos tienen 23 cromosomas, igual que los óvulos humanos. Al producirse la fecundación, los cromosomas son 46.

2.- LOS GENES: PROTAGONISTAS DE LA HERENCIA.

            Un gen de los que se encuentran en los cromosomas puede tener versiones diferentes. Ocurre, por ejemplo, con el gen humano que determina el color de los ojos.

            Los animales y las plantas tienen en cada una de sus células dos copias de cada gen, uno procedente del padre y otro de la madre, y estos pueden ser iguales o diferentes.

            Si son iguales, tenemos la seguridad de que esa característica se expresa o manifiesta, pero en el caso de ser distintas, uno de los genes se expresa (carácter dominante) y el otro no (carácter recesivo), aunque siga en las células y pueda ser heredado en la descendencia.

            Por esta razón los hijos pueden mostrar características que no se observaron en sus padres, aunque estaban en sus genes. Algunos de sus abuelos o bisabuelos las habrán manifestado.

3.- EL ADN: PORTADOR DEL MENSAJE GENÉTICO.

            Un gen es un fragmento de ADN que contiene información para sintetizar una proteína. ¿Pero qué es el ADN? Una molécula consistente en dos cadenas largas y paralelas que se retuercen juntas formando una doble hélice. Cada cadena de ADN está formada por grupos fosfato, azúcares y bases nitrogenadas. Estas bases pueden ser de cuatro tipos: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). Las bases de una de las cadenas se unen con las bases de la otra de la siguiente forma: la Adenina con la Timina y la Guanina con la Citosina.

            Una célula humana contiene en total, en sus 23 pares de cromosomas, una cantidad de ADN que mide dos metros de longitud, y en la cual se encuentran en total unos 6.000 millones de pares de bases. La secuencia o el orden en el que se colocan las parejas de las cuatro bases a lo largo del ADN es la clave para almacenar la información biológica. Con este alfabeto de 4 letras se pueden formar infinidad de palabras distintas de enorme longitud.

            La información almacenada en el ADN determina el tipo y el orden de aminoácidos de las proteínas que se forman siguiendo sus instrucciones. Para que sean sintetizadas se necesita la actuación  del ARN, sustancia capaz de trasladar fuera del núcleo aquellas instrucciones y llevarlas al citoplasma, hasta el orgánulo que va uniendo aminoácidos tomando de molde la información previa del ADN: el ribosoma.

3.1.- El ADN se replica.

            El ADN es la única molécula en los seres vivos que puede hacer una copia exacta de sí misma, es decir, replicarse. La replicación se produce justo antes de la división de la célula en dos hijas, por lo que así la información genética se puede transmitir de generación en generación.

            Para replicarse, la doble hélice de ADN se abre como una cremallera y cada una de las hebras sirve de molde para que se sintetice su cadena complementaria. La enzima que va uniendo bases complementarias a la hebra molde se llama ADN-polimerasa. Al final del proceso habrá dos moléculas de ADN bicatenario.

            Es vital que la complementariedad de bases sea correcta. A veces hay errores en la replicación que dan lugar a mutaciones, muchas de las cuales originan enfermedades o provocan la muerte del embrión antes de que llegue a término.

3.2.- El ADN se copia a ARN: transcripción.

            En las células eucariotas, el ADN se encuentra protegido en el interior del núcleo, del cual no puede salir. La síntesis de proteínas, sin embargo, se realiza en unos orgánulos, los ribosomas, que están en el citoplasma celular. Entonces, ¿cómo llegan las instrucciones desde un gen hasta los ribosomas?

            Otro ácido nucleico, el ARN, es el encargado de leer la información genética que posee el ADN y llevarla desde el núcleo hasta el citoplasma. El ARN está formado por una sola cadena de nucleótidos de ribosa y por las mismas bases que el ADN, excepto la timina (T), que es sustituida por el uracilo (U), que se une a la adenina como lo hacía la timina, conservando así la complementariedad de bases.

            El proceso de copia de una molécula de ARN tomando como molde el ADN se denomina transcripción. El ARN que sale del núcleo llevando el mensaje genético para dirigir la síntesis de proteínas es el ARN mensajero.

3.3.- Traducción a proteínas y código genético.

            Una vez en el citoplasma, el ARNm se une a un ribosoma, el cual lee y traduce el mensaje cifrado que utilizará para sintetizar una proteína. Este proceso se denomina traducción y en él se usa un diccionario llamado código genético que asigna las equivalencias entre el lenguaje del ARNm (secuencia de bases) y el lenguaje de las proteínas (secuencia de aminoácidos).

