JUNY 2010 SÈRIE 1

Feu els exercicis 1 i 2 i trieu UNA de les dues opcions (A o B), cadascuna de les quals consta de dos exercicis (exercicis 3 i 4). En total, heu de fer quatre exercicis.

 

 

SÈRIE 1, Exercici 1 (obligatori)

[3 punts]

 

 

1. Llegiu el text anterior i responeu a les qüestions següents:

 

a) A quin problema es refereix el text? Anomeneu dos gasos diferents del CO2 que produeixin els mateixos efectes.

 

El problema al que es refereix el text es a l’augment del CO2 a l’atmosfera i com a conseqüència l’increment de l’efecte hivernacle (si els alumnes responen només efecte hivernacle, no val, però si responen el canvi climàtic, escalfament global es considera com a vàlida). Els altres gasos que també produeixen un augment de l’efecte hivernacle són: CFC (clorofluorocarbonis)’ altres halocarburs com els hidrofluorocarbonis o perfluorocarbonis, metà (CH4), òxid nitrós (N2O) i Ozó (O3).

 

b) A partir de l’anàlisi de la gràfica de la pàgina anterior, completeu el paràgraf següent:

 

Les primeres observacions van donar com a resultat unes concentracions de CO2 de fins a 315  ppm, un 12,5 % superiors a les 280 ppm que, per mitjans indirectes, s’estima que hi havia a l’inici de la revolució industrial. La corba de Keeling manté una tendència constant, però el ritme d’increment s’ha accelerat en les últimes dècades. Així, el 1970 va arribar a 326 ppm, però el 1990 ja se situava en 352 ppm. El nivell actual (2008) de 382 ppm suposa una alça d’un 21,3  % respecte al valor del 1958.

 

S’admet un error de 5 ppm i/o del 5% en les respostes.

 

2. Responeu a les qüestions següents:

 

a) Per què cada any s’observa una fluctuació acusada en els continguts de CO2 atmosfèric?

 

Els alts i baixos que s’observen cada any, amb un màxim a la primavera i un mínim a la tardor, són deguts a l’activitat de la vegetació terrestre, que absorbeix més CO2 en l’època de creixement. La proporció de CO2 es redueix quan aquesta biomassa reneix de la letargia, a partir de la primavera.

 

b) Tal com indica el text, com podria la Terra, per si mateixa, tenir capacitat suficient per a compensar el CO2 suplementari originat per les activitats industrials?

 

Es considerava que processos com la fotosíntesi, la fixació del CO2 per l’aigua del mar o pel sòl o la formació de les roques calcàries eren suficients per compensar el CO2 suplementari originat per les activitats industrials (una sola resposta correcta, ja és suficient).

 

c) Si continués aquesta tendència d’augment de la concentració de CO2 en l’atmosfera, indiqueu dos canvis importants que es podrien produir al planeta cap a final del segle XXI i les possibles conseqüències que tindrien.

 

Els canvis importants que es podran produir en el planeta cap a finals del segle XXI són:

 

o Pujada del nivell del mar (15 a 95 cm) amb inundacions a les zones costaneres.

o Disminució de l’albedo, que provocaria que les temperatures s’elevessin encara més.

o Augment dels perillosos icebergs, com a conseqüència del desgel dels casquets polars.

o L’oceà àrtic es descongelaria i l’aigua seria menys salada i menys densa, la qual cosa originaria problemes a la cinta transportadora i als corrents oceànics.

o Augment generalitzat de les temperatures de la troposfera, sobre tot als continents de l’hemisferi nord (entre 1,5 i 6,5 ºC). Disminució de les temperatures de l’estratosfera.

o Canvis en la distribució de las precipitacions, segons les regions: inundacions, sequeres i huracans. Avenç dels deserts subtropicals.

o Reducció de la qualitat de les aigües.

o Reducció d’algunes glaceres de muntanya.

o Alteracions en l’equilibri dels ecosistemes (les àrees de muntanya i de clima fred seran les més afectades).

o Augment de les zones afectades per malalties tropicals.

o En la zona mediterrània, en concret, disminució dels recursos hídrics, degut a l’augment de l’evaporació a causa de l’increment tèrmic i la disminució de les precipitacions.

 

Dues respostes correctes són suficients.

 

3. En el protocol de Kyoto, signat el desembre del 1997, es va fixar com a objectiu la reducció en un 5,2 % de mitjana fins a l’any 2012 de les emissions de CO2 a l’atmosfera als països desenvolupats, respecte a les emissions del 1990, amb la finalitat d’estabilitzar-ne la concentració a l’atmosfera. Perquè les reduccions no fossin tan dràstiques, es va parlar de mecanismes de flexibilitat, dels quals van destacar la compravenda d’emissions, el Mecanisme de Desenvolupament Net i la inclusió d’embornals de carboni. Expliqueu en què consisteix cadascun d’aquests mecanismes de flexibilitat.

