lunes, 22 de septiembre de 2014

SEMANA 1

INTRODUCCION

Geologia:

La geología (del griego γῆ (guê), (Tierra), y λογία (loguía), ‘tratado’) es la ciencia que estudia la composición y estructura interna de la Tierra, y los procesos por los cuales ha ido evolucionando a lo largo del tiempo geológico.
En realidad, la Geología comprende un conjunto de "ciencias geológicas", así conocidas actualmente desde el punto de vista de su pedagogía, desarrollo y aplicación profesional. Ofrece testimonios esenciales para comprender la Tectónica de placas, la historia de la vida a través de la Paleontología, y cómo fue la evolución de ésta, además de los climas del pasado. En la actualidad la geología tiene una importancia fundamental en la exploración de yacimientos minerales (Minería) y de hidrocarburos (Petróleo y Gas Natural), y la evaluación de recursos hídricos subterráneos (Hidrogeología). También tiene importancia fundamental en la prevención y entendimiento de desastres naturales como remoción de masas en general, terremotos, tsunamis, erupciones volcánicas, entre otros. Aporta conocimientos clave en la solución de problemas de contaminación medioambiental, y provee información sobre los cambios climáticos del pasado. Juega también un rol importante en la Geotecnia y la Ingeniería Civil. También se trata de una disciplina académica con importantes ramas de investigación. Por extensión, han surgido nuevas ramas del estudio del resto de los cuerpos y materia del sistema solar (astro geología o geología planetaria).

Ramas de la Geología


Actualmente la Geología comprende distintas ciencias o disciplinas, que configuran los planes formativos educativos universitarios o profesionales. Estas pueden estructurarse en los siguientes:

Cristalografía
La cristalografía es la ciencia geológica que se dedica al estudio científico de los cristales, definidos como "sólidos con una estructura interna formada por átomos, iones o moléculas ordenados periódicamente". Para ello, es necesario conocer, por un lado, la estructura que presentan las partículas constituyentes del cristal; y por otro lado, es importante determinar su composición química. Los estudios de la estructura se apoyan fuertemente en el análisis de los patrones de difracción que surgen de una muestra cristalina al irradiarla con un haz de rayos X, neutrones o electrones. La estructura cristalina también puede ser estudiada por medio de microscopía electrónica.

Espeleología
La espeleología, es una ciencia que estudia la morfología y formaciones geológicas (espeleotemas) de las cavidades naturales del subsuelo. En ella se investigan, cartografían y catalogan todo tipo de descubrimientos en cuevas. Forma parte de la Geomorfología y sirve de apoyo a la Hidrogeología (Geodinámica externa). Suele ser considerada actualmente más bien un deporte, como anunciaba Noel Llopis Lladó en 1954, que la auténtica espeleología peligraba ya que existía un "confusionismo" entre el deporte (Espeleismo) y la ciencia (Espeleología).

Estratigrafía
Estratos de limo.
La estratigrafía es la rama de la geología que trata del estudio e interpretación de las rocas sedimentarias estratificadas, y de su identificación, descripción, secuencia, tanto vertical como horizontal; cartografía y correlación de las unidades estratificadas de rocas.


Geología del petróleo
En la geología del petróleo se combinan diversos métodos o técnicas exploratorias para seleccionar las mejores oportunidades o “plays” para encontrar hidrocarburos (petróleo y gas).

Geología económica
La geología económica se encarga del estudio de las rocas con el fin de encontrar depósitos minerales que puedan ser explotados por el hombre con un beneficio práctico o económico. La explotación de estos recursos es conocida como minería.

Geología estructural
Intrusión de rocas ígneas.
La geología estructural es la rama de la geología que se dedica a estudiar la corteza terrestre, sus estructuras y su relación en las rocas que las contienen. Estudia la geometría de las formaciones rocosas y la posición en que aparecen en superficie. Interpreta y entiende el comportamiento de la corteza terrestre ante los esfuerzos tectónicos y su relación espacial, determinando la deformación que se produce, y la geometría subsuperficial de estas estructuras.

