Curso geologia aplicada

CURSO:
GEOLOGIA
APLICADA
1
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
INGENIERIA CIVIL

GEOLOGÍA APLICADA
TEMA 1
2

GEOLOGÍA APLICADA
A LA INGENIERÍA
GEOLOGÍA APLICADA
3

Es el conjunto de conocimientos geológicos
relacionados con la ingeniería, es decir, las
implicaciones del terreno, su naturaleza, estado físico
y tensional que tiene por las obras realizadas por el
hombre y los fenómenos naturales que pueden
afectarlas.
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1.1 FUNDAMENTOS
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 Mecánica de Suelos
 Mecánica de Rocas
 Hidrología
 Investigación “in situ”
 Mapas Geotécnicos
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1.2 MECÁNICA DE SUELOS
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En ingeniería, la mecánica de suelos es la aplicación
de las leyes de la física y las ciencias naturales a los
problemas que involucran las cargas impuestas a la
capa superficial de la corteza terrestre. Esta ciencia
fue fundada por Karl von Terzaghi, a partir de 1925.
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Todas las obras de ingeniería civil se apoyan sobre el
suelo de una u otra forma, y muchas de ellas,
además, utilizan la tierra como elemento de
construcción para terraplenes, diques y rellenos en
general; por lo que, en consecuencia, su estabilidad y
comportamiento funcional y estético estarán
determinados, entre otros factores, por el desempeño
del material de asiento situado dentro de las
profundidades de influencia de los esfuerzos que se
generan, o por el del suelo utilizado para conformar
los rellenos.
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Si se sobrepasan los límites de la capacidad resistente
del suelo o si, aún sin llegar a ellos, las deformaciones
son considerables, se pueden producir esfuerzos
secundarios en los miembros estructurales, quizás no
tomados en consideración en el diseño, productores a
su vez de deformaciones importantes, fisuras, grietas,
alabeo o desplomos que pueden producir, en casos
extremos, el colapso de la obra o su inutilización y
abandono.
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En consecuencia, las condiciones del suelo como
elemento de sustentación y construcción y las del
cimiento como dispositivo de transición entre aquel y
la estructura, han de ser siempre observadas, aunque
esto se haga en proyectos pequeños fundados sobre
suelos normales a la vista de datos estadísticos y
experiencias locales, y en proyectos de mediana a
gran importancia o en suelos dudosos, infaliblemente,
al través de una correcta investigación de mecánica de
suelos.
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1.3 MECÁNICA DE ROCAS
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La mecánica de rocas se encarga del estudio teórico y
practico de las propiedades y comportamientos
mecánicos de los materiales rocosos, y de su
respuesta ante la acción de fuerzas aplicada en su
entorno físico.
La finalidad de la mecánica de rocas es conocer y
predecir el comportamiento de los materiales rocosos
ante la actuación de las fuerzas internas y externas
que se ejercen sobre ellos.
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Los distintos ámbitos de aplicación de la mecánica de
rocas se agrupan en :
Cuando el material rocoso constituye la estructura
(excavaciones de túneles, galerías, taludes, etc.)
Cuando la roca es el soporte de otras estructuras
(cimentaciones de edificios, presas, etc.)
Cuando las rocas son empleadas como material de
construcción (escolleras, pedraplenés, rellenos, etc.)
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Escolleras: Construcción hecha con grandes rocas o
bloques de cemento que se arrojan al fondo del mar
hasta levantar una especie de muro o rompeolas que
sirve de protección contra la acción del mar.
Pedraplenés: es un elemento constructivo que
consiste en la extensión y compactación de materiales
pétreos procedentes de excavaciones de roca. Se usa
para la construcción rellenos, bien de gran altura o
que sean inundables.
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1.4 HIDROLOGÍA
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Es una ciencia natural que trata sobre el agua, su
ocurrencia, circulación y distribución sobre y debajo
de la superficie terrestre. La hidrología es de
importancia para todos los problemas que involucran
el aprovechamiento del agua. Los principales objetivos
de la hidrología, al diseñar una obra de ingeniería,
pueden resumirse en:
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Proyectos de Suministro de Agua.
Captan caudales (Q) de corrientes superficiales o de
depósitos subterráneos para abastecer demandas de
agua en áreas específicas.
Entre estos proyectos se cuentan los de Acueductos y
Alcantarillados y los de Riego y Drenaje de Campos
Agrícolas.
OBJETIVOS DE LOS ESTUDIOS HIDROLÓGICOS
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Proyectos de suministro de Energía Hidráulica.
Captan caudales (Q) de corrientes superficiales y
aprovechan diferencias de cota (H) para entregar
Energía Hidráulica a las Turbinas de las Centrales
Hidroeléctricas.
Las turbinas convierten la Energía Hidráulica en
Energía Mecánica la cual se transmite a los
Generadores; éstos transforman la Energía Mecánica
en Energía Eléctrica.
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Diseño de Obras Viales, Drenajes de Aguas Lluvias y
Estructuras de Protección contra ataques de ríos.
Los estudios hidrológicos analizan los regímenes de
caudales medios y extremos de las corrientes de agua en
los tramos de influencia de las obras viales, en las zonas
que requieren de alcantarillados de aguas lluvias, y en las
zonas inundables adyacentes a los cauces .
Los caudales de creciente y las avalanchas que se generan
por deslizamientos son las variables importantes en este
tipo de proyectos. Estas variables se relacionan luego con
los niveles de inundación, con las velocidades de flujo y con
los procesos de socavación lateral y de fondo.
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Proyectos de Navegación Marítima y Fluvial..
Los estudios de Hidrología en los proyectos de Navegación
Marítima consisten en el análisis del Estado del Tiempo en
mar profundo, en la plataforma continental y en los
litorales. El Estado del Tiempo es una variable hidrológica
que relaciona Temperatura, Humedad, Presión Atmosférica
y Vientos, y es responsable de la presencia de olas en la
superficie del mar.
En los proyectos de Navegación Fluvial la Hidrología estudia
los regímenes de caudales medios y extremos en los
tramos navegables, las relaciones Caudal-Profundidad, y
los volúmenes de sedimentos que se mueven como carga
de fondo y en suspensión.
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1.5 INVESTIGACIÓN “in situ”
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Dada la muy diversa problemática que puede
derivarse tanto de la finalidad prevista inicialmente de
la investigación, como de las condiciones geotécnicas
del terreno, es complicado establecer unas
recomendaciones de detalle para cada una de las
distintas situaciones que podrían llegar a plantearse.
Partiendo de la identificación de necesidades que ha
de figurar expresamente en el Informe Geotécnico
Preliminar, se debe estudiar el modo de satisfacerlas
de la forma más adecuada teniendo presente las
distintas técnicas de reconocimiento disponibles
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La elección del método de reconocimiento más
adecuado en cada caso, la posición delos puntos en
los que efectuar los trabajos de campo, profundidad a
alcanzar con los reconocimientos, ensayos de
muestras, ensayos especiales, etc. Será competencia
de los técnicos responsables del trabajo al que está
destinado el reconocimiento. A continuación se indican
las técnicas de reconocimiento normalmente
empleadas en la investigación del terreno
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Calicatas: Consisten en excavaciones de formas
diversas (pozos, zanjas, rozas, etc.),realizadas
mediante medios mecánicos convencionales, que
permiten la observación directa del terreno a cierta
profundidad, así como la toma demuestras y la
realización de ensayos in situ. Este tipo de
reconocimiento del terreno permite acceder
directamente al terreno para tomar datos litológicos
del mismo, así como tomar muestras de gran tamaño
para la realización de ensayos.
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Este tipo de excavaciones presentan las siguientes
limitaciones:
Profundidad de reconocimiento moderada (<4 ó 5 m.)
Los terrenos han de ser excavables con medios
mecánicos.
Ausencia de nivel freático o, al menos, aportaciones
de agua moderada en terrenos de baja permeabilidad.
Ausencia de instalaciones, conducciones, cables, etc.
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Los resultados de este tipo de reconocimientos se
registran en estadillos en los que se indica la
profundidad, descripción litológica, discontinuidades,
presencia de filtraciones, situación de las muestras
tomadas y fotografías.
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Sondeos Mecánicos: Son perforaciones de pequeño
diámetro que permiten reconocer la naturaleza y
localización de las diferentes capas del terreno. Dichas
perforaciones pueden realizarse a presión (suelos
blandos), percusión (gravas, materiales cementados)o
rotación (rocas, suelos duros), con diámetros que
oscilan habitualmente entre 65 mm. y 140 mm. y que
sirven para la extracción y reconocimiento del
terreno(testigos), para la obtención de muestras del
terreno mediante útiles apropiados(toma muestras) y
para la realización de algunos ensayos in situ.
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En suelos no muy duros con cierta cohesión, se
emplean a veces los sondeos helicoidales con barrena
maciza o hueca, sobre todo cuando sólo se requieren
muestras alteradas. Eventualmente también pueden
extraerse muestras inalteradas si el terreno se
mantiene estable sin entubación o a través de las
barrenas huecas
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1.6 MAPAS GEOTÉCNICOS
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Los mapas geotécnicos son una herramienta muy útil
para los ingenieros, ya que contiene información de
las propiedades del suelo y subsuelo de una
determinada zona a la cual se le puede estimar su
comportamiento y prever problemas geológicos y
geotécnicos.
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El detalle de la información que suministran estos
mapas están en función de: el objetivo, que puede ser
específico, el cual brinda información sobre un
proyecto concreto que se va a realizar, y múltiple que
proporciona información general para varios proyectos
que se estén necesitando; el contenido temático o
analítico (información geológica: meteorización
procesos sísmicos, suelos expansivos), contendido
integrado (condiciones geotécnicas de los principales
componentes del medio geológico), contenido auxiliar
(datos concretos sobre aspectos geológicos y
geotécnicos), y contenido complementario
(información básica
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La escala, la cual puede ser regional (<1:10.000), que
representa una escala pequeña y se utiliza para
preliminares y información general de la región, local
(1:10.000 a 1: 500) que es escala mediana y se utiliza
para planificación y viabilidad de obras y finalmente la
gran escala local (1:5000 a 1:500) la cual ayuda a
diseñar las obras y a detallar los problemas
geotécnicos que se presenten en el área de interés.
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1.7 APLICACIONES
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 Cimentaciones
 Taludes
 Túneles
 Presas
 Escolleras
 Terraplenes
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Cimentaciones
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Túneles
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Escolleras
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1.8 FENÓMENOS NATURALES
RIESGOS GEOLÓGICOS
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 Deslizamientos
 Hundimientos y Subsidencias
 Fallas
 terremotos
 Riesgos Sísmico
 Terraplenes
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Deslizamientos
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Fallas
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Riesgos Sísmico
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1.9 CAMPOS DE APLICACIÓN
DE LA GEOLOGÍA
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 Estudios de viabilidad de proyectos
 Estudio de terrenos
 Estudio de cuencas fluviales
 Obras sobre cuencas fluviales
 Obras marinas
 Corrección y mejora del terreno
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 Cimentaciones
 Excavaciones subterráneas
 Canteras
 Impacto ambiental
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TEMA 2

