SEMANA 12

Glaciación

Una glaciación o edad de hielo, es un periodo de larga duración en el cual baja la temperatura global del clima de la tierra, dando como resultado una expansión del hielo continental de los casquetes polares y los polares.

GLACIOLOGÍA*el término glaciación se refiere a un periodo con casquetes glaciares tanto en el hemisferio norte como en el sur; según esta definición, aún nos encontramos en una glaciación porque todavía hay casquetes polares en Groelandia y la Antártida.




Efectos de las glaciacionesHay tres tipos principales

Geología: como las rocas erosionadas, valles glaciares, aristas glaciares y horts, rocas aborregadas, morrenas glaciares, drumlins. Las glaciaciones sucesivas tienden a distorsionar y eliminar las pruebas geológicas.

*Química: 

Variaciones en la proporción de isótopos en rocas sedimentarias, núcleos sedimentarios oceánicos, núcleos de hielo comúnmente situados en las llamadas nieves perpetuas).

*Paleontología : 

Se basan en los cambios en la distribución geográfica de lso fósiles durante un periodo de glaciación, los organismos adaptados al frío migran hacia latitudes más bajas, y los organismos que prefieren un clima más cálido se extinguen o viven en zonas másecuatoriales.




Cronología


*Mapa de la edad de hielo del norte de Europa central. En rojo: límite máximo de la glaciación Weichseliana; en amarillo: máximo de la glaciación de Saala; en azul: glaciación máxima de la edad de hielo de Elster.




La glaciación hipotética más antigua, la Glaciación Huroniana, tuvo lugar entre hace 2.700 y 2.300 millones de años, a principios del eón Proterozoico.




Una glaciación menor, la andeana-sahariana, sucedida hace entre 460 y 430 millones de años, durante elOrdovícico superior y el Silúrico.







La glaciación actual empezó hace 40 millones de años con la expansión de una capa de hielo en la Antártida. Se intensificó a finales del Plioceno, hace tres millones deaños.


Glaciales e interglaciares




Los más fríos se denominan "periodos glaciales", y los más cálidos, "interglaciares".
Los glaciales se caracterizan por climas más fríos y secos en gran parte de la tierra.


El interglaciar actual recibe el nombre de Holoceno.





Regulación



*Cada periodo glacial está sujeto a unaretroalimentación positiva que lo hace más severo y unaretroalimentación negativa que mitiga los efectos y que acaba por restablecer el equilibrio.


Causas de las glaciaciones


*la composición de la atmósfera; los cambios en la órbita de la Tierra alrededor del Sol(llamados ciclos de Milankovitch; y posiblemente la órbita del Sol alrededor del centro de la galaxia); la dinámica de las placas tectónicas y su efecto sobre la situación relativa y la cantidad de corteza oceánica y terrestre a la superficie de la Tierra; variaciones en la actividad solar; la dinámica orbital del sistema Tierra-Luna; y el impacto de meteoritos de grandes dimensiones o las erupciones volcánicas.


Glaciaciones notables


la Tierra Bola de Nieve, que se inició a finales del Proterozoico la glaciación wisconsiense o de Würm, acaecida a finales del Pleistoceno.



Tierra Bola de Nieve



la causa de esta gran glaciación se encuentra en la formación de un supercontinente, Rodinia, situado en la zona ecuatorial. los continentes tropicales reciben más precipitaciones, cosa que incrementa elcaudal y la erosión.





Estas reacciones suelen seguir este proceso: mineral rocoso + CO2 + H2O → cationes +bicarbonato + SiO2. Un ejemplo de una reacción de este tipo es la erosión de la wollastonita: CaSiO3 + 2CO2 + H2O → Ca2+ + SiO2 + 2HCO3-


La glaciación de Würm


*Las glaciaciones que tuvieron lugar durante este periodo cubrieron muchas áreas, principalmente al hemisferio norte, y en menor medida al hemisferio sur.


