geología - Universidad de Alcalá

Curso 2012-13
GRADO EN INGENIERÍA DE LA EDIFICACIÓN
UNIVERSIDAD DE ALCALÁ
GUÍA DE LA ASIGNATURA
GEOLOGÍA
Código: 253003
CURSO ACADÉMICO 2012-2013
Curso 1º - 1er Cuatrimestre
1
2
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Asignatura obligatoria de carácter cuatrimestral cuya enseñanza repercute directamente
en el aprendizaje de distintas competecias del perfil profesional del Ingeniero de la Edificación. Se
imparte desde las áreas de Estratigrafía y Geodinámica Externa del Departamento de Geología
de la Universidad de Alcalá
6,0 créditos ECTS
2,5 créditos de Teoría
3,5 créditos de Prácticas
•
Carga lectiva:
•
Profesorado:
Dr. Javier Gil Gil; D. Juan Antonio Calvo; Dr. Fernando Barroso y Dña. Isabel Álvarez
•
Tutorías:
Martes: 18:00 - 19:00 hrs;
Jueves, 18:00 - 19:00 hrs
Viernes 15:00-16:30 hrs.
Despacho de Geología; (al lado del Laboratorio de Prácticas).
NOTA: Para hacer uso de las Tutorías es necesario contactar previamente con los
profesores, bien durante las clases, bien vía correo electrónico.
E-mails: [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]
•
•
•
Objetivos Generales:
o
Proporcionar a los alumnos unos conocimientos esenciales de Geología para
satisfacer sus necesidades futuras en dos grandes ámbitos de sus competencias
profesionales: (i) naturaleza y propiedades de los materiales empleados en
construcción; (ii) Naturaleza y comportamiento del sustrato geológico sobre el
que se asientan las edificaciones.
o
Desarrollar hábitos de estudio basados en la adquisición y uso de herramientas
de aprendizaje significativo (procedimientos y hábitos) útiles y necesarias para
poder emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.
Contenidos genéricos:
o
Identificación de los materiales de construcción naturales, así como sus principales
variedades empleadas en edificación moderna y tradicional.
o
Origen geológico y procedimientos industriales de localización, extracción,
fabricación, tratamiento y distribución de los materiales geológicos de construcción.
o
Estructura interna y propiedades físicas, químicas y mecánicas, durabilidad de los
materiales geológicos empleados en la edificación.
o
Características requeridas a los materiales geológicos empleados en la construcción,
según sus condiciones de uso.
Desarrollo de la asignatura:
El desarrollo de la asignatura se basa en el aprendizaje significativo, en función del cual
ambas partes, profesor y alumno, tienen un papel activo en el prcceso. Así, se diferencian
dos tipos de actividades formativas: (i) Clases presenciales; y, (ii) Trabajo de estudio
individual del alumno.
Curso 2012-13
3
Clases presenciales; actividades de aula en las que se distingue entre clases magistrales,
clases de prácticas y tutorías personalizadas.
o
Clases Magistrales; o sesiones impartidas por el profesor en las que se expondrá el
esquema general del tema y se hará una síntesis del mismo, explicando los aspectos
fundamentales que deberán desarrollar los alumnos para la correcta comprensión
y asimilación de todos los contenidos. Así mismo, se explicarán aquéllos puntos
concretos que se consideren de mayor dificultad conceptual. Tendrán una duración
de 1 h 30 min. de duración a la semana, durante 12 semanas (ver cronograma
detallado); y se impartiran en dos grandes grupos (inferiores a 80 alumnos).
o
Clases Prácticas; tienen por objeto la caracterización de los materiales geológicos
empleados en construcción y de los macizos rocosos. De forma más específica,
englobarán (i) el reconocimiento y clasificación visual de materiales geológicos
naturales y rocas ornamentales, (ii) elaboración de cortes geológicos, (iii) ensayos
de laboratorio y (iv) clasificación geotécnica de suelos.
Estas clases se consideran de máximo interés para el alumno. Los créditos asignados
(3,5 ECTS) se dividirán a razón de:
- 2,5 ECTS para las Prácticas de Laboratorio, o sesiones prácticas de dos
horas de duración.
- 1,0 ECTS para los Seminarios, o sesiones de 1,5 horas .
El desarrollo de las sesiones se podrá realizar en equipo (grupos de 4 a 6 alumnos)
fomentando el desarrollo de hábitos de trabajo colectivo.
o
Tutorías individuales; o reuniones personalizadas con el alumno, a petición de
este último, con el fin de aclarar las dudas o conceptos vistos durante la semana
en las clases magistrales y prácticas y que le surjan al alumno durante la etapa de
estudio individual.
Estudio individual del alumno, éste deberá desarrollar y completar los contenidos teóricos
y prácticos vistos durante la semana, recurriendo para ello y de forma autónoma, a las
fuentes de documentación (bibliografía, sitios web) que considere necesarios. El objetivo
es que asimile los contenidos de la semana y de esta forma, estar preparado para los que
se trabajarán la semana siguiente. Así mismo, el alumno podrá concretar aquellos conceptos,
contenidos o ideas que no sean asimilados durante la fase de estudio, y podrá solicitar en
tiempo una tutoría individualizada con el profesor para resolver tales cuestiones.
•
Materiales y recursos
Para la completa adquisición y comprensión de los contenidos teórico-prácticos y el correcto
seguimiento de la asignatura se cuenta con un elevado número de libros y monografías en
la biblioteca de la Escuela.
Sin perjuicio de lo anterior, se solicitarán los textos que sobre la materia se vayan publicando,
y que sirvan de ayuda y complemento para la impartición de la asignatura en el marco del
Sistema Sistema de Educación Europeo (Bolonia).
•
Para el correcto desarrollo de las prácticas, se dispone de una extensa colección de
minerales, rocas y rocas ornamentales en el Laboratorio de Geología de la Escuela.
Igualmente se dispone de diferentes equipos para la realización de ensayos para la
determinación de propiedades físicas y mecánicas de suelos y rocas.
Evaluación
4
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Existen dos modelos de evaluación:
o
Evaluación continua; se desarrollará a lo largo del cuatrimestre y consistirá en:
Tres pruebas parciales (ver cronograma), tipo test y/o de respuestas cortas,
sobre los contenidos impartidos en las clases magistrales y prácticas.
Actividades de control, a desarrollar en el marco de las Prácticas de Gabinete
y/o Laboratorio, algunas de las cuales se desarrollarán en grupo. Se entregarán
al final de la práctica y no puntuarán en positivo; únicamente penalizarán en
el caso de no entregarla o de que tenga importantes deficiencias.
Examen teórico-práctico final con el objetivo de evaluar la adquisición y fijación
de los contenidos teóricos y prácticos de forma integrada. Se realizará en la
convocatoria ordinaria de Enero.
Los criterios de calificación son los siguientes:
1er Parcial (teoría y prácticas)
2º Parcial (teoría y prácticas)
3er Parcial (teoría y prácticas)
Actividades de control
Examen Final
o
20% (2,0 Ptos)
25% (2,5 Ptos)
15% (1,5 Ptos)
40% (4 Ptos)
Evaluación única; consistirá en un único examen final con el objetivo de evaluar
la adquisición y fijación de los contenidos teóricos y prácticos de forma integrada
y a realizar en la convocatoria ordinaria de Febrero.
NOTA: Al tratarse de una asignatura de GRADO, el tipo de evaluación por defecto
es el continuo, salvo en el caso de que el alumno desee una única prueba de evaluación
(única), debiendo en este caso, hacerlo constar explícitamente al comienzo del curso
(dos primeras semanas lectivas).
Procedimiento de calificación;
Las calificaciones se establecerán de acuerdo con la Normativa de examenes de la
Universidad de Alcalá . La nota mínima para aprobar es de 5,00 puntos, y es un
punto innegociable, y su valor numérico dependerá de la fracción de 1/2 punto más
próxima a su nota. Las notas más altas podrían ser calificadas con MATRÍCULA DE
HONOR (10).
NOTA: La presente guía es un documento informativo que muestra la estructura, contenido,
funcionamiento y criterios de evaluación de la Asignatura «Geología». Los profesores de la
asignatura se reservan el derecho de modificar o anular cualquiera de los aspectos en ella
recogidos durante el curso, así como incluir otros nuevos, si las exigencias de la práctica
docente así lo requiere.
• Bibliografía (Toda ella está disponible en la biblioteca de la Escuela)
Curso 2012-13
5
a) Básica:
IZQUIERDO (2002): Cuestiones de Geotecnia y cimientos. Editorial UPV.
GONZÁLEZ DE VALLEJO, L.I.; FERRER, M.; ORTUÑO, L. Y OTEO, C. (2002):
Ingeniería Geológica. Editorial Prentice Hall.
TARBUCK, E. J.; LUTGENS, F.K. & TASA, D. (2005): Ciencias de la Tierra:
Una introducción a la geología física. 8ª edición. Prentice Hall. 736 pp.
TEMIÑO, J. (2010): Geotecnia básica para cimentación de Suelos. Cersa
MONROE, J.M.; WICANDER, R. & POZO, M. (2008): Geología: Dinámica
y evolución de la Tierra. 4ª edición. Editorial Paraninfo, 726 pp.
BUSTILLO, M.; CALVO, J.P. Y FUEYO, L. (2001): Rocas Industriales: tipología,
aplicaciones en la construcción y empresas del sector. Editorial Rocas y
Minerales, Madrid, 410 pp.
b) Consulta:
ÁGUEDA, J.; ANGUITA, F.; ARAÑA, V.; LÓPEZ, J. y SÁNCHEZ DE LA TORRE,
L. (1983): Geología. 2ª ed. Editorial Rueda. 528 pp.
ANGUITA, F. (1988): Origen e historia de la Tierra. Editorial Rueda. 525 pp.
ANGUITA, F. Y MORENO, F. (1991): Procesos geológicos internos. Editorial
Rueda 232 pp.
ANGUITA, F. y MORENO, F. (1993): Procesos geológicos externos y Geología
ambiental. Editorial Rueda. 311 pp.
ARCHE, A. (coord.) (1989): Sedimentología. Tomo I. Colección Nuevas
Tendencias. C.S.I.C. 541 pp.
ARCHE, A. (coord.) (1989): Sedimentología. Tomo II. Colección Nuevas
tendencias. C.S.I.C. 522 pp.
BASTIDA, F. (2005): Geología: Una visión moderna de las Ciencias de la Tierra;
Volumen I. Editorial Trea. 974 pp.
BASTIDA, F. (2005): Geología: Una visión moderna de las Ciencias de la Tierra;
Volumen II. Editorial Trea. 1031 pp.
I.G.M.E. (1990): Granitos de España. Ministerio de Industria y Energía. Secretaría
General de la Energía y Recursos Minerales. Madrid, 66 pp. 38 fichas.
I.G.M.E. (1991): Mármoles de España. Ministerio de Industria y Energía.
Secretaría General de la Energía y Recursos Minerales. Madrid, 32 pp. 74
fichas.
I.G.M.E. (1992): Pizarras de España. Ministerio de Industria y Energía. Secretaría
General de la Energía y Recursos Minerales. Madrid, 80 pp. 20 fichas.
6
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
TEMARIO
Tema 1. Materia y Minerales
o
Estructura y composición de la materia cristalina
o
Minerales petrogenéticos y de interés en la edificación
Tema 2. Las Rocas Ígneas
o
Origen geológico, clasificación y reconocimiento
o
Estructura de los macizos ígneos
o
Reconocimiento y clasificación de las rocas ígneas
Tema 3. Meteorización y Rocas sedimentarias
o
La meteorización y tipos
o
Factores que controlan la meteorización
o
Productos de la Meteorización
o
Origen, reconocimiento y clasificación de las rocas sedimentarias
o
Estructura de los macizos sedimentarios
Tema 4. La Deformación en la corteza y las Rocas metamórficas
o
La deformación de las rocas
o
Tipos de deformación (Plástica, Frágil)
o
Terremotos
o
Metamorfismo y factores que lo regulan
o
Origen, reconocimiento y clasificación de las rocas metamórficas
o
Estructura de los macizos metamórficos
Tema 5. Riesgos Geológicos I
o
Concepto y terminología
o
Evaluación del Riesgo
o
Riesgos Exógenos (Movimiento en masa, Fluvial, Litoral)
Tema 6. Riesgos Geológicos II
o
Riesgos debidos a la naturaleza de los materiales geológicos
o
Riesgos Endógenos (Volcánico, Sísmico)
Tema 7. Materiales geológicos de Construcción I
o
Clasificación, formatos, ensayos y requerimientos generales
o
Características físico-mecánicas de las rocas comunes
o
Piedra Natural
o
Piedra de Cantería
o
Rocas ornamentales. Grupos
Tema 8. Materiales geológicos de Construcción II
o
Áridos naturales y artificiales
o
Aglomerantes (Cemento, yeso, cal)
o
Cerámicas y vidrios
o
Metales
o
Productos bituminosos, plásticos y geosintéticos
Curso 2012-13
Tema 9. El Terreno: Clasificación Geotécnica de Suelos
o
Concepto Geotécnico de Suelo y Roca: Origen de los Suelos
o
Técnicas de estudio de suelos
o
Clasificación Geotécnica: Granulometrías y Límites de Atterberg
o
Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS)
Tema 10. El agua en el terreno
o
Propiedades hidráulicas del terreno
o
Tipos de niveles acuíferos
o
Técnicas de estudio hidrogeológico
o
Agresividad del agua al hormigón
Tema 11. Propiedades físicas y su caracterización
o
Densidad, porosidad, comportamiento térmico, heladicidad, durabilidad
o
Ensayos de determinación
Tema 12. Propiedades mecánicas y su caracterización
o
Acciones mecánicas
o
Ensayos de determinación
Horarios y Grupos
o
o
o
Teoría:
Grupos A+B:
Grupos C+D:
Martes
Martes
15:00 - 16:30 h
15:00 - 16:30 h
Aula 5
Aula 5
Prácticas de Laboratorio
Grupo A:
Viernes
Grupo B:
Miércoles
Grupo C:
Viernes
Grupo D:
Miércoles
16:30 - 18:30 h
17:00 - 19:00 h
18:30 - 20:30 h
15:00 - 17:00 h
Lab. Geología
Lab. Geología
Lab. Geología
Lab. Geología
Seminarios
Grupo A:
Grupo B:
Grupo C:
Grupo D:
19:00 - 20:30 h
19:00 - 20:30 h
19:00 - 20:30 h
16:30 - 18:00 h
Lab. Geología
Lab. Geología
Lab. Geología
Lab. Geología
Miércoles
Jueves
Martes
Jueves
7
8
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
CRONOGRAMA
TEORÍA
Grupos A + B
Tema 1: Materia y minerales
Tema 2: Las Rocas ígneas
Tema 3*: Meteorización y rocas sedimentarias
Tema 4*: Deformación y rocas metamórficas
Tema 5: Riesgos geológicos I
Tema 6*: Riesgos geológicos II
Tema 7: Materiales geológicos de construcción I
Tema 8: Materiales geológicos de construcción II
Tema 9: El terreno. Clasificación geotécnica de suelos
Tema 10: El agua en el suelo
Tema 11: Propiedades físicas y caracterización
Tema 11(bis): Propiedades físicas y su caracterización(cont.)
