GEOLOGIA Y ALCANCE EN LA ING_Alejandro Figueredo M_0120141071_ING CIVIL_2015-2

LA GEOLOGIA Y SU ALCANCE EN LA INGENIERIA

ALEJANDRO FIGUEREDO MORALES

ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL A DISTANCIA BOGOTÁ 2015

LA GEOLOGIA Y SU ALCANCE EN LA INGENIERIA

Presentado por: ALEJANDRO FIGUEREDO MORALES Código: 0120141071

TRABAJO ESCRITO ACTIVIDAD 2 LA GEOLOGIA Y SU ALCANCE EN LA INGENIERIA

Docente: INGENIERA OLGA LUCÍA VANEGAS ALFONSO GEOLOGÍA

ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL A DISTANCIA BOGOTÁ 2015

TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCION.................................................................................................................. 4 1.

OBJETIVOS .................................................................................................................. 4 1.1.

Objetivo General .................................................................................................. 4

1.2.

Objetivos específicos .......................................................................................... 4

2.

LA GEOLOGÍA ............................................................................................................. 5

3.

LA GEOLOGÍA APLICADA A LA INGENIERÍA CIVIL ................................................ 5 3.1.

Cimentaciones...................................................................................................... 7

3.2.

Taludes ................................................................................................................. 7

3.3.

Presas ................................................................................................................... 8

3.4.

Escolleras ............................................................................................................. 9

3.5.

Túneles ................................................................................................................. 9

3.6.

Terraplenes ......................................................................................................... 10

4.

LA GEOLOGÍA Y LA GEOTECNIA............................................................................ 11

5.

ESTUDIO DE SUELOS............................................................................................... 12

6.

CONCLUSIONES ....................................................................................................... 13

7.

BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................... 13

TABLA DE FIGURAS

Figura Figura Figura Figura Figura

1, Talud ................................................................................................................... 8 2, Presa de concreto ............................................................................................. 9 3, Escollera frente a playas de Cartagena........................................................... 9 4, Túneles ............................................................................................................. 10 5, Perforaciones para estudio de suelos........................................................... 13

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LA GEO OLOGIA Y SU ALCAN NCE EN LA A INGENIE ERIA INTRODUC CCION La L ingeniería a civil y muc chos otros ca ampos de la as ciencias d desarrolladas por el hom mbre han sido s el produ ucto de la ap plicación de varios cono ocimientos e en temas de la física, la q química, la l matemátiica y el esttudio de los s fenómenoss de todo e elemento cu uanto nos rodea, la Geología G re esulta ser un na valiosa herramienta h para comprrender el co omportamien nto de la tierra, t los elementos e que q la cubrren y la intteracción en ntre las estructuras arrtificiales creadas c porr el hombre para p su com modidad y de esarrollo de los pueblos,, la geología a no solo nos n da pista as del origen n de las cos sas que a m menudo vemo os como normales y qu ue hacen parte p de nue estro entorn no, enfocada a hacia la In ngeniería la Geología no os da pauta as claves para p optimiz zar los proc cesos de construcción c ación de , prevención de desasstres, mitiga afectaciones a s a comunid dades en zo onas de rie esgo, búsqueda de solu uciones parra temas relacionados r s con estabilidad del te erreno, mane ejo de los m materiales na ativos de un na zona, uso u sostenible de ma aterial minero, análisiss de temass sismológiccos, planea ación de asentamient a tos humanos entre otra as aplicacion nes más. A continuació ón veremos algunos de d los aspec ctos y campo os de aplica ación de la G Geología.

1. OBJET TIVOS

1.1.

Obje etivo Gene eral Conocer los aspectos a en los que la Geolog gía se vue elve crucia al en el desa arrollo de la Ingenie ería civil, para enten nder sus aplicacione es y la impo ortancia de actualizars se en esta m materia.

1.2.

Obje etivos espe ecíficos 

Conocer C terrminología relacionada r a con la Ge eología.



Lograr L una nota sign nificativa e n esta acttividad com mo requisitto para aprobación a de la materia Geologíía cursada actualmentte en la ESING.



