Ingeniería geológica

El Ingeniero Geólogo se dedica fundamentalmente a la explotación e investigación de la corteza terrestre con el objeto de estudiar los elementos que la conforman y determinar posibles acumulaciones minerales o parámetros útiles para la construcción de obras civiles que redundan en beneficio del desarrollo social (construir carreteras o vías férreas, obras de embalses, canales de regadíos, puertos, urbanizaciones, túneles y cualquier otro tipo de construcción). Realiza estudios y evaluaciones de reservas petroleras, de materiales y rocas con fines de utilizarlos en obras de ingeniería, geohidrología y geomorfología

Campo de Trabajo de un ingeniero geológico:

Industrias constructoras, mineras, siderúrgicas, petroleras; centros de investigación; docencia en educación superior 

Geología en obra hidráulicas

La geología se utiliza de diversas formas en obras hidráulicas entre las cuales podemos mencionar las siguientes:

-Pozos de punta captación: la mayoría de los problemas de drenaje en los trabajos de ingeniería civil no tienen la magnitud de otros proyectos. Por fortuna, se dispone de otro medios para madeja el agua freática en trabajos pequeños. Estos métodos implican el uso de pozos de captación. El sistema se compone básicamente de una bomba especial y varios pozos de punta de captación para abatir el nivel de agua freática bajo el nivel de la excavación más profunda; así el material que se ve a excavarse es comportamiento es incierto, al sólido; de esta manera se facilita el avance de la excavación y se elimina los problemas causado por el agua. El control del agua freática en la obras de construcción urbana, también es de vital importancia, y solo puede ser efectuado con base en un estricto conocimiento de la capa subyacente local de una detallada geología urbana.

-Centrales hidroeléctricas subterráneas: la idea de situar centrales hidroeléctrica o de bombeo subterráneas es casi tan conocida, que han dejado de ser novedad en el diseño. 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 eléctrica o hidroeléctrica canadienses en niágara 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 subterránea.

-Cimentación de presas: la construcción de una presa almacenadora de agua altera más las condiciones naturales que cualquiera otra obra de la ingeniería civil. Esta es importante por la función que desempeñan: en el almacenamiento de agua para el suministro de avenidas, recreación o irrigación.

-Obra de control fluvial: desde hace mas de 3000 años el hombre ha tratado de amansar algunos de los grandes ríos del mundo. Las primeras obras de ingeniería civil fueron con toda probabilidad las de control fluvial. La obras fluvial es esencia la regulación de la corriente natural del río dentro de un curso bien definido, generalmente el que suele ocupar la corriente. Ya que la desviación del curso probablemente ocurrirá durante los periodos de caudal de avenida, la obra de control consiste en regular la avenida.

Geología en obras viales

La geología en obra viales juega un papel muy importante pues la mayoría de las carreteras, túneles, y demás obras viales utilizan la geología para realizar estudio de suelo de los terrenos que se utilizaran para dichas obras. Ahora veremos algunos ejemplo donde se aplica la geología.

Perforación de lumbreras: una de las partes más especializadas en las excavaciones abiertas es la perforación de lumbreras para el acceso de trabajos de túneles. Existe una experiencia abundante que nos ofrece la industria minera; por cierto, la perforación de lumbreras es una operación de construcción compartida por los ingenieros civiles y los de minas, pues muchas de las galerías de las grandes minas son obras de contratistas en ingeniería civil y muchos ingenieros mineros se les consulta acerca del problema con lumbreras en obras civiles.

Cimentación de puentes: como antecedente necesario deberá recalcarse la gran importancia de la geología en la cimentación de los puentes. Por muy científicamente que esté diseñada una columna de un puente, en definitiva el peso total del puente y las cargas que soporta deberán 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 interés más que pasajero, ya que muy menudo el diseño de las cimentaciones compete al ingeniero estructural responsable del diseño de la superestructura.

