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GEOLOGÍA

LA IMPORTANCIA DE LA GEOLOGÍA EN LA INGENIERÍA CIVIL.

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA. INGENIERÍA CIVIL D. M. QUITO 2014

IMPORTANCIA DE LA GEOLOGÍA EN LA INGENIERÍA CIVIL

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CONTENIDO 1.

INTRODUCCION................................................................... ............................................................................................................................... ............................................................ 4

2.

DESARROLLO ........................................................... .............................................................................................................................. ........................................................................ ..... 7 2.1.

¿QUÉ ES LA GEOLOGÍA? ........................................................ .......................................................................................................... .................................................. 7

2.2.

GEOLOGÍA APLICADA A LA INGENIERÍA ..................................................................... .................................................................................. ............. 8

2.3.

HISTORIA DE LA GEOLOGIA .............................................................. ................................................................................................... ..................................... 10

2.4.

USO Y COMPORTAMIENTO DE ROCAS IGNEAS..................................................................... 11

2.4.1.

Uso y comportamiento del granito .................................................................... ............................................................................... ........... 11

2.4.2.

Uso y comportamiento de la aplita.................................................................... ............................................................................... ........... 12

2.4.3.

Uso y comportamiento pegmatita ..................................................................... ................................................................................ ........... 12

2.4.4.

Uso y comportamiento sienita, diorita y gabro ......................................................... ............................................................ ... 13

2.4.5.

Uso y comportamiento diabasa o dolerita ................................................................... 13

2.4.6.

Uso y comportamiento porfido ........................................................... .................................................................................... ......................... 14

2.5.

ECUADOR Y SUS PROBLEMAS GEOLÓGICOS ........................................................... ......................................................................... .............. 15

2.6.

LA GEOLOGÍA Y LA INGENIERÍA CIVIL ........................................................... .................................................................................... ......................... 17

3.

CONCLUSIONES ................................................................... ............................................................................................................................. .......................................................... 20

4.

BIBLIOGRAFÍA ...................................................................... ................................................................................................................................ .......................................................... 22


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ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Falla geológica ocasionó movimiento de tierra. La Paz - Bolivia. ............................... 9 Figura 2. Palacio de granito en Trujillo (Cáceres). ....................................................................... 11 Figura 3. Roca de aplita. .................................................................................................................. 12 Figura 4. Roca pegmatita. ................................................................................................................ 12 Figura 5. Roca grabo. ....................................................................................................................... 13 Figura 6. Castillo de Edimburgo, construido con roca dolerita. ................................................. 14 Figura 7. Roca pórfido utilizada en decoración. ........................................................................... 14 Figura 8. Últimos sismos y estados de volcanes. ........................................................................ 16


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1. INTRODUCCION

La Geología es aquella ciencia que se encarga del estudio de la tierra, su estructura interior, como se formó, como está constituida, cuál es su composición química y que procesos le dan origen. El hombre siempre se ha interesado por los objetos que hay en la superficie terrestre. Nació por una parte del deseo del ser humano para entender su entorno y su mundo. El otro empuje era la necesidad de mejorar su entorno, la búsqueda de recursos naturales, era mucho más eficiente con un buen conocimiento de los procesos de la tierra.

Un aspecto de la Geología, que generalmente se tiene poco en cuenta, pero es de gran interés general, es el conocimiento que proporciona sobre los procesos geológicos, para una mejor comprensión e interpretación, de la formación de montañas, como se han formado las rocas, que son los volcanes, que son los terremotos. Todas estas cuestiones suelen ser de gran interés. La Geología también se pregunta las causas de que cambie la naturaleza del terreno, de unos lugares a otros, enfrentándose con otra serie de hechos, que dependen de la estructura de la corteza terrestre.

Lógicamente el estudio de la geología está relacionado con otras ciencias. Los geólogos estudian las rocas, las montañas, los minerales y movimientos tectónicos; mientras que la rama de la Ingeniería Civil aplica conocimientos de la Física, Química y Geología a la elaboración de infraestructuras. Se evidencia fácilmente que el estudio de la Geología está


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relacionado directamente con la Ingeniería Civil, puesto que se encarga del estudio de las rocas y distintos materiales de la naturaleza utilizados para la construcción. El estudio de los materiales adecuados para las cimentaciones, acerca de dónde y cómo podemos hacer excavaciones, conocimiento sobre aguas subterráneas y de aguas superficiales, la capacidad de leer y poder interpretar informes geológicos, tal como mapas, planos geológicos, sobré todo reconocer los problemas geológicos de la naturaleza que es donde se construye.

