01 Geologia Aplicada - Unidad 01.pdf

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TÁCHIRA

UNET GEOLOGIA APLICADA – 1523503T ING. JULIO J. MENDOZA GARCÍA

INTRODUCCIÓN A LA GEOLOGÍA UNIDAD 01

OBJETIVO GENERAL Obtener un conocimiento básico de todos aquellos aspectos relevantes de la geología como ciencia auxiliar de la Ingeniería Civil y su relación con la construcción de obras civiles.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL CURSO 

Conocimiento y manejo de terminología básica para una adecuada interactuación con profesionales del área geológica y geotécnica durante el ejercicio profesional.

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Conocimiento de las diferentes especialidades de la geología y de aquellas disciplinas relacionadas, como auxiliares de la Ingeniería Civil. Breve mención a las diferencias entre tiempo geológico y tiempo histórico.



Conocimiento básico de la estructura interna del globo terráqueo, de la dinámica de la corteza terrestre, su implicación en los riesgos geológicos y su relación con las obras civiles.



Composición y propiedades de los minerales formadores de roca y sus implicaciones en la geología aplicada a obras civiles.



Tipos de roca y los procesos que dan origen a las rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas. Conceptos básicos sobre los sistemas de clasificación para fines de ingeniería tomando como base sus propiedades mecánicas e ingenieriles.



La meteorización y erosión como procesos destructores de la corteza terrestre. Meteorización física y química. Su relevancia en los países tropicales y sus implicaciones en la construcción de obras civiles.

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Conocimientos generales sobre los procesos tectónicos productores de deformaciones de la corteza terrestre y sus rasgos resultantes – Fallas, pliegues y diaclasas. Importancia de estas estructuras en la construcción de obras civiles.



Conocer los procesos generadores del relieve – Geomorfología en el marco geológico y su incidencia en la ingeniería civil.

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Nociones sobre hidrogeología. El ciclo del agua. Influencia de las aguas subterráneas en las obras civiles.

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Principios de la interpretación de planos topográficos y geológicos. Sensores remotos. Interpretación geológica de fotografías aéreas y sus aplicaciones en la ingeniería civil. Mapas de zonificación de riesgo geológico y geotécnico.



Conocimientos generales de la incidencia del tipo de roca, condiciones de meteorización, estructura geológica y procesos de geodinámica en casos concretos, tales como agregados y canterías, fundación de terraplenes y edificaciones, excavaciones, túneles, presas, canales, etc.

COMPETENCIA PROFESIONAL Al finalizar el curso se espera que el alumno logre un conocimiento básico, según lo expuesto en los objetivos específicos, que le permita, entre otros: (1) valorar la importancia de la geología en la construcción de obras civiles, (2) tener la capacidad de interpretar y extraer información relevante de estudios geológicos elaborados para la construcción de una obra civil en particular y (3) conocer cómo interactuar con profesionales especialistas de esta disciplina durante un proyecto o la solución de un problema en particular, qué información pueden proporcionarle y cuáles son sus limitaciones.

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INTRODUCCIÓN A LA GEOLOGÍA

¿QUÉ ES LA GEOLOGÍA? El término Geología proviene del griego y textualmente significa tratado o estudio de la Tierra. Es una ciencia que agrupa un conjunto de especialidades cuyo propósito es el conocimiento de la composición y estructura de la Tierra así como de los procesos por los cuales ha ido evolucionando a lo largo del tiempo geológico. El siguiente gráfico muestra la interrelación de la geología con otras ciencias de los cuales resultan disciplinas particulares, a saber,

FIGURA 1-1 / RELACION DE LA GEOLOGÍA CON OTRAS CIENCIAS

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La geología es muy amplia y se subdivide en muchos campos o especialidades

FIGURA 1-2 / ALGUNAS DE LAS ESPECIALIDADES DE LA GEOLOGÍA

La geología aplicada es otra de las ramas de la geología y, dentro de ella, existen varias especializaciones según el área de aplicación: geología minera, geología del petróleo, geología aplicada a obras civiles.

