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OBJETIVOS DE LA GEOLOGIA
¿QUE ES LA Geología APLICADA?

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RESUMEN DE GEOLOGIA OBJETIVOS DE LA GEOLOGIA

Justificar la importancia VITAL de la Geología en la práctica responsable de la Ingeniería Civil. Resaltar y explicar los campos Geológicos que más inciden en la 1C Plantear los métodos de Exploración Geológicos usados en la 1C Caracterizar el Macizo Rocoso Propiciar el razonamiento Geotécnico La superficie de deslizamiento del bloque desplazado y paralela a las capas inclinadas Se detectaron pequeños movimientos y movimiento de agua a lo largo de fracturas, durante la excavación y construcción ??. Es posible que la excavación para el talud expuso la superficie basal de muy baja inclinación y luego no se monitoreo (auscultó) el proceso. Es la muy cercana colaboración entre la Geología y la Ingeniería Civil. Si una de ellas falta o su participación ha sido deficiente o subestimada Se presentarán problemas, tarde o temprano. 

Conocimiento de materiales naturales , sus características, Origen y modos de ocurrencia

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Evaluación do emplazamientos y empréstitos

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Conocimiento de las rocas y factores que afectan su calidad

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Conocimiento de las aguas subterráneas

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Planificación y diseño de obras

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Conocimiento de formas de erosión por agua superficial

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Trabajos de fluvial recula cauces.

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Capacidad para leer e Interpretar Informes Capacidad para reconocer índole de los problemas

La ingeniería Geológica es una especialidad de la Geología que se aplica a la ingeniería civil. A menudo podemos quedar asombrados, por la cantidad de Infraestructuras (Carreteras, Líneas de trenes ultrarrápidos, Urbanizaciones, Aeropuertos...), que se desarrollan ahora, donde antes era prácticamente imposible construir. Esto lleva a construir en lugares cada vez más difíciles y esto requiere un mejor conocimiento del lugar donde se apoyan todas las infraestructuras: EL SUSTRATO, QUE ES GEOLÓGICO Muchas civilizaciones desconocían este sustrato y sus propiedades, lo cual se trajo más de una edificación al suelo. Falta información sobre grandes obras de la antigüedad que no soportaron la prueba geológica, tanto por las características de soporte del subsuelo, como por la calidad de los materiales rocosos empleados. Las infraestructuras están apoyadas sobre un sustrato y la Geología lo estudia. Ingenieros Italianos responsables de la inclinación de la torre de Pisa. Ingeniería GEOLÓGICA Antiguamente, las casas, puentes, templos y otras construcciones se diseñaban sin ningún tipo de estudio geotécnico. Esto era debido sobre todo al desconocimiento del subsuelo. Los problemas no se hicieron esperar, sobreviven algunas ruinas, aunque restauradas. Poco a poco y a la luz de la ciencia y la técnica, los estudios del terreno empezaron a cobrar importancia y a desaparecer los problemas. Ahora es habitual construir a media ladera, en ríos o en zonas sísmicas. Actualmente el crecimiento de la población, hace que se construyan edificaciones en lugares que antes eran impensables. Se van acabando los mejores lugares para construir y hay que hacerlo en localidades con peor calidad. Actualmente para cualquier obra civil se debe hacer un estudio geotécnico. ¿Por qué? Porque el estudio geotécnico proporciona al constructor las variables necesarias para saber como va a responder el terreno al ubicar sobre o dentro de él, una determinada obra. Para conocer estas variables es necesario realizar ensayos en el terreno. Son muy frecuentes los sondeos que permiten extraer muestras del terreno (una máquina perforadora a la izquierda). También se hacen