Tema 12: Prop. mecánicas y su caracterización
18.09.2012
25.09.2012
02.10.2012
09.10.2012
23.10.2012
30.10.2012
06.11.2012
13.11.2012
20.11.2012
04.12.2012
11.12.2012
18.12.2012
08.01.2013
PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Grupo A
Práctica 1: Clasificación de minerales petrogenéticos
Práctica 2: Clasificación de rocas ígneas
Práctica 3: Clasificación de rocas sedimentarias
Práctica 4: Clasificación de rocas metamórficas
Práctica 5*: Análisis del riesgo por inundación
Práctica 6*: Análisis del riesgo sísmico
Práctica 7: Clasificación de rocas ornamentales I
Práctica 8: Clasificación de rocas ornamentales II
Práctica 9*: Clasificación Geotécnica de Suelos:
Práctica 10: Agua en el suelo
Práctica 11: Propiedades físicas
Práctica 12: Propiedades mecánicas
21.09.2012
28.09.2012
05.10.2012
Festivo1
26.10.2012
02.11.2012
09.11.2012
16.11.2012
23.11.2012
07.12.2012
14.12.2011
21.12.2012
Grupo B
Práctica 1: Clasificación de minerales petrogenéticos
Práctica 2: Clasificación de rocas ígneas
Práctica 3: Clasificación de rocas sedimentarias
Práctica 4: Clasificación de rocas metamórficas
Práctica 5*: Análisis del riesgo por inundación
Práctica 6*: Análisis del riesgo sísmico
Práctica 7: Clasificación de rocas ornamentales I
Práctica 8: Clasificación de rocas ornamentales II
Práctica 9*: Clasificación Geotécnica de Suelos
Práctica 10: Agua en el suelo
Práctica 11: Propiedades físicas
Práctica 12: Propiedades mecánicas
19.09.2012
26.09.2012
03.10.2012
10.10.2012
24.10.2012
31.10.2012
07.11.2012
14.11.2012
21.11.2012
05.12.2012
12.12.2011
19.12.2012
El Grupo A realizará la práctica el miércoles 10.10.2012 en horario de 19:0021:00 h.
* Actividades de control
1
Curso 2012-13
Grupo C
Práctica 1: Clasificación de minerales petrogenéticos
Práctica 2: Clasificación de rocas ígneas
Práctica 3: Clasificación de rocas sedimentarias
Práctica 4: Clasificación de rocas metamórficas
Práctica 5*: Análisis del riesgo por inundación
Práctica 6*: Análisis del riesgo sísmico
Práctica 7: Clasificación de rocas ornamentales I
Práctica 8: Clasificación de rocas ornamentales II
Práctica 9*: Clasificación Geotécnica de Suelos:
Práctica 10: Agua en el suelo
Práctica 11: Propiedades físicas
Práctica 12: Propiedades mecánicas
Grupo D
Práctica 1: Clasificación de minerales petrogenéticos
Práctica 2: Clasificación de rocas ígneas
Práctica 3: Clasificación de rocas sedimentarias
Práctica 4: Clasificación de rocas metamórficas
Práctica 5*: Análisis del riesgo por inundación
Práctica 6*: Análisis del riesgo sísmico
Práctica 7: Clasificación de rocas ornamentales I
Práctica 8: Clasificación de rocas ornamentales II
Práctica 9*: Clasificación Geotécnica de Suelos
Práctica 10: Agua en el suelo
Práctica 11: Propiedades físicas
Práctica 12: Propiedades mecánicas
1.- Cortes y perfiles geológicos I
2.- Cortes y Perfiles Geológicos II
3.- Casos de Estudio I
4.- Casos de Estudio II
5.- El Agua en el suelo
6.- Propiedades físicas y mecánicas
1.- Cortes y perfiles geológicos I
2.- Cortes y Perfiles Geológicos II
3.- Casos de Estudio I
4.- Casos de Estudio II
5.- El Agua en el suelo
6.- Propiedades físicas y mecánicas
SEMINARIOS
Grupo A
Grupo B
21.09.2012
28.09.2012
05.10.2012
Festivo2
26.10.2012
02.11.2012
09.11.2012
16.11.2012
23.11.2012
07.12.2012
14.12.2011
21.12.2012
19.09.2012
26.09.2012
03.10.2012
10.10.2012
24.10.2012
31.10.2012
07.11.2012
14.11.2012
21.11.2012
05.12.2012
12.12.2011
19.12.2012
07.11.2012
14.11.2012
21.11.2012
28.11.2012
12.12.2012
19.12.2012
08.11.2012
15.11.2012
22.11.2012
29.11.2012
13.12.2012
20.12.2012
El Grupo C realizará la práctica el martes 09.10.2012 en horario de 19:00-21:00 h.
* Actividades de control
2
9
10
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
1.- Cortes y perfiles geológicos I
2.- Cortes y Perfiles Geológicos II
3.- Casos de Estudio I
4.- Casos de Estudio II
5.- El Agua en el suelo
6.- Propiedades físicas y mecánicas
Grupo C
1.- Cortes y perfiles geológicos I
2.- Cortes y Perfiles Geológicos II
3.- Casos de Estudio I
4.- Casos de Estudio II
5.- El Agua en el suelo
6.- Propiedades físicas y mecánicas
06.11.2012
13.11.2012
20.11.2012
27.11.2012
11.12.2012
18.12.2012
Grupo D
08.11.2012
15.11.2012
22.11.2012
29.11.2012
13.12.2012
20.12.2012
FECHAS DE INTERÉS
1er Parcial
Teoría Grupo A+B
Teoría Grupo C+D
Prácticas Grupo A
Prácticas Grupo B
Prácticas Grupo C
Prácticas Grupo D
2º Parcial
Teoría Grupo A+B
Teoría Grupo C+D
Prácticas Grupo A
Prácticas Grupo B
Prácticas Grupo C
Prácticas Grupo D
Martes
Martes
16.10.2012
16.10.2012
15:00-16:30 h Prefabricado
16:30-18:00 h Prefabricado
Viernes
Miércoles
Viernes
Miércoles
19.10.2012
17.10.2012
19.10.2012
17.10.2012
16:30-18:30 h Lab. Geol.
17:00-19:00 h Lab. Geol.
18:30-20:30 h Lab. Geol.
15:00-17:00 h Lab. Geol.
Martes
Martes
27.11.2012
27.11.2012
15:00-16:30 h Prefabricado
16:30-18:00 h Prefabricado
Viernes
Miércoles
Viernes
Miércoles
30.11.2012
28.11.2012
30.11.2012
28.11.2012
16:30-18:30 h Lab. Geol.
17:00-19:00 h Lab. Geol.
18:30-20:30 h Lab. Geol.
15:00-17:00 h Lab. Geol.
3er Parcial
Grupo A
Grupo B
Grupo C
Grupo D
Viernes
Miércoles
Viernes
Miércoles
Examen Final
Convocatoria Enero
Convocatoria Junio
11.01.2013
09.01.2013
11.01.2013
09.01.2013
16:30-18:30 h Lab. Geol.
17:00-19:00 h Lab. Geol.
18:30-20:30 h Lab. Geol.
15:00-17:00 h Lab. Geol.
Viernes
25.01.2013 15:00-18:00 h OT + Lab. Geol.
Miércoles 19.06.2012 15:00-18:00 h OT + Lab. Geol.
Curso 2012-13
11
TEORÍA
12
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Tema 1: Materia y minerales
1.-
INTRODUCCIÓN (Materia, estados de la materia, materiales de construcción)
2.-
ELEMENTOS QUÍMICOS: EL ÁTOMO
3.-
ENLACES QUÍMICOS
Fuertes (covalente, iónico, metálico)
Débiles (Fuerzas de Van der Waals)
4.-
MINERALES
Estructura cristalina (vs otras microestructuras)
Composición química
Propiedades Físicas
Densidad
Brillo
Dureza
Forma Cristalina
Exfoliación
Color
Clasificación mineralógica (Clasificación de Strunz, 1970)
Clase I
Elementos nativos
Clase II
Sulfuros
Clase III Óxidos
Clase IV Halogenuros
ClaseV
Carbonatos
Clase VI Sulfatos
Clase VII Fosfatos
Clase VIII Silicatos
Comportamiento de los minerales
Durabilidad
Propiedades mecánicas
Propiedades térmicas
Propiedades eléctricas
Bibliografía para completar el tema:
Tarbuck et al. (2008): Capítulo 3.
Monroe et al., (2008): Capítulo 3.
Actividades de interés:
Se recomienda visita al Museo Geominero de Madrid y completar guías
didácticas. Más información: www.igme.es/museo
Curso 2012-13
13
Tema 2: Las rocas ígneas
1.
INTRODUCCIÓN: ROCAS ÍGNEAS Y MAGMAS
2.
FACTORES FÍSICOS EN LA FORMACIÓN DE UN MAGMA
• Temperatura
• Presión
• Agua
3.
FUSIÓN & CRISTALIZACIÓN MAGMÁTICA
4.
DIFERENCIACIÓN MAGMÁTICA
• Segregación de fluidos
• Condensación
• Contaminación magmática (enclaves o xenolitos)
• Cristalización fraccionada
Series de Bowen
Velocidad de enfriamiento
5.
ESTRUCTURA DE LOS SUSTRATOS ÍGNEOS
• Sills
• Lacolitos
• Batolitos
• Diques
6.
CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS ÍGNEAS
• Critrerios texturales
• Criterios composicionales
• Principales familias de Rocas ígneas
Bibliografía para completar el tema:
Tarbuck et al. (2005): Capítulo 4.
Monroe et al. (2008) Capítulo 4.
Actividades de interés:
Se recomienda visita al Museo Geominero de Madrid y completar guías
didácticas. Más información: www.igme.es/museo
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Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Tema 3: Meteorización y rocas sedimentarias
1.
METEORIZACIÓN Y ROCAS SEDIMENTARIAS: CONCEPTOS BÁSICOS
2.
METEORIZACIÓN FÍSICA (MECÁNICA)
3.
METEORIZACIÓN QUÍMICA
4.
METEORIZACIÓN BIOLÓGICA?
5.
PRODUCTOS DE LA METEORIZACIÓN: LOS SUELOS
6.
FACTORES QUE CONTROLAN LA METEORIZACIÓN
7.
SEDIMENTOS Y ROCAS SEDIMENTARIAS
8.
GÉNESIS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS
9.
CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS
Bibliografía para completar el tema:
Tarbuck et al. (2005): Capítulos 5 Y 6.
Monroe et al. (2008) Capítulo 6.
Actividades de interés:
Se recomienda visita al Museo Geominero de Madrid y completar guías
didácticas. Más información: www.igme.es/museo
Curso 2012-13
15
Tema 4: La deformación en la corteza y rocas metamórficas
1.
CONCEPTOS GENERALES: DEFORMACIÓN Y METAMORFISMO
2.
LA DEFORMACIÓN DE LAS ROCAS
Esfuerzo
Curva de esfuerzo-deformación
3.
DEFORMACIÓN PLÁSTICA (PLIEGUES)
4.
DEFORMACIÓN FRÁGIL (DIACLASAS & FALLAS)
5.
TERREMOTOS
6.
PROCESOS METAMÓRFICOS & GRADO DE METAMORFISMO
7.
CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS
Texturas foliadas
Texturas granoblásticas
8.
ROCAS METAMÓRFICAS COMUNES
Bibliografía para completar el tema:
Tarbuck et al. (2005): Capítulos 8, 10 y 11.
Monroe et al. (2008) Capítulos 7, 8 y 10.
Actividades de interés:
Se recomienda visita al Museo Geominero de Madrid y completar guías
didácticas. Más información: www.igme.es/museo
16
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Tema 5: Riesgos geológicos I
I.2.-
CONCEPTO Y TERMINOLOGÍA
EVALUACIÓN DEL RIESGO
Peligrosidad
Vulnerabilidad
3.-
RIESGOS DEBIDOS A MATERIALES GEOLÓGICOS
Suelos expansivos
Colapsos gravitacionales
Radón
Asbestos
4.-
RIESGOS EXÓGENOS
Movimientos en masa
Desprendimientos
Deslizamientos
Flujos de barro y/o rocas
Riesgo fluvial
Erosión fluvial
Crecidas, inundaciones
Riesgo litoral
Erosión costera (retroceso de acantilados)
inundaciones, Tsunamis, ...
Bibliografía para completar el tema:
Tarbuck et al. (2005): Capítulos 15, 16 y 20
Monroe et al. (2008) Capítulos 11, 12 y 16
González de Vallejo (2002): Capítulos 13 y 14.
Keller and Blodgett (2007): Capítulos 1, 4, 5, 6 y 8
Curso 2012-13
Tema 6: Riesgos geológicos II (endógenos)
I.-
RIESGOS ENDÓGENOS: VULCANISMO
Tipología del Riesgo volcánico
Caída de piroclastos
Nubes ardientes
Lahares
Coladas de lava
Emisiones gaseosas
Acciones predictivas
Acciones preventivas
Acciones de contención
2.-
RIESGOS ENDÓGENOS: TERREMOTOS
Tipología de las ondas sísmicas
Ondas P
Ondas S
Ondas L
Ondas Love
Ondas Rayleigh
Cuantificación de un terremoto
Intensidad sísmica
Magnitud sísmica
Acciones predictivas
Acciones preventivas
Mapas de Peligrosidad
Norma de construcción sismoresistente
Planes especiales de emergencia
Riesgo sísmico en la Península Ibérica
Bibliografía para completar el tema:
Tarbuck et al. (2005): Capítulos 5 y 11
Monroe et al. (2008) Capítulos 5 y 8.
