3ER ING.

SEMESTRE

JESUS LOPEZ ORTEGA

1._PRINCIPIOS FUNDAMENTALES 1.1_IMPORTANCIA DE LA GEOLOGIA EN LA INGENIERIA. 1.2._ORIGEN TIERRA. Y FORMACION DE LA

1.3._ RELIEVE CONTINENTAL1.4._FORMACIONES GEOLOGICAS

UNIDAD 1

La Geologa es la ciencia que estudia el planeta Tierra en su conjunto, describe los materiales que la forman para averiguar su historia y su evolucin e intenta comprender la causa de los fenmenos endgenos y exgenos. La unidad de tiempo en geologa es el milln de aos El estudio de la Tierra de manera aislada fue objeto de inters en la antigedad, pero la Geologa como ciencia se inicia en los siglos XVII y XVIII obteniendo su mayor desarrollo en el siglo XIX, donde diversas ramas de la Geologa se encargan del anterior propsito.

Existen varios mtodos visuales para reconocer las caractersticas geolgicas del suelo donde estn proyectadas las obras, algunas de las ms importantes son: -Exploracin de la Topografa de la Regin. Es indispensable reconocer los factores que atacan a las rocas, por ejemplo, saber que las rocas de un can estn siendo erosionadas por la precipitacin pluvial, o que si nos encontramos en un valle a las faldas de alguna cordillera, son rocas de origen sedimentario, saber distinguir los minerales presentes nos ayudan a predecir que estratos podremos encontrar ms abajo, por eso es necesario conocer la topografa del lugar. Se puede hacer por medio de la interpretacin de fotografas areas. -Obtencin de Testigos. Por medio de los pozos que han sido excavados en la localidad se puede obtener testigos, estos son en s un historial de la perforacin, se pueden ver las distintas eras geolgicas representadas en los diferentes estratos, aunque es uno de los mtodos ms palpables y confiables (ya que es posible tocar y ver la roca) su costo es alto y no siempre es posible realizarlos.

Conocimiento sistematizados de los materiales. Los problemas de cimentacin son esencialmente geolgico. Los edificios, puentes, presas, y otras construcciones, se establecen sobre algn material natural. Las excavaciones se pueden planear y dirigir ms inteligentemente y realizarse con mayor seguridad. El conocimiento de la existencia de aguas subterrneas, y los elementos de la hidrologa subterrnea, son excelentes auxiliares en muchas ramas de la ingeniera prctica. El conocimiento de las aguas superficiales, sus efectos de erosin, su transporte y sus sedimentaciones, es esencial para el control de las corrientes, los trabajos de defensa de mrgenes y costas los de conservacin de suelos y otras actividades. La capacidad para leer e interpretar informes geolgico, mapas, planos geolgicos y topogrficos y fotografa, es de gran utilidad para la planeacin de muchas obras. La capacitacin para reconocer la naturaleza de los problemas geolgicos

Centrales hidroelctricas subterrneas: la idea de

situar centrales hidroelctrica o de bombeo subterrneas es casi tan conocida, que han dejado de ser novedad en el diseo. 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 elctricas o hidroelctricas canadienses en Nigara 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 subterrnea.

Cimentacin

de presas: la construccin de una presa almacenadora de agua altera ms las condiciones naturales que cualquiera otra obra de la ingeniera civil. Esta es importante por la funcin que desempean: en el almacenamiento de agua para el suministro de avenidas, recreacin o irrigacin.

Cimentacin de Puentes: como antecedente necesario deber recalcarse la gran importancia de la geologa en la cimentacin de los puentes. Por muy cientficamente que est diseada una columna de un puente, en definitiva el peso total del puente y las cargas que soporta debern 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 inters ms que pasajero, ya que muy menudo el diseo de las cimentaciones compete al ingeniero estructural responsable del diseo de la superestructura

La geologa en obra viales juega un papel muy importante pues la mayora de las carreteras, tneles, y dems obras viales utilizan la geologa para realizar estudio de suelo de los terrenos que se utilizaran para dichas obras. Ahora veremos algunos ejemplos donde se aplica la geologa. Perforacin de Lumbreras: una de las partes ms especializadas en las excavaciones abiertas es la perforacin de lumbreras para el acceso de trabajos de tneles. Existe una experiencia abundante que nos ofrece la industria minera; por cierto, la perforacin de lumbreras es una operacin de construccin compartida por los ingenieros civiles y los de minas, pues muchas de las galeras de las grandes minas son obras de contratistas en ingeniera civil y muchos ingenieros mineros se les consulta acerca del problema con lumbreras en obras civiles.