 

Compravenda d’emissions

Un país pot comprar a un altre els drets de les emissions. Països desenvolupats que emeten CO2 a l’atmosfera per sobre del permès compren aquests drets d’emissió als països en vies de desenvolupament que emeten aquest gas per sota del nivell màxim permès i d’aquesta manera obtenen uns ingressos.

Mecanisme de Desenvolupament Net

Convida els països desenvolupats a invertir en projectes de reducció d’emissions en països en vies de desenvolupament.

Embornals de carboni

Permet augmentar les emissions a canvi de plantar arbres o fer un ús del sòl que compensin el CO2 originat per les activitats industrials, centrals de carbó o vehicles.

 

 

 

SÈRIE 1, Exercici 2 (obligatori)

[2 punts]

 

A Catalunya, les manifestacions volcàniques són escasses, per la qual cosa, actualment, es considera que el risc volcànic hi és gairebé nul.

 

1. Responeu a les qüestions següents:

 

a) Expliqueu les raons d’aquesta baixa activitat volcànica.

 

Catalunya es troba enmig de la placa eurasiàtica allunyada dels contactes de placa que podrien ser la causa del vulcanisme: contacte divergent o zones de subducció.

 

b) A Catalunya hi ha, però, altres manifestacions de la dinàmica interna de la Terra. Digueu quines són i esmenteu algun indret on es produeixen.

 

Sismicitat. – La probabilitat que es produeixin terratrèmols és molt més alta en la zona del Pirineu, Prepirineu, Serralada Transversal i en el Sistema Litoral, per la presència de falles actives.

Termalisme.- Hi ha fonts d’aigües termals, es troben en indrets on el gradient geotèrmic és més alt, generalment en la zona pirenaica, el Sistema Litoral i la Serralada Transversal.

 

2. En alguns afloraments volcànics, fins a la dècada del 1990, es van explotar a cel obert alguns materials com, per exemple, el lapil·li. Esmenteu dos possibles problemes derivats de l’explotació a cel obert i proposeu una mesura per a cada un d’aquests impactes, per tal de minimitzar-los o corregir-los.

 

Impacte

Mesura

- Contaminació atmosfèrica : pols i soroll per l’ús de maquinària i possibles barrinades

- Contaminació de les aigües d’escolament superficial: augment de la terbolesa per arrossegament de pols

- Pèrdua de sòls per altres usos

- Impacte visual

- Degradació del paisatge

- Riscos d’esllavissades

- Instal·lació de pantalles visuals (de vegetació ) que podrien contribuir a reduir l’impacte visual i amortir el soroll

- Sistemes per recollir les aigües d’escolament superficial i permetre’n la decantació en basses

- Restauració de les zones explotades amb restitució de la capa de sòl fèrtil i reforestació

- Reduir la inclinació dels talussos, especialment en terrenys on els materials són sòlids, com és el cas.

 

 

 

OPCIÓ A

 

SÈRIE 1, Exercici 3A

[3 punts]

 

Llegiu els tres titulars següents, amb relació al mateix incident en una carretera:

 

 

La premsa considera els esfondraments, les esllavissades i els despreniments com un mateix fenomen.

 

1. Expliqueu en què consisteix cada un d’aquests processos.

 

Procés

Explicació

Despreniment

És aquell moviment d’una porció de sòl o roca, en forma de blocs aïllats o massiu que, descendeix per l’aire en caiguda lliure durant gran part de la seva trajectòria, produint, al tornar a contactar amb el vessant, salts rebots i rodadures

Esllavissada

Són moviments descendents relativament ràpids d’una massa de sòl o roca que té lloc al llarg d’una o més superfícies definides. Es considera que la massa mobilitzada es desplaça com un bloc únic.

Esfondrament

Els esfondraments són moviments verticals del terreny, més o menys ràpids, lligats a l’existència de cavitats subterrànies pròximes a la superfície del terreny i col·lapse de l part superficial.

 

 

2. A causa d’aquests problemes, s’estan estudiant traçats alternatius a aquesta carretera. Hi hauria dues possibles solucions, tal com es presenta en el perfil següent. Els tècnics municipals han desestimat el traçat A i s’han decidit pel traçat B. Aporteu dues raons que justifiquin aquesta decisió.

 

 

• En el traçat A el risc d’esllavissades és més alt degut al fet que els estrats cabussen a favor del pendent del talús.

• L’existència de la urbanització al capdamunt del turó pot afavorir la inestabilitat per sobrecàrrega.

• El traçat A es troba sobre la plana d’inundació del riu , la qual cosa podria provocar inundacions periòdiques de la carretera.

