martes, 1 de diciembre de 2015

PROCESOS KÁRSTICOS

PROCESOS KÁRSTICOS

El proceso se origina cuando el agua se filtra por las grietas y fisuras de los sustratos calizos. El agua, al reaccionar con el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera, se convierte en ácido carbónico. Este ácido es muy agresivo con la caliza, disolviendola con rapidez. El carbonato de calcio, es una sustancia prácticamente insoluble, se transforma en bicarbonato de calcio, que es unas 30 veces más soluble. Así el bicarbonato de calcio se disuelve en el agua u es introducido hacia el interior del macizo calizo. 







PAISAJE KÁRSTICO

- Se realiza en los macizos carbonados, formados en su mayor parte por rocas sedimentarias llamadas rocas carbonatadas de las que las calizas y dolomías son ejemplos.
- Al principio son compactadas e insolubles. Luego son atacados por el ácido carbónico que se forma, este ácido con la calcita forma bicarbonato que sí se disuelve con el agua.
- Este proceso se llama meteorización química. Se realiza en el interior de las rocas. Esto provoca con el paso del tiempo un modelado con formas típicas superficiales.


FUENTE DE FORMACIÓN DE ROCAS CALIZAS

Los suelos calizos de originaron fundamentalmente en el fondo marino, hace aproximadamente unos 570 millones de años con la aparición de los seres vivos en la era mesozoica. La caliza es de origen biogénico, es decir, que tiene su origen en los carbonatos provocados por la descomposición de los seres vivos. Todo ese material se fue depositando en los fondos marinos donde capa a capa se fue solidificando y fosilizando hasta constituir rocas calizas.



CONDICIONES PARA LA CARBONATACIÓN


La velocidad de carbonatación se incrementa con la temperatura. Sin embargo, la cantidad de dióxido de carbono que puede ser contenida en solución aumenta cuando desciende la temperatura, por lo que las altas concentraciones de ácido carbónico se dan en los suelos de las regiones frías.Debido a estos factores, y porque las calizas son las más comunes rocas solubles del planeta, la carbonatación es un proceso erosivo activo en casi todas las zonas climáticas.






CICLO GEOMORFOLÓGICO KÁRSTICO
El ciclo kárstico es el conjunto de fenómenos producidos por las aguas subterráneas. 
Su nombre procede de  la región de  Karst  en Yugoslavia que significa piedra.
Los karst se originan en varias fases:
a) Fase Erosiva: 
-   Se realiza por la disolución que produce el agua cargada de anhídrico carbónico, y que en superficie da                            
     lugar a los lapiazes y lenares
b) Fase Sedimentaria:
 -   Se produce debido a que las calizas no suelen ser rocas puras formadas por nel mineral calcita
 -   Las impurezas más frecuentes suelen ser arcilla, óxidos de hierro y sílice.
 -   Las impurezas resultantes de la descalcificación son llevadas en suspensión por el agua bicarbonatada, y  
      depositadas en las depresiones de las torcas, dolinas y polijes.
    
c) Fase clástica:
 -   La acción erosiva aumenta y se producen hundimientos en los techos de las cuevas y galerías.
 -   En esta fase es frecuente el afloramiento del agua subterránea formando manantiales.
d) Fase Litogénica:
 -   Aparecen en los suelos de las cuevas, concreciones de calizas llamadas calizas travertínicas, y se forman    
      en los techos y suelos las estalactitas y estalagmitas
 -   La calcita también precipita en el interior de las grietas y forma filoncillas de color blanca.
 -   Finalmente las aguas alcanzan la base del manto calizo donde se encuentran las rocas impermeables, que  
      constituyen un nivel de base final para el agua descendente.

semana 16

GEOLOGIA APLICADA A LA INGENIERIA CIVIL

La geología ayuda a ver cómo las condiciones geológicas afectan las actividades del Ingeniero y cómo pueden simplificar o complicar su trabajo. Para ello se establecen los siguientes objetivos específicos, que consisten en:

-  Conocer el funcionamiento global de la tierra a nivel de procesos internos (endógenos) y superficiales (exógenos) 
- Entender los procesos relacionados con la deformación dúctil y frágil de las rocas, que condicionan el comportamiento mecánico de los macizos rocosos 
-  Ser capaz de interpretar un mapa geológico sencillo y comprender su utilidad para la ubicación y el trazado de obras civiles 
-  Reconocer en campo y laboratorio los distintos tipos de rocas 
-  Conocer e interpretar en términos genéticos las principales formas del relieve y su importancia para la ordenación del territorio 
-  Entender la influencia del clima sobre el relieve y su control sobre los principales procesos geomorfológicos 
-  Conocer la importancia del agua en el modelado del relieve 


-  Ser capaz de evaluar la peligrosidad asociada a los procesos geológicos superficiales.