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

Carreteras: son contadas las obras de ingeniera civil que guardan relacin tan estrechamente con la geologa como las carreteras. Se puede esperar que todo proyecto de carreteras importante encuentre una gran variedad de condiciones geolgicas, puesto que se extienden grandes distancias. Aunque ser extrao 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 geologa. No slo es atractivo para los conductores, sino que tambin revelan detalles de la geologa local que de otro modo seran desconocidos

La

geologa 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.no se realizan los estudios del suelo debido la mayora de las edificaciones con el tiempo pueden tener problemas los cuales son muy difciles de reparar estando ya la edificacin terminada.

Si

Formacin del Sol y los planetas Segn los cientficos, hace unos 15.000 millones de aos se produjo una gran explosin, el Big Bang. La fuerza desencadenada impuls la materia, extraordinariamente densa, en todas direcciones, a una velocidad prxima a la de la luz. Con el tiempo, y a medida que se alejaban del centro y reducan su velocidad, masas de esta materia se quedaron ms prximas para formar, ms tarde, las galaxias. No sabemos qu ocurri en el lugar que ahora ocupamos durante los 10.000 millones de aos, si hubo otros soles, otros planetas, espacio simplemente, nada. Hacia la mitad de este periodo, o quizs antes, debi una primeros vacio o, formarse galaxia.

Cerca del lmite de esta galaxia, que hoy llamamos Va Lctea, una porcin de materia se condens en una nube ms densa hace unos 5.000 millones de aos. Esto ocurra en muchas partes, pero esta nos interesa especialmente. Las fuerzas gravitatorias hicieron que la mayor parte de esta masa formase una esfera central y, a su alrededor, quedasen girando masas mucho ms pequeas.

Despus de un periodo inicial en que la Tierra era una masa incandescente, las capas exteriores empezaron a solidificarse, pero el calor procedente del interior las funda de nuevo. Finalmente, la temperatura baj lo suficiente como para permitir la formacin de una corteza terrestre estable. Al principio no tena atmsfera, y reciba muchos impactos de meteoritos. La actividad volcnica era intensa, lo que motivaba que grandes masas de lava saliesen al exterior y aumentasen el espesor de la corteza, al enfriarse y solidificarse.

Esta actividad de los volcanes gener una gran cantidad de gases que acabaron formando una capa sobre la corteza. Su composicin era muy distinta de la actual, pero fue la primera capa protectora y permiti la aparicin del agua lquida. Algunos autores la llaman "Atmsfera I".

En las erupciones, a partir del oxgeno y del hidrgeno se generaba vapor de agua, que al ascender por la atmsfera se condensaba, dando origen a las primeras lluvias. Al cabo del tiempo, con la corteza ms fra, el agua de las precipitaciones se pudo mantener lquida en las zonas ms profundas de la corteza, formando mares y ocanos, es decir, la hidrosfera.

La primera ley de Kepler que el sol ocupa una posicin "privilegiada" y son los planetas, entre ellos la Tierra, los que giran en torno a l. Con esta ley, Kepler demostr la falsedad de la teora egocntrica que persisti durante muchos aos. El avance ms significativo en la compresin de la gran maquinaria celeste est dado en las dos ultimas leyes, que se relaciona ms entre s y que, sin embargo, tienen el valor ms terico que mundano.

En 1775, el filsofo alemn Emmanuel Kant propuso la idea sobre el origen de los planetas y del Sol a partir de una gran nebulosidad que el achatarse y contraerse form los meteoros que originaron a los planetas. De la concentracin central de esa nebulosa se form nuestro sol.

En 1776, el astrnomo y matemtico francs Pierre Simn Laplace, propuso su teora sobre el origen del Sol y los planetas, tambin basada sobre una gran nebulosa.

Por esta razn, ha sido identificada como teora de Kant y Laplace. Esta teora explica que el sistema solar se origino por condensacin de una nebulosa de rotacin que se contrajo por la accin de la fuerza de su propia gravedad, adoptando la forma de un disco con una concentracin superior en el ncleo.

Observaciones del programa especial Apolo han fortalecido de la teora de la acrecin propuesto por el geofsico ruso Otto Schmidl en 1944. La teora de la acrecin explica que los planetas se crearon de manera al tamao mediante la acumulacin de polvo csmico. La tierra despus de estratificarse un ncleo, manto y corteza por el proceso de acrecin, fue bombardeada en forma masiva por meteorito y restos de asteroides. Este proceso gener un inmenso calor interior que fundi el polvo csmico que, de acuerdo con los gelogos, provoco la erupcin de los volcanes.

Su manera de posibilidad de que al formarse la corteza tena una elevada temperatura por lo que se encontraba fundida y era semilquida. Pero al enfriarse permiti que el vapor de agua que por vulcanismo proceda de su interior--. Se condensara y empezara a formar los ocanos junto con el agua de las torrenciales lluvias. La emanacin de los gases de su interior posiblemente origin una atmsfera secundaria compuesta por metano (CH4), amoniaco (NH), bixido de carbono (CO2) monxido de carbono (CO), cido sulfhdrico (SH2), vapor de agua (H2O) e hidrgeno (H2).