HIDROGEOLOGÍA
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2.1 DEFINICIONES
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La hidrogeología es aquella parte de la hidrología que
corresponde al almacenamiento, la circulación y la
distribución de las aguas subterráneas.
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2.2 FORMACIONES GEOLÓGICAS Y SU
COMPORTAMIENTO FRENTE AL AGUA
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Los acuíferos deben ser entendidos como formaciones
geológicas subterráneas permeables, susceptibles de
almacenar y transmitir el agua. Así, cabe indicar que
existen en la naturaleza una amplia gama de
formaciones con capacidades muy diversas para
almacenar y trasmitir el agua; desde el punto de vista
hidrogeológico, estas formaciones suelen dividirse en
cuatro grupos principales:
Acuíferos: Capaces de almacenar y transmitir el
agua; son formaciones con capacidad de drenaje alta
en las que se puede perforar pozos y sondeos con el
fin de satisfacer las necesidades humanas de
abastecimiento, agrícolas, etc.
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Acuitardos: Capaces de almacenar el agua en
cantidades muy importantes, pero la trasmiten con
dificultad; se suelen denominar como formaciones
semipermeables, y su capacidad de drenaje es media
a baja; no son de interés para la obtención de
caudales que puedan servir a algunas necesidades
hídrica.
Acuicludos: Pueden almacenar el agua en grandes
cantidades, pero no tiene la posibilidad de trasmitirla
y se drena con mucha dificultad; el agua se encuentra
encerrada en los poros de la formación y no puede ser
liberada; en hidrogeología, se asume como
impermeables.
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Acuifugos: Formaciones incapaces de almacenar y
trasmitir el agua; están representados por las rocas
compactas, como granito, gneises, y a veces incluso
calizas muy compactas, se muestran impermeables.
2.2.1 RESUMEN DE FORMACIONES GEOLÓGICAS
• Acuífero
– capaz de almacenar y transmitir el agua.
– es una formación con capacidad de drenaje alta.
– se puede aprovechar económicamente.
– gravas, arenas, macizo rocoso muy fracturado etc.
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• Acuitardo
– capaz de almacenar el agua en cantidades muy importantes,
pero.
– la transmite con dificultad.
– normalmente no se puede aprovechar económicamente.
– limos, arenas limosas/arcillosas, rocas compactas con
alteración y/o fracturación.
• Acuicludo
– puede almacenar el agua en grandes cantidades, pero.
– no tiene posibilidad de transmitirla.
– no se puede aprovechar.
– Limos, Arcillas, Un m³ de arcilla contiene mas agua que el
mismo volumen de arenas, pero el agua esta atrapada, no puede
salir por gravedad.
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• Acuifugo
– Formación incapaz de almacenar y de transmitir el agua.
– Rocas compactas (granitos, gneises sin fracturación/alteración).
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2.2.2 TIPOS DE ACUÍFERO Y SU COMPORTAMIENTO
Desde el punto de vista de su textura, existen
fundamentalmente tres tipos de materiales de
acuífero:
Los denominados Acuíferos Porosos, Cuya
permeabilidad es debida a su porosidad intergranular;
entre ellos se encuentran las gravas, arenas, arcosas
y, en general, todos los materiales detríticos con
tamaño de grano de arena como mínimo.
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Aquellos cuya permeabilidad es debida a grietas y
fisuras, tanto de origen mecánico como de disolución,
forman en conjunto los acuíferos cársticos y fisurados,
y se encuentran entre ellos las calizas, dolomías,
granitos, basaltos, etc.
Por ultimo, están los acuíferos cuya permeabilidad es
debida a un conjunto de las dos anteriores causas,
teniendo así los acuíferos cársticos y porosos, son
típicas en las calcarenitas.
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Por otra parte, los acuíferos, según su circunstancia
hidráulica y estructurales, pueden funcionar de tres
distintas formas:
Acuíferos Libre: Son aquellos en los que el nivel de
agua se encuentran por debajo del techo de la
formación permeable. Liberan agua por desaturación,
es decir, el agua que ceden es el agua que tiene
almacenada.
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Acuíferos Cautivos o Confinados: Son aquellos que
están aislados en el subsuelo, rodeados de materiales
impermeables por todos sus lados. El nivel de agua de
los acuíferos cautivos están por encima del techo del
material acuífero; en realidad, están a presión o en
carga, debido al peso de los materiales superiores. El
agua que cede procede de la descomprensión de estos
niveles superiores, cuando se produce la depresión en
el acuífero.
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Acuíferos Semiconfinados: Los materiales que los
rodean no son todos impermeables; así, el paquete
superior o semiconfinable lo constituye formaciones
semipermeables, que permiten el paso del agua de
otros acuíferos superiores al inferior semiconfinado.
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2.2.3 NIVEL PIEZOMÉTRICO
El movimiento del agua en las formaciones geológicas
esta condicionado por la capacidad de realizar trabajo
de sus partículas elementales, es decir, por su energía.
La energía depende, de una parte, del campo de
fuerzas a que esta sometido el flujo y del agente
sensible a dicho campo y, de otra, del tipo de energía
en sí o forma en que el cuerpo tenga almacenada su
capacidad de desarrollar trabajo.
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Los tres tipos de energía que puede incidir sobre el
agua que se mueve en el seno de una formación
permeable, asumiendo que no van a existir cambios
de calor, son las siguientes:
Energía Potencial: Eh = mgz
Energia Cinética: Ec = ½ mv²
Energia de Presión: Ep = pV
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Donde:
m, La masa o agente sensible al campo gravitatorio.
g, Intensidad del campo gravitatorio.
z, Altura respecto a una cuota referencial.
v, Velocidad del flujo (agua).
p, Presión a que esta sometido el flujo.
V, Volumen.
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Por el principio de conservación de la energía, esta va
a pertenecer constante a lo largo de una línea de
corriente, y por tanto:
E = Eh + Ec + Ep = cte
Ante un mismo fluido y un mismo campo gravitatorio,
se tiene:
z + v²/2g + p/ρg = cte
Que no es mas que la expresión del teorema de
Bernoulli, y ρ es la densidad del agua.
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En consecuencia, a los términos de la ecuación se les
denomina alturas:
z, altura de posición.
v²/2g, altura de velocidad.
p/ρg, altura de presión.
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El termino v²/2g, o altura de velocidad, en el caso del
movimiento del agua en el seno de un medio
permeable, puede ser depreciado frente a la altura de
presión y la de posición, dado lo bajo del valor de la
velocidad del agua en dichos medios y, por lo tanto, la
capacidad para realizar trabajo por parte del agua en
un punto A de un acuífero, vendrá dada por su nivel
piezométrico o suma de las alturas de posición y
presión:
hA = zA + Pa/ϒw
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Al nivel piezómetrico se le suele denominar también
altura piezométrica, cota piezométrica o carga
hidráulica. El nivel piezométrico se mantiene
constante en la vertical de un almacenamiento de
agua libre o en la vertical de un medio permeable
saturado cuando este es homogéneo o isótropo.
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En consecuencia, el nivel piezométrico en un punto de
un acuífero, puede definirse como el valor de la cota
respecto a una referencia que alcanza el agua cuando
dicho punto se libera a la presión atmosférica.
Esta altura se compone de dos sumandos: la altura de
posición del punto respecto a una referencia y la
altura de presión equivalente a la altura que
alcanzaría el agua sobre el punto al dejar éste libre a
la presión atmosférica.
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2.2.4 MOVIMIENTOS DE AGUA EN LOS ACUÍFEROS
En el suelo y el subsuelo existen varias zonas donde el
movimiento del agua tiene características propias y
leyes particulares. Se puede distinguir cuatro zonas:
suelo, zona no saturada, zona capilar y zona saturada.
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MOVIMIENTO DEL AGUA EN EL SUELO: En la parte
mas superficial de las formaciones acuíferas, y en
contacto con la atmosfera, se encuentra una zona
húmeda, según estaciones, caracterizada en general
por su alta porosidad y abundancia de materia
