Geotecnia

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Geología

Del griego geos, tierra, y tecnos, arte. Es la rama de la Geología que estudia las características de los terrenos desde el punto de vista de la seguridad de las construcciones y obras de fábrica que en ellos se proyecta realizar. Este estudio se refiere a la capa superficial del terreno, en una profundidad que depende de la clase y magnitud de la obra proyectada. En él hay que determinar la resistencia y permeabilidad de las diferentes rocas que pueden encontrarse, sus posibles alteraciones, existencia y profundidad de mantos acuíferos superficiales y su influencia en las condiciones de seguridad del terreno. El campo de aplicación de esta técnica comprende el estudio de las cimentaciones de edificios, fábricas y zonas industriales; estribos de presas, tanto en lo que se refiere a resistencia del terreno, como a su impermeabilidad; cimentaciones de puentes y demás obras de fábrica; solidez del terreno en los canales, carreteras, pilas de grandes redes eléctricas, vías férreas y, en general, en todas aquellas construcciones que por su importancia requieran una solidez especial del terreno en que han de asentarse.

Es ésta una ciencia nueva, nacida hacia la segunda década del presente siglo, como consecuencia de la magnitud creciente de las obras de fábrica y de los graves problemas que su cimentación presentaba y, en esencia, es la Geología aplicada a la Ingeniería; esto es: una Geología aplicada a la capa más superficial del terreno, que es la única afectada por esta clase de obras, pero que requiere un estudio mucho más minucioso y aplicación de técnicas que no son necesarias en los trabajos geológicos normales. A pesar de su juventud, la G., con el vertiginoso proceso de crecimiento industrial, está alcanzando un rápido desarrollo, que ha de seguir en incesante aumento.

Un estudio geotécnico requiere en primer lugar un reconocimiento geológico muy detallado, especialmente en lo que se refiere a la zona superficial, para conocer las distintas rocas existentes en el área del estudio; toma de muestras de estas rocas para determinar su resistencia y, en su caso, permeabilidad y posibles alteraciones físicas o químicas que puedan modificar sustancialmente las condiciones de resistencia; estudio hidrogeológico de las capas superficiales y determinación de niveles del manto acuífero freático, con sus variaciones estacionales y perforación de sondeos para reconocimiento del manto acuífero o para estudiar permeabilidades y clases de rocas. Los mantos acuíferos a presión son normalmente profundos y no afectan a las características geótécnicas.

Este contenido pone de manifiesto las ciencias que son auxiliares de la G. En primer lugar, y como auxiliar fundamental, se encuentra la Geología pura, en sus diferentes ramas, tales como la Petrografía, Mineralogía, Estratigrafía, Tectónica y Geomorfología, que han de proporcionar un conocimiento suficientemente preciso de las formaciones existentes y de su disposición. Para el conocimiento de la resistencia de las diferentes rocas, es ciencia auxiliar la Mecánica del suelo y de las rocas. Por último, la Hidrogeología permite el estudio de permeabilidades de las rocas, existencia de mantos acuíferos freáticos y variaciones de su superficie piezométrica.

Métodos de trabajo. Son algo diferentes según sea el problema planteado que, en líneas generales, se puede incluir en uno de los tres grupos siguientes: edificaciones y zonas industriales, grandes obras de fábrica (presas y puentes) y vías de comunicación.

En el primer caso se trata de terrenos de topografía suave, frecuentemente con recubrimiento moderno, en los que interesa fundamentalmente la resistencia de los cimientos y los peligros de un manto acuífero poco profundo. Por tanto, la primera operación a realizar es la confección de un mapa geológico a escala grande y muy detallado, en el que se pongan de manifiesto las distintas rocas del sustrato con su disposición tectónica y las variaciones de composición y potencia del recubrimiento moderno. Para esto último será muy conveniente realizar sondeos, de profundidad acorde con la importancia de los cimientos que se proyecten, que al mismo tiempo informen sobre las características hidrogeológicas. Es también necesario estudiar y situar en el mapa todos los pozos, galerías, manantiales y canteras existentes en la zona. Tanto estos datos como los sondeos y todos los puntos observados, deben llevarse a un fichero lo más completo posible. Sobre-el mapa geológico o en un superponible, debe confeccionarse también, si hay lugar a ello, el mapa hidrogeológico con las variaciones de la superficie piezométrica y el sentido de desplazamiento del agua. Con las muestras de rocas obtenidas se efectuarán ensayos de resistencia y en su caso de permeabilidad. Estos datos, unidos a los de espesor del recubrimiento, permitirán confeccionar el mapa de interpretación, en el que han de establecerse las diferentes calidades del terreno, las dificultades de orden hidrogeológico previsibles a diferentes profundidades y las zonas no edificables.