González de Vallejo (2002): Capítulo 15.
Keller and Blodgett (2007): Capítulos 2 y 3.
17
18
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Tema 9: Materiales geológicos de construcción I
1.-
INTRODUCCIÓN
Historia, contexto y clasificación
Formatos, ensayos tecnológicos y requerimientos genéricos
Características físico-mecánicas de las rocas comunes
2.-
PIEDRA NATURAL
Características, historia y requerimierntos constructivos
Piedra de cantería
Características
Propiedades geomecánicas
Usos
Rocas ornamentales
Características
Acabados
Grupos
Grupo de los Granitos
Grupo de los mármoles
Grupo de las Pizarras
Otros Grupos
Bibliografía para completar el tema:
I.G.M.E. (1990): Granitos de España.
I.G.M.E. (1991): Mármoles de España.
I.G.M.E. (1992): Pizarras de España.
Curso 2012-13
Tema 8: Materiales geológicos de construcción II
1.2.-
INTRODUCCIÓN
PIEDRA NATURAL
3.-
ÁRIDOS
Naturales (granulares, Machaqueo)
Artificiales (SIM, RCD)
4.-
AGLOMERANTES
Cemento
Yeso
Cal
5.-
CERÁMICAS Y VIDRIOS
6.-
METALES
Fe y Acero
Metales no férreos
7.-
PRODUCTOS BITUMINOSOS, PLÁSTICOS Y GEOSINTÉTICOS
Bitúmenes
Plásticos:
Termoplásticos
Termoestables
PVC
Geosintéticos:
Geotextil
Geomalla
Geomembrana
Geocompuesto
Geocelda.
19
20
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Tema 9: El Terreno; Clasificación geotécnica de suelos
I.-
INTRODUCCIÓN
Suelos y rocas
Origen de los suelos
2.
PROCESOS SECUNDARIOS (DIAGÉNESIS)
3.
CLASIFICACIÓN GEOTÉCNICA
Contenido en materia orgánica (mo)
Análisis granulométrico (Tamizado)
Límites de Atterberg
4.
SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS (SUCS)
5.
VALORES PROMEDIO DE COMPORTAMIENTO GEOTÉCNICO/
HIDRÁULICO PARA SUELOS TÍPICOS
Bibliografía para completar el tema:
Temiño (2010) : Capítulo 2.
González de Vallejo (2002): Capítulo 2.
Curso 2012-13
Tema 10: El agua en el suelo
I.-
IMPORTANCIA DEL AGUA
2.-
DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN EL TERRENO
3.-
TIPOS DE ACUÍFEROS
Acuífero libre
Acuífero confinado
Acuífero colgado
4.-
PERMEABILIDAD
Concepto
Ensayos
5.-
CONTROL DEL AGUA EN SONDEOS
Bibliografía para completar el tema:
Temiño, J. (2010) : Capítulo 4.
Tarbuck et al. (2005): Capítulo 17.
Monroe et al. (2008) Capítulo 13.
21
22
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Tema 11: Propiedades físicas y su caracterización
1.-
ASPECTO Y FORMA
2.-
PROPIEDADES DE ESTADO EN MECÁNICA DE SUELOS (GEOTECNIA) Y EN
MATERIALES DE CONTRUCCIÓN
3.-
POROSIDAD Y COMPACIDAD
4.-
PROPIEDADES TÉRMICAS
5.-
COMPORTAMIENTO FRENTE A ACCIONES HÍDRICAS DE LOS MATERIALES
6.-
COMPORTAMIENTO HIGROTÉRMICO
7.-
COMPORTAMIENTO FRENTE A ACCIONES ACÚSTICAS
8.-
COMPORTAMIENTO LUMÍNICO DE LOS MATERIALES
9.-
REACCIÓN AL FUEGO
10.-
DURABILIDAD Y MECANISMOS DE DEGRADACIÓN
11.-
PROTECCIÓN FRENTE A ACCIONES EXTERIORES
Bibliografía para completar el tema:
González de Vallejo (2002): Capítulo 3 y otros.
Código Técnico de la Edificación (CTE) Parte II: Documentos básicos
Curso 2012-13
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Tema 12: Propiedades mecánicas y su caracterización
1.-
ENSAYOS DE RESISTENCIA
2.-
ENSAYOS DE RIGIDEZ
3.-
ENSAYOS DE DUREZA SUPERFICIAL
4.-
DESGASTABILIDAD: PAVIMENTOS Y ÁRIDOS
5.-
CARACTERIZACIÓN MECÁNICA DE LOS MATERIALES: Ensayos de Impacto
y fatiga
6.-
ENSAYOS DE ADHESIÓN
Bibliografía para completar el tema:
González de Vallejo (2002): Capítulo 3 y otros.
Código Técnico de la Edificación (CTE) Parte II: Documentos básicos
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Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Curso 2012-13
25
SEMINARIOS
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Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
I: Alteración de los materiales terrestres
(ACTIVID
AD DE CONTROL)
(ACTIVIDAD
Material de trabajo : Calculadora con función exponencial, papel cuadriculado.
1. La Alteración de las rocas
Todos los materiales (rocas, edificios, coches, incluso nosotros mismos) en la superficie
terrestre se alteran con el paso del tiempo; esto es, se van degradando y transformando poco
a poco en otros materiales.
Existen diferentes procesos de alteración que se agrupan por el mecanismo dominante
en: (i) físicos (por ejemplo cambios de temperatura), (ii) químicos (por ejemplo la oxidación
con el oxígeno atmosférico) y (iii) biológicos (con los ácidos que se forman en el suelo, por
ejemplo).
La velocidad de alteración de cualquier roca (en metros por mil años), depende de la
temperatura, T (expresada en K; K= ºC + 273,15), y la precipitación (p, en mts/año), de
acuerdo con la siguiente fórmula
A = e(pT/300)
La alteración (A) se expresa en m/1000 años y además de la Tº y las precipitaciones
depende de la composición de los materiales (ej: las rocas oscuras se alteran antes que las de
tonos claros). No obstante, para el presente ejercicio vamos a no considerar este parámetro.
A) Dibujar la tasa de alteración de los materiales de la superficie terrestre en función de la
latitud, utilizando para ello los datos de la siguiente tabla.
Latitud
90 N (S)
60 N (S)
30 N (S)
0
Temperatura (ºC)
-17,7
-6,6
21,1
29,4
Precipitación (cm/día)
0,1
0,15
0,2
0,5
Alteración(m/Ka)
B)Con los resultados obtenidos, discutir cuál de los dos (Tª o Precipitación) es el factor más
importante en la alteración.
Nota: La función ex es la “función exponencial”. La mayoría de las calculadoras científicas
tienen un botón para esta función. 1 Ka = 1000 años
2. La erosión de las rocas
La composición de las rocas determina su mayor o menor sensibilidad a los procesos de
alteración y con ello, a su resistencia a la erosión y a más largo plazo, a la evolución del paisaje
(formas de relieve) (Fig. 1).
Imaginemos que tenemos dos cubos de roca (Fig. 2), un cubo A y cubo B, cada uno con
100 metros de lado, ambos están enterrados en el terreno (que, a su vez, está compuesto por
Curso 2012-13
27
una roca C en superficie y otra roca
D a 300 m de profundidad), justo
hasta su superficie superior. La roca
C se erosiona a una velocidad de 4
m/Ka; mientras que la roca A lo hace
a velocidad de 2 m/Ka y, por último, las rocas B y D lo hacen a 1 m /
Ka. Al mismo tiempo, todo el territorio se eleva a una tasa de 4 m/Ka.
Dibuja la topografía en papel cuadriculado, para 0, 25Ka, 50Ka, 75Ka
y 100Ka años. Por simplicidad podemos asumir que todo el material
se erosiona sólo de la superficie superior de las rocas A, B y C (es decir, hay ignorar la erosión de los lados de los cubos).
Recuerda que: los cubos tienen fondos, y que el material debajo de
ellos está hecho de la roca C y más
abajo, de la roca D.
Fig. 1 Dique de cuarzo encajado en pizarras, mostrando un claro
relieve diferencial debido a la diferente alterabilidad de ambos tipos
de rocas, mostrando con ello un claro ejemplo de relieve diferencial.
Fig. 2. Bloque diagrama para el ejercicio 2. AA= 2m/Ka; AB = 1m/Ka; AC = 3m/Ka; AD= 1m/Ka
28
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
II: Análisis de pliegues y fallas
(ACTIVID
AD DE CONTROL)
(ACTIVIDAD
dor
dor..
Material de T
rabajo: Escuadra, cartabón, transportador de ángulos, lapiceros y borraTrabajo:
La consecuencia práctica de los procesos tectónicos (deformación) en la corteza terrestre es el plegamiento y fracturación de los materiales rocosos.
Los PLIEGUES son estructuras de deformación que se originan cuando los materiales
geológicos son deformados más allá de su límite de elasticidad, peros sin rebasar el de
plasticidad. Consisten en la ondulación de materiales que antes del proceso de deformación
tenían una disposición planar.
Las FRACTURAS son estructuras de deformación que se originan cuando los materiales geológicos son deformados más alla de su límite de plasticidad, fracturándose. Pueden
ser: (i) DIACLASA
DIACLASA; plano de rotura entre dos conjuntos de materiales, pero sin movimiento
ALLAS
relativo entre ambos a favor del plano de rotura; Se suelen originar por tensión. (ii) FFALLAS
ALLAS,
cuando además del plano de rotura existe un movimiento relativo de los bloques de falla a
favor de dicho plano.
Clasificación de los pliegues
Fig.1. Tipos de pliegues según su forma: anticlinal y sinclinal.
Fig.2. Tipos de pliegues según la inclinación (buzamiento) de su plano axial: simétrico, inclinado, invertido y
tumbado.
Curso 2012-13
29
Fig. 3. Clasificación de los pliegues según la inmersión (cabeceo) del eje del pliegue: pliegues cilíndricos (eje
horizontal) y cónicos (eje con cabeceo)
Los pliegues se clasifican atendiendo a tres criterios: (i) Forma (ver Fig. 1) ; (ii) orientación del plano axial (ver Fig. 2), y; (iii) orientación del eje del pliegue (ver Fig. 3).
Visualización de pliegues en mapas y su interpretación en el corte geológico
Fig. 4. Esquema geológico (planta) y perfil geológico (alzado) de un área plegada, observándose la simbología
adecuada a las estructuras de plegamiento y la repetición simétrica de los materiales.
En un mapa o esquema geológico, los pliegues se reconocen fácilmente por la repetición simétrica de los materiales (estratos) con respecto a un eje central (plano de simetría)
que resulta de la intersección del plano axial con la superficie del terreno (ver Fig. 4).
30
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Ejercicio
Realizar los perfiles geológicos de los 3 supuestos prácticos, utilizando para ello la
superficie definida por los rectángulos (ver Figs. 3 y 4 de la página anterior).
CLASIFICACIÓN DE LAS FFALLAS
ALLAS
En función del movimiento relativo de los bloques de falla a favor del plano de rotura,
las fallas se clasifican en tres grandes grupos (ver Figs. 5 a 7)
A.- Fallas directas (normales)
Fig. 5. Bloques diagramas en los que se muestra la geometrría en planta (mapa) y alzado (corte geológico) de una
falla normal antes de la fracturación (pre-falla), después (post-falla) y con posterioridad a un proceso erosivo posterior
que afectaría fundamentalmente al bloque levantado (mayor relieve). Nótese la simbología empleada en mapa y
corte para reflejar este tipo de fallas.
Curso 2012-13
31
B) Fallas inversas
C) Fallas de desgarre
Fig. 6. Bloques diagramas en los que se muestra la geometrría en planta (mapa) y alzado (corte geológico) de B)
Fallas inversas y C) Fallas de desgarre, antes de la fracturación (pre-falla), después (post-falla) y con posterioridad a
un proceso erosivo posterior que afectaría fundamentalmente al bloque levantado (mayor relieve). Nótese la
simbología empleada en mapa y corte para reflejar este tipo de fallas.
32
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Ejercicio
Completar los bloques diagramas en función de los datos que se aportan. Para ello
pinta una capa guía (horizontal o vertical) que permita definir el movimiento de los bloques
en cada diagrama. Todas las fallas tienen dirección N-S y su inclinación con respecto al
plano horizontal (buzamiento) es de 45º, salvo las fallas de desgarre que son verticales
(Buzamiento = 90º).
Curso 2012-13
33
III: Aceleración Sísmica
(ACTIVID
AD DE CONTROL)
(ACTIVIDAD
Material necesario para la actividad:
. Calculadora científica
. Norma de construcción sismorresistente: parte general y edificación (NCSR-02). Pue
Pue-des descargartela en www
.fomento.es/MFOM/LANG_CASTELLANO/DIRECCIONES_GENERALES/
www.fomento.es/MFOM/LANG_CASTELLANO/DIRECCIONES_GENERALES/
INSTITUT
O_GEOGRAFICO/geofisica/sismologia/ingsis/normageneral-pdf
.htm.
INSTITUTO_GEOGRAFICO/geofisica/sismologia/ingsis/normageneral-pdf
O_GEOGRAFICO/geofisica/sismologia/ingsis/normageneral-pdf.htm.
EJERCICIO
Se va a proyectar un parque de bomberos de 5 alturas y fábrica de bloques de mortero en el
Municipio de Lorca (Murcia), apoyándose sobre un substrato en el que un sondeo específico a dado
la siguiente columna litológica desde la cota de superficie:
-
10 mts de limos y arcillas blandas sueltas coon una velocidad de Propagación de las ondas
elásticas Vs = 175 m/seg..
15 mts Arenas finas de compacidad media y Vs= 300 m/seg.
10 mts Sustrato ígneo inalterado con Vs = 850 m/seg.
Se pide:
1) Enumera cuales son los condicionantes que determinan la necesidad de aplicar la norma
sismorresistente NCSR-02.
2) ¿Qué modificaciones son necesarias en el proyecto inicial?
3) Determinar la aceleración de cálculo (ac) y el coeficiente de contribución (K) para el diseño y
cálculo de la estructura de acuerdo con los procedimientos descritos en el capítulo 2 de la
NCSR-02.
