Resumen de Geología Aplicada para Ingeniería Civil

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APUNTES GEOLOGÍA APLICADA Grado en Ingeniería Civil Universidad Politécnica de Cataluña AprenAI 2026-2027 Apuntes de Geología Aplicada: minerales, tipos de rocas, fallas, pliegues, procesos externos, índice RMR y riesgos geológicos en obras civiles.

APREN.AI Índice 1 Mineralogía y Petrología: Minerales y Tipos de Rocas Mineralogía básica y propiedades de identificación Clasificación genética de las rocas y ciclo litológico 2 Geología Estructural, Procesos Externos e Ingeniería Geológica Estructuras tectónicas de deformación Dinámica geológica externa: meteorización y sedimentación Geología aplicada a la ingeniería civil Soluciones de las preguntas de repaso Estos apuntes pueden contener errores u omisiones. Son un material de apoyo y no sustituyen al temario oficial ni al profesorado: contrasta la información importante.

Resumen de Geología Aplicada para Ingeniería Civil 1 1 Mineralogía y Petrología: Minerales y Tipos de Rocas AL ACABAR SABRÁS Diferenciar de forma precisa entre un mineral y una roca. Identificar las propiedades físicas diagnósticas de los minerales. Clasificar rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas según su origen y textura. PIÉNSALO ANTES DE LEER 1 ¿Por qué un bloque de granito y una losa de mármol se comportan de manera tan distinta bajo cargas mecánicas si ambos son materiales pétreos? Mineralogía básica y propiedades de identificación Para entender los materiales terrestres es imprescindible distinguir entre un mineral y una roca.

Un mineral es una sustancia natural, inorgánica, con composición química definida y una red cristalina con estructura interna ordenada. Por el contrario, una roca consiste en un agregado físico compuesto por varios minerales o materias minerales. El reconocimiento práctico de los minerales se realiza a través de sus propiedades físicas elementales: Color: tono visual que presenta la superficie mineral. Raya: tonalidad del polvo fino del mineral al rasparlo sobre una placa de porcelana. Brillo: apariencia y capacidad de reflejar la luz en su superficie. Dureza: grado de oposición frente al rayado, evaluado mediante la escala de Mohs.

Fractura: forma irregular de rotura cuando no sigue planos de debilidad definidos. Exfoliación: tendencia natural a partirse a lo largo de planos estructurales preferentes. Densidad: relación existente entre la masa del mineral y su volumen. Clasificación genética de las rocas y ciclo litológico Las rocas de la corteza se organizan según su origen en tres grandes grupos petrológicos: Grupo de roca Origen y mecanismo formativo Subclases y características Ejemplos representativos Rocas ígneas Consolidación y enfriamiento de magma o lava fundida. Intrusivas: enfriamiento lento bajo superficie, con grano grueso. Extrusivas: enfriamiento rápido en superficie, de grano fino.

Intrusiva: granito (compuesto por cuarzo, feldespato y mica), diorita. Extrusiva: basalto, andesita. Resumen de Geología Aplicada para Ingeniería Civil 2 Grupo de roca Origen y mecanismo formativo Subclases y características Ejemplos representativos Rocas sedimentarias Depósito, acumulación y litificación de partículas sedimentarias. Clásticas: fragmentos mecánicos cementados. Químicas: precipitación química. Orgánicas: restos de origen biológico acumulados. Clásticas: arenisca, conglomerado. Químicas: calizas, evaporitas. Orgánicas: carbón, calizas biogénicas. Rocas metamórficas Modificación mineral y estructural en estado sólido por calor y presión.

Foliadas: alineación preferente de láminas minerales. No foliadas: textura masiva sin foliación visible. Foliadas: esquistos, gneis. No foliadas: mármol, cuarcita (derivada del metamorfismo sobre arenisca). ERROR FRECUENTE Confundir la arenisca con la cuarcita es un error habitual en examen. Aunque ambas comparten origen ligado a la arena silícea, la arenisca es una roca sedimentaria blanda formada por partículas de arena unidas por cemento, mientras que la cuarcita es una roca metamórfica muy dura generada por someter la arenisca a altas presiones y temperaturas.

COMPRUEBA 2 ¿Por qué el granito presenta granos minerales visibles a simple vista mientras que el basalto exhibe una textura de grano fino? IDEAS CLAVE Un mineral es una sustancia natural inorgánica con química definida y estructura ordenada, mientras que la roca es un agregado de minerales. Las rocas ígneas intrusivas se enfrían lentamente con cristales gruesos; las extrusivas se enfrían con rapidez y presentan grano fino. Las rocas sedimentarias proceden de deposición y litificación (clásticas, químicas y orgánicas). El metamorfismo transforma rocas preexistentes por efecto de la presión y la temperatura, generando variedades foliadas y no foliadas.