Gemología
La gemología es en sentido amplio una rama de la mineralogía que se dedica específicamente al estudio identificación, análisis y evaluación de las piedras preciosas o gemas. Una tarea central de la gemología es poner a disposición métodos y procedimientos rigurosos que permitan distinguir las gemas naturales de sus imitaciones y versiones sintéticas. Entre estos procedimientos se cuentan las mediciones realizadas con distintos instrumentos y aparatos (por ejemplo, mediciones cristalográficas y fotométricas, microscopía, espectroscopía, análisis de difracción por rayos x, etc). Debido al valor de las piezas estudiadas, prescinde de aquellos métodos mineralógicos que requieren de la extracción de muestras y utiliza solo aquellos procedimientos que las conservan intactas.

Geología histórica
 La geología histórica es la rama de la geología que estudia las transformaciones que ha sufrido la Tierra desde su formación, hace unos 4.540 millones de años, hasta el presente. Para establecer un marco temporal absoluto, los geólogos han desarrollado una cronología a escala planetaria dividida en eones, eras, periodos, épocas y edades, vinculada a su vez con una escala relativa, dividida en eonotemas, eratemas, sistemas, series y pisos que se corresponden uno a uno con los anteriores. Estas escalas se basan en los grandes eventos biológicos y geológicos.

Geología planetaria
 La astrogeología, también llamada geología planetaria o exogeología, es una disciplina científica que trata de la geología de los cuerpos celestes (planetas y sus satélites, asteroides, cometas y meteoritos).

Geología regional
 La geología regional es una rama de las ciencias geológicas que se ocupa de la configuración geológica de cada continente, país, región o de zonas determinadas de la Tierra.

Geomorfología
 La geomorfología describe el relieve terrestre.
La Geomorfología tiene por objeto la descripción y la explicación del relieve terrestre, continental y marino, como resultado de la interferencia de los agentes atmosféricos sobre la superficie terrestre. Se puede subdividir, a su vez, en tres vertientes: G. Estructural que trata de la caracterización y génesis de las “formas del relieve”, como unidades de estudio. La G. Dinámica, sobre la caracterización y explicación de los procesos de erosión y meteorización por los principales agentes (gravedad y agua). Y la G. Climática, sobre la influencia del clima sobre la morfogénesis (dominios morfoclimáticos).


Geoquímica
 La geoquímica es la rama de la geología que estudia la composición y el comportamiento químico de la Tierra, determinando la abundancia absoluta y relativa de los elementos químicos, distribución y migración de los elementos entre las diferentes partes que conforman la Tierra (hidrosfera, atmósfera, biosfera y litosfera) utilizando como principales muestras minerales y rocas componentes de la corteza terrestre, intentando determinar las leyes o principios en las cuales se basa tal distribución y migración.
En 1923 el químico V.W Goldschmidth clasificó los elementos químicos en función a su historia geológica de la siguiente forma: «atmósfilos» que forman la atmósfera como son los gases, «calcófilos» como son las arenas y cristales (silicatos y carbonatos), «litófilos» corteza son sencillos como sulfuros, y «siderófilos» que son metales que se conservan puros.

Geofísica
 La geofísica estudia la Tierra desde el punto de vista de la física y su objeto de estudio está formado por todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra. Al ser una disciplina experimental, usa para su estudio métodos cuantitativos físicos como la física de reflexión y refracción, y una serie de métodos basados en la medida de la gravedad, de campos electromagnéticos, magnéticos o eléctricos y de fenómenos radiactivos. En algunos casos dichos métodos aprovechan campos o fenómenos naturales (gravedad, magnetismo terrestre, mareas, terremotos, tsunamis, etc.) y en otros son inducidos por el hombre (campos eléctricos y fenómenos sísmicos).

Hidrogeología
La hidrogeología es una rama de las ciencias geológicas que estudia las aguas subterráneas en lo relacionado con su origen, su circulación, sus condicionamientos geológicos, su interacción con los suelos, rocas y humedales (freatogénicos); su estado (líquido, sólido y gaseoso) y propiedades (físicas, químicas, bacteriológicas y radiactivas) y su captación.


