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Transcript
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA AMBIENTAL
Página 1
APROBADO EN EL CONSEJO DE
FACULTAD DE INGENIERÍA CON
EL ACTA 1943 DEL 6 DE
DICIEMBRE DEL 2012
PROGRAMAS DE INGENIERÍA
NOMBRE DE LA MATERIA
PROFESOR
OFICINA
HORARIO DE CLASE
HORARIO DE ATENCION
NOTA
GEOLOGÍA FÍSICA Y GEOMORFOLOGÍA
GLORIA BETANCURH MONTES
MJ16-18 (Grupo2 y 3), aula 19-304.
La asistencia de los estudiantes a las actividades
programadas son obligatoria en un 100%
INFORMACION GENERAL
Código de la materia
Semestre
Área
Horas teóricas semanales
Horas teóricas semestrales
No. de Créditos
Horas de clase por semestre
Campo de formación
Validable
Habilitable
Clasificable
Requisitos
Correquisitos
Programa a los cuales se
ofrece la materia
2557120
Electiva profesional
Medio Ambiente
04
64
04
64
Ingeniería Aplicada
Si
Si
Si
2543173, 120 créditos
Ninguno
Ingeniería Sanitaria
Ingeniería Civil
Ingeniería Ambiental
INFORMACION COMPLEMENTARIA
Propósito del curso:
La Geología (del griego "gea", tierra, y logos", tratado) es
la ciencia que tiene por objeto el estudio de la
composición, estructura y evolución de la Tierra. En su
acepción más amplia, abarca el estudio de la litosfera, de
los océanos y de la atmósfera, aunque probablemente
por tradición la Geología ha centrado su interés
principalmente en la litosfera, tratando de explicar la
histórica de su evolución, sus características y el
conjunto de fenómenos que en ella tienen lugar.
La Geología se subdivide en diversas ramas particulares,
en función de la diversidad de objetivos: el estudio de
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Justificación:
Objetivo General:
Objetivos Específicos:
las sustancias que constituyen la Tierra es cubierto por la
Cristalografía, la Mineralogía y la Petrografía, de los
procesos que se producen en el seno de la Tierra se
ocupa la Geodinámica que puede dividirse en
Geodinámica
interna
(Tectónica,
Sismología,
Vulcanología) y Geodinámica externa (Geomorfología,
Hidrología, Glaciología, etc.); la observación de la
evolución terrestre a lo largo del tiempo es el campo de
la Geología histórica y de la Paleogeología.
Finalmente, las aplicaciones prácticas de los recursos del
subsuelo constituyen el dominio de la Geología
económica
La Materia Geología para Ingenieros es una guía ofrecer
un panorama agradable de una de las ramas la las
Ciencias de la Tierra, vista a través de los ojos del
Ingeniero Civil, y a partir de las siguientes características:
a) Dar a conocer los elementos fundamentales de
la geología, útiles para los Ingenieros Civiles.
b) Ofrecer como sustrato algunos elementos
relevantes de la geología colombiana.
c) Plantear la participación del hombre como
mediador de algunos desastres naturales.
d) Mostrar el lenguaje gráfico, tablas y cuadros que
enriquecen el conocimiento geológico.
e) Dar a conocer un lenguaje propio de la
geología para estudiantes de Ingeniería Civil.
Como consecuencia de esto, se desea facilitar a los
estudiantes de Ingeniería Civil la formación de algunos
conceptos necesarios para la comprensión del impacto
de las obras civiles sobre el entorno geológico y de los
procesos que en él se dan, también para la apreciación
del medio abiótico tropical andino, como recurso natural
aprovechable y transformable en beneficio de nuestra
gente.
Formar al estudiante con los conceptos fundamentales y
la terminología de la geología para establecer un puente
de contacto e interacción entre las ciencias geológicas y
su aplicación en el diseño y ejecución de obras civiles.
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Conocer y comprender los conceptos, principios,
procesos y teorías geológicas generales.
Conocer la estructura interna de la tierra y los
procesos que en su interior se generan.
