UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA

GEOLOGIA Y SUELOSGEOLOGIA Y SUELOS

ECOLOGIA PARA ARQUITECTOS

Facilitador: Arq. Fitzgerald Gutiérrez

La geología (del griego geo, tierra, y logos, estudio) es la ciencia que estudia la forma interior del globo terrestre, la materia que la compone, su mecanismo de formación, los cambios o alteraciones que ésta ha experimentado desde su origen, y la textura y estructura que tiene en el actual estado.

Esta posee diversas disciplinas, entre las que relacionamos con la arquitectura están las siguientes:

•1. Estratigrafía1. Estratigrafía

•2. Geología planetaria2. Geología planetaria

•3. Geomorfología3. Geomorfología

•4. Geoquímica4. Geoquímica

•5. Geofísica5. Geofísica

•6. Hidrogeología6. Hidrogeología

•7. Sedimentología7. Sedimentología

•8. Sismología8. Sismología

•9. Vulcanología9. Vulcanología

ALGUNAS REFERENCIAS

ALGO DE HISTORIA …

Georges Louis Leclerc de Buffon (1707-1788) había notado la semejanza de las costas de los continentes y en su escrito Les épocas de la naturaleza (1778) sugirió que la tierra se originó mucho antes de la fecha de 4004 AC.

Luego de muchos años, la idea de la deriva de los continentes en su desarrollo mas amplio y general se le atribuye al meteorólogo alemán Alfred Wegener, quien en 1915 presenta sus ideas en una obra llamada El origen de los continentes y los océanos.

Alfred Lothar Wegener

(1880-1930)

Propuso que todas las masas de tierra estaban originalmente unidas en un solo supercontinente que el denomino PANGEA del griego que significa (todo tierra).

Para ello Wegener reunió una gran cantidad de evidencias geológicas, paleontológicas y climáticas y en 1937 el sudafricano Alexander du Toit, desarrollo los argumentos de Wegener aportando mas argumentos y finalmente resulto una idea generalizadora con el esfuerzo combinado de otros geólogos.

Alexander Logie du Toit

(1878-1948)

ESTO ES LO QUE CONOCEMOS ACTUALMENTE DE LA DERIVA CONTINENTAL

EVIDENCIAS DE LA DERIVA CONTINENTAL

Ajuste y concordancia de las líneas costeras, particularmente entre América del Sur y África.

Similitud en las secuencias de rocas y cadenas montañosas (por ejemplo los Apalaches de América del Norte que culminan abruptamente en Newfounland y aparecen de nuevo con las mismas características en Groenlandia oriental. Irlanda, Gran Bretaña y Noruega).

Restos fósiles presentes en regiones de Brasil y África del Sur pero ausentes en el resto del mundo.

Estudios paleomagnéticos y la migración de los polos que aparentemente muestran que los polos han migrado en la historia geológica de la tierra cuando se ha demostrado que tanto el geográfico y el magnético han estado en su mismo lugar y quienes se han movido han sido los continentes.

Teoría de la tectónica de placas

• Se basa en un modelo simple de la tierra : la litosfera-corteza terrestre-esta integrada por la corteza oceánica y la continental y esta formada por numerosas piezas de tamaño y formas variadas llamas PLACAS. Estas varían en espesor aquellas compuestas por la parte superior del manto y la corteza continental pueden alcanzar hasta 250 Km de espesor mientras que las formadas por porciones del manto superior y la corteza oceánica son menos potentes y alcanzan algo mas de 100 Km.

• La litosfera yace sobre la astenosfera que es la parte superior del manto, mas caliente y débil que ella. El movimiento resultante provoca un sistema de transferencia de calor desde la astenosfera hacia la litosfera provocando corrientes de convencción térmicas y hacen que las placas sobre ellas se muevan o deriven. A medida que se mueven las placas se separan una de otra fundamentalmente en las dorsales oceánicas, mientras en otras áreas como las fosas oceánicas ellas colisionan y se hunden o subducen hacia dentro del manto donde se consumen.

TECTONICA DE PLACAS

Básicamente habla de: Sistema eBásicamente habla de: Sistema esta gobernado por fuerzas que se generan en el interior de la tierra .

