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GEOLOGIA APLICADA - SUELOS

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  • 1.
    • GEOLOGIA APLICADA
  • 2. GEOLOGIA APLICADA SUELOS - ORIGEN
    • En la Ingeniería Civil se debe conocer el contexto geológico del suelo, e incluso el climatológico y agrologico. Sin ese conocimiento, se producirán incógnitas que pueden traducirse en pérdidas de oportunidades y fallas para el Diseño de un proyecto durante sus fases de inicio y desarrollo, al desconocer propiedades inherentes y sobretodo, que pudiesen incorporar elementos de riesgo para el mismo, por omitir estas circunstancias fundamentales intrínsecas y ambientales.
  • 3. GEOLOGIA APLICADA SUELOS -ORIGEN
    • GENERALIDADES:
    • Suelo, en Ingeniería Civil, son los sedimentos no consolidados de partículas sólidas , fruto de la alteración de las rocas, o suelos transportados por agentes como el agua, hielo o viento con contribución de la gravedad como fuerza direccional selectiva, y que pueden tener materia orgánica. El suelo es un cuerpo natural heterogéneo . La mecánica de suelos es la aplicación de la “mecánica” a los problemas geotécnicos, y estudia las propiedades, comportamiento y utilización del suelo como material estructural, de tal modo que las deformaciones y resistencia del suelo ofrezcan seguridad, durabilidad y estabilidad de las estructuras
  • 4. GEOLOGIA APLICADA SUELOS -ORIGEN
    • El suelo es una mezcla de minerales, materia orgánica, bacterias, agua y aire. Se forma por la acción de la temperatura, el agua, el viento, los animales y las plantas sobre las rocas. Estos factores descomponen las rocas en partículas muy finas y así forman el suelo
    ¿QUÉ ES EL SUELO?
  • 5. GEOLOGIA APLICADA SUELOS - ORIGEN
    • La estructura del suelo puede ser natural (la del suelo “in situ”), como un talud, canal en tierra o artificial (suelo como material de construcción), como un terraplén o un relleno.
  • 6. GEOLOGIA APLICADA SUELOS -ORIGEN
    • CONCEPTOS Y/O DEFINICIONES MANEJADOS EN SUELOS
    • Saprolito: Suelo que mantiene la estructura de la roca madre. Regolito: Material suelto constituido por partículas de roca. Suelo residual: El que se forma sobre la roca madre (autóctono). Suelo transportado: El que se forma lejos de la roca madre (alóctono). Lixiviación: Remoción de material soluble del suelo por agua infiltrada. Humus: Residuo de la descomposición de tejidos orgánicos, que da el color al suelo.
    • Relictos: Estructuras heredadas por el suelo, de la roca madre (diaclasas, etc.).
  • 7. GEOLOGIA APLICADA SUELOS -ORIGEN
    • CONCEPTOS Y/O DEFINICIONES MANEJADOS EN SUELOS
    • Eluvión: Depósito in situ (autóctono). Origina talus y coluviones. Coluvión: Depósito de ladera; proviene de los movimientos masales (del talus).
    • Aluvión: Depósito de corriente (alóctono).
    • Subsidencia: Hundimiento por presencia de cavernas kársticas o fallas activas.
    • Fixible: Que se exfolia, es decir, se separa en láminas delgadas. Abrasión: Efecto de lija sobre las rocas, producido por viento, olas, glaciares, ríos.
    • Gelivación: Agrietamiento del suelo por acción del hielo.
  • 8. GEOLOGIA APLICADA SUELOS – ETAPAS EN LA FORMACIÓN Etapas y Procesos en la Formación del Suelo
  • 9. GEOLOGIA APLICADA SUELOS – ETAPAS EN LA FORMACIÓN
    • LOS FACTORES DE FORMACION Y EVOLUCION DEL SUELO SON:
    • Material Parental: Permeabilidad y constituyentes minerales de la roca madre.
    • Tiempo: El clímax puede ser de decenas a miles de años. Por ejemplo siglos.
    • Topografía: Pendientes, drenaje; orientación de la ladera y barreras topográficas.
    • Formadores biológicos: Micro y macro fauna como fuente de humus.
    • Clima: Temperatura, balance hídrico, intensidad de acción y velocidad de procesos.