GEOTECNIA

La geotecnia se encarga del estudio de las propiedades mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los materiales provenientes de la Tierra. Los ingenieros geotécnicos investigan el suelo y las rocas por debajo de la superficie para determinar sus propiedades y diseñar las cimentaciones para estructuras tales como edificios, puentes, centrales hidroeléctricas, estabilizar taludes, construir túneles y carreteras, etc.
El ingeniero civil se enfrenta a una gran variedad de problemas, en los que el conocimiento de la geología es necesario. Algunos principios básicos de la geología son:
        Conocimiento sistematizados de los materiales.
        Los problemas de cimentación son esencialmente geológicos. Los edificios, puentes, presas, y otras construcciones, se establecen sobre algún material natural.
EN VIAS
La geología en obras 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.
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. Por ello la geología ayuda en este trabajo a conocer el terreno y poder hacer una buena cimentación.
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, pero si es necesario la geología en los cortes que se realizan para lograr las gradientes uniformes que demandan las autopistas modernas.

EN OBRAS HIDRAULICAS
Centrales hidroeléctricas subterráneas:
La idea de situar centrales hidroeléctricas o de bombeo subterráneas es casi tan conocida, que han dejado de ser novedad en el diseño; pero para llevar a cabo esta construcción es necesario conocer de geología y de los diversos métodos geológicos; ya que este trabajo tiene mucho que ver con el estudio de suelo y subsuelo.

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 los ingenieros civiles deben 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.
FUERZAS INTERNAS Y EXTERNAS
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).
ASPECTOS GEOLÓGICOS Y GEOTÉCNICOS A CONSIDERAR
Los estudios geológicos y geotécnicos deben considerar los siguientes aspectos para el diseño adecuado y construcción eficiente de carreteras:
a) En la conformación de terraplenes:
        Conformación con suelos apropiados.
        El material de los terraplenes tiende a consolidarse.
        Es necesaria la compactación enérgica y sistemática.
        Propiedades del terreno natural de cimentación.
        Estabilidad de taludes.
        Problemas de corrimientos o deslizamientos rotacionales.
        Zonas de capa freática somera.
b) En cortes o desmontes:
        Reconocimiento geotécnico adecuado.
        Estabilidad de taludes.
        Naturaleza de los materiales.
c) En explanadas:
        Es apoyo para el firme.
        El comportamiento del firme está ligado a las características resistentes de los suelos de la explanada.
        El firme protege a la explanada de los agentes atmosféricos.
        Capacidad soporte de la explanada adecuada.
        Los suelos de la explanada deben seleccionarse con criterios más estrictos que para el resto del terraplén.
d) Otros problemas geotécnicos:
        Zonas de turbas o de arcillas muy compresibles.
        Zonas de nivel freático muy superficial.
        Zonas de rocas alteradas.
        Erosiones y arrastres de materiales en laderas.
        Vados o zonas inundables.
        Carreteras en la proximidad de ríos y arroyos.
        Zonas de gran penetración de la helada.
        Fallas geológicas.

semana 15

ECURSOS 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
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.

- 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.

- 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.

Los principales recursos naturales no renovables son:
a.       los minerales
b.      los metales
c.       el petróleo
d.      el gas natural
e.       depósitos de aguas subterráneas.

 
Clasificación


Existen varios métodos de categorización de los recursos naturales; estos incluyen fuente de origen, etapa de desarrollo y por su renovabilidad. Sobre la base de origen, los recursos se pueden dividir en:

