Ejercicios: Los residuos y el impacto ambiental

¿Qué diferencia hay entre residuo urbano, residuo industrial y residuo peligroso? Pon un ejemplo de cada tipo.

La pirámide representa la jerarquía de la gestión de residuos, de la opción más deseable (1, arriba) a la última opción (5, abajo). Asigna a cada nivel su estrategia: vertedero, prevención, reciclaje, reutilización y valorización energética.

¿Qué condiciones geológicas debe reunir el terreno donde se instala un vertedero? Considera la permeabilidad de las rocas, la profundidad del nivel freático y las pendientes.

¿Qué es el reciclaje y qué tres materiales de origen mineral se reciclan con gran ahorro (vidrio, aluminio, acero)? ¿Qué recurso geológico se conserva en cada caso?

¿Qué es un centro de reciclaje o de recolección de residuos peligrosos del hogar y qué tipos de residuos acepta que no deben ir al contenedor de basura común?

¿Qué es el compostaje y qué fracción de los residuos urbanos aprovecha? ¿Qué producto se obtiene y qué uso tiene?

¿Qué es la valorización energética de los residuos y en qué se diferencia del reciclaje de materiales? ¿Qué posición ocupa en la jerarquía de gestión?

¿Qué son los residuos de construcción y demolición y qué parte de ellos (agregados, metales, madera) puede reutilizarse o reciclarse?

Un vertedero sin sellar genera lixiviados que acaban contaminando el acuífero. Explica qué son los lixiviados y describe el sistema de barreras (capa arcillosa, geomembrana, geotextil, drenajes) de un vertedero moderno.

La economía circular propone que los residuos se conviertan en materia prima de otros procesos. Pon dos ejemplos reales y explica qué recursos geológicos se ahorran en cada caso.

Los proyectos de obra pública deben incluir medidas correctivas y, cuando el daño no se puede evitar, compensatorias. Distingue ambos tipos de medidas con un ejemplo relacionado con la construcción de una presa.

Los vertederos generan biogás al descomponerse la materia orgánica. Explica su composición principal, cómo se capta y qué dos destinos tiene (quema en antorcha o aprovechamiento energético), y por qué no debe liberarse a la atmósfera.

Reciclar aluminio ahorra en torno al $95\ \%$ de la energía necesaria para producirlo desde la bauxita. Explica de dónde procede ese ahorro (electrólisis frente a refundición) y qué recursos y emisiones se evitan.

Las pilas, el aceite usado y los neumáticos requieren una gestión específica. Explica qué los hace peligrosos o problemáticos y qué sistema de recogida existe para cada uno.

Describe el sellado y el cierre de un vertedero (cobertura impermeable, capa vegetal, captación de biogás y de lixiviados) y explica qué controles se mantienen durante la etapa posterior al cierre.

Una autopista nueva atraviesa un valle agrícola. Resume las fases del estudio de impacto ambiental (alternativas, inventario, identificación de impactos, medidas, monitoreo) y qué se decide en cada una.

Se han propuesto dos emplazamientos geológicos para albergar un Almacenamiento Geológico Profundo (AGP) de residuos nucleares de alta actividad:

• Emplazamiento A: Macizo granítico a 600 m de profundidad, en una zona de baja sismicidad histórica, pero atravesado por una red densa de diaclasas tardihercínicas y con concesiones mineras activas en las proximidades para la exploración de wolframio y litio.

• Emplazamiento B: Formación de arcillas plásticas y lutitas de 200 m de espesor situada a 450 m de profundidad, tectónicamente estable y sin indicios de recursos minerales, pero inmediatamente suprayacente a un acuífero regional carbonatado sometido a explotación para riego.

1. a) Evalúa la idoneidad hidrogeológica y geomecánica de ambas formaciones rocosas frente al riesgo de migración de radionucleidos solubles en caso de fallo de las barreras de ingeniería. Justifica cuál descartarías en primer lugar.
2. b) Discute por qué el concepto de «ausencia de recursos aprovechables» es un criterio geológico crítico de seguridad a escala de 100,000 años, teniendo en cuenta la intrusión humana fortuita en futuros escenarios civilizatorios.
3. c) Diseña una propuesta de gobernanza para el proceso de selección que afronte el conflicto social habitual (síndrome NIMBY) sin recurrir únicamente a transferencias o compensaciones económicas a las ciudades o municipios afectados.