orgánica. Es comúnmente conocida por suelo y en ella
el movimiento del agua esta caracterizado por los
fenómenos de almacenamiento, evaporación y
transpiración.
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MOVIMIENTO DEL AGUA EN LA ZONA NO SATURADA:
Es gravífico y por tanto vertical descendente. En
realidad, aunque su componente vertical es muy
importante, dependiendo de su posición dentro de
esta zona y de circunstancias locales, puede ser
alterado y tener otras componentes pero, a rasgos,
debe ser asumido el movimiento del agua como
vertical descendente.
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MOVIMIENTO DEL AGUA EN FRANJA CAPILAR: En una
zona de transición entre la zona no saturada y
saturada debida a la absorción de la parte de
formación acuífera situada inmediatamente encima de
la zona saturada. En la parte superior de la franja
capilar las bolsas de aire pueden constituir un freno al
movimiento descendente, mientras que al parte
inferior el movimiento del agua en muy similar al
movimiento del agua en la zona saturada.
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MOVIMIENTO DEL AGUA EN LA ZONA SATURADA: Es
la zona inferior donde el agua satura totalmente los
poros del acuífero; el nivel piezométrico nunca es
inferior a la altura de posición.
El agua en la zona saturada se mueve de puntos de
mayor nivel piezométrico a puntos de menor nivel
piezométrico, es decir, de zonas de mayor a menor
energía. En consecuencia el agua en la zona saturada
puede moverse en sentido horizontal y vertical
ascendente o descendente, independientemente de la
situación en cota de las deformaciones, atendiendo
únicamente a la energía que tenga en cada punto del
espacio.
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2.3 PARÁMETROS HIDROGEOLÓGICOS
CARACTERÍSTICOS DE LAS
FORMACIONES GEOLÓGICAS
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La capacidad de almacenar y trasmitir el agua por
parte de un acuífero debe ser cuantificada para
evaluar las formaciones desde el punto de vista
hidrológico. Por ello, se asocian a las formaciones
cuatro parámetros básicos en cuanto a su
comportamiento respecto al agua que puede contener
y trasmitir. Porosidad y coeficiente de
almacenamiento, permeabilidad y transmisividad.
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2.3.1 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.
Según el tipo de formación, los poros pueden ser
debidos a espacios intergranulares, en las formaciones
detríticas, o a grietas y fisuras, en el caso de rocas
fisuradas o cársticas; el concepto de porosidad puede
asociarse a unas o otras.
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La porosidad de una formación puede estar ligada
únicamente a la textura de la misma o depender
además de las características del fluido que se mueve
en su interior.
La primera de ellas es la porosidad total, referida al
volumen total de poros, independientemente de que el
fluido tenga o no la capacidad de circular entre ellos.
El segundo concepto es la porosidad eficaz, también
denominada porosidad cinemática, referida al volumen
de poros conectados por el que el transporte del fluido
es posible, y queda ligada no solo a la textura de la
formación, sino también a las características del
fluido.
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La porosidad total de una formación detrítica depende
de la forma, distribución granulométrica y modo de
empaquetado de sus granos.
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2.3.2 COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO
Este coeficiente representa la capacidad para liberar
agua de un acuífero, se define como el volumen de
agua que es capaz de liberar un prisma de base
unitaria y de altura la del acuífero, cuando desciende 1
m el nivel piezométrico. Es, en consecuencia, es un
parámetro físico referido al volumen cedido por unidad
de volumen de acuífero y, al igual que la porosidad es
adimensional.
La forma en que las formaciones geológicas
permeables liberan agua es distinta según su situación
en la naturaleza y el estado de sus niveles
piezométricos.
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2.3.3 PERMEABILIDAD
Es el parámetro que permite evaluar la capacidad de
trasmitir agua de una formación en función de la
textura de la misma, sin relacionarla con su estructura
o forma geométrica. Dentro de este concepto puede
definirse otros dos:
La permeabilidad ligada tanto a las características
texturales del medio físico como del fluido que
trasmite, denominada permeabilidad efectiva o
conductividad hidráulica, representada por el
coeficiente de permeabilidad, k
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La denominada permeabilidad intrínseca, K, que es
solo dependiente de las características internas del
medio permeable.
La permeabilidad efectiva k se define como el caudal
que es capaz de atravesar una sección unitaria del
acuífero, normal al flujo, bajo un gradiente
piezométrico unitario.
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2.3.4 TRANSMISIVIDAD
La transmisividad T es el parámetro definido para
evaluar la capacidad de trasmitir agua de los
acuíferos, teniendo en cuenta no sólo la textura del
acuífero y las características del fluido, sino también
las características estructurales y geométricas. Se
define como el producto de la conductividad hidráulica
k y el espesor del acuífero b:
T = kd
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2.4 FLUJO: LEY DE DARCY Y
ECUACIONES FUNDAMENTALES DEL
FLUJO EN MEDIOS POSROSO
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2.4.1 LEY DE DARCY
Fue enunciada por su autor en 1856, después de
diversos trabajos y experimentaciones. Establece que
el caudal Q que es capaz de atravesar un medio
permeable, es proporcional al área de paso del medio
permeable A, normal al flujo, y al gradiente de niveles
piezométricos entre la entrada y salida del flujo en el
medio permeable, i.
La constante de proporcionalidad es la permeabilidad
del medio, en la que quedan incluidas las
características del fluido, es decir, es la permeabilidad
efectiva, conductividad de darcy o conductividad
hidráulica.
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En consecuencia y con carácter global:
Q = -kAi
Siendo:
Q, Caudal de paso.
k, Permeabilidad de Darcy.
A, Área de paso.
i, gradiente piezométrico.
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2.4.2 VELOCIDAD DE DARCY Y VELOCIDAD REAL
La velocidad v con la que el flujo atraviesa el medio
permeable, puede ser fácilmente deducida
combinando las leyes de darcy y del gasto. Así se
tendría:
Q = vA
Siendo:
Q, Caudal de paso.
A, La sección.
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v = -k(Δh/Δl)
Esta velocidad es la denominada velocidad de darcy o
velocidad de flujo, y se refiere a la velocidad del fluido
si el paso del mismo se realiza a través de una sección
abierta franca de valor A.
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El fluido al atravesar la sección A se encuentra con
que dicha sección está, en una buena parte, ocupada
por los granos del acuífero y que afectos reales
dispone de una sección que se relaciona con A por la
porosidad eficaz ne, igual a Ane. En este caso, el caudal
de paso sigue siendo el mismo, pero la velocidad real
vR del fluido entre los granos vendrá dada por:
vR = v / ne
La velocidad real del fluido es el cociente entre la
velocidad de darcy y la porosidad eficaz.
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2.4.3 ECUACIONES DE LA CONTINUIDAD DE FLUJO
El concepto de flujo estacionario implica que el agua
que entra en un recinto acotado sea igual a la que va
a salir del mismo sin que varia el agua almacenada en
dicho recinto y que, por tanto, no exista variaciones
del nivel piezométrico. Es decir, el nivel es
independiente del tiempo y el agua entrante es igual
al agua saliente.
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Ecuación de Laplace: Es la primera de las ecuaciones
diferenciales en derivadas parciales que gobiernan el
flujo en medios porosos. Se refiere al flujo en
condiciones de régimen permanente y en ausencia de
fuentes y sumideros.
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Ecuación de Poisson: Laplace no integra en sus
planteamientos la existencia de fuentes y sumideros.
Sin embargo, y aun en problemas de régimen
permanente, es preciso incluir bombeos y recargas
(fuentes y sumideros ) asociados a problemas reales.
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2.5 MÉTODOS DE EVALUACIÓN DE
PARÁMETROS HIDROGEOLÓGICOS
GEOLOGÍA APLICADA

