unidad01(i). introducción a la ing. geología (2014-i)

UNIDAD 1. INTRODUCCIN A LA INGENIERA GEOLGICA

Mgtr. Salvador Sobrecases Mart

Facultad de Ingeniera / Escuela de Ingeniera Civil Ambiental / Ingeniera Geolgica

1. DEFINICIN E IMPORTANCIA

2. FACTORES GEOLGICOS Y PROBLEMAS GEOTCNICOS

4. FUENTES DE INFORMACIN GEOLGICA

3. MTODOS Y APLICACIONES EN INGENIERA GEOLGICA

Mgtr. Salvador Sobrecases MartFacultad de Ingeniera / Escuela de Ingeniera Civil Ambiental / Ingeniera Geolgica


INGENIERA GEOLGICA

Ciencia aplicada al estudio y solucin de los problemas de la ingeniera y del

medio ambiente producidos como consecuencia de la interaccin entre las

actividades humanas y el medio geolgico.

FINALIDAD

Asegurar que los factores geolgicos condicionantes de las obras de

ingeniera sean tenidos en cuenta e interpretados adecuadamente.

Evitar o mitigar las consecuencias de los riesgos geolgicos.



Presa de San Francisco (California, 1928)

Construida entre 1924 y 1926.Altura: 59 metros; Longitud: 185 metros.En 1928 la presa falla a causa de un deslizamiento de rocas en el vaso del embalse.

45 millones de m3.La inundacin provoca la muerte de ms de 600 personas.



Presa de Malpasset (Francia, 1959)

Cimentada sobre gneis (roca metamrfica impermeable). Existencia de una falla bajo la presa a la que le entra agua generando importantes sobrepresiones sobre la

cerrada.

La pared se derrumba generando una ola de 40 metros de altura que viaja a 70 km/h.

421 muertos en las inundaciones resultantes.Los daos ascendieron a 68 millones de dlares.



Presa de Vajont (Italia, 1963)

Ms de 260 millones de metros cbicos caen sobre el embalse provocando una ola de 200 metros de altura.

Aguas arriba de la presa, una ola de 50 millones de metros cbicos arrasa los pueblos de Spesse, S. Martino, Patata y El Cristo y ocasiona 150 muertos.

La otra mitad de la ola, con unos 25 millones de metros cbicos, sobrepasa la pared de la presa y borra de la faz de la Tierra cinco pueblos

(Longarone, Rivalta, Villanova, Fay Pirago) con un balance total de 2000 muertos y

decenas de heridos (160 aprox.).

Monte Toc (Monte Podrido): Importancia de la toponmia.



Deslizamientos durante la construccin del Canal de Panam (primeras dcadas

del siglo XX)

El Corte Culebra es un valle hecho por el hombre que atraviesa la lnea divisoria continental en Panam. El corte forma parte del Canal de Panam, une el Lago Gatn,

y por lo tanto, el Ocano Atlntico, el Golfo de Panam y el Ocano Pacfico

La Junta Internacional de Consultores de Ingeniera haba indicado en forma errnea que los taludes de piedra seran estables a una altura de 73,5 metros con una

pendiente de 1 en 1,5.

En la prctica, la roca comenz a derrumbarse desde esa pendiente a una altura de slo 19,5 metros.

El error fue en parte debido a la oxidacin imprevista de los estratos subyacentes de hierro debido a la infiltracin de agua, lo que provoc el debilitamiento y el colapso de

los estratos.



El deslizamiento de El Berrinche, Tegucigalpa (Honduras)

Se produce como consecuencia del huracn Mitch (30 octubre 1998).El huracn Mitch asol Centroamrica ocasionando ms de 25000 muertos.Las consecuencias fueron muy agravadas por la ocupacin urbana de laderas inestables.

El deslizamiento de El Berrinche destruy el barrio con el mismo nombre y afect parcialmente a otros, provocando el represamiento del ro Choluteca.

El ro cambia su curso y provoca una inundacin destructiva en las zonas ms bajas de la ciudad.



INGENIERA GEOLGICA

GEOLOGA INGENIERA

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SOLUCIONES GEOTCNICAS

MITIGACIN DE RIESGOS E

IMPACTOS AMBIENTALES

INGENIERA GEOLGICA: UNA VISIN DESDE LA GEOLOGA HACIA LA INGENIERA

Elevacin de una playa por procesos tectnicos (sur de Grecia)

Desprendimientos en acantalidos baslticos (Madeira)

Construccin de un viaducto

Construccin de una presa



Formacin en Ingeniera Geolgica

Geologa

CONOCIMIENTOComportamiento mecnico de los suelos

Respuesta del terreno ante los cambios de

condiciones impuestos por las obras de ingeniera

Comportamiento mecnico de las rocas

Del terreno mediante mtodos y tcnicas de

reconocimiento y ensayos

Materiales

INVESTIGACIN

ANLISIS Y MODELIZACIN

Procesos geolgicos



1. Dnde situar una obra pblica o instalacin industrial para que su emplazamiento

sea geolgicamente seguro y constructivamente econmico.