Un consorcio proyecta instalar una planta solar fotovoltaica sobre las 15 hectáreas de un vertedero de residuos sólidos urbanos sellado hace solo cuatro años. El proyecto prevé cimentar las hileras de paneles mediante hincado convencional de perfiles de acero a dos metros de profundidad y canalizar el cableado en zanjas estándar.

1. a) Explica los dos procesos biogeoquímicos y mecánicos que originan asientos diferenciales en la masa de un vertedero y predice qué consecuencias tendrán sobre la estructura rígida de soporte de los paneles fotovoltaicos.
2. b) Justifica técnicamente por qué el hincado de perfiles metálicos y la apertura de zanjas representan un peligro grave para la integridad de la barrera de estanqueidad (geomembrana de polietileno de alta densidad) y para los sistemas de desgasificación pasiva del biogás acumulado.
3. c) Diseña dos modificaciones técnicas (una referida al sistema de cimentación y otra al diseño de las canalizaciones y estructuras portantes) que hagan viable y segura la instalación solar fotovoltaica sin comprometer el sellado del vertedero ni generar riesgo de deflagración de metano.

Para obtener 1 kg de oro, una explotación minera convencional a cielo abierto explota una mena con una ley de 2.5 g/t de roca, con un ratio de desmonte (estéril/mineral) de 3:1. Por su parte, las placas de circuitos impresos procedentes de celulares desechados presentan una concentración media de 250 g/t de oro.

1. a) Calcula la masa total de material geológico (mineral más estéril) que es necesario remover en la mina a cielo abierto frente a la masa de residuo electrónico que se requiere para obtener ese mismo kilogramo de metal precioso.
2. b) Evalúa el impacto ambiental comparativo de ambas vías de obtención considerando: la ocupación territorial, el riesgo de drenaje ácido de mina asociado a los sulfuros encajantes y la generación de residuos tóxicos o lixiviados.
3. c) Si la ley de la «minería urbana» de los celulares es cien veces superior a la de la mena natural, deduce y justifica dos razones (una logística y otra metalúrgica o económica) que explican por qué la mayor parte del oro comercializado sigue extrayéndose mediante minería extractiva tradicional.

Un municipio insular genera anualmente 150,000 t de residuos sólidos urbanos con una composición media en peso del 44 % de materia orgánica húmeda, 16 % de plásticos no reciclables, 14 % de papel y cartón, y 26 % de otros materiales. El vertedero actual colmatará en 18 meses y el espacio insular disponible es mínimo. Se plantea la construcción urgente de una planta incineradora con valorización energética (WTE).

1. a) Analiza la composición de los residuos y predice qué problemas termodinámicos (poder calorífico inferior) y de combustión surgirán si la masa de residuos se alimenta a los hornos sin una recogida selectiva previa y eficiente de la materia orgánica.
2. b) Compara el vector de contaminación más crítico de la incineración (emisión de dioxinas, furanos y gestión de cenizas volantes) frente al del vertedero (generación de lixiviados y emisiones fugitivas de metano con alto potencial de calentamiento global). Explica qué barreras tecnológicas de depuración de gases exige la ley para que la incineradora sea ambientalmente admisible.
3. c) De acuerdo con la jerarquía de manejo de residuos, razona para qué fracción específica del flujo de residuos está justificada la incineración con valorización energética y rebate la afirmación de que «quemar basura desalienta el reciclaje».

Un proyecto minero a cielo abierto pretende explotar un yacimiento de sulfuros polimetálicos (pirita, calcopirita y esfalerita). La corta alcanzará los 160 m de profundidad, cortando dos niveles piezométricos, y la balsa de lodos y las escombreras se ubicarán en la cabecera de una cuenca hidrográfica que alimenta un embalse de abastecimiento urbano.