Comprender la base de manejo de tiempo geológico
y su influencia en procesos recientes.
Conocer las generalidades de los principales
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Contenido resumido
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minerales y sus utilidades como materias primas.
Comprender a grandes rasgos la dinámica de
terrestre y procesos relacionados (vulcanismo)
Identificar y diferenciar los principales tipos de rocas
y minerales y los procesos que las generan.
Conocer y comprender los procesos que se producen
en la superficie terrestre, tanto de deformación de
los materiales geológicos, como los generadores de
las formas del relieve.
Identificar las grandes unidades del relieve y los
procesos que las han generado.
Aprender a reconocer diferentes perfiles de
meteorización y sus aplicaciones ingenieriles.
Reconocer la problemática asociada a diversos
procesos erosivos y sus implicaciones en la calidad
del suelo.
Identificar y valorar las características geológicas del
medio físico y su relación con el hombre.
El Sistema Solar
La Tierra Sólida Y Fluida
Tiempo Geológico
Los Minerales
Vulcanismo
Rocas: Ígneas, Sedimentarias Y Metamórficas
Estructuras
Meteorización
Movimientos Masales
Geomorfología
Sismos
Aguas: Superficiales Y Subterráneas
Glaciares Y Desiertos
UNIDADES DETALLADAS
Unidad No. 1
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
El sistema solar
 Concepto de medio continuo
 Clases de medios continuos.
 Propiedades mecánicas, térmicas y
electromagnéticas de los medios continuos.
 Principios de conservación de la masa, de
conservación de la cantidad de movimiento
(momentum) y del momento de la cantidad de
movimiento (momento de momentum).
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No. de semanas que se le
dedicarán a esta unidad
Media (0.5) clase (una hora)
Unidad No. 2
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
No. de semanas que se le
dedicarán a esta unidad
La tierra sólida y fluida
Los grandes acontecimientos de la Geología, como la
Creación de los sistemas montañosos y el movimiento
tectónico de placas, son muy difíciles de medir si no se
poseen aparatos muy sensibles, y no se extienden las
observaciones a largos períodos de tiempo. Es en este
Campo en donde los aparatos y los principios de la
Geofísica proporcionan la base par la Comprensión de
estos fenómenos
Media (0.5) clase (una hora)
Unidad No. 3
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
No. de semanas que se le
dedicarán a esta unidad
Tiempo geológico
Se trata de la rama de la Geología que analiza el tiempo
geológico con el fin de establecer límites que permitan la
comparación entre puntos distintos del planeta y el
estudio de la sucesión de acontecimientos geológicos
desde el origen de la Tierra. Hoy en día, la gran cantidad
de datos existentes del conjunto del planeta hace posible
la elaboración de mapas paleogeográficos (que indican la
historia de las grandes formaciones geológicas) para, casi
todas las zonas y casi todos los periodos de tiempo.
El estudio de la evolución histórica, proporciona, junto a
la historia de los acontecimientos tectónicos y a los
movimientos de la tectónica de placas, datos que
coordinados en conjunto permiten obtener una síntesis
del estado de la Tierra en cada fase de su pasado
geológico.
Dos (2) semanas
Unidad No. 4
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
Minerales
Son los componentes de las rocas. Existen casi tres mil
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No. de semanas que se le
dedicarán a esta unidad
tipos distintos de minerales, muchos de los cuales
tienen un notable valor económico, tanto por sus
aplicaciones industriales como por su posible valor
como gemas u objetos decorativos.
Los minerales que se estudian son:
 Minerales energéticos
 Minerales metálicos
 Minerales y metales preciosos
 Minerales no metálicos
Materiales para la construcción
Tres (3) semanas
Unidad No. 5
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
No. de semanas que se le
dedicarán a esta unidad
Vulcanismo
Significa uno de los principales procesos geológicos y
abarca el origen, movimiento y solidificación de la roca
fundida. También debajo de la superficie terrestre se
efectúa extensamente el vulcanismo. La roca fundida
subterránea se llama magma, al enfriarse forma la roca
ígnea y puede alcanzar la superficie a través de fisuras o
erupciones volcánicas en cuyo caso se llama lava. A este
proceso geológico se le atribuye la formación del globo
terrestre.