ensayos de Penetración que nos permite ver la consistencia del terreno, cartografía geológica detallada y métodos geofísicos. Algunos de estos ensayos con la geología clásica permite discernir como se va a comportar el suelo y el sustrato ante cualquier carga extraña. Con todo esto se deduce, que la colaboración MUY ESTRECHA Y COORDINADA entre los y las Ingenieros Civiles, Arquitectos y Geólogos, es IMPRESCINDIBLE, VITAL y RESPONSABLE En los casos en los que hay una estrecha colaboración entre ambos profesionales se produce un aprovechamiento tanto de los recursos humanos como técnicos, minimizando los errores y posibles desastres futuros. Así pues el GEÓLOGO también cumple una función vital en el diseño de la estructura. De todo esto se deduce que el conocer e INTERPRETAR la información que nos da el terreno nos permite aprovecharla para reducir los riesgos al mínimo. CUANDO NO HAY COLABORACIÓN CONCEPTOS Y DEFINICIONES. Aplicación de la Geología a las actividades constructivas y extractivas, la protección del medio ambiente y la ordenación territorial con el fin de asegurar que los factores geológicos que afecten a la planificación, proyecto, construcción, explotación y mantenimiento de las obras de ingeniería sean tenidos en cuenta e interpretados adecuadamente. ÁREAS pe ACTUAC'ÓN. Investigación de cimentaciones para todo tipo de estructuras (presas, puentes, centrales y edificios). Evaluación de las condiciones geológicas para el diseño y construcción de túneles, carreteras y demás obras viales. ldem. para explotaciones mineras (superficial y subterráneas). Evaluación y control de riesgos geológicos (terremotos, deslizamientos, subsidencias, etc.). Planificación territorial: regional y urbana como control del medio geológico. La INGENIERÍA emplea un lenguaje pragmático. La GEOLOGÍA utiliza un lenguaje científico. La Ingeniería Geológica une y sintetiza, aportando respuestas específicas y cuantificables ante los problemas de ingeniería, y por tanto su lenguaje debe ser claro (común para ingenieros y geólogos) y preciso. ¿QUE ES LA Geología APLICADA? Ciencia Geológica puesta al servicio del uso práctico. En general, el geólogo debe traducir e interpretar hechos científicos observados o medidos que describen la rareza o particularidad del carácter físico de la corteza y traspasarlos a datos ingenieriles (cuantificables) para determinar las condiciones de un área

específica. Cuando se proyecta camino, una represa, un asentamiento urbano o cualquier obra, se debe evaluar si un sitio es o no adecuado, sus ventajas desventajas, cuales son las características de los materiales presentes, su distribución espacial y flue características negativas se pueden modificar. En estos proyectos el geólogo debe asegurar que los factores geológicos que afectan la ubicación, diseño, construcción, operación y mantención de las obras son reconocidos y previstos adecuadamente. Las obras de mayor envergadura son las represas, túneles y grandes desarrollos urbanos. Durante los últimos año principalmente como resultado de varios desastres naturales, la geología ha empezado a ser considerada fundamental en el diseño urbano, en la selección de sitios para la instalación de fellenos sanitarios y en todo lo que tiene que ver con peligros naturales. NIVELES DE ACTUACIÓN. Estas etapas pueden recibir nombres diferentes. lo importante es respetar su Proyecto: Adaptación del Diseño a los Modelos del Terreno Construcción: Ajuste y Control del Diseño a las Condiciones del Terreno Operación: Control del Comportamiento del Terreno. INVESTIGACIÓN Y APLICACIÓN EN Ingeniería GEOLÓGICA. Conocimiento de las ROCAS & SUELOS como MATERIALES y EL COMPORTAMIENTO DEL AGUA EN LAS OBRAS INGENIERILES. PROPIEDADES DE LAS ROCAS Resistencia Deformabilidad Permeabilidad Estabilidad química CONCEPTOS DE: ROCA - SUELO - ROCA INTACTA - MACIZO ROCOSO -Terremotos - Tsunamis - Volcanes - Grandes deslizamientos ACTIVIDADES HUMANAS - Inundaciones

- Subsidencia - Contaminación - Erosión - Suelos expansivos - Perdida recursos mineros - Agotamiento acuiferos DIFERENCIAS ( y SIMILITUDES ENTRE) GEOLOGIA y GEOTECNIA (Geología Ingenieril) INGENIERÍA GEOLOGICA e INGENIERIA GEOTÉCNICA EL TERRENO REACCIONA ANTE LAS OBRAS. PARA INTERPRETAR ESTA RESPUESTA y PREVEER PROBLEMAS y/o SOLUCIONARLOS, DEBEMOS RESPONDER LAS SIGUIENTES

1. Donde situar una obra pública o instalación industrial para que su emplazamiento sea Geológicamente seguro y constructivamente económico. 2. Por donde trazar una via de comunicación o una conducción para que las condiciones Geológicas sean favorables. 3. En qué condiciones Geológico-Geotécnicas debe cimentarse un edificio 4 Cómo excavar un talud para que sea estable y constructivamente económico

5. Cómo excavar un túnel o instalación subterránea para que sea estable. 6 Con que tipo de materiales geológicos puede construirse una presa, terraplén, carretera, etc