1. a) Modela la cadena de transformaciones hidrogeoquímicas que se desencadenarán al deprimir el nivel freático por bombeo y exponer los minerales sulfurados de los taludes y escombreras al contacto con el oxígeno atmosférico y el agua de lluvia. Predice las variaciones de pH y la movilidad de metales pesados en las aguas de escorrentía.
2. b) Diseña una batería de medidas preventivas y correctoras estructurada en dos frentes: el control de la estabilidad geotécnica de las escombreras para evitar fenómenos de licuefacción y el tratamiento pasivo de las aguas de drenaje ácido mediante humedales artificiales y barreras reactivas permeables.
3. c) La empresa operadora propone abandonar la corta al final de la vida útil para que se llene de agua y forme un «lago recreativo». Justifica por qué este planteamiento puede desembocar en una catástrofe de meromixis con vuelco limnológico y explica el papel de las fianzas y garantías financieras exigidas en la Evaluación de Impacto Ambiental para evitar que el Estado asuma el costo de remediación.

Un estado debe ubicar con urgencia una planta de valorización energética y tratamiento de lodos de depuradora que procesará 200,000 t anuales. Tras los estudios técnicos iniciales, quedan dos municipios candidatos sobre la mesa:

• Municipio A: Zona rural montañosa, con baja densidad demográfica, ingreso per cápita inferior al promedio, economía basada en ganadería extensiva y un acuífero kárstico de alta permeabilidad que abastece a condados situados aguas abajo.

• Municipio B: Área periurbana de una gran ciudad, con alta densidad de población, ingreso per cápita medio-alto, parques industriales consolidados, buena red de autopistas y un sustrato geológico margoso prácticamente impermeable.

1. a) Analiza cómo operará el síndrome NIMBY («no en mi patio trasero») y el fenómeno LULU («usos del suelo localmente no deseados») en ambos municipios, distinguiendo la capacidad de movilización sociopolítica de cada población frente al riesgo técnico-ambiental real deducible de la geología del terreno.
2. b) Justifica cómo la toma de decisiones basada exclusivamente en minimizar el conflicto social inmediato puede dar lugar a un caso de «injusticia ambiental» (sacrificio de comunidades vulnerables) mientras que una basada puramente en la geotecnia generará un bloqueo judicial y social.
3. c) Diseña un protocolo de mediación y consenso público que supere el modelo tradicional DAD («Decidir, Anunciar, Defender») integrando participación ciudadana temprana, compensaciones territoriales no monetarias (servicios públicos, transición ecológica del condado) y comités de seguimiento ambiental vecinal.

Reto del tema. ¿Es sostenible el «metabolismo» de tu hogar? Diseña una auditoría geoambiental integradora a partir de datos reales de tu entorno doméstico.

1. Toma de datos reales: Revisa una factura reciente de tu casa o consulta en la Administración de Información Energética de EE. UU. (EIA, eia.gov) el mix energético horario de tu región. Registra el consumo de energía en $kWh$ y estima el consumo hídrico en $m^3$ (usa el estándar del INE de España de $0.13\text{ m}^3$/habitante·día si no tienes medidor).

2. Diagnóstico geológico y de impactos: Identifica las fuentes energéticas y materias primas (como $Cu$ o $Li$ en tus dispositivos), diferenciando con rigor científico entre recurso, yacimiento y reserva. Analiza la presión sobre las cuencas hídricas locales, el impacto sobre el suelo (sellado urbano, erosión) y cuantifica los residuos domésticos generados en $kg$/semana.

3. Informe y propuesta circular: Elabora un informe breve con una gráfica o diagrama de balance (entradas de agua/energía y salidas de residuos/impactos) y plantea dos medidas realistas de economía circular para mitigar la degradación edáfica y el agotamiento de recursos.

Se valorará:

• Diferenciación rigurosa y aplicación correcta de los conceptos de recurso, reserva y yacimiento.

• Precisión en el tratamiento y representación gráfica de los datos cuantitativos obtenidos.

• Justificación ambiental y viabilidad de las soluciones planteadas para el suelo, el agua y los residuos.