            A cada grupo de tres bases del ARNm (que se llama codón o triplete) le corresponde uno de los 20 aminoácidos que forman las proteínas. El ribosoma se mueve a lo largo de la cadena de ARNm leyendo codón tras codón y va uniendo los aminoácidos que llegan al ribosoma transportados por otro tipo de ARN llamado ARN de transferencia (ARNt).

4.- LA BIOTECNOLOGÍA.

            Hoy día, la Biotecnología implica la manipulación deliberada del material genético (ADN) de un ser vivo con el fin de fabricar o modificar un producto, mejorar animales o plantas o desarrollar microorganismos con capacidades determinadas para usos específicos.

4.1.- Tecnología del ADN recombinante.

            La tecnología del ADN recombinante comprende una serie de técnicas que permiten manipular el ADN, es decir, cortar, aislar, pegar, reproducir y secuenciar fragmentos específicos de ADN de cualquier organismo. Además incluye las técnicas necesarias con las que se puede insertar un fragmento de ADN de interés en otra molécula de ADN llamada vector.

            Un ADN recombinante es cualquier molécula de ADN formada por la unión de segmentos de ADN de origen diferente.

            Los pasos a seguir en estas tecnologías son los siguientes:

4.1.1.- Corte y pegado del ADN.

            En las células vivas, el ADN es cortado y vuelto a unir una y otra vez por enzimas, un tipo de proteínas que han sido identificadas y purificadas por los científicos para usarlas en los laboratorios:

v  Las enzimas de restricción, que son como tijeras químicas que cortan trozos de ADN.

v  Las ligasas, enzimas que unen distintos fragmentos de ADN pegando sus extremos.

¿Cómo actúan las enzimas de restricción y las ligasas en la creación de ADN recombinante?

I.                   Con la misma enzima de restricción se corta el ADN de dos organismos distintos. Cada enzima corta siguiendo una secuencia concreta.

II.                Los fragmentos de ADN de cada organismo se ponen en contacto y forman una molécula de ADN recombinante.

III.             Las ligasas pegan los extremos y los fragmentos se unen de forma permanente.

4.1.2.- Análisis de fragmentos de ADN.

            Una vez que las enzimas de restricción han cortado un trozo de ADN, los fragmentos de distinto tamaño se pueden separar y analizar mediante diferentes técnicas, siendo una de ellas la electroforesis en gel de agarosa.

            Esta técnica permite separar los fragmentos de ADN en función de su tamaño y su carga eléctrica. El soporte que se utiliza para que el ADN se pueda mover es la agarosa, un polisacárido que se comporta como gelatina y que tiene poros por donde puede ir pasando el ADN.

            El procedimiento para realizar una electroforesis es el siguiente:

I.                   Se prepara el gel de agarosa en un molde que deja una serie de huecos en hilera denominados pocillos para muestra.

II.                Cuando haya solidificado el gel, se introduce en una cubeta de electroforesis que contiene una solución de agua y sales y que posee electrodos adheridos a cada extremo.

III.             En cada pocillo del gel se carga con una micropipeta una muestra diferente que contiene la mezcla de los fragmentos de ADN que se hayan cortado y se quieran separar.

IV.              Como el ADN está cargado negativamente, cuando se aplica una corriente eléctrica, los fragmentos de ADN avanzan a través del gel hacia el electrodo positivo que está situado en el otro extremo. Puesto que la agarosa contiene huecos, los fragmentos más pequeños cruzan la malla del gel más deprisa que los grandes, de manera que se separan en función de su longitud y en orden de tamaño decreciente.

V.                 Tras un tiempo, interrumpimos la corriente. Para ver el patrón de bandas de ADN, la lámina de agarosa se tiñe con bromuro de etidio, una sustancia que al unirse al ADN emite fluorescencia bajo la luz ultravioleta.

Esta técnica permite obtener el patrón de bandas característico del ADN de cualquier organismo, denominado huella génica. La huella génica permite averiguar la identidad de un individuo comparándola con otras muestras.

            Aplicaciones: esto se utiliza para investigar la autoría de delitos, establecer la paternidad y ayudar a historiadores a resolver antiguos misterios.

4.1.3.- Hibridación mediante sondas de ADN: búsqueda específica de un gen.

La hibridación del ADN es el proceso en el que dos hebras de ADN de cadena sencilla, con una secuencia de bases complementaria, se unen para originar una molécula de ADN de cadena doble correctamente apareada.

Gracias a esta técnica podemos identificar la presencia de un gen que codifica una proteína de interés en un cromosoma. Para ello se hacen ensayos de hibridación  con sondas de ADN.