Campos de aviación: el crecimiento de la aviación civil ha sido extraordinario en los últimos siglos; y es en este por su extensión en donde la geología no es tan determinante como en otros tipos de construcciones. Los campos de aviación modernos tienen que se áreas muy grandes y bastante planas sin serios impedimentos para volar en los alrededores.

Carreteras: son contadas las obras de ingeniería civil que guardan relación tan estrechamente con la geología como las carreteras. Se puede esperar que todo proyecto de carreteras importante encuentre una gran variedad de condiciones geológicas, puesto que se extienden grandes distancias. Aunque será extraño 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 geología. No sólo es atractivo para los conductores, sino que también revelan detalles de la geología local que de otro modo serían desconocidos.

Geología en edificaciones

La geología 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.

Si no se realizan los estudios del suelo debido la mayoría de las edificaciones con el tiempo pueden tener problemas los cuales son muy difíciles de reparar estando ya la edificación terminada.

NOTA:

Antes de construir un edificio se hace necesario un informe geológico (Informe Geotécnico) que defina el tipo de cimentación y el nivel de apoyo en el terreno, las presiones de trabajo y los asientos asociados con los mismos y los eventuales problemas de ejecución.

Este tipo de informe es particularmente importante sino imprescindible, en las poblaciones situadas en zonas sísmicas o próximas a volcanes considerados inactivos, en las que las construcciones se tienen que hacer con muchas más garantías. Desgraciadamente, y esto ha costado muchas vidas humanas, no siempre se realizan

estos estudios geológicos, por lo que se hace necesario el que la legislación contemplen este aspecto en su verdadera importancia, obligando a su realización y a un control de calidad durante la ejecución de la obra.

LA GEOFÍSICA

La geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la tierra desde el punto de vista de la física. Su objeto de estudio abarca todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la tierra. Al ser una disciplina experimental, usa para su estudio métodos cuantitativos físicos como la física de reflexión y refracción de ondas mecánicas, y una serie de métodos basados en la medida de la gravedad, de campos electromagnéticos, magnéticos o eléctricos y de fenómenos radiactivos. En algunos casos dichos métodos aprovechan campos o fenómenos naturales (gravedad, magnetismo terrestre, mareas, terremotos, tsunamis, etc.) Y en otros son inducidos por el hombre (campos eléctricos y fenómenos sísmicos).Dentro de la geofísica se distinguen dos grandes ramas: la geofísica interna y la geofísica externa.La geofísica interna analiza la superficie y el interior de la tierra y las principales cuestiones que estudia son:

gravimetría, estudia el campo gravitatorio terrestre. sismología, estudia los terremotos y la propagación de las ondas elásticas (sísmicas) que se

generan en el interior de la tierra.la interpretación de los sismogramas que se registran al paso de las ondas sísmicas permiten estudiar el interior de la tierra.

geomagnetismo, estudia el campo magnético terrestre, tanto el interno generado por la propia tierra como el externo, inducido por la tierra y por el viento solar en la ionosfera.

oceanología, estudia el océano. paleomagnetismo, se ocupa del estudio del campo magnético terrestre en épocas anteriores del

planeta. geotermometría, estudia procesos relacionados con la propagación de calor en el interior de la

tierra, particularmente los relacionados con desintegraciones radiactivas y vulcanismo. geodinámica, la interacción de estrés y fuerzas en la tierra que causan movimiento del manto y

de la litosfera. prospección geofísica, usa métodos cuantitativos para la localización de recursos naturales como

petróleo, agua, yacimientos de minerales, cuevas, etc o artificiales como yacimientos arqueológicos.

ingeniería geofísica o geotecnia, usa métodos cuantitativos de prospección para la ubicación de yacimientos de minerales e hidrocarburos, así como para las obras públicas y construcción en general.

tectonofísica, estudia los procesos geológicos en la tierra.La geofísica externa estudia las propiedades físicas del entorno terrestre.

meteorología, estudia la atmósfera y el tiempo atmosférico. aeronomía. Estudio de la ionosfera y magnetosfera. Relaciones sol-tierra.