La Geología está implícita en el momento de realizar el estudio de tierras donde se va a edificar, esto con el fin de conocer que tipos materiales se debe utilizar en la construcción y en efecto prevenir colapsos de las edificaciones construidas. Se puede reflejar el alto índice de importancia que tiene la Geología en la Ingeniería, al relacionando variables que estén implícitas en estas se puede obtener un sin número de beneficios que tiene esta amplia ciencia en una rama técnica. El ingeniero se enfrentara a grandes problemas en cada nueva obra en el cual será necesario el conocimiento acerca de la geología, aun cuando pueda tener la ayuda de un geólogo, necesita de dichos conocimientos para interpretar y avalar los informes que redacten los geólogos.

Es fundamental el estudio de campo, la preparación Geológica que necesita el Ingeniero debe ser de índole general. Indudablemente se adquiere más conocimientos de Geología en el campo y en la práctica que en las aulas o en el laboratorio de una escuela. Pero el aprendizaje que debe cursar en la carrera debe incluir principios básicos de la Geología.


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El Ingeniero Civil debe tener conocimientos de los materiales, de tal manera que pueda identificar el tipo de suelo, ya sea arcilloso, rocoso, al igual debe conocer los problemas de cimentación que son esencialmente geológicos. Las edificaciones como edificios, puentes, presas y otras construcciones se establecen sobre alguna materia natural, aunque esta depende mucho del clima. Las excavaciones bajo el control del conocimiento geológico pueden ser dirigidas más inteligente-mente y realizarse con mayor seguridad. El conocimiento de aguas subterráneas, y los elementos de la hidrología subterránea, son excelentes auxiliares en muchas ramas de la Ingeniería práctica.

Generalmente, un ingeniero visita el terreno donde va a construir con el fin de obtener información, aunque sea solo una vista rápida de inspección, y estudia todo cuando halle escrito acerca de aquella comarca.


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2. DESARROLLO

2.1. ¿QUÉ ES LA GEOLOGÍA?

La Geología procede de la palabra griega GEO = Tierra y GIA = Ciencia, por tanto es la ciencia que estudia los aspectos estructurales y morfológicos de la tierra, así como las características físicas y química del interior y exterior de la tierras, es decir estudia la parte interna y externa del globo terrestre, trata del origen, historia y evolución de la Tierra y además estudia la composición de la corteza terrestre, los fenómenos que en esta acaecen y las leyes físicas y químicas por las que se rigen. Entre los estudios de la Geología tenemos el estudio de las partes y materiales que componen la Geósfera, su mecanismo de formación, los cambios o alteraciones que esta ha experimentado desde su origen, y la estructura y textura que tiene en su actual estado

La Geología investiga la historia y evolución de las actividades de la Tierra desde los tiempos más remotos en el momento actual, la composición, disposición y origen de rocas y los minerales que forman la corteza terrestre y los procesos que han dado lugar a su presente estructura. . La Geología aplica sus estudios principalmente en la parte subterránea de la tierra, el agua que tiene internamente y también basa sus estudios en la superficie de la misma.


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Pero la Geología no es una ciencia meramente descriptiva, sino que en cada caso busca el porqué de los fenómenos observados. Su mutua dependencia de las leyes que los rigen y el encadenamiento de hechos que constituye la Historia de la Tierra. En otros términos la Geología es la ciencia que nos da razón de los fenómenos que continuamente observamos en la superficie terrestre, utilizando para ello los recursos de otras ciencias, que así resultan auxiliares de la Geología.

2.2. GEOLOGÍA APLICADA A LA INGENIERÍA

La Geología implica el conocimiento de lo que acontece hoy día tras día sobre y dentro de la Tierra. Esto requiere no sólo una comprensión sobre los materiales involucrados, cuales son los minerales y las rocas, sino interpretación de los diferentes procesos geológicos.