  • 10. GEOLOGIA APLICADA SUELOS – ETAPAS EN LA FORMACIÓN Etapas y Procesos en la Formación de las Arcillas
  • 11. GEOLOGIA APLICADA SUELOS – ETAPAS EN LA FORMACIÓN
    • LOS FACTORES DE FORMACION Y EVOLUCION DE LAS ARCILLAS: Dependiendo de los Factores de Formación y Evolución del Suelo- FFES-, estos son los tres grupos de arcillas y otros materiales térreos, derivados de la alteración de los Silicatos.
    • Caolinita: Es estable y se da en clima tropicales drenados. Estas arcillas son moderadamente plásticas, de mayor permeabilidad y mayor fricción interna.
    • Illita: Se da en clima Seco y frio y esta entre poco y medianamente estable. El coeficiente de fricción interno y la permeabilidad son menores que en la caolinita y mayores que en la montmorillonita.
    • Montmorillonita: Muy inestable y se da en climas secos o húmedos mal drenados. Además de ser expansiva, la montmorillonita es muy plástica y se contrae al secarse, mejorando su resistencia y haciéndose impermeable.
  • 12. GEOLOGIA APLICADA SUELOS
      • Depósitos: El nombre de los depósitos depende del agente, el lugar y su estructura. El geólogo debe reconocer y advertir las propiedades ingenieriles de un depósito, como su densidad, resistencia, permeabilidad, naturaleza, etc., recurriendo al análisis de su génesis y a los materiales y procesos que lo explican:
      • Por el agente: Coluvial (gravedad), eólico (viento), aluvial (agua), glaciar (hielo).
      • Por el lugar: Palustre (pantanos), marino (mar), lacustre (lagos), terrígenos (continentes).
      • Por la estructura: clástico (fragmentos), no clástico (masivo). .
  • 13. GEOLOGIA APLICADA SUELOS – CONOS ALUVIALES
      • Un abanico aluvial o cono de deyección, es en geología una forma del terreno o accidente geográfico formado cuando una corriente de agua que fluye rápidamente entra en una zona más tendida y su velocidad disminuye, extendiéndose su cauce en abanico, en general a la salida de un cañón en una llanura plana. Su vista en planta presenta el aspecto de un abanico y se origina a partir de la sedimentación de la carga sólida transportada por una corriente fluvial, allí donde ésta pierde súbitamente fuerza debido a la brusca disminución de la gradiente topográfica que se produce cuando un río que corre por entre las montañas alcanza la llanura del pie de monte o por otra causa parecida desde el punto de vista hidrodinámico, como cuando una corriente tributaria alcanza un valle de menor gradiente.
  • 14. GEOLOGIA APLICADA SUELOS – CONOS ALUVIALES
      • En un abanico aluvial o cono de deyección, su perfil radial es cóncavo, mientras que su perfil transversal es marcadamente convexo. En la descripción de abanicos aluviales se utiliza la siguiente subdivisión: zona de cabecera , correspondiente a la parte más cercana al ápice asociada normalmente a conglomerados y clasto de tamaño, zona de cuerpo , presentando normalmente alternancia de conglomerados con areniscas y la zona de pie del abanico correspondiente a zonas distales que puede interdigitarse con otros ambientes sedimentarios, que puede ser caracterizada a la alternancia de areniscas con estratificación cruzada. La pendiente general varia entre 5° y 10° en la zona de la cabecera y de 1° a 2° en el pie, existiendo una correlación positiva entre pendiente del abanico y calibre del sedimento; y se diferencia con la de un rio porque esta es siempre mayor.
  • 15. GEOLOGIA APLICADA SUELOS – CONOS ALUVIALES
    • La siguiente es la clasificación comúnmente más utilizada para describir abanicos aluviales:
    • Abanicos húmedos . Con corrientes (semi) perenne pueden cubrir miles de kilómetros cuadrados y cuentan también con gradientes más bajos, normalmente menores a 1º. En estos existe un predominio de flujos fluidos.
    • Abanicos secos o áridos . Con escurrimiento esporádico, está dominado por flujo de detritos. Normalmente se desarrollan a lo largo de los escarpes de falla y en grabens, donde el tectonismo renovado, lleva a repetirse la sedimentación. Pueden cubrir unas pocas decenas de kilómetros cuadrados y puede mostrar gradientes globales de más de 3º.