• Es pot considerar també que el subsòl del traçat A és inestable, per ser materials no consolidats, la qual cosa pot provocar fractures a la carretera.

 

3. Un cop construïda la carretera segons el traçat B, caldrà adoptar mesures per a evitar els problemes ocasionats pels processos dinàmics.

 

a) Quin pot ser el principal problema d’inestabilitat?

[0,4 punts]

 

La carretera se situa sobre calcàries, són roques consolidades però que poden estar fragmentades i donar lloc a despreniments, depenent del grau de facturació.

 

b) Proposeu dues mesures i justifiqueu la utilitat de cadascuna.

[0,6 punts]

 

Les mesures poden ser:

 

- Instal·lació de xarxes metàl·liques per retenir les pedres

- Construcció de cunetes a la vora de la carretera que puguin retenir els possibles materials despresos

- Evitar els talussos massa verticals si és possible

- Ancoratges per subjectar grans blocs

 

 

 

SÈRIE 1, Exercici 4A

[2 punts]

 

Els propietaris del Mas Pau volen reconvertir la seva masia en una casa de pagès ecològica. Una de les millores que es plantegen és instal·lar conduccions d’aigua sota la teulada per a obtenir aigua calenta, sense afectar l’estètica de la masia.

 

 

Hi ha tres llocs a la teulada (A, B i C) on seria possible instal·lar les conduccions d’aigua. Els tres llocs tenen pendents, materials i colors diferents, la qual cosa fa que l’energia captada sigui també diferent. Per a avaluar les alternatives, es pot utilitzar l’expressió següent:

 

E/R = (100 – A) sin α,

 

on

 

E/R = percentatge d’energia absorbida respecte a l’energia solar incident (%)

A = albedo (fracció de radiació solar incident en una superfície que és reflectida de nou cap a l’atmosfera, expressada en %)

α = angle d’incidència de l’energia solar (graus)

 

1. Responeu a les qüestions següents:

 

a) Completeu la relació E/R en la taula següent, en què es donen les característiques dels tres llocs.

[0,75 punts]

 

 

Alternativa A: E/R = (100-27)·sin 80 = 71.89 %

Alternativa B: E/R= (100-10)·sin 65 = 81.6 %

Alternativa C: E/R = (100-10)·sin 25 = 38.0%

 

b) Les fletxes del gràfic indiquen la incidència dels raigs solars en el moment de màxima insolació i de més necessitat d’aigua calenta. En aquesta situació i en les mateixes condicions d’abans, quina part de la teulada creieu que és la més adient per a fer-hi la instal·lació, l’orientada al sud (punts A i B) o l’orientada al nord (punt C)? Justifiqueu la resposta.

[0,25 punts]

 

És la part orientada al sud (A i B), ja que a igual albedo, el sinus de l’angle d’incidència és major que en la part orientada al nord.

 

2. Responeu a les qüestions següents:

 

a) Quina és la millor alternativa des del punt de vista de la captació de l’energia?

[0,25 punts]

 

L’alternativa B és més eficient des del punt de vista energètic.

 

b) La pubilla del mas, estudiant de ciències de la Terra i del medi ambient, comenta que també s’aconseguirien avantatges energètics si es triessin bé els materials de la teulada. Quina absorció d’energia significaria canviar el material de la teulada A per pissarres? Canviaria això la decisió que heu pres en el punt anterior?

[0,75 punts]

 

Les pissarres tenen un albedo més baix, i per tant absorbeixen més energia.

 

L’eficiència de la teulada A amb pissarres és: E/R = (100-10)·sin 80 = 88.6 %

 

Això canviaria la decisió, ja que l’eficiència energètica (88.6) seria més alta que l’alternativa B (81.6).

 

 

OPCIÓ B

 

SÈRIE 1, Exercici 3B

[3 punts]

 

Barrufet Alt és un poble de muntanya que es troba just al costat d’un riu que, de tant en tant, provoca inundacions. Els valors més importants del cabal del riu enregistrats en els últims vint anys han estat els següents:

 

 

1. Els estudis han determinat que les inundacions es donen sempre que el cabal de la llera supera els 540 m3/s; aleshores, l’aigua surt de la llera del riu i inunda les zones properes.

 

a) Determineu quin és el període de retorn al llarg d’aquests vint anys.

 

El període de recurrència s’obté de dividir els anys registrats (20) entre el nombre de vegades en què s’han produït avingudes superiors als 540 m3/s (8). O sigui que: 20/8 = 2’5 anys.

 

b) Expliqueu el significat de període de retorn (també s’anomena període de recurrència).

 

El període de recurrència és la probabilitat que un determinat fenomen es pugui repetir en un temps determinat.