Una sonda de ADN es un fragmento artificial de ADN de cadena sencilla marcada con radiactividad o fluorescencia y cuya secuencia de nucleótidos es complementaria a la secuencia del gen que se desea detectar.

            Aplicaciones: detectar mutaciones, diagnóstico de enfermedades genéticas.

4.1.4.- Clonación de ADN.

La clonación de un fragmento de ADN consiste en la obtención de miles de millones de copias idénticas de dicho fragmento.

Para clonar un fragmento de ADN, este debe ser introducido en una molécula transportadora llamada vector. Un vector de clonación es una molécula de ADN pequeña capaz de entrar en una bacteria y de autorreplicarse dentro de ella.

           

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El método de clonación es el siguiente:

1. El ADN que se quiere clonar y el vector se cortan con la misma enzima de restricción y se unen con ligasas, quedando un ADN recombinante = ADN de interés + vector.
2. Estos ADN recombinantes se ponen a crecer con bacterias y se dejan crecer en una placa Petri. Algunas bacterias los cogen, otras no.
3.  Como los vectores llevan un gen que les confiere resistencia a un antibiótico, las bacterias que han captado el vector se seleccionan poniendo en su medio de cultivo un antibiótico, pues serán resistentes a él.
4. Cada colonia de bacterias con el ADN recombinante se aísla y se sigue cultivando. Cada vez que se duplican las bacterias, también lo hace el ADN que lleva inserto en el vector.

4.1.5.- Amplificación del ADN: reacción en cadena de la polimerasa.

La PCR (“Polimerase Chain Reaction”) o “Reacción en Cadena de la Polimerasa” es una reacción en cadena que origina millones de copias a partir de una sola muestra  de un ADN específico. Esto se consigue mediante la repetición de múltiples ciclos de replicación del ADN en el laboratorio.

            La PCR se emplea para amplificar segmentos de ADN de los que se dispone muy poca cantidad, por ejemplo, ADN obtenido a partir de pequeñas muestras de tejidos, sangre o semen conseguidos en la escena de un crimen, ADN de microorganismos patógenos para su identificación, y ADN de células embrionarias con el fin de realizar un diagnóstico prenatal de enfermedades genéticas.

4.1.6.- Secuenciación del ADN.

            La determinación de la secuencia de nucleótidos es básica para obtener la información que lleva un ADN. Hoy día existen técnicas automatizadas e informatizadas que han permitido incluso llegar a descifrar la totalidad del genoma de la especie humana.

5.- TÉCNICAS DE INGENIERÍA GENÉTICA.

            Las técnicas de Ingeniería Genética son un conjunto de procedimientos que permiten la manipulación del ADN de un organismo para conseguir nuevas formas de vida con combinaciones únicas de genes adecuadas a nuestras necesidades.

            Las aplicaciones prácticas de estas técnicas son numerosas. Destacar la obtención de organismos genéticamente modificados y la terapia génica.

5.1.- Organismos genéticamente modificados o transgénicos.

            Los organismos transgénicos son aquellos organismos que contienen un gen procedente de otro organismo o transgén. Lo que se pretende con los transgénicos es producir sustancias útiles (como proteínas), obtener variedades de plantas y animales con alguna característica interesante, etc. A continuación tenemos varios ejemplos de transgénicos:

·         Microorganismos genéticamente modificados. Se pueden emplear para limpiar el medio ambiente (biorremediación), como por ej.- para eliminar mareas negras o metales pesados muy contaminantes, o se pueden emplear para producir biocombustibles, para fabricar enzimas que degradan sustancias (por ej.- detergentes en polvo, vaqueros desgastados), producir antibióticos, proteínas humanas (insulina, hormona del crecimiento).

·         Animales transgénicos. Se crean vacas que se desarrollan en menos tiempo, ovejas con lana de mejor calidad, cerdos con carne más magra, etc. También se fabrican órganos de animales para trasplantes, como cerdos transgénicos con órganos similares a humanos para que no se rechacen al trasplantarlos.

·         Plantas transgénicas. Se han conseguido plantas que resisten a herbicidas, a plagas, a heladas y a sequías; también se han desarrollados plantas que producen frutos que no se ablandan al madurar, plantas de arroz que producen granos con provitamina A, más nutritivos, o plantas que producen sustancias de interés farmacológico.

5.2.- Terapia génica.

            Consiste en tratar, curar y prevenir enfermedades producidas por un solo gen defectuoso introduciendo en el paciente un gen terapéutico o funcional. Esta terapia tiene muchos problemas éticos, hay sectores sociales que no aceptan que se puedan manipular los genes humanos.