7. A que tratamientos debe someterse el terreno para evitar o corregir filtraciones, hundimientos, asientos, desprendimientos, etc. 8. En qué tipo de materiales geológicos pueden almacenarse residuos tóxicos, urbanos, radiactivos. 9. Cómo evitar, controlar o prevenir los riesgos geológicos ( terremotos, deslizamientos, etc) 10. Qué criterios Geológico-Geotécnicos deben tenerse en cuenta en la ordenación territorial y urbana y en la mitigación de los impactos ambientales

La realidad, mas allá de las definiciones sobre lo que es o no es la geologia aplicada o la ingeniería geológica y los recelos interprofesionales, es que : Las rocas y sus hijos los suelos, hoy dia ya no tienen, las mismas caracteristicas y propiedades originales, porque el agua superficial, el viento, los agentes químicos y biológicos de la atmosfera y los presentes en las aguas superficiales y subterráneas, los cambios de temperatura, unidos y sumados a la sismicidad y tectónismo, las han erosionado, meteorizado y deformado. Para diseñar y construir segura y económicamente, se requiere necesariamente conocer el estado actual de los suelos y rocas en superficie ya profundidad geología, asi como pronosticar el comportamiento futuro Para eso la colaboración reciproca del geologo-a y del ingeniero-a es vital e insustituible. si alguno falta no hay equipo, y... Estar consciente de la histórica y necesaria relación entre la Geología y la Ingeniería. Estar convencido de la alianza táctica y estratégica entre ambas disciplinas Aceptar que las potenciales amenazas y riesgos geológicos, tienen que ser identificados ANTES del Diseño y Construcción para tomar las medidas correctivas a tiempo. Comprender los conceptos de INGENIERÍA GEOLÓGICA, GEOLOGÍA INGENIERIL, GEOTECNIA, GEOLOGÍA APLICADA A LA INGENIERÍA Razonar que invertir en la investigación es un "buen negocio" para así contar con el modelo Geológico y con este el modelo Geotécnico que permitirá diseñar, construir y operar la obra civil con seguridad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DE CAMPO Otras Técnicas TRINCHERAS y pozos A CIELO ABIERTO GALERiAS DE EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DE CAMPO CALICATAS, TRINCHERAS y pozos A CIELO ABIERTO Las calicatas y trincheras son excavadas para espesores someros, generalmente dentro del perfil de meteorización. Su costo es relativamente bajo. Los pozos se usan muy ocasionalmente y tratan de llegar al contacto con la roca inalterada. Su diseño tiene que ser muy riguroso y la excavación. Muy cuidadosa por el peligro de caída de paredes y el flujo de agua.

LO MISMO APLICA A TRINCHERAS. EXISTIR APLAN DE EVACUACION. PARTE DE LOS TRABAJADORES SIEMPRE FUERA DE LA OBRA CALICATAS. Son trincheras menores. Excavación de calas para caracterizar el terreno. Esta técnica de reconocimiento , es muy rápida y poco costosa permitiendo conseguir profundidades moderadas de 3-4 m, en terrenos excavados por métodos mecánicos, preferentemente cohesivos y con la no presencia del nivel freático. De su observación podemos identificar y reconocer las diferentes unidades litológicas , estudiar la estratigrafia y comprobar la potencia de cada una de las unidades. Por otro lado obtenemos también parámetros que a pesar del matiz cualitativo son indispensables en el momento de caracterizar el comportamiento geomecánico de las unidades observadas: la excababilidad o ripiabilidad de las unidades litológicas; la estabilidad de las paredes de excavación Por último este tipo de reconocimiento nos permite también obtener muestras de suelo de las cotas requeridas para ser analizadas en el laboratorio de suelos. Las trincheras pueden servir simultáneamente Pata investigar el paso de fallas tectónicas e Investigar si están activas o no. Paredes verticales de pozo exploratorio y simbología usada en estos y galerías.

TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DE CAMPO Las GALERAS permiten estudiar HORIZONTALMENTE el macizo rocoso. Pueden tener cambios de orientación y sección variable de muy pocos metros. Se hace cartografiado Geológico.Geotécnico, toman muestras y diversas pruebas In Situ. Se estudian los contactos geológicos y se analiza la fracturación y fallas, así como las filtraciones y comportamiento del agua. Perforaciones verticales y horizontales son comunes, asi como gavetas para instrumentación. Los materiales excavados siempre tienen que ser acomodados en lugares seguros( escombreras) cumpliendo estrictas normas ambientales. Estos pueden ser utilizados como materiales de construccion, previo análisis de laboratorio. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DE CAMPO

