Geología en la Ingeniería Civil: Impacto en Construcción y Obras Hidráulicas, Apuntes de Geología

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ALGUNOS APORTES DE LA GEOLOGÍA EN LA INGENIERÍA CIVIL

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Las rocas se clasifican en tres grupos generales: ígneas, sedimentarias y metamórficas; en cada grupo con base en su mineralogía y textura se determinan tipos diferentes. Para un mejor conocimiento de los componentes minerales de las rocas descritas en los diagramas correspondientes.

Almandino (Fe3AI2(S¡04)3), Grosularia (Ca3AI2(Si04)3) Piropo (Mg3AI2(Si04)3) -Granates- Andalucita (AI20SÍ04); Topacio (AI2(0H,F)2Si04). Ciclosilicatos. Su estructura cristalina está formada por la unión de tres, cuatro o seis tetraedros. Dentro de este grupo, tenemos: Berilo (AI2Be3(Si6018)), Cordierita (Mg2AI3(AISi501 8)) Crisocola (CuSi03-H20)): Turmalina (borosilicato de aluminio, hierro, sodio y magnesio). En cuanto a los suelos, debe destacarse que a diferencia de la carta edafológica que los trata considerando sus propiedades físicas, químicas y morfológicas, la carta geológica los trata atendiendo a los lugares en que se depositan (llanuras de inundación, pie de monte, zonas lacustres, zonas de pantanos y litorales, por citar algunos) y a los agentes de transporte que los depositan (viento y corrientes de agua, entre otros). A continuación se proporcionan algunas de las peculiaridades de los principales tipos de suelo, desde el punto de vista geológico. Residual (re). Conformado por una capa de material intemperizado, de rocas preexistentes, que no ha tenido transporte alguno. Aluvión (al). Suelo formado por el depósito de materiales sueltos (gravas y arenas) provenientes de rocas preexistentes, que han sido transportados por corrientes superficiales de agua. Este nombre incluye a los depósitos que ocurren en las llanuras de inundación y los valles de los ríos. Lacustre (la). Es un suelo integrado por depósitos recientes que ocurre en lagos. Generalmente está formado por arcillas y sales. Palustre (pa). Está formado por materiales no consolidados, ricos en materia orgánica, que se han depositado en zonas pantanosas, Litoral (li). Está formado por materiales sueltos que se acumulan en zonas costeras por la acción de las olas y las corrientes marinas (arenas de playa). Eólico (eo). Es un suelo integrado por la acumulación de material derivado de rocas preexistentes, que ha sido transportado por la acción del viento (forma un relieve conocido como dunas).

Los pliegues pueden ser de origen tectónico y no tectónico, los primeros son el resultado de las fuerzas que actúan en el interior de la corteza terrestre, los segundos son el resultado de movimientos producidos por la gravedad. Un pliegue es una ondulación en la roca. Está mejor expuesto en secuencias sedimentarias, también se pueden encontraren rocas piroclásticas y en algunas rocas metamórficas. Sus dimensiones pueden ser desde metros hasta centenares de kilómetros. En muchos lugares, especialmente en las zonas montañosas, las rocas de origen sedimentario (estratificadas), han sido dobladas en pliegues más o menos regulares. Los anticlinales comúnmente forman elementos topográficos elevados y los sinclinales forman depresiones topográficas. Un pliegue anticlinal es una estructura geológica originada por fuerzas de compresión sobre las capas de rocas de la corteza terrestre; consiste en un pliegue convexo hacia arriba. Un pliegue sinclinal es una estructura geológica originada también por compresión y está formado por un pliegue convexo hacia abajo. El plano axial de un pliegue es un plano imaginario de simetría que divide al pliegue en dos partes iguales. Algunos pliegues suelen ser asimétricos con los planos axiales ligeramente inclinados, inclinados u horizontales denominándose: inclinado, recostado y recumbente.