Dos (2) semanas
Unidad No. 6
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
Rocas
corteza terrestre está Constituida principalmente por
tres tipos de rocas:
Sedimentadas, que se han formado por precipitación
química o bien mediante deposición, grano a grano, de
las suspensiones acuosas de partículas que forman los
ríos y los mares; Ígneas, que pueden ser "plutónicas",
resultantes de la intrusión y cristalización del magma en
el interior de la corteza terrestre, o "volcánicas",
generadas por extrusiones superficiales de lava a través
de los volcanes y Metamórficas, que son rocas ígneas o
Sedimentabas que han estado sometidas a un intenso
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No. de semanas que se le
dedicarán a esta unidad
calentamiento y a una presión elevada en niveles
profundos, debido generalmente al efecto de
movimientos tectónicos causados por la deriva de los
continentes.
Tres (3.5) semanas y media
Unidad No. 7
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
No. de semanas que se le
dedicarán a esta
Estructuras
Que son todas las fuerzas verticales las cuales producen
fracturamientos de las rocas y afectan a una extensión
considerable, pero no causan mucha deformación.
Se producen las siguientes deformaciones:
Fracturas.- Cualquier grieta en una roca sólida es una
fractura.
Fisuras.- Una fractura extensa se llama fisura que puede
llegar a ser un conducto que sirva para el paso de la lava,
que formará un basalto de meseta o de soluciones que
originarán vetas mineralizadas.
Junturas.- Las fracturas a lo largo de los cuales no han
habido movimientos perceptibles y que ocurren en
grupos paralelos se llaman juntas, en cualquier tipo de
roca la junta se producen como estructuras secundarias
por la fuerza de compresión, torsión y esfuerzo cortante.
Fallas.- Cuando en las fracturas, fisuras o juntas se ha
efectuado un desplazamiento apreciable, se llaman
fallas.
Diaclasas.- las diaclasas se pueden definir como planos
divisorios o superficies que dividen las rocas y a lo largo
de las cuales no hubo movimiento visible paralelo al
plano o superficie.
Dos (2) semanas
Unidad No. 8
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
No. de semanas que se le
dedicarán a esta
Geomorfología
Las características superficiales, o paisaje, de la corteza
terrestre son el producto de la interacción dinámica
entre los materiales antes mencionados y las fuerzas que
actúan sobre la superficie de la Tierra (atmósfera, ríos,
mares, manantiales, glaciares y actividad biológica y
gravitacional).
Dos (2) semanas
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ESCUELA AMBIENTAL
Página 7
Unidad No. 9
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
No. de semanas que se le
dedicarán a esta
Meteorización
Bajo el título general de intemperización, existen dos
tipos de transformaciones
Meteorización física.
Significa desintegración de una roca en partículas
menores sin alteración química. Hay dos tipos principales
de esta intemperización mecánica. El primero de ellos
desintegración en bloque, resulta de la formación de
grietas, que rompen la masa de roca en gran número de
bloques o fragmentos individuales. El segundo tipo,
llamado desintegración granular, resulta de una pérdida
de cohesión entre las partículas individuales de los
minerales, que hace que la roca se convierta en una
masa granular incoherente.
Meteorización química.
La meteorización o intemperización química, es la
alteración de las rocas a causa de modificaciones
mineralógicas o químicas, inducidas por agentes
superficiales.
Los ingredientes activos, en lo que se refiere a la
intemperización de las rocas, son el oxígeno, el anhídrido
carbónico, el vapor de agua y los ácidos. Estos se
disuelven en el agua que cae como precipitación y
pueden llegar al interior de la roca pues siempre penetra
una cierta cantidad de agua en la parte superficial de la
tierra.
Estos son suelos de consistencia fina y disminuyen según
el clima. Se obtiene suelo de grano fino (arcilla, limo).