CTM. Ud. 7. Riesgos geológicos externos.

1.- RIESGOS GEOMORFOLÓGICOS.

            En este apartado incluimos todos aquellos riesgos geológicos externos causados por el movimiento del terreno, en los que interviene la acción de la gravedad.

            Vamos a estudiar los movimientos de ladera, las subsidencias y colapsos, y los debidos a las arcillas expansivas.

1.1.- Movimientos gravitacionales de ladera.

            Son desplazamientos de los materiales de una ladera a favor de la gravedad. Los factores condicionantes de estos desplazamientos pueden ser: litológicos, estructurales, climáticos, hidrológicos, topográficos, la vegetación. Los factores desencadenantes pueden ser naturales (fuertes precipitaciones, inundaciones, erupciones volcánicas, terremotos, cambios en el terreno debido a ciclos de hielo-deshielo o humedad-desecación, etc.) o inducidos por las actividades humanas (aumento de peso de la cabecera del talud por acumulación de escombros o por construcciones, excavaciones con retirada de materiales del pie del talud, explosiones al construir una mina, deforestación de taludes, etc.)

1.1.1.- Tipos de movimientos de laderas.

Ø  Reptación o creep. Es un descenso gravitacional discontinuo y lento de los materiales más superficiales del suelo ladera abajo, producido a consecuencia de la expansión del suelo al hidratarse y su posterior retracción al secarse. Se observa bien cuando se arquean los troncos de los árboles y por la acumulación de materiales en las zonas más bajas.

    

Ø  Coladas de barro. Es un flujo o caída continua y rápida de materiales plásticos sin que exista un plano de rotura. Suelen ser materiales blandos limosos o arcillosos que cuando contienen agua se vuelven muy plásticos. A veces aparecen como consecuencia de fenómenos volcánicos o sísmicos.

          

Ø  Solifluxión. Se da en lugares de dominio periglaciar. Es una mezcla de flujo y reptación. En estos sitios la parte profunda del suelo permanece siempre helada (permafrost) y sobre ella se asienta un suelo superficial que fluye en los deshielos (mollisol).

Ø  Deslizamientos. Son movimientos de las rocas o del suelo ladera abajo, pero sobre una superficie de rotura o de despegue. Los deslizamientos pueden ser:

o   Traslacionales. Si la superficie de rotura es más o menos paralela a la superficie del talud.

- Rotacionales o slump. Se produce cuando el movimiento es a favor de una superficie de rotura curva. Son frecuentes en suelos pegajosos, como los estratos arcillosos.

Ø  Desprendimientos. Es la caída brusca de bloques o fragmentos rocosos de un talud. Estos mecanismos están favorecidos por la pendiente, el tipo de roca, la presencia de discontinuidades, etc.

Ø  Avalanchas. Son desprendimientos masivos y en seco de bloques de piedra o nieve.

1.1.2.- Métodos de predicción.

La predicción espacial es fácil, mientras que la temporal es más difícil. Para predecir hay que detectar las zonas de inestabilidad y sus causas directamente sobre el terreno, con fotografías convencionales o tomadas mediante satélites.

Se pueden observar huellas de inestabilidad como incisiones en el terreno, erosión, derrubios en el talud, anomalías en la ladera (convexidad), deformaciones en los árboles, en los postes de la luz, en vallas, etc.

Se analizan factores que pueden potenciar el fenómeno, como el clima, la topografía, morfología y estructura de las rocas, vegetación, etc. Con estos datos se pueden elaborar mapas de peligrosidad con distintos colores para cada grado de peligrosidad. Con estos mapas y con imágenes tomadas por satélite, se puede confeccionar un SIG específico para cada zona en concreto, que servirá para realizar simulaciones.

1.1.3.- Métodos de prevención y corrección.      

             I.      Elaboración de mapas de riesgo.

          II.      Modificación de la geometría de los taludes para evitar deslizamientos rotacionales, descargando la cabecera y rellenando el pie, o rebajando la pendiente.

       III.      Construir drenajes para evitar las coladas de barro, la solifluxión, y para recoger la escorrentía superficial. Son sistemas de drenaje las cunetas, los pozos, las galerías de descarga y las zanjas.

        IV.      Medidas de contención: muros, contrafuertes, redes o mallas y anclajes.

           V.      Aumentar la resistencia del terreno con anclajes e inyección de sustancias que aumenten la cohesión e impidan el movimiento.