2. Por dnde trazar una va de comunicacin o una conduccin para que las

condiciones geolgicas sean favorables.

3. En qu condiciones geolgico-geotcnicas debe cimentarse un edificio.

4. Cmo excavar un talud para que sea estable y constructivamente econmico.

5. Cmo excavar un tnel o instalacin subterrnea para que sea estable.

6. Con qu tipo de materiales geolgicos puede construirse una presa, terrapln,

carretera, etc.

El profesional de la ingeniera geolgica da respuestas a las siguientes

cuestiones:



7. A qu tratamientos debe someterse el terreno para evitar o corregir filtraciones,

hundimientos, asientos, desprendimientos, etc.

8. En qu tipo de materiales geolgicos pueden almacenarse resduos txicos,

urbanos o radiactivos.

9. Cmo evitar, controlar o prevenir los riesgos geolgicos (terremotos,

deslizamientos, etc.).

10.Qu criterios geolgicos-geotcnicos deben tenerse en cuenta en la ordenacin

territorial y urbana y en la mitigacin de los impactos ambientales.

El profesional de la ingeniera geolgica da respuestas a las siguientes

cuestiones:



Los factores geolgicos son condicionantes de

un proyecto.

Los riesgos geolgicos pueden afectar a la

seguridad o la viabilidad del proyecto.



INFLUENCIA DE LA LITOLOGA EN EL COMPORTAMIENTO GEOTCNICO DEL TERRENO

Litologa Factores caractersticos Problemas geotcnicos

Rocas duras - Minerales duros y abrasivos

- Abrasividad- Dificultad de arranque

Granitos con

cuarzo, plagioclasa

y micas





Rocas blandas - Resistencia media a baja- Minerales alterables

- Roturas en taludes- Deformabilidad en

tneles- Cambio de propiedades

con el tiempo

Roturas en taludes mineros

(Penyarroya, Crdoba)





Suelos blandos - Resistencia baja a muy baja

- Asientos en cimentaciones.

- Roturas en taludes.

La torre inclinada de pisa





Suelos orgnicos y biognicos

- Alta compresibilidad - Subsidiencia- Colapsos

Subsidencia en suelos lacustres afectando a la Baslica de N. S. de Guadalupe.



ESTRUCTURAS GEOLGICAS Y PROBLEMAS GEOTCNICOS

Estructuras geolgicas Factores caractersticos Problemas geotcnicos

Fallas y fracturas - Superficies muy continuas; espesor variable

- Roturas, inestabilidades, acumulacin de tensiones, filtraciones y alteraciones.

Falla normal (Huesca)





Planos de estratificacin - Superficies continuas; poca separacin

- Roturas, inestabilidades y filtraciones.

Estratos y diaclasas (norte de mallorca)





Discontinuidades - Superficies poco continuas, cerradas o poco separadas

- Roturas, inestabilidades, filtraciones y alteraciones

Estratos y diaclasas (norte de mallorca)





Pliegues - Superficies de gran continuidad

- Inestabilidad, filtraciones y tensiones condicionadas a la orientacin.

Pliegues en cuarcitas (sur de Inglaterra)



EFECTOS DE LOS PROCESOS GEOLGICOS RELACIONADOS CON EL AGUA Y SU INCIDENCIA GEOTCNICA

Procesos geolgicos en relacin al agua

Efectos sobre materiales Problemas geotcnicos

Disolucin - Prdida de material en rocas y suelos solubles

- Karstificacin

- Cavidades- Hundimientos- Colapsos

Karst yesfero (Sorbas, Almera)


MORFOGNESIS KRSTICA: Gruta

Devatashkata (Bulgaria.)Mgtr. Salvador Sobrecases MartFacultad de Ingeniera / Escuela de Ingeniera Civil Ambiental / Ingeniera Geolgica

MORFOGNESIS KRSTICA:

Espeleotemas de la Cueva del Bosc(Aveyron, Pirineos de Francia.)






Erosin-arrastre - Prdida de material y lavado

- Erosin interna- Acarcavamientos

- Hundimientos y colpasos- Asientos- Sifonamientos y

socavaciones- Aterramientos

Erosin y acarcavamiento en piroclastos (Guatemala)






Reacciones qumicas - Cambios en la composicin qumica

- Ataque a cementos, ridos, metales y rocas

Ataque al hormign por sulfatos



EFECTOS DE LOS PROCESOS GEOLGICOS EN LA INGENIERA Y EN EL MEDIO AMBIENTE

Procesos geolgicos Efectos sobre el medio fsico

Problemas geoambientales y actuaciones

Sismicidad - Terremotos, tsunamis- Movimientos del suelo,

roturas, deslizamientos, licuefaccin

- Daos a poblaciones e infraestructuras

- Diseo antissmico- Medidas de prevencin- Planes de emergencia

Edificio destruido en el terremoto de Mxico de 1985






Vulcanismo - Erupciones volcnicas- Cambios en el relieve- Tsunamis y terremotos- Colapsos y grandes

movimientos en laderas

- Daos a poblaciones e infraestructuras

- Sistemas de vigilancia- Medidas de prevencin- Planes de evacuacin

Coladas de lava en la erupcin del

Tenegua en 1971, La Palma






Movimientos de ladera - Deslizamientos, desprendimientos, hundimientos

- Daos en poblaciones e infraestructuras

- Obstruccin de cauces- Medidas de

estabilizacin, control y prevencin

Daos en autovas por deslizamientos

(Granada)