Actúan en climas húmedos y calientes produciendo
suelos de baja resistencia.
Dos (2) semanas
Unidad No. 10
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
Movimientos en masa
Son los movimientos de la roca y del material no
consolidados, en respuesta a la atracción de la gravedad.
El agua, el hielo y el viento son agentes geológicos de
erosión. Aunque los medios de transporte son variados;
entre los principales figuran los ríos.
Los agentes de estos procesos externos están impulsados
fundamentalmente por dos fuerzas: la energía del Sol y
la gravedad. Estos procesos actúan en sentido inverso a
procesos internos que regeneran el relieve.
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No. de semanas que se le
dedicarán a esta
Son varias las causas que condicionan el modelado de
las rocas y las distintas morfologías. Entre éstas
podríamos destacar tres: la tectónica, la climatología y el
tipo de roca.
Las fuerzas internas son las principales responsables de
las formas a gran escala que se observan sobre la
superficie del planeta, como cordilleras y depresiones.
Aparece aquí la climatología influenciando los agentes
geológicos externos que provocan erosión. En las
regiones montañosas frías el hielo, en las regiones áridas
el viento y por una y otra parte el agua, que es el
principal agente modelador de las regiones templadas.
Dos (2) semanas
Unidad No. 11
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
No. de semanas que se le
dedicarán a esta
Sismos
La sismología es la rama de la geología que se encarga
del estudio de terremotos y la propagación de las ondas
elásticas (sísmicas), que estos generan, por el interior y la
superficie de la Tierra. Un fenómeno que también es de
interés es el proceso de ruptura de rocas, ya que este es
causante de la liberación de ondas sísmicas. La
sismología también incluye el estudio de los maremotos
y las marejadas asociadas (tsunamis) y las trepidaciones
previas a erupciones volcánicas.
Dos (2) semanas
Unidad No. 12
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
Aguas
Aguas Superficiales
La mayoría de las ciudades satisfacen sus necesidades de
agua extrayéndola del río, lago o embalse más próximo.
Los hidrólogos recogen y analizan los datos necesarios
para predecir cuanta agua se dispone de las fuentes
locales y si será suficiente para satisfacer las necesidades
futuras proyectadas.
La gestión de los embalses puede ser muy compleja ya
que, generalmente, tienen propósitos diversos. Los
embalses aumentan la confiabilidad de los
abastecimientos locales de agua. Los hidrólogos usan
mapas topográficos y fotografías aéreas para determinar
hasta donde llegarán los niveles del embalse y así
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calcular las profundidades y la capacidad de
almacenamiento. Este trabajo asegura que no ocurran
inundaciones aún a su capacidad máxima.
La decisión de cuanta agua liberar y cuanto almacenar
depende de la época del año, las predicciones de flujo
para los próximos meses, y las necesidades de los
regantes y las ciudades al igual que las de los usuarios
aguas abajo que dependen del embalse. Si también se
usa el embalse para recreación o para la generación de
energía hidroeléctrica, hay que tener en cuenta sus
requerimientos. Los hidrólogos reúnen las informaciones
necesarias y corren un modelo informático con ellas para
tratar de predecir los resultados bajo varias estrategias
de operación. En base a estos estudios, los
administradores de los embalses pueden tomar las
mejores decisiones.
Los hidrólogos ayuden en la vigilancia de los
abastecimientos de agua para asegurarse que alcancen
ciertos niveles de calidad. Cuando se descubre
contaminación, los ingenieros ambientales trabajan con
los hidrólogos para establecer el necesario programa de
muestreo.
Aguas Subterráneas
Con frecuencia, el agua subterránea es más barata, más
conveniente y menos vulnerable a la contaminación que
las aguas superficiales. Por lo tanto, estas aguas son
comúnmente usadas para el abastecimiento de agua; en
algunas áreas (regiones áridas), las aguas subterráneas
pueden ser la única opción.
Los hidrólogos estiman el volumen de agua almacenada
subterráneamente a través de mediciones de los niveles
de agua en los pozos locales y estudiando la geología
local. De esta manera, determinan la extensión,
profundidad y espesor de los sedimentos y rocas con
agua.