La evaluación de parámetros hidrogeológicos como la
permeabilidad, transmisividad, porosidad, coeficiente
de almacenamiento, es una de las tareas básicas en
un estudio hidrogeológico.
Estos parámetros son la base del calculo de drenaje,
filtraciones, caudales de bombeo, tiempo de transito
de sustancias transportadas por el agua subterránea,
etc.
Básicamente existen tres tipos de métodos: Ensayos
de Bombeo, Ensayos de Inyección y Trazadores.
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2.5.1 ENSAYOS DE BOMBEO
Son, sin lugar a duda, el método más completo y
fiable para el calculo de los parámetros
hidrogeológicos de un acuífero. Consiste en bombear
un pozo, en un principio a caudal constante, y analizar
el descenso de los niveles piezométricos, tanto en el
pozo de bombeo como en pozos o piezómetros
circundantes.
Existen dos tipos básicos de métodos: Ensayo de
bombeo en régimen permanente y en régimen
transitorio o variable.
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En los primeros los niveles piezométricos no varían, y
se interpretan los descensos producidos en el entorno
del pozo como consecuencia de un bombeo constante
en el mismo; en régimen variable lo que se analiza es
la evolución de los niveles en el pozo de bombeo y
pozos de observación a lo largo de la prueba.
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2.5.2 ENSAYOS DE INYECCIÓN
Con este ensayo se calcula el coeficiente de
permeabilidad de Darcy, k.
En general, en las obras de ingeniera en sentido
amplio, es necesario conocer las condiciones
geológicas del terreno donde se realizara la obra,
tanto si se utiliza como soporte como si se trabaja
dentro de él. Cuando el agua esta presente en el
terreno, normalmente se agravan los problemas, tanto
por el hecho de la existencia de agua como por la
circunstancia de que esta pueda circular.
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El agua que se mueve, si su desplazamiento no se ha
previsto y controlado, provoca problemas en la obra:
fugas, sifonamientos, erosiones, disoluciones, cambios
de volumen, subpresiones, etc. En casi todos los casos
se trata de eliminar o desviar un exceso de agua que
hace difícil o impide el trabajo en condiciones
normales, técnicas y económicas, o que cambian las
características del terreno haciéndolo inapropiado para
la ejecución de la obra proyectada.
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Al tratar de los métodos que se emplean en la
practica para la resolución de estos problemas, es de
importancia primordial conocer las leyes que rigen la
circulación del agua en el terreno, y una de las
características que permite estudiar el movimiento del
agua que pueden producirse el coeficiente de
permeabilidad de Darcy, k.
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2.5.3 ENSAYOS CON TRAZADORES
Este tipo de ensayo consiste básicamente en inyectar
un trazador en un punto del acuífero y observar su
llegada a otro punto del mismo acuífero, midiendo lo
mas escrupulosamente posible el tiempo de transito
entre uno y otro punto.
Se puede obtener de este modo la velocidad de flujo
en la dirección del punto de inyección al punto de
recogida, y conocidos otros datos del acuífero como
los gradientes isopiezos puede estimarse la
permeabilidad, e incluso la porosidad eficaz, según el
tipo y método utilizado en la prueba.
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2.6 MÉTODOS DE RESOLUCIÓN
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2.6.1 MÉTODOS ANALÍTICOS
Se intenta llegar a una expresión que permita calcular
el caudal de paso por un metro de zanja y la ecuación
de superficie piezométrica.
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2.6.2 REDES DE FLUJO
Los métodos de resolución basados en la construcción
de redes de flujo son muy comunes y clásicos dentro
de la ingeniera geológica. Tiempo atrás no se disponía
de computadoras ni métodos numéricos convenientes
adaptados, y las resoluciones por métodos analíticos
de los problemas del flujo tenían las dificultades
conocidas de condiciones de contorno y
heterogeneidad del medio físico, que con frecuencia
imposibilitan su aplicación.
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2.6.3 MÉTODOS NUMÉRICOS
Consistían básicamente en discretizar el medio físico
en un conjunto definido de intervalos, fijar el lugar y
características de las fronteras o contornos del
sistema, asignar a cada uno de estos intervalos los
niveles piezométricos y parámetros hidrogeológicos
que les correspondan y plantear las ecuaciones del
flujo también para cada intervalo. Resulta un sistema
de ecuaciones con tantas ecuaciones e incógnitas
como intervalos, que se resuelven por ordenador.
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2.7 PROPIEDADES QUÍMICAS DEL AGUA
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La calidad química del agua subterránea y los
procesos de contaminación tienen una incidencia
significativa en muchos problemas relacionados con la
ingeniera geológica. Unas veces son los diversos
procesos físico químicos que se desarrollan en el agua
subterránea y su medio de soporte, tanto si este
medio es natural como si es constructivo.
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2.7.1 CALIDAD QUÍMICA DE LAS AGUAS
SUBTERRÁNEAS
La calidad química natural de las aguas subterráneas
esta condicionada por su origen y por los procesos
físico químicos naturales que se desarrollan en sus
diversos recorridos. Generalmente el origen del agua
subterránea es la infiltración de agua de lluvia, y esta
contiene gases y algunos iones que se encuentran
disueltos en la atmosfera. Según se inicia la
infiltración del agua ésta empieza a mineralizarse.
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Los principales constituyentes del agua subterránea
son:
Mayoritarios:
Minoritarios:
Elementos Traza:
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2.7.2 PROCESOS FÍSICO QUÍMICO, INTERACCIÓN
AGUA ACUÍFERO
Las aguas subterráneas se mueven desde una zona de
recarga, por la que se produce la infiltración de lluvia,
hasta una zona de descarga, por la que salen del
acuífero. Los procesos de transporte del contaminante
difieren de la zona no saturada a la zona saturada. En
zona no saturada el movimiento del agua, y por tanto
del contaminante, es vertical hacia la superficie
freática, mientras que en la zona saturada el
movimiento del agua es preferentemente horizontal, o
en cualquier caso esta condicionado por los gradientes
piezométricos en el acuífero.
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Cuando el contaminante alcanza el suelo comienza el
mecanismo de infiltración y se produce una serie de
cambios físico químicos. Estos cambios están ligados
con la litología del terreno, el espesor de la zona no
saturada y el tiempo de permanencia en el acuífero.
Entre estos cambios cabe mencionar los fenómenos de
superficie, la precipitación disolución y la oxidación
reducción. Los procesos más frecuentes se describen a
continuación:
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PROCESOS FÍSICOS: Se ejerce sobre las partículas en
suspensión tales como arenas, limos, arcillas, algas,
microorganismos, etc.
PROCESOS QUÍMICOS: Los más importantes son los
cambios iónicos y la adsorción molecular, que depende
de la naturaleza coloidal, arcillas orgánicas y
sustancias orgánicas como el humus. La absorción
molecular es el principal mecanismo para retener el
agua compuestos orgánicos sintéticos, metales
pesados, etc.
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 INTERCAMBIO IÓNICO: Consiste en la precipitación
de óxido de hierro y manganeso junto con la
formación continuada de lodos bacterianos
alrededor de la superficie de gravas y grietas.
 NEUTRALIZACIÓN: Son las reacciones de ácido
base, y por tanto es importante en residuos muy
ácidos o muy básicos.
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2.7.3 CONTAMINACIÓN Y CONTAMINANTES DE LAS
AGUAS SUBTERRÁNEAS
La contaminación del agua subterránea es el deterioro
de su calidad natural debido a actividades o acciones
antrópicas que la inutilizan para el uso a que se
destinaban o podría destinarse. Estas actividades dan
nombre al tipo de contaminación; así, se habla de
contaminación urbana, agrícola, ganadera, industrial,
por sobrebombeo, etc. Por otro lado se habla de
contaminación puntual o extensiva en función del área
afectada, siendo generalmente de origen urbano,
industrial o ganadero en el primer caso y agrícola en
el segundo.
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Los contaminantes de las aguas subterráneas son muy
variados y de muy diversos orígenes, en general son
todas aquellas sustancias que por diversas acciones se
incorporan al flujo subterráneo provocando un
deterioro del agua para el uso a que se destina o
podría ser destinada
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Los contaminantes químicos incluyen una variada
gama de iones y sustancias químicas tales como los
iones normales presentes en las aguas pero en
cantidades superiores a las debidas a su origen
natural, y compuestos que no tienen origen natural en
las aguas.
Los contaminantes biológicos incluyen
fundamentalmente las bacterias y los virus, pero
generalmente sus efectos disminuyen debido al efecto
depurador del suelo y subsuelo.
Los contaminantes radioactivos no son frecuentes
debido al alto control de las sustancias radioactivas.
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2.7.4 ACTIVIDADES ANTRÓPICAS
Las actividades y acciones antrópicas que pueden
deteriorar el medio hídrico son las urbanas, agrícolas,
ganaderas o industriales. Dicho deterioro depende de
las características de los residuos, del lugar, forma,
intensidad y duración del vertido, y de las
peculiaridades del medio receptor.
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ACTIVIDADES URBANAS: Se entiende como toda
aquella que resulta como consecuencia de un
asentamiento poblacional. El numero de actividades es
muy variado en función del tipo de población. A
grandes rasgos se producen dos tipos de residuos: los
líquidos o aguas residuales y los solidos o basura.
ACTIVIDADES INDUSTRIALES: Son todas aquellas
acciones encaminadas a la producción o fabricación de
materias primas o productos utilizados por el hombre,
ya sea para su bienestar propio o para el desarrollo de
actividades. La industria puede producir residuos
solidos y líquidos, siendo este ultimo mucho mas
frecuentes.
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ACCIONES SOBRE EL AGUA: el hombre ejerce dos
tipos de acciones sobre el agua que de una manera
involuntaria pueden provocar el deterioro de la calidad
de la misma. Son las derivadas de la explotación y
recarga.
La recarga consiste en inyectar un determinado
volumen de agua en el acuífero a través de pozos de
inyección.
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2.7.5 MECANISMOS DE INTRODUCCIÓN Y
PROPAGACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN
Cuando un acuífero se contamina es debido a la
introducción y propagación de sustancias o iones que,
en cantidades superiores a las deseables, provocan el
deterioro de la calidad del agua. La manera de
introducirse estos agentes en los acuíferos puede ser
muy variada, pero generalmente se reduce a las
siguientes formas:
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DESDE LA SUPERFICIE DEL TERRENO: Se produce en
las siguientes situaciones:
 Vertido voluntario sobre el terreno.
 Fuga en conducciones e instalaciones superficiales.
 Fugas por accidentes industriales.
 Accidentes de transporte de sustancia.
DESDE LA ZONA NO SATURADA: Se produce en las
siguientes situaciones.
 Fugas del alcantarillado industrial.
 Fugas en tuberías y tanques cerrados.
 Inyección de residuos en el terreno.
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DESDE LA ZONA SATURADA: El caso de los pozos de
inyección es un mecanismo más rápido de contaminar
el acuífero, ya que se introduce indirectamente en él
sin ningún tipo de precaución. El hecho de introducir
los contaminantes a presión provoca una dispersión
del contaminante en un radio del pozo, tanto aguas
arriba como aguas abajo.
A PARTIR DE OTRAS AGUAS CONECTADAS
HIDRÁULICAS CON EL ACUÍFERO: Se produce
fundamentalmente cuando están conectados
hidráulicamente un rio contaminado y un acuífero, y
éste drena al rio.
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TEMA 3