En la figura de abajo se muestran diversos tipos de fallas. Un dique es un cuerpo de roca ígnea en forma tabular que corta otras unidades de roca de la corteza terrestre. Una veta es una acumulación de minerales de rendimiento económico (oro, plata, cobre, etcétera), que por procesos hidrotermales se emplaza en fracturas o fallas preexistentes.

Una dolina es una depresión topográfica que se desarrolla a causa de la disolución de la caliza y que comunica a la superficie el drenaje subterráneo; en el sureste del país se le conoce como "cenote". Una mina es una obra de donde se extraen o se han extraído alguna vez productos minerales de interés económico. Una cata es una obra minera de carácter exploratorio para obtener productos minerales con rendimiento económico. Un banco de material es una obra de extracción superficial de material rocoso para la industria de la construcción

Conocimiento sistematizado de los materiales.

Los problemas de cimentación son esencialmente del campo geológico. Los edificios, puentes, presas, y otras construcciones, se establecen sobre algún material natural. Las excavaciones se pueden planear y dirigir más inteligentemente y realizarse con mayor seguridad. El conocimiento de la existencia de aguas subterráneas , y los elementos de la hidrología subterránea, son excelentes auxiliares en muchas ramas de la ingeniería práctica.

A través de la recopilación bibliográfica y de antecedentes en la zona (cartografía a diferentes escalas. Publicaciones e informes, fotografía aérea), los estudios de campo (litologías y estructuras, columnas estatigráficas, dirección y buzamiento de las capas y discontinuidades, perfiles geológicos, etc.). Las prospecciones del terreno (catas, sondeos, penetrómetros, técnicas geofísicas, pruebas in situ), los ensayos de laboratorio (granulometría, límites de Attemberg, humedad natural, densidad seca, ensayos de contenido en sulfatos, ensayos de corte directo, compresión simple, triaxiales, etc.),se consigue determinar la naturaleza y propiedades del terreno como su resistencia, su porosidad, plasticidad, elasticidad, etc. Un factor fundamental es el grado y tipo de Fracturación del terreno especialmente la existencia de fallas.

https://www.aguascalientes.gob.mx/sop/sifagg/web/mapa.asp La capacitación para reconocer la naturaleza de los problemas geológicos. Uno de los campos donde cada día está teniendo mayor aplicación la geología son las obras públicas, tales como presas, túneles, carreteras y todo tipo de construcciones. Para la ejecución de estas obras y para su mantenimiento, el reconocimiento geológico del terreno, tanto en su superficie como en su profundidad, es una labor previa indispensable en todas ellas, de cara a verificar la adecuación del lugar seleccionado, detectar eventuales problemas de cimentación y zonificar el territorio respecto a su protección, usos y aprovechamientos. Ingeniería Geológica y del entorno. Los ingenieros civiles aplican los principios geológicos a la investigación de los materiales naturales tierra, roca y agua superficial y subterránea implicados en el diseño, la construcción y la explotación de proyectos de ingeniería civil.

Geología en Obra Hidráulicas La geología se utiliza de diversas formas en obras hidráulicas entre las cuales podemos mencionar las siguientes: Pozos de punta captación: la mayoría de los problemas de drenaje en los trabajos de ingeniería civil no tienen la magnitud de otros proyectos. Por fortuna, se dispone de otros medios para manejar el agua freática en trabajos pequeños. Estos métodos implican el uso de pozos de captación. El sistema se compone básicamente de una bomba especial y varios pozos de punta de captación para abatir el nivel de agua freática bajo el nivel de la excavación más profunda; así el material que se va a excavar, su comportamiento es incierto con respecto al material sólido; de esta manera se facilita el avance de la excavación y se elimina los problemas causado por el agua. El control del agua freática en la obras de construcción urbana, también es de vital importancia, y solo puede ser efectuado con base en un estricto conocimiento de la capa subyacente local de una detallada geología urbana.