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3.2.- TIPOS DE INTEMPERISMO: MECÁNICO Y QUÍMICO Hay diversas maneras en las que podemos definir el intemperismo, una de ellas (Pérez Porto, 2019) nos dice que: “El intemperismo es el proceso que provoca una modificación del estado o la posición natural de una roca a partir de una acción química, física o biológica. Las condiciones climáticas, el agua y el aire pueden provocar estas alteraciones”. En otras definiciones se presenta como un sinónimo de meteorización, definido (Caballero Miranda, 2014) como: “Es la descomposición, desgaste, desintegración y destrucción de las rocas, como respuesta a su exposición a los agentes de la intemperie (ej. agua, aire, variaciones de temperatura, acción de organismos)” Las definiciones anteriores describen claramente lo que el intemperismo representa como una ciencia, pero ¿De qué manera podemos aplicar el intemperismo en la ingeniería civil?, bueno como bien sabemos, la evolución del tiempo y el espacio repercute plenamente en nuestro entorno y nosotros mismo, por lo que, es demasiado común que aporte de manera activa al desgaste de nuestro ambiente, por lo que es importante conocer hasta que punto del desgaste se ha llegado, así como también conocer que tan estable se considera el terreno pera realizar los proyectos que se nos pueden presentar, por lo que podemos decir que para poder desenvolvernos profesionalmente, el intemperismo juega una carta muy importante, ya que nos da la pauta para realizar a nuestras construcciones. Las rocas, minerales, suelos normalmente cambian su estructura bajo la acción o influencia de ciertas fuerzas ambientales. La actividad biológica, el clima extremo y los agentes de erosión como el agua, el viento y el hielo son ejemplos de las fuerzas ambientales que influyen en la degradación continua, el desgaste y el desprendimiento de rocas y suelos. Esto es lo que se denomina desgaste por intemperie. Todos estos procesos producen innumerables cambios en las rocas. Ahora bien, los fragmentos pueden permanecer en el mismo lugar junto a la roca originaria o ser removidos y posteriormente transportados por vientos, corrientes de agua y la dinámica terrestre, para ser reciclados en otros lugares. El intemperismo es un elemento importante en la conformación del paisaje y los suelos, un factor importante al momento de evaluar la capacidad de sustentar vegetación. Existen dos tipos de intemperismo, el químico y el mecánico, los cuales se explican a continuación:

INTEMPERISMO MECÁNICO: En el proceso de intemperismo físico o mecánico, la roca se fragmenta sin que existan cambios en su composición química, por eso también este proceso se llama desintegración. De esta manera, el área de la roca expuesta a los elementos aumenta, haciéndose aún más susceptible a la acción de aquellos. Los cambios de temperatura tienen un rol primordial, ya que producen en la roca expansiones y contracciones que terminan en su desintegración. Al descender la temperatura, el agua que se filtra por los poros y fisuras de las rocas se congela y se expande, ejerciendo presión en las paredes internas. Aparte de las variaciones de temperatura y de la acción del agua, hay otros agentes físicos que afectan las rocas expuestas, tales como el viento y las olas, que igualmente contribuyen a romperlas. La erosión mecánica también se conoce como erosión física o intemperismo mecánico. El intemperismo mecánico es la descomposición física de las rocas en piezas cada vez más pequeñas. Una de las acciones mecánicas más comunes es la de romper las heladas que ocurre cuando el agua entra por los poros y las grietas de las rocas, y luego se congela. Frost weathering, frost wedging, ice wedging o cryofracturing es el nombre colectivo de varios procesos en los que el hielo está presente. Estos procesos incluyen el rompimiento de las heladas, la acumulación de hielo y la erosión por congelación y descongelación. Una vez que el agua congelada está dentro de las rocas, se expande en un 10%, abriendo las grietas un poco más. La presión que actúa dentro de las rocas se estima en 30,000 libras por pulgada cuadrada a -7.6°F. Con el tiempo, esta presión junto con los cambios en el clima hace que la roca se separe, y las rocas más grandes se rompen en fragmentos más pequeños. Otro tipo de intemperismo mecánico es el llamado “wedging” de sal. Los vientos, las olas de agua y la lluvia también tienen un efecto sobre las rocas, ya que son fuerzas físicas que desgastan las partículas de las rocas, particularmente durante largos períodos de tiempo. Estas fuerzas se clasifican igualmente en la categoría de erosión mecánica o física porque liberan sus presiones sobre las rocas directa e indirectamente, lo que causa que las rocas se fracturen y desintegren. El intemperismo mecánico también es causado por el estrés térmico, que es el efecto de contracción y expansión sobre las rocas causado por los cambios de temperatura. Debido a la expansión y contracción desigual, las rocas se agrietan y se desintegran en pedazos más pequeños.