Mineralogía
La mineralogía es la rama de la geología que estudia las propiedades físicas y químicas de los minerales que se encuentran en el planeta en sus diferentes estados de agregación.
Por mineral se entiende una materia de origen inorgánico, que presenta una composición química definida además, generalmente, por una estructura cristalográfica (minerales cristales, de lo contrario son llamados minerales amorfos) y que suele presentarse en estado sólido y cristalino a la temperatura media de la Tierra, aunque algunos, como el agua y el mercurio, se presentan en estado líquido.

Paleontología
La Paleontología es la ciencia que estudia e interpreta el pasado de la vida sobre la Tierra a través de los fósiles. Parte de sus fundamentos y métodos son compartidos con la Biología. Se subdivide en Paleobiología, Tafonomía y Biocronología y aporta información necesaria a otras disciplinas estudio de la evolución de los seres vivos, bioestratigrafía, paleogeografía o paleoclimatología, entre otras.

Petrología
La petrología es ciencia geológica que consiste en el estudio de las propiedades físicas, químicas, minerológicas, espaciales y cronológicas de las asociaciones rocosas y de los procesos responsables de su formación. La petrografía, disciplina relacionada, trata de la descripción y las características de las rocas cristalinas determinadas por examen microscópico con luz polarizada.

Sedimentología
La sedimentología es la rama de la geología que se encarga de estudiar los procesos de formación, transporte y depósito de materiales que se acumulan como sedimentos en ambientes continentales y marinos y que normalmente forman rocas sedimentarias. Trata de interpretar y reconstruir los ambientes sedimentarios del pasado. Se encuentra estrechamente ligada a la estratigrafía, si bien su propósito es el de interpretar los procesos y ambientes de formación de las rocas sedimentarias y no el de describirlas como en el caso de aquella.

Sismología
La sismología es la rama de la geofísica que se encarga del estudio de terremotos y la propagación de las ondas elásticas (sísmicas), que estos generan, por el interior y la superficie de la Tierra. Un fenómeno que también es de interés es el proceso de ruptura de rocas, ya que este es causante de la liberación de ondas sísmicas. La sismología también incluye el estudio de las marejadas asociadas (maremotos o tsunamis) y los movimientos sísmicos previos a erupciones volcánicas.


Vulcanología
Tipos de intrusiones volcánicas.
La vulcanología es el estudio de los volcanes, la lava, el magma y otros fenómenos geológicos relacionados. El término vulcanología viene de la palabra latina Vulcānus, Vulcano, el dios romano del fuego. Un volcanólogo es un estudioso de este campo. Los volcanólogos visitan los volcanes, en especial los que están activos, para observar las erupciones volcánicas, recoger restos volcánicos como el tephra (ceniza o piedra pómez), rocas y muestras de lava. Una vía de investigación mayoritaria es la predicción de las erupciones; actualmente no hay manera de realizar dichas predicciones, pero prever los volcanes, al igual que prever los terremotos, puede llegar a salvar muchas vidas. 

Procesos Endogenos y exogenos


Los procesos endógenos son aquellos que se originan en el interior de la Tierra debido a las altas temperaturas y presiones que allí se generan, y se pueden clasificar en dos tipos: orogénicos y epirogénicos.

Los procesos orogénicos ocurren cuando las fuerzas que resultan del choque de dos placas tectónicas de la corteza terrestre provocan:
el plegamiento y el ascenso de los materiales acumulados en el borde de las placas (se forman entonces montañas de plegamiento),
la fractura en bloques que se desplazan a lo largo de fallas, algunos de los cuales se elevan (montañas de fallamiento) y otros se hunden (depresiones). Esto ocurre cuando los materiales son rígidos.
Los procesos epirogénicos son movimientos lentos de ascenso y descenso de las placas continentales. Cuando se produce un movimiento epirogénico descendente, el mar avanza sobre el continente y ocurre una intrusión o transgresión marina. Cuando el movimiento es ascendente, el mar retrocede y se produce una regresión marina.