Otros ensayos Geotécnicos in situ : Ensayos en suelos • Martillo Schmidt • De carga puntual • En discontinuidades • De volteo • De Deformabilidad • Dilatométrico • Placa de carga • Gato plano • Permeabilidad en suelos y rocas

El CICLO HIDROLÓGICO

El CICLO HIDROLÓGICO es la manera que tiene el agua de circular por los sistemas terrestres. Es un sistema autorregulado que transfiere agua de una "reserva" a otra a través de ciclos complejos. Los periodos van desde las horas a los millares de años. Debajo del NIVEL FREÁTICO todos los espacios de poro en los sedimentos y rocas están llenos de agua. Esta es la ZONA SATURADA. En la parte más baja de la zona saturada el nivel piezométrico NUNCA es inferior a La altura de posición. Junto a la franja capilar, el NP y la AP son coincidentes y nula la Apr. Conforme se desciende, el NP se mantiene pero las pérdidas de APos se compensan con el incremento de la Apr. Válido si NO hay flujos Verticales en la Formación. PARAMETROS HIDROGEOLOGICOS CARACTERISTICOS DE LAS FORMACIONES GEOLOGICAS La porosidad es la relación entre el volumen de huecos y el volumen total de una roca Es un parámetro adimensional y depende únicamente de la constitución de la roca o suelo, es decir, de su textura característica, sin que intervenga la forma geométrica ni la potencia de la formación o su mecanismo de funcionamiento hidráulico en la naturaleza.

rosidad (n) Como las rocas no son completamente sólidas (poseen grietas o espacios intergranulares), y al conjunto de estas aberturas o intersticios se le llama porosidad. La porosidad no define la existencia del acuífero, sino que además se requiere de estos estén interconectados; característica que se ve afectada por los factores siguientes: Grado de comparación del material, forma y arreglo de las partícula y su gradación, las cuales son independientes del tamaño de las mismas. El valor de "n", varía de O a 50%, dependiendo de los factores mencionados. Partículas de suelo o fragmentos de roca ( círculos amarillos), con el flujo de agua que circula entre los poros ) azul) LA LEY DE DARCY: Establece que el caudal Q que es capaz de atravesar un medio permeable,es proporcional al paso del medio permeable A, normal al flujo y al gradiente de niveles piezométricos entre la entrada y la salida del flujo en el medio permeable, i. La constante de proporcionalidad es la permeabilidad del medio, en la quedan incluidas las características del fluido, es decir, es la permeabilidad efectiva, Conductividad de Darcy o conductividad hidráulica. En consecuencia y con carácter global Ensayo Luqeon Es un procedimiento muy extendido para estimar el índice de permeabilidad en profundidad. Su aplicación es muy útil para valorar la permeabilidad global de un macizo rocoso, por lo tanto es un método indicado para terrenos poco permeables y cohesivos. Consiste en la medida del volumen de agua que se puede inyectar en un tramo del sondeo, de longitud L , durante un tiempo Ty a una determinada presión H que ha de mantenerse constante. El tramo a ensayar se aísla mediante un obturador, actuando el propio fondo del sondeo como obturador inferior. La permeabilidad obtenida se expresa en Unidades Lugeon (U.L). Una unidad Lugeon vale 1 litro por minuto y metro. balo una presión de 10 kq/cm2. esto equivale aproximadamente lx 10-7 m/s. Otros ensayos en las perforaciones : Los ensayos Lugeon ( WPT) permiten determinar la permeabilidad VERTICAL en un radio pequeño alrededor del eje de la perforación. Luego es posible estimar volúmenes de lechadas y cementos que se deben inyectar para mejorar la calidad del macizo rocoso. Igualmente la cantidad, orientación y densidad de perforaciones para este objetivo primordial. Con trazadores químicos y radiactivos. Se inyecta uno de estos en un punto del acuífero y se observa su llegada a otro, midiendo con detalle el tiempo y posible ruta. Se estima así la velocidad de flujo

y la permeabilidad ( con gradientes isopiezos) y a veces la porosidad eficaz. El agua subterránea Puede generar : • SUBSIDENCIA Y HUNDIMIENTOS • EROSIÓN en túneles • TUBIFICACIÓN debajo de edificios y presas • SUBPRESIONES y efectos boyantes ( flotación) • ARTESIANISMO • HIDROTERMALISMO que puede ser positivo o negativo para el macizo rocoso • AGUAS ÁCIDAS que alteran el medio rocoso y atacan bases de edificaciones y obras subterráneas...