Ellas deforman a la corteza terrestre generando estructuras internas tales como son:

•Los continentes

•Los océanos

MECANISMO DE MOVIMIENTO DE LAS PLACAS

LA TIERRA SIEMPRE ESTA CAMBIANDO. EXPANSIÓN DEL FONDO OCÉANICO

• Se descubrieron las dorsales oceánicas y las fallas laterales.

• Se ve de los mapas geomagnéticos la expansión del fondo oceánico.

• La edad de los fondos oceánicos siempre es joven.

• F. Vine y D. Matthews demostraron el mecanismo la

expansión de los océanos.

EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO EN LA CRESTA

ESQUEMA DE LAS CRESTAS

OCEÁNICAS

PRINCIPALES PLACAS

Puesto que las placas se mueven una con relación a la otra sus bordes o márgenes pueden ser:

1.- Divergentes o dorsales de expansión. Los bordes divergentes son placas donde la corteza esta siendo extendida, adelgazada y fracturada y donde el magma, derivada de la fusión parcial del manto asciende hacia la superficie terrestre, bien en el fondo de los mares o sobre la superficie de los continentes. El magma es casi totalmente de composición basáltica e intruye a través de fracturas verticales.

2.- Convergentes. El borde de una placa desciende por debajo del borde de otra mediante un fenómeno llamado subducción con un ángulo de buzamiento generalmente pronunciado donde se concentran los focos de los terremotos llamado _Zona o plano de Benioff_

3.- Transformante. Se encuentran a lo largo de fallas donde las placas se deslizan lateralmente una respecto a la otra en dirección paralela a la dirección de la placa en movimiento. El movimiento entre placas da como resultado una zona de rocas intensamente triturada y de numerosos focos de terremotos de foco poco profundos. Uno de los mejores ejemplos es la falla San Andrés en California.

Tipos de bordes de placas convergentes

• Oceánicas/Oceánicas. Cuando esto ocurre una de ella subduce bajo la otra y se forman los arcos de islas de origen volcánico. Los mas activos en la actualidad están situados en el llamado *Cinturón de fuego del Pacifico*

• Oceánica/Continental. La placa oceánica mas densa se hunde bajo la continental y desciende hacia la astenosfera que es caliente y se produce la fusión y se regenera el magma que asciende y puede extruir en la superficie terrestre produciendo una cadena de volcanes llamados ARCOS VOLCANICOS de composición andesitica (ejemplo la cordillera de los Andes)

Continentales/continentales. En estos casos una placa puede deslizarse parcialmente bajo la otra pero ninguna de las dos puede ser subducida debido a sus bajas densidades, relativamente iguales y su gran espesor. Ejemplo Los Montes Himalaya, el sistema montañoso mas joven y alto del mundo, resultó de la colisión entre la India y Asia que comenzó hace 40-50 millones de años…..y continúa en la actualidad.

DETALLES DE ANTES Y DESPUÉS DE LA COLISIÓN INDIA-EUROASIÁTICA

Casi toda la actividad volcánica se concentra a lo largo de los límites entre placas tectónicas, que son las líneas más débiles de la litosfera. Pero a veces se producen fenómenos volcánicos lejos de estos bordes por razones que unas veces están claras y otras no tanto. Hay volcanes en la proximidad del Riff Valley, en África oriental, por ejemplo el Kilimanjaro.

Puntos Calientes

PUNTO CALIENTE HAWAII Se muestra el desarrollo de la cadena montañosa SIERRA HAWAII-CADENA EMPEROR SEAMOUNT

UBICACIÓN DE PUNTOS CALIENTES

LA TECTÓNICA DE PLACAS INFLUYE NO SOLO EN EL DESARROLLO DE LA TIERRA

SINO TAMBIÉN EN LA VIDA SOBRE LA MISMA

• Sismos.Sismos.

• Tsunamis.Tsunamis.

• Erupciones volcánicas.Erupciones volcánicas.

• Catástrofes en generalCatástrofes en general..

ALGUNOS EJEMPLOS DEL IMPACTO DE LA GEOLOGIA EN EL ECOSISTEMA HUMANO

• 19 de setiembre de 1985 , se desencadeno un terremoto de 8,1 en la escala de Richter y produjo 9000 muertes. La causa la subducción o hundimiento de la placa COCOS hacia dentro de la fosa Centroamericana produjo movimientos bruscos que generaron ondas sísmicas que viajaron en todas direcciones. A 350 Km estas ondas provocaron el sismo en la Ciudad de México.