El agua subterránea es menos visible que las aguas de los
ríos y lagos, pero es más insidiosa y difícil de limpiar. La
contaminación de las aguas subterráneas resulta
frecuentemente como resultado de una inadecuada
eliminación de los desechos sobre el suelo. Entre las
principales fuentes se encuentran los productos químicos
industriales y del hogar, la basura en los rellenos
sanitarios, las lagunas de desechos industriales, las colas
y aguas usadas en las minas, los derrames de tanques de
almacenamientos y tuberías, los lodos cloacales y
sistemas sépticos.
Los hidrólogos dan lineamientos para la localización de
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No. de semanas que se le
dedicarán a esta
pozos de vigilancia alrededor de lugares de eliminación y
toman muestras de ellos a intervalos regulares para
determinar si los lavados están contaminando las aguas
subterráneas. En lugares contaminados, los hidrólogos
pueden tomar muestras de suelo y agua para identificar
el tipo y extensión de la contaminación.
Tres (3) semanas
Unidad No. 13
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
No. de semanas que se le
dedicarán a esta
Glaciares y desiertos
Un glaciar es una masa de hielo que se forma por
recristalización de nieve (previo paso por neviza) y que
fluye hacia adelante gracias a la energía que le provee la
gravedad en forma de río lento; esa dinámica depende,
no solo de la pendiente, sino de la relación entre carga y
pérdida; el clima condiciona el límite de nieve, el que a
su vez condiciona la longitud del glaciar, pues aunque
aquel este en movimiento si el límite es estable la
longitud no se modifica, lo contrario ocurrirá cuando se
modifique el clima, el glaciar avanzará o retrocederá.
Los desiertos se forman en regiones en las que la tasa de
pérdida de agua por evaporación es mayor que la de
ganancia por precipitación. La temperatura, al igual que
la lluvia, es importante; en latitudes frías crecen bosques
aún con precipitaciones escasas que en los trópicos sólo
explicarían montes bajos y condiciones semiáridas.
Aproximadamente el 25% de la superficie terrestre se
caracteriza por climas secos, y los desiertos propiamente
dichos cubren gran parte de la tierra comprendida entre
las latitudes de 10 y 35 norte y sur.
Tres (3) semanas
METODOLOGÍA a seguir en el desarrollo del curso:
En las clases teóricas el profesor presenta los temas, se discuten en la clase y señala
fuentes de consulta para que los estudiantes complementen la información. Como
evaluación de este componente se realizarán tres exámenes parciales con algunas
preguntas de selección múltiple y otras de tipo respuesta abierta.
Se realizan prácticas de laboratorio de acuerdo a los recursos disponibles, se evaluara la
viabilidad de hacer un reconocimiento en campo de los principales grupos de rocas
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EVALUACIÓN
Actividad
Porcentaje
Fecha (día, mes, año)
Sesiones de clases
Primer Parcial
25%
Segundo Parcial
25%
Tercer Parcial
20%
Exposición
10%
Salida de campo
10%
Práctica de laboratorio
10%
Actividades de asistencia obligatoria
Exámenes parciales y salida de campo.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:
Contenido
de todo el
programa
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CASQUET, César; MORALES, Jorge y otros. La Tierra, planeta vivo. Aula
abierta Salvat. Madrid, 1985.
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA - Temas 20. La superficie terrestre. 2º
trimestre 2000.
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA – Temas 8. Volcanes.
LEGGET, Robert F. y KARROW, Paul F. Geología aplicada a la Ingeniería
Civil. McGraw-Hill. México, 1986.
MONROE S., James y WICANDER, Reed. Physical Geology - Exploring the
Earth. Brooks/Cole - Thomson Learning. 4º ed. Canadá, 2001. 712 p.
TARBUCK, Edward y LUTGENS, Frederick. Ciencias de la Tierra. Una
introducción a la geología física. Prentice Hall. Madrid. 2000. 540 p.