El ciclo lítico articula la erosión, la diagénesis, el metamorfismo y la fusión de todas las rocas. Resumen de Geología Aplicada para Ingeniería Civil 3 COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 3. ¿Cuáles son los tres componentes minerales predominantes en el granito? 4. ¿Cómo se clasifican las rocas sedimentarias según su origen de formación? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 5. ¿Qué propiedad describe la rotura de un mineral a lo largo de planos preferentes de su estructura cristalina? 6. ¿Cuál de las siguientes rocas corresponde a una roca metamórfica no foliada? 7. ¿Qué par de rocas ígneas se clasifica como extrusiva? 8.

¿A qué grupo petrológico pertenece el carbón según su mecanismo formativo? 2 Geología Estructural, Procesos Externos e Ingeniería Geológica AL ACABAR SABRÁS Diferenciar fallas normales, inversas y de desgarre según el régimen de esfuerzos. Contrastar los procesos de meteorización física y meteorización química. Comprender la utilidad del sistema RMR y la prevención de riesgos geológicos en obras civiles. PIÉNSALO ANTES DE LEER 9 ¿Por qué la presencia de una fractura sin movimiento aparente puede arruinar la estabilidad de un túnel carretero?

Dureza de Mohs a) Exfoliación b) Fractura c) Raya d) Esquisto a) Gneis b) Cuarcita c) Diorita d) Basalto y andesita a) Mármol y gneis b) Arenisca y conglomerado c) Granito y diorita d) Ígnea intrusiva a) Sedimentaria orgánica b) Sedimentaria clástica c) Metamórfica foliada d) Resumen de Geología Aplicada para Ingeniería Civil 4 Estructuras tectónicas de deformación Las masas de roca responden a los esfuerzos tectónicos fracturándose o doblándose. Las principales discontinuidades y deformaciones son: Diaclasas: fracturas en el macizo rocoso sin desplazamiento relativo de los bloques contiguos. Fallas: fracturas corticales que sí muestran desplazamiento relativo entre sus bloques.

Se diferencian tres tipologías mecánicas: Fallas normales: originadas en regímenes de distensión o extensión tectónica. Fallas inversas: generadas por esfuerzos de compresión tectónica. Fallas de desgarre: caracterizadas por un movimiento de deslizamiento lateral. Pliegues: ondulaciones o dobleces continuos en las capas rocosas sometidas a compresión: Anticlinal: estructura con curvatura convexa hacia arriba, donde las capas estratigráficas más antiguas ocupan el núcleo. Sinclinal: pliegue cóncavo hacia arriba, cuyo centro alberga los estratos más jóvenes.

ESQUEMA Estructuras de deformación tectónica Dinámica geológica externa: meteorización y sedimentación La alteración del relieve superficial se rige por procesos continuos que degradan las formaciones expuestas: Mecanismo externo Tipología y agentes actuantes Acción sobre los materiales Meteorización física Gelifracción, exfoliación mecánica. Fragmentación de rocas en piezas menores sin modificar su composición química. Esencial para iniciar la formación de suelo. Meteorización química Disolución, oxidación, hidrólisis. Transformación mineralógica y descomposición química que origina minerales secundarios base del suelo.

Fracturas Rotura mecánica de masas rocosas Diaclasas Sin desplazamiento relativo Fallas Con desplazamiento entre bloques 〰 Pliegues Deformación dúctil con dobleces Anticlinal Convexo, rocas antiguas en núcleo Sinclinal Cóncavo, rocas recientes en núcleo Resumen de Geología Aplicada para Ingeniería Civil 5 Mecanismo externo Tipología y agentes actuantes Acción sobre los materiales Erosión y transporte Agua superficial, viento, glaciares. Arranque, desgaste y movilización de los fragmentos generados hacia cotas inferiores. Sedimentación Depósito en cuencas receptoras. Asentamiento físico de los sedimentos arrastrados en ríos, lagos y mares.

Geología aplicada a la ingeniería civil El estudio del terreno condiciona el diseño de infraestructuras críticas para evitar colapsos y sobrecostes: ERROR FRECUENTE Equiparar una diaclasa con una falla. Ambas representan fracturas físicas de la roca, pero en las diaclasas los labios no se han movido entre sí, mientras que en las fallas existe un salto o desplazamiento visible medible. Confundirlas en un proyecto desvirtúa el modelo geomecánico de estabilidad. COMPRUEBA 10 ¿En qué se diferencian estructuralmente los núcleos de un anticlinal y un sinclinal?

Caracterización del macizo rocoso: se analiza la resistencia de la matriz y de las discontinuidades, la permeabilidad y el índice RMR (Rock Mass Rating), clasificación geomecánica que evalúa la resistencia, grado de fracturación y presencia de agua para dimensionar excavaciones y sostenimiento de túneles. 1 Prevención de riesgos geológicos: identificación de amenazas naturales o inducidas como terremotos, deslizamientos de laderas o taludes y fenómenos de licuefacción (pérdida súbita de resistencia en suelos saturados durante sismos al elevarse la presión intersticial de poros, comportándose como un fluido denso).

