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Diferencia Entre Rocas y Suelos

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DIFERENCIA ENTRE ROCAS Y SUELOS

Los términos roca y suelo, en las acepciones en que son utilizados por el ingeniero civil
y a diferencia del concepto geológico que supone roca a todos los elementos
constitutivos de la corteza terrestre, implican una clara diferencia entre dos tipos de
materiales. La roca es considerada como un agregado natural de partículas minerales
unidas mediante grandes fuerzas cohesivas.

Llamamos roca a todo material que suponga una alta resistencia, y suelo, contraria
mente, a todo elemento natural compuesto por minerales separables por medios
mecánicos de poca intensidad, como son la agitación en agua y la presión con los
dedos de la mano. Para distinguir un suelo de una roca podemos hacer uso de un vaso
de precipitado con agua en el que se introduce la muestra que se quiere clasificar y
agitarla. La desintegración del material al cabo del tiempo conduce al calificativo de
suelo, considerándose roca en el caso de que los efectos sean todo lo contrario.

Por medio de la compresión podemos establecer una frontera numérica, si el material


se rompe a menos de 14 kilogramos por cada centímetro cuadrado, se toma como
suelo. En la definición se incluye la palabra Natural, para descartar de este modo
cualquier formación donde haya intervenido la mano humana, tales como los
productos fabriles o de desecho.

Uno de los términos más utilizados y más estudiados por los ingenieros es la roca y el
suelo, los cuales se diferencian claramente uno del otro. La roca es todo material que
posea una alta resistencia, y el suelo es un compuesto natural conformado por
corpúsculos minerales que se separan por medios mecánicos, ya sea por presión
manual o por agitación en agua.

SUELOS TRANSPORTADOS Y RESIDUALES

Toda obra de Ingeniería civil tendrá que ser desplantada ya sea en un suelo o sobre un
manto rocoso. El tipo de cimentación que se requiera depende de factores tales, como
el tipo de suelo, los asentamientos permisibles de la estructura, la magnitud y
distribución de las cargas, la presencia de aguas freáticas, la sismicidad, la velocidad
máxima del viento, el hundimiento regional, etc. La geología, auxiliar de la ingeniería
civil, clasifica los sedimentos no consolidados en dos grandes grupos como son los
suelos residuales y los suelos transportados.

Los suelos residuales son el producto de la desintegración y alteración de los


componentes minerales de la roca madre debido a los agentes climáticos como
pueden ser la humedad, la congelación del agua entre las grietas, la exposición solar,
etc. El espesor de un suelo residual puede ser de unos cuantos centímetros a varios
metros dependiendo del clima y fisiografía de la región. En zonas tropicales y
subtropicales el espesor de los sedimentos suele ser relativamente grande.
Generalmente estos suelos se reconocen porque su granulometría se hace más gruesa
con la profundidad, siendo muy variable desde grandes fragmentos, grava, arena, limo,
arcilla y coloides (arcilla de tamaño extremadamente pequeño). La densidad y grado
de cementación también suelen variar con la profundidad; las densidades más bajas
pueden encontrarse en la parte superior del suelo debido al fenómeno de lixiviación
que consiste en el arrastre de sedimentos finos hacia las partes más profundas por
corrientes de agua. Las propiedades de compresibilidad pueden ser altas a muy altas.
En el caso de áreas volcánicas, pueden generarse arcillas montmoriloníticas de
características expansivas.

Es importante señalar que los sedimentos residuales suelen presentar los mismos
defectos estructurales que el macizo rocoso que les dio origen como pueden ser
grietas, fallas, juntas, etc.

Los suelos transportados son el producto de la acción de agentes de transporte que


actúan sobre la roca madre o el suelo original entre los que vale la pena mencionar el
viento, los ríos, las fuerzas de gravedad, los volcanes y los glaciares, generando
depósitos eólicos, aluviales, lacustres y marinos, de piemonte, volcánicos resientes y
glaciares.

Los sedimentos eólicos son materiales transportados por el viento a un lugar donde se
acumulan, formando dunas, loess, playas eólicas y grandes depósitos de polvo
volcánico durante las erupciones volcánicas. Estos depósitos son característicos de
regiones áridas donde el nivel de aguas freáticas se encuentra a gran profundidad.
Pueden llegar a presentar alta a muy alta compresibilidad. Los loess tienen la
peculiaridad de cambiar sus propiedades mecánicas ante cambios en el nivel de aguas
freáticas o condiciones de filtración, sufriendo una súbita compactación si soportan la
carga de una estructura.

