sábado, 10 de enero de 2015

CAPITULO XV - PROCESOS KARSTICOS

PROCESOS KÁRSTICOS



El proceso se origina cuando el agua se filtra por las grietas y fisuras de los sustratos calizos. El agua, al reaccionar con el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera, se convierte en ácido carbónico. Este ácido es muy agresivo con la caliza, disolviendola con rapidez. El carbonato de calcio, es una sustancia prácticamente insoluble, se transforma en bicarbonato de calcio, que es unas 30 veces más soluble. Así el bicarbonato de calcio se disuelve en el agua u es introducido hacia el interior del macizo calizo. 







PAISAJE KÁRSTICO




- Se realiza en los macizos carbonados, formados en su mayor parte por rocas sedimentarias llamadas rocas carbonatadas de las que las calizas y dolomías son ejemplos.





- Al principio son compactadas e insolubles. Luego son atacados por el ácido carbónico que se forma, este ácido con la calcita forma bicarbonato que sí se disuelve con el agua.








- Este proceso se llama meteorización química. Se realiza en el interior de las rocas. Esto provoca con el paso del tiempo un modelado con formas típicas superficiales.









FUENTE DE FORMACIÓN DE ROCAS CALIZAS

Los suelos calizos de originaron fundamentalmente en el fondo marino, hace aproximadamente unos 570 millones de años con la aparición de los seres vivos en la era mesozoica. La caliza es de origen biogénico, es decir, que tiene su origen en los carbonatos provocados por la descomposición de los seres vivos. Todo ese material se fue depositando en los fondos marinos donde capa a capa se fue solidificando y fosilizando hasta constituir rocas calizas.



CONDICIONES PARA LA CARBONATACIÓN


La velocidad de carbonatación se incrementa con la temperatura. Sin embargo, la cantidad de dióxido de carbono que puede ser contenida en solución aumenta cuando desciende la temperatura, por lo que las altas concentraciones de ácido carbónico se dan en los suelos de las regiones frías.Debido a estos factores, y porque las calizas son las más comunes rocas solubles del planeta, la carbonatación es un proceso erosivo activo en casi todas las zonas climáticas.






CICLO GEOMORFOLÓGICO KÁRSTICO

El ciclo kárstico es el conjunto de fenómenos producidos por las aguas subterráneas. 
Su nombre procede de  la región de  Karst  en Yugoslavia que significa piedra.

Los karst se originan en varias fases:

a) Fase Erosiva: 
-   Se realiza por la disolución que produce el agua cargada de anhídrico carbónico, y que en superficie da                            
     lugar a los lapiazes y lenares

b) Fase Sedimentaria:
 -   Se produce debido a que las calizas no suelen ser rocas puras formadas por nel mineral calcita
 -   Las impurezas más frecuentes suelen ser arcilla, óxidos de hierro y sílice.
 -   Las impurezas resultantes de la descalcificación son llevadas en suspensión por el agua bicarbonatada, y  
      depositadas en las depresiones de las torcas, dolinas y polijes.
    
c) Fase clástica:
 -   La acción erosiva aumenta y se producen hundimientos en los techos de las cuevas y galerías.
 -   En esta fase es frecuente el afloramiento del agua subterránea formando manantiales.

d) Fase Litogénica:
 -   Aparecen en los suelos de las cuevas, concreciones de calizas llamadas calizas travertínicas, y se forman    
      en los techos y suelos las estalactitas y estalagmitas
 -   La calcita también precipita en el interior de las grietas y forma filoncillas de color blanca.
 -   Finalmente las aguas alcanzan la base del manto calizo donde se encuentran las rocas impermeables, que  
      constituyen un nivel de base final para el agua descendente.

CAPITULO XIV - GEOLOGIA APLICADA A LA INGENIERIA CIVIL

GEOLOGIA APLICADA A LA INGENIERIA CIVIL

La geología ayuda a ver cómo las condiciones geológicas afectan las actividades del Ingeniero y cómo pueden simplificar o complicar su trabajo. Para ello se establecen los siguientes objetivos específicos, que consisten en:

-  Conocer el funcionamiento global de la tierra a nivel de procesos internos (endógenos) y superficiales (exógenos) 
- Entender los procesos relacionados con la deformación dúctil y frágil de las rocas, que condicionan el comportamiento mecánico de los macizos rocosos 
-  Ser capaz de interpretar un mapa geológico sencillo y comprender su utilidad para la ubicación y el trazado de obras civiles 
-  Reconocer en campo y laboratorio los distintos tipos de rocas 
-  Conocer e interpretar en términos genéticos las principales formas del relieve y su importancia para la ordenación del territorio 
-  Entender la influencia del clima sobre el relieve y su control sobre los principales procesos geomorfológicos 
-  Conocer la importancia del agua en el modelado del relieve 


 Ser capaz de evaluar la peligrosidad asociada a los procesos geológicos superficiales.



