La geología aplicada a los materiales
¿Qué es la Geología?
Es considerada como una ciencia histórica ya que parte de la premisa de que el relieve actual de la Tierra es el resultado de una larga y variada evolución, por ello analiza este desarrollo espacial y temporal para señalar los factores y fuerzas que actuaron en el proceso y que le han dado la forma que actualmente conocemos, tanto en el exterior como en el interior de nuestro planeta. Las rocas de la corteza terrestre, los restos petrificados y los rastros de los organismos (fósiles), son elementos que se han utilizado para hacer la historia biológica ya que representan documentos y testimonios que permiten a los geólogos, deducir las condiciones y los acontecimientos de los siglos pasados. La geología se apoya en los principios de la física que tratan sobre las leyes de la energía y de la estructura atómica; en los principios de la química que se refieren a la composición y a las interacciones de los materiales; algunos otros de la biología y la astronomía, dando origen a otras ciencias como la geofísica, la geoquímica, la paleontología, la geobotánica y la zoogeología.
El
estudio de la geología se divide generalmente en dos partes:
- Geología externa: se ocupa del estudio de los materiales que forman la corteza terrestre y los procesos de la capa atmosférica y de la biosfera que influyen sobre ella.
- Geología interna: estudia los procesos que se desarrollan bajo la corteza terrestre y las causas que los producen.
- Mineralogía: estudia los minerales formadores de las rocas que componen a la corteza terrestre.
- Petrología: estudia el origen, la aparición, la estructura y la historia de las rocas, las cuales se dividen en rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas.
- Petrografía: es la parte que describe las características de las rocas cristalinas auxiliándose con un microscopio de luz polarizada.
- Geología estructural: estudia las distintas estructuras geométricas de las rocas para su clasificación y explicar las relaciones entre ellas, su aparición y movimiento; es auxiliar del estudio de los grandes rasgos externos para la prospección de carbón y de petróleo.
El Salvador geológicamente hablando es un país extremadamente joven. Una cuarta parte del territorio nacional es de edad pleistocénica y tres cuartas partes están cubiertas por rocas de edad terciaria, predominando la época pliocénica. Teniendo así como elementos geológicos más importantes las formaciones sedimentarias y las volcánicas.
La geología como herramienta fundamental para la Ingeniería.
Como ya lo sabemos la geología es una rama muy importante
en la vida diaria de los seres humanos ya que nos ayudan a facilitar y a estar
seguros al momento de realizar procedimientos. Esta ciencia en su aplicación
nos ofrece conocimientos en campos como los movimientos telúricos, explotación
y gestión de recursos naturales hasta proyectos de obras civiles. Este campo
nos acompaña donde quiera que vayamos y su principal enfoque es el estudio de
los minerales para así poder definir sus características y funcionalidades.
Frecuentemente el ingeniero civil y sus obras como tal enfrentan
grandes problemas que hacen necesario aplicar conocimientos derivados de la
geología, y es por esto que van de la mano y es de suma importancia para estos,
para así poder realizar obras
garantizadas con todos los estándares de calidad. La Geología y su estudio de
los minerales nos ayudan a reconocer cada tipo de roca, su composición, uso y
resistencia para así poder llegar a su adecuado uso y sacar provecho al máximo.
Las excavaciones se pueden realizar mucho más fácil e inteligentemente con el
conocimiento que nos brinda y llegar a un desempeño mucho mejor.
La geología nos brinda la evolución de los elementos que
componen la tierra; especialmente de las rocas, y los procesos que le dan
origen y moldean su forma actual y, desde el interés del ingeniero civil, los
productos o “materiales pétreos” que de ellas se pueden obtener.
En esto podemos exponer, de qué manera la geología puede
aportar conceptos y datos sumamente valiosos acerca de la utilización de las
rocas en la Ingeniería Vial, desde el análisis de la zona de estudio hasta el
detalle, clasificación y posibles usos de sus componentes, específicamente lo concerniente a su
explotación y a la fabricación de los áridos pétreos para elaborar los
materiales compuestos que integran las capas estructurales de los caminos
(mezclas y otros aglomerados asfálticos; hormigones; estabilizados granulares,
bituminosos, hidráulicos y químicos).