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MAPAS GEOTÉCNICOS

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3.1 DEFINICIÓN

GEOLOGÍA APLICADA
Los mapas geotécnicos constituyen un método en la
Ingeniería Geológica para presentar cartográficamente
información geológico – geotécnica con fines de
planificación y usos del territorio y para el proyecto,
construcción y mantenimiento de obras de ingeniería;
aportan datos sobre las características y propiedades
del suelo y del subsuelo de una determinada zona
para evaluar su comportamiento y prever los
problemas geológicos y geotécnicos.

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Los datos incluidos en los mapas geológicos
(topografía, relieve, litología, estructura, etc.)
permiten deducir información valiosa sobre las
propiedades de los materiales, pero las descripciones
geológicas no son suficientes para su aplicación en la
ingeniería geológica.
• No aportan datos cuantitativos de las propiedades
físicas y mecánicas, ni sobre la heterogeneidad y
anisotropía de los materiales.
• No representan el carácter dinámico del medio
geológico en relación a la ingeniera.

GEOLOGÍA APLICADA
Los mapas geotécnicos deben considerar los
siguientes aspectos generales:
• Propiedades físicas y mecánicas de los materiales.
• Condiciones hidrogeológicas y distribución del agua.
• Condiciones y procesos geomorfológicos.
• Procesos dinámicos.
• Descripción y clasificación geotécnica de suelos y
rocas.

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Los contenidos y el detalle de la información, así como
el grado de complejidad en la realización de los
mapas, son función de:
• La escala y la extensión.
• Los objetivos concretos que se persigan.
• La importancia de los diferentes factores geológicos
geotécnicos y sus relaciones.
• La información disponible, datos y
representatividad.

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• Las técnicas de representación.
Los mapas geotécnicos incluyen información
descriptiva sobre los materiales y procesos geológicos,
datos cuantitativos de los diferentes componentes del
medio geológico y de las propiedades físicas y
mecánicas de los materiales e información
interpretativa para su aplicación geotécnica o
ingenieril.

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Estos documentos no pueden remplazar una
investigación para una obra concreta, pero son ayuda
insustituible para el diseño racional de las obras, para
prever los problemas geológico geotécnico, en una
zona, planificar las investigaciones in situ e interpretar
los resultados de ensayos de campo y laboratorio.

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3.2 TIPOS DE MAPAS

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3.2.1 CLASIFICACIÓN

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Los mapas geotécnicos se realizan a escala acordes
con sus objetivos, proporcionando información
geológico-geotécnica básica (para planificación
regional) o especifica para una aplicación determinada
(selección de desplazamiento, excavaciones,
cimentaciones, etc.). Los mapas se pueden clasificar
en función de su objetivo y escala.

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De forma simplificada, los mapas geotécnicos pueden
agruparse en:
Mapas de evaluación geotécnica del terreno: Mapas
cualitativos con clasificaciones generales, zonas
problemáticas, aptitud del terreno para diversos usos,
etc.; los mas habituales incluyen:
• Interpretación de la cartografía geológica, escalas
habituales entre 1:50000 y 1:100000; leyenda de
origen geológico; limitada utilidad practica.

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• Características geotécnicas de formaciones
superficiales; escalas entre 1:25000 y 1:100000;
datos sobre recubrimientos, suelos, aluviales, etc.;
caracterización cualitativa (a veces cuantitativa) y
zonificación general somera.

GEOLOGÍA APLICADA
Mapas de caracterización geotécnica, que pueden
incluir:
• Caracterización global del terreno, a escalas entre
1:25000 y 1:50000; valorando geotécnicamente las
unidades en su conjunto, con datos de propiedades
e indicadores de calidad.
• Zonificación geotécnica para proyectos de
ingeniería, a escala entre 1:5000 y 1:25000, con
información cuantitativa según su aplicación
(cimentaciones, taludes, excavaciones, materiales
para construcción, etc.).

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• Cartografía geotécnica de detalle, a escala entre
1:100 y 1:2000, con información y datos
geotécnicos para una obra concreta.
Mientras que los mapas geotécnicos a pequeña y
media escala suelen ser elaborados por instituciones
gubernamentales o centros de investigación, los
mapas locales a escala mayores de 1:10000 son
elaborados por especialistas en geotecnia o ingeniería
geológica y, dependiendo del contenido, en geología
estructural, geomorfología, hidrogeología.

3.2.2 CONTENIDO DE LOS MAPAS GEOTÉCNICOS
GEOLOGÍA APLICADA

Independientemente del tipo de mapa, estos deben
incluir una serie de información básica:
• Topografía y Toponimia.
• Distribución y descripción litológica de las unidades
geológicas.
• Espesor de suelos, formaciones superficiales y rocas
alteradas.
• Discontinuidades y datos estructurales.
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• Clasificación geotécnica de suelos y rocas.
• Propiedades de suelos y rocas.
• Condiciones hidrogeológicas y geomorfológicas.
• Riesgos Geológicos.
De estos factores, los mas importantes se detallan a
continuación:
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Clasificación y propiedades geotécnicas de suelos y
rocas
La delimitación y cartografía de unidades de rocas o
suelos en cuanto a sus propiedades físicas y
mecánicas, como la resistencia, deformabilidad,
permeabilidad, durabilidad, etc., se realiza en base a
las propiedades geológicas de mayor relación con las
propiedades geológicas de mayor relación con las
propiedades geotécnicas.
GEOLOGÍA APLICADA

La composición mineralógica y la litología están
directamente relacionadas con la densidad y
plasticidad de los suelos. En las rocas, la composición
determina la dureza, resistencia, alterabilidad, etc. La
textura y estructura mineralógica son también
aspectos que proporcionan información sobre el
comportamiento mecánico de los materiales en
relación con la porosidad y la densidad.
Las condiciones hidrogeológicas aportan información
sobre la consistencia de los suelos y sobre las
condiciones de alteración en suelos y rocas.
GEOLOGÍA APLICADA

Los parámetros geotécnicos a representar en las
cartografías geotécnicas, siempre en función de la
escala y finalidad del mapa, de la información y datos
disponibles, son:
• Densidad.
• Porosidad.
• Consistencia y actividad.
• Permeabilidad.
• Resistencia a la comprensión simple y a la tracción.
• Parámetros resistentes.
• Deformabilidad.
• Durabilidad alterabilidad.
GEOLOGÍA APLICADA

Además, en los mapas específicos, bien temáticos o
integrados, se incluyen otras propiedades y aspectos
geotécnicos según las aplicaciones perseguidas.
Las clasificaciones geotécnicas de suelos (sistema
unificado USCS, Carta de plasticidad de Casagrande) y
rocas (en base a diferentes propiedades físicas y
mecánicas) y la aplicación de expresiones y
correlaciones empíricas e índices de campo permiten
la evolución de propiedades geotécnicas y
proporcionan datos cuantitativos.
GEOLOGÍA APLICADA

Las unidades geotécnicas y su distribución espacial
generalmente se establecen a partir de la litología,
origen y características geológicas de los materiales,
de observaciones y medidas de campo y de la
fotointerpretación y, en los casos que es posible o
necesario, a partir de realización de sondeos, ensayos
in situ y en laboratorio, y del análisis de muestras.
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Condiciones hidrogeológicas
La presencia de agua en los materiales geológicos
afecta a sus propiedades y comportamiento mecánico
y, por tanto, este aspecto debe de ser considerado en
la cartografía geotécnica. Los aspectos hidrogeológicos
son de especial importancia en aquellos mapas
geotécnicos enfocados a la planificación y uso del
territorio, explotación de recursos hídricos o selección
de emplazamientos para obras o actuaciones que
tengan relación directa con las condiciones
hidrogeológicas, como por ejemplo la ubicación de un
vertedero urbano u otro tipo de residuos, embalses,
etc.
GEOLOGÍA APLICADA

Además de los cambios en las condiciones de los
materiales y la variación en sus propiedades
geotécnicas, las aguas superficiales y subterráneas
dan lugar a procesos de meteorización física y química
y provocan cambio en el relieve y movimientos del
terreno, como deslizamientos, hundimientos
subsidencias. A su vez, los flujos de agua natural
pueden ser afectados por las obras de ingeniería,
estructuras hidráulicas, extracciones, urbanizaciones,
deforestaciones y por los movimientos del terreno.
GEOLOGÍA APLICADA

Los datos hidrogeológicos en los mapas geotécnicos
deben permitir prever cambios hidrogeológicos
asociados a las actuaciones sobre el terreno y aportar
información para necesaria para evitar, minimizar o
controlar dichos cambios. Los datos a incluir son:
• Distribución del agua y contenido en agua de los
materiales.
• Formación de acuíferos.
• Lagos, ríos, manantiales.
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• Niveles piezométricos, profundidad y fluctuaciones
estacionales o de otro tipo.
• Acuíferos confinados.
• Flujos, direcciones y velocidad.
• Zonas y condiciones de infiltración.
GEOLOGÍA APLICADA

Condiciones Geomorfológicas
La información relacionada con las condiciones y
procesos geomorfológicos de interés para su
aplicación geotécnica incluye:
• Topografía.
• Elementos de relieve: valles, terrazas, laderas, etc.
• Historia resiente y desarrollo del paisaje del relieve
y relación con la geología.
GEOLOGÍA APLICADA

• Origen, evolución y edad de los elementos
geomorfológicos.
• Relación con la hidrogeología.
• Relación con los procesos geodinámicos internos y
externos.
A todas las escalas deben ser representadas curvas de
nivel.
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Los aspectos geomorfológicos y la interpretación de la
topografía son de gran importancia en lo referente a la
caracterización física del territorio, y aportan
información sobre procesos de inestabilidad y zonas
inestables; los emplazamientos y trazados de muchas
de las obras de ingeniera están condicionadas por
estos factores.
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Procesos Geodinámicos
Los mapas geotécnicos deben reflejar el carácter
dinámico del medio geológico, y sus implicaciones con
las actuaciones que se proyecten sobre el terreno.
Deben de aportar información espacial y datos sobre
los procesos dinámicos externos e internos. La
información a incluir en función de la escala y de los
datos disponibles, es:
• Localización y extensión de los procesos.
• Limites y rangos morfológicos asociados.
• Edad.
• Intensidad y frecuencia de ocurrencia.
• Grado de actividad y velocidad.
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3.3 MÉTODOS CARTOGRÁFICOS
GEOLOGÍA APLICADA

Para la realización de una cartografía geotécnica se
debe de disponer de la información geológica básica
sobre un plano topográfico. En caso de no existir base
topográfica a la escala requerida, esta debe de ser
realizada por métodos convencionales o a partir de
fotografía aérea. De igual modo, si no existe un plano
geológico, cuanto menos de síntesis, o si este no esta
a la escala requerida, se deberán preparar a partir de
la información disponible y de trabajos de campo; lo
habitual, en mapas a media y gran escala, es
completar la información geológica disponible en
mapas 1:50000 o 1:25000 con reconocimiento
detallado de campo.
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3.3.1 ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA
GEOLOGÍA APLICADA