La Geología aplicada a la Ingeniería es el conjunto de conocimientos geológicos relacionados con la Ingeniería, es decir, las implicaciones del terreno, su naturaleza, estado físico y tensional que tiene por las obras realizadas por el hombre y los fenómenos naturales que pueden afectarlas. Los fundamentos necesarios que debe adquirir el Ingeniero en calidad de conocimientos geológicos son varios, entre algunos podemos citar: mecánica de suelos, mecánica de rocas, hidrogeología y mapas geotécnicos. Dichos conocimientos le servirá al ingeniero para aplicarlos en construcciones pero principalmente en: cimentaciones, taludes, túneles y presas.


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Las ramas de la ingeniería más profundamente afectadas por los factores geológicos, son: la minera, la petrolera y la ingeniería civil. Con respecto a las dos primeras, su intervención es obvia, pero a la Ingeniería Civil, su aplicación es relativamente reciente y cada día de mayor importancia.

Figura 1. Falla geológica ocasionó movimiento de tierra. La Paz - Bolivia.

Los riesgos geológicos a los que está sometida una construcción son: deslizamientos, hundimientos, terremotos, riesgos sísmicos, por consecuente antes de realizar dicha construcción el Ingeniero debe aplicar sus conocimientos de geología en el estudio del terreno, así como el impacto ambiental y aplicar las correcciones necesarias y mejoras del mismo.


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2.3.HISTORIA DE LA GEOLOGIA

La Tierra tiene un pasado y, en consecuencia, una historia, en la que se han sucedido toda una serie de acontecimientos, en el transcurso de los tiempos geológicos. Su estado actual no es otra cosa que la consecuencia final de todos los acontecimientos encadenados en el tiempo.

La historia de la Geología, por ser una ciencia relativamente moderna en su concepción actual, nos permite observar ciertas peculiaridades de su desarrollo, que a la vez se ponen de manifiesto, su fuerte dependencia de otras ciencias más clásicas, le dan un carácter individual que la diferencian netamente de las mismas. En su evolución histórica el proceso de creación de leyes e hipótesis geológicas ha tenido, una importancia y una influencia en la concepción científica global de diferentes épocas que pueden parecernos desmesuradas.

La evolución de la Geología como ciencia tiene poca importancia los avances y descubrimientos primitivos, que han sido olvidados y redescubiertos en nuestra época. Aristóteles (384 – 322 A.C.) hablo de la lentitud de los procesos geológicos, Estrabón (63 – 20 A.C) anuncia el principio de las causas actuales.


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2.4. USO Y COMPORTAMIENTO DE ROCAS IGNEAS.

2.4.1. Uso y comportamiento del granito

La densidad elevada del granito, su alta resistencia al desgaste, así como la posibilidad de obtener bloques de gran tamaño lo hace un material ideal para diques de puertos. El granito es una roca magnifica para la sustentación de cualquier tipo de estructura. A demás es una roca impermeable de forma que en la construcción de embalses deben considerarse impermeables. Las arenas graníticas, especialmente cuando son ricas en arcilla, pueden utilizarse para correcciones de permeabilidad. Esta roca, llamada granito, está formada por tres minerales: cuarzo, feldespato y mica.

Figura 2. Palacio de granito en Trujillo (Cáceres).


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2.4.2. Uso y comportamiento de la aplita

Su composición mineralógica oscila entre la del grabo y el granito. Su comportamiento en la Ingeniería Civil es totalmente igual al granito.

Figura 3. Roca de aplita.

2.4.3. Uso y comportamiento pegmatita

Sus minerales esenciales son el cuarzo, feldespato y mica. Su estructura la hace muy vulnerable a la meteorización. Es una roca de escasa utilización y comportamiento negativo, salvo en cimentaciones.

Figura 4. Roca pegmatita.


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2.4.4. Uso y comportamiento sienita, diorita y gabro

Se diferencian del granito al faltarles cuarzo o tener muy poco y por la mayor abundancia de minerales ferro magnesianos. Estas tres rocas tienen unas características muy similares a los granitos.

Figura 5. Roca grabo.

2.4.5. Uso y comportamiento diabasa o dolerita

Es una roca de muy buena calidad, de alta densidad que la hace idónea para escolleras de puertos y excesivamente pesada para estructuras en voladizo. Se emplean en adoquines, bordillos, árido para hormigón. Es una buena roca para cimentación, dada su gran resistencia, impermeabilidad y buen sostenimiento en excavaciones. En carreteras se utiliza como capa de rodadura.