GEOTECNIA

La geotecnia se encarga del estudio de las propiedades mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los materiales provenientes de la Tierra. Los ingenieros geotécnicos investigan el suelo y las rocas por debajo de la superficie para determinar sus propiedades y diseñar las cimentaciones para estructuras tales como edificios, puentes, centrales hidroeléctricas, estabilizar taludes, construir túneles y carreteras, etc.
El ingeniero civil se enfrenta a una gran variedad de problemas, en los que el conocimiento de la geología es necesario. Algunos principios básicos de la geología son:
        Conocimiento sistematizados de los materiales.
        Los problemas de cimentación son esencialmente geológicos. Los edificios, puentes, presas, y otras construcciones, se establecen sobre algún material natural.
EN VIAS
La geología en obras 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.
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. Por ello la geología ayuda en este trabajo a conocer el terreno y poder hacer una buena cimentación.
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, pero si es necesario la geología en los cortes que se realizan para lograr las gradientes uniformes que demandan las autopistas modernas.

EN OBRAS HIDRAULICAS

Centrales hidroeléctricas subterráneas:
La idea de situar centrales hidroeléctricas o de bombeo subterráneas es casi tan conocida, que han dejado de ser novedad en el diseño; pero para llevar a cabo esta construcción es necesario conocer de geología y de los diversos métodos geológicos; ya que este trabajo tiene mucho que ver con el estudio de suelo y subsuelo.

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 los ingenieros civiles deben construir.
Sino 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.
FUERZAS INTERNAS Y EXTERNAS
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).
ASPECTOS GEOLÓGICOS Y GEOTÉCNICOS A CONSIDERAR
Los estudios geológicos y geotécnicos deben considerar los siguientes aspectos para el diseño adecuado y construcción eficiente de carreteras:
a) En la conformación de terraplenes:
        Conformación con suelos apropiados.
        El material de los terraplenes tiende a consolidarse.
        Es necesaria la compactación enérgica y sistemática.
        Propiedades del terreno natural de cimentación.
        Estabilidad de taludes.
        Problemas de corrimientos o deslizamientos rotacionales.
        Zonas de capa freática somera.
b) En cortes o desmontes:
        Reconocimiento geotécnico adecuado.
        Estabilidad de taludes.
        Naturaleza de los materiales.
c) En explanadas:
        Es apoyo para el firme.
        El comportamiento del firme está ligado a las características resistentes de los suelos de la explanada.
        El firme protege a la explanada de los agentes atmosféricos.
        Capacidad soporte de la explanada adecuada.
        Los suelos de la explanada deben seleccionarse con criterios más estrictos que para el resto del terraplén.
d) Otros problemas geotécnicos:
        Zonas de turbas o de arcillas muy compresibles.
        Zonas de nivel freático muy superficial.
        Zonas de rocas alteradas.
        Erosiones y arrastres de materiales en laderas.
        Vados o zonas inundables.
        Carreteras en la proximidad de ríos y arroyos.
        Zonas de gran penetración de la helada.
        Fallas geológicas.

CAPITULO XIII - RECURSOS NATURALES

RECURSOS NATURALES

Los recursos naturales son los materiales de la naturaleza que los seres humanos pueden aprovechar para satisfacer sus necesidades (alimento, vestido, vivienda, educación, cultura, recreación, etc.). Los recursos naturales son la fuente de las materias primas (madera, minerales, petróleo, gas, carbón, etc.), que transformadas sirven para producir bienes muy diversos.
Los recursos naturales se dividen en:
- Renovables
Los recursos naturales renovables son aquellos que, con los cuidados adecuados, pueden mantenerse e incluso aumentar. Los principales recursos renovables son las plantas y los animales. A su vez las plantas y los animales dependen para su subsistencia de otros recursos renovables que son el agua y el suelo.
Aunque es muy abundante el agua, no es recurso permanente dado que se contamina con facilidad. Una vez contaminada es muy difícil que el agua pueda recuperar su pureza.

- No renovables
Los recursos naturales no renovables son aquellos que existen en cantidades determinadas y al ser sobreexplotados se pueden acabar. El petróleo, por ejemplo, tardo millones de años en formarse en las profundidades de la tierra, y una vez que se utiliza ya no se puede recuperar. Si se sigue extrayendo petróleo del subsuelo al ritmo que se hace en la actualidad, existe el riesgo de que se acabe en algunos años.