Los sedimentos aluviales son arrastrados y depositados por el agua en movimiento.


Debido a cambios de velocidad del agua a lo largo del cauce se van depositando los
tamaños de los granos en el lecho del río en forma gradual desde los grandes
fragmentos de roca, para velocidades elevadas del agua, hasta los tamaños de granos
de suelo como son gravas, arenas, limos y arcillas. En general son bien graduados y
medianamente compactos a muy compactos. Los sedimentos finos pueden presentar
mediana compresibilidad, pero los cuarzosos pueden tener baja a muy baja
compresibilidad.

Los sedimentos finos a muy finos como limos y arcillas son depositados cuando el
agua en movimiento sufre una disminución de velocidad, como en los lagos, lagunas
marginales, estuarios y deltas. Pueden contener materia orgánica coloidal o pueden
estar compuestos totalmente por material orgánico como la turba. Su compresibilidad
puede ser mediana a muy alta. En estos suelos es muy importante estudiar la
evolución de las deformaciones con el tiempo cuando se aplica una carga, fenómeno
conocido como consolidación.

La resistencia al esfuerzo cortante es media a muy baja.

Los depósitos de piemonte son sedimentos acumulados al pie de las montañas en su


pendiente final debido a avalanchas, deslizamientos, etc. Contienen materiales de
todos tipos y tamaño de granos, incluyendo vegetación, troncos y materia orgánica
fina. Son suelos sumamente erráticos, haciendo que su compresibilidad sea muy
variable y se tenga que determinar con gran detalle, lo mismo ocurre con la resistencia
al esfuerzo cortante. Cuando descansan en un lecho de materia orgánica en el
contacto con el talud original pueden presentar inestabilidad cuando se aplican
sobrecargas en ellos.

Los depósitos volcánicos recientes forman un grupo muy especial debido a su gran
variedad, como son grandes fragmentos de roca, lajares, ceniza volcánica, detritus y
vidrio volcánico. Pueden clasificarse como sedimentos eólicos, aluviales o lacustres
dependiendo del ambiente donde se sedimenten. Cuando sufren el ataque de la
intemperie se pueden clasificar como residuales. Los depósitos glaciares se forman
cuando el hielo que se desliza lentamente en los glaciares, pudiéndose clasificar como
aluviales, lacustres o incluso, eólicos o residuales. 

Via: http://www.arqhys.com/construccion/origen-de-suelos.html

La meteorización generalmente es el resultado de procesos atmosféricos como: la


lluvia y los cambios de temperatura, estos son responsables de la destrucción gradual
de las masas de roca sólida durante largos periodos de tiempo, donde se altera la
composición y estructura de las rocas por medios físicos y químicos. El producto del
proceso de meteorización de las rocas y suelos corresponde a varios tamaños de
partículas cada vez más pequeñas con una nueva composición y forma.

Meteorización física o mecánica.

La meteorización física o mecánica, causa la desintegración de las rocas en partículas


más pequeñas ya sea por: acción de la temperatura, por impacto de un agente externo
o por la abrasión de las mismas partículas minerales acarreadas por el viento. Entre los
principales procesos que ocasionan la meteorización mecánica se pueden mencionar
la: descarga y carga mecánica, expansión y contracción térmica, acumulación de sales,
desprendimiento coloidal, actividad orgánica y carga neumática.

Descarga mecánica.- Las rocas que se encuentran por debajo de la superficie terrestre
están sometidas a una: presión vertical y de confinamiento (presión lateral). Cuando la
presión vertical reduce por alguna causa externa como ser la erosión, la roca tiende a
romperse o fisurarse. Se llama exfoliación al rompimiento o descascaramiento de las
capas superficiales de la roca, este proceso generalmente ocurre durante la excavación
de un túnel.

Carga mecánica.- Es ocasionada por el impacto de partículas que pueden ser


arrastradas por el viento o agua sobre una roca, con el tiempo este proceso puede
ocasionar su fisuramiento. El impacto de las gotas de lluvia durante las tormentas
intensas sobre las rocas débiles, contribuyen a este proceso destructivo.