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Figura 6. Castillo de Edimburgo, construido con roca dolerita.

2.4.6. Uso y comportamiento porfido

Es una roca costosa, se emplean para decoración de columnas, adoquines. Han sido utilizadas en firmes de carreteras y en áridos para hormigones, Suelen ser más resistentes a la erosión química y mecánica que el granito.

Figura 7. Roca pórfido utilizada en decoración.


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2.5. ECUADOR Y SUS PROBLEMAS GEOLÓGICOS

Los riesgos naturales son parte de la vida en la Tierra. Cada día afectan de forma adversa literalmente a millones de personas en todo el mundo y son responsables de daños asombrosos. Entre los procesos terrestres peligrosos estudiados por los geólogos, se cuentan los volcanes, las inundaciones, los terremotos y los desplazamientos. Por supuesto, los riesgos geológicos son simplemente procesos naturales. Solo se vuelven peligrosos cuando las personas intentan vivir donde estos procesos suceden.

Geográficamente el Ecuador continental, se halla al noroeste de América del sur se asienta sobre la placa sudamericana, la placa del Caribe y la placa Norteamericana. y, la placa de Nazca, a este juego de placas sobre la que se encuentra ubicada, hay un gran número de fallas en el territorio nacional, al igual que una serie de volcanes y cadenas montañosas que denotan una gran actividad, puesto que estas placas están en constante movimiento también propician una fuerte actividad sísmica, convirtiendo a gran parte del territorio nacional en una zona de sismicidad alta, pues en el proceso de subducción de las placas se pueden producir movimientos telúricos, que ocasionan eventos como terremotos o erupciones volcánicas.


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Figura 8. Últimos sismos y estados de volcanes.

“Cada placa tectónica interactúa

con su vecina, la interacción de las placas se da en sus

límites. Las placas chocan debido al movimiento que cada una tiene y la placa Nazca se sumerge debajo de la placa Sudamericana”.

(Liliana Troncoso, SISMÓLOGA)

La región costera del Ecuador está expuesta a sismos causados por la interacción de las placas de Nazca y Sudamericana. El terremoto de mayor magnitud tuvo lugar en 1906 y provocó gigantescas olas, en las costas de Ecuador y Colombia. Su magnitud fue de 8,8 grados en la escala de Richter. Ese sismo de principios del siglo anterior, fue tan fuerte que rompió la superficie del fondo marino y provocó un tsunami. Este sismo generó olas de hasta


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tres metros. Causó 1 500 víctimas en Ecuador y Colombia y centenares de viviendas destruidas. Estos grandes sismos no son muy comunes. De acuerdo con los registros del Geofísico, en 500 años de historia solo hubo uno con esta magnitud, lo cual indica que su tiempo de recurrencia .El país debe optimizar sus planes de contingencia contra los terremotos, lo único que se puede hacer, es tener buenas construcciones sismo resistentes, porque los terremotos, como las erupciones volcánicas, son fenómenos naturales que no se pueden predecir.

2.6. LA GEOLOGÍA Y LA INGENIERÍA CIVIL

Todas las ramas de la Ingeniería afectan la superficie de la Tierra, puesto que se asientan o se abren en alguna parte de la corteza terrestre. Es tan evidente la relación de aquella ciencia y esta técnica que parece innecesario, en los primeros tiempos de la ingeniería moderna, muchos ingenieros eran también geólogos.

Existe hoy un creciente interés respecto a la vital importancia de la ciencia para todos los que practican una técnica. La Geología es ahora materia de estudio en todos los cursos de Ingeniería. Los informes técnicos contienen frecuentes referencias a los rasgos geológicos de los lugares en que se están emplazando los trabajos. El estudio científico de los suelos en un campo común para el Ingeniero y el geólogo.


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Para algunos ingenieros la Geología es una ayuda científica para explicar los trastornos producidos durante la ejecución de ciertas obras o a consecuencia de ellas. El mismo hecho de que estos factores tengan relación con el fracaso, demuestra claramente que el momento indicado para consultar al geólogo o para estudiar esas condiciones geológicas, es antes de comenzar las obras.