El

relieve continental son las formas que toma la tierra por diferentes raznes, de un lado por las deglaciaciones ocurridas hace miles de millones de aos, por los aerolitos que han caido en esas mismas pocas sobre la tierra, por la accin de la misma tierra en su movimiento interior ha hecho que la tierra se pliegue y forme cordillera, valles, llanuras, macisos, mesetas, fiordos y playas.

Corresponden al conjunto de desigualdades que constituyen el relieve de nuestro planeta. Estas desigualdades no son uniformes, hay eminencias y depresiones. Las ms grandes depresiones o concavidades de la Tierra estn cubiertas por agua, formando ocanos y mares; el nivel del mar se toma como punto de referencia.

Plenillanura:

Ondulacin suave del terreno que no superan los 400 metros. Son un punto intermedio entre las llanuras y las mesetas. Surgen de un intenso desgaste de las montaas.

Meseta:

Terreno plano y extenso ubicado a alturas de ms de 200 metros sobre el nivel del mar. Se formaron por la erosin de las montaas o el levantamiento del terreno, en forma menos brusca que las montaas.

Altiplano:

Meseta situada gran altura, que suelen estar limitadas por montaas.

Valle:

Depresin de forma alargada limitada por montaas generalmente recorridas por un ro.

Depresin absoluta: Area bajo el nivel del mar en tierra emergente. Como tipos secundarios de relieve se define: Macizo: Conjunto de montaas muy elevadas.

Cordillera:

Cadena montaosa de considerable altura y longitud.

Nudo:

Lugar donde se encuentran dos o ms sistemas de montaas.

Sierras:

Cadena montaosa baja y de mediana extensin.

Montaa

es una eminencia superior a 700 metros respecto a su base, es decir, una elevacin natural del terreno. Las montaas se agrupan, a excepcin de los volcanes, en cordilleras o sierras.

Cerro:

aislada altura.

Elevacin de poca

Colina:

Elevacin redondeada de menos de 400 metros de altura.

Lomada:

Ondulacin del terreno de poca altura.

Duna:

Colina de arena formada por accin del viento.

Can: Depresin abrupta de paredes casi verticales en terrenos montaosos.

Un

acantilado es una vertical y abrupta formacin rocosa in la costa. Los acantilados son creados por la erosin.

El

relieve ocenico es mucho menos irregular que el relieve continental debido a que no actan sobre l los agentes externos. A medida que aumenta la profundidad tambin crece la quietud de las aguas.

Costa: Lnea de contacto de la superficie continental y el mar.

Plataforma continental: Continuacin del declive del continente que se encuentra bajo las aguas ocenicas hasta una profundidad de 200 metros. Su extensin depende del relieve continental. La plataforma es amplia cuando es continuacin de una llanura y estrecha cuando lo es de un relieve montaoso.

Borde

continental: Punto donde la plataforma continental cae abruptamente formando el talud continental.

Talud continental: Pendiente en forma de barranca que llega al fondo ocenico. Forma la pared del continente.

Fosa ocenica: Cavidad estrecha y alargada en el fondo ocenico que presenta las mayores profundidades.

Fondo abisal: Llanura que forma el fondo ocenico.

Dorsal abisal: Cordillera submarina que dividen las cuencas ocenicas.

Una playa es una rea geogrfica que consiste en la acumulacin de sedimentos sin consolidar debido al efecto del movimiento local de las olas. Estos sedimentos estn formados fundamentalmente por arena, pero tambin hay playas constituidas por grava y rocas.

Los golfos son partes del ocano o del mar parcialmente rodeados de tierra. Si el golfo es pequeo se denomina baha.

Un cabo es una parte de la costa que se adentra en el mar. Puede tener gran influencia sobre las corrientes ocenicas y la navegacin.

Una isla es una parte de tierra, ms pequea que un continente, rodeada completamente por agua.

Un archipilago es una cadena o un conjunto de islas. Los archipilagos generalmente se sitan en mar abierto, siendo poco frecuente que se encuentren cerca de grandes masas de tierra. Los archipilagos suelen ser de origen volcnico, formando dorsales ocenicas o puntos calientes. Tambin hay muchos otros procesos implicados en su formacin, como la erosin y la sedimentacin.

Un arrecife de coral es un tipo de arrecife bitico que se desarrolla en aguas tropicales. Son estructuras slidas del relieve del fondo marino formadas predominantemente por el desarrollo acumulado de corales ptreos, no obstante tambin se pueden encontrar en la Zona nertica debido al oleaje y las corrientes marinas,estas zonas reciben un flujo contnuo de nutrientes, lo que las convierte en hbitats ideales para una gran diversidad de especies acuticas.