34
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
IV: Cortes Geológicos
Cuando un geólogo reconoce e interpreta la geología de una región, establece (en su
cabeza) un modelo en tres dimensiones tratando de explicar como se encuentra organizada y
estructuradala superficie y el subsuelo, es decir, cuál es el orden de antigüedad de los estratos,
cúales están deformados y cuáles no, qué tipo de deformación presentan, cuál es la edad de los
estratos, cuál es la edad de los procesos de deformación, etc. En definitiva, trata de reconstruir la
historia geológica de dicha región, lo que en la práctica constituye el mejor ejercicio para conocer el contexto geológico y geotécnico de la misma.
Ahora bien, la representación gráfica de este modelo tridimensional, rara vez se hace en
esas tres dimensiones, debido básicamente a que es difícil de construir y muchas veces de
entender por otro tipo de profesionales o no expertos en geología. Por ello, es más frecuente la
representación bidimensional. En geología, se recurre a dos tipos de representaciones en dos
dimensiones:
- Mapa Geológico; consiste en la representación de las unidades geológicas (materiales)
y de las estructuras (pliegues, fallas, etc.) sobre la superficie terrestre. Generalmente
se realiza sobre un mapa topográfico.
- Cortes Geológicos: secciones verticales a la corteza terrestre que suelen contar con un
perfil topográfico, y que aclaran la geología de superficie y la del subsuelo.
En la práctica de hoy vamos a centrarnos en los cortes geológicos, que en general, muestran de manera relativamente sencilla las relaciones entre diferentes procesos geológicos y que
ayudan a reconstruir la historia geológica.
I.
ESCALA DE LOS CORTES GEOLÓGICOS
Lo primero a considerar es que cualquier representación gráfica de la realidad (y por tanto,
los cortes geológicos) se realizan a ESCALA
ESCALA, que es la relación entre el tamaño representado en
el gráfico y el tamaño real del objeto a representar.
Ejemplo: 1:50.000 Quiere decir que el objeto representado en un mapa con 1 cm de
longitud equivale a un objeto de 50.000 cm en la realidad (500 m)
Los cortes geológicos tienen una escala en la vertical y otra horizontal. Si se quiere
reproducir exáctamente la realidad, ambas escalas deben coincidir. No obstante, se suele
exagerar la escala vertical con el fin de resaltar mejor determinadas estructuras geológicas y
hacer más fácilmente comprensible el corte.
II.
INTERPRETACIÓN DE UN CORTE GEOLÓGICO
Consiste básicamente en dar respuesta a tres preguntas:
1.
¿Qué tipos de rocas están presentes?.
2.
¿Qué estructuras geológicas están presentes?
3.
¿Cuál es la sucesión de procesos geológicos sufridos?
Para ello, recurrimos a los principios básicos de la geología, descritos a continuación:
Curso 2012-13
35
- Principio del Uniformismo
-A
ctualismo (J. Hutton y C. Lyell, s. XVIII): Las leyes y proUniformismo-A
-Actualismo
cesos naturales han permanecido uniformes a lo largo del tiempo geológico, de manera que los procesos geológicos han ocurrido en el pasado de forma análoga a como
lo hacen en la actualidad, si bien no con la misma intensidad.
- Principio de la continuidad lateral (Nicolaus Steno, 1669): Cualquier estrato, por el
hecho de generarse en un momento dado de la Historia de la Tierra, representa dicho
momento, de manera que tiene la misma edad en todos sus puntos.
- Principio de la superposición de los estratos (Nicolaus Steno, 1669): En ausencia de
inversiones tectónicas, en un apilamiento sedimentario, los estratos suprayacentes
son siempre más modernos que los infrayacentes.
- Principio de la horizontalidad original (Nicolaus Steno, 1669):Los materiales
sedimentarios tienden a depositarse en láminas, capas o estratos horizontales, y esta
es la disposición original de todos ellos.
- Principio de la continuidad lateral (Nicolaus Steno, 1669): Cualquier estrato, por el
hecho de generarse en un momento dado de la Historia de la Tierra, representa dicho
momento, de manera que tiene la misma edad en todos sus puntos.
- Principio de las relaciones de corte (Agrícola, 1556): Cualquier roca o estructura
geológica (discordancia, fractura, dique, ...) que corte a otras rocas o estructuras es
siempre más moderna que aquéllas.
- Principio de la sucesión faunística (G. Cuvier y W. Smith, s. XVIII): Los fósiles como
restos de organismos vivos que han evolucionado en el tiempo, se suceden unos a
otros según un orden definido, determinable e irrepetible; de manera que, un resto
fósil es característico de un periodo concreto de la historia de la Tierra y solo de él.
A la pregunta ¿Qué estructuras están presentes?
presentes?, hay que distinguir los diferentes tipos de
pliegues (anticlinales, sinclinales) y si hay una o varias etapas de deformación (conjuntos de
rocas muy plegados, sobre los que se superponen otros menos o nada plegados. La superficie
que separa ambos conjuntos se conoce como discordancia
discordancia. En un corte geológico va a faltar
mucho tiempo representado por rocas. Ese tiempo, corresponde a periodos de la historia de la
tierra en los que no hubo procesos de sedimentación, sino procesos tectónicos de plegamiento
y fracturación de materiales ya existentes, metamórficos, erosivos etc., estando en realidad
dscho tiempo contenido en las discordancias
Otro tipo tipo de estructuras son las FALLAS
ALLAS; de ellas hay que reconocer sin son directas o
inversas, en dirección o verticales, y observar a que materiales afectan y a cuales no.
Por último, si existen fósiles y se dispone de una carta de tiempo geológico, hay que
determinar la edad de los diferentes conjuntos de rocas y de los procesos geológicos ocurridos.
ahora bien, el tiempo geológico es muy extenso (la edad de las rocas más antigüas es de 3600
m.a.), sin embargo los procesos geológicos (sedimentarios, plutónicos, metamórficos,...) ocurren en períodos de tiempo relativamente breves a escala geológica.
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Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Curso 2012-13
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Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Resolver la geometría del subsuelo (corte geológico) a partir de la información de
sondeos en los siguientes perfiles:
PERFIL 1: Rocas Ígneas
Curso 2012-13
PERFIL 2: Rocas Ígneas
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Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
PERFIL 3: Rocas Sedimentarias horizontales
Curso 2012-13
PERFIL 4: Rocas Sedimentarias horizantales
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Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
PERFIL 6: Rocas Sedimentarias y Metamórficas deformadas
Curso 2012-13
PERFIL 7: Rocas Sedimentarias y Metamórficas deformadas
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44
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
PERFIL 8: Rocas Sedimentarias y Metamórficas deformadas
Curso 2012-13
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Actividad 9: Cortes Geológicos IV
Resolver la geometría del subsuelo (corte geológico) a partir de la información de
sondeos en los siguientes perfiles:
PERFIL 9: Rocas Sedimentarias y Metamórficas deformadas
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Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
PERFIL 11: Rocas Sedimentarias y Metamórficas deformadas
Curso 2012-13
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PRÁCTICAS DE LABORATORIO
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Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Práctica 1: Clasificación de minerales petrogenéticos
Los minerales, bien por sí solos, bien formando parte de las rocas son los constituyentes
fundamentales de los materiales terrestres.
Desde el origen del hombre, éste ha estado siempre interesado por las sustancias naturales
y su utilización. Su atención se dirigió en un primer lugar hacia los minerales y rocas que
podían serle útiles para sus necesidades más corrientes. Más tarde, descubrió los metales, de
manera que su conocimiento y empleo ha dado nombre a algunos periodos históricos (Edad
del Bronce, Edad del Hierro). Desde entonces, su necesidad de minerales y de otras materias
primas naturales ha ido en aumento. Hoy día, todos conocemos que el Cobre es utilizado en
conducciones eléctricas, el Aluminio para fabricar ventanas o latas de refrescos, la Sepiolita
para fabricar camas de gato; el oro y la plata en joyerías, el grafito como mina de lapiceros,
el diamante en máquinas perforadoras (brocas de dentista; Tuneladoras de obras públicas,
sondeos, etc.), y así podríamos seguir con tantos otros elaborando una lista interminable.
Un Mineral es un compuesto químico inorgánico, generalmente en estado sólido, de
origen natural, con una disposición atómica ordenada, y cuya composición química, estructura
cristalina y propiedades físicas son fijas o varían entre límites concretos y estrechos.
Los átomos o iones3 son los componentes básicos de los minerales. Éstos, se agrupan
de forma ordenada según las tres direcciones del espacio (X, Y, Z) en lo que constituye una
Red Cristalina. En la red cristalina, los átomos se distribuyen ocupando posiciones de equilibrio
en las que su energía interna sea mínima, alcanzando una configuración electrónica estable.
La distribución periódica de los átomos o iones en la red cristalina condiciona la estructura de
los minerales, y por ello, una parte importante de sus propiedades físicas.
Ahora bien la red cristalina de un mineral no es infinita en el espacio, sino que tiene unos
limites finitos marcados por superficies planas que dan lugar a formas poliédricas (regulares,
prismáticas), más conocidas como Cristales.
Isomorfismo/Polimorfismo; Un mineral presenta una composición química fija, y por tanto,
una estructura cristalina y propiedades físicas definidas e invariables, independientemente
del tipo de roca en el que aparezcan. Estas propiedades son lo que nos permite clasificarlos,
como veremos más adelante. Ahora bien, en ocasiones puede darse pequeñas variaciones en
la composición química del mineral, es decir sustituciones de un átomo por otro de iguales
características sin que por ello cambie su estructura cristalina ni varíen sus propiedades físicas,
o lo hagan dentro de un margen muy estrecho (ej. Color).
Grupo del Olivino:
(Mg, Fe)2[SiO4]
Forsterita y Fayalita son los términos extremos Mg y Fe respectivamente de la serie isomórfica
del Olivino
Grupo de la Calcita: Ca[CO3]
Dolomita:
(Ca, Mg)[CO3]2
Ankerita:
CaFe [CO3]2
Este proceso se conoce como Isomorfismo. Entre ambas especies puras extremas existe
todo un rango de variedades, que es lo que se conoce como Serie Isomórfica (o Solución
Curso 2012-13
49
Sólida). Lo contrario es el Polimorfismo, es decir dos minerales con la misma composición
química y diferentes estructuras cristalinas. Ej.:
Calcita: Ca[CO3] y Aragonito Ca[CO3]
Hexagonal vs Ortorrómbico
Grafito (C) y Diamante (C)
Hexagonal vs Cúbico
Estructura cristalina del diamante (A) y Grafito (B); un ejemplo claro de polimorfismo. Tomado de Tarbuck &
Lutgens (1999).
ORIGEN DE LOS MINERALES
Los minerales se forman por cristalización a partir de fluidos terrestres concentrados, en
procesos magmáticos, sedimentarios y metamórficos.
a)
En el transcurso de un proceso magmático, los minerales cristalizan a partir de magmas
generados en el manto o en la corteza terrestre en unas condiciones de P y Tª
determinadas.
b)
Procesos sedimentarios; Todos los minerales y rocas en la superficie terrestre están
sometidos a un lento proceso de Alteración bajo la influencia de la atmósfera (O2,
CO2), agua (H2O), variaciones de temperatura o a la acción de los seres vivos, que los
descomponen y transforman en nuevas especies minerales o minerales secundarios,
estables en las nuevas condiciones ambientales.
c)
Procesos metamórficos, los minerales y rocas (especialmente las r. Sedimentarias)
cuando quedan enterradas a unas determinadas profundidades en el interior de la
corteza (por complejos procesos que no vienen al caso ahora), sufren nuevas
modificaciones físico-químicas en estado sólido, bajo condiciones de P y Tª elevadas
dando lugar a la aparición de nuevas fases minerales a partir de las preexistentes.
50
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
CLASIFICACIÓN DE MINERALES Y CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN
Las clasificaciones modernas de minerales utilizan sus propiedades físicas y composición química
como parámetros de identificación y clasificación. Clasificaciones mineralógicas hay muchas,
nosotros vamos a utilizar la Clasificación Cristaloquímica de Strunz (1970), que agrupa
todos los minerales identificados en ocho grandes clases en función de su composición química
y estructura cristalina. Estas clases se dividen a su vez en subclases, grupos, subgrupos, especies
y variedades. Cada clase, excepto la primera que corresponde a los Elementos nativos, recibe
el nombre del radical aniónico característico.
CLASE I:
Elementos nativos; aquellos que sin necesidad de asociarse con otros
elementos atómicos aparecen de forma estable en la naturaleza. Se reconocen
dos subclases:
♦ Metales; Oro (Au); Plata (Ag); Cobre (Cu)
♦
No Metales; Grafito y diamante (C); Azufre (S)
CLASE II:
Sulfuros; aquellos que resultan de la unión del radical aniónico S= con cationes
metálicos mono- o divalentes (uno o dos electrones de valencia). Incluye los
arseniuros (As) y Antimoniuros (Sb). Suelen aparecer asociados a presencia de
m.o., cuya descomposición libera grandes cantidades de S. Otras fuentes de S
son la actividad volcánica. Ej.: Galena (PbS); Cinabrio (HgS); Blenda (ZnS);
Pirita (FeS2); Calcopirita (Fe,Cu(S2)).
CLASE III:
Óxidos e Hidróxidos; aquellos que resultan de la unión del radical O= o del
(OH)- con cationes metálicos. Los que resultan más característicos son:
Hematites/Oligisto (Fe2O3); Pirolusita (MnO2); Magnetita (Fe3O4); Goetita
(Fe(O,OH))
CLASE IV:
Halogenuros; los que resultan de la unión de los radicales aniónicos Fl-, Cl-, Iy Br- con cationes monovalentes y con algún divalente como el Ca2+. Ej.: Fluorita
(CaF2); Halita (NaCl); Silvina (KCl)
CLASE V:
Carbonatos (Nitratos); los que resultan de la unión de radicales (CO3)= ó
(NO3)= con cationes mono-, diva- o trivalentes. Ej.: Calcita y Aragonito
(Ca(CO 3 )); Dolomita (Ca,Mg(CO 3 )); Siderita (Fe(CO 3)); Azurita
(Cu3(OH)2(CO3)2); Malaquita (Cu2(OH)2(CO3))
Sulfatos; incluye Cromatos, wolframatos y Molibdatos. Resultan de la unión
de grupos aniónicos (SO4)= con cationes generalmente divalentes. Ej.: Yeso
(Ca(SO4)+2(H2O)); Anhidrita (Ca(SO4)); Baritina (Ba(SO4))
CLASE VI:
CLASE VII:
Fosfatos; incluye Arseniatos y vanadatos. Resultan de la unión de grupos
aniónicos (PO4)-3 con cationes mono- y divalentes. Son muy escasos en la
corteza terrestre. Ej.: Apatito (Ca 5 ((F,Cl)(PO 4 ) 3); Turquesa
(CuAl6((OH)2(PO)4)4)+4(H2O)
CLASE VIII:
Silicatos; Resultan de la unión de grupos aniónicos (SiO4)-4 con cationes mono, diva- y trivalentes. El componente básico fundamental de los silicatos es el
tetraedro de Si-O, es decir una estructura en forma de piramidal formada por
4 iones de O= que se sitúan en los vértices de la pirámide (Tetraedro) rodeando
un ion de Si+4 de mucho menor tamaño situado en el centro de la estructura.