Bióticos, los que se obtienen de la biósfera (materia viva y orgánica), como las plantas y animales y sus productos. Los combustibles fósiles (carbón y petróleo) también se consideran recursos bióticos ya que derivan por descomposición y modificación de materia orgánica; y
Abióticos, los que no derivan de materia orgánica, como el suelo, el agua, el aire y minerales metálicos.
El Agua
El agua, al mismo tiempo que constituye el líquido más abundante en la Tierra, representa el recurso natural más importante y la base de toda forma de vida.
El agua puede ser considerada como un recurso renovable cuando se controla cuidadosamente su uso, tratamiento, liberación, circulación. De lo contrario es un recurso no renovable en una localidad determinada.
No es usual encontrar el agua pura en forma natural, aunque en el laboratorio puede llegar a obtenerse o separse en sus elementos constituyentes, que son el hidrógeno (H) y el oxígeno (O). Cada molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, unidos fuertemente en la forma H-O-H.
En nuestro planeta las aguas ocupan una alta proporción en relación con las tierras emergidas, y se presentan en diferentes formas:
  • mares y océanos, que contienen una alta concentración de sales y que llegan a cubrir un 71% de la superficie terrestre;
  • aguas superficiales, que comprenden ríos, lagunas y lagos;
  • aguas del subsuelo, también llamadas aguas subterráneas, por fluir por debajo de la superficie terrestre.
Aproximadamente 97% del agua del planeta es agua salina, en mares y océanos; apenas 3% del agua total es agua dulce (no salina) y de esa cantidad un poco más de dos terceras partes se encuentra congelada en los glaciares y casquetes helados en los polos y altas montañas.
Adaptación del gráfico presentado en las páginas del Servicio Geológico de Estados Unidos
Desde los mares, ríos, lagos, e incluso desde los seres vivos, se evapora agua constantemente hacia la atmósfera, hasta que llega un momento en que esa agua se precipita de nuevo hacia el suelo. De esta agua que cae, una parte se evapora, otra se escurre por la superficie del terreno hasta los ríos, lagos, lagunas y océanos, y el resto se infiltra en las capas de la tierra, y fluye también subterráneamente hacia ríos, lagos y océanos. Esta agua subterránea es la que utlizan los vegetales, los cuales la devuelven después de nuevo a la atmósfera.
Como observamos, al volver el agua a la atmósfera se completa un ciclo, que se denomina ciclo hidrológico o del agua.
De esta manera la naturaleza garantiza que el agua no se pierda y pueda volver siempre a ser utilizada por los seres vivos.
Importancia del agua para la vida. La vida en la Tierra ha dependido siempre del agua. Las investigaciones han revelado que la vida se originó en el agua, y que los grupos zoológicos que han evolucionado hacia una existencia terrestre, siguen manteniendo dentro de ellos su propio medio acuático, encerrado, y protegido contra la evaporación excesiva.
El agua constituye más del 80% del cuerpo de la mayoría de los organismos, e interviene en la mayor parte de los procesos metabólicos que se realizan en los seres vivos. Desempeña de forma especial un importante papel en la fotosíntesis de las plantas y, además, sirve de hábitat a una gran parte de los organismos.
Dada la importancia del agua para la vida de todos los seres vivos, y debido al aumento de las necesidades de ella por el continuo desarrollo de la humanidad, el hombre está en la obligación de proteger este recursos y evitar toda influencia nociva sobre las fuentes del preciado líquido.
El agua dulce es un recurso renovable pero la disponibilidad de agua fresca limpia, no contaminada, está disminuyendo de manera constante. En muchas partes del mundo, la demanda de agua ya excede el abastecimiento; a medida que aumenta la población mundial, así también aumenta la demanda de agua limpia.
Es una práctica acostumbrada el ubicar industrias y asentamientos humanos a la orilla de las corrientes de agua, para utilizar dicho líquido y, al mismo tiempo, verter los residuos del proceso industrial y de la actividad humana. Esto trae como consecuencia la contaminación de las fuentes de agua y, por consiguiente, la pérdida de grandes volúmenes de este recurso.
Actualmente, muchos países que se preocupan por la conservación, prohiben esta práctica y exigen el tratamiento de los residuos hasta llevarlos a medidas admisibles para la salud humana.
Es un deber de todos cuidar nuestros recusos hidrológicos, así como crear la conciencia de que el agua es uno de los recursos más preciados de la naturaleza, por el papel que desempeña en la vida de todos los seres vivos.

El Suelo
Uno de los principales recursos que brinda la naturaleza al hombre es el suelo, ya que en él crecen y se desarrollan las plantas, tanto las silvestres como las que se cultivan para servir de alimento al hombre y los animales.
La formación de los suelos depende de un largo y complejo proceso de descomposición de las rocas, en el cual intervienen factores físicos, químicos y biológicos. La interacción de estos, como factores ecológicos, provoca la desintegración de los minerales que, unidos a los restos de animales y plantas en forma de materia orgánica, originan el suelo.
Los seres vivos intervienen en la destrucción de la roca madre y, además de los agentes climáticos, toman parte en la mezcla de sustancias del suelo, en su distribución horizontal, y añaden a éste materia orgánica. Las sustancias de desecho de animales y vegetales, así como los propios cuerpos de estos al morir, son las únicas fuentes de materia orgánica del suelo, la cual proporciona a éste algunos componentes esenciales, lo modifica de diferentes modos, y hace posible el crecimiento de fauna y flora variadas, que de otra manera no podrían existir.
Además, la materia orgánica incorporada al suelo almacena mayor cantidad de energía, obtenida del Sol por la fotosíntesis, que la materia inorgánica a partir de la cual se sintetizó. Por consiguiente, los seres vivos contribuyen a la formación del suelo aportando no solo materiales, sino también energía, tanto potencial como cinética.
La presencia de distintos tipos de minerales, las variaciones climáticas, la altura sobre el nivel del mar, la latitud geográgica y otros factores, determinan una gran variabilidad de los suelos, la cual se manifiesta en las características físicas y químicas de estos.
Otros fenómenos que se presentan en los suelos son el exceso de acidez y salinidad, los cuales imposibilitan la utilización óptima de los suelos.
Para evitar la degradación de los suelos es necesario:
  • Restituirles, por medio de la fertilización, los nutrientes que van siendo extraídos por las plantas o que son arrastrados por las aguas.
  • Evitar las talas y los desmontes desmedidos, así como las quemas, fundamentalmente en las laderas.
  • Preparar los surcos, en zonas de alta pendiente, en forma perpendicular a estas, de manera que el agua, al correr, no arrastre el suelo.
  • Proporcionar al suelo la cobertura vegetal necesaria para evitar la erosión.
  • Evitar la contaminación que provoca el uso indiscriminado de productos químicos en la actividad agrícola