Id dentificar lo os campos de aplicació eología en la Ingeniería Civil. ón de la Ge

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2. 2 LA GEO OLOGÍA La Geología G es s la ciencia que estudiia la Tierra. Ella agrup pa y utiliza un gran núm mero de lín neas de investigació ón, tales ccomo: geo ología econ nómica, estra atigrafía, pe etrología, geología am mbiental, etcc. La actividad a de el geólogo consiste, p principalmente, en rea alizar estud dios con énfa asis en la búsqueda b y evaluació n de recurrsos minera ales, hídrico os o de combustibles fósiles f (carrbón, petró óleo), así ccomo tamb bién al aná álisis de suelos para fundaciones de obras d de ingeniería. Tambié én se dese empeña como investigador de los fenóm menos naturales (co omo tembllores y erup pciones volc cánicas) y en e la evaluación del im mpacto am mbiental. El nombre Geología parec ce no haber sido utilizado hastta el final del siglo X XVIII, la palabra se derriva del griego geo q que significca tierra y logos que es una espe ecie de disc curso, de por p si el nom mbre es mu uy descripttivo. Hasta tanto la Geología fue re econocida como c una rrama de la a investigacción científicca, esta se desarrolló d rápidamente e y antes q que mucho os años pasaran el grrado de sus alcances lle egó a ser apreciado. a

Los primeros trrabajadores s en este ccampo fuerron principa almente ing gleses e italia anos, pero o otros europeos má ás tarde hicieron sus contribuciones espe eciales para a el avance e, J.G. Leh hmann, un alemán quien murió e en 1767 fue el e primero entre e muchos otros sin n menor im mportancia.

3. 3 LA GEO OLOGÍA APLICADA A A LA INGE ENIERÍA CIIVIL Una serie de conceptos geológico os relaciona ados con el ejercicio o de la h integra ado para a aplicarlos e en diversoss desafíos que se ingeniería se han sentan en proyectos p de d construccción, por ejemplo en n la repara ación de pres estru ucturas, análisis de co ondiciones del terreno o para evalu uar la viabillidad de obra as, estudios s y todo lo o relaciona ado con la a materializzación de diseños enca aminadas a estabiliza ar o mejora ar taludes, ccauces, terrraplenes, ttúneles,

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deslizamientos, fallas, hun ndimientos , mantenim miento y mo onitoreo de cauces fluvia ales, cuenc cas marítim mas, explota ación minerra y riesgoss sísmicos. La geología g fue e originalme ente una ci encia desccriptiva, el g geólogo estudia las roca as en el te erreno y re ecopila los resultadoss poniendo o bajo prue eba los mate eriales de la a región pa ara hacer un na investiga ación y así después d de hacer las observacion o nes pertinentes de loss anteceden ntes geológ gicos estruccturales e his stóricos de las rocas encontradas e s. Las muestras se ponen n bajo aná álisis micrroscópicos de labora atorio y pués se re ealiza pruebas con q químicos pa ara ver su u reacción, lo que desp resu ulta en la ide entificación n de los min nerales que e componen las muesstras, en los estudios se s analiza también ttemas bioló ógicos dad do que ca apas de form mación de la a tierra se relacionan r con la fosilización de seres vivo os como anim males y plan ntas. Dado que con el pasar de los tiemp pos el hom mbre ha logrado categorizar y clasiificar la ma ayoría de lo os estratos presentes en la corte eza terrestre e, estos regis stros se ha an docume entado y e están al alcance de muchos ussuarios, princ cipalmente los que trrabajan en ramas de la ingeniería de suelos y la geología. Es in nevitable id dentificar aq quellas obrras civiles q que requierren para su u diseño y ejecución de e estudios geológico os como re equisito y garantía a ante los anos de con ntrol para lo os respectiivos permissos y/o lice encias, por esto es órga impo ortante tene er conocim mientos geo ológicos y ccontar con buenos assesores en el e tema para tener los criterios s uficientes p para toma de decision nes que pued den benefic ciar o afec ctar negativvamente a comunidad des entera as si no hay un buen us so de las té écnicas inge enieriles.

Hay varios asp pectos de la a geología que juegan n un papel importante e en las área as dela inge eniería:

