SEMANA I: INTRODUCCION A LA GEOLOGIA
Introducción
En este trabajo que eh
realizado voy hablar respecto a la importancia de la geología en el
campo de la ingeniería civil, así como mencionare ejemplos prácticos de
la aplicación del conocimiento geológico aplicados a la ingeniería
civil.
Estas definiciones son
medios de ayuda y conocimiento para la ingeniería civil, como ciencia al
servicio de los hombre y el progreso a favor de esta, así como materia
de esta clase para el conocimiento para la rama de la ingeniería
Historia
El estudio de la materia física de la Tierra se remonta a la Grecia antigua, cuando Teofrasto (372-287 aC)
escribió la obra Peri lithon (Sobre las piedras). En la época romana,
Plinio el Viejo escribió en detalle de los muchos minerales y metales
que se utilizan en la práctica, y señaló correctamente el origen del
ámbar.
Algunos estudiosos modernos, como
Fielding H. Garrison, son de la opinión de que la geología moderna
comenzó en el mundo islámico medieval. Abu al-Rayhan al-Biruni
(973-1048) fue uno de los primeros geólogos musulmanes, cuyos trabajos
incluían los primeros escritos sobre la geología de la India,
la hipótesis de que el subcontinente indio fue una vez un mar. El
erudito islámico Avicena (981-1037) propuso una explicación detallada de
la formación de montañas, el origen de los terremotos, y otros temas
centrales de la geología moderna, que proporcionan una base esencial
para el posterior desarrollo de esta ciencia. En China, el erudito Shen
Kuo (1031-1095) formuló una hipótesis para el proceso de formación de la Tierra,
basado en su observación de las conchas de los animales fósiles en un
estrato geológico en una montaña a cientos de kilómetros del mar, logró
inferir de que la Tierra se formó por la erosión de las montañas y por la deposición de sedimentos.
A Nicolás Steno (1638-1686) se
le atribuye el Principio de la superposición de estratos, el principio
de la horizontalidad original, y el principio de la continuidad lateral:
tres principios que definen la estratigrafía.
La palabra "Geología" fue utilizada
por primera vez por Jean-André Deluc en 1778 e introducida como un
término establecido por Horace-Bénédict de Saussure en 1779.
William Smith (1769-1839) dibujó
algunos de los primeros mapas geológicos y comenzó el proceso de
ordenar cronológicamente los estratos rocosos mediante el estudio de los
fósiles contenidos en ellos.
James Hutton es a menudo visto como el primer geólogo moderno. En 1785 presentó un documento titulado "Teoría de la Tierra para la Sociedad Real de Edimburgo". En su ponencia, explicó su teoría de que la Tierra debía
de ser mucho más antigua de lo que se suponía, con el fin de permitir
el tiempo suficiente para que las montañas puedan haber sido erosionadas
y para que los sedimentos logren formar nuevas rocas en el fondo del
mar, y estos a su vez afloren a la superficie para poder convertirse en
tierra seca. Hutton publicó una versión de dos volúmenes de sus ideas en
1795.
Los seguidores de Hutton fueron
conocidos como plutonistas porque creían que algunas rocas se formaron
por volcanismo, que es la deposición de lava de los volcanes, a
diferencia de la neptunistas, quienes creían que todas las rocas se
habían formado en el interior de un gran océano cuyo nivel disminuyó
gradualmente con el tiempo.
Charles Lyell publicó
su famoso libro Principios de geología en 1830. El libro, que influyó
en el pensamiento de Charles Darwin, promovió con éxito la doctrina
deluniformismo. Esta teoría afirma que los procesos geológicos que han
ocurrido a lo largo de la historia de la Tierra,
aún se están produciendo en la actualidad. Por el contrario, el
catastrofismo es la teoría que indica que las características de la Tierra se
formaron en diferentes eventos individuales, catastróficos, y que la
tierra se mantuvo sin cambios a partir de entonces. Aunque Hutton creyó
en el uniformismo, la idea no fue ampliamente aceptada en el momento.
Gran parte de la geología del siglo XIX giró en torno a la cuestión de la edad exacta de la Tierra. Las estimaciones
variaban enormemente de unos pocos cientos de miles, a miles de
millones de años. En el siglo XX, la datación radiométrica permitió que
la edad de la Tierra se
estimase en aproximadamente dos mil millones de años. La conciencia de
esta enorme cantidad de tiempo abrió la puerta a nuevas teorías sobre
los procesos que dieron forma al planeta. Hoy en día se sabe que la Tierra tiene aproximadamente 4500 millones de años.