        VI.      Revegetación de taludes.

     VII.      Medidas de protección civil.

1.2.- Subsidencias y colapsos.

            Son hundimientos del terreno tanto naturales como inducidos por la actividad humana. Las subsidencias son hundimientos lentos del suelo. Por ej.- al extraer fluidos como gas y petróleo. Los colapsos son derrumbamientos bruscos en vertical del terreno. Por ej.- el hundimiento de una cueva al disolverse las calizas o los yesos que la formaban.

            Estos fenómenos se asocian a terrenos kársticos (calizos principalmente).

1.3.- Diapiros.

            Cuando entre las rocas sedimentarias hay estratos salinos que son menos densos y plásticos, tienden a ascender lentamente provocando deformaciones y roturas de los estratos superiores. Los suelos son inestables y se hunden por disolución.

1.4.- Suelos expansivos.

            Se dan en suelos formados por arcilla, margas, limos arcillosos y yesos. Es importante tenerlos en cuenta a la hora de realizar construcciones, pues estos materiales se hinchan al hidratarse y se agrietan cuando se secan, dando lugar a la pérdida de asentamiento de cimientos y muros, deformación de pavimentos y aceras, rotura de cañerías y drenajes, etc.

            Las causas pueden ser naturales (lluvias y sequías) o pueden ser inducidas por la sobreexplotación de acuíferos, por el exceso de riego, por fugas de cañerías, etc.

1.4.1.- Métodos de predicción.

            Observación de señales en el terreno por geólogos, como la presencia de barro pegajoso, suelo con grietas de retracción, persistencia de huellas de pisada o de roderas de vehículos, etc. Además se recurre al estudio del clima, de las redes de drenaje, de la irrigación de la vegetación y de las pendientes.

1.4.2.- Métodos de prevención y corrección.

            Las medidas preventivas no estructurales son la ordenación del territorio y la elaboración de mapas de riesgo o mapas geológicos. Entre las medidas estructurales se encuentran la estabilización de suelos mezclándolos con cal, la excavación del terreno antes de la construcción y el rellenado del hueco con materiales resistentes al hinchamiento, la cimentación sobre pilotes que atraviesen la capa arcillosa, dejar cámaras de aire en los cimientos de las viviendas para facilitar la evaporación, la impermeabilización alrededor de las viviendas, etc.

2.- INUNDACIONES.

Constituyen el riesgo geológico más destructivo, tanto a escala nacional como mundial. Además, la urbanización masiva en áreas fluviales susceptibles agrava dicho riesgo.  Se clasifican en:

a)     Inundaciones continentales, denominadas avenidas.

b)     Inundaciones costeras debidas a maremotos o mareas.

2.1.- Causas.

Ø  Climáticas: huracanes, lluvias torrenciales, aumento de la temperatura.

Ø  Geológicas: actividad volcánica, deshielo en los volcanes, coladas de barro, tsunamis, marejadas.

Ø  Antrópicas: obstáculos en las desembocaduras de los ríos, rotura de presas.

2.2.- Características de las avenidas.

            Se denominan así a las inundaciones dentro de los cauces de agua continentales (torrentes y ríos). Pueden ser de dos tipos:

Ø  Torrenciales. Originadas en los torrentes, que son cursos de agua con cauce fijo pero caudal intermitente (mucho caudal tras lluvias torrenciales o el deshielo). Tras la caída de una tromba de agua, ésta suele circular a gran velocidad por el torrente, y debido a esta gran velocidad puede originar inundaciones muy peligrosas y repentinas. En nuestro país hay dos tipos de torrentes:

- De montaña. Frecuentes en la región de los Pirineos. Tiene 3 partes: la cuenca de recepción, el canal de desagüe y el cono de deyección o abanico aluvial.

- Ramblas y barrancos, con menor pendiente.

Ø  Fluviales. Originadas en los ríos, que son corrientes de agua encauzadas y con caudal fijo, con menor pendiente que los torrentes y cursos más largos. Las partes de un río son:

- Curso alto: con bastante pendiente. En él predomina la erosión, por la cual el río se va encajando en el valle, modelando una forma en V.

- Curso medio: predomina el transporte sobre la erosión, y es selectivo. En este tramo se forman las vegas o llanuras de inundación, muy llanas y fértiles y ocupadas por entero cuando sobreviene una avenida, y los meandros, curvas que describe el río al pasar por zonas de distinta dureza. Los meandros pueden describir formas muy cerradas, y en ocasiones acaban estrangulándose, formando meandros abandonados. También se forman las terrazas fluviales, que son una serie de escalones planos de distintas alturas paralelos al cauce del río; se forman cuando al aumentar la capacidad erosiva del río éste excava verticalmente el fondo de su cauce.

