Fuentes de informacin en ingeniera geolgica
Las principales publicaciones de carcter peridico en ingeniera
geolgica se deben a las asociaciones internacionales y nacionales,
que de forma regular celebran congresos y simposios, adems de
publicar revistas o boletines. Las ms importantes son:International
Association of Engineering Geology and Eviroment (IAEG.Association
of Engineering Geologists (AEG)Intenational Society of Rock
Mechanics (ISRM)International Society of Soil Mechanics and
Foundation Engineering (ISMFE)Geologa (Definicin)
Geologa Geo: TierraLogos: Estudio
La geologa es la ciencia que se ocupa del estudio de la Tierra.
Es decir, trata de la composicin, estructura y la evolucin del
planeta en que vive el hombre.Su importancia:Solamente con un
conocimiento profundo del globo terrqueo podr el hombre adaptarse
al ambiente lo mejor posible, y extraer para su propio provecho las
mximas ventajas naturales que el planeta le ofrece.Para una
explotacin racional de las fuentes de energa, como el carbn o el
petrleo, es imprescindible conocer la estructura de la corteza
terrestre.De igual modo, el conocimiento de las estructuras
geolgicas del planeta proporciona conocimientos muy tiles sobre los
movimientos ssmicos, las erupciones volcnicas y la mineraloga.
Divisin de la geologa:La geologa suele dividirse en las
siguientes ramas o especialidades:Geologa general: que describe las
caractersticas fsicas de la tierraPetrografa: que se ocupa del
estudio de las rocasGeotectnica: que estudia el interior del
planeta y los fenmenos de la corteza, concretamente lo que hace
referencia a las fallas y los plegamientos.Geomorfologa: estudia
los factores que provocan la transformacin fsica de la
tierra.Mineraloga y cristalografa: se dedican al anlisis de los
minerales y su presentacin en la naturaleza.Meteorologa: que se
orienta hacia el estudio de la atmosfera.Oceanologa: estudia las
grandes masas de aguaGeologa histrica: se encarga de los llamados
tiempos geolgicos o subdivisin en periodos, eras o
edades.Introduccin a la Geologa Aplicada a la Ingeniera Civil
Introduccin a la Ingeniera geolgica:
Contenido:1. Definicin e importancia de la Ingeniera geolgica2.
El medio geolgico y su relacin con la ingeniera3. Factores
geolgicos y problemas geotcnicos4. Mtodos y aplicaciones en
ingeniera geolgica5. Fuentes de informacin en ingeniera
geolgica
Definicin e importancia de la Ingeniera geolgicaLa ingeniera
geolgica es la ciencia aplicada al estudio y solucin de los
problemas de la ingeniera y del medio ambiente, producidos como
consecuencia de la interaccin entre las actividades humanas y el
medio geolgico.El fin de la ingeniera geolgica es asegurar que los
factores geolgicos condicionantes de las obras de ingeniera sean
tenidos en cuenta e interpretados adecuadamente, as como evitar o
mitigar las consecuencias de los riesgos geolgicos.La ingeniera
geolgica surge con el desarrollo de las grandes obras pblicas y el
crecimiento urbano, diferencindose como especialidad de la geolgica
a mediados del siglo XX. La rotura de algunas presas por causas
geolgicas y sus graves consecuencias, incluyendo la prdida de
cientos de vidas humanas, como la presa de San Francisco
(California, 1928), la de Vajont (Italia, 1963) y la de Malpasset
(Francia, 1959), los deslizamientos durante la construccin del
Canal de Panam en las primeras dcadas del siglo XX, o las roturas
de taludes en los ferrocarriles suecos en 1912, fueron algunos de
los hitos que marcaron la necesidad de llevar a cabo estudios
geolgicos aplicados a la ingeniera.