Los tetraedros de Si-O se unen entre sí a través de cationes externos que
proporcionan la carga eléctrica necesaria, pero también compartiendo átomos
de O dando lugar a 6 subclases:
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♦ Nesosilicatos; formados por tetraedros aislados (SiO4)-4. La unión de
tetraedros se realiza a través de los cationes que entren a compensar la
carga negativa de los tetraedros. Ej.: Andalucita (Al2SiO5); Olivino ((Mg,
Fe)2(SiO)4
♦ Sorosilicatos; presentan pares de tetraedros unidos por un O= común
Tetaedro de Si-O, estructura básica de los silicatos. Tomado de Tarbuck & Lutgens (1999).
(Si2O7)-6.
♦ Ciclosilicatos; los tetraedros se unen formando anillos de 3 (Si3O9)-6, 4
(Si4O12)-8 ó 6 tetraedros (Si6O18)-12
♦ Inosilicatos; la unión de los tetraedros da lugar a la formación de cadenas
sencillas en las que cada tetraedro comparte 2 O= (Si2O6)-4 como es el
caso del Grupo de los piroxenos; o a cadenas dobles en las que cada
tetraedro comparte 3 átomos de O= (Si4O11)-6 como es el caso del Grupo
de los anfíboles (Hornblenda).
♦ Filosilicatos; aquellos en los que los tetraedros se disponen en planos
definiendo una estructura laminar (Si4O10)-4.
Grupo de las Micas: Moscovita y Biotita.
Grupo de las arcillas: Caolinita y Talco.
♦ Tectosilicatos; formados por tetraedros de Si ocupando las tres direcciones
del espacio.
Grupo de la Sílice: Cuarzo (SiO2) y Calcedonia (SiO2 criptocristalina)
Grupo de los feldespatos: Ortosa (K(Si3ALO8)); serie de las Plagioclasas
(Albita/Anortita) ((Ca,Na)(Si2Al2O8))
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MINERALES
Hasta el momento se han descrito más de 4.000 especies minerales en la naturaleza.
Por fortuna para aquellos que los tienen que estudiar solo un reducido grupo, los Silicatos
(Clase 8), son los más abundantes en la corteza terrestre. Ello es así porque O y Si son los dos
elementos químicos más abundantes en la corteza. El siguiente grupo de minerales más
abundante son los Carbonatos, seguidos a mayor distancia por los Sulfatos y Cloruros.
Todos lo minerales tienen una serie de propiedades que permiten su identificación.
Vamos a tener en cuenta 7 de ellas:
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Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
1. Densidad o Peso específico; es una medida relativa que muestra la relación entre
el peso y el volumen del mineral. Lógicamente depende de la composición química.
Aquellos minerales que presente cationes metálicos presentarán una densidad
mayor ej. Galena, Cinabrio, Magnetita, etc.
2. Brillo; es la capacidad que tiene la superficie de los minerales para reflejar la luz.
Depende de la composición química. Algunos minerales pueden presentar distintos
tipos de brillo en función de que estén o no cristalizados o alterados. Distinguiremos
Brillo metálico; no-metálico vítreo; no-metálico sedoso y terroso.
3. Dureza; o resistencia del mineral a ser rayado. Depende de la estructura cristalina,
pero si el mineral está alterado su dureza disminuye. Se emplea la escala de dureza
de Mohs compuesta diez términos desde el más blando (1) al más duro (10). Se
puede conocer la dureza de cualquier mineral comparando con objetos de dureza
conocida (uña, vidrio, acero, etc.)
4. Forma cristalina; constituye la expresión externa de un mineral. En general,
dondequiera que se permita la formación de un mineral sin restricciones de tiempo
y sobre todo espacio, se desarrollaran cristales individuales con caras bien formadas.
Distinguiremos formas tabulares, prismáticas, aciculares, cúbicas, romboédricas,
etc.
5. Color; es la propiedad diagnóstico menos fiable de todas, ya que pequeñas
impurezas composicionales dentro de la estructura del mineral pueden hacer variar
su color. Ej. Variedades cromáticas del cuarzo: Blanco, transparente, ahumado,
rosa, negro, violáceo, etc.
6. Color de la Raya; es el color de la raya que se produce al frotar el mineral con un
objeto más duro que este. Aunque el color del mineral puede cambiar, el de su
raya no suele hacerlo, con lo que es una propiedad más fiable.
7. Exfoliación; es la tendencia de un mineral a romperse a lo largo de planos débiles.
No todos los minerales tiene planos de exfoliación, pero aquellos que los tienen se
distinguen por sus superficies lisas y distintivas, que se producen cuando se rompe
el mineral. Esta propiedad no es lo mismo que la Fractura, que es el tipo de rotura
que tienen aquellos minerales que carecen de exfoliación. Generalmente las
fracturas podrán ser Concoides, astillosas o irregulares.
Para obtner más información:
Tarbuck & Lutgens (1999): Capítulo 2. Págs: 29-51.
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Geología.
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Mineral
Galena
Pirita
Cinabrio
Gohetita
Halita
Calcita/Dol.
Aragonito
Siderita
Yeso
Baritina
Olivino
Granates
Moscovita
Biotita
Sepiolita
Caolinita
Plagioclasa
Ortosa
Anfíb./Pirox.
Cuarzo
Densidad
Brillo
Dureza
Forma y/o
exfoliación
Color
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Práctica 2: Clasificación de Rocas Ígneas
Constituyen aproximadamente el 80% de la superficie terrestre, ya sea como corteza continental u oceánica. En función del lugar de emplazamiento, y por tanto como
se describe a continuación, de la velocidad de enfriamiento, se habla de dos tipos de
rocas ígneas:
- Rocas Plutónicas; cuando el enfriamiento y consolidación del magma se realiza
en el interior de la corteza, también llamadas Rocas Intrusivas.
olcánicas; cuando por el contrario, el enfriamiento tiene lugar sobre la
- Rocas V
Volcánicas;
superficie terrestre. También son conocidas como Rocas Extrusivas.
En el interior de la corteza, la densidad de los magmas es inferior a la de las rocas
rocas encajantes
que los rodean y a través de las que ascienden (rocas
encajantes) hacia niveles más
superficiales (donde P es menor), almacenándose en unas bolsas o cavidades denominadas Cámaras magmáticas a profundidades menores.
Evolución de los magmas; diferenciación magmática, series de Bowen
Desde el momento de su formación hasta su emplazamiento final en zonas más
superficiales de la corteza, los magmas se van enfriando progresivamente. Durante
este continuo enfriamiento se produce en el magma, entre otros procesos, la segregación de fluidos en función de su densidad y la condensación de gases, favoreciendo la
formación de diversos minerales, que bien pueden quedarse dentro del magma (flotando), o bien pueden separarse de él, escapando por ejemplo a niveles más superciales.
Este proceso se conoce como Diferenciación Magmática y en él intervienen diversos
factores que hacen que la composición del magma cambie progresivamente y que por
ello, el resultado final sea un tipo u otro de roca ígnea.
Quizás el factor que influye más decisivamente en los procesos de diferenciación
magmática sea el Tiempo transcurrido entre la formación del magma y la formación de
las rocas ígneas correspondientes; los dos casos extremos son:
- Enfriamiento lento; existe tiempo suficiente para una prolongada diferenciación
magmática que permita la ordenación de los componentes del magma y la cristalización de minerales diferenciables a simple vista. Este es el caso de las Rocas Plutónicas
Plutónicas.
- Enfriamiento rápido; no existe tiempo para la organización y cristalización ordenada
de los minerales; el magma solidifica en estado vítreo y los gases contenidos en él se
olcánicas
escapan no interviniendo en la cristalización. Este es el caso de las Rocas V
Volcánicas
que se enfrían en superficie.
En virtud de los procesos de diferenciación magmática se deduce que los minerales
que cristalizan de un magma no lo hacen todos al mismo tiempo, ni permanecen intactos
durante la diferenciación del magma. Los primeros minerales en formarse son aquellos estables a altas temperaturas, a continuación cristalizan los de una temperatura menor y así
sucesivamente hasta llegar a los de baja temperatura. En general, los minerales de alta Tª
Olivino, piroxenos, plagioclasas cálcicas
(Olivino,
cálcicas) suelen aparecer juntos en la misma roca (rocas
de alta Tª = gabros, basaltos
basaltos, etc.). Lo mismo ocurre con los minerales de baja Tªª (cuarzo +
micas + feldespatos alcalinos (K, Na) = granitos
granitos,, roca de baja Tª).
Ahora bien, los minerales que se van formando a partir del magma, no son separados
de aquél por cualquier mecanismo de segregación magmática (gravedad, empuje de gases,
filtro prensa, flujo o congelación), al disminuir la Tª del magma pueden dejar de ser estables,
cambiando de composición o incluso, disolviéndose para constituir nuevos minerales. Este
cambio se conoce como Reacción
Reacción, pudiendo ser de dos tipos (Fig. 1):
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Geología.
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continua cuando el mineral cambia de composición sin que se destruya.
- Reacción continua;
Este es el caso de la serie de las plagioclasas-feldespatos, donde lo primero en cristalizar son las plagioclasas cálcicas (Anortita), y según se produce el enfriamiento, el
Ca++ es sustituido progresivamente por Na++ dando lugar a una plagioclasa Na (Albita).
Este proceso puede parar en cualquier momento, pudiéndonos encontrar toda una
gama de plagioclasas de composición intermedia entre la anortita (Ca) y la albita (Na).
- Reacción discontinua
discontinua; cuando al disminuir la Tª, un mineral pierde su estabilidad
reaccionando con el magma, para dar un mineral de diferente composición a la original. Este es el caso del olivino, cuya serie completa en una secuencia de enfriamiento
es Olivino - Piroxenos - Anfíboles - Biotita
Biotita.
La serie continua de las plagioclasas y la discontinua del olivino fueron establecidas
por Bowen (1922) y se conocen con ese nombre.
Fig. 1. Series continua y discontinua de Bowen. Tomado de http://geologiavenezolana.blogspot.com.es/p/
diagramas-y-esquemas.html
Clasificación de las rocas ígneas
Las rocas ígneas se clasifican en base a criterios texturales y composicionales:
- Criterios texturales
texturales; hacen referencia al grado de cristalización, tamaño forma y disposición de los cristales que componen la roca.
a) Grado de cristalinidad; o cantidad de cristales que contenga la roca. Varía en función de las condiciones de enfriamiento; es mínimo en rocas volcánicas donde hay un
texturas afaníticas o hipocristalinas),
hipocristalinas y máxipredominio de vidrio frente a cristales (texturas
texturas faneríticas o holocristalinas)
mo en rocas plutónicas (texturas
holocristalinas), donde más del 90% en
volumen de la roca está compuesto por cristales minerales.
b) Distribución de tamaños de los cristales; depende de las condiciones de enfriamiento. Distinguiremos dos términos: texturas Equigranulares
Equigranulares, cuando en general,
todos los minerales de la roca presentan un tamaño de cristales uniforme; y, texturas
porfídicas cuando los minerales presentan, al menos, dos tamaños de cristales claramente diferenciados.
c) Tamaño de los cristales; depende de la velocidad de enfriamiento del magma. Un
enfriamiento sumamente rápido da lugar a un vidrio (no cristalino); Un enfriamiento
rápido da lugar a cristales pequeños, y uno lento a cristales grandes. Como conse-
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cuencia, las rocas plutónicas presentaran cristales bien formados y grandes, apreciables a simple vista; las rocas volcánicas, por el contrario, presentaran cristales muy
pequeños no apreciables, o habrán solidificado como un vidrio.
composicionales; Los elementos más abundantes en las rocas ígneas son él
- Criterios composicionales
Si y O en forma de SiO2 cuyo contenido total varía entre unas rocas y otras, pudiéndose clasificar como:
Ácidas
> 66% SiO2
Intermedias
52-66 % SiO2
Básicas
45-52 % SiO2
Ultrabásicas
< 45% SiO2
Los términos ácido y básico están basados en un concepto erróneo del siglo XIX en el
que se consideraba que el SiO2 al combinarse con el agua formaba ácido silícico, y que los
silicatos constituyentes de las rocas eran sales de este ácido. Hoy en día se conserva esta
nomenclatura a pesar de que se basa en un concepto erróneo.
Principales familias de rocas plutónicas y volcánicas
- Familia de las peridotitas
peridotitas; son rocas ultrabásicas (%SiO2 < 45) densas, de color oscuro, y formadas por olivino, piroxenos y en menor medida, plagioclasas Ca (anortita).
Como minerales accesorios pueden contener cromita, magnetita, y otros minerales
de elevada densidad. No tienen equivalente volcánico. Son las rocas fundamentales
del manto superior o Astenosfera.
- Familia de los gabros
gabros; Están formadas por Plagioclasas Ca (anortitas), piroxenos y
olivinos, estos dos últimos compensándose en proporción, ya que constituyen dos
términos de una de las series de Bowen. Altas proporciones de olivino, implican bajos
contenidos de piroxenos, formando Gabros olivínicos
olivínicos. Son rocas básicas, de color
oscuro (minerales Fe-Mg), verde, gris o negro y densidad alta (3 gr/cm3). Su equivalente volcánico son los Basaltos
Basaltos. Son los constituyentes fundamentales de la corteza
oceánica.
Dioritas; son rocas intermedias formadas por plagioclasas Ca-Na
- Familia de las Dioritas
(Andesitas; labradoritas), piroxenos, anfíboles y algo de biotita. No presentan cuarzo
ni ortosas (Feldespatos K). Su densidad es 2,8 gr/cm3 y sus tonos son verdes. Su
equivalente volcánico es la Andesita
Andesita.