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3.1. 3

Cimentaciones s Se denomina cimentació ón al conju unto de ellementos e estructurale es cuya misió ón es trans smitir las cargas c de lla edificación o elementos apoyyados a este al suelo distribuyé éndolas de e forma qu ue no sup peren su presión adm misible ni produzcan cargas c zon nales. Debiido a que la resisten ncia del suelo es, generralmente, menor m que la de los piilares o muros que soportará, ación será p proporciona almente el árrea de conttacto entre el suelo y la cimenta más grande qu ue los eleme entos sopo ortados (exccepto en su uelos rocossos muy cohe erentes). La cimentació c n es impo ortante porrque es e el grupo de elementtos que sopo ortan a la superestruc s ctura. Hay q que prestarr especial a atención ya a que la estabilidad de la construc cción depen nde en gran n medida d del tipo de tterreno. Las Cimentacio ones son la as bases qu ue sirven d de sustenta ación al edifficio; se calcu ulan y proy yectan tenie endo en co onsideració ón varios fa actores tale es como la co omposición n y resisten ncia del terrreno, las ccargas pro opias del ed dificio y otras s cargas que inciden, tales com mo el efecto o del vientto o el pesso de la nieve sobre las s superficies s expuestass a los mismos.

3.2. 3

Talu udes Talu ud, o "Ped drero" es el término o que se utiliza para designa ar a la acum mulación de e fragmento os de roca partida en la base de e paredes d de roca, acan ntilados de montañas, o cuencass de valles. Estos dep pósitos típiccamente pose een una forrma cóncav va hacia arrriba, mientrras que la m máxima incclinación de tales t depós sitos corresponde al ángulo de e reposo ccorrespondiente al tama año promed dio de las ro ocas que lo o componen.

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Figura 1, Talud

Un talud es una u porción de tierra a elevada, de dimen nsiones va ariables, eralmente rematando o por un a cuneta y caracterizado por una gene vege etación

es specifica.

Puede

b bordear

un

camino o,

abierto

como

cons secuencia del d paso de e animales y hombress; en este ccaso, se co onstruye con el tiempo. Pero tamb bién puede e ser fruto d de una con nstrucción artificial con tierra o piedra; en este caso, se trata de un na arquitecttura concien nzuda y sabia, que rem monta a una a época lej ejana en el tiempo. Se e conoce ccomo el nom mbre genérico de taludes cualqu uier superfiicie inclinad das respeccto a la horiz zontal que hayan de adoptar pe ermanentemente las masas de tierras. Son las obras, normalme ente de tierrra, que se construyen en ambo os lados de la as vías (tan nto en exca avaciones como en te erraplén) con una incclinación tal que q garantticen la es stabilidad d de la obra a. Se denomina talu ud a la supe erficie que delimita d la explanación e n lateralme ente.

3.3. 3

Pres sas En ingeniería se s denomin na presa o represa a un muro g grueso de p piedra u c hormigón; material suelto o granular, que se co onstruye otro material, como avés de un río, arroyo o canal pa ara almacenar el agua a y elevar ssu nivel, a tra con el fin de regular r el caudal, c para su apro ovechamien nto en el riego de terre enos, en el e abasteciimiento de e poblacion nes o en la produccción de enerrgía mecán nica. La ene ergía mecá ánica puede e aprovech harse directtamente

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como en los molinos m (ac ctualmente en desuso o) o de forrma indireccta para prod ducir energíía eléctrica como en la as centraless hidroeléctricas.

Fig gura 2, Presa de concreto

3.4. 3

Esco olleras

Construcción hecha h con grandes rocas o bloques de cemento que se ntar una esspecie de m muro o rom mpeolas arrojjan al fondo del mar hasta levan que sirve de protección p contra c la a acción del mar, las piedras echadas al fond do del agua y márgene es para form mar diques y para su d defensa.

Figura 3, Es scollera frente a playas de Ca artagena

3.5. 3

Túneles Un túnel t es una obra su ubterránea de caráctter lineal q que comunica dos punttos para el e transporrte de perssonas o m materiales. Normalme ente es artificial.

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Un túnel t puede e servir para peatoness o ciclistass, aunque g generalmen nte sirve para a dar paso al tráfico, para p vehícu ulos de mottor, para fe errocarril o para un cana al. Algunos s son acue eductos, co onstruidos para el tra ansporte d de agua (para a

consum mo,

para

aprovech hamiento

hidroeléctrrico

o

p para

el

sane eamiento).

Figura 4, T Túneles

Tam mbién hay túneles diseñados p para serviccios de telecomunica aciones. Inclu uso existen n túneles para el pa aso de cie ertas especcies de an nimales. Algu unos conec ctan zonas en conflict o o tienen carácter e estratégico, ya que sirve en como reffugio como o la montaña a Cheyenn ne. En las l grande es ciudades s el transp porte se re ealiza med diante una red de túne eles donde se mueve el e metro. La a posibilida ad de soterrrar ahorra espacio e impide el cruc ce al mismo o nivel del ttren con loss peatones o los vehícculos. Los túneles ge eneralmente e sirven pa ara el paso o de tráfico, para vehíículos a moto or; algunos s son acued ductos consstruidos pa ara circulacción de agu ua (para cons sumo, para a aprovech hamiento h hidroeléctricco o para el saneam miento). Tam mbién existe en túneles diseñados d p para servicios de teleccomunicaciones.