- inagotables
Los recursos naturales permanentes o inagotables, son aquellos que no se agotan, sin importar la cantidad de actividades productivas que el ser humano realice con ellos, como por ejemplo: la luz solar, la energía de las olas, del mar y del viento.
El desierto del Sahara, por ejemplo constituye un sitio adecuado para aprovechar la energía solar.
Algunos recursos naturales inagotables:
La luz solar y el aire.
La luz solar, es una fuente de energía inagotable, que hasta nuestros días ha sido desperdiciada, puesto que no se ha sabido aprovechar, esta podría sustituir a los combustibles fósiles como productores de energía.

CAPITULO XII - MOVIMIENTOS SISMICOS

MOVIMIENTOS SISMICOS

Los movimientos sísmicos son movimientos bruscos que se producen debido al acomodamiento de las placas que forman la corteza terrestre. Algunas zonas del planeta que aún no están consolidadas, buscan estabilizarse produciendo estos movimientosvibratorios. 

CAUSAS
La causa de un temblor es la liberación súbita de energía dentro del interior de la Tierra por un reacomodo de ésta. Este reacomodo se lleva a cabo mediante el movimiento relativo entre placas tectónicas. Las zonas en donde se lleva a cabo este tipo de movimiento se conocen como fallas geológicas.
EFECTOS
Los efectos que producen los terremotos son las consecuencias del paso de las ondas sismicas a traves de las capas terrestres y de su llegada a la superficie. Los efectos pueden ser momentaneos como los rumores y maremotos, y permanentes como derrumbamientos de edificios, grietas, fallas dislocaciones, cambios hidrograficos, etc.
UBICACIÓN DE FOCO
Es el punto en la profundidad de la Tierra desde donde se libera la energía en un terremoto. Cuando ocurre en la corteza de ella (hasta 70 km de profundidad) se denomina superficial. Si ocurre entre los 70 y los 300 km se denomina intermedio y si es de mayor profundidad: profundo (recordemos que el centro dela Tierra se ubica a unos 6.370 km de profundidad).

El punto donde se origina el terremoto en el interior de nuestro planeta es denominado hipocentro. El hipocentro se localiza frecuentemente entre 15 y 45 Km de la superficie, pero algunas veces su profundidad se ha calculado en mas de 600 Km.
UBICACIÓN DEL EPICENTRO
Es el punto de la superficie de la Tierra directamente sobre el hipocentro. Es, desde luego, la localización de la superficie terrestre donde la intensidad del terremoto es mayor.

El punto situado en el interior de la corteza donde se produce el choque y de donde se propagan las ondas sismicas se llama hipocentro o centro sismico; el punto situado sobre la superficie terrestre en direccion vertical al centro se llama epicentro.
ZONAS SISMICAS
Las principales zonas sísmicas del mundo coinciden con los contornos de las placas tectónicas y con la posición de los volcanes activos de la Tierra, tal como puede verse en la figura 11. Esto se debe al hecho de que la causa de los terremotos y de las erupciones volcánicas está fuertemente relacionada con el proceso tectónico del Planeta. Los tres principales cinturones sísmicos del Mundo son: el cinturón Circunpacífico, el cinturón Transasiático (Himalaya, Irán, Turquía, Mar Mediterráneo, Sur de España) y el cinturón situado en el centro del Océano Atlántico.
ESCALAS SISMICAS
O      Escala de Mercalli: es una escala subjetiva y mide la intensidad de un terremoto. Tiene 12 grados establecidos en función de las percepciones y de los daños provocados por el terremoto a los bienes humanos.
O     Escala de Ritcher: es una escala matemática y, por tanto objetiva. Mide la magnitud del terremotoy está relacionada con la energía liberada en el sismo. Teóricamente no tiene límite, pero un 9 en esta escala equivaldría a un Grado XII de Mercalli, es decir "destrucción total". Se basa en la amplitud de la onda registrada en un sismógrafo situado a menos de 100 km del epicentro.
MAGNITUD DE UN SISMO
La magnitud es una medida del tamaño del terremoto. Es un indicador de la energía que ha liberado y su valor es, "en teoría" al menos, independiente del procedimiento físico - matemático - empleado para medirla y del punto donde se tome la lectura.
INTENSIDAD
  La intensidad en cada punto dependerá de la magnitud y otros parámetros de la fuente sísmica, distancia al epicentrocaminos seguidos por las ondas y lugar de llegada de las mismas.
TERREMOTO
Un terremoto es el movimiento brusco de la Tierra causado por la brusca liberación de energía acumulada durante un largo tiempo. La corteza de la Tierra está conformada por una docena de placas de aproximadamente 70 km de grosor, cada una con diferentes características físicas y químicas.
MEDICION DE TERREMOTO
Se realiza a través de un instrumento llamado sismógrafo, el que registra en un papel la vibración de la Tierra producida por el sismo (sismograma). Nos informa la magnitud y la duración.
Este instrumento registra dos tipos de ondas: las superficiales, que viajan a través de la superficie terrestre y que producen la mayor vibración de ésta ( y probablemente el mayor daño) y las centrales o corporales, que viajan a través de la Tierra desde su profundidad.