Granitos; son rocas ácidas formadas por cuarzo (10-40%), feldespatos
- Familia de los Granitos
alcalinos y biotita. Sus colores son claros, entre grises y rosas (ortosa) y su densidad
es 2,7 gr/cm3. Presentan una textura holocristalina equigranular, con cristales
reconocibles a simple vista. Cuando aumenta la proporción de plagioclasas Ca
(anortitas) y en el mismo sentido de minerales Fe-Mg se denominan granodioritas
granodioritas.
Su equivalente volcánico son las Riolitas
Riolitas. Son las rocas predominantes en la corteza
continental.
Sienitas; son rocas ácidas compuestas por feldespatos K (ortosas)
- Familia de las Sienitas
mayoritariamente, seguidos por plagioclasas Na (Albita) y cantidades menores de
Biotitas, anfíboles y cuarzo. Son de textura equigranular holocristalina y de tonos claraquita.
ros rosáceos (ortosa). Su densidad es 2,6 gr/cm3. Su equivalente volcánico es la Traquita
Rocas FFilonianas
ilonianas
ilonianas; son un grupo especial de rocas plutónicas formadas a partir del enfriamiento de fluidos magmáticos (que escapan de la cámara magmática) en fracturas,
diaclasas, planos de estratificación, etc., dando lugar a un enjambre de diques y filones en
las rocas encajantes.
Para obtener más información:
Tarbuck & Lutgens (1999): Capítulo 3. Págs: 57-76.
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Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
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Práctica 3: Clasificación de rocas Sedimentarias
Las rocas exógenas o sedimentarias proceden de la alteración y erosión de otras rocas
preexistentes. En la superficie terrestre, las rocas ígneas y metamórficas quedan expuestas a
la acción de la alteración física y química, debido a que los minerales que las componen son
inestables bajo condiciones de P y Tª atmosféricas.
Los productos resultantes de los procesos de alteración son de dos tipos:
- Clastos; fruto de los diferentes tipos de alteración mecánica, son fragmentos de rocas
y minerales sueltos procedentes de la disgregación de las rocas (cuarzo, feldespatos,
micas, etc.).
- Iones solubles , resultado de la alteración química, se encuentran disueltos en las
aguas superficiales o subterráneas (CO3=, Cl-, Ca++, Na+, K+, etc.).
Clastos e iones son erosionados o disueltos y transportados por los agentes geológicos,
principalmente agua, (también viento y hielo), depositándose o precipitando en zonas más
deprimidas de la superficie o bajo el nivel del mar, próximos a la línea de costa. Este proceso
de sedimentación puede ser de tres tipos:
1. Físico; proceso sedimentario controlado por la gravedad y por la pérdida de energía
del medio de transporte. Dan lugar a las rocas detríticas. Cuando lo que se acumula
son restos vegetales y animales más o menos descompuestos, la roca resultante es
una roca organógena.
2. Químicos; precipitación química directa de sustancias minerales a partir de aguas
concentradas o sobresaturadas en iones solubles. En muchos casos, este proceso se
ve favorecido por la actividad biogénica de los seres vivos. Dan lugar rocas
carbonatadas, evaporitas, sales, etc.
Una vez depositados los materiales que el agente transportaba (clastos, precipitados
químicos, m.o.) se forma un sedimento. Éste es un material suelto, poco o nada compactado
y en muchas ocasiones empapado de agua o aire, dependiendo del medio sedimentario. Los
procesos que dan lugar a la transformación de estos sedimentos en rocas sedimentarias se
conocen como Diagénesis
Diagénesis. Tienen lugar a partir de pequeñas profundidades de enterramiento y consisten básicamente en una compactación y cementación (litificación) de la roca.
Clasificación de las rocas sedimentarias
Se emplean criterios texturales, composicionales y genéticos de forma combinada.
a) Rocas detríticas; se clasifican en función de la forma (textural), tamaño (textural) y de
la composición de los clastos (ver cuadro), distinguiéndose varias clases y subclases.
Los sedimentos detríticos se clasifican en función de su tamaño. Se denominan gravas
cuando su tamaño es superior a 2 mm, arenas cuando está comprendido entre 2 mm
y 1/16 mm, y pelitas si su tamaño es inferior a 1/16 mm (0,0625 mm). Estos tamaños
críticos no se han elegido arbitrariamente. Se considera que dentro de una corriente
acuosa, los clastos de tamaño inferior a 1/16 mm son transportados en suspensión,
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los comprendidos entre 2 mm y 1/16 mm por saltación, mientras que los superiores
a 2 mm se transportan por arrastre y rodamiento de fondo.
Los sedimentos después de sufrir una litificación o endurecimiento durante la diagénesis
dan lugar a las rocas sedimentarias. Las más comunes son:
- Ruditas; constituidas por clastos superiores a 2 mm. Si los cantos son redondeados se denominan conglomerados o pudingas
pudingas, y brechas si son angulosos.
- Areniscas; formadas por capas de arenas consolidadas. En este caso la forma de
los clastos no es útil para establecer subdivisiones, ya que todos los granos
suelen ser redondeados. Así, se utiliza la composición de los clastos para distinguir tres tipos: Ortocuarcitas
Ortocuarcitas, cuando mayoritariamente (> 90%) está constituida por granos de cuarzo; Arcosas
Arcosas, cuando además de cuarzo presenta abundancia de feldespatos; y, Grauvacas
Grauvacas, cuando presenta cuarzo, feldespatos, arcillas
y otros fragmentos de roca.
- Lutitas; compuestas por sedimentos pelíticos, inferiores a 1/16 mm. Se subdividen a su vez en Limolitas cuando están comprendidas entre 1/16 mm y 1/256
mm, y Arcillitas (arcillas) cuando son de tamaño inferior a 1/256 mm.
b) Rocas químicas y/o bioquímicas; formadas a partir de precipitados químicos. Pueden
ser:
- Evaporitas si están compuestas fundamentalmente por sulfatos como por ej. el
Yeso (CaSO4* 2H2O).
- Sales
Sales, formadas fundamentalmente por cloruros como la Halita o sal común
(NaCl).
- Carbonatos
Carbonatos, formadas por calcita (CaCO3) o dolomita (MgCa(CO3)2).
Las evaporitas y sales se forman en áreas húmedas restringidas (sin aporte permanente de agua), estando sometidas a una intensa evaporación que produce la
sobresaturación de las aguas y la precipitación de los sulfatos y sales.
Las rocas carbonatadas son, junto con las areniscas y las lutitas, las rocas sedimentarias
más abundantes. Aunque también pueden tener un origen detrítico a partir de la erosión de rocas carbonáticas preexistentes, lo general es que se formen a partir de procesos químicos o bioquímicos “in situ”.
Las más abundantes son las que se forman en ambientes marinos, a partir de la la
acumulación y posterior consolidación de partículas microscópicas1 de CaCO3 precipitadas del agua del mar sobresaturada, proceso que se ve favorecido por la acción de
los seres vivos. Este barro microscópico acumulado en el fondo se denomina Micrita
por el tamaño de sus cristales, y su posterior transformación en roca (a través de la
diagénesis) genera una Caliza Micrítica
Micrítica. Si este barro micrítico es removilizado por un
aumento de la energía del medio (corrientes marinas) se forman agregados redondeados de estas partículas que cuando se consolidan forman las Calcarenitas
Calcarenitas.
1
Tamaño comprendido entre 1 y 4 micras (1 x 10-3 y 4 x 10-3 mm).
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También se puede producir micrita por la fragmentación y disgregación microscópica
de algas calcáreas, dando lugar a las Biomicritas y Biocalcarenitas respectivamente.
Las calizas fosilíferas son aquellas formadas por la acumulación de micrita y de restos
fósiles carbonatados; cuando lo que se tiene es una acumulación masiva de fósiles
más o menos fragmentados, se habla de Lumaquelas
Lumaquelas.
Por último, cuando tapices de algas microscópicas fijan capas de micrita al sustrato,
se forma una roca bandeada que recibe el nombre de calizas de algas (estromatolitos)
y (bandas planas y paralelas a la superficie del estrato) y calizas oncolíticas (formas
redondeadas con laminación interna concéntrica debida a actividad microbacteriana).
c) Rocas organógenas; formadas por la acumulación y transformación de restos orgánicos, ya sean animales o vegetales. Las más conocidas son Carbón, Petróleo (roca en
estado líquido), radiolaritas (formadas por la acumulación de restos orgánicos de naturaleza silícea), etc.
Para obtener más información:
Tarbuck & Lutgens (1999): Capítulo 6. Págs: 131-142.
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Práctica 4: Clasificación de rocas metamórficas
A diferencia de los procesos magmáticos, los metamórficos consisten en la transformación isoquímica (no mineralógica) de unas rocas en otras por efecto de la P y Tª. Tienen
lugar en estado sólido; sin embargo, puede producirse la liberación de cierta cantidad de
fluidos y gases que al estar calientes, pueden disolver y transportar elementos químicos
solubles, favoreciendo la génesis de nuevos minerales y rocas en otros lugares del interior
de la corteza (generalmente, menos profundos). Este proceso se conoce como
Metasomatismo o Metamorfismo Hidrotermal,
Hidrotermal y las rocas resultantes se les denomina Skarns
(suelen aparecer asociadas al metamorfismo de rocas carbonatadas).
El metamorfismo se produce por el enterramiento de las rocas originales (sedimentarias,
ígneas, o incluso, metamórficas) a diferentes profundidades. Variaciones en la profundidad
de enterramiento suponen variaciones en las condiciones de P y Tª. A poca profundidad,
estos dos factores son bajos y no generan inestabilidades entre los componentes minerales
de las rocas; nos encontramos en el campo de la diagénesis (conjunto de procesos que
tienen lugar desde el depósito de los materiales hasta su litificación como roca sedimentaria).
En el extremo contrario, es decir, cuando las condiciones de presión y Tª superan el
punto de fusión de las rocas, se produce la fusión de las mismas, generando magmas a partir
de rocas metamórficas. Este proceso se conoce como Anatexia
Anatexia. Si la fusión de las rocas es
parcial, las rocas resultantes se denominan Migmatitas
Migmatitas; presentan un carácter textural mixto
entre ígneo y metamórfico (Bandeado bi-tonal con txturas de fluidificación). Si la fusión es
total, las rocas que se forman son los Granitos de Anatexia
Anatexia.
Factores del metamorfismo
Temperatura; aumenta en el interior de la tierra a razón de 33 ºC/Km. Este valor no es
-T
constante, variando desde valores mínimos (6 ºC/Km) en zonas estables de la corteza, a
máximos (100ºC/Km) en bordes de placa (dorsales, zonas de subducción, Cinturones montañosos). Se considera que a partir de los 300 ºC dan comienzo las primeras reacciones
metamórficas.
Presión; Aumenta con la profundidad. Varia de unas zonas a otras, siendo mayor en
-Presión;
bordes destructivos de placa (compresión por la colisión de dos placas litosféricas) que en
bordes constructivos (distensión generada por la formación de c. oceánica). Se puede distinguir:
· Presión litostática; en un punto concreto es igual al peso de materiales rocosos situados por encima. Depende de la densidad de las rocas y de su espesor. En general se considera que el metamorfismo comienza a presiones superiores a 2 Kb.
· Presión hidrostática; o de los fluidos contenidos en los poros de la roca.
· Presión de confinamiento; es la suma de las dos anteriores.
Procesos metamórficos
· Recristalización mineral; formación de nuevos minerales en equilibrio con las nuevas
condiciones de P y Tª.
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· Deshidratación; debida al incremento de Tª. Primero se elimina el agua de los poros
de la roca, y a continuación, el agua estructural de los minerales hidratados (ej. Yeso CaSO4
* 2H2O).
· Recrecimiento cristalino; a partir de cierta Tª, los elementos (atomos, iones) que constituyen los minerales adquieren cierta movilidad dentro de la estructura cristalina, separándose y con ello, produciendo un recrecimiento cristalino. Este proceso se denomina Blástesis
Blástesis,
y produce un incremento del grado de cristalinidad de la roca original (Ej. Andesitas de
Atienza).
· Reorientación; de los minerales planares (micas) y aciculares (piroxenos y anfíboles)
debido al efecto de la presión. Estos minerales se disponen perpendicularmente a la dirección de la presión. Definen texturas planares, hojosas que se conocen como Foliación
oliación;
cuando aumenta el grado de metamorfismo, y con ello la Tª, la foliación suele combinarse
con el de blástesis y en menor medida con el de deshidratación (protolitos carbonatados).
Tipos de Metamorfismo
Aunque se encuentran siempre asociados, se pueden distinguir varios tipos extremos:
-Metamorfismo
Metamorfismo de contacto; de alta Tª y baja P. Se encuentra asociado a intrusiones
magmáticas inyectadas a alta Tª. En la roca encajante se produce un aumento de la Tª, dando
lugar a una aureola de metamorfismo en la que el incremento de Tª disminuye según nos
alejamos de la masa magmática. Dentro de la aureola se produce la transformación de los
minerales menos refractarios (resistentes al calor) dando lugar a nuevos minerales o minerales índice, cada uno de los cuales, son estables en un rango de Tª concreto (Sillimanita,
andalucita, biotita y clorita). Entre las rocas resultantes destacan las pizarras moteadas y las
corneanas
corneanas.
Metamorfismo de enterramiento o de carga; donde el agente principal es nuevamente
-Metamorfismo
la P, resultante del peso de los materiales situados por encima. Es típico de cuencas
sedimentarias (grandes espesores de sedimentos). Se produce la recristalización y
reorientación de los minerales perpendicularmente a la dirección de la presión, presentando las rocas una textura hojosa o esquistosa
esquistosa.
Metamorfismo dinámico; en el que el factor dominante es la P frente a la Tª. Aparece
-Metamorfismo
asociado a dos dominios geológicos. Por un lado, asociado a grandes fallas con un importante movimiento relativo entre los bloques. La energía mecánica se consume, parte triturando
la roca (Brechificación) y el resto, en forma de calor debido al rozamiento. Las rocas resulalla o Milonitas (si la roca está muy triturada). En ellas se observa
tantes son las Brechas de FFalla
una disminución del tamaño de grano y una reorientación de los minerales perpendicular a
la dirección de la presión. No hay recristalizaciones.