Efectos en la actualidad


*Los glaciares cubren en la actualidad unos 14,9 millones de km2, casi un 10% de la superficieterrestre

*Esta proporción aumentó hasta 44,4 millones de km2, un 30% de la superficieterrestre.
*El peso de las capas de hielo deformó la corteza terrestre y el manto; cuando el hielo se fundió, la corteza se elevó porisostasia

*Durante la glaciación, el agua retirada de los océanos, congelada en latitudes altas, redujo el nivel de los mismos, permitiendo la aparición de pasarelas continentales como Beringia.

SEMANA 13

DEFORMACIÓN DE LA CORTEZA TERRESTRE

Esfuerzo es la fuerza que se ejerce por unidad de superficie y es la expresión que se utiliza en Geología para referirse a la fuerza que ejerce, por ejemplo, una placa litosférica  sobre otra en una zona de subducción.

Pueden ser de dos tipos:

Esfuerzo (o presión) de confinamiento es el derivado del peso de las rocas superyacentes y actúa uniformemente en todas las direcciones.

Esfuerzo (o presión) dirigido es el derivado del empuje tectónico y es el responsable de la formación de las estructuras tectónicas: pliegues, fallas, cabalgamientos, etc.

Los Esfuerzo dirigidos pueden ser de tres modos:

a) Compresión, es el más común, y produce una tendencia al acortamiento.

b) Tensión, causa el estiramiento o alargamiento de los materiales a los que afecta.

c) Cizalla, causa deslizamiento y traslación.

DEFORMACIÓN DE LAS ROCAS

Deformación es la consecuencia de la aplicación de un esfuerzo a un bloque tectónico, y se refiere al cambio de forma que experimenta en esta situación.

Puede ser de tres tipos:

a) Deformación elástica. Es reversible, al cesar el esfuerzo las rocas recuperan su forma original. Poco frecuente.

b) Deformación plástica. Es permanente en el tiempo y al cesar el esfuerzo no se recupera la forma original. Es la más frecuente.

C) Deformación frágil. Es la que ocurre cuando la roca sufre una fracturación.

¿QUÉ ES UN ESTRATO?

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.

Pliegues

Un pliegue presenta las siguientes características…

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.

Además se define el cabeceo (o inmersión), como el ángulo que forma el eje del pliegue con la horizontal.

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..

MOVIMIENTO DE LAS PLACAS TECTÓNICAS

Encuentros Entre Placas

Entre ellos se encuentran los siguientes:

1.Divergentes

2.Convergentes

3.Transformantes

Placas Tectónicas Divergentes

Se separan.

Se produce magma por derretimiento parcial del manto.

Produce flujos de lava y diques basálticos.

En fisuras de dorsales oceánicas.
Puede ocurrir en continentes (África).

Placas Tectónicas Convergentes

Tres tipos posibles:

Entre dos placas oceánicas

Entre dos placas continentales

Entre una placa oceánica y una continental

Convergencia: Dos placas oceánicas

Crea arcos de islas

Ejemplos

Japón

Antillas Menores 

Convergencia: Dos Cortezas Continentales

Colisión produce cadenas de montañas

Deformación

Metamorfismo

Himalaya

Convergencia: Placa Continental + Placa oceánica

 Cadenas de volcanes

ESTOS MOVIMIENTOS CAUSAN DEFORMACIONES EN LA S ROCAS TALES COMO:

ü Pliegues

ü Fallas

ü Fracturas

ü Hundimientos

ü Levantamientos

ü Desplazamientos

ü Etc.

Que en conjunto dan lugar a las estructuras geologicas actuales….. 

FORMACIÓN DE CORDILLERAS

También se llama OROGÉNESIS

Se llama orógeno o cordillera de plegamiento a los relieves continetalesconstituidos 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.

ESTOS MOVIMIENTOS CAUSAN DEFORMACIONES EN LA S ROCAS TALES COMO:

ü Pliegues

ü Fallas

ü Fracturas

ü Hundimientos

ü Levantamientos

ü Desplazamientos

ü Etc.