• 2 meses mas tarde Colombia experimento el mayor desastre natural en su historia. Una pequeña erupción del Nevado Ruiz derritió al hielo glaciar de la montaña y el agua se precipito hacia los valles, se mezclo con sedimentos y se transformo en un flujo de lodo viscoso mortal, la ciudad de Armero fue destruida y murieron 20 000 personas

TERREMOTO DE MANAGUA (1972)

LUGARES DE ORIGEN DE SISMOS EN SUMATRA

MAPA REGIONAL TSUNAMI DE SUMATRA (2004)

ERUPCIÓN DEL VOLCÁN MONTE PINATUBO (EE.UU)

RÍOS DE LAVA

Una definición básica seria la siguiente:

Es la cubierta superficial de la mayoría de la superficie continental de la Tierra. Es un agregado de minerales no consolidados y de partículas orgánicas producidas por la acción combinada del viento, el agua y los procesos de desintegración orgánica.

SUELOS

Suelos como sistemas ecológicosConstituyen un conjunto complejo de elementos físicos, químicos y biológicos que compone el sustrato natural en el cual se desarrolla la vida en la superficie de los continentes. El suelo es el hábitat de una biota específica de microorganismos y pequeños animales que constituyen el edafon. El suelo es propio de las tierras emergidas, no existiendo apenas contrapartida equivalente en los ecosistemas acuáticos. Es importante subrayar que el suelo así entendido no se extiende sobre todos los terrenos, sino que en muchos espacios lo que se pisa es roca fresca, o una roca alterada sólo por meteorización, un regolito, que no merece el nombre de suelo.Desde el punto de vista biológico, las características del suelo más importantes son su permeabilidad, relacionada con la porosidad, su estructura y su composición química. Los suelos retienen las sustancias minerales que las plantas necesitan para su nutrición y que se liberan por la degradación de los restos orgánicos. Un buen suelo es condición para la productividad agrícola.En el medio natural los suelos más complejos y potentes (gruesos) acompañan a los ecosistemas de mayor biomasa y diversidad, de los que son a la vez producto y condición. En este sentido, desde el punto de vista de la organización jerárquica de los ecosistemas, el suelo es un ecosistema en sí y un subsistema del sistema ecológico del que forma parte.

Horizontes del sueloSe denomina horizontes del suelo a una serie de niveles horizontales que se desarrollan en el interior del mismo y que presentan diferentes caracteres de composición, textura, adherencia, etc. El perfil del suelo es la ordenación vertical de todos estos horizontes.

•Horizonte 0, "Capa superficial del horizonte A“

•Horizonte A, o zona de lavado vertical: Es el más superficial y en él enraíza la vegetación herbácea. Su color es generalmente oscuro por la abundancia de materia orgánica descompuesta o humus elaborado, determinando el paso del agua arrastrándola hacia abajo, de fragmentos de tamaño fino y de compuestos solubles.

•Horizonte B o zona de precipitación: Carece prácticamente de humus, por lo que su color es más claro, en él se depositan los materiales arrastrados desde arriba, principalmente, materiales arcillosos, óxidos e hidróxidos metálicos, carbonatos, etc., situándose en este nivel los encostramientos calcáreos áridos y las corazas lateríticas tropicales.

•Horizonte C o subsuelo: Está constituido por la parte más alta del material rocoso in situ, sobre el que se apoya el suelo, más o menos fragmentado por la alteración mecánica y la química (la alteración química es casi inexistente ya que en las primeras etapas de formación de un suelo no suele existir colonización orgánica), pero en él aún puede reconocerse las características originales del mismo.

•Horizonte D u horizonte R o material rocoso: es el material rocoso subyacente que no ha sufrido ninguna alteración química o física significativa. Algunos distinguen entre D, cuando el suelo es autóctono y el horizonte representa a la roca madre, y R, cuando el suelo es alóctono y la roca representa sólo una base física sin una relación especial con la composición mineral del suelo que tiene encima.