El desarrollo que alcanzaron otras ciencias afines, como la
mecnica del suelo y la mecnica de rocas, configuraron los
principios de la moderna geotecnia, dentro de la cual la ingeniera
geolgica representa la visin ms geolgica a la solucin de los
problemas constructivos. En la geotecnia se integran las tcnicas de
ingeniera del terreno aplicadas a las cimentaciones, refuerzo,
sostenimiento, mejora y excavacin del terreno y las citadas
disciplinas de la mecnica del suelo, mecnica de rocas e ingeniera
geolgica.
En los albores del siglo XXI, los problemas del desarrollo
sostenible, en un frgil equilibrio medioambiental sometido a la
inevitable confrontacin entre las consecuencias del progreso y los
procesos geolgicos, junto a la expansin urbana de muchas ciudades
que crecen incontroladamente en condiciones geolgicamente adversas,
o bajo la amenaza de riesgos naturales, constituyen una de las
cuestiones prioritarias de la ingeniera geolgica.La necesidad de
estudiar geolgicamente el terreno como base de partida para los
proyectos grandes obras es indiscutible en la actualidad, y
constituye una prctica obligatoria. Esta necesidad se extiende a
otras obras de menor volumen, pero de gran repercusin social, como
la edificacin, en donde los estudios geotcnicos son igualmente
obligatorios.
La importancia de la ingeniera geolgica se manifiesta en dos
grandes campos de actuacin. El primero corresponde a los proyectos
y obras de ingeniera donde el terreno constituye el soporte, el
material de excavacin, de almacenamiento o de construccin. Dentro
de este mbito se incluyen las principales obras de
infraestructuras, edificacin, obras hidrulicas, martimas, plantas
industriales, explotaciones mineras, centrales de energa, etc. La
participacin de la ingeniera geolgica en estas actividades es
fundamental al contribuir a su seguridad y economa. El segundo
campo de actuacin se refiere a la prevencin, mitigacin y control de
los riesgos geolgicos, as como los impactos ambientales de las
obras pblicas, actividades industriales, mineras o urbanas.El medio
geolgico y su relacin con la ingeniera
El medio geolgico esta en continua evolucin y los procesos
afectan tanto los materiales rocos a los suelos como al medio
natural en su conjunto. El antrpico, representado por las ciudades,
la infraestructuras, obras pblicas, etc., irrumpe con frecuencia en
regiones geolgicamente inestables modificando, incluso
desencadenando, los procesos geolgicos. La bsqueda de soluciones
armnicas entre el medio geolgico y el antrpico precisa de la
consideracin previa de ciertos factores diferenciadores entre
ambos, cuyo desconocimiento es causa de interpretaciones errneas.
Entre estos factores destacan: La escala geolgica y la ingenieril
El tiempo geolgico y el antrpico El lenguaje geolgico y el
ingenieril
Factores geolgicos y problemas geotcnicos (Parte 1/2)
La diversidad del medio geolgico y la complejidad de sus
procesos hacen que las obras de ingeniera se deban resolver
situaciones donde los factores geolgicos son condicionantes de un
proyecto.En primer lugar, por su mayor importancia, estaran los
riesgos geolgicos, cuya incidencia puede afectar a la seguridad o
la viabilidad del proyecto. En segundo lugar estn todos aquellos
factores geolgicos cuya presencia condicione tcnica o econmicamente
la obra. En la tabla 1 y 2 se presentan las posibles influencias de
la litologa y la estructura geolgica sobre el comportamiento
geotcnico de los materiales rocosos y suelos, mientras que en las
tablas 3 y 4 se indica como el agua y los materiales son afectados
por los diferentes procesos geolgicos, dando lugar a problemas
geotcnicos.