Los avances más importantes en la geología del siglo XX han sido el desarrollo de la teoría de la Tectónica de
placas en la década de 1960, y el refinamiento de las estimaciones de
la edad del planeta. La teoría de la tectónica de placas surgió a partir
de dos observaciones geológicas por separado: La expansión del fondo
oceánico y la deriva continental. La teoría revolucionó completamente
las ciencias de la Tierra.
Tiempo Geológico
La escala del tiempo geológico abarca toda la historia de la Tierra. Se encuentra
enmarcada a lo largo de aproximadamente 4.567 Ga (Gigaannum, mil
millones de años), en que se dataron los primeros materiales
acrecionados del sistema solar, dando la edad de la tierra en 4.54 Ga,
al comienzo del Eon Hadeico (no oficialmente reconocido). Al final de la
escala, se toma el día presente incluido en el Cuaternario Holoceno.
Que es la Geología...?
L
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a geología (del griego γῆ /guê/, ‘Tierra’, y -λογία /-loguía/,
‘tratado’) es la ciencia que estudia la composición y estructura
interna de la Tierra, y los procesos por los cuales ha ido evolucionando
a lo largo del tiempo geológico.
En realidad, la Geología comprende un conjunto de "ciencias geológicas", así conocidas actualmente
desde el punto de vista de su pedagogía, desarrollo y aplicación
profesional. Ofrece testimonios esenciales para comprender la Tectónica
de placas, la historia de la vida a través de la Paleontología, y cómo
fue la evolución de ésta, además de los climas del pasado. En la
actualidad la geología tiene una importancia fundamental en la
exploración de yacimientos minerales (Minería) y de hidrocarburos
(Petróleo y Gas Natural), y la evaluación de recursos hídricos
subterráneos (Hidrogeología). También tiene importancia fundamental en
la prevención y entendimiento de desastres naturales como remoción de
masas en general, terremotos, tsunamis, erupciones volcánicas, entre
otros. Aporta conocimientos clave en la solución de problemas de
contaminación medioambiental, y provee información sobre los cambios
climáticos del pasado. Juega también un rol importante en la Geotecnia y
la Ingeniería Civil. También se trata de una disciplina académica con
importantes ramas de investigación. Por extensión, han surgido nuevas
ramas del estudio del resto de los cuerpos y materia del sistema solar
(astrogeología o geología planetaria).
Disciplinas de la geología
Actualmente la Geología comprende
distintas ciencias o disciplinas, que configuran los planes formativos
educativos universitarios o profesionales. Estas pueden estructurarse en
los siguientes:
Cristalografía
La cristalografía es la ciencia geológica que se dedica al estudio científico de los cristales, definidos como "sólidos con una estructura interna formada por átomos, iones o moléculas ordenados periódicamente".
Para ello, es necesario conocer, por un lado, la estructura que
presentan las partículas constituyentes del cristal; y por otro lado, es
importante determinar su composición química.Los estudios de la
estructura se apoyan fuertemente en el análisis de los patrones
de difracción que surgen de una muestra cristalina al irradiarla con un
haz de rayos X, neutrones o electrones. La estructura cristalina también
puede ser estudiada por medio de microscopía electrónica.
Espeleología
La espeleología, es una ciencia que
estudia la morfología y formaciones geológicas (espeleotemas) de las
cavidades naturales del subsuelo. En ella se investigan, cartografían y
catalogan todo tipo de descubrimientos en cuevas. Forma parte de la Geomorfología y sirve de apoyo a la Hidrogeología (Geodinámica
externa). Suele ser considerada actualmente más bien un deporte, como
anunciaba Noel Llopis Lladó en 1954, que la auténtica espeleología
peligraba ya que existía un "confusionismo" entre el deporte
(Espeleismo) y la ciencia (Espeleología).
Estratigrafía
La estratigrafía es la rama de la
geología que trata del estudio e interpretación de las rocas
sedimentarias estratificadas, y de su identificación, descripción,
secuencia, tanto vertical como horizontal; cartografía y correlación de
las unidades estratificadas de rocas.
Geología del petróleo
En la geología del petróleo se
combinan diversos métodos o técnicas exploratorias para seleccionar las
mejores oportunidades o “plays” para
encontrar hidrocarburos (petróleo y gas).
Geología económica
La geología económica se encarga del
estudio de las rocas con el fin de encontrar depósitos minerales que
puedan ser explotados por el hombre con un beneficio práctico o
económico. La explotación de estos recursos es conocida como minería.
Geología estructural
La geología estructural es la rama de
la geología que se dedica a estudiar la corteza terrestre, sus
estructuras y su relación en las rocas que las contienen. Estudia la
geometría de las formaciones rocosas y la posición en que aparecen en
superficie. Interpreta y entiende el comportamiento de la corteza
terrestre ante los esfuerzos tectónicos y su relación espacial,
determinando la deformación que se produce, y la geometría
subsuperficial de estas estructuras.