- Curso bajo: predomina la sedimentación. Aparecen barras (depósitos) en el interior de los cauces que dividen el río en varios brazos.

2.3.- Peligrosidad de las inundaciones.

            El riesgo depende de la energía que posean torrentes y ríos. La energía depende de:

• La velocidad de la corriente de agua, que aumenta con la pendiente.
• El caudal (Q) o volumen de agua que atraviesa una sección transversal de la corriente (A) por unidad de tiempo. Su valor se obtiene multiplicando A por el tiempo. Se mide en m³/seg, y depende de varios factores:
• Intensidad de las precipitaciones (litros de agua caídos por unidad de tiempo). Se consideran torrenciales cuando caen más de 200 l/m² en un día.
• Las estaciones. Hay épocas de avenida o crecidas y de estiaje, en las que el caudal es mínimo. Las variaciones anuales de caudal se expresan en unas curvas llamadas hidrogramas anuales, y son importantes para prevenir las crecidas. También se elaboran hidrogramas de crecida, en los cuales se pueden observar los tiempos de respuesta (desde que cae el aguacero hasta que el caudal llega a su punto máximo) que sirven para alertar a la población.
• La infiltración. Al aumentar la infiltración disminuye la escorrentía superficial, y por tanto el caudal del río y la severidad de las inundaciones. Esto, a su vez, depende de la existencia de vegetación en la cabecera y en los márgenes del río, ya que aumentan la infiltración, y del tipo de rocas, ya que si son impermeables aumentan la escorrentía superficial.

2.4.- Predicción de inundaciones.

            Las principales medidas para la predicción son:

             I.      Previsiones meteorológicas. A partir de datos meteorológicos enviados por el satélite Meteosat se puede prever la aparición de lluvias torrenciales, principal causa de las inundaciones, en un determinado lugar.

          II.      Diagramas de variación del caudal. Recurriendo a datos históricos se puede observar que las variaciones del caudal son cíclicas, repitiéndose a intervalos de tiempo regulares para cada cuenca fluvial. De esta forma se puede prever el tiempo de retorno para cada tipo de inundación, así como el caudal máximo esperado.

       III.      Elaboración de mapas de riesgo. Se elaboran a partir de datos históricos; son útiles para delimitar las áreas susceptibles de inundación, así como la magnitud de la inundación.

2.5.- Prevención de inundaciones.

2.5.1.- Medidas estructurales. Consisten en realizar obras en los cauces.

• Construcción de diques a ambos lados del cauce. Paralelos al cauce del río, sirven para confinar el agua y contener el desbordamiento. No es muy efectivo, al final puede incluso resultar catastrófico.
• Aumento de la capacidad del cauce. Por ensanchamiento o dragado del fondo. Esta medida puede alterar los ecosistemas fluviales y potenciar el poder erosivo.
• Desvío de cauces. En ríos que atraviesan ciudades y que sean propensos a desbordarse se recurre a los desvíos del cauce. Ej.- el Turia a su paso por Valencia.
• Reforestación y conservación del suelo. Es la medida más efectiva. Los bosques retienen agua, aumentan la infiltración, disminuyen la escorrentía, sujetan el suelo…
• Medidas de laminación. Consisten en la construcción de embalses aguas arriba, con lo que se logran rebajar los caudales punta. Como entonces circulará menor cantidad de agua por unidad de tiempo, se reduce la peligrosidad.
• Estaciones de control. Se sitúan en varios puntos a lo largo de los cauces fluviales. Constan de pluviómetros y estaciones de aforo con los que se mide mediante varillas las variaciones de altura de la lámina de agua y con un cable la anchura del cauce. También se mide la velocidad de la corriente con un correntómetro provisto de cazoletas giratorias. Se calcula el caudal y se envía la información vía informática.

2.5.2.- Medidas no estructurales. Tienden a reducir la vulnerabilidad.

• Ordenación del territorio. Existen leyes que limitan o prohíben determinados usos en las zonas de riesgo. Para la ordenación del territorio lo primero que hay que hacer es delimitar las áreas susceptibles con fotografías tomadas por satélite, además de recurrir a los mapas de riesgo.