En las grandes obras de fábrica, lo que fundamentalmente interesa es la resistencia de las rocas en los estribos y fundaciones; y en el caso de las presas, las filtraciones que se pueden producir en la zona del cierre. En consecuencia, hay que comenzar por un estudio geológico muy minucioso, al que deben seguir sondeos que permitan conocer las características de las rocas en profundidad y efectuar ensayos de resistencia con las muestras de roca obtenidas. En el estudio de emplazamientos de presas, deben efectuarse también pruebas de permeabilidad en los sondeos, introduciendo en ellos agua a presión y midiendo las pérdidas en las distintas zonas de la perforación.

Finalmente, en el estudio de canales y vías de comunicación, el reconocimiento geológico ha de reducirse a la estrecha faja de terreno afectada, en la que deben efectuarse estudios de resistencia del suelo, tanto a las cargas que ha de soportar, como a la erosión. En las zonas yesíferas y salinas, hay que tener finalmente en cuenta las variaciones que pueden producir las propiedades expansivas debidas a la hidratación, así como la solubilidad de las sales.

Centros de enseñanza e investigación. Ya hemos dicho que las materias en las que se basa la G. son en esencia la Geología, Hidrogeología y Mecánica del suelo y de las rocas. Estas disciplinas (especialmente la última) se estudian en España en sendas cátedras de las Escuelas Técnicas Superiores de Ingenieros de Caminos y Minas; las dos primeras con más profundidad en las secciones de Ciencias Geológicas de las Universidades. Como centros de investigación extranjeros el que más directamente nos afecta es el Departamento de Geología Aplicada del Bureau de Recherches Géologiques et Miniéres de París. En España investigan sobre G. el Inst. Geológico y Minero de España en su Departamento de G. y el Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas en su Laboratorio del Transporte y Mecánica del Suelo y en el Centro de Estudios Hidrográficos, así como diversos departamentos del CSIC y las Universidades.

Lo relativamente reciente de la sistematización de estas técnicas hace que sean todavía escasas sus manifestaciones internacionales. Sin embargo, en septiembre de 1966 tuvo lugar en Lisboa el Primer Congreso Int. de Mecánica de las Rocas. En España está constituida la Soc. Española de Mecánica del Suelo y Cimentaciones.

En Iberoamérica se ha iniciado también el estudio y aplicación de la G. Conceptos básicos sobre estas materias se imparten en las Univ. de Caracas y de México, y especialmente en esta última nación existen los siguientes Centros en los que, en las dependencias que se mencionan, se investiga sobre cuestiones de G.: Univ. Autónoma de México, Inst. de Geología, Departamento de Geología Aplicada; Secretaría de Recursos Hidráulicos, Consultorio General; y Comisión Federal de Electricidad, Dirección General de Geología.

Artículos sobre esta especialidad ven la luz en las publicaciones del Bureau de Recherches Géologiques et Miniéres de París y en España en la Revista de Obras Públicas y en las publicaciones del Inst. Geológico y Minero de España.

A. ALMELA SAMPER.

BIBL.: D. P. KRYNINE y W. R. JUDD, Principios de Geología y Geotecnia para Ingenieros, Barcelona 1961; M. R. ECHEVARRÍA, Geotecnia-Mapas Geotécnicos, "Notas y Comunicaciones del Inst. Geol. y Min. de España", 97-98, Madrid 1967.