LitologaFactores caractersticosProblemas geotcnicos
Rocas duras-Minerales duros y abrasivos-Abrasividad-Dificultad
de arranque
Rocas blandas-Resistencia media a baja-Minerales
alterables-Rotura en taludes-Deformabilidad en tneles-Cambio de
propiedades con el tiempo
Suelos duros-Resistencia media a alta-Problemas en cimentaciones
con arcillas expansivas y estructuras colapsables
Suelos blandos-Resistencia baja a muy baja-Asientos en
cimentaciones-Roturas en taludes
Suelos orgnicos y biognicos-Alta compresibilidad-Estructuras
metaestables-Subsidencia y colapsos
Tabla 1. Influencia de la litologa en el comportamiento
geotcnico del terreno
Estructuras geolgicasFactores caractersticosProblemas
geotcnicos
Fallas y fracturas-Superficies muy continuas; espesor
variableRoturas, inestabilidades, acumulacin de tensiones,
filtraciones y alteraciones
Planos de estratificacin-Superficies continuas; poca separacin
Roturas, inestabilidad y filtraciones
Discontinuidades-Superficies poco continuas, cerradas o poco
separadasRoturas, inestabilidad, filtraciones y alteraciones
Pliegues-Superficies de gran continuidadInestabilidad,
filtraciones y tensiones condicionadas a la orientacin
Foliacin, esquistosidad-Superficies poco continuas y
cerradasAnisotropa en funcin de la orientacin
Tabla 2 Estructuras geolgicas y problemas geotcnicos
Factores geolgicos y problemas geotcnicos (Parte 2/2)
Procesos geolgicos en relacin al aguaEfectos sobre
materialesProblemas geotcnicos
Disolucin-Perdida de material en rocas y suelos
solubles-Karstificacin-Cavidades-Hundimientos-Colapsos
Erosin-arrastre-Perdida de material y lavado-Erosin
interna-Acarcavamientos-Hundimientos y
colapsos-Asientos-Sifonamiento y socavaciones-Aterramientos
Reacciones qumicas-Cambios en la composicin qumica-Ataca a
cementos, ridos, metales y rocas
Alteraciones-Cambio de propiedades fsicas y qumicas-Perdida de
resistencia-Aumento de la deformabilidad y permeabilidad
Tabla 3 Efectos de los procesos geolgicos relacionados con el
agua y su incidencia geotcnica
Procesos geolgicosEfectos sobre el medio fsicoProblemas geo
ambientales y actuaciones
Sismicidad-Terremotos, tsunamis-Movimientos del suelo, roturas,
deslizamientos, licuefaccin
-Daos a poblaciones e infraestructuras-Diseo antissmicoMedidas
de prevencin-Planes de emergencia
Vulcanismo-Erupciones volcnicas-Cambios en el relieve-Tsunamis y
terremotos-Colapsos y grandes movimientos en laderas-Daos a
poblaciones e infraestructuras-Sistemas de vigilancia-Medidas de
prevencin-Planes de evacuacin
Levantamientos, subsidencias-Cambios morfolgicos a largo
plazo.-Alteraciones en dinmica litoral y en el nivel del mar a
largo plazo-Medidas de control y vigilancia
Erosin-sedimentacin-Cambios geomorfolgicos a medio
plazo-Arrastres y aumento de la escorrenta-colmatacin-Aumento del
riesgo de inundaciones y deslizamientos-Medidas de proteccin de en
cauces y costas
Movimiento de ladera-Deslizamientos, desprendimientos,
hundimientos-Cambios morfolgicos a mediano y largo plazo, desvi de
causes-Daos en poblacin e infraestructura-Obstruccin de
causes-Medidas de estabilizacin, control y prevencin
Cambios de nivel fretico-Cambio en los acuferos-Cambios de las
propiedades del suelo-Desecacin y encharcamientoSubsidencias e
inestabilidad de laderas-Problemas en cimentaciones-Afeccin en
cultivos y regados-medidas de drenaje
Procesos tectnicos-Tensiones
naturales-Sismicidad-Inestabilidades-Explosiones de roca en minas y
tneles profundos-Deformaciones a largo plazo en obras
subterrneas-Medidas de diseo en tneles y minas
Procesos geoqumicos-Altas temperaturas-Anomalas
trmicas-Presencia de gases-Riesgo de explosin-Dificultad de
ejecucin en obras subterrneas
Mtodos y aplicaciones en ingeniera geolgica