ESTRUCTURA DE LA CORTEZA TERRESTRE
El estudio de los terremotos ha permitido definir el interior de la Tierra y distinguir tres capas principales, desde la superficie avanzando en profundidad, en función de la velocidad de propagación de las ondas sísmicas. Dichas capas, apreciables en un corte transversal, son: corteza, manto y núcleo. También la información que nos proporcionan los meteoritos puede ser de gran utilidad para conocer la composición de los materiales del interior de la Tierra.
La corteza
Con el nombre de corteza se designa la zona de la Tierra sólida situada en posición más superficial, en contacto directo con la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera.
 El manto
En un nivel inmediatamente inferior se sitúa el manto terrestre, que alcanza una profundidad de 1900 km. Además de marcar la separación entre la corteza y el manto terrestres.
El núcleo
Los principales elementos constitutivos del núcleo terrestre son dos metales: hierro y níquel. A partir del límite marcado por la discontinuidad de Gutenberg, la densidad experimenta un súbito aumento, desde 6 a 10 kg/dm3, aproximadamente.

CAPITULO XI - DEFORMACION DE LA CORTEZA TERRESTRE

Deformación de la corteza terrestre y Formación de montañas


Deformación de las rocas
La fuerza de la gravedad y el arrastre del agua tienden a depositar fragmentos en zonas bajas.
Estos materiales van formando sucesivas capas llamadas estratos, estos se depositan casi siempre de forma horizontal.
La longitud de los estratos puede ser muy variable y pueden sufrir deformaciones.
Nicolás Steno describió, en 1669 este fenómeno y enuncio el principio de la horizontalidad.
PLIEGUE
Un pliegue es la respuesta de una roca no competente ante los esfuerzos a los que ha sido sometida. Se trata de una deformacion ductil. Los materiales pasan de una situacion inicial horizontal a una posicion inclinada o curvada.
Un pliegue presenta las siguientes características….
Charnela.- Es la zona de mayor curvatura del pliegue.
Flancos.- Lados del pliegue.
Núcleo.- Es la zona mas interna del pliegue.
Plano Axial.- Divide el pliegue en 2 mitades simétricas.
El eje.- Es la línea de intersección entre la superficie axial y la charnela.


FALLAS
Cuando se supera la capacidad de deformación plástica de una roca se fractura, en este caso, hay dos bloques separados. Pueden ser de dos tipos: fallas y diaclasas.
Falla es cuando un bloque se desplaza respecto del otro. Por el plano de la falla.

Diaclasa es cuando los bloques no se desplazan uno con respecto del otro..


ENCUENTRO ENTRE PLACAS
Entre ellos se encuentran los siguientes:
  1. Divergentes
Se separan.
Se produce magma por derretimiento parcial del manto.
Produce flujos de lava y diques basálticos.
Puede ocurrir en continentes (África).

  1. Convergentes
Tres tipos posibles:
       Entre dos placas oceánicas
Crea arcos de islas
EjemplosJapón y Antillas Menores

       Entre dos placas continentales
ES UNA COLISIÓN, produce: cadenas de montañasDeformaciónMetamorfismoHimalaya.

       Entre una placa oceánica y una continental
Formación de Cadenas de volcanes


  1. Transformantes





ESTOS MOVIMIENTOS CAUSAN DEFORMACIONES EN LAS ROCAS COMO:
Pliegues, Fallas, Fracturas, Hundimientos, Levantamientos, Desplazamientos, Etc.

FORMACIÓN DE CORDILLERAS


Se llama orógeno o cordillera de plegamiento a los relieves continetales constituidos por rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias que se encuentran plegadas y fracturadas
Hay dos tipos de órógenos: Pericontinentales situadas en un borde del continente, y Intracontienentales situadas en el interior de un continente.
OROGENO PERICONTINENTAL

Formación de la placa que subduce
Formación del prisma de acreción.
Formación de rocas magmáticas y de rocas metamórficas.
Elevación del orógeno Tiempo de 25 a 60 millones de años














OROGENO INTRACONTINENTAL

 Dos procesos en conflicto
Los procesos geológicos internos, movidos por la energía térmica del interior terrestre, ayudada por la gravedad.
Los procesos geológicos externos, movidos por la energía solar, ayudada por la gravedad
CONSECUENCIA
 La elevación orogénica puede alcanzar 800cm cada 1000 años
La tasa de denudación media, en los continentes puede alcanzar 5 cm cada 1000 años; aunque en las zonas altas puede ser más intensa, 100 cm cada 1000 años.
El reajuste isostático  recupera tres cuartas partes de la altura perdida por erosión.