En un segundo lugar, aparece asociado a bordes destructivos de placa
placa. La alta presión
se debe a la energía mecánica existente en la zona. La baja Tª está condicionada por la baja
Tª de la placa que subduce (C. oceánica). Los materiales atrapados entre las dos placas
sufren intensas deformaciones, recristalizaciones y reorientaciones que conducen a rocas
típicas conocidas como esquistos azules
azules.
- Metamorfismo regional
regional; es el más común, afectando a grandes regiones de la corteza.
Se produce por la acción conjunta de la Presión y Temperatura.
Para obtener más información:
Tarbuck & Lutgens (1999): Capítulo 7. Págs: 153-169.
*
66
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Curso 2012-13
67
Práctica 5: Análisis del Riesgo por inundación
(ACTIVID
AD DE CONTROL)
(ACTIVIDAD
Introducción
La Alameda del Parral se sitúa al Al norte del recinto amurallado de Segovia en un valle
asimétrico excavado por el río Eresma, en el tramo comprendido entre la confluencia
Cigüeñuela-Eresma y el barrio de San Marcos. En este espacio, de aproximadamente 1 Km
de longitud, el río Eresma ha desarrollado una llanura aluvial como consecuencia de la
dinámica fluvial del tramo alto-medio del río.
Las avenidas y desbordamientos del Eresma han sido frecuentes en el Holoceno, encontrándonos constatados muchos de ellos documentalmente en período histórico. La existencia en el fondo del valle de construcciones (principalmente religiosas) y explotaciones
hortícolas, ha condicionado una secular interferencia entre la dinámica natural del río y la
actividad humana.
Planteamiento
El mapa de la Fig. 1 (escala 1:5.000) muestra el tramo del valle del río Eresma entre los
barrios de San Lorenzo (E) y San Marcos (O). Los elementos del mapa son los siguientes:
Escala 1:5.000 del área de estudio.
Equidistancia de las curvas de nivel maestras: 25 m.
Equidistancia curvas de nivel menores: 5 m.
Trazos gruesos: Límites de edificaciones.
Puntos con valor: Cotas topográficas singulares.
Ejercicios
1.- Representa la curva de gastos para el puente donde se encuentra la estación.
2.- En el año 1629, el Monasterio de Nª Sª de los Huertos sufría una inundación que, según
los documentos, alcanzó en él una altura de “tres cuartas de vara” (1 vara = 835,9 mm).
a) ¿Qué caudal máximo instantáneo pudo causar dicha inundación?
b) ¿Con qué caudal se comenzaría a inundar el Monasterio?
c) ¿A qué cota absoluta llegaría una crecida de 280 m3/s de caudal?
3.- Calcula el periodo de recurrencia de las avenidas y representa en un gráfico los períodos
frente a los caudales correspondientes.
T = (n + 1) / m
n = nº de años del registro
m = nº de años con caudal igual o superior
a) ¿Qué caudal corresponde a una avenida con T = 5, 10 y 25 años?.
b) ¿Qué cotas alcanzaría el río en este punto para estos periodos?
68
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
4.- Felipe II mandó construir en el borde del canal un dique de un metro de altura con
objeto de salvaguardar la Alameda de las inundaciones.
a) ¿Cada cuántos años se rebasaría este murete en la zona del puente, inundándose la
llanura a pesar de la obra realizada?
b) ¿Con qué altura debería haberse construido el murete para prevenir las inundaciones con
periodo de retorno de siete años?
5.- Un cliente adquiere una parcela para edificar, que está situada a una cota de 2,75 m
sobre el nivel del lecho, y va a suscribir una hipoteca a 10 años de periodo de amortización
.¿Será necesario que suscriba además un seguro para el objeto hipotecado?
6.- Dibuja el mapa de inundabilidad para periodos de retorno (T) de 5, 10 y 40 años, sabiendo que la tabla de gastos del puente de San Marcos (zona occidental, a cota 907 m) es:
Altura (m)
0
0,5 1
2
3
4
5
3
Q (m /s )
0
0,1 5
35 80 150 300
7.- A partir de los mapas de inundabilidad, define una serie de medidas preventivas de
caracter no estructural en cada caso (T=5 años T=10 años T=40 años), encaminadas a
establecer en una correcta planificación de la llanura de inundación (POT).
Este ejercicio está inscrito con el correspondiente depósito legal y vregistro de la propie
propie-dad intelectual. R.P
.I. SG-10/2005; D
.L. SG-158/93.
R.P.I.
D.L.
Queda totalmente prohibida su reproducción o utilización sin autorización expresa de
sus autores.
Para saber más:
DÍEZ, A., MARTÍN, J.F., y VICENTE, F. (1993). Guiones y prácticas de Geología Ambiental,
100 págs., Segovia, D.L. SG-158/93.
DÍEZ, A. (2005). Geología Ambiental. Cuadernos de Prácticas, 19 págs., Segovia, R.P.I. SG10/2005.
R.P.I. SG-10/2005; D.L. SG-158/93
Curso 2012-13
69
70
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Curso 2012-13
71
Práctica 6: Análisis del Riesgo Sísmico
(ACTIVID
AD DE CONTROL)
(ACTIVIDAD
El 19 de Septiembre de 1985, a las 7.17 de la mañana, un terremoto de magnitud 8,4
en la escala de Richter ocurrió en el Océano. Un segundo terremoto de magnitud 7,5 ocurrió el día siguiente. Los temblores se sintieron en la mayor parte del país, pero la mayoría
de los daños se concentraron en la Ciudad México: Murieron 1000 personas, 5000 resultaron heridas y 25000 quedaron sin hogar; los daños materiales se calcularon en 400 millones
de dólares.
El proceso de ruptura que originó el terremoto fue complejo, produciéndose varios
saltos separados por cortos intervalos de tiempo. Por ello el seísmo fue muy largo, en algunas zonas el movimiento del suelo duró más de cinco minutos. El terremoto se sintió en un
área de más de 800.000 km2 y las ondas hicieron moverse rascacielos a más de 1500 km
Figura 1
72
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
del epicentro. Aunque la región directamente afectada fue grande, los daños fueron ligeros,
incluso en las proximidades del epicentro; salvo en Ciudad de México, que experimentó
fuentes sacudidas, a pesar de estar a más de 400 km del epicentro.
Geología (F
igura 1):
1) Ciudad de México se encuentra situada a 650 m de altura en un
(Figura
valle de flanqueado por afloramientos de rocas volcánicas con edades que van del Terciario
Superior al Pleistoceno. La ciudad fue fundada en el centro de un gran lago, pero con el
tiempo la mayor parte del lago ha sido desecado y actualmente sólo queda un residuo al
Este de la ciudad. La mayor parte de la ciudad moderna se ha emplazado sobre los depósitos
del fondo del antiguo lago. Este fondo está formado por gruesos niveles de arcilla (7-37 m).
Las zonas oeste y noroeste caen fuera del antiguo lago y descansan sobre arenas y limos
(600 m de espesor), que forman colinas que se elevan de 30 a 60 m sobre el fondo plano del
lago. La parte sur de la ciudad está edificada sobre coladas de lavas basálticas.
1) Sobre la FFigura
igura 1 determina en cual de las tres unidades geológicas anteriores se
concentró la mayor parte del daño producido por el terremoto.
Figura 2
Análisis de las Ondas sísmicas (F
igura 2);
2) En el epicentro de un terremoto se originan
(Figura
ondas sísmicas con un amplio rango de frecuencias. A medida que aumenta la distancia al
epicentro las ondas de alta frecuencia se atenúan y sólo quedan las de baja frecuencia de
vibración. En la figura 2 se muestran dos acelerogramas registrados en las proximidades del
epicentro (arriba) y en Ciudad de México (abajo, estación 1 en la Fig. 1).
Curso 2012-13
73
2) Compara los dos acelerogramas e indica las características de la energía sísmica
en en cuenta que sus escalas no son iguales.
Ten
registrada (frecuencia y amplificación). T
3) ¿En qué estación fue más violento el movimiento del suelo? ¿Cuál es el periodo
(segundos) de las ondas que aparecen en el acelerograma inferior?
Estudio del Subsuelo: Desde el punto de vista de la construcción, interesa conocer las
propiedades del subsuelo. La ciudad por sus características ha sido dividida en tres partes:
a) la zona del Lago: aquí los depósitos de arcilla tienen un contenido en agua muy alto y son
muy compresibles, muchos de los edificios en esta zona están construidos sobre pilotes
que atraviesan las arcillas y alcanzan las arenas y limos infrayacentes. La extracción continua de agua para uso doméstico e industrial provoca una mayor compactación de las arcillas y el consiguiente hundimiento de la superficie (entre 5,5 y 8,5 m en los últimos 80
años). b) la zona de transición: representa la antigua orilla del lago, donde el espesor y
contenido en agua de las arcillas son reducidos. c) la zona de las colinas: formada por áreas
volcánicas o arenoso-limosas, donde los materiales son duros y tienen muy poca agua.
Figura 3
En la Figura 3 aparecen varios acelerogramas registrados en la Ciudad (en las estaciones a, b, c y d de la figura de Geología), como se observa existen tasas de aceleración muy
variables.
4) Compara los picos de amplificación y responde ...
A) ¿En qué estaciones se registro la mayor amplificación?
B) ¿Cuántas veces fueron amplificadas las ondas en cada estación?
C) ¿Las ondas de qué periodo fueron más amplificadas?
La Figura 4 muestra la distribución de los edificios más gravemente afectados en la
zona de máximo daño, así como las curvas de igual espesor (isopacas) de la arcilla de la
zona del lago. Parece existir una correlación entre el espesor de arcilla y la situación de los
edificios colapsados.
74
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Figura 4
5) ¿A qué puede deberse esa relación?
6) Dibuja un gráfico con los datos de la tabla I y analiza los resultados
7) En vista de los resultados anteriores (5 y 6), ¿cómo podemos considerar el mapa de
la FFigura
igura 4?
Análisis de la V
Vulnerabilidad
ulnerabilidad: ¿Qué edificios eran los más peligrosos en la zona del
ulnerabilidad
Lago? En la ciudad existen tres tipos de construcciones: a) Edificios de estructura de cemento reforzado; tienen muros de ladrillo o cemento y las fachadas revestidas de cristal. El
Tabla I.- Edificios dañados en la zona del lago
Curso 2012-13
75
diseño y la construcción son esencialmente flexibles. b) Edificios con muros de carga de
ladrillo (cocido o no, «adobe»); son comunes en edificios bajos, con mantenimiento generalmente deficiente. Más rígidos que los anteriores. c) Edificios de mampostería (piedra),
construidos a principios de siglo y en la época colonial. Son los más rígidos.
En la Tabla II se presenta información referente a los edificios de la zona del lago.
Tabla II.- Edificios dañados por alturas y tipo de construcción
8) Completa la T
abla calculando los porcentajes de edificios dañados.
Tabla
9) Usa los porcentajes obtenidos para completar la FFigura
igura 5.
Figura 5
76
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
10) Analiza los resultados.
A) ¿Qué tipo de edificios parece haber sido más vulnerables?
B) ¿Qué explicación lógica puede tener?
El mapa de la Figura 6 muestra la distribución de edificios dañados superiores a 6
alturas.
Figura 6
Curso 2012-13
77
11) A la vista de los resultados de los ejercicios anteriores (8 a 10), ¿Cómo podemos
igura 6?
considerar el mapa de la FFigura
12) Elabora el mapa de riesgo sísmico de Ciudad de México a partir de todos los datos
anteriores.
78
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Prácticas 7 & 8: Clasificación de rocas ornamentales
Granitos
Bajo esta denominación se hace referencia a un espectro de rocas plutónicas que desde un punto de vista petrológico abarca algunos términos diferentes a los granitos, incluyendo algún tipo de rocas metamórficas que presentan cualidades semejantes (neises, ...). Todos los granitos comercializados corresponden al grupo de las rocas ácidas y parte de las
intermedias. Los términos básicos y ultrabásicos están constituidos por minerales de alta Tª
que se alteran con mayor rapidez en condiciones ambientales. Además solo se comercializan rocas plutónicas y algunas filonianas, ya que el equivalente volcánico de éstas carece de
cualquier valor estético, a parte de presentar unas propiedades geomecánicas más deficientes en general; éstas últimas han sido empleadas tradicionalmente como roca natural para la
fabricación de adoquines y de pavimentos de aceras, debido a su alta resistencia a la abrasión,
así como para la fabricación de hormigones ligeros debido a su baja densidad.
España ocupa uno de los primeros puestos a nivel mundial en la producción de granitos con más de 270 empresas extractoras y un número mayor aún de empresas
transformadoras, localizándose las principales zonas productivas dentro de la España ígnea
y metamórfica definida por el Macizo Hespérico (Fig. 3.1).
La extracción se hace a cielo abierto, de donde se obtienen grandes bloques de roca
inalterados sin diaclasas, ni fracturas. Estos bloques son transportados a grandes telares de
corte, donde son aserrados en tableros de un espesor variable entre 1,5 y varios centímetros. Las superficies de los tableros son tratadas para darle diferentes tipos de acabado (ver
clase de teoría)
Desde el punto de vista de sus propiedades físicas y mecánicas, los granitos son rocas
de densidad media-alta y una resistencia a compresión alta, bajo coeficiente de absorción e
inalterables desde una perspectiva temporal humana. Éstas buenas características mecánicas les confiere excelentes cualidades para ser empleados en solados y muros de carga. Si a
ello le unimos su alta calidad estética, sus condiciones son idóneas para revestimientos
exteriores e interiores. Ahora bien, su elevada densidad y la imposibilidad de corte en losas
de grosor fino les desaconseja para techados.
Petrológicamente, los granitos ornamentales nacionales van desde las sienitas a las
Dioritas y/o Granodioritas, pasando de tonalidades rosáceas en los primeros a grises oscuros en los últimos. Sus características texturales y estructurales (forma, tamaño de los cristales, etc.) condiciona sus propiedades geomecánicas, existiendo diferencias apreciables
que un buen profesional sabe valorar para elegir correctamente el material adecuado al uso
que quiere dar. Se pueden distinguir tres grupos:
·
Granitos de grano muy fino (Aplitas, Lamprófidos); totalmente cristalizados, presentan
una textura microgranuda muy cerrada que les confiere los valores más altos de resistencia a compresión, flexión, a heladas, cambios térmicos, menor grado de absorción,
etc.
·
Granitos pegmatíticos; el gran tamaño de los cristales les confiere una textura muy
anisótropa, presentando los valores geomecánicos más bajos. Sin embargo suelen
presentar un alto valor estético. Por todo ello constituyen buenos materiales para
revestimientos interiores.