Los procesos exógenos se producen por la acción de los agentes atmosféricos (como el viento, los cambios de temperatura, la lluvia y el hielo) sobre las rocas; es decir, estos procesos comprenden a aquellos que se originan en el exterior de la corteza terrestre. Incluyen cuatro tipos de fenómenos: la meteorización (es decir, la descomposición y la desintegración de las rocas), la erosión (o desgaste de los relieves), el transporte de los materiales erosionados y su acumulación o sedimentación en otras áreas.

Importancia de la Geologia en la ingenieria y economia.



La geología es una ciencia atractiva, se trabaja al aire libre, saliendo al campo constantemente, se puede visitar: cumbres, profundos valles, hermosas y misteriosas cavernas, extensas llanuras, tórridos desiertos, selvas húmedas, etc. 
Es importante por su aplicación en los proyectos de desarrollo para evaluar los recursos naturales  (agua, suelo, rocas, petróleo, yacimiento.) 
  • Agronomía e Ingeniería Agrícola, para interpretar la génesis y morfología de los suelos, propiedades Físico-químicas a fin de clasificarlos en función de sus disponibilidades nutritivas para las plantas. 
  •  Ingeniería de Minas, tantas  en la explotación como en la exploración y en el desarrollo minero. 
  •  Ingeniería de petróleo, es la extracción de los hidrocarburos del subsuelo. 
  • Ingeniería Civil, Proyectos, Carreteras, Túneles, etc. 
  • Ingeniería Hidráulica, Proyectos, Pozos. 
  •  Arquitectura, Química Industrial, Investigación Aeroespacial, etc. 

Importancia De La Geología En La Ingeniería Civil.
En ingeniero civil se enfrenta a una gran variedad de problemas, en los que el conocimiento de la geología es necesario. Indudablemente aprenderá mas geología en el campo y en la practica que la que puede enseñarle en la aulas o en el laboratorio de una escuela. Pero este aprendizaje será más fácil y más rápido y su aplicación más eficaz, si en sus cursos de ingeniería se han incluido los principios básico de la geología. merecen citarse especialmente algunas ventajas especifica las cuales algunas de ellas al desarrollare con más pausa a través del trabajo. 
  •  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. 
  •  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.

Ingeniería Geológica (Y Del Entorno)
Los ingenieros geólogos aplican los principios geológicos a la investigación de los materiales naturales tierra, roca y agua superficial y subterránea implicados en el diseño, la construcción y la explotación de proyectos de ingeniería civil. Son representativos de estos los dizque, los puentes, las autopistas, los acueductos, los desarrollos de zonas de alojamiento y los sistemas de gestión de residuos. Una nueva rama, la geología del entorno, recoge y analiza datos geológicos con el objetivo de resolver los problemas creados por el uso humano del entorne natural. El mas importante de ellos es el peligro para la vida y la propiedad que deriva de la construcción de casas y de otras estructuras en áreas sometidas a sucesos geológicos, en particular terremotos, taludes (véase corrimiento de tierra), erosión de la costas e inundaciones. El alcance de la geología del entorno es muy grande al comprender ciencias físicas como geoquímica e hidrológica, ciencia biológica y sociales e ingeniería.

Geología en Obra Hidráulicas
La geología se utiliza de diversas formas en obras hidráulicas entre las cuales podemos mencionar las siguientes.

  1. 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 madeja 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 ve 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. 
  2. Centrales hidroeléctricas subterráneas: la idea de situar centrales hidroeléctrica o de bombeo subterráneas es casi tan conocida, que han dejado de ser novedad en el diseño. Estos es un desarrollo que tuvo lugar a partir de la segunda guerra mundial; aunque a fines del siglo xix, una de las primeras centrales eléctrica o hidroeléctrica canadienses en niágara falls utilizo el subsuelo en un cierto grado. Las turbinas impulsada por agua se situaron en le fondo de unas excavaciones circulares profundas y se conectaron con los generadores situados en la superficie por medio de flechas de acero, y por eso, esta no puede ser considera completamente subterránea. 
  3. 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. 
  4. 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. 