Presencia de zonas (planos) de debilidad: Todas las rocas tienen planos de debilidad como estratificación, diaclasas, foliación, fracturas, etc. Entre más cercanos se encuentren estos entre sí, más favorecerán la desintegración de las rocas.

Expansión provocada por la descompresión: La eliminación de una fuente de presión (desaparición de una roca por erosión) provoca el fenómeno de meno de “lajeamiento”, o exfoliación esferoidal.

Fragmentación por hielo o gelifracción: El agua congelada se expande ~ 9% al congelarse. Cuando ocurre en un espacio confinado, se ejerce gran presión en las paredes del recipiente, que se rompe.

Una evidencia clara de estos procesos repetidos es el de los piedemontes, coluviones o pedregales en la base de las montañas empinadas.

Expansión térmica: En lugares con diferencias importantes de temperatura diurnas-nocturnas. Es un proceso que puede graduar con la geliflaxión. También puede ser la causa de los coluviones. Es más efectivo en las rocas que se encuentran más fracturadas. Fragmentación por crecimiento de minerales: El crecimiento de minerales a partir de soluciones circulantes en las fracturas de las rocas, puede también ejercer fuerzas expansivas que rompen la roca. Esto ocurre al cristalizar carbonato de calcio y más raramente yeso o sales. Actividad biológica: Por efecto mecánico directo (acción de raíces de árboles, movimientos de organismos en el suelo) o indirecto, por emisión de ácidos orgánicos (intemperismo químico), etc.

Meteorización mecánica: El intemperismo rompe a la roca en pedazos cada vez más pequeños que conservan las características de la roca original, por lo que eventualmente se aumenta también la superficie expuesta a éste.

INTEMPERISMO QUÍMICO: En este tipo de intemperismo se producen reacciones químicas en el interior de la roca que cambian su composición.

Por

ejemplo,

la

atmósfera y la lluvia contienen agua y dióxido de carbono que reaccionan con los minerales de la roca y forman nuevos compuestos, como las sales solubles. Estas sales se combinan con ácidos provenientes de la materia orgánica que traen las aguas subterráneas, dando lugar a compuestos que desgastan las rocas, de allí que al intemperismo químico se le llame descomposición. El tipo de enlace de los compuestos en las rocas es muy importante para determinar hasta qué punto se ve afectada su estructura química, ya que hay enlaces que tienden a romperse más fácilmente que otros. La erosión química ocurre cuando las rocas se desgastan por los cambios químicos. Las reacciones químicas naturales dentro de las rocas cambian la composición de las rocas con el tiempo. Debido a que los procesos químicos son graduales y continuos, la mineralogía de las rocas cambia con el tiempo haciendo que se desgasten, se disuelvan y se desintegren. Las transformaciones químicas ocurren cuando el agua y el oxígeno interactúan con los minerales dentro de las rocas para crear diferentes reacciones químicas y compuestos a través de procesos como la hidrólisis y la oxidación. Como resultado, en el proceso de formación de nuevos materiales, se crean poros y fisuras en las rocas, aumentando así las fuerzas de desintegración. El intemperismo químico es otra forma de destrucción de las rocas mediante reacciones químicas que tienen lugar sobre la superficie, alterando su naturaleza química y su componente de esta. Los cambios químicos realizados sobre las rocas, se llevan a cabo por el contacto de reactivos atmosféricos como el agua, el oxígeno, y el dióxido de carbono principalmente. En los cambios químicos sufridos por las rocas por intemperismo químico, también intervienen las condiciones de reacción como son la temperatura y la humedad entre otras. Como la disolución, hidratación, hidrólisis oxidación-reducción y carbonatación. Causa la disgregación de las rocas y se da cuando los minerales reaccionan con algunas sustancias presentes en sus inmediaciones, principalmente disueltas en agua, para dar otros minerales de distintas composiciones químicas y más estables a las condiciones del exterior. En general los minerales son más susceptibles a este tipo de intemperismo cuando más débiles son sus enlaces y más lejanas sus condiciones de formación a las del ambiente en la superficie de la Tierra.