2 Aplicación a proyectos constructivos: Túneles: estimación de empujes, riesgo de deslizamiento, vías de agua y necesidad de sostenimientos. Carreteras: optimización geométrica del trazado y aseguramiento de la estabilidad de taludes. Presas: comprobación de la impermeabilidad de la cerrada/cimiento y estabilidad geomecánica de los estribos. Cimentaciones y excavaciones generales: prevención de asientos y roturas por fallas activas o planos de estratificación desfavorables. 3 Resumen de Geología Aplicada para Ingeniería Civil 6 IDEAS CLAVE Las diaclasas son fracturas sin desplazamiento, mientras que las fallas presentan desplazamiento relativo de bloques.

Las fallas normales se asocian a extensión, las inversas a compresión y las de desgarre a movimiento lateral. La meteorización física fractura la roca sin cambiar su química; la meteorización química descompone y transforma los minerales. El índice RMR clasifica geomecánicamente el macizo rocoso para calcular sostenimientos de túneles y cimentaciones. La licuefacción anula la capacidad portante de suelos saturados durante sismos por incremento drástico de la presión de poros. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 11. ¿Qué fenómeno provoca que un suelo granular saturado pierda toda su capacidad portante durante un terremoto? 12.

¿Qué dos aspectos geológicos resultan primordiales estudiar para construir una presa de forma segura? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 13. ¿Qué tipo de falla se origina bajo un régimen de esfuerzos tectónicos puramente extensionales? 14. ¿Cuál es la diferencia fundamental entre diaclasa y falla? 15. ¿Qué proceso geológico consiste en la rotura por congelación del agua en fisuras rocosas?

Falla de desgarre a) Diaclasa abierta b) Falla normal c) Falla inversa d) La presencia de agua intersticial a) La curvatura de los estratos b) El tipo de roca afectada c) La existencia de desplazamiento relativo d) Hidrólisis a) Oxidación b) Gelifracción c) Disolución d) Resumen de Geología Aplicada para Ingeniería Civil 7 16. ¿Qué parámetro geotécnico evalúa la calidad geomecánica del macizo rocoso para el diseño de túneles? Escala de Mohs a) Porosidad litológica b) Sistema RMR c) Límite plástico de Atterberg d) Resumen de Geología Aplicada para Ingeniería Civil 8 Soluciones de las preguntas de repaso 1.

Porque proceden de mecanismos genéticos distintos: el granito es un agregado ígneo cristalizado desde magma, mientras que el mármol es una roca metamórfica recristalizada a partir de carbonatos. 2. El granito es una roca ígnea intrusiva formada por un enfriamiento lento en profundidad, lo que facilita el crecimiento de cristales grandes. El basalto es extrusivo y su enfriamiento superficial es rápido, impidiendo el desarrollo de granos gruesos. 3. El granito está constituido fundamentalmente por cuarzo, feldespato y mica. 4. Se clasifican en clásticas (como areniscas y conglomerados), químicas (como calizas y evaporitas) y orgánicas (como carbón y calizas biogénicas). 5. b) Exfoliación.

La exfoliación es la propiedad de rotura orientada según las direcciones de debilidad de su red cristalina. 6. c) Cuarcita. La cuarcita es una roca metamórfica sin foliación formada por metamorfismo sobre arenisca. 7. a) Basalto y andesita. Tanto el basalto como la andesita son rocas ígneas extrusivas o volcánicas de enfriamiento rápido. 8. b) Sedimentaria orgánica. El carbón se origina por la acumulación y litificación de restos biológicos, clasificándose como sedimentaria orgánica. 9. Porque las diaclasas constituyen planos de debilidad estructural que reducen la resistencia del macizo y facilitan filtraciones o desprendimientos de bloques. 10.

En un anticlinal (convexo hacia arriba) los estratos más antiguos quedan expuestos en el núcleo, mientras que en un sinclinal (cóncavo) las capas más jóvenes se concentran en la zona central. 11. La licuefacción de suelos, provocada por el incremento brusco de la presión intersticial en los poros debido a las ondas sísmicas. 12. La impermeabilidad del cimiento rocoso y la estabilidad geomecánica de sus estribos de apoyo. 13. c) Falla normal. Las fallas normales se forman como respuesta a tensiones de extensión cortical. 14. d) La existencia de desplazamiento relativo. Ambas son fracturas de la roca, pero solo las fallas presentan desplazamiento evidente de bloques. 15. c) Gelifracción.

La gelifracción es un proceso de meteorización física o mecánica causado por la expansión del hielo. 16. c) Sistema RMR. El Rock Mass Rating (RMR) clasifica la calidad del macizo rocoso valorando resistencia, agua y fracturación. Resumen de Geología Aplicada para Ingeniería Civil 9