 

0,5p per a cada apartat

 

 

2. En l’esquema següent es presenta la secció del riu al seu pas pel poble. Determineu el cabal màxim de la llera del riu si les aigües que l’omplen tota van a una velocitat de 5 m/s.

 

 

Amb un regle amidem l’amplada del riu que és de 60 mm, i la profunditat que és de 28 mm.

L’escala del dibuix ens diu que 7 mm equivalen a 2 m.

 

La secció de la llera és, doncs, de: (17’14m x 8m) / 2 = 68’56 m2

 

El cabal (Q) és resultat de multiplicar la secció de la llera per la velocitat de l’aigua (v). O sigui: 68’56 m2 x 5m/s = 342’8 m3/s.

 

L’alumne és possible que hagi obtingut uns valors sinó idèntics molt semblants.

Podem acceptar com a correctes valors compresos entre 335 m3/s i 350 m3/s. Si s’arriba al mateix resultat aplicant mètodes geomètriques també el considerarem bé.

 

 

3. Digueu tres actuacions diferents per a intentar evitar que el poble de Barrufet Alt tingui més inundacions en el futur. Justifiqueu cada proposta.

 

Actuació

Justificació

La neteja de la llera

Permet que no es redueixi el cabal màxim que pot portar el riu amb una llera neta

Augmentar la superfície de la llera, ja sigui fent-la més profunda excavant-la o fer murs per sobre de la llera

Augmenta la superfície per on discorre l’aigua i el cabal

No permetre construccions sobre la llera del torrent

Redueixen la superfície de la llera i el cabal

Derivar part de les aigües de la llera cap a un altre destí

Canonades que portin l’aigua a dipòsits que retinguin l’aigua o la portin més avall d’on acaba el poble

Estudiar la possibilitat de construir una presa aigües amunt del poble per controlar el volum d’aigua del torrent

Regular la quantitat d’aigua que porta el riu

Reforestar el terreny de la conca del riu

La vegetació reté l’aigua de pluja més temps i aquesta triga més en arribar al riu

 

Si dóna una resposta i la justifica són 0’4 p

Si dóna dues respostes i les justifica són 0’7 p

Si dóna 3 respostes i les justifica obtindrà 1 p.

 

 

 

SÈRIE 1, Exercici 4B

[2 punts]

 

La major part dels rius que desemboquen a les costes mediterrànies de la península Ibèrica formen deltes, mentre que els que ho fan a les costes atlàntiques formen estuaris o ries.

 

1. Responeu a les qüestions següents:

 

a) Quin factor de la dinàmica oceànica condiciona la formació d’estuaris o ries a les costes atlàntiques?

 

El principal factor que condiciona la formació d'estuaris, o ries, a les costes atlàntiques és la existència de marees, amb un rang d'oscil·lació important.

Aquesta oscil·lació genera corrents mareals que modifiquen la desembocadura fluvial en forma d'estuari.

 

b) Per què aquest factor no influeix en les desembocadures dels rius mediterranis?

 

El Mediterrani és un mar semitancat i amb un volum d'aigua molt més petit que l'Atlàntic. Això fa que les marees siguin gairebé imperceptibles i no puguin modificar la desembocadura fluvial.

 

 

En la gràfica següent es representa l’oscil·lació diària del nivell de l’aigua en una ria atlàntica, al llarg de trenta dies consecutius. També es representen les diferents fases de la Lluna al llarg del mes.

 

2. Responeu a les qüestions següents:

 

a) De la gràfica es dedueix que l’oscil·lació de l’altura de l’aigua es dóna aproximadament dos cops al dia. Per què ho fa precisament amb aquesta freqüència i no amb una altra?

 

La oscil·lació de l'aigua es produeix dos cops al dia per efecte de les marees.

Es donen dues marees al dia degut a que, per una banda la l'atracció gravitacional de la Lluna; i per l'altre, la força centrífuga del sistema Terra-Lluna produeixen una protuberància mareal amb dos màxims oposats.

D'aquesta manera, el moviment de rotació de la Terra fa que es produeixin dues marees altes i baixes al dia.

 

b) Digueu quina relació hi ha entre les diferents fases de la Lluna i l’oscil·lació del nivell de l’aigua.

 

Quan la lluna és plena o nova la oscil·lació de l'aigua és més gran que quan la lluna és minvant o creixent.

 

c) Digueu com s’anomenen els fenòmens que s’observen en la gràfica en les diferents fases de la Lluna.

 

Fases de la Lluna

Nom del fenomen

Creixent

Marea morta

Plena

Marea viva

Minvant

Marea morta

Nova

Marea viva

 

d) Què pot passar a les vores de la ria si entre els dies 22 i 26 es produeixen pluges excepcionalment intenses a la conca hidrogràfica del riu?

 

Es podrien produir fortes inundacions durant la marea alta.