CURSO DE GEOLOGÍA Universidad Nacional Autónoma de México. Facultad de Ingeniería. División de Ingenierías Civil y Geomática. CURSO DE GEOLOGÍA M. I. Hugo Sergio Haaz Mora

TEMA 3 FORMACIÓN DE SUELOS Universidad Nacional Autónoma de México. Facultad de Ingeniería. División de Ingenierías Civil y Geomática. TEMA 3 FORMACIÓN DE SUELOS

Objetivo: Que el alumno identifique los procesos principales que originan a los suelos, a las formas del relieve que generan.

Contenido: Procesos del intemperismo químico y mecánico. Factores de formación de suelos. Tipos de suelos según su origen y granulometría. Erosión y depósito de sedimentos Problemas de ingeniería en diferentes tipos de suelos

INTEMPERISMO Y EROSIÓN Es la acción combinada de procesos (climáticos, biológicos, etc.), mediante los cuales la roca es descompuesta y desintegrada por la exposición continua a los agentes atmosféricos, transformando a las rocas masivas y duras en un manto residual finamente fragmentado.

INTEMPERISMO MECÁNICO O FÍSICO

INTEMPERISMO MECÁNICO O FÍSICO El Intemperismo mecánico, es un procesos de desintegración, en el que las rocas se rompen en fragmentos más y más pequeños, como resultado de la energía desarrollada por las fuerzas físicas.

TIPOS DE DESINTEGRACIÓN DE LAS ROCAS Desintegración granular Considerando únicamente las formas que presentan los fragmentos rocosos. Las rocas compuestas de minerales de grano grueso, se disgregan generalmente grano a grano

Descamación Es la formación de escamas u hojas curvadas en la roca que se separan sucesivamente de la masa rocosa original dejando reducida ésta a una forma esferoidal cada vez menor.

Fragmentación en bloques En rocas donde existan numerosas diaclasas producidas previamente por presiones orogénicas o por contracción de un magma al enfriarse, da lugar a roturas denominadas fragmentación en bloques

Fragmentación irregular Es la desintegración de la roca en nuevas superficies de rotura masivas y duras, originándose pedazos angulares de agudos bordes y ángulos.

Los procesos físicos responsables del intemperismo mecánico son los siguientes: Congelación Liberación de presiones La expansión y contracción térmicas Crecimiento del cristal salino Actividad de los organismos

INTEMPERISMO QUÍMICO

Es aquel que transforma el material original en algo diferente Es aquel que transforma el material original en algo diferente. Como la meteorización química denota cambios en las propiedades químicas de los minerales primitivos que integran la roca, transformándolos en nuevos minerales que son más estables en las temperaturas y presiones relativamente bajas existentes en la superficie terrestre. INTEMPERISMO QUÍMICO

REACCIONES DE INTEMPERISMO QUIMICO Esencialmente causada por la interacción del agua y la atmósfera con la corteza de la Tierra. Las reacciones de Intemperismo ocurren debido a que los constituyentes originales de la corteza terrestre, las rocas ígneas son termodinámicamente inestables en la presencia del agua y de la atmósfera.

El intemperismo químico puede entonces definirse como el acercamiento de rocas, aire y agua al equilibrio químico, y las consecuencias y reacciones que esto produzca.

PROCESOS DE INTEMPERISMO QUÍMICO. En cualquier suelo rico en materia vegetal en descomposición se originan soluciones formadas por una gran variedad de ácidos orgánicos, que reaccionan con las superficies minerales y originan en ellas intemperismo química. Las sales que resultan como producto de tales reacciones es transportado a través del suelo y depositadas en la zona de saturación y finalmente llegan a los ríos.

FACTORES DE FORMACIÓN DE SUELOS Algunos factores de la formación de los suelos, pueden ser los siguientes: Clima Actividad orgánica Relieve y pendiente Tiempo FACTORES DE FORMACIÓN DE SUELOS

DEFINICIÓN DE SUELO Es un material superficial natural, que sostiene la vida vegetal, que posee ciertas propiedades determinados por el clima y los organismos vivientes que operan por periodos de tiempo sobre los materiales de la tierra y el relieve. En razón todos estos factores, se combinan de varias maneras sobre el planeta, dando un número ilimitado de tipos de suelo.

El afloramiento natural o artificial de un suelo revela una serie de zonas diferentes entre si. Cada una de estas zonas constituyen un horizonte o perfil de suelo. Los tres horizontes o zonas principales de un suelo típico son :

HORIZONTE A Esta es la zona superior en la que podemos introducir una pala en un jardín. Esta es la zona de la cual los óxidos de hierro han pasado al Horizonte B, y en los climas secos es la fuente de algunos materiales solubles que pueden ser depositados en el horizonte B.