Geología en obras viales 

La geología en obra viales juega un papel muy importante pues la mayoría de las carreteras, túneles, y demás obras viales utilizan la geología para realizar estudio de suelo de los terrenos que se utilizaran para dichas obras. Ahora veremos algunos ejemplo donde se aplica la geología.

  1. 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. 
  2. 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. 
  3. 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 no es tan determinante como en otros tipos de construcciones. Los campos de aviación modernos tienen que se áreas muy grandes y bastante planas sin serios impedimentos para volar en los alrededores. 
  4. 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. 

Geología En Edificaciones
La geología en las edificaciones constituye la zapata en la cual se apoyan todas las edificaciones existentes en la actualidad, pues, se debe realizar siempre un estudio del suelo sobre la cual nosotros los ingenieros civiles debemos construir.
Sino se realizan los estudios del suelo debido la mayoría de las edificaciones con el tiempo pueden tener problemas los cuales son muy difíciles de reparar estando ya la edificación terminada. Ahora veremos un ejemplo de la explotación de canteras para conseguir la piedra para las edificaciones.

Geologia Economica:

Esta rama de la Geología se encarga del estudio de las rocas con el fin de encontrar depósitos minerales que puedan ser explotados con un beneficio práctico o económico. El geólogo económico se encarga de hacer todos los estudios necesarios para poder encontrar las rocas o minerales que puedan ser potencialmente explotados. La explotación de estos recursos se conoce como minería.
Los recursos minerales tienen una gran importancia en la vida diaria del hombre actual, ya que estos proveen muchos elementos básicos que ayudan a hacer más fácil la vida moderna y que nos permiten tener calefacción, electricidad, llenar el depósito de combustible de nuestros vehículos, hacer abonos para fertilizar nuestras tierras, obtener materiales para construir viviendas y edificios, producir medicamentos, accesorios, etc.
Los estudios de geología económica o de prospección, se hacen mediante la evaluación geológica de la zona de interés y se complementan con estudios asociados de otras ramas de la geología como la geoquímica, geología estructural, geofísica, sedimentologia, que nos permiten conocer más a fondo el potencial mineralógico y hacer la delimitación y cuantificación de la fuente de material.
Para que un depósito pueda ser considerado económico, debe haber una disponibilidad suficiente de material en el mismo para que sea rentable o justificable su explotación, ya que la inversión necesaria para el desarrollo minero es generalmente considerable.
La “ley” de un depósito metálico es la relación de cantidad de roca que se requiere para producir una unidad del mineral; por ejemplo, una mina de oro con una ley de 1 g/t requiere de la extracción de una tonelada de mineral para obtener 1 gramo de oro. La rentabilidad del depósito mineral es fuertemente dependiente del precio del mineral o elemento extraído y los costos de producción. En la actualidad, con altos precios de la mayoría de los metales, muchas minas o proyectos que no eran rentables han sido puestos en producción nuevamente.
Aunque normalmente se hace hincapié en yacimiento o depósitos de minerales metálicos (oro, cobre, aluminio, etc.) los depósitos de minerales no-metálicos son de gran importancia en el desarrollo de los países. Elementos como el petróleo, calizas, gravas y otros materiales de construcción son de gran importancia, especialmente en países en vías de desarrollo.
Los depósitos minerales no son infinitos y por lo tanto su explotación se debe hacer en forma racional dentro de un esquema de sostenibilidad para que no se agoten antes de tiempo y evitar que futuras generaciones queden desprotegidas de estos recursos. Este aspecto es muy importante para los depósitos de agua potable, ya que este es un recurso vital y cada vez más escaso por la sobre-explotación, la contaminación y otras causas externas como las quemas y la deforestación.
Dentro de la geología económica también se puede considerar la prospección petrolífera, pero esta se discute más a fondo en la sección de Geología del petróleo.