3.6. 3

Terrraplenes En ingeniería civil c se den nomina terrraplén a la tierra con que se rellena un terre eno para le evantar su nivel y form mar un plano de apoyyo adecuad do para hace er una obra a, por ejemp plo: las parttes de un te erraplén de e carretera sson 2

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

Coronación: es la cap pa superior al terraplén, sobre la que se poya el firrme, con u un espesor mínimo de 2 tong gadas y ap siempre ma ayor de 50 0 cm. En esta parte e se dispo one los mejores m sue elos del ter raplén, es decir, aque ellos que n no sean plásticos o tiendan a re esquebrajarrse o a asentarse. En España la a normativa impone la s características en fu unción del número de e vehículos s que circule en por la víía.



Núcleo: es la parte d del relleno tipo terraplén comp prendida en ntre el cimie ento y la co oronación.



el relleno ttipo terraplé Es spaldón: es e la parte exterior de én que, oc casionalme ente formará á parte de los taludess del mismo o. No se co onsideran parte p del e espaldón lo os revestim mientos sin función es structural en el rellleno entre e los que e se con nsideran plantaciones s,

cubierta as

de

tie erra

vege etal,

prote ecciones

an ntierosión, etc. e 

Cimiento: es la parte iinferior del terraplén e en contacto o con la uperficie de e apoyo. S Su espesorr será com mo mínimo de 1.0 su metros. m

4. 4 LA GEO OLOGÍA Y LA GEOTE ECNIA

La geologíía y la inge eniería han n ayudado a desarro ollar otras prácticas ccomo la geotecnia g que es un na gran he erramienta para dar solución a los efecctos del movimiento m o tectónico, sísmico y afectacione es causada as por la din námica terrrestre. La Ingenie ería geotécnica es la rama de la Ingenierría civil qu ue se enca arga del estudio e de las propied dades mecá ánicas, hid ráulicas e iingenieriless de los ma ateriales proveniente p es de la Tie erra, aplicad das a las ob bras de Ing geniería Civvil. 11

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Los ingenieros geoté écnicos inv vestigan el suelo y las rocas por debajo o de la superficie s para deterrminar sus propiedad des y dise eñar las cim mentacione es para estructuras e s tales com mo edificio os, puentess, centraless hidroelécctricas, esttabilizar taludes, t construir túne eles y carre eteras, entre e otros.

5. 5 ESTUD DIO DE SUE ELOS Los estudios de sue elos están estrecham mente ligad dos al con nocimiento de los materiales m existentes s en un lu ugar y a los indicio os geológiccos de una zona geográfica, g a partir de los suce esos positivvos y nega ativos ocurrridos con d diversas construccio c ones y estru ucturas natturales exisstentes, se ha descubiierto que assí como cada c mate erial tiene sus caractterísticas ffísicas y químicas, ta ambién se e puede aplicar a todo os estos conocimienttos ya sea para defin nir si es factible consstruir un proyecto, p si s es viable que continúe funciona ando con seguridad para sus usu uarios y en e dado caso c se pu uede dar opciones o pa ara mejora ar las cond diciones de el suelo evitando e as sí prescindir de los ele ementos exxistentes en n una construcción. Los estudio os de suellos tienen varias insttancias com mo la toma a de muesstras, el reconocimi r ento de las s formacion nes geológ gicas para a análisis de los materiiales, la clasificació c n de los minerales m y químicos p presentes e en las mue estras, los ccálculos matemático m os para detterminación n de insumo os, capas d de materialles por adiccionar a una u estructtura, profun ndidad de construcció c ón óptima p para cimenttaciones, p pilotajes, fundacione f s y much hos más cálculos q que permitten conse eguir los m mejores resultados r en una con nstrucción. Un estudio de suelos permite da ar a conocer las caractterísticas fíísicas y mecánicas del d suelo, es e decir la composició ón de los e elementos e en las capa as de profu undidad, así a como el tipo de e cimentación más a acorde con n la obra a construiir y los asentamien a ntos de la estructura e en e relación al peso que e va a sopo ortar.1

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Esta investtigación que hace parrte de la in ngeniería civil es clave e en la rea alización de d una ob bra para determinar d si el terrreno es a apto para llevar a ccabo la construcció c ón de un inm mueble u otro tipo de intervenció ón.