LA GEOQUÍMICA

La geoquímica es una especialidad de las ciencias naturales, que sobre la base de la geología y de la química estudia la composición y dinámica de los elementos químicos en la tierra, determinando la abundancia absoluta

y relativa, distribución y migración de los elementos entre las diferentes partes que conforman la tierra (hidrosfera, atmósfera, biósfera y geósfera) utilizando como principales testimonios de las transformaciones los minerales y rocas componentes de la corteza terrestre, con el propósito de establecer leyes o principios en las cuales se basa tal distribución.los elementos geoquímicos son en una escala de mayor a menor abundancia: oxigeno, silicio, aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio y magnesio.Los objetivos de la geoquímica son:

Determinar la abundancia absoluta y relativa de los elementos y sus especie

Áreas de investigación

geoquímica orgánica: dedicada al estudio de la distribución de la materia orgánica en la tierra y de los procesos que la controlan. Las líneas de investigación en esta área son:

o La geoquímica orgánica en la génesis, migración, entrampamiento, exploración y producción de hidrocarburos.

o La geoquímica orgánica en el estudio del origen, distribución y caracterización de carbones.o La distribución y transformación de la materia orgánica y elementos asociados en los ambientes

naturales. geoquímica del petróleo

o prospección geoquímicao geoquímica de reservorio

geoquímica de elementos traza geoquímica isotópica: está dedicada al estudio de la variación de la composición isotópica en materiales

naturales. Las líneas de investigación en esta área son las siguientes: o Geoquímica isotópica en la datación radiométrica de minerales y rocas.o Geoquímica de isótopos estables.

geoquímica ambiental: se dedica al estudio de la distribución de elementos químicos y de compuestos inorgánicos y orgánicos naturales y artificiales potencialmente nocivos en el ciclo exógeno, sus transformaciones en ambientes naturales. Los procesos que regulan su comportamiento y sus posibles cambios como consecuencia de la influencia antropogénica. Las líneas de investigación en esta área son:

o

Geoquímica de contaminación de aguas. Geoquímica de contaminación de suelos y sedimentos. Geoquímica de contaminación atmosférica. Geoquímica forense.

LA GEODINÁMICA

La geodinámica es una rama de la geología, que trata de los agentes o fuerzas que intervienen en los procesos dinámicos de la tierra. Se subdivide en:

Geodinámica interna o procesos endógenos: de los factores y fuerzas profundas del interior de la tierra; así como de las técnicas y métodos especiales para el conocimiento de la estructura de las capas más profundas(técnicas geofísicas).

Geodinámica externa o procesos exógenos: de los factores y fuerzas externas de la tierra (viento, agua, hielo, etc..), ligada al clima y a la interacción de éste sobre la superficie o capas más externas. Sobre el compendio de metodologías y técnicas que pueden emplearse sobre las "formas del relieve" (geomorfología), y sobre algunos de sus agentes, como el agua (hidrogeología).

Dentro de la geodinámica interna, la subdisciplina de la geofísica es la que estudia la dinámica de los procesos que han dado lugar a la estructura de la tierra, como la convección en el manto terrestre. Así como el compendio

de los métodos y técnicas de prospección e interpretación. Las técnicas geofísicas más frecuentemente utilizadas son:

Análisis de ondas sísmicas (sismología).. Medidas de gps de alta precisión. Estudios geológicos estructurales de campo. Datación de muestras rocosas. Cuantificación de las tasas de erosión en base al contenido isotópico en muestras de roca. Simulación computacional de procesos.

El avance más importante en el campo de la geodinámica interna ha sido la aceptación en los años 1960-1980 del concepto de tectónica global (geotectónica), basado en la teoría de la deriva continental postulada por alfred wegener en 1912.