En la actualidad es común encontrar informes de Ingeniería con secciones completas dedicadas a consideraciones geológicas, porque la descripción de una obra de ingeniería se refiere al terreno donde ha de construir.

Los ingenieros civiles enfrentan muchos retos que pondrán a prueba su ingenio, pero es importante entender que cualquier obra que realicen, debe tener en cuenta la Geología, ya que de acuerdo al problema a solucionar, van a tener que explorar los conocimientos que esta ciencia ofrece. Cuando se trata de construcciones, la tarea del geólogo consiste en consignar las probables dificultades, y la del ingeniero superarlas. Si se trata de materiales de construcción corresponde al geólogo decir donde pueden hallarse, y al ingeniero obtenerlos y utilizarlos.

Por ejemplo al hacer una carretera, tal vez es una obra que requiere de muchos estudios, más si es una muy extensa, que tenga un recorrido por el cual deba pasar por montañas, ríos,


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lagos y llanuras, la cantidad de información recolectada a lo largo del proyecto sería descomunal e indescifrable sin los conocimientos geológicos previos. La importancia de la geología en la ingeniería, es la forma como logran entender el espacio a transformar, el porqué de su origen, su composición y que se debe hacer para realizar con mayor satisfacción y eficiencia la obra a realizar.

El labor del Ingeniero Civil no solo será cumplir con realizar obras, será necesario que el ingeniero deba socializar con las comunidades adyacentes donde se va a edificar o realizarse los trabajos para influir en la calidad de vida del ecosistema, cada proyecto a realizar transformara un entorno, por eso es de suma importancia saber el porqué de su origen y que influencia tiene para la sociedad. Comprender la riqueza de nuestro país es inmensa y ser un profesional es un punto de historia, para ese progreso que todos necesitan, sin dejar de lado los principios éticos y conocimientos adquiridos en el transcurso del estudio de la carrera, eso formara un buen profesional, pues más allá del éxito individual, existe el éxito de poder hacer posible obras que transformen de manera positiva el país.

En la actualidad es sabido que el éxito y economía de cualquier obra de ingeniería, puede ser medida principalmente por el grado en que la estructura quede adaptada al medio ambiente geológico en que se construye, al grado que los estudios más adelantados, tienden a considerar a las masas rocosas o de suelos, como parte integrante de la estructura.


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3. CONCLUSIONES

La Geología es una serie de conocimientos recopilados a lo largo de la historia y se a enriqueciendo de dicho conocimiento, por tal razón es la Ciencia que se encarga del estudio de la Tierra. A demás conocer la geología es muy importante para comprender la vida en nuestro planeta porque nos da información crucial para entender lo que es la Tierra. Igualmente es fundamental para el buen desempeño de cualquier ingeniero civil, por tanto es importante aprender y entender el porqué de esta ciencia, además de identificar como este conocimiento será útil en la vida profesional.

Citar las rocas como el principal material que usa el Ingeniero civil es darle una gran importancia, muchas veces parecen simples rocas pero se debe recalcar que son el conjunto de minerales más abundante en el planeta. Los geólogos examinan las rocas en busca de pistas para conocer la historia de la tierra, estas contienen los medio ambientes antiguos y los hechos que la formaron.

La Geología tendrá constantes cambios a lo largo del tiempo y por ende el Ingeniero deberá obligado a capacitarse constantemente en el tema, un profesional siempre deberá auto educarse para ir a la par de nuevos métodos, nuevas investigaciones a innovar en el campo laboral. Pues al ser una ciencia tan grande en innumerable el conocimiento que de ella se


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debe tener, pero siempre teniendo en cuenta que siempre será importante en la Ingeniería Civil. Identificar las amenazas sísmicas a las cuales está enfrentado el territorio Ecuatoriano, ayudara a comprender e investigar las diferentes normatividades y exigencias para la construcción de infraestructura para el desarrollo de esta región, que deben ser desarrolladas a pesar de esta amenaza permanente. El eficiente en el mejoramiento de lo ya construido es esencial, puesto que nuestro país estuvo en un letargo tecnológico, que ha hecho tan precarias las construcciones de la mayoría de los habitantes del país.


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4. BIBLIOGRAFÍA

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IMPORTANCIA DE LA GEOLOGÍA EN LA INGENIERÍA CIVIL EL COMERCIO.COM.

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