HORIZONTE B Esta zona descansa directamente sobre el horizonte C; en ella el intemperismo ha actuado con mayor intensidad que en la zona subyacente; solo aquellos minerales de la roca original mas resistentes a la descomposición (el cuarzo por ejemplo), se pueden reconocer todavía.

HORIZONTE C Esta es una zona de roca parcialmente desintegrada y descompuesta. Parte de los minerales de la roca basal original están presentes todavía, pero otros se han transformado en materiales nuevos.

TEXTURAS DE SUELOS Hace referencia al tamaño de las partículas que lo componen. Estructura en placa Estructura en bloque

Estructura prismática Estructura granular

TIPOS DE SUELOS SEGÚN SU ORÍGEN Y GRANULOMETRÍA Un suelo es un agregado de minerales no consolidados y de partículas orgánicas producidas por la acción combinada del viento, el agua y los procesos de desintegración orgánica.

Los suelos se clasifican de acuerdo por su orígen y su granulometría. SUELOS RESIDUALES SUELOS TRANSPORTADOS

SUELOS RESIDUALES Son aquellos que los productos del ataque de los agentes de intemperismo pueden quedar en el lugar, directamente sobre la roca de la cual se derivan.

SUELOS TRANSPORTADOS Los productos que pueden ser removidos del lugar de formación, por los mismos agentes geológicos y redepositados en otra zona. Así se generan suelos que subyacen sobre otros estratos sin relación directa entre ellos.

POR GRANULOMETRÍA Para poder determinar las propiedades mecánicas de un suelo, dependen directamente de la distribución de la partículas constituyentes según sus tamaños. A continuación se muestran los grupos y los símbolos.

Suelos Grupo Símbolo Dimensión FINOS O M C S G GRUESOS Orgánicos < Malla # 200 Limos M Arcillas C GRUESOS Arenas S > # 200 y < # 4 Gravas G > # 4 y < 7.6 cm (3”)

SUELOS ARENOSOS Están formados principalmente por arena. Son suelos que no retienen agua. Tienen muy poca materia orgánica y no son aptos para la agricultura.

SUELOS ARCILLOSOS Principalmente están formados por arcilla, de granos muy finos color amarillento, retienen el agua formando charcos. Si se mezclan con humus pueden ser buenos para cultivar.

SUELOS CALIZOS Tienen abundancia de sales calcáreas. Son de color blanco, son secos y áridos y no son buenos para la agricultura.

SUELOS PEDREGOSOS Formados por rocas de todos los tamaños. No retienen el agua y no son buenos para el cultivo.

SUELOS HUMÍFEROS En su composición abunda la materia orgánica en descomposición o descompuesta (humus). Son de color oscuro, retienen bien el agua y no son buenos para el cultivo.

EROSIÓN Y DEPÓSITO DE SEDIMENTOS Erosión, proceso en el que los suelos y rocas de la corteza terrestre se desgastan, generalmente por acción de corrientes de agua o viento. Erosión provocada por una corriente superficial de agua.

TIPOS DE EROSIÓN Erosión hídrica Erosión eólica

Erosión hídrica Desgaste producido por la acción del agua, ya sea en forma de precipitación; a medida que las gotas de lluvia golpean el suelo se desprenden de éste partículas de tierra que el agua arrastra al escurrirse, convirtiéndose en agua barrosa que luego desemboca en los desagües, arroyos y ríos; o forma cárstica; se da cuando el agua se introduce en la tierra y disuelve las rocas formando acueductos subterráneos, grutas o cuevas.

Erosión eólica Se da cuando el viento transporta partículas diminutas que chocan contra alguna roca y se dividen en más partículas que van chocando con otras cosas. Se suelen encontrar en los desiertos en formas de dunas y montañas rectangulares o también en zonas relativamente secas.

Erosión cárstica Erosión eólica

Clasificación de escenarios principales de depósitos: El sedimento puede ser transportado a distancias muy grandes. Cualquier área geográfica en la que se almacena el sedimento es un ambiente de depósito. Clasificación de escenarios principales de depósitos: Depósito continental Depósito marino Depósito glaciar Depósito lacustre

Depósito glaciar Depósito lacustre Depósito marino

PROBLEMAS DE INGENIERÍA EN DIFERENTES TIPOS DE SUELOS El principal problema que se tiene en el área de la ingeniería referido a los diversos tipos de suelos es el de la cimentación, y este puede presentarse en dos formas.

Encontrar materiales susceptibles de cambio al contacto con el agua como la arcilla, suelos con sulfato de sodio anhidro y algunas pizarras. Por lo general se procura evitar construir sobre este tipo de suelo, aunque una posible solución es removerlo y reemplazarlo por un material compacto. En suelos sometidos a asentamientos rápidos, el agua suele estancarse, por esto el agua superficial debe drenarse al exterior de la cimentación.