Las

pennsulas, que son trozos de tierra rodeados de agua por todas partes menos por una, el istmo.

Una cuenca ocenica (o cubeta ocenica) es una depresin muy extensa, relativamente uniforme, de contornos ms o menos redondeados, que constituyen el fondo de los ocanos. Hidrolgicamente, una cuenca ocenica puede ser cualquier lugar de la Tierra que est cubierta por agua del mar, pero geolgicamente, las cuencas ocenicas son amplias depresiones geolgicas que quedan por debajo del nivel del mar.

Las dorsales ocenicas son grandes elevaciones submarinas situadas en la parte central de los ocanos de la Tierra. Tienen una altura media de 2000 m y presentan un surco central, llamado rift, por donde sale magma procedente de la astenosfera, que se deposita a ambos lados, creando nuevo suelo ocenico.

Las fosas ocenicas son regiones deprimidas y alargadas del fondo submarino donde aumenta la profundidad del ocano. Es una forma de relieve ocenico que puede llegar hasta los 11 km de profundidad. La temperatura del agua en las fosas ocenicas suele ser muy baja, normalmente ente los 0 y 2 C. De momento, la fosa ocenica ms profunda es la sima Challenger en la fosa de las Marianas con 11.033 metros de profundidad. Aunque no lo parezca, en las fosas ocenicas existe vida marina, como por ejemplo los moluscos.

El fondo ocenico presenta iguales accidentes geogrficos que el suelo de los continentes. Innumerables exploraciones cientficas han revelado la existencia de un relieve submarino con rasgos caractersticos. Si bien en el suelo submarino prevalecen las extensiones llanas, las ltimas exploraciones ocenicas han revelado la existencia de relieves montaosos, de carcter volcnico, muy escarpados.

Una formacin o formacin geolgica es una unidad litoestatigrfica formal que define cuerpos de rocas sedimentarias caracterizados por unas propiedades litolgicas comunes (composicin y estructura) que las diferencian de las adyacentes. Es la principal unidad de divisin litoestratigrfica. La disciplina geolgica que se ocupa de las unidades litoestratigrficas es la Estratigrafa. El conjunto de rocas sedimentarias de la corteza terrestre debera estar completamente definido mediante formaciones, el resto de unidades litoestratigrficas no son obligatorias.1 No hay un lmite de espesor para poder establecer una formacin, pero las normas internacionales indican que, al menos, han de ser representables en un mapa geolgico usualmente de escala 1:50.000 a 1:25.000.

Los nombres formales de las formaciones estn compuestos por tres partes: el trmino "Formacin" (suele abreviarse como Fm.); las caractersticas litolgicas principales (p.ej. "Lutitas, areniscas y conglomerados", "Dolomas, margas y calizas", ...) y, como referencia principal, la localidad o zona en la que ha sido descrita inicialmente (la parte geogrfica del nombre no se debe traducir o alterar cuando se cite en otros idiomas, salvo la transliteracin de caracteres si es necesario). Ejemplos: Formacin Dolomas de Tramacastilla, Fm. Dolomas tableadas de Imn, Fm. Areniscas de Downton Castle, etc. Conviene aadir la referencia de la publicacin en la que se define formalmente para su correcta identificacin.

Estructuras

geolgicas

La combinacin de los diferentes tipos de pliegues y fallas que afectan la corteza terrestre produce la variedad de estructuras observables en la Tierra, como las grandes cadenas de montaas y las cuencas sedimentarias

Los esfuerzos compresivos pueden plegar las rocas, es decir deformar los paquetes de rocas sin romperlos

Los

bloques se deslizan sobre el plano de falla alejndose uno del otro. Uno de los bloques se desliza con respecto al otro. El resultado final es que la distancia total entre los dos bloques es mayor

Los

bloques se deslizan sobre el plano de falla acercndose uno al otro. El resultado final es un acortamiento con respecto a la longitud inicial de los dos bloques

Los

bloques se desplazan uno con respecto al otro en la direccin horizontal

Agrupaciones y divisiones Las formaciones pueden agruparse, si las caractersticas litolgicas as lo requieren, en grupos, pudiendo establecerse subgrupos y supergrupos. No es necesario que las formaciones estn subdivididas, pero cuando existen criterios que permiten discriminar subunidades significativas pueden definirse miembros y capas. Las normas de nomenclatura para los miembros siguen los mismos criterios que para las formaciones (miembro suele abreviarse Mb.). Las capas, las unidades de menor rango, pueden ser muy caractersticas y marcar niveles de gran inters en correlaciones locales, su espesor puede ser desde pocos centmetros a algunos metros.