Geologia aplicada a la ingenieria civil

geologia

1. APLICACIONES DE LA GEOLOGIA
EN LA INGENIERIA CIVIL

2. Uno de los campos donde cada día está
teniendo mayor aplicación la geología son las
obras públicas, tales como presas, túneles,
carreteras y todo tipo de construcciones.
Para la ejecución de estas obras y para su
mantenimiento el reconocimiento geológico del
terreno, tanto en superficie como en profundidad,
es una labor previa indispensable en todas
ellas, de cara a verificar la adecuación del lugar
seleccionado, detectar eventuales problemas de
cimentación y zonificar el territorio respecto a su
protección, usos y aprovechamientos

3. A través de la recopilación bibliográfica y de
antecedentes en la zona (cartografía a diferentes
escalas, publicaciones e informes, fotografía aérea), los
estudios de campo (litologías y estructuras, columnas
estratigráficas, dirección y buzamiento de las capas y
discontinuidades, perfiles geológicos, etc.), las
prospecciones del terreno (catas, sondeos,
penetrómetros técnicas geofísicas, pruebas in situ), los
ensayos de laboratorio (granulometría, límites de
Attemberg, humedad natural, densidad seca, ensayos de
contenido en sulfatos, ensayos de corte directo,
compresión simple, triaxiales, etc.), se consigue
determinar la naturaleza y propiedades del terreno como
su resistencia, su porosidad, plasticidad, elasticidad, etc.
Un factor fundamental es el grado y tipo de fracturación
del terreno, especialmente la existencia de fallas

4. Los principales riesgos geológicos para la
construcción proceden de los terrenos
deformables, como yesos y arcillas, o poco
consistentes, como arenas y gravas sueltas.
Tampoco hay que olvidar los terrenos
colapsables, como las formaciones calcáreas y
evaporíticas. Otros fenómenos a tener en
cuenta son los posibles deslizamientos y
corrimientos de tierras, las fallas, ya citadas, y
los terrenos propensos a filtraciones de agua.

5. VENTAJAS DEL ESTUDIO GEOLOGICO

6. Conocimiento sistematizados de los
materiales.
Los problemas de cimentación son
esencialmente geológico. Los edificios,
puentes, presas, y otras construcciones, se
establecen sobre algún material natural.
Las excavaciones se pueden planear y dirigir
más inteligentemente y realizarse con mayor
seguridad.
El conocimiento de la existencia de aguas
subterráneas, y los elementos de la hidrología
subterránea, son excelentes auxiliares en
muchas ramas de la ingeniería práctica.

7. El conocimiento de las aguas superficiales,
sus efectos de erosión, su transporte y sus
sedimentaciones, es esencial para el control
de las corrientes, los trabajos de defensa de
márgenes y costas los de conservación de
suelos y otras actividades.
La capacidad para leer e interpretar informes
geológico, mapas, planos geológicos y
topográficos y fotografía, es de gran utilidad
para la planeación de muchas obras.
La capacitación para reconocer la naturaleza
de los problemas geológicos.

8. GEOLOGÍA EN OBRA HIDRÁULICAS
Pozos de punta captación: la mayoría de los problemas
de drenaje en los trabajos de ingeniería civil no tienen la
magnitud de otros proyectos. por fortuna, se dispone de
otro medios para manejar el agua freática en trabajos
pequeños. Estos métodos implican el uso de pozos de
captación. El sistema se compone básicamente de una
bomba especial y varios pozos de punta de captación
para abatir el nivel de agua freática bajo el nivel de la
excavación más profunda; así el material que se va a
excavarse es comportamiento es incierto, al sólido; de
esta manera se facilita el avance de la excavación y se
elimina los problemas causado por el agua. El control del
agua freática en la obras de construcción urbana,
también es de vital importancia, y solo puede ser
efectuado con base en un estricto conocimiento de la
capa subyacente local de una detallada geología urbana.

9. APLICACIÓN GEOLÓGICA A LA
CONSTRUCCIÓN DE EMBALSES .
La construcción de una presa precisa,
indispensablemente, un estudio
geológico detallado que abarque tres
aspectos fundamentales: geología del
cierre de la presa; la permeabilidad del
vaso o embalse propiamente dicho y
geología de la cuenca hidrográfica que
vierte sus aguas a este embalse

10. El conocimiento del cierre es
imprescindible, ya que la presa se asienta
sobre rocas con distintas características
de resistencia que han de formar cuerpo
con la pared de la presa y soportar el
empuje y peso de toda el agua
embalsamada. Es fundamental pues, el
conocer sus propiedades elásticas, su
posible fracturación (puede presentar
diaclasados imperceptibles a simple vista)
que provocaría el desmoronamiento de la
presa, etc.