Gemología
La gemología es en sentido amplio una
rama de la mineralogía que se dedica específicamente al estudio
identificación, análisis y evaluación de las piedras preciosas
o gemas. Una tarea central de la gemología es poner a disposición
métodos y procedimientos rigurosos que permitan distinguir las gemas
naturales de sus imitaciones y versiones sintéticas. Entre estos
procedimientos se cuentan las mediciones realizadas con distintos
instrumentos y aparatos (por ejemplo, mediciones cristalográficas y
fotométricas, microscopía, espectroscopía, análisis de difracción por
rayos x, etc). Debido al valor de las piezas estudiadas, prescinde de
aquellos métodos mineralógicos que requieren de la extracción de
muestras y utiliza solo aquellos procedimientos que las conservan
intactas.
Geología histórica
La geología histórica es la rama de la geología que estudia las transformaciones que ha sufrido la Tierra desde
su formación, hace unos 4.540 millones de años,hasta el presente. Para
establecer un marco temporal absoluto, los geólogos han desarrollado
una cronología a escala planetaria dividida
en eones, eras, periodos,épocas y edades, vinculada a su vez con una
escala relativa, dividida
en eonotemas, eratemas, sistemas, series y pisos que se corresponden uno
a uno con los anteriores. Estas escalas se basan en los grandes eventos
biológicos y geológicos.
Geología planetaria
La astrogeología, también llamada
geología planetaria o exogeología, es una disciplina científica que
trata de la geología de los cuerpos celestes (planetas y
sussatélites, asteroides, cometas y meteoritos).
Geología regional
La geología regional es una rama de las ciencias geológicas que se ocupa
de la configuración geológica de cada continente, país, región o de
zonas determinadas de la Tierra.
Geomorfología
La Geomorfología tiene por objeto la
descripción y la explicación del relieve terrestre, continental y
marino, como resultado de la interferencia de los agentes atmosféricos
sobre la superficie terrestre. Se puede subdividir, a su vez, en tres
vertientes: G. Estructural que trata de la caracterización y génesis de
las “formas del relieve”, como unidades de estudio. La G. Dinámica,
sobre la caracterización y explicación de los procesos de erosión y
meteorización por los principales agentes (gravedad y agua). Y la G. Climática, sobre la influencia del clima sobre la morfogénesis (dominios morfoclimáticos).
Geoquímica
La geoquímica es la rama de la geología que estudia la composición y el comportamiento químico de la Tierra,
determinando la abundancia absoluta y relativa de los elementos
químicos, distribución y migración de los elementos entre las diferentes
partes que conforman la Tierra (hidrosfera, atmósfera, biosfera y litosfera)
utilizando como principales muestras minerales y rocas componentes de
lacorteza terrestre, intentando determinar las leyes o principios en las
cuales se basa tal distribución y migración.
En 1923 el químico V.W Goldschmidth
clasificó los elementos químicos en función a su historia geológica de
la siguiente forma: «atmósfilos» que forman la atmósfera como son los
gases, «calcófilos» como son las arenas y cristales (silicatos y
carbonatos), «litófilos» corteza son sencillos como sulfuros, y
«siderófilos» que son metales que se conservan puros.
Geofísica
La geofísica estudia la Tierra desde
el punto de vista de la física y su objeto de estudio está formado por
todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e
historia evolutiva de la Tierra. Al ser
una disciplina experimental, usa para su estudio métodos cuantitativos
físicos como la física de reflexión yrefracción, y una serie de métodos
basados en la medida de la gravedad, de campos electromagnéticos,
magnéticos o eléctricos y de fenómenos radiactivos. En algunos casos
dichos métodos aprovechan campos o fenómenos naturales
(gravedad, magnetismo terrestre, mareas, terremotos, tsunamis, etc.) y
en otros son inducidos por el hombre (campos eléctricos y fenómenos
sísmicos).
Hidrogeología
La hidrogeología es una rama de las
ciencias geológicas que estudia las aguas subterráneas en lo relacionado
con su origen, su circulación, sus condicionamientos geológicos, su
interacción con los suelos, rocas y humedales (freatogénicos);
su estado (líquido, sólido y gaseoso) y propiedades (físicas, químicas,
bacteriológicas y radiactivas) y su captación.
Mineralogía
La mineralogía es la rama de la
geología que estudia las propiedades físicas y químicas de los minerales
que se encuentran en el planeta en sus diferentes estados de
agregación.