La ingeniera geolgica tiene sus fundamentos en la geologa y en
el comportamiento mecnico de los suelos y las rocas. Incluye el
conocimiento de las tcnicas de investigacin del subsuelo, tanto
mecnicas como instrumentales y geofsicas, as como los mtodos de
anlisis y modelizacin del terreno.Proceso metodolgico en ingeniera
geolgica:1 Identificacin de materiales y procesos. Definicin de la
geomorfologa, estructura, litologa y condiciones del agua
subterrnea2 Investigacin geolgica-geotcnica del subsuelo3
Distribucin espacial de materiales, estructuras y discontinuidades4
Condiciones hidrogeolgicas, tensionales y ambientales5
Caracterizacin de propiedades geomecnicas, hidrogeolgicas y
qumicas6 Caracterizacin de los materiales geolgicos utilizados en
la construccin, extraccin de recursos naturales y trabajos de
proteccin medioambiental7 Comportamiento geolgico-geotcnico bajo
las condiciones del proyecto8 Evaluacin del comportamiento mecnico
e hidrulico de suelos y macizos rocosos. Prediccin de los cambios
de las anteriores propiedades con el tiempo.9 Determinacin de los
parmetros que deben ser utilizados en los anlisis de estabilidad
para excavaciones, estructuras de tierra y cimentaciones.10
Evaluacin de los tratamientos del terreno para su mejora frente a
filtraciones, asientos, inestabilidad de taludes, desprendimientos,
hundimientos, etc.11 Consideraciones frente a riesgos geolgicos e
impactos ambientales.12 Verificacin y adaptacin de los resultados
del proyecto a las condiciones geolgico-geotcnicas encontradas en
obra. Instrumentacin y auscultacin.
Para el desarrollo completo de dicha secuencia metodologica
deben definirse tres tipos de modelso:- Modelo geolgico- Modelo
geomcanico- Modelo geotcnico de comportamiento
El modelo geolgico representa la distribucion espacial de los
materiales, estructuras tectnicas, datos geomorfolgicos e
hidrogeolgicos, entre otros, presentes en el rea de estudio y su
entorno de influencia.
El modelo geomcacnico representa la caracterizacin geotcnica e
hidrolgica de los materiales y su clasificacin geomcanica.
El modelo geotcnico de comportamiento representa la respuesta
del terreno durante la construccin y despus de la misma.
Esta metodologa constituye la base de las siguientes
aplicaciones de la ingeniera geolgica a la ingeniera civil y al
medio ambiente:- Infraestructuras para el transporte
- Obras hidrulicas, martimas y portuarias
- Edificacion urbana, insdustrial y de servicios
- Centrales de energia
- Minera y canteras
- Almacenamiento para residuos urbanos, industriales y
radioactivos
- Ordenacin del territorio y planificacin urbana
- Proteccin civil y planes de emergencia
Importancia De La Geologa En La Ingeniera Civil.En ingeniero
civil se enfrenta a una gran variedad de problemas, en los que el
conocimiento de la geologa es necesario. Indudablemente aprender
mas geologa en el campo y en la practica que la que puede ensearle
en la aulas o en el laboratorio de una escuela. Pero este
aprendizaje ser ms fcil y ms rpido y su aplicacin ms eficaz, si en
sus cursos de ingeniera se han incluido los principios bsico de la
geologa. merecen citarse especialmente algunas ventajas especifica
las cuales algunas de ellas al desarrollare con ms pausa a travs
del trabajo.Conocimiento sistematizados de los materiales.
Los problemas de cimentacin son esencialmente geolgico. Los
edificios, puentes, presas, y otras construcciones, se establecen
sobre algn material natural.
Las excavaciones se pueden planear y dirigir ms inteligentemente
y realizarse con mayor seguridad.
El conocimiento de la existencia de aguas subterrneas, y los
elementos de la hidrologa subterrnea, son excelentes auxiliares en
muchas ramas de la ingeniera prctica.