Textura del sueloLa textura se refiere al tamaño de las partículas que tiene un suelo, en el uso cotidiano y en la carrera de Arquitectura es mas comun conocer la granulometría y las características del suelo.

Nombre de la partícula. Límites de diámetro en mm

Arena 0.05-2.0

Arena muy Gruesa 1.00-2.0

Arena Gruesa 0.5-1.0

Arena mediana 0.25-0.5

Arena Fina 0.10-0.25

Arena Muy fina 0.05-0.10

Limo 0.002-0.05

Arcilla Menor que 0.002

Clasificación de las partículas del suelo según el United States Departament of Agriculture

Determinación manual de la textura por tacto (R. Riley)

Cuando se busca estudiar las características de un suelo, es de gran utilidad calcular la textura del mismo.

Con un poco de práctica, es posible determinar la textura de los suelos mediante la técnica del “Tacto” que consiste en humedecer un puño de suelo, amoldarlo, amasarlo, y hacer plastas de lodo usando el dedo índice y el pulgar. La Figura 1 muestra el triángulo textural.

Este triángulo nos ayuda a clasificar la textura de un suelo en base al porcentaje de arcillas, limo, y arenas que contenga. El objetivo es proporcionarle una metodología para estimar de manera práctica la textura de un suelo sin necesidad de utilizar instrumentos de laboratorio ni técnicas complicadas.

Figura 1

•Piense en un triángulo textural modificado como se muestra en la Figura 2. Observe que básicamente esta constituido por suelos con textura arcillosa, franco-arcillosa, y franca (siga el eje vertical del triángulo). d.Tome una porción del suelo y haga una pelota de suelo humedeciéndola hasta llegar al “punto pegajoso”. El punto pegajoso se logra cuando la bola de suelo no está tan húmeda que tienda a quedarse pegada en la mano, ni tan seca que no se sienta pegajosa. Cuando el suelo esté en su punto, presiónelo entre el dedo pulgar y el índice y trate de formar una plasta lo más larga posible (Fig. 3). •Determine si el suelo cae dentro de la categoría textural arcillosa, franco-arcillosa,o franca. Esto lo logrará observando si al humedecer el suelo puede formar con sus dedos plastas largas, medianas, o cortas, respectivamente. •Suelos de textura arcillosa (arcillo-arenosa, arcillosa, y limo-arcillosa) forman plastas largas (8-10 cm); de textura franco-arcillosa (franco-arcillo-arenosa, franco-arcillosa, franco-acrcillo-limosa) hacen plastas medianas (3-8 cm); de textura franca (franco-arenosa, franca, y franco-limosa) forman plastas muy cortas (menos de 3 cm) o no forman plastas, y suelos de textura arenosa no forman plastas.

PROCEDIMIENTO

Figura 2

Figura 3

•Una vez determinado si su suelo es arcilloso, franco-arcilloso, o franco, reexamine la muestra. Si al frotarlo se siente definitivamente arenoso (áspero), llámelo arcillo-arenoso, franco-arcillo-arenoso, o franco-arenoso, dependiendo del tipo de plasta que haya formado. Si al frotarlo se siente excepcionalmente suave, llámelo arcillo-limoso, franco-arcillo-limoso, o franco-limoso. Si no se siente ni arenoso ni excepcionalmente suave, llámelo simplemente arcilloso, franco-arcilloso, o franco, dependiendo del tamaño de la plasta formada. •A suelos de grano grande que se muestran muy sueltos cuando están secos, y que forman terrones muy frágiles cuando están húmedos llámelos arenosos. A los que son un poco más cohesivos cuando están secos, y que cuando están húmedos forman terrones que pueden levantarse del suelo con la mano sin que se fracturen (pero que se fracturan al dejarlos caer sobre la palma de la mano desde una altura de 15-20 cm) llámelos areno-francos. Si los terrones no se fracturan al dejarlos caer desde una altura de 15-20 cm llámelos franco-arenosos.

Una vez que haya estimado la textura de su suelo mediante este procedimiento, podrá entonces estimar fácilmente el porcentaje de arcilla, limo, y arena trasladándose a la Figura 1 y ubicando la textura de su suelo.

GRACIAS POR SU ATENCION