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GEOLOGÍA APLICADA A OBRAS CIVILES Puede afirmarse sin temor a equivocación que no existe obra civil, sobre todo si es de gran envergadura, que no necesite de la geología; más aún, se puede decir que el conocimiento geológico de un sitio es el punto de partida para la construcción de cualquier obra. La geotecnia es una disciplina tecno científica que agrupa la geología aplicada, mecánica de suelos y mecánica de rocas, relacionándolas con las obras civiles. En la geotecnia confluyen ingenieros geólogos con sólidos conocimientos de la ingeniería civil con ingenieros civiles poseedores de importante bagaje en geología y geomorfología. Como se intentará cubrir a lo largo de este curso, no existe ámbito de las obras civiles donde no sea necesaria la valoración geológica del terreno donde estas obras serán implantadas: excavaciones ya sea en suelo o en roca, en la fundación de estructuras, en la fundación de presas y de terraplenes, ferrocarriles, carreteras, canales, obras portuarias. Es igualmente indispensable en la búsqueda de materiales de construcción: agregados para concreto, para enrocado, como materia prima en la elaboración de cemento, ladrillos de arcilla, bloques de concreto y de mortero, etc.

TIEMPO GEOLÓGICO VS TIEMPO HISTÓRICO Para posteriormente ubicarnos en el contexto geológico es necesario conocer, aunque sea de pasada, el tiempo geológico y su diferencia con el tiempo histórico. El concepto de tiempo geológico es nuevo para muchas personas. Para la mayoría de nosotros, algo o alguien que tenga 90 años es muy viejo, y un artefacto de 1000 años es antiguo. Sin embargo, cuando se contempla el tiempo en el contexto de 4.600 millones de años de antigüedad de la Tierra, un acontecimiento geológico que ocurrió hace 100 millones de años puede ser calificado de "relativamente reciente" por un geólogo, y una muestra de roca que haya sido fechada en 10 millones de años puede denominarse "joven". ¿Cómo se ha determinado el tiempo geológico? No tenemos la fecha de cumpleaños del T-Rex o la partida de defunción de un ictiosaurio…

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Hay dos formas de datación, la relativa y la absoluta. La datación relativa simplemente es el ordenamiento de rocas, fósiles y eventos geológicos siguiendo un orden relativo de antigüedad (realmente no había forma de asignarles una edad). Ese tipo de datación fue el vigente hasta tiempos relativamente recientes cuando los avances de la radioactividad y la determinación del decaimiento de varios isótopos radioactivos permitieron asignar edades (datación absoluta). Los métodos relativos siguen estando vigentes; los métodos absolutos lo que hicieron fue complementar la tabla de tiempo geológico. Los geólogos han dividido el total de la historia de la Tierra, estimada en 4500 – 4600 millones de años, en unidades de magnitud variable. Juntas comprenden la escala de tiempo geológico (bajo datación relativa) de la historia de la Tierra (Figura 1-3). Los eones representan las mayores extensiones de tiempo, divididos en eras y cada era a su vez subdividida en períodos, y así sucesivamente. Las antigüedades en años indicadas en la figura fueron asignadas mucho después. ¿Qué representan 4.600 millones de años? Comprimamos, por ejemplo, los 4.600 millones de años de tiempo geológico en un solo año. A esa escala, las rocas más antiguas que conocemos tienen fecha de mediados de marzo. Los seres vivos aparecieron en el mar por primera vez en mayo. Las plantas y animales terrestres emergieron a finales de noviembre. Los dinosaurios dominaron la Tierra a mediados de diciembre, pero desaparecieron el día 26, más o menos a la vez que se levantaron por primera vez las Montañas Rocosas (EE. UU.). Criaturas de aspecto humano aparecieron en algún momento de la tarde del 31 de diciembre. Roma gobernó el mundo occidental durante cinco segundos, desde las 11:59:45 hasta las 11:59:50. Colón descubrió América tres segundos antes de la medianoche, y la ciencia de la geología nació con los escritos de James Hutton (1785) pasado un poco el último segundo del final de nuestro memorable gran año – ver Figura 1-4).