La legislación española establece varias zonas en los cauces fluviales con medidas que limitan su ocupación. Dichas zonas son:

• Zona de servidumbre. Es una franja de 5 metros de anchura a cada lado del cauce. Aquí está prohibida toda construcción, cultivo y planta de árboles.
• Zona de policía. Se extiende a ambos lados del cauce desde su borde hasta 100 m de anchura. La probabilidad de riesgo de inundación en esta zona es de 1/100. Se permiten usos agrícolas, pero se prohíbe cualquier alteración del relieve y las construcciones de cualquier tipo.
• Zona inundable. Comprende todos los márgenes del cauce principal en los que exista una probabilidad de riesgo de inundación de 1/500. En ellas se establecen medidas de protección menos severas, aunque siempre garantizando la seguridad de los bienes y de las personas.
• Planes de protección civil. El estudio detallado de las avenidas nos permite establecer un sistema de alerta para la protección de bienes inmuebles y la evacuación de la población.
• Seguros y ayudas públicas. En nuestro país, según la legislación, los seguros son obligatorios para todas las construcciones que se sitúen dentro de una zona inundable.
• Modelos de simulación de avenidas. Se hacen con ayuda de un SIG en el que constan diferentes datos del territorio (meteorológicos, geomorfológicos, litológicos, usos del suelo, relación agua drenada / agua infiltrada, cobertura vegetal, fotografías por satélite, etc.) Sirven para delimitar las zonas afectadas por una inundación.

3.- RIESGOS MIXTOS.

            La erosión y la sedimentación son dos procesos geológicos externos que pueden verse alterados por las actividades humanas tanto en zonas continentales como en las costas.

3.1.- Erosión/sedimentación en zonas continentales.

            La deforestación, la minería a cielo abierto, y las prácticas de cultivo inadecuadas, entre otras, aceleran los procesos de erosión y sedimentación en las zonas continentales.

            Vamos a estudiar los procesos de erosión y sedimentación que realizan los ríos.

El agua del río, con la energía cinética que posee, realiza un modelado del cauce fluvial. Erosiona con mucha fuerza en el tramo alto; aquí su energía cinética es muy elevada, pues debido a la gran pendiente que tiene que salvar, adquiere una gran velocidad aunque su caudal sea pequeño. Su sección transversal tiene una típica forma de “V”.

            En los tramos medio y bajo del río la pendiente se va reduciendo, por lo que también se resiente su velocidad, pero en este tramo el cauce del río se ensancha y su caudal aumenta al recibir aportes de los afluentes y acuíferos subterráneos. Su sección transversal pierde su forma de “V” y se convierte en una amplia llanura de inundación.

            En el tramo inferior el río desemboca en el mar, en un lago o en otro río, y deposita la carga, produciéndose la sedimentación fluvial.

            Todos los ríos tienden a alcanzar un perfil de equilibrio, en el cual se invierte toda la energía cinética en vencer el rozamiento y transportar materiales, y no se produce ni erosión ni sedimentación. Para alcanzar su perfil de equilibrio, el río tiene que reducir su pendiente hasta igualar su altura con su extremo más bajo o nivel de base, que puede ser absoluto (el nivel del mar) o local (un lago, un río o un embalse en el que desemboque). Cuando lo alcanza, el río adquiere una forma cóncava (su cabecera tiene mucha pendiente, pero sus tramos medio y bajo discurren por una superficie casi plana).

            Si el nivel de base alcanzado desciende debido a una sequía (local) o a un descenso del nivel del mar debido a una glaciación (absoluto), provocaría un nuevo aumento de la pendiente (aumento de la energía potencial), lo que se traduciría en la realización de un trabajo de erosión remontante con el fin de reducir la pendiente. La erosión remontante cesaría cuando el río alcanzase un nuevo perfil de equilibrio.

            Si por el contrario el nivel de base asciende (por la construcción de un embalse, o si sube el nivel del mar, etc.), la corriente pierde fuerza y se produce un aumento de la sedimentación, que rellenaría la desembocadura, elevando el nivel de base. Este proceso se denomina agradación.

            Estos dos fenómenos son muy importantes a la hora de construir embalses, pues producen una alteración de la dinámica fluvial. El río va a depositar su carga en el embalse, y acabará por colmatarlo, reduciendo su período de aprovechamiento. Si se produce una deforestación en el tramo superior, el proceso se agrava por el aumento de la erosión y del transporte. Aguas abajo del embalse, el río va libre de sedimentos, erosionando los márgenes, afectando a los ecosistemas de ribera, y profundizando su lecho.

3.2.- Dinámica litoral.

            Además de las inundaciones, la alteración de los procesos de erosión-sedimentación son los riesgos que más afectan a las zonas costeras. Dicho riesgo está acentuado por el factor exposición, pues estas zonas son las más pobladas del planeta dado su gran turismo.

