domingo, 9 de diciembre de 2012

PROCESOS KARSTICOS


PROCESO KARSTICO


Definición.-

Conjunto de formas de alteración de la roca en la cuales el proceso dominante es la disolución de la roca por el agua.
La palabra karst deriva del termino pre-indo - europeo karra o gara, que significa  piedra y que se encuentra en muchas lenguas de Europa y del medio oriente la palabra eslovena   kras, que hace  referencia a la región entre Trieste y Eslovenia occidental, tiene el mismo origen.



¿Cuando se produce la Kartificacion?

En presencia de rocas solubles:

- Rocas evaporiticas (yeso, sal gema)
- Rocas carbonaticas (calizas, dolomías, mármoles...).

En presencia de agua: 

- Zonas templadas, tropicales, etc... (actuales o pretéritas).

En presencia de condiciones estructurales y texturales adecuadas:

- Porosidad secundaria  (diaclasas, fracturas, estratificación...)
- Permeabilidad capacidad de transmitir el agua).

El denominador común: disolución

Todas las rocas, en cierta medida, son solubles en agua, pero algunas permiten, en ciertas condiciones morfo-climaticas, el desarrollo de las situaciones hidrogeologicas apropiadas y las formas karsticas asociadas:

- Rocas carbonaticas
(compuestas por calcita, dolomita, etc...)

-Rocas evaporiticas 
(compuesta por halita, yeso, anhidritta, etc...)

-Cuarcita y arenisca cuarciferas
(compuestas por cuarzo).







Solubilidad de los minerales en agua

con pequeñas cantidades de CO2 disuelto (Pco2=0.001 bar), a temperatura de 25ºc, los minerales son mas o menos solubles:

- calcita: 60 mg/L
-dolomita: 50mg/L
-cuarzo: 12 mg/L
-yeso: 2400 mg/L
-halita: 360000 mg/L










Cuando la Pco2 es muy superior  a 0.1 bar, a la misma temperatura, la solubilidad de los carbonatos aumenta notablemente:

-calcita: 400 mg/L
-dolomita: 300 mg/L

mientras que la de otros minerales no varia.




Procesos Karsticos en evaporitas 

Las rocas evaporiticas mas importantes desde el punto de vista de la kasrtificacion son el yeso y la sal gema. La disolución es directa, con la disociación de las sales en ele agua, independientemente del contenido de co2. La karstificación en estas rocas se describira en detalle en la leccion el karst en rocas evaporiticas.























































semana 16 "GEOLOGÍA PARA INGENIERÍA"



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 más 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 sistematizado 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 geológicos, 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.

Ingeniería Geológica (Y Del Entorno)

Los ingenieros geólogos aplican los principios geológicos a la investigación de los materiales naturales tierra, roca y agua superficial y subterránea implicados en el diseño, la construcción y la explotación de proyectos de ingeniería civil. Son representativos de estos los dizque, los puentes, las autopistas, los acueductos, los desarrollos de zonas de alojamiento y los sistemas de gestión de residuos. Una nueva rama, la geología del entorno, recoge y analiza datos geológicos con el objetivo de resolver los problemas creados por el uso humano del entorne natural. El mas importante de ellos es el peligro para la vida y la propiedad que deriva de la construcción de casas y de otras estructuras en áreas sometidas a sucesos geológicos, en particular terremotos, taludes (véase corrimiento de tierra), erosión de la costas e inundaciones. El alcance de la geología del entorno es muy grande al comprender ciencia física como geoquímica e hidrológica, ciencia biológica y social e ingeniería.

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.

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. Ahora veremos un ejemplo de la explotación de canteras para conseguir la piedra para las edificaciones.