  • 16. GEOLOGIA APLICADA SUELOS – COLUVIALES
    • Un coluvión es un aluvión constituido por los granos más finos del limo y de la arena, transportados a corta distancia, arrastrados por una arroyada (escorrentía) difusa. La formación de coluviones (o coluvionamiento ) es característica de los terrenos llanos de vegetación abierta, como las sabanas y los campos de cultivo. Los coluviones van llenando progresivamente las cavidades, allanando esos terrenos. Por el contrario, la arroyada que baja de las vertientes excava al pie de éstas una depresión característica, al arrastrar las partículas finas del suelo para abandonarlas en otra parte. El coluvionamiento antrópico (es decir, provocado por el hombre) se debe sobre todo a las labores agrícolas. En particular, tiende a nivelar los campos que forman pendiente, ya que el agua, que discurre por gravedad, se carga de las partículas en la zona superior y las abandona en la inferior.
  • 17. GEOLOGIA APLICADA SUELOS
    • La Estructura del Suelo
    • Se refiere a la manera en que las partículas del suelo se agrupan en fragmentos mayores y la estructura influye en la proporción de agua que es absorbida por el suelo, en la susceptibilidad del suelo a la erosión y en la facilidad de cultivo.
      • Las partículas irregulares de aristas y vértices agudos dan lugar a una estructura en bloques con forma de nuez.
      • Si las partículas son más o menos esféricas, la estructura es granular.
      • Algunos suelos tienen estructura prismática o en columnas, formada por prismas o columnas verticales de tamaño comprendido entre 0,5 y 10 centímetros.
      • La estructura laminar consiste en trozos planos en posición horizontal.
  • 18. GEOLOGIA APLICADA SUELOS Esquema de Clasificaci ó n de Textura de los Suelos Textura   Arenoso Franco Franco limoso Arcilloso   Agente de agregación Tacto   Áspero   Áspero  Suave Terronoso o plástico   Tensión superficial Drenaje interno Excesivo Bueno Suave Suave o pobre   Materia orgánica Agua disponible para las plantas Baja  Media  Alta   Alta  Alta concentración de electrolitos Agua transportable Baja  Media  Alta Alta  Bajo potencial electro cinético Labranza Fácil Fácil Media   Difícil  Bajo potencial electro cinético Erosión eólica Alta Media Baja Baja Bajo potencial electro cinético
  • 19. GEOLOGIA APLICADA SUELOS
  • 20. GEOLOGIA APLICADA SUELOS - PROPIEDADES
    • Entre las propiedades de los suelos se encuentran: el color, distribución del tamaño de las partículas, consistencia, textura, estructura, porosidad, atmósfera, humedad, densidad, pH, materia orgánica, capacidad de intercambio iónico, sales solubles y óxidos amorfos-sílice alúmina y óxidos de fierro libres.
    • Las propiedades físicas permiten conocer mejor las actividades agrícolas fundamentales como el laboreo, la fertilización, el drenaje, la irrigación, la conservación de suelos y agua, así como, el manejo adecuado de los residuos cosechas. Tanto las propiedades físicas como las químicas, biológicas y mineralógicas determinan, entre otras, a la productividad de los suelos.
    •   Hay una relación entre el tamaño de las partículas y su superficie específica (área de las partículas por unidad de masa de material).
  • 21. GEOLOGIA APLICADA SUELOS - PROPIEDADES
    • El tamaño del área superficial de un material puede influir en las propiedades físicas y químicas. Los suelos difieren en el área superficial como resultado de las diferencias de textura, tipos de minerales arcillosos y materia orgánica. Propiedades tan importantes como la retención del agua y la capacidad de intercambio iónico dependen de la superficie específica de los suelos.
    • La densidad aparente varía de acuerdo al estado de agregación del suelo, al contenido de agua y la proporción del volumen ocupado por los espacios intersticiales, que existen incluso en suelos compactos. La densidad aparente es afectada por la porosidad e influye en la elasticidad, conductividad eléctrica, conductividad térmica, en la capacidad calorífica a volumen constante y en la dureza.
  • 22. GEOLOGIA APLICADA SUELOS - PROPIEDADES
    • La textura de un suelo es la proporción de los tamaños de los grupos de partículas que lo constituyen y está relacionada con el tamaño de las partículas de los minerales que lo forman y se refiere a la proporción relativa de los tamaños de varios grupos de partículas de un suelo.
