APLICACIONES DE LA GEOLOGIA EN LA INGENIERIA CIVIL

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

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

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

VENTAJAS DEL ESTUDIO GEOLOGICO

Conocimiento sistematizados de los materiales.

Los problemas de cimentación son esencialmente geológico. Los edificios, puentes, presas, y otras construcciones, se establecen sobre algún material natural.

Las excavaciones se pueden planear y dirigir más inteligentemente y realizarse con mayor seguridad.

El conocimiento de la existencia de aguas subterráneas, y los elementos de la hidrología subterránea, son excelentes auxiliares en muchas ramas de la ingeniería práctica.

El conocimiento de las aguas superficiales, sus efectos de erosión, su transporte y sus sedimentaciones, es esencial para el control de las corrientes, los trabajos de defensa de márgenes y costas los de conservación de suelos y otras actividades.

La capacidad para leer e interpretar informes geológico, mapas, planos geológicos y topográficos y fotografía, es de gran utilidad para la planeación de muchas obras.

La capacitación para reconocer la naturaleza de los problemas geológicos.

GEOLOGÍA EN OBRA HIDRÁULICAS Pozos de punta captación: la mayoría de los problemas

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

APLICACIÓN GEOLÓGICA A LA CONSTRUCCIÓN DE EMBALSES .

La construcción de una presa precisa, indispensablemente, un estudio geológico detallado que abarque tres aspectos fundamentales: geología del cierre de la presa; la permeabilidad del vaso o embalse propiamente dicho y geología de la cuenca hidrográfica que vierte sus aguas a este embalse

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

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

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

CIMENTACIÓN DE PRESAS:

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

OBRA DE CONTROL FLUVIAL Desde hace mas de 3000 años el hombre ha

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

PERFORACION DE TUNELES En la perforación de túneles el estudio geológico es

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

PERFORACIÓN DE LUMBRERAS Una de las partes más especializadas en

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

CIMENTACIÓN DE PUENTES Como antecedente necesario deberá recalcarse la

gran importancia de la geología en la cimentación de los puentes. Por muy científicamente que esté diseñada una columna de un puente, en definitiva el peso total del puente y las cargas que soporta deberán descansar en el terreno de apoyo. Para el ingeniero estructural las columnas y los estribos de un puente no son realmente “interesantes”. Sin embargo, debe prestarles un interés más que pasajero, ya que muy menudo el diseño de las cimentaciones compete al ingeniero estructural responsable del diseño de la superestructura.

CAMPOS DE AVIACIÓN

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

CARRETERAS: Son contadas las obras de ingeniería civil que guardan

relación tan estrechamente con la geología como las carreteras. Se puede esperar que todo proyecto de carreteras importante encuentre una gran variedad de condiciones geológicas, puesto que se extienden grandes distancias. Aunque será extraño que una carretera requiera actividades constructivas en las profundidades del subsuelo, los cortes que se realizan para lograr las gradientes uniformes que demandan las autopistas modernas proporcionan por necesidad una multitud de oportunidades de observar la geología. No sólo es atractivo para los conductores, sino que también revelan detalles de la geología local que de otro modo serían desconocidos.

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

GEOLOGIA EN LAS EDIFICACIONES Antes de construir un edificio se hace necesario

un informe geológico (Informe Geotécnico) que defina el tipo de cimentación y el nivel de apoyo en el terreno, las presiones de trabajo y los asientos asociados con los mismos y los eventuales problemas de ejecución.

Este tipo de informe es particularmente importante sino imprescindible, en las poblaciones situadas en zonas sísmicas o próximas a volcanes considerados inactivos, en las que las construcciones se tienen que hacer con muchas más garantías

PERFORACION DE TUNELES En la perforación de túneles el estudio geológico es

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