Expansión y contracción térmica.- Debido a: un golpe físico, acción de una planta o


animal, al cambio brusco de la temperatura, puede ocasionar la fisuración la roca. Este
hecho da lugar al ingreso de agua a su interior y esta al congelarse se expande
ocasionando esfuerzos internos que quiebran más la roca. Los efectos de contracción
debido al congelamiento del agua en las fisuras y la expansión térmica debido a la
insolación, van debilitando a la roca hasta que ocasionan su rompimiento completo.
Estos cambios frecuentes de temperatura son uno de los agentes principales en la
meteorización física o mecánica en áreas desérticas.

Acumulación de sales.- Al saturarse de agua las rocas, las presiones de la cristalización


de las sales ocasionan esfuerzos internos que contribuyen a una significativa
desintegración de las rocas.

Desprendimiento coloidal.- Las rocas en algún momento, pueden estar cubiertas de


materia coloidal húmeda. La contracción de estos materiales coloidales durante su
secado, puede producir esfuerzos de tensión en la superficie con la cual están en
contacto, debilitando la superficie de la roca.

Actividad orgánica.- El crecimiento de las raíces de las plantas en las fisuras de la roca,
es un proceso que ocasiona una desintegración importante en las rocas.

Carga neumática.- El aire atrapado en las fisuras expuestas de la roca, ejerce presión
interna en la roca debido a oleaje de un lago o río, que debilita a la roca.

Meteorización química.

El agua por lo general ataca químicamente a los minerales que componen la roca, por
lo que todo proceso de meteorización química depende de la presencia del agua. El
agua que es adsorbida y la que se encuentra sobre la superficie de la roca causa
algunos procesos químicos importantes. La meteorización química descompone los
minerales de la roca por: oxidación, reducción, carbonización y otros procesos
químicos. Generalmente la meteorización química, es mucho más importante que la
física en la formación del suelo. Algunos procesos que a menudo ocurren en la
meteorización química son:
Hidrólisis.- Es un proceso químico importante que consiste en la reacción del mineral el
hidrógeno (H+) y el oxidrilo (OH-) del agua, donde el PH del agua juega un papel
importante. El resultado de estos procesos son minerales arcillosos, donde los iones de
hidrógeno del agua percolante reemplazan a los cationes, lo que no da lugar al proceso
de oxido-reducción.

Carbonización.- El agua en combinación del dióxido de carbono de la atmósfera,


forman sobre la superficie de la roca ácido carbónico (H2CO3), este reacciona con los
minerales que contiene la roca ocasionando un proceso de disociación de minerales en
iones, que aumenta considerablemente por la presencia de CO2. En consecuencia se
forman minerales arcillosos, sales solubles y hasta ácidos orgánicos, ocasionando la
descomposición de materia orgánica lo que causa la meteorización química.

Oxidación.- Es producida por el contacto del oxigeno del aire con ciertos componentes
químicos-mineralógicos de las rocas particularmente favorables para combinarse con
él (compuestos férricos, carbonatos, sulfuros, etc.). Durante este proceso, existe una
transformación química de estos en óxidos ocasionando un cambio en la composición
de la superficie externa de los afloramientos, haciendo variar su coloración a color
rojizo u ocre oscuro, pero sin penetrar más allá de unos milímetros la superficie
exterior de la roca.

Reducción.- Mediante reacciones químicas, se lleva a cabo un proceso complementario


a la oxidación donde se libera el oxígeno de los minerales que pasa a formar parte del
ambiente circuncidante, el oxígeno deja la estructura del mineral a medida que la
oxidación disminuye el número de elementos reducidos.

Hidratación.- Se refiere a la absorción de moléculas de agua dentro de la estructura


interna de un mineral. Este fenómeno provoca una expansión y acelera los procesos de
la carbonización, oxidación, reducción e hidrólisis.

Lixiviación.- Se refiere a la migración de iones alentada por los procesos antes citados,
la movilidad de los iones depende de su potencial iónico. El Ca, Mg, Na y el K, son
fácilmente lixiviados por las aguas circulantes. El Fe, es el más resistente. El Si, es difícil
de lixiviar y el Al, es casi inamovible.

Cambio de cationes.- Es la absorción de cationes en solución cargados positivamente


en un mineral arcilloso cargado negativamente, especialmente: Ca, H, K y Mg. 

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