    • Para el estudio de la textura del suelo, éste se considera formado por tres fases: sólida, líquida y gaseosa. La fase sólida constituye cerca del 50 % del volumen de la mayor parte de los suelos superficiales y consta de una mezcla de partículas inorgánicas y orgánicas cuyo tamaño y forma varían considerablemente.
  • 23. GEOLOGIA APLICADA SUELOS - PROPIEDADES
    • La distribución proporcional de los diferentes tamaños de partículas minerales determina la textura de un determinado suelo. La textura del suelo se considera una propiedad básica porque los tamaños de las partículas minerales y la proporción relativa de los grupos por tamaños varían considerablemente entre los suelos, pero no se alteran fácilmente en un determinado suelo.
  • 24. GEOLOGIA APLICADA SUELOS - PROPIEDADES
    • El procedimiento analítico mediante el que se separan las partículas de una muestra de suelo se le llama análisis mecánico o granulométrico y consiste en determinar la distribución de los tamaños de las partículas. Este análisis proporciona datos de la clasificación, morfología del suelo, así como, de las propiedades físicas del suelo como la permeabilidad, retención del agua, plasticidad, cantidad de aire, capacidad de cambio de bases, etc. Todos los suelos constan de una mezcla de partículas o agrupaciones de partículas de tamaños similares por lo que se usa su clasificación con base en los límites de diámetro en milímetros.
  • 25. GEOLOGIA APLICADA SUELOS - PROPIEDADES
    • Clasificación de las partículas del suelo según el United States Departament of Agriculture.
    • Nombre de la partícula límites del diámetro en milímetros TAMAÑO
    • Arena 0.05 a 2.0 Muy gruesa
    • 1.0 a 2.0 Gruesa
    • 0.5 a 1.0 Mediana
    • 0.25 a 0.5 Fina
    • 0.10 a 0.25 Muy fina
    • 0.05 a 0.10 Limo
    • 0.002 a 0.05
    • Arcilla menor de 0.002
  • 26. GEOLOGIA APLICADA SUELOS - PROPIEDADES
    • Los nombres de las clases de textura se utilizan para identificar grupos de suelos con mezclas parecidas de partículas minerales. Los suelos minerales pueden agruparse de manera general en tres clases texturales que son: las arenas, las margas y las arcillas, y se utiliza una combinación de estos nombres para indicar los grados intermedios. Por ejemplo, los suelos arenosos contienen un 70 % o más de partículas de arena, los areno-margosos contiene de 15 a 30 % de limo y arcilla. Los suelos arcillosos contienen más del 40 % de partículas de arcilla y pueden contener hasta 45 % de arena y hasta 40 % de limo, y se clasifican como arcillo-arenosos o arcillo-limosos.
  • 27. GEOLOGIA APLICADA SUELOS - PROPIEDADES
    • Los suelos que contienen suficiente material coloidal para clasificarse como arcillosos, son por lo general compactos cuando están secos y pegajosos y plásticos cuando están húmedos. Las texturas margas constan de diversos grupos de partículas de arena, limo y arcilla y varían desde margo-arenoso hasta los margo-arcillosos. Sin embargo, aparentan tener proporciones aproximadamente iguales de cada fracción.
    • Para determinar el tipo de suelo de acuerdo al porcentaje de sus componentes minerales, es decir, para hacer la clasificación de las texturas se utiliza el denominado Triángulo de textura de suelos, una vez que se ha determinado experimentalmente la proporción de las partículas constitutivas de un suelo.
  • 28. GEOLOGIA APLICADA BIBLIOGRAFÍA
    • http://www.construmatica.com/construpedia/Rocas_Sedimentarias
    • http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/casado/GEORED/Endogenas/igneas.htm
    • http://html.rincondelvago.com/rocas-sedimentarias.html
    • La Corteza Terrestre I.Minerales y Rocas . Arturo Gómez Tuena.Centro de Geociencias, UNAM
    • http://es.wikipedia.org/wiki
    • www.geovirtual.cl/Geoestructural
    • http://edafologia.fcien.edu.uy/archivos/EROSION.pdf
    • http://www.aplicaciones.info/naturales/natura05.htm
    • www.geoficica.cl/Introduccion a la Prospección Geofísica. Registro Intelectual Nº 148.917
    • http://ingenieria-civil2009.blogspot.com/2009/05/mecanica-de-suelos.html