A partir del asesoramiento geológico, el ingeniero puede
definir qué sectores del yacimiento aprovechar, de qué manera extraer las
rocas, cuál será el proceso de selección y/o trituración para la obtención de
los agregados pétreos e, incluso, definir e interpretar ciertos ensayos y estudios
de control de calidad.
La estructura de un camino consiste en una serie de capas
superpuestas aproximadamente horizontales, que van desde la denominada
“subrasante”, que es la superficie terminada del movimiento de suelos, hasta la
rasante o carpeta de rodamiento que constituye la cota superior. En todas ellas
se utilizan materiales naturales derivados de las rocas y otros elementos
minerales como las arenas, que representan la mayor parte de todos los
materiales componentes de las obras viales.
En los caminos, carreteras y autopistas, la modalidad
habitual de pavimento es el “flexible”, coronado en sus estratos superiores con
mezclas y otros aglomerados cuyo ligante es el asfalto y su esqueleto interno
se integra con material pulverulento (“filler”) y, muy especialmente, con
agregados pétreos. Por ejemplo, en un “concreto asfáltico”, tipología más común
para la capa de rodamiento, más del 90% en peso (y más del 80% en volumen) de
todos los materiales son áridos pétreos. Y en las denominadas “bases negras”,
capas que sirven de sustento a la anterior, tales proporciones son incluso
superiores. En lo concerniente a pavimentos rígidos, los hormigones de cemento contienen
un 75% en peso de áridos entre agregados gruesos y arenas. También en los
llamados “estabilizados granulares”, que son combinaciones de agregados y suelo
utilizados en capas de subbases y bases, la mayor parte de sus componentes son
áridos particulados de origen rocoso y arenas. En tanto que las capas de
“pedraplenes” están conformadas en un 100% por partículas pétreas.
A pesar de estas cifras contundentes, paradójicamente los agregados pétreos suelen ser los materiales menos controlados, al punto que algunas canteras y yacimientos solamente se preocupan por determinar sus granulometrías (distribución de tamaños de partículas) y a lo sumo dos o tres parámetros exigidos por la industria vial, como el índice de lajas, sus caras de fractura y el coeficiente de desgaste superficial. Cuestiones fundamentales que hacen a la aptitud y a la durabilidad de estos materiales, como el análisis petrográfico (por ejemplo, para detectar fallas internas o presencia de minerales deletéreos) y la respuesta ante agentes agresivos, muchas veces no se tienen en cuenta y son causales de deterioros prematuros en los pavimentos, con consecuencias indeseadas respecto de su funcionalidad (tiempo de servicio; seguridad y confort del usuario), la economía de obra y el medio ambiente.
En la industria caminera, la naturaleza geológica de los
agregados se da por sobreentendida según la región en la cual se localice la
obra, limitándose su denominación comercial al constituyente principal de la
roca de origen: “granito”, “cuarcita”, “basalto”, etc. Sin embargo, las
propiedades mineralógicas de agregados de un mismo “tipo genérico” pueden
variar drásticamente, incluso entre canteras de una misma región y ubicadas
geográficamente próximas entre sí, influyendo de manera notoria en las propiedades
que interesan para la conformación de mezclas asfálticas para pavimentación y de
otros materiales compuestos. Por tales motivos, el aporte de la Geología es
trascendental para las obras viales.
Referencias.
¿Qué es la Geología? (s.f). Recuperado de
https://www.ehu.eus/es/web/ikerkuntza
Servicio Geológico Mexicano. ¿Qué es la geología. Recuperado de
https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/157537/Que-es-la-Geologia.pdf
Rumbos Tecnológicos
(2018). La geología aplicada a la ingeniería vial: métodos de estudio y ensayos de aplicación sobre los materiales pétreos. Recuperado de http://rumbostecnologicos.utnfrainvestigacionyposgrado.com/volumenes/rumbos-10/la-geologia-aplicada-a-la-ingenieria-vial-metodos-de-estudio-y-ensayos-de-aplicacion-sobre-los-materiales-petreos/
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