Uso de los minerales en la Ingeniería Civil
Definición de mineral:
Mineral es aquella sustancia sólida, natural, homogénea, de origen inorgánico, de composición química definida pero variable dentro de ciertos límites.
Definición de ingeniería civil:
La ingeniería civil es una rama de la ingeniería, que aplica los conocimientos de física, química, calculo, geografía y geología a la elaboración de infraestructuras, obras hidráulicas y de transporte.
¿Porque ingeniería ingeniería civil y los minerales?
Después de los combustibles, el producto de mayor tonelaje que explota el hombre son los materiales de construcción. Un puente se construye con acero, piedra y cemento, todos ellos productos minerales. Un edificio urbano moderno, salvo una pequeña cantidad de madera, está totalmente formado por productos minerales: cimientos de cemento armado y acero; estructura de piedra, cemento o ladrillo; y tejado de pizarra, metal o cerámica. No existe ninguna clasificación satisfactoria, pero cabe considerar dos grandes grupos de materiales minerales de construcción: aquellos que se utilizan tal y como son extraídos y aquellos que han sido previamente transformados; éste comprende las arcillas para ladrillos, las materias primas para el cemento, yeso y otros minerales. El vidrio se fabrica derritiendo rocas y minerales y luego enfriándolos tan rápidamente que no tienen tiempo de formar núcleos de cristalización. Se realiza fundamentalmente con sílice, obtenida del cuarzo de las arenas, al que se añaden bórax y óxidos de calcio y sodio, que rebajan el punto de fusión de la sílice.
La palabra cemento se refiere a un agente que una partículas entre sí. En las rocas sedimentarias detríticas se habla del cemento que une los diversos componentes. En la profesión de ingeniería, ingenieros civiles y minerales a menudo dependen unos de otros por su experiencia diferentes. Ingenieros Civiles no se puede construir la infraestructura subterránea de una ciudad sin consultar a los expertos en el espacio subterráneo. Del mismo modo, los ingenieros de minerales requieren de expertos en ingeniería del medio ambiente, las estructuras, el transporte y una variedad de otras disciplinas Civil con el fin de construir los sistemas que nos proporcionan los recursos minerales de forma segura, sostenible y económicamente. Como resultado, los estudiantes de los Programas de Ingeniería Civil y Lassonde minerales comparten una serie de cursos básicos, y puede optar por especializarse aún más en sus cursos superiores con asignaturas optativas técnicas de la Ingeniería Civil y minerales. Vivimos en un mundo de minerales. Los minerales están en todas partes alrededor nuestros. Las casas donde vivimos, los automóviles, las carreteras y otras obras de nuestra sociedad, como la mayoría de las cosas que tocamos, están hechos de minerales pero la importancia de los minerales se extiende más allá de su valor como depósito económico es la substancia del sistema natural de la tierra, es el constructor de bloques de roca. El término suelo se usa en más de un sentido. Para el ingeniero es sinónimo de regolita, o sea, el agregado suelto de todos los materiales que se encuentran por encima de la roca. Las rocas que están en la superficie de la tierra, o cerca de ella están expuestas a desintegración y descomposición. Los productos disgregados se acumulan formando "suelos". El proceso de la destrucción de las rocas y las propiedades de los materiales resultantes, merecen ser estudiados cuidadosamente por los ingenieros civiles pues muchos problemas de ingeniería se presentan precisamente en estos materiales. Estos materiales no consolidados o semiconsolidados constituyen lo que se ha llamado regolita o cubierta de las rocas. La regolita puede tener varios cientos de metros de espesor o puede faltar por completo. Las partes superiores de la regolita, a las que se han incorporado sustancias orgánicas y que están más o menos modificadas biológicamente constituyen el suelo. Sin embargo, los ingenieros extienden la denominación de suelo a todo el material de la regolita.
Suelo se puede definir como el material no consolidado o semiconsolidado compuesto de la mezcla de partículas de diferentes tamaños, diferentes minerales y compuestos litológicos, y con diferentes cantidades y clases de materias orgánicas. Los cuales se encuentran sobre la corteza terrestre como ser: quijarros, arenas, limos, arcillas, materiales turbosos, etc. La capa superficial de la tierra rica en material orgánico, se designa con el nombre de capa vegetal. Los suelos derivan de las rocas que por los procesos geológicos (tectonismo) originan que la roca sea fracturada o plegada luego por los procesos de alteración originan los suelos. Esta mutación no alcanza un estado de equilibrio permanente pues continuamente intervienen agentes o factores de formación que van modificando o cambiando las características físicas y químicas del suelo. La roca madre, que se convierte en suelo puede ser de origen ígneo, sedimentario o metamórfico. Los procesos geológicos como el tectonismo origina que la roca sea fracturada y/o plegada actuando posteriormente los procesos de meteorización (alteración o intemperismo o erosión).
Aplicación de los minerales en Ingeniería Civil:
Absorción de contaminantes. En lugar de agua pueden alojarse cationes, tiene capacidad como purificador de aguas y suelos.
También se emplea como refrigerante en perforaciones y como sistema de contención de las paredes del sondeo (bentonita).
Alta porosidad pero baja permeabilidad. Tongadas en vertederos.
La vermiculita al calentarse se dilata rápidamente en una dirección preferente, se mezcla con cemento y yeso para elaborar hormigón ligero.
La importancia de los minerales en el mundo.
Los minerales tienen gran importancia por sus múltiples aplicaciones en los diversos campos de la actividad humana. La industria moderna depende directa o indirectamente de los minerales; se usan para fabricar múltiples productos de la moderna civilización. Así, de distintos tipos de cuarzo y silicatos, se produce el vidrio. Los nitratos y fosfatos son utilizados como abono para la agricultura. Ciertos materiales, como el yeso, son utilizados profusamente en la construcción. Los minerales que entran en la categoría de piedras preciosas o semipreciosas, como los diamantes, topacios, rubíes, se destinan a la confección de joyas. Los minerales son un recurso natural de gran importancia para la economía de un país, muchos productos comerciales son minerales, o se obtienen a partir de un mineral. Muchos elementos de los minerales resultan esenciales para la vida, presentes en los organismos vivos en cantidades mínimas.
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