Curso 2012-13
Resto de granitos; formados por cristales minerales de tamaño normal. Presentan unas
características geomecánicas intermedias entre los dos anteriores. Su alterabilidad
depende del contenido en micas.
Figura 3.1. Situación de los principales centros de producción de granito ornamental.
·
79
80
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Calizas y Areniscas
En general, las calizas ornamentales caen dentro del término comercial «Mármol»,
aunque este último es una roca metamórfica. Desde un punto de vista comercial, los mármoles incluyen junto con los mármoles s.s., un amplio espectro de rocas sedimentarias no
metamorfizadas, constituidas generalmente por minerales de calcita y dolomita, que, en
esta práctica, las estudiaremos bajo la denominación de calizas ornamentales
ornamentales. Igualmente
reconoceremos un segundo tipo de rocas ornamentales sedimentarias que se están introduciendo en los últimos años en la región centro peninsular y que petrográficamente corresponden al grupo de las Areniscas
En general, calizas ornamentales y areniscas gozan de un alto valor estético y unas
características físicas y mecánicas medias, si exceptuamos algunos casos como el de las
calizas cataclásticas. En el caso de las areniscas hay que tener en cuenta que únicamente se
comercializan aquéllas de grano fino que presentan un alto grado de cementación, características que avalan ese comportamiento geomecánico medio. Ambos tipos de rocas son
ampliamente requeridos en el mundo de la construcción, utilizándose con mayor o menor
éxito en solados y revestimientos interiores y exteriores. También son empleados como
sillares, generalmente en zonas próximas a los principales centros de producción, para
muros de carga y rehabilitación de edificios históricos. Sin embargo, no se suelen emplear
para techados, debido a su densidad y formato de corte (placas o losetas de espesores
centimétricos).
En la Tabla 4 se relaciona el grado de interés de cada ensayo tecnológico con los
diferentes usos constructivos. El coeficiente de dilatación térmica es necesario para cono-
UTILIZACIÓN
1
2
3
4
5
6
7
8
**
**
**
***
**
**
*
-
**
*
*
-
*
-
-
-
Pavimentos exteriores
**
**
**
***
**
**
***
***
Pavimentos interiores
**
*
*
-
**
-
***
***
Escaleras en vano
**
*
**
-
***
-
***
***
Muros de carga
**
***
**
-
**
-
*
**
Revestimientos
exteriores
Revestimientos
interiores
Tabla 4.- Interés de los ensayos tecnológicos para caracterizar la idoneidad de los mármoles en los diferentes usos
constructivos. 1. Peso específico aparente; 2. Absorción de agua; 3. Resistencia a compresión; 4. Resistencia a
la compresión después de la helacidad; 5. Resistencia a flexión; 6. Coeficiente de dilatación térmica; 7.
Resistencia a desgaste; 8. Resistencia al choque. *** Muy importante; ** Importante; * Poco importante; Innecesario
cer el riesgo de daños ocasionados en revestimientos y solados exteriores bajo climas caracterizados por fuertes oscilaciones térmicas, determinándose por el ensayo de resistencia
a cambios térmicos.
Curso 2012-13
81
Las Areniscas son rocas sedimentarias detríticas, generalmente de grano fino y altamente cementadas. La presencia de clastos y su mineralogía (cuarzo, feldespatos) hace que
este conjunto de rocas ornamentales no admitan acabados pulidos ni flameados, presentándose generalmente como corte limpio, labrado a cincel, o como mucho abujardado. La
naturaleza de sus cementos (sílíceo, ferruginoso, carbonatado) y de sus clastos, determinan
las coloraciones y motivos visuales de la roca.
Aunque areniscas que cumplen con estos criterios visuales y de comportamiento
geomecánico afloran extensamente por toda la Peninsula, se han empezado a producir y
comercializar en Castilla y León. Inicialmente se emplearon como material para trabajos de
rehabilitación de edificios históricos, generalizándose posteriormente su uso. Los principales centros extracción y producción se concentran en SALAMANCA, BURGOS y SORIA. Las
variedades que reconoceremos son:
ARENISCAS DE VILLAMAYOR, es la roca ornamental más común de Salamanca; los
edificios nobles e históricos de la ciudad emplean esta roca resaltar la calidad de la
construcción.
ARENISCAS DORADA URBIÓN, ARENISCA DE LOS PINARES; ARENISCA DE
REGUMIEL; tres variedades que se explotan y comercializan en la región de Burgos y
Soria, generalmente con acabados rústicos o labrados y en formatos de placas o losetas para revestimientos y solados o en bloques regulares para muros y sillares.
El grupo de las Calizas y Dolomías son rocas sedimentarias de origen bioquímico que
no han sufrido metamorfismo alguno, y que por ello presentan unas propiedades
geomecánicas inferiores a la de los mármoles. Éstas afloran extensamente dentro de la
España mesozoica definida por las Cordillera Cantábrica Oriental, Catalánides; Sector
levantino de la Cordillera Ibérica y Cordillera Bética (Fig. 4.1) Las principales explotaciones
se localizan en estas regiones geológicas y siempre próximas a grandes centros de distribución y consumo. Los más importantes son:
PAÍS VASCO (GUIPÚZCOA, VIZCAYA, NAVARRA); donde destacan el NEGRO
MARQUINA, característico de las barras de bares y cafeterías, es una caliza de tonos
MARQUINA
oscuros debido a su alto contenido en materia orgánica; ROJO EREÑO y ROJO
BID
ASOA
BIDASOA
ASOA, que son calizas fosilíferas llenas de secciones de rudistas y otros bivalvos.
BAJA CATALUÑA Y CASTELLÓN; más importantes en el pasado de lo que lo son hoy
día debido al abaratamiento de los costes de transporte y a una mayor aceptación de
las calizas ornamentales de la región valenciana. Destaca el IMPERIAL ULDECONA
VALENCIA; son calizas cataclásticas, es decir, la roca original ha sido triturada por
procesos compresivos de alta presión, dando lugar una cataclastita sobre cuyas fracturas se formaron posteriormente vetas de calcita. Debido a esto presentan un comportamiento geomecánico muy deficiente, pero un alto valor estético. Destacan el
MARMOL EMPERADOR y el CREMA V
ALENCIA
VALENCIA
ALICANTE (MONOVAR-NOVELDA) Y MURCIA; quizás sean los más conocidos a nivel nacional e internacional. Presentan una alta calidad estética y un buen comporta-
82
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
miento geomecánico. Las variedades más comercializadas son el CREMA MARFIL
MARFIL,
TEIG BLANCO
O.
CORALITO
BATEIG
BLANCO,, LUMAQUELA ROSA y ROJO CORALIT
BA
ANDALUCIA;; son como en la región valenciana calizas cataclásticas, entre los que
destaca el MARRÓN IMPERIAL
IMPERIAL.
Por último, hay que hacer referencia a un tipo de calizas que se está poniendo de moda
fundamentalmente para revestimientos interiores en los últimos años. Destaca por su alta
calidad estética y no por sus propiedades mecánicas que son muy bajas. Se trata del
TRA
VERTINO
TRAVERTINO
VERTINO,, o caliza travertínica, que se comercializa al natural o bien sellado con una
resina blanca o transparente que tapa su elevado número de poros. Igualmente, y para
revestimientos exteriores o como bloques para sillares en obra nueva o en rehabilitación de
edificios se está generalizando el uso de calizas bioclásticas y fosilíferas, cuya alta porosidad
móldica le confiere un aspecto fácilmente confundible con el travertino y le niega un acabado pulido, presentándose en corte limpio y bajo cualquier formato; de este último grupo,
ORI
ASPERO y
reconoceremos tres variedades: PIEDRA DE HONT
HONTORI
ORIA (Burgos), CAMP
CAMPASPERO
SEPÚL
VED
A (Segovia).
SEPÚLVED
VEDA
Figura 4.1. Situación de las principales áreas productoras de mármoles ornamentales.
Curso 2012-13
83
Pizarras, mármoles y cuarcitas
Mármoles
Los mármoles, en sentido petrográfico, son rocas sedimentarias constituidas fundamentalmente por minerales de calcita y dolomita, que han sufrido un metamorfismo por el
cual han adquirido una textura más cristalina y cerrada, es decir, más cohesiva y resistente a
cualquier proceso de alteración. Sin embargo, son materiales que se fracturan fácilmente
(más frágiles) y por ello hay que desechar grandes cantidades de roca para encontrar la pieza
más pura e isótropa, es decir, que carezca de cualquier tipo de impureza o pequeña fisura
que pueda provocar su rotura. Esto encarece los costes de producción y, por tanto, su precio
final. Por otro lado, su naturaleza carbonatada les hace ser muy vulnerables a los ácidos,
perdiendo rápidamente su brillo.
En España afloran en áreas del Macizo Hespérico y de las Cordilleras Béticas (Fig. 5.1),
en afloramientos rocosos de edades siempre superiores a 250*106 años. Destacan dos centros de producción:
ALMERÍA, donde se comercializa el BLANCO MACAEL
MACAEL,, y sus variedades asociadas:
TRANCO.. Constituyen variedades
CHIVE, BLANCO CHERCOS y BLANCO TRANCO
BLANCO CHIVE
muy apreciadas por la homogeneidad y coherencia de la roca, bien reconocidas a nivel
mundial. La variedad VERDE MACAEL carece de buenas propiedades mecánicas, sin
embargo destaca por su alto valor estético, siendo en realidad una serpentina (roca
metamórfica) y no un mármol.
EXTREMADURA, donde se comercializa la variedad ALCONERA
ALCONERA, que es un mármol
bastante homogéneo y coherente, aunque de grano más grueso que el anterior.
Pizarras
Son rocas metamórficas que proceden del metamorfismo de bajo grado de las arcillas.
Se caracterizan por presentar planos de esquistosidad muy desarrollados, característica ésta
que les permite desgajarse en lajas o finas placas de espesores milimétricos mediante sencillos procesos de separación manual o de exfoliación.
Desde un punto de vista de su comportamiento mecánico, resaltan por una alta resistencia a los contrastes térmicos, heladas, baja densidad y baja absorción de agua debido a lo
cual constituyen excelentes aislantes e impermeabilizantes, siendo utilizados fundamentalmente en techados. En líneas generales, su baja resistencia a compresión las desaconseja
para solados. En la Tabla 3 se relaciona el grado de interés de cada ensayo tecnológico con el
uso constructivo al que se quiere destinar.
Las pizarras nacionales aparecen en formaciones geológicas antiguas (CámbricoDevónico), que son las que conservan ese pasado metamórfico. Los principales yacimientos
industriales se localizan en el sector Noroccidental de la Península Ibérica (Fig. 5.1), fundamentalmente en las provincias de Orense, Lugo y León, dentro de lo que constituye la España metamórfica e ígnea definida por el Macizo Hespérico. Dichos yacimientos son generalmente explotaciones a cielo abierto, en los que se obtienen grandes bloques de pizarra
inalterada. Estos bloques, conocidos como “Rachones”, son transportados a talleres de labrado donde se cortan en bloques menores, de los que posteriormente se labran placas de
pizarra que se recortan con el tamaño y formas comerciales adecuadas.
84
Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
UTILIZACIÓN
1
2
3
4
5
6
7
8
Pizarras para cubiertas (tejados y
fachadas)
***
***
***
***
***
-
-
-
Losas para pavimentos exteriores
**
*
***
*
*
***
**
**
Losas para pavimentos interiores
*
-
-
*
*
***
**
**
Placas para revestimientos exteriores
**
*
***
**
*
-
-
**
Placas para revestimientos interiores
*
-
-
*
**
-
-
**
Bloques para muros, columnas, etc.
***
*
**
-
-
***
-
-
Tabla 3.- Interés de los ensayos tecnológicos para caracterizar la idoneidad de las pizarras en los diferentes usos
constructivos. 1. Absorción de agua; 2. Resistencia a heladas; 3. Resistencia a cambios térmicos; 4. Resistencia a
ácidos; 5. Resistencia a flexión; 6. Resistencia a compresión; 7. Resistencia a desgaste; 8. Resistencia al choque. ***
Muy importante; ** Importante; * Poco importante; - Innecesario
Lógicamente, existen diferencias físicas y mecánicas entre las pizarras de distintas regiones productivas, que en ocasiones son muy acusadas y en otras más sutiles, dando lugar
a una amplia gama de tipos y variedades. Por ello, normalmente se cita el lugar de procedencia como criterio de identificación de unas calidades reconocidas.
De todas las variedades nacionales comercializadas, quizás las más conocidas en el
centro peninsular son la de Bernardos (Sg) y Villar del Rey (Ba). La pizarra de Bernardos es
de color negro azabache y procede del metamorfismo de bajo grado de una arcilla de grano
ligeramente grueso, lo que repercute directamente en su esquistosidad, desgajándose en
illar del Rey es un material de excelente calidad con
lajas de cierto espesor. La pizarra de V
Villar
una esquistosidad muy fina, que permite la separación de hojas muy delgadas.
Cuarcitas
Otro conjunto de rocas metamórficas, muy afin a la familia de las pizarras, que se está
empezando a comercializar con valor ornamental, generalmente en trabajos de rehabilitación o en revestimientos y solados de edificios en los que se desea destacar un aspecto
rústico es el de las cuarcitas. Generalmente se comercializan en formato de sillares y de
losas/losetas de formas irregulares para solados. Las variedades que reconoceremos son:
CU
ARCIT
A DE BERNARDOS, CU
ARCIT
A GRIS A
YLLÓN y CU
ARCIT
A ROJO A
YLLÓN
CUARCIT
ARCITA
CUARCIT
ARCITA
AYLLÓN
CUARCIT
ARCITA
AYLLÓN
YLLÓN, las
tres en diferentes centros de producción en la provincia de Segovia. Un analisis petrográfico
de estas variedades ornamentales nos lleva a la conclusión de que en muchos casos no se
trata de verdaderas cuarcitas, sino de pizarras o filitas (pizarra de muy bajo grado) de colores ocres, rojos o grisaceos, en las que la presencia de pizarrosidad facilita su laboreo y la
formación de losetas de grosores medios.
Figura 5.1. Situación de los principales centros de producción de pizarras.
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Geología.
Grado en Ingeniería de la Edificación
Práctica 9: Clasificación Geotécnica de Suelos
(ACTIVID
AD DE CONTROL)
(ACTIVIDAD
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