11. El estudio hidrogeológico del vaso del
embalse es necesario de cara a evitar la
inundación de zonas que favorezcan la
filtración y circulación del agua embalsada
por debajo del cierre, esto pondría en
peligro la propia estabilidad de la presa al
debilitarse el terreno por debajo de ella
así como su eficacia

12. Sin embargo, una presa tiene una vida limitada si
los afluentes que concurren a ella traen tal
cantidad de aportes detríticos que se produce su
colmatación u obliga a su limpieza periódica.
Para impedir este problema, se hace necesario
reducir el grado de erosión en las zonas más
favorables a tal efecto, localizándose éstas por la
composición de los materiales transportados por
los afluentes y la geología del área madre. La
repoblación forestal ofrece para este caso una
solución técnica bastante ventajosa

13. CIMENTACIÓN DE PRESAS:
La construcción de una presa
almacenadora de agua altera más las
condiciones naturales que cualquiera
otra obra de la ingeniería civil. Esta es
importante por la función que
desempeñan: en el almacenamiento de
agua para el suministro de avenidas,
recreación o irrigación.

14. OBRA DE CONTROL FLUVIAL
Desde hace mas de 3000 años el hombre ha
tratado de amansar algunos de los grandes
ríos del mundo. Las primeras obras de
ingeniería civil fueron con toda probabilidad
las de control fluvial. La obras fluvial es
esencia la regulación de la corriente natural
del río dentro de un curso bien definido,
generalmente el que suele ocupar la
corriente. Ya que la desviación del curso
probablemente ocurrirá durante los periodos
de caudal de avenida, la obra de control
consiste en regular la avenida.

15. PERFORACION DE TUNELES
En la perforación de túneles el estudio geológico es
de gran relevancia. En este tipo de obras es preciso
disponer de la información de la zona a perforar
metro a metro, con detalles de la estructura,
permeabilidad, niveles freáticos, dureza de las
distintas unidades rocosas, etc., para contar con la
solución a los problemas que se van a encontrar
antes de que la perforación alcance las zonas donde
existan estos posibles problemas, salvando de esta
manera tiempo, dinero y hasta vidas humanas.

16. PERFORACIÓN DE LUMBRERAS
Una de las partes más especializadas en
las excavaciones abiertas es la perforación
de lumbreras para el acceso de trabajos de
túneles. Existe una experiencia abundante
que nos ofrece la industria minera; por
cierto, la perforación de lumbreras es una
operación de construcción compartida por
los ingenieros civiles y los de minas, pues
muchas de las galerías de las grandes
minas son obras de contratistas en
ingeniería civil y muchos ingenieros
mineros se les consulta acerca del
problema con lumbreras en obras civiles.

17. 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. Para
el ingeniero estructural las columnas y los estribos
de un puente no son realmente “interesantes”. Sin
embargo, debe prestarles un interés más que
pasajero, ya que muy menudo el diseño de las
cimentaciones compete al ingeniero estructural
responsable del diseño de la superestructura.

18. CAMPOS DE AVIACIÓN
El crecimiento de la aviación civil ha
sido extraordinario en los últimos siglos;
y es en este por su extensión en donde
la geología es tan determinante como
en otros tipos de construcciones. Los
campos de aviación modernos tienen
que ser áreas muy grandes y bastante
planas sin serios impedimentos para
volar en los alrededores.

19. CARRETERAS:
Son contadas las obras de ingeniería civil que guardan
relación tan estrechamente con la geología como las
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, los cortes que se realizan
para lograr las gradientes uniformes que demandan las
autopistas modernas proporcionan por necesidad una
multitud de oportunidades de observar la geología. No
sólo es atractivo para los conductores, sino que también
revelan detalles de la geología local que de otro modo
serían desconocidos.

20. En el caso de carreteras y líneas
ferroviarias, la información geológica es
necesaria, tanto sobre la zona por la que
va a discurrir la obra como sobre las zonas
de las que se extraerán las materias primas
para la misma

21. GEOLOGIA EN LAS EDIFICACIONES
Antes de construir un edificio se hace necesario
un informe geológico (Informe Geotécnico) que
defina el tipo de cimentación y el nivel de apoyo
en el terreno, las presiones de trabajo y los
asientos asociados con los mismos y los
eventuales problemas de ejecución.
Este tipo de informe es particularmente
importante sino imprescindible, en las poblaciones
situadas en zonas sísmicas o próximas a volcanes
considerados inactivos, en las que las
construcciones se tienen que hacer con muchas
más garantías

22. PERFORACION DE TUNELES
En la perforación de túneles el estudio geológico es
de gran relevancia. En este tipo de obras es preciso
disponer de la información de la zona a perforar
metro a metro, con detalles de la estructura,
permeabilidad, niveles freáticos, dureza de las
distintas unidades rocosas, etc., para contar con la
solución a los problemas que se van a encontrar
antes de que la perforación alcance las zonas donde
existan estos posibles problemas, salvando de esta
manera tiempo, dinero y hasta vidas humanas.