Según algunos científicos, a partir de mediados del siglo XX la Tierra entró en una nueva era geológica, el Antropoceno, la era de los seres humanos. La actividad humana ha provocado cambios fundamentales en el estado y el funcionamiento de la Tierra que no pueden atribuirse a la variabilidad natural. La Comisión Internacional de Estratigrafía ha creado un grupo de trabajo para analizar la validez de la reclamación del Antropoceno como nueva era.

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FIGURA 1-4 / EL TIEMPO GEOLOGICO COMPRIMIDO EN UN AÑO ENERO 7

FEBRERO

1

2

3

4

5

8

9

10 11 12 13

MARZO

6 4

5

6

7

1

2

3

8

9

10

4

5

ABRIL 6

7

1

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10

1

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10 11 12 13 14

14 15 16 17 18 19 20

11 12 13 14 15 16 17

11 12 13 14 15 16 17

15 16 17 18 19 20 21

21 22 23 24 25 26 27

18 19 20 21 22 23 24

18 19 20 21 22 23 24

22 23 24 25 26 27 28

28 29 30 31

25 26 27 28

25 26 27 28 29 30 31

29 30

MAYO

JUNIO

JULIO

AGOSTO

6

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1

2

3

4

5

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10 11 12

3

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1

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8

9

10 11 12 13 14

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10 11

13 14 15 16 17 18 19

10 11 12 13 14 15 16

15 16 17 18 19 20 21

12 13 14 15 16 17 18

20 21 22 23 24 25 26

17 18 19 20 21 22 23

22 23 24 25 26 27 28

19 20 21 22 23 24 25

27 28 29 30 31

24 25 26 27 28 29 30

29 30 31

26 27 28 29 30 31

OCTUBRE

NOVIEMBRE

SEPTIEMBRE 1 2

3

9

4

5

6

7

8

7

1

2

3

4

5

6

8

9

10 11 12 13

4

5

6

7

DICIEMBRE 1

2

3

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9

10

1 2

3

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5

6

7

8

10 11 12 13 14 15

10 11 12 13 14 15

14 15 16 17 18 19 20

11 12 13 14 15 16 17

9

16 17 18 19 20 21 22

21 22 23 24 25 26 27

18 19 20 21 22 23 24

16 17 18 19 20 21 22

23 24 25 26 27 28 29

28 29 30 31

25 26 27 28 29 30

23 24 25 26 27 28 29

30

30 31 PRECAMBRICO

PALEOZOICO

MESOZOICO

CENOZOICO

HACE 4600 MILLONES DE AÑOS DE FORMA LA TIERRA. ES EL 1ro DE ENERO DE NUESTRO MUY PARTICULAR AÑO. HACE 4200 MILLONES DE AÑOS SE FORMAN LAS PRIMERAS ROCAS. ES FINALES DE FEBRERO. HACE 3400 MILLONES DE AÑOS APARECEN LAS PRIMERAS FORMAS DE VIDA. ESTAMOS EN EL MES DE ABRIL. HACE 600 MILLONES DE AÑOS APARECEN LOS PRIMEROS INVERTEBRADOS - MEDIADOS DE NOVIEMBRE LOS DINOSAURIOS APARECEN HACIA EL 18 DE DICIEMBRE (230 MILLONES DE AÑOS) - DESAPARECEN HACIA 25 DE DICIEMBRE HACE 5 MILLONES DE AÑOS APARECEN LOS HOMINIDOS - YA ES EL 31 DE DICIEMBRE EL HOMO SAPIENS APARECE HACIA EL ULTIMO MINUTO DEL 31 DE DICIEMBRE COLON DESCUBRIÓ AMERICA TRES SEGUNDOS ANTES DE LAS 12 CAMPANADAS - FELIZ AÑO / FELIZ COMIENZO DE CURSO