LA GEOLOGÍA MARINA

La geología marina involucra las investigaciones geofísicas, geoquímicas, sedimentológicas y paleontológicas de los suelos oceánicos y sus márgenes costeros. Tiene una fuerte conexión con la oceanografía y la tectónica de placas.El lecho profundo de los mares es esencialmente la última frontera que no ha sido explorada ni mapeada con detalles en apoyo tanto para las ciencias oceánicas, la ciencia militar (submarina) y para la explotación de los recursos mineros (petróleo, gas natural, metales) existentes en el suelo oceánico.El cinturón de fuego alrededor del océano pacífico con su intensa actividad volcánica y sísmica supone una de las mayores amenazas de terremotos destructivos, tsunamis y erupciones volcánicas. Cualquier sistema de alerta temprana para estos eventos desastrosos requerirá un entendimiento más detallado de la geología marina de los ambientes costeros y de los arcos insulares.El estudio del litoral y de la sedimentación marina, así como de las tasas de precipitación y disolución de carbonato cálcico en varios ambientes marinos, tiene importantes implicaciones para el cambio climático global.

Una fosa oceánica se forma en el límite donde convergen dos placas tectónicas.El descubrimiento y continuo estudio de las dorsales oceánicas y sus zonas de vulcanismo ha sido una de las importantes áreas de investigación geológica marina. Los extremófilos que viven adyacentes a las fuentes hidrotermales han tenido un importante impacto en cómo se entiende hoy en día la vida en la tierra y el origen de la vida dentro de tal entorno.Las fosas oceánicas tienen una longitud hemisférica, pero sólo munas angostas depresiones topográficas en el suelo marino. Éstas son las partes más profundas del lecho oceánico.La fosa de las marianas es la fosa oceánica más profunda que se conoce, y el lugar más profundo de la corteza terrestre entera. Esto, producto de una zona de subducción, donde la placa pacífica está continuamente sumergiéndose bajo la placa filipina.

LA GEOLOGÍA EN LA INGENIERÍA CIVIL.Importancia de la geología en la ingeniería civil.

En ingeniero civil se enfrenta a una gran variedad de problemas, en los que el conocimiento de la geología es necesario. Indudablemente aprenderá mas geología en el campo y en la practica que la que puede enseñarle en la aulas o en el laboratorio de una escuela. Pero este aprendizaje será más fácil y más rápido y su aplicación más eficaz, si en sus cursos de ingeniería se han incluido los principios básico de la geología. Merecen citarse especialmente algunas ventajas especifica las cuales algunas de ellas al desarrollare con más pausa a través del trabajo.

conocimiento sistematizados de los materiales. los problemas de cimentación son esencialmente geológico. Los edificios, puentes, presas, y otras

construcciones, se establecen sobre algún material natural. las excavaciones se pueden planear y dirigir más inteligentemente y realizarse con mayor seguridad. el conocimiento de la existencia de aguas subterráneas, y los elementos de la hidrología subterránea, son

excelentes auxiliares en muchas ramas de la ingeniería práctica. el conocimiento de las aguas superficiales, sus efectos de erosión, su transporte y sus sedimentaciones,

es esencial para el control de las corrientes, los trabajos de defensa de márgenes y costas los de conservación de suelos y otras actividades.

la capacidad para leer e interpretar informes geológico, mapas, planos geológicos y topográficos y fotografía, es de gran utilidad para la planeación de muchas obras.

la capacitación para reconocer la naturaleza de los problemas geológicos.

Conclusión

En este trabajo que he investigado sobre distintos conceptos referente ala importancia de la geología en la ingeniería de la geología en la ingeniería civil, he visto gran importancia que esta tiene en la ingeniería civil y su evolución a través de los años y los distintos avances a través de los años.Hemos visto la gran importancia que tiene en especial en obras de reconocimiento del terreno, para la futura construcción, por ejemplo, de carretera, también su utilización en la construcción de grandes edificaciones como puentes, presas, entre otras