FUERZAS EXTERNAS E INTERNAS


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).

martes, 4 de diciembre de 2012

semana 15 "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
- No renovables
- inagotables
Los Recursos Naturales 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.
Los recursos naturales 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.
Los principales recursos naturales no renovables son:
-los minerales
-los metales
-el petróleo
-el gas natural
depósitos de aguas subterráneas.
Minerales: hasta no hace mucho, se prestaba poca atención a la conservación de los recursos minerales, porque se suponía había lo suficiente para varios siglos y que nada podía hacerse para protegerlos, ahora se sabe que esto es profundamente erróneo, Cloud ha practicado inventarios de las reservas y ha examinado las perspectivas e introducido dos consejos que resultan útiles para apreciar la situación
Metales: se distribuyen por el mundo en forma irregular, por ejemplo existen países que tienen mucha plata y poco tungsteno, en otros hay gran cantidad de hierro, pero no tienen cobre, es común que los metales sean transportados a grandes distancias, desde donde se extraen hasta los lugares que son utilizados para fabricar productos, en mayor o menor medida todos los países deben comprar los metales, que no se encuentran en su territorio
El Gas Natural: Éste contiene elementos orgánicos importantes como materias primas para la industria petrolera y química. Antes de emplear el gas natural como combustible se extraen los hidrocarburos más pesados, como el butano y el propano. El gas que queda, el llamado gas seco, se distribuye a usuarios domésticos e industriales como combustible. Este gas, libre de butano y propano, también se encuentra en la naturaleza. Está compuesto por los hidrocarburos más ligeros, metano y etano, y también se emplea para fabricar plásticos, fármacos y tintes.
LOS RECURSOS NATURALES 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.














semana 14 "movimientos sísmicos"


MOVIMIENTOS SISMICOS

¿Qué es un movimiento sísmico?
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 movimientos
vibratorios.

CAUSAS Y EFECTOS
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.
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 (HIPOCENTRO)
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.






DISTRIBUCIÓN
Si bien algunos terremotos pueden estar relacionados con las erupciones volcánicas o producirse a consecuencia del hundimiento de cavernas o desprendimientos de masas de rocas en las laderas de las montañas, la mayoría de los movimientos sísmicos, por lo menos los de cierta importancia, son de origen tectónico, estando directamente relacionados con las fracturas existentes en la corteza terrestre, donde siempre aparecen localizados los focos sísmicos.
ZONAS SÍSMICAS
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.


LINEAS ISOSISTAS
Estas son líneas que se obtienen uniendo sobre un mapa los puntos en los que el sismo ha tenido la misma intensidad.
Determinado el efecto del terremoto en cada punto donde se ha sentido, e indicándolo por una cota sísmica que es precisamente el grado antes aludido, podemos unir en un mapa todos los puntos de igual intensidad, y así obtendremos una serie de curvas, cada una de las cuales correspondiente a un grado, que se llaman . isosistas», y que nos darán una idea gráfica de los efectos del terremoto y de su intensidad,la cual será tanto mayor cuanto más alto sea el grado de la isosista próxima al epicentro.



ESCALAS SÍSMICAS
Las dos escalas sísmicas más utilizadas son la de Mercalli y la de Ritcher. Aunque la primera ha sido muy utilizada, en la actualidad va perdiendo importancia en favor de la segunda.
 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.
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.
Descripción de los grados de Intensidad Escala Mercalli
Grado I: Muy débil
Grado II: Débil
Grado III: Leve
Grado IV: Moderado
Grado V: Poco Fuerte
Grado VI: fuerte
Grado VII: muy fuerte
Grado VIII: Destructivo
Grado IX: Ruinoso
Grado X: Desastroso
Grado XI: Muy desastroso
Grado XII: Catastrófico

INTENSIDAD ESCALA RITCHER
2,5: En general no sentido, pero registrado en los sismógrafos.
3,5: Sentido por mucha gente.
4,5: Pueden producirse algunos daños locales pequeños.
6,0: Terremoto destructivo.
7,0: Terremoto importante.
8,0: Grandes terremotos.

QUE ES UN 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. 


domingo, 2 de diciembre de 2012

semana 13 "deformación de la corteza terrestre"



DEFORMACIÓN DE LA CORTEZA TERRESTRE

Deformación de las rocas
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.
Deformación de las rocas
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.
Deformación de las rocas




¿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….
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.




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:
Divergentes
Convergentes
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:
Pliegues
Fallas
Fracturas         
Hundimientos
Levantamientos
Desplazamientos
Etc.

Formación de Cordilleras
También se llama OROGÉNESIS
Hay dos tipos de órógenos: Pericontinentales situadas en un borde del continente, y Intracontienentales situadas en el interior de un continente.

Formación de Cordilleras
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





Formación de Cordilleras

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.