El agua de lluvia también puede llegar a ser ácida cuando se mezcla con las deposiciones ácidas en la atmósfera. Los depósitos ácidos se crean en la atmósfera como consecuencia de la combustión de combustibles fósiles que liberan óxidos de nitrógeno, azufre y carbono. El agua ácida resultante de la precipitación (lluvia ácida) reacciona con las partículas minerales de la roca produciendo nuevos minerales y sales que pueden disolverse fácilmente o desgastar los granos de la roca. La meteorización química depende en gran medida del tipo de roca y de la temperatura. Por ejemplo, la piedra caliza es más propensa a la erosión química que el granito. Las temperaturas más altas aumentan el índice de exposición a la intemperie química. Todo depende del tipo de proceso químico que predomine. Los más frecuentes son: Disolución: Las rocas se disuelven en ácidos como el ácido carbónico, siendo las rocas calizas las más afectadas. Ejemplo: halita (NaCl).El compuesto es eléctricamente neutro, pero sus átomos (Cl y Na) mantienen su carga mantienen su carga respectiva, lo cual atrae la respectiva, lo cual atrae la molécula de agua, polar, para ubicarse de manera que la carga + residual quede cerca de un átomo de cloro y que la carga – residual quede cerca de un sodio, lo cual altera las fuerzas de atracción existentes en el cristal de cristal de halita y libera los iones a la solución acuosa. Hidratación: Es el fenómeno por el cual una sustancia reacciona con el agua. Usualmente, el H+ del agua disociada substituye algún catión de la red cristalina, lo cual la desestabiliza al destruir la disposición ordenada original y se va descomponiendo. El agua se incorpora a la matriz rocosa, causando un aumento de volumen que tiende a fragmentarla. El yeso es un tipo de mineral muy susceptible a la hidratación. Hidrólisis: Es un proceso mediante el cual el agua se descompone en iones H+ y OH-. Este último reacciona por su cuenta con ciertos minerales, como silicatos y feldespatos, dando lugar a arcillas. Y los iones H+ por su parte, tienen mayor afinidad con cationes metálicos que abundan en las rocas ígneas –rocas de origen volcánico-, formando carbonatos y bicarbonatos. Oxidación: Es el proceso por el cual el oxígeno se combina con otros elementos o compuestos, o bien éstos pierden electrones. Los minerales en las rocas reaccionan con el oxígeno del agua, siendo las rocas con alto contenido de hierro las más susceptibles de ser modificadas formando diversos óxidos.

Carbonatación: Consiste en la fijación del CO2 con el agua para formar ácido carbónico. Las rocas con alto contenido de carbonato de calcio son afectadas por el ácido y se degradan formando bicarbonatos. Fijación del CO2. Esta especie y el agua forman ácido carbónico. El H2CO3 reacciona a su vez con el carbonato cálcico para formar bicarbonato en los paisajes kársticos (propios de los yacimientos de mármoles, dolomías y calizas). Reducción: Es la pérdida de oxígeno que altera la composición de la roca. Que es disminuir o perder oxígeno, lo contrario de oxidación. Algunos minerales al sufrir reducción provocan la alteración de la roca.

CONCLUSIÓN Los materiales de construcción en cuanto están expuestos a la intemperie se ven afectados naturalmente por los elementos del clima, su reacción a esto, tiene que ver con su durabilidad, en términos de la eficiencia de su respuesta, esto finalmente define como cumplirán con las especificaciones propias de los reglamentos y normas establecidos. El intemperismo, también denominado meteorización, es un fenómeno geológico denominado exógeno, pues tiene lugar en la superficie de la tierra o en sus proximidades, y que afecta a las rocas en su estructura; forma parte junto con los procesos gravitacionales y la erosión de los llamados procesos externos que son un componente importante del ciclo de las rocas, pues son los responsables de la transformación de la roca sólida en sedimentos, que en una etapa del ciclo van a formar los suelos. Por lo cual, el intemperismo juega en un puesto muy importante, ya que ayuda a establecer muchas de las normas y especificaciones que dan la pauta para el proceso de construcción dentro de un espacio establecido.

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