Que en conjunto dan lugar a las estructuras geologicas actuales….. 

FORMACIÓN DE CORDILLERAS

También se llama OROGÉNESIS

Se llama orógeno o cordillera de plegamiento a los relieves continetalesconstituidos 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.

OROGENIO 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.

De esto resulta que:

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.

Influencias mutuas:

Los procesos internos influyen en los procesos externos, por ejemplo con el cambio de posición de un continente se cambia el régimen de erosión al cambiar el clima.

Los procesos externos influyen en los procesos internos, por ejemplo con el acumulo de materiales depositados en los márgenes continentales y sus reajustes isostáticos.

El Sol y la energía térmica del interior de la Tierra, junto con la gravedad, son las fuentes de energía que ponen en funcionamiento todos los procesos que cambian la superficie de la Tierra. Y ambas se influyen mutuamente.

                                 

SEMANA 16

GEOLOGÍA APLICADA A LA INGENIERÍA

La Geología en la Ingeniería es una ocupación que sobre la base de estar capacitado para el estudio e interpretación de la constitución e historia de la corteza terrestre donde se encuentran los testimonios de los fenómenos naturales ocurridos en el pasado. Se prepara para descubrir los recursos minerales y energéticos; encontrar y controlar la explotación de los recursos hidráulicos; planear las obras civiles; buscar las fuentes alternas de energía, así como analizar los problemas relacionados con la conservación del medio ambiente, y la prevención de desastres geológicos, por lo que en suma, su tarea es de una gran importancia, no sólo para la población en su conjunto, sino también, para el desarrollo tecnológico, energético, y de las comunicaciones en el país.

CONCEPTO DE INGENIERO GEÓLOGO

El concepto de Ingeniero geólogo y, en consecuencia, el de Ingeniería geológica, comprenden un amplio abanico de definiciones condicionadas por el país de origen. Bell (1992) define la Ingeniería geológica como la aplicación de la Geología a la ingeniería práctica o, dicho de otro modo, es la disciplina encargada de estudiar todos los factores geológicos que intervienen en la localización, diseño, construcción y mantenimiento de los trabajos de ingeniería. De forma similar, González de Vallejo et al., (2002) definen la Ingeniería geológica como la ciencia aplicada al estudio y solución de los problemas de ingeniería y medioambiente. A su vez, la International Association of Engineering Geology (IAEG, 1992) define la Ingeniería geológica como la disciplina dedicada a la investigación, estudio y resolución de problemas de ingeniería y medioambiente que pueden resultar de la interacción entre la geología y los trabajos o actividades humanas, así como a la predicción y desarrollo de medidas de prevención o corrección de riesgos geológicos.

DEFINICIÓN DE GEOTÉCNIA

                                

Geotécnia es la rama de la geología que 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.

Objetivos

ü Desarrollar metodologías en las áreas de explotación, evaluación y exploración de recursos naturales (hidrocarburos, Geotécnica, Minería e Hidrogeología). Actividades en obras civiles y medio ambiente.

ü Observar, procesar, interpretar y desarrollar modelos geomatemáticos en la solución de problemas terrestres.

ü Adaptar tecnología, creando una técnica nacional en cuanto a instrumentación geológica y métodos.

ü Participar en estudios de evaluación del peligro y riesgo de fenómenos naturales que representan peligros potenciales.

Un estudio geológico sobre la tierra nos permite saber si un terreno es apto para poder empezar a hacer alguna construcción.

GEOLOGÍA EN OBRAS VIALES

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.

GEOLOGÍA EN OBRAS HIDRÁULICAS 

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.

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: el de  almacenamiento de agua para el suministro de avenidas, recreación o irrigación. En esta construcción se debe conocer bien el suelo donde se hará la cimentación: y es allí donde entra el conocimiento de la geología.

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 los ingenieros civiles deben 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.

En conclusión por medio de la geología se sabrá si el suelo tiene las condiciones aptas para que logre el objetivo ingenieril que es que el diseño estructural y el comportamiento del suelo tengan una relación provechosa.