Figura 5, Perforaciones p ara estudio de e suelos

6. 6 CONCL LUSIONES S 

Para a poder ha acer una obra de in ngeniería ccon la callidad y se eguridad sufic ciente que garantice su s estabilid dad, es neccesario con nocer los aspectos geológicos del suelo para tomar las d decisiones correctas.



La Geología G ha ace parte fu undamentall del ejerciccio de la ing geniería



La geología g de e hoy no solo s se de edica a mo ostrar los h hallazgos a antiguos acerrca de la fo ormación de e la tierra y sus partes, también vive en co onstante actualización para p aporta ar a las d demás cien ncias que se basan en sus desc cubrimiento os.

7. 7 BIBLIO OGRAFIA 

aído de Inte ernet, Onlin ne, consulta ado el 22 de e Agosto de e 2015 Geología, Extra en: http://www.colegiodeg geologos.cll/queeslage eologia.htm ml



Handbook of Geology G in Civil C Engine eering, Mc G Graw- Hill E Extraído de e Interrnet, Online e, consultad do el 22 de Agosto de 2015 en: http:://www.engr.usask.ca//classes/GE EOE/218/no otes/scan1.pdf 13

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

Geología cimen ntaciones, Extraído E de e Internet, O Online, consultado el 2 22 de Agos sto de 2015 5.” en: http:://www.consstrumatica..com/



Cime entación, Extraído E de Internet, O Online, conssultado el 22 de Agostto de 2015 5.” en: https s://es.wikipe edia.org/wi ki/Cimentaci%C3%B3 3n

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Talu udes, Extraíído de Interrnet, Online e, consultad do el 22 de Agosto de 2015.” en: https://es.sc h cribd.com/

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Talu ud, Geología a, Extraído de Interne et, Online, cconsultado e el 22 de Ag gosto de 2015.” 2 en: https://es.wi h g/wiki/Talud d_(geolog% %C3%ADa) kipedia.org



Pres sa, Extraído o de Interne et, Online, cconsultado el 22 de Ag gosto de 20 015.” en: http://fotos. h lahora.com m.ec/cache/a a/a0/a06/a0 061/persistten-reclamo os-porgriettas-en-talud des--20111212081316 6a061 152c00a67b7b69dc18 8883a38c62 2fe.jpg



Pres sa, Extraído o de Interne et, Online, cconsultado el 22 de Ag gosto de 20 015.” en: http://i.ytimg h g.com/vi/Ju uC3px2S0_ _o/maxresdefault.jpg



Esco ollera, Extra aído de Inte ernet, Onlin ne, consulta ado el 23 de e Agosto de e 2015 5.” en: http:://es.thefree edictionary..com/escollleras



Esco ollera, Extra aído de Inte ernet, Onlin ne, consulta ado el 23 de e Agosto de e 2015 5.” en: http:://www.jaim meborda.com m/fotosgale eria/g/panoramica09.jp pg



Túne el, Extraído o de Interne et, Online, cconsultado el 23 de Ag gosto de 20 015.” en: https://es.w h wikipedia.org g/wiki/T%C C3%BAnel

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Túne el, Extraído o de Interne et, Online, cconsultado el 23 de Ag gosto de 20 015.” en: http://img.lo h oquenosabias.com/top ps10/2011/0 07/01/los-10-tuneles-m maslargo os5.jpg

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Túne el, Extraído o de Interne et, Online, cconsultado el 23 de Ag gosto de 20 015.” en: https://encry h yptedtbn2 2.gstatic.com m/images?q q=tbn:ANd9 9GcT4lRDG GDT6PL9_ _YTrklrsqlA AE1Jg9y0y y5qkv15tTC CDHp1t498N N

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Terraplén, Extraído de Inte ernet, Onlin ne, consulta ado el 23 d de Agosto d de 2015 5.” en: https s://es.wikipe edia.org/wi ki/Terrapl% %C3%A9n

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Terraplén, Extraído de Inte ernet, Onlin ne, consulta ado el 23 d de Agosto de 2015 5.” en: http://i.ytimg.co om/vi/qpifk4 4SvSeU/hqd default.jpg

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