Cambios en el nivel fretico - Cambios en los acuferos- Cambios en las

propiedades del suelo- Desecacin y

encharcamiento- Subsidencias e

inestabilidad de laderas

- Problemas en cimentaciones

- Afeccin a cultivos y regados

- Medidas de drenaje

Subsidencia por extraccin de agua de pozos a favor de

fallas activas (Celaya, Mxico).



La presencia de problemas geotcnicos implica la adopcin de soluciones en general ms costosas.

Ejemplo: cimentar a mayor profundidad por insuficiencia de capacidad portante del terreno en cotas superficiales, e

incluso la modificacin del proyecto o el cambio de

emplazamiento.

Unas condiciones geotcnicas favorables proporcionan no slo una mayor seguridad a las obras, sino un desarrollo

de las mismas sin imprevistos, lo que influye

significativamente en los costes y plazos de la obra.



Ausencia de procesos geolgicos activos que representen riesgos inaceptables al proyecto.

Adecuada capacidad portante del terreno para la cimentacin de estructuras.

Suficiente resistencia de los materiales para mantener su estabilidad en excavaciones superficiales o subterrneas.

Disponibilidad de materiales para la construccin de obras de tierra.

Estanqueidad de las formaciones geolgicas para almacenar agua o resduos slidos o lquidos.

Facilidad de extraccin de materiales para su excavacin.

CONDICIONES QUE DEBE REUNIR UN EMPLAZAMIENTO PARA QUE

SEA GEOLGICA Y GEOTCNICAMENTE FAVORABLE



La presa de Aznacllar tras la rotura

LA ROTURA DE LA PRESA DE AZNALCLLAR (SEVILLA): UN EJEMPLO DE FALLO GEOLGICO-GEOTCNICO DE GRAVES CONSECUENCIAS ECOLGICAS (25 abril 1998)



http://www.youtube.com/watch?v=L12JeAz9YN0&feature=autoplay&list=P

LD1DD08B507621057&playnext=1

http://www.youtube.com/watch?v=R__3DYQCVnA&feature=autoplay&list

=PLD1DD08B507621057&playnext=2

http://www.youtube.com/watch?v=LeaX0ueZD-

g&list=PLD1DD08B507621057&index=4&feature=plpp_video



PROCESO METODOLGICO EN INGENIERA GEOLGICA

1. Identificacin de materiales y procesos. Definicin de la geomorfologa,

estructura, litologa y condiciones del agua subterrnea.

2. Investigacin geolgica-geotcnica del subsuelo.

3. Distribucin espacial de materiales, estructuras y discontinuidades.

4. Condiciones hidrogeolgicas, tensionales y ambientales.

5. Caracterizacin de propiedades geomecnicas, hidrogeolgicas y

qumicas.

6. Caracterizacin de los materiales geolgicos utilizados en la construccin,

extraccin de recursos naturales y trabajos de proteccin medioambiental.



7. Comportamiento geolgico-geotcnico bajo las condiciones del proyecto.

8. Evaluacin del comportamiento mecnico e hidrulico de suelos y macizos

rocosos. Prediccin de los cambios de las anteriores propiedades con el

tiempo.

9. Determinacin de los parmetros que deben ser utilizados en los anlisis

de estabilidad para excavaciones, estructuras de tierras y cimentaciones.

10.Evaluacin de los tratamientos del terreno para su mejora frente a

filtraciones, asientos, inestabilidad de taludes, desprendimientos,

hundimientos, etc.

11.Consideraciones frente a riesgos geolgicos e impactos ambientales.

12.Verificacin y adaptacin de los resultados del proyecto a las condiciones

geolgico-geotcnicas encontradas en obra. Instrumentacin y

auscultacin.




Para el desarrollo completo de dicha secuencia metodolgica deben definirse tres tipos de modelo:

Modelo geotcnico de

comportamiento

Modelo geolgico

Modelo geomecnico




El modelo geolgico representa la distribucin espacial de los materiales,

estructuras tectnicas, datos geomorfolgicos e hidrogeolgicos, entre otros,

presentes en el rea de estudio y su entorno de influencia.




El modelo geomecnico representa la caracterizacin geotcnica e

hidrogeolgica de los materiales y su clasificacin geomecnica.




El modelo geotcnico de comportamiento representa la respuesta del terreno

durante la construccin y despus de la misma.




EJERCICIO PROPUESTO:

LOCALIZAR MAPA GEOLGICO DE NUESTRA CIUDAD E IDENTIFICAR LA GEOLOGA DE LA ZONA


unidad01(i). introducción a la ing. geología (2014-i)

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