3.2.1.- Modelado de las zonas costeras.

            Entre las formas originadas por efecto de la erosión (oleaje) encontramos los acantilados, las bahías, los farallones, los arcos naturales, las cuevas y las plataformas de abrasión.

            Entre las formas de sedimentación destacan las playas, las flechas, los cordones litorales, los tómbolos, las albuferas y los estuarios.

            En la desembocadura de los ríos se originan deltas y estuarios.

3.2.2.- Riesgos derivados de la erosión/sedimentación costera.

• Riesgos derivados del retroceso del acantilado. La acción erosiva de las olas contra el acantilado puede causar el derrumbe de las construcciones que están sobre él. Para prevenir este tipo de riesgo se deben construir muros en la base del acantilado, con el problema de que la playa que está en la base va a desaparecer, pues la fuerza de las olas al chocar contra los muros arrastra la arena mar adentro.
• Riesgos por interrupción de las corrientes de deriva. Las corrientes de deriva circulan paralelas a las costas. Según la dirección hacia la que sople el viento, estas corrientes trasladan los materiales resultantes de la erosión de los acantilados a lo largo de toda la línea de costa, resultando así las formas de sedimentación costeras: playas, flechas, albuferas, tómbolas, etc.

Las intervenciones antrópicas (humanas) pueden interrumpir o alterar la circulación de las corrientes de deriva y cambiar los procesos de erosión-sedimentación. Las principales son: la construcción de espigones para crear playas artificiales, la instalación de puertos deportivos, de muelles comerciales y pesqueros, etc. En estos casos se produce una brusca sedimentación en la zona anterior al obstáculo, formándose una nueva playa, mientras que en los lugares situados detrás de la estructura se produce una intensa erosión, pues el agua circula sin sedimentos que frenarían su poder erosivo.

• Alteraciones de la dinámica de los deltas. Los deltas se generan por acumulación de sedimentos transportados por los ríos en lugares donde la corriente de deriva no es demasiado intensa. Se hunden debido al peso de los sedimentos, y van siendo rellenados simultáneamente, por lo que están en equilibrio dinámico. Cualquier alteración de las corrientes marinas o de la dinámica fluvial (deforestación, embalses, trasvases) originarían graves modificaciones en la dinámica de los deltas.
• Eliminación de arena del sistema costero. La eliminación de arena de las playas o de las dunas situadas tras ellas para construir paseos marítimos o edificios provoca un aumento de la erosión, pues no hay nada que contenga las olas durante los temporales. Además se produce un aumento de las inundaciones costeras.
• La regeneración de playas o creación de otras nuevas. Se lleva a cabo con arenas procedentes del dragado de los fondos costeros o de las desembocaduras de los ríos; esto provoca alteraciones en la dinámica de las costas, pudiendo concluir con la destrucción de las playas durante las tempestades.

Todas las intervenciones humanas sobre las costas pueden producir:

a)     Progradación o avance de costa que gana terreno al mar. La deforestación de las cuencas altas de los ríos, la remoción del terreno por la minería u obras públicas, los incendios forestales, etc., son acciones que producen un incremento en la cantidad de materiales que lleva el río, y con ello, un aumento de la sedimentación costera.

b)     Regresión. Es el efecto contrario, supone un retroceso de las costas por erosión debida a la disminución de los sedimentos. Por ej.- por construcción de embalses.

3.2.3.- Prevención de riesgos costeros.

• Medidas estructurales. Rompeolas, espigones, muros. Todas se deben establecer con un conocimiento previo y profundo de la dinámica litoral.
• Medidas no estructurales.
• Elaboración de mapas de peligrosidad.
• Ordenación del territorio, serie de normas legales recogidas en la “Ley de Costas”, establecida en 1988. En ella se dice que “son bienes de dominio público todos los terrenos comprendidos entre los límites de bajamar hasta el lugar de la costa susceptible de ser alcanzado por las olas en los mayores temporales, lo que comprende: playas, albuferas, marismas, dunas, recursos del mar, terrenos ganados al mar, acantilados, islotes, etc.” Además, establece dos zonas:
• Zona de servidumbre de protección, que se extiende 100 m tierra adentro, en la que existe prohibición total para cualquier uso, salvo la instalación de servicios de utilidad pública necesarios y convenientes o instalaciones deportivas al aire libre.
• Zona de influencia, que se extiende a los terrenos situados hasta 500 metros de la ribera del mar, en la que existen unas normas de ordenación urbanística, permitiéndose la construcción de aparcamientos y de edificios que se adapten a la legislación.