Se basa en la clasificación de unidades
geotécnicamente homogéneas, que pueden abarcar
diferentes edades geológicas; a su vez estas pueden
dividirse en subunidades. El detalle y el grado de
homogeneidad dependerá de la escala, objetivo del
mapa y datos disponibles. Las unidades geotécnicas y
su distribución espacial generalmente se establecen a
partir de la litología, origen y características
geológicas de los materiales, determinadas a partir de
la información de mapas geológicos existentes,
fotointerpretación, y observaciones y medidas de
campo.
GEOLOGÍA APLICADA

Según la escala del mapa y los datos disponibles, las
unidades se definen con distinto grado de
homogeneidad. En los trabajos que así lo requieran,
las unidades cartográficas se caracterizan con mas
detalle a partir de investigaciones in situ, ensayos en
laboratorio y análisis de muestra.
Se propone la siguiente clasificación de unidades de
rocas y suelos para cartografía geotécnica (basa en la
litología y origen de los materiales), aplicables según
la escala del mapa y ordenados de mayor a menor
grado de homogeneidad litológica y física:
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Tipo Geotécnico: Uniformidad litológica y física,
caracterizadas por valores medios de sus propiedades
geotécnicas a partir de determinaciones y medidas
puntuales. Pueden realizarse para mapas geotécnicos
a gran escala.
Tipo Litológico: Unidad homogénea en la composición,
textura y estructura, pero generalmente no uniforme
en sus características físicas; no pueden aportarse
propiedades mecánicas medidas para todo el
conjunto, sino un rango de valores. Se emplean en
mapas a gran escala y, si es posible, a media escala.
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Complejo litológico: Un grupo de tipos litológicos
relacionados, de iguales condiciones genéticas y
tectónicas, no uniformes en litología ni propiedades
físicas. Se aportan datos sobre los tipos litológicos
individuales y sobre el comportamiento general de la
unidad. Se aplican a escalas medias y a veces
pequeñas.
Conjunto litológico: Varios complejos litológicos
desarrollados bajo iguales condiciones genéticas
(paleogeográficas) y tectónicas; presentan ciertas
características litológicas comunes que lo diferencian
de otras unidades o conjuntos litológicos; sólo pueden
aportarse propiedades geotécnicas muy generales. Se
emplean en mapas a pequeña escala.
GEOLOGÍA APLICADA

Esta clasificación de unidades basada en las
condiciones geológicas puede ser empleada para
mapas específicos o generales integrados. Para las
diferentes unidades deben de ser también descritas
las características estratigráficas y estructurales.
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3.3.2 REPRESENTACIÓN DE DATOS
GEOLOGÍA APLICADA

La información sobre las características y propiedades
geotécnicas de los suelos y rocas deben representarse
en el mapa:
• Asignando propiedades geológico – geotécnicas a
los diferentes conjuntos litológicos o unidades
establecidas.
• Delimitando las unidades homogéneas respecto de
alguna propiedad (resistencia, densidad, plasticidad,
grado de fracturación, grado de alteración, etc.).
GEOLOGÍA APLICADA

• Zonificando en unidades geotécnicamente
homogéneas y asignando valores cuantitativos.
• Mediante isolíneas de valores cuantitativos.
GEOLOGÍA APLICADA

La leyenda debe detallar y aclarar la información
contenida en el mapa, siendo frecuente que esta sea
amplia y explicita, y que incluya cuadros de
clasificación y datos complementarios. En las hojas
pueden también incluirse, junto a la leyenda, mapas
sintéticos auxiliares o complementarios a escala
pequeña, mucho menor que la del mapa geotécnico.
GEOLOGÍA APLICADA

En la memoria que acompaña a las hojas se amplia y
detallan los contenidos del mapa y de la leyenda, se
presentan resultados de los reconocimientos e
investigaciones realizadas, los datos obtenidos, las
mitologías y criterios empleados en la elaboración del
mapa, etc., siendo frecuente incluir también
clasificaciones geológicas geotécnicas de los
materiales, columnas de sondeos, hojas de los
resultados de ensayos y fotografías de algunos
aspectos de interés geotécnico.
GEOLOGÍA APLICADA

Los mapas geotécnicos con sus correspondientes
leyendas deben constituir documentos independientes,
sin necesidad de recurrir a la memoria para su
interpretación.
GEOLOGÍA APLICADA

3.3.3 CARTOGRAFÍA AUTOMÁTICA
GEOLOGÍA APLICADA

Las aplicaciones informáticas y de los sistemas de
información geográfica a la cartografía geotécnica
permiten:
• El tratamiento y análisis automático de los datos.
• La obtención de mapas de elementos o factores
individuales o combinados entre ellos.
• La preparación de bases de datos.
• La actualización continua de los mapas en cuanto a
datos e información.
GEOLOGÍA APLICADA

• La preparación de modelos tridimensionales y la
simulación de actuaciones sobre el terreno.
La cartografía automática contribuye a eliminar
errores o interpretaciones subjetivas en el proceso de
caracterización de las unidades geotécnicas. La
aplicación de los sistemas de información geográfica
para el tratamiento y análisis automático de la
información disponible tiene por finalidad la
zonificación y clasificación del territorio en base a
determinados criterios según los objetivos de los
mapas.
GEOLOGÍA APLICADA

3.3.4 CORTES GEOTÉCNICOS
GEOLOGÍA APLICADA

Los datos geotécnicos y la información de interés del
subsuelo pueden representarse en cortes a lo largo de
perfiles de interés, éstos constituyen un complemento
de los mapas geotécnicos, y presentan la variación
con la profundidad de las propiedades de los
materiales, los límites de zonas meteorizadas,
profundidad de sustratos rocosos, etc. La realización
de sondeos y otras investigaciones del subsuelo son
de gran ayuda para la preparación de los cortes
geotécnicos, permitiendo las correlaciones con
diferentes propiedades medidas o estimadas de forma
indirecta.
GEOLOGÍA APLICADA

Los perfiles y cortes geotécnicos son imprescindibles
en los proyectos de cimentaciones, presas, obras
subterráneas, etc.
GEOLOGÍA APLICADA

3.4 OBTENCIÓN DE DATOS
GEOLOGÍA APLICADA

Las características y propiedades geotécnicas de los
suelos y rocas se evalúan bien a partir de medidas
directas e indirectas o, mediante la aplicación de
clasificaciones geotécnicas, índices y correlaciones
empíricas, que permiten obtener datos cuantitativos.
Los métodos de investigación directa e indirecta
(sondeos ensayos, geofísica) se emplearán según el
tipo y objetivo del mapa, de la complejidad de la zona
de estudio, del presupuesto y tiempo disponibles para
su realización: en función de la cantidad, calidad y
representatividad de los datos, la clasificación o
descripción de las unidades geológico geotécnicas se
realizará con mayor o menor grado de homogeneidad
y detalle.
GEOLOGÍA APLICADA

Previamente deben recopilarse los mapas
topográficos, geológicos y de otro tipo (
geomorfológicos, hidrogeológicos, etc.) disponibles,
así como, la información existente sobre la zona de
trabajo (informes, proyectos, publicaciones, etc.) Esta
información previa ayuda a un diseño más racional de
los trabajos de caracterización geotécnica.
GEOLOGÍA APLICADA

3.5 APLICACIONES
GEOLOGÍA APLICADA

3.5.1 PLANIFICACIÓN
GEOLOGÍA APLICADA

Los mapas realizados para planificación del territorio
son mapas generales integrados que aportan
información sobre diversos aspectos geológico
geotécnicos para variadas aplicaciones de la ingeniería
geológica y usos geotécnicos, como planificación
regional, local o urbana. Se suelen realizar a escala
pequeñas o medias, e incluyen información sobre los
factores con incidencia constructiva, necesaria para
conocer los problemas relacionados con
cimentaciones, excavaciones, estabilidad del terreno,
recursos naturales, reservas de agua y
emplazamientos de residuos.
GEOLOGÍA APLICADA

Las cartografías para planificación y desarrollo urbano
contribuyen a (González de Vallejo, 1977):
• La selección de asentamientos y áreas de desarrollo
urbano ambientalmente favorables o sostenibles.
• La solución de compromisos entre aspectos
tectónicos, económicos y ambientales.
• La solución de problemas durante las fases de
desarrollo, diseño y construcción.
GEOLOGÍA APLICADA

3.5.2 INGENIERÍA
GEOLOGÍA APLICADA

Los mapas geotécnicos para aplicaciones especificas
de la ingeniería tienen diferente finalidad:
• Estudios previos o de viabilidad para selección de
emplazamientos o trazados.
• Información y datos para el proyecto y construcción
de una obra.
En ambos casos la información del mapa se debe
complementar con cortes o perfiles geotécnicos.
GEOLOGÍA APLICADA

Una de las principales aplicaciones de la cartografía
geotécnica son los estudios de viabilidad y la selección
de alternativas para el trazo y construcción de obras
lineales: carreteras, vías de ferrocarril, etc.
Las condiciones geológicas geotécnicas del terreno
pueden determinar el trazado. Las cartografías deben
aportar información sobre las condiciones topográficas
y geomorfológicas, cursos de agua, problemas
geológico geotécnicas del terreno, propiedades
generales de los suelos y rocas, materiales de
construcción, etc.
GEOLOGÍA APLICADA

La cartografía geotécnica de detalle para el proyecto
de obras se realizan a escalas mayores, normalmente
entre 1:500 y 1:2000. Además de las condiciones
geológica geotécnicas generales deben aportar
información especifica sobre:
• Situación de los sondeos e investigaciones
realizadas.
• Procesos dinámicos (deslizamientos y
hundimientos), área inestable y riesgos geológicos.
GEOLOGÍA APLICADA