APLICACIÓN GEOLÓGICA A LA EDIFICACIÓN:

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, 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.

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:

ü Conformación con suelos apropiados.

ü El material de los terraplenes tiende a consolidarse.

ü Es necesaria la compactación enérgica y sistemática.

ü Propiedades del terreno natural de cimentación.

ü Estabilidad de taludes.

ü Problemas de corrimientos o deslizamientos rotacionales.

ü  Zonas de capa freática somera.

b) en cortes o desmontes:

ü Reconocimiento geotécnico adecuado.

ü Estabilidad de taludes.

ü Naturaleza de los materiales.

c) En explanadas:

ü Es apoyo para el firme.

ü El comportamiento del firme está ligado a las características resistentes de los suelos de la explanada.

ü El firme protege a la explanada de los agentes atmosféricos.

ü Capacidad soporte de la explanada adecuada.

ü Los suelos de la explanada deben seleccionarse con criterios más estrictos que para el resto del terraplén.

d) Otros problemas geotécnicos:

ü Zonas de turbas o de arcillas muy compresibles.

ü Zonas de nivel freático muy superficial.

ü Zonas de rocas alteradas.

ü Erosiones y arrastres de materiales en laderas.

ü Vados o zonas inundables.

ü Carreteras en la proximidad de ríos y arroyos.

ü Zonas de gran penetración de la helada.

ü Fallas geológicas.

LOCALIZACIÓN:

Deben buscarse lugares en los cuales el suelo sea estable, donde no exista posibilidad de deslizamiento o caída de rocas en caso de sismo.  Evite ubicarse en el cauce de los ríos.

La vivienda debe construirse alejada de laderas de los cuales se tenga duda de su estabilidad o realice la estabilización y protección del talud. No construya sobre suelos sueltos en ladera, ya que durante un sismo se pueden soltar fácilmente y arrastrar la vivienda. Si la pendiente de la ladera es mayor a 30% se debe buscar la asesoría de un ingeniero de suelos y un ingeniero estructural.

CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL:

Geometría:  

Se deben construir muros en dos direcciones perpendiculares entre sí, la geometría de la vivienda debe ser regular y simétrica.  Una vivienda simétrica, bien construida, resiste mejor la acción de los terremotos.  Se debe evitar construir viviendas con formas alargadas y angostas donde el largo de la vivienda es mayor a 3 veces su ancho.

Resistencia: Es necesario garantizar uniformidad en el uso de los materiales en los muros, estructuras, cubiertas y demás. Esto permite una respuesta integral de la edificación en caso de sismo.   La vivienda debe ser firme y conservar el equilibrio cuando es sometida a la vibración de une terremoto. Viviendas poco sólidas e inestables se pueden volcar o deslizar.

Rigidez: Es deseable que los elementos que conforman la estructura de la vivienda se empalmen monolíticamente como una unidad y que se forme poco cuando la vivienda se mueve ante la acción de un sismo.

Continuidad: Para que una edificación soporte un terremoto su estructura debe ser sólida, simétrica, uniforme, contínua o bien conectada. Cambios bruscos de sus dimensiones, de su rigidez, falta de continuidad, una configuración estructural desordenada o voladizos excesivos facilitan la concentración de fuerzas nocivas, torsiones y deformaciones que pueden causar graves daños o el colapso de la edificación.

MATERIALES:

Los materiales deben ser de buena calidad para garantizar una adecuada resistencia y capacidad para absorber y disipar la energía que el sismo le otorga cuando la edificación se sacude.

Cemento: El cemento debe estar en su empaque original, fresco y al utilizarse se debe asegurar que conserve sus características de polvo fino sin grumos.

Agregados: La grava y la arena no deben estar sucias o mezcladas con materia orgánica (tierra), pantano y arcilla. Esto produce que la resistencia del concreto disminuya notablemente o se produzca gran cantidad de fisuras en los morteros.