El conocimiento de las aguas superficiales, sus efectos de
erosin, su transporte y sus sedimentaciones, es esencial para el
control de las corrientes, los trabajos de defensa de mrgenes y
costas los de conservacin de suelos y otras actividades.
La capacidad para leer e interpretar informes geolgico, mapas,
planos geolgicos y topogrficos y fotografa, es de gran utilidad
para la planeacin de muchas obras.
La capacitacin para reconocer la naturaleza de los problemas
geolgicos.
Ingeniera Geolgica (Y Del Entorno)Los ingenieros gelogos aplican
los principios geolgicos a la investigacin de los materiales
naturales tierra, roca y agua superficial y subterrnea implicados
en el diseo, la construccin y la explotacin de proyectos de
ingeniera civil. Son representativos de estos los dizque, los
puentes, las autopistas, los acueductos, los desarrollos de zonas
de alojamiento y los sistemas de gestin de residuos. Una nueva
rama, la geologa del entorno, recoge y analiza datos geolgicos con
el objetivo de resolver los problemas creados por el uso humano del
entorne natural. El mas importante de ellos es el peligro para la
vida y la propiedad que deriva de la construccin de casas y de
otras estructuras en reas sometidas a sucesos geolgicos, en
particular terremotos, taludes (vase corrimiento de tierra), erosin
de la costas e inundaciones. El alcance de la geologa del entorno
es muy grande al comprender ciencias fsicas como geoqumica e
hidrolgica, ciencia biolgica y sociales e ingeniera.Geologa en Obra
HidrulicasLa geologa se utiliza de diversas formas en obras
hidrulicas entre las cuales podemos mencionar las siguientes.Pozos
de punta captacin: la mayora de los problemas de drenaje en los
trabajos de ingeniera civil no tienen la magnitud de otros
proyectos. por fortuna, se dispone de otro medios para madeja el
agua fretica en trabajos pequeos. Estos mtodos implican el uso de
pozos de captacin. El sistema se compone bsicamente de una bomba
especial y varios pozos de punta de captacin para abatir el nivel
de agua fretica bajo el nivel de la excavacin ms profunda; as el
material que se ve a excavarse es comportamiento es incierto, al
slido; de esta manera se facilita el avance de la excavacin y se
elimina los problemas causado por el agua. El control del agua
fretica en la obras de construccin urbana, tambin es de vital
importancia, y solo puede ser efectuado con base en un estricto
conocimiento de la capa subyacente local de una detallada geologa
urbana. Centrales hidroelctricas subterrneas: la idea de situar
centrales hidroelctrica o de bombeo subterrneas es casi tan
conocida, que han dejado de ser novedad en el diseo. Estos es un
desarrollo que tuvo lugar a partir de la segunda guerra mundial;
aunque a fines del siglo xix, una de las primeras centrales
elctrica o hidroelctrica canadienses en nigara falls utilizo el
subsuelo en un cierto grado. Las turbinas impulsada por agua se
situaron en le fondo de unas excavaciones circulares profundas y se
conectaron con los generadores situados en la superficie por medio
de flechas de acero, y por eso, esta no puede ser considera
completamente subterrnea.Cimentacin de presas: la construccin de
una presa almacenadora de agua altera ms las condiciones naturales
que cualquiera otra obra de la ingeniera civil. Esta es importante
por la funcin que desempean: en el almacenamiento de agua para el
suministro de avenidas, recreacin o irrigacin.Obra de control
fluvial: desde hace mas de 3000 aos el hombre ha tratado de amansar
algunos de los grandes ros del mundo. Las primeras obras de
ingeniera civil fueron con toda probabilidad las de control
fluvial. La obras fluvial es esencia la regulacin de la corriente
natural del ro dentro de un curso bien definido, generalmente el
que suele ocupar la corriente. Ya que la desviacin del curso
probablemente ocurrir durante los periodos de caudal de avenida, la
obra de control consiste en regular la avenida.Geologa en obras
vialesLa geologa en obra viales juega un papel muy importante pues