Por mineral se entiende una materia de
origen inorgánico, que presenta una composición química definida
además, generalmente, por una estructura cristalográfica (minerales
cristales, de lo contrario son llamados minerales amorfos) y que suele
presentarse en estado sólido y cristalino a la temperatura media de la Tierra, aunque algunos, como el agua y el mercurio, se presentan en estado líquido.
Paleontología
La Paleontología es la ciencia que estudia e interpreta el pasado de la vida sobre la Tierraa
través de los fósiles. Parte de sus fundamentos y métodos son
compartidos con la Biología. Se subdivide
en Paleobiología, Tafonomía y Biocronología y aporta información
necesaria a otras disciplinas —estudio de la evolución de los seres
vivos, bioestratigrafía, paleogeografía o paleoclimatología, entre
otras.
Petrología
La petrología es ciencia geológica que consiste en el estudio de las
propiedades físicas, químicas, minerológicas, espaciales y cronológicas
de las asociaciones rocosas y de los procesos responsables de su
formación. La petrografía, disciplina relacionada, trata de la
descripción y las características de las rocas cristalinas determinadas
por examen microscópico con luz polarizada.
Sedimentología
La sedimentología es la rama de la geología que se encarga de estudiar
los procesos de formación, transporte y depósito de materiales que se
acumulan como sedimentos en ambientes continentales y marinos y que
normalmente forman rocas sedimentarias. Trata de interpretar y
reconstruir los ambientes sedimentarios del pasado. Se encuentra
estrechamente ligada a la estratigrafía, si bien su propósito es el de
interpretar los procesos y ambientes de formación de las rocas
sedimentarias y no el de describirlas como en el caso de aquella.
Sismología
La sismología es la rama de la
geofísica que se encarga del estudio de terremotos y la propagación de
las ondas elásticas (sísmicas), que estos generan, por el interior y la
superficie de la Tierra. Un fenómeno
que también es de interés es el proceso de ruptura de rocas, ya que
este es causante de la liberación de ondas sísmicas. La sismología
también incluye el estudio de las marejadas asociadas (maremotos o tsunamis) y los movimientos sísmicos previos a erupciones volcánicas.
Vulcanología
La vulcanología es el estudio de los
volcanes, la lava, el magma y otros fenómenos geológicos relacionados.
El término vulcanología viene de la palabra latina Vulcānus, Vulcano, el
dios romano del fuego. Un volcanólogo es un estudioso de este campo.
Los volcanólogos visitan los volcanes, en especial los que están
activos, para observar las erupciones volcánicas, recoger restos
volcánicos como el tephra (ceniza o piedra pómez), rocas y muestras de
lava. Una vía de investigación mayoritaria es la predicción de las
erupciones; actualmente no hay manera de realizar dichas predicciones,
pero prever los volcanes, al igual que prever los terremotos, puede
llegar a salvar muchas vidas.
Procesos Endógenos y Exógenos
PROCESOS ENDOGENOS
Producen diafrofismos, lo que se interpreta como la deformación de las rocas de la corteza terrestre por fuerzas internas. Estos se clasifican en:
Los movimientos endógenos se pueden clasificar en vulcanismo y téctonismo
PROCESOS EXOGENOS
Estos no ejercen presión
alguna en el magma pero sí hace que el relieve terrestre tenga algunas
transformaciones por algunos agentes los cuales son producidos por
procesos de erosión que es la destrucción de los suelos y rocas de la
tierra, sedimentación que es el materia solido transportado y luego
depositado en un lugar y la meteorización que es la descomposición y
desintegración de la roca.
Importancia De La Geología EnLa 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 mas geología en el
campo y en la práctica 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.
Ø Conocimiento sistematizado de los materiales.
Ø Los
problemas de cimentación son esencialmente geológico. Los edificios,
puentes, presas, y otras construcciones, se establecen sobre algún
material natural.
Ø Las excavaciones se pueden planear y dirigir más inteligentemente y realizarse con mayor seguridad.
Ø 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.
Ø 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.
Ø La
capacidad para leer e interpretar informes geológico, mapas, planos
geológicos y topográficos y fotografía, es de gran utilidad para la
planeación de muchas obras.
Ø La capacitación para reconocer la naturaleza de los problemas geológicos.
Conclusión
En este trabajo que he
investigado sobre distintos conceptos referente ala importancia de la
geología en la ingeniería de la geología en la ingeniería civil, he
visto gran importancia que esta tiene en la ingeniería civil y su
evolución a través de los años y los distintos avances a través de los
años.
Hemos visto la gran
importancia que tiene en especial en obras de reconocimiento del
terreno, para la futura construcción, por ejemplo, de carretera, también
su utilización en la construcción de grandes edificaciones como
puentes, presas, entre otras.