• Aptitud geotécnica para cimentaciones y apoyo de
obras de tierra.
• Taludes en excavaciones.
• Condiciones de drenaje
• Situación y calidad de los materiales de préstamo.
GEOLOGÍA APLICADA

En el caso de aplicación a túneles las cartografías
deben aportar información sobre las propiedades de
los materiales en profundidad. Para realizar los mapas
de detalles y perfiles geotécnicos es necesaria la
realización de sondeos que alcancen, al menos, la cota
del túnel; la información debe incluir:
• Litología, discontinuidades y fallas.
• Resistencia a la deformabilidad de los materiales.
• Flujos de agua y drenaje.
GEOLOGÍA APLICADA

• Tensiones naturales.
• Métodos de excavación.
• Métodos de sostenimiento.
• Zonas de boquilla: estabilidad, recubrimiento, zonas
alterada, presencia de agua, etc.
GEOLOGÍA APLICADA

En el caso de aplicación para túneles las cartografías
deben ser realizados tanto para la zona de
cimentación de la cerrada como para el área que
ocupara el embalse. En la cartografía de la zona
cerrada, debe presentarse especial atención a los
aspectos:
• Litología, discontinuidades y fallas.
• Propiedades resistentes y deformacionales de los
macizos rocos de cimentación.
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• Estabilidad de los macizos en zonas de estribos.
• Permeabilidad y condiciones hidrogeológicas.
• Sismicidad y otros riesgos naturales.
• Formaciones superficiales y profundidad de zonas
alteradas.
• Estabilidad de laderas.
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Los mapas de área del embalse deberán contemplar:
• Riesgos geológicos.
• Estabilidad de laderas.
• Formaciones superficiales.
• Materiales de construcción, zonas de prestamos y
de canteras.
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TEMA 4

GEOLOGÍA APLICADA
PETROLOGÍA

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4.1 DEFINICIONES

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La corteza terrestre o litosfera está constituida por un
conjunto de materiales “ROCAS” que engloba la
totalidad de los minerales, excepto el agua y el hielo.
La Petrología es la ciencia que estudia las rocas en el
sentido mas amplio, desde su origen, composición,
propiedades físico-química, transformación, etc.
Roca o Matriz Rocosa puede definirse como agregado
de más de una especie mineral, que presenta los
mismos caracteres de conjunto en un área de cierta
extensión de la corteza terrestre.

GEOLOGÍA APLICADA
Macizo Rocoso o Masa Rocosa es un conjunto
constituido por una o varias matrices rocosas que:
 Presentan una determinada estructura.
 Que está afectado por cierto grado de alteración.
 Que tiene una serie de discontinuidad.

GEOLOGÍA APLICADA
La Petrografía es la parte de la petrología que se
ocupa de la discontinuidad de las rocas y su
clasificación. El análisis petrográfico nos dice:
 La composición mineralógica de las rocas.
 Tamaño de los minerales constituyentes.
 Estructura.
 Orientación interna de los minerales.
 La alteración, la porosidad y la microfisuración de
la roca.

GEOLOGÍA APLICADA
La Mecánica de Las Rocas son las propiedades de las
rocas mediante ensayos.
Existen cerca de 2000 especies de minerales
conocidos. En las rocas los más importantes son 50 y
solo 30 son los habituales. Los más abundantes son:
silicatos (95%), carbonatos, sulfatos.
Los minerales se consideran esenciales si forman mas
del 5% y accesorios si forman menos del 5%.

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Textura es la apariencia física de la matriz rocosa,
aspecto geométricos y las relaciones entre las
partículas o cristales que lo componen.
Estructura es el aspecto megascópio del macizo
rocoso, es decir, la roca estudia en todo su
afloramiento, no con una pequeña muestra o sección
delgada de la misma.
Megascópio visible a simple vista (sobre todo de rocas
y anatómicas características.

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4.2 CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS

GEOLOGÍA APLICADA
4.2.1 Las rocas se clasificación geológica según su
origen:
Los diferentes tipos de rocas se pueden dividir, según
su origen, en tres grandes grupos:

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 ÍGNEAS: Formadas a partir del enfriamiento de
rocas fundidas (magmas). Los magmas pueden
enfriar de manera rápida en la superficie de la
Tierra mediante la actividad volcánica o cristalizar
lentamente en el interior, originando grandes masas
de rocas llamadas plutónicas. Cuando cristalizan en
grietas de la corteza forman las rocas ígneas
filonianas.

GEOLOGÍA APLICADA
Rocas Plutónicas: Se forman al enfriarse el magma
lentamente en el interior de la Tierra. Como el
enfriamiento del magma es muy lento los minerales
disponen de tiempo para crecer, por lo que las rocas
presentan cristales relativamente grandes. Son rocas
densas y sin huecos. Los granitos son las rocas
plutónicas más comunes, compuestas de los minerales
cuarzo, feldespato y micas.
TIPOS DE ROCAS ÍGNEAS

GEOLOGÍA APLICADA
Rocas Volcánicas: Se forman cuando el magma se
enfría en la superficie de la Tierra, a baja temperatura
y presión. Como el enfriamiento es muy rápido los
cristales no tienen mucho tiempo para formarse y
crecer, por lo que las rocas están constituidas por una
masa de cristales de pequeño tamaño o bien materia
amorfa sin cristalizar. Tienen un aspecto esponjoso.
Un ejemplo común es el basalto.

GEOLOGÍA APLICADA
Rocas Filonianas: estas pueden cristalizar en el
interior de grietas o fracturas en las que las presiones
y temperaturas no son tan elevadas como las que
soportan las rocas plutónicas durante su formación, ni
tan bajas como las de las rocas volcánicas.

GEOLOGÍA APLICADA
 SEDIMENTARIAS: Se forman a partir de rocas
preexistentes por procesos de erosión, transporte,
sedimentación o precipitación química. Son el
resultado de sedimentos en capa.

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Detríticas: Se forman a partir de la sedimentación de
trozos de otras rocas después de una fase de
transporte. Se clasifican de acuerdo a los tamaños de
los trozos que las componen.
 Conglomerados: están constituidas por trozos de
tamaño grande.
 Areniscas: poseen granos de tamaño intermedio.
 Limos y arcillas: poseen trozos muy pequeños.
TIPOS DE ROCAS SEDIMENTARIAS

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Químicas y Orgánicas: Se forman a partir de la
precipitación de determinados compuestos químicos
en soluciones acuosas o bien por acumulación de
substancias de origen orgánico. Un ejemplo de esta
roca es la roca caliza, formada en su mayor parte por
restos de organismos como corales, algas, etc. Los
carbones y petróleos son rocas sedimentarias
orgánicas, originadas a partir de la acumulación de
restos de materia orgánica.

GEOLOGÍA APLICADA
 METAMÓRFICAS: Formadas a partir de otras rocas
que, sin llegar a fundirse, han estado sometidas a
grandes presiones y temperaturas y se han
transformado.

GEOLOGÍA APLICADA
El metamorfismo está clasificado por la influencia
relativa de la presión y la temperatura en el control de
la transformación de la roca. Las reacciones
endotérmicas permiten la formación de nuevos
minerales. La velocidad de reacción aumenta con el
aumento en la temperatura. Tanto la temperatura
como la presión, aumentan con la profundidad. Para
que comience un proceso de metamorfismo en la roca,
esta debe recibir una presión de 2 kilobares (kilobar
(kb), un bar = 1 atmósfera).
TIPOS DE ROCAS METAMÓRFICAS

GEOLOGÍA APLICADA
Las rocas ígneas + metamórficas ocupan el 95% del
volumen de la corteza terrestre.
Las rocas sedimentarias ocupan el 5% del volumen
restante de la corteza terrestre.
Las rocas sedimentarias ocupan el 75% de la
superficie de la corteza terrestre.
Las rocas ígneas + metamórficas ocupan el 25% de la
superficie restante de la corteza terrestre.

GEOLOGÍA APLICADA
4.2.2 Clasificaciones Ingenieriles:
o DEERE Y MILLER: Clasifica la resistencia a
compresión y el modulo de elasticidad de la roca.
o TURK Y DEARMAN: Clasificación de la roca matriz en
función de la resistencia a compresión y la relación
modulo elástico tangencial/modulo de poisson.
o LAMA Y VATUKURI: La clasificación se basa en
resistencia a compresión uniaxial.

GEOLOGÍA APLICADA
4.2.3 Las propiedades a estudiar en un
emplazamiento son:
• Las resistencias características de las rocas en sus
varios grados de meteorización (relación entre
esfuerzos, cohesión, ángulo de rozamiento, dureza
y otros).
• Las características de deformabilidad de la roca en
sus varios grados de alteración, incluyendo la
deformabilidad instantánea y a largo plazo.

GEOLOGÍA APLICADA
• Velocidad de propagación de la onda elástica en la
roca, teniendo en cuenta los distintos grados de
meteorización.
• Densidad, porosidad, contenidos de agua y otras
propiedades.

GEOLOGÍA APLICADA
* La Anistropía, consiste en reconocer la resistencia y
deformidad de la roca.
4.2.4 Tipos de clasificación de la rocas:
 Química:
• Acidas (>65% Sio2)
• Neutras (52 – 65% Sio2)
• Básicas (52 – 10% Sio2)
• Ultrabásicas (<10% de Sio2)

GEOLOGÍA APLICADA
 Químico: Mineralogía.
 Mineralogía: Presencia / ausencia de minerales
cardinales.
 Yacimientos: Masas, filones, estratos, coladas.
 Textura: Forma, tamaño, distribución, cristalización.
 Estructura: Orden, distribución a escala del macizo
rocoso.
 Ciclo Petrológico: Las rocas sufren transformaciones
a lo largo del tiempo, debido a los agentes
geodinámicos internos y externos.