la mayora de las carreteras, tneles, y dems obras viales utilizan
la geologa para realizar estudio de suelo de los terrenos que se
utilizaran para dichas obras. Ahora veremos algunos ejemplo donde
se aplica la geologa.Perforacin de Lumbreras: una de las partes ms
especializadas en las excavaciones abiertas es la perforacin de
lumbreras para el acceso de trabajos de tneles. Existe una
experiencia abundante que nos ofrece la industria minera; por
cierto, la perforacin de lumbreras es una operacin de construccin
compartida por los ingenieros civiles y los de minas, pues muchas
de las galeras de las grandes minas son obras de contratistas en
ingeniera civil y muchos ingenieros mineros se les consulta acerca
del problema con lumbreras en obras civiles.Cimentacin de Puentes:
como antecedente necesario deber recalcarse la gran importancia de
la geologa en la cimentacin de los puentes. Por muy cientficamente
que est diseada una columna de un puente, en definitiva el peso
total del puente y las cargas que soporta debern descansar en el
terreno de apoyo. Para el ingeniero estructural las columnas y los
estribos de un puente no son realmente interesantes. Sin embargo,
debe prestarles un inters ms que pasajero, ya que muy menudo el
diseo de las cimentaciones compete al ingeniero estructural
responsable del diseo de la superestructura.Campos de Aviacin: el
crecimiento de la aviacin civil ha sido extraordinario en los
ltimos siglos; y es en este por su extensin en donde la geologa no
es tan determinante como en otros tipos de construcciones. Los
campos de aviacin modernos tienen que se reas muy grandes y
bastante planas sin serios impedimentos para volar en los
alrededores.Carreteras: son contadas las obras de ingeniera civil
que guardan relacin tan estrechamente con la geologa como las
carreteras. Se puede esperar que todo proyecto de carreteras
importante encuentre una gran variedad de condiciones geolgicas,
puesto que se extienden grandes distancias. Aunque ser extrao que
una carretera requiera actividades constructivas en las
profundidades del subsuelo, los cortes que se realizan para lograr
las gradientes uniformes que demandan las autopistas modernas
proporcionan por necesidad una multitud de oportunidades de
observar la geologa. No slo es atractivo para los conductores, sino
que tambin revelan detalles de la geologa local que de otro modo
seran desconocidos.GEOLOGA EN EDIFICACIONESLa geologa en las
edificaciones constituye la zapata en la cual se apoyan todas las
edificaciones existentes en la actualidad, pues, se debe realizar
siempre un estudio del suelo sobre la cual nosotros los ingenieros
civiles debemos construir.Sino se realizan los estudios del suelo
debido la mayora de las edificaciones con el tiempo pueden tener
problemas los cuales son muy difciles de reparar estando ya la
edificacin terminada. Ahora veremos un ejemplo de la explotacin de
canteras para conseguir la piedra para las edificaciones.
IntroduccinEn este trabajo que hemos realizado voy hablar respecto
a la importancia de la geologa en el campo de la ingeniera civil,
as como mencionare ejemplos prcticos de la aplicacin de los
conocimiento geolgico aplicados a la ingeniera civil.Estas
definiciones son medios de ayuda y conocimiento para la ingeniera
civil, como ciencia al servicio de los hombre y el progreso a favor
de esta, as como materia de esta clase para el conocimiento para la
rama de la ingenieraConclusinEn este trabajo que he investigado
sobre distintos conceptos referente ala importancia de la geologa
en la ingeniera de la geologa en la ingeniera civil, he visto gran
importancia que esta tiene en la ingeniera civil y su evolucin a
travs de los aos y los distintos avances a travs de los aos.Hemos
visto la gran importancia que tiene en especial en obras de
reconocimiento del terreno, para la futura construccin, por
ejemplo, de carretera, tambin su utilizacin en la construccin de
grandes edificaciones como puentes, presas, entre otras