GEOLOGÍA APLICADA
4.3 CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS
EN INGENIERÍA

GEOLOGÍA APLICADA
Las clasificaciones petrográficas científicas no tienen
en cuenta las propiedades mecánicas o ingenieriles.
Se deducen de las propiedades de la “matriz rocosa”
determinados in situ o en el laboratorio sobre
muestras adecuadas.

GEOLOGÍA APLICADA
Ensayo en Laboratorio: Tiene un coste reducido y la
posibilidad de hacer muchas muestras puntuales que
permitan analizar heterogeneidad del macizo y la
dispersión de resultados. Hay garantía en ellos.
Ensayo in situ: Se ensaya en zonas de meteorización
de donde la toma de muestras resulta fácil. Se puede
ensayar gran volumen de roca y determinar
propiedades ligadas al macizo como tensiones
naturales, permeabilidad, etc.

GEOLOGÍA APLICADA
La sociedad internacional de mecánica de rocas
(ISRM: International Society for Rock Mechanics)
recomienda estudiar las siguientes propiedades en
cada emplazamiento de rocas:

GEOLOGÍA APLICADA
 Resistencia.
o Compresión (simple o confinada).
o Cohesión.
o Angulo de rozamiento
o Resistencia al desgaste.
o Dureza.
o Tracción (ensayo brasileño o ensayo franklin).
 Deformidad.
o Flexión y deformabilidad instantánea y a
corto, medio y largo plazo.

GEOLOGÍA APLICADA
 Velocidad de las Ondas Elásticas.
o Se hace en campo o en laboratorio con
ultrasonido.
 Anisotropía.
o Con vistas a conocer la resistencia y
deformidad de la roca.
 Alterabilidad.
o Factores de meteorización. Resistencia a las
heladas y resistencia al choque eléctrico.

GEOLOGÍA APLICADA
 Otras Propiedades.
o Densidad.
o Porosidad.
o Contenido de agua.
o Dureza.
o Figuración.
o Diaclasas, juntas, fracturas, fallas,
deslizamiento.

GEOLOGÍA APLICADA
4.4 RESISTENCIA

GEOLOGÍA APLICADA
 Resistencia a Compresión.
 Resistencia a Tracción.

GEOLOGÍA APLICADA
 RESISTENCIA A COMPRESIÓN: la resistencia a la
compresión se utiliza mucho para el calculo y viene
definida por:

GEOLOGÍA APLICADA
El ensayo se realiza colocando una probeta cilíndrica
en una prensa L ≥ 2D. Los resultados del ensayo
depende de:
o El rozamiento entre placas de la prensa y las
superficies de la muestra.
o La geometría de la muestra.
o La velocidad de propagación de la carga.
o El ambiente (temperatura y humedad).

GEOLOGÍA APLICADA
Con el ensayo de resistencia a compresión se mide la
deformación de la roca, mediante las curvas de
tensión / deformación. A partir de estas curvas se
puede determinar:
El coeficiente de poisson:
El modulo elástico estático:

GEOLOGÍA APLICADA
 RESISTENCIA A TRACCIÓN: En el ensayo a tracción,
la norma ISRM nos indica los métodos para
determinar la resistencia a tracción de una roca.
o Método Directos: Consiste en someter a una
muestra cilíndrica a tracción por su extremos. No
suele se utilizado.
o Ensayo Brasileño: En el cual se somete a la
probeta cilíndrica a una carga diametral hasta la
rotura.

GEOLOGÍA APLICADA
A veces se utiliza el ensayo de carga puntual o ensayo
de Franklin que se puede realizar utilizando testigos
de sondeo o fragmentos de roca. Obtenemos un indice
de resistencia I de valor:
Donde P es la carga de rotura en meganewton y D el
diámetro de la muestra en cm.

GEOLOGÍA APLICADA
4.5 MINERALOGÍA DE LA ROCA MATRIZ,
TEXTURA Y ESTRUCTURA

GEOLOGÍA APLICADA
Según se desprende de la definición de roca, ésta está
constituida por minerales. Aunque el número de
minerales es unos 2000, solo alrededor de 50 forman
las rocas y de ellos 30 son los más comunes. Es
evidente que esta circunstancia favorece
enormemente el análisis petrográfico de las rocas.

GEOLOGÍA APLICADA
El estudio e identificación de la matriz rocosa, que se
hace mediante análisis petrográficos puede parecer
innecesario desde el punto de vista del ingeniero civil,
pero en muchas ocasiones es la única manera de
poder averiguar con exactitud que roca es la presente
en un emplazamiento o la que vamos a aprovechar.
El estudio petrográfico será realizado por un
especialista mediante el análisis de una lamina
delgada con microscopio petrográfico, rayos X u otras
técnicas.

GEOLOGÍA APLICADA
La textura es la apariencia física general o carácter de
la matriz rocosa, incluyendo los aspectos geométricos
y mutuas relaciones entre las partículas o cristales
componentes.
No debe confundirse con la estructura, que es el
aspecto megascópico de una roca o mejor del macizo
rocoso, es decir, la roca estudiada en el afloramiento.
De las dos características señaladas evidentemente la
estructura es la que tiene mayor interés para la
ingeniera civil, ya que su influencia sobre una obra
puede ser muy grande.

GEOLOGÍA APLICADA
4.6 METEORIZACIÓN

GEOLOGÍA APLICADA
Es la alteración que sufren las rocas al estar expuestas
a la acción de los agentes atmosféricos. Estrictamente
todas las rocas presentan alteración en mayor o
menor grado, pero ocurre que en algunos casos se ha
llegado a un estado de equilibrio que evita el avance
del proceso de degradación.
Realmente la meteorización se produce en el macizo y
lógicamente afecta a la matriz. La presencia de
fracturas es determinante en los procesos de
alteración. Estos procesos se pueden dividir en:

GEOLOGÍA APLICADA
o Mecánica: Alteración de la roca por cambios de
temperatura, hielo-deshielo, ciclos humedad-
sequedad, expansión causada por raíces, etc.
o Química: Que tiene como agente principal el
agua, puede presentar las clases siguientes:
 Oxidación, Común en los materiales férricos.
 Carbonatación, reacción de los minerales con
el CO2 disuelto en agua.
 Hidrolisis, Descomposición por presencia de
agua.

GEOLOGÍA APLICADA
 Hidratación, Adición de agua a la estructura
del mineral.
 Cambio Catiónico, Transformación de cationes.
 Quelación, Incorporación de cationes
metálicos a moléculas de hidrocarburos.
o Biológica: Es la debida a los seres vivos y no
suele ser muy importante.

GEOLOGÍA APLICADA
La meteorización no se limita a procesos superficiales
sino que penetra en el interior del terreno, lo cual
implica la presencia de roca alterada al realizar obras
subterráneas, abrir canteras, etc.
Los factores que intervienen en el proceso de
meteorización son:
 Tipos de Roca Matriz
• Minerales Integrantes.
• Estado de Cristalización.
• Tamaño y Forma de Los Materiales.
• Unión entre Los Mismos
• Naturaleza del Cemento de Unión.

GEOLOGÍA APLICADA
 Fracturación (fallas, fracturas, diaclasas).
 Estructura de matriz Rocosa (en masa, estratificada,
plegadas).
 Actividad Biológica (hombre, animales y plantas).
 Topografía del Terreno (drenaje, grado de
insolación).
 Clima (precipitación y temperatura).
 Tiempo de Exposición a La Meteorización (días,
años, etc.).

GEOLOGÍA APLICADA
Clasificación de las rocas meteorizadas para uso de la
ingeniera:
o Inalteradas
o Sin señalización de alteración visible.
o Roca fresca.
o Cristales brillantes.
o Rocas levemente alteradas
o Leve meteorización en fisura o
discontinuidades.
o Leve coloración en discontinuidades o en
superficie.

GEOLOGÍA APLICADA
o Rocas moderadamente alteradas
o Leve coloración en toda la masa.
o La roca en general no se disgrega.
o Rocas altamente alteradas
o La alteración alcanza toda la masa.
o Se disgrega parcialmente.
o Todo el material está coloreado excepto el
cuarzo.
o Se excava fácilmente con el martillo del
geólogo.

GEOLOGÍA APLICADA
o Rocas completamente alterada
o Roca completamente teñida, descompuesta y
disgregada.
o Solo fragmentos mantienen textura y
estructura.
o Suelo residual
o Desintegración y disgregación completa: suelo

GEOLOGÍA APLICADA
La meteorización de una roca es un proceso
irreversible cuyo ritmo de avance es muy variable,
pudiendo ser alterado mediante ciertas acciones que
en ningún caso hacen que la roca vuelva a su estado
primitivo.
El mejor procedimiento es evidente el preventivo
cuando aún la meteorización no se ha producido a lo
ha hecho de forma muy leve.

GEOLOGÍA APLICADA
TRATAMIENTO DE ROCAS ALTERADAS: La
meteorización de una roca es un proceso irreversible
cuyo ritmo de avance es muy variable, pudiendo ser
alterado mediante ciertas acciones. Los principales
tratamientos de la roca son:
 Tratamiento de la roca, (o movimiento) fuera del
ambiente agresivo.
 Limpieza
o Método mecánico, chorro de agua,
cepillado, agua-aire.
o Método químico, detergentes.

GEOLOGÍA APLICADA
 Reconstitución
o Hidróxido de bario.
o Dióxido de silicio.
o Impregnación (silicona para cementar,
impermeabilizar con productos acrílicos y
resinas epódicas).
 Sustitución de la roca alterada
o Con bloques, sillares… a ser posible de la
misma cantera.

GEOLOGÍA APLICADA
INFLUENCIA DE LAS ROCAS ALTERADAS EN LA
INGENIERÍA CIVIL: La presencia de alteración puede
obligar a profundizar en la cimentación, lo que implica
una mayor excavación, en volumen a retirar mayor y
su consiguiente transporte a vertedero, una posible
necesidad de sostenimiento del hueco abierto y un
mayor gasto de la propia cimentación al tener que
utilizar más hormigón.

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