ciclogeologico

Mapa del planeta Tierra. National Geographic.

MANUAL DE GEOLOGIA

PARA INGENIEROS

Cap 01

EL CICLO

GEOLGICO

GONZALO DUQUE

ESCOBAR

1.1 SOBRE LA GEOLOGIA

La Geologa es la ciencia que estudia el planeta Tierra en su conjunto, describe los

materiales que la forman para averiguar su historia y su evolucin e intenta comprender la

causa de los fenmenos endgenos y exgenos. La unidad de tiempo en geologa es el

milln de aos.

El estudio de la Tierra de manera aislada fue objeto de inters en la antigedad, pero la

Geologa como ciencia se inicia en los siglos XVII y XVIII obteniendo su mayor desarrollo

en el siglo XX, donde diversas ramas de la Geologa se encargan del anterior propsito.

El escocs James Hutton (1726-1797) es considerado el primer gelogo moderno, por sus

conferencias "Teora de la Tierra para la Sociedad Real de Edimburgo" presentadas en

1785. En su ponencia, sostiene que la Tierra debera ser ms antigua de lo que se

supona, pues no de otro modo las montaas pudieron erosionarse y los sedimentos

formar en el fondo del mar las nuevas rocas que luego afloran a la superficie, donde se

convierten en tierra seca; Hutton publica estas ideas en 1788, y luego una versin de las

INTRODUCCION A LA GEOLOGIA

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mismas en dos volmenes, bajo el ttulo Theory of the Earth (1795), con las cuales

cambia radicalmente la percepcin de la edad de la Tierra y el ciclo de las rocas.

Ms adelante el britnico Charles Lyell (1797-1875) publica su famoso libro Principios de

geologa (1830) donde reafirma las anteriores ideas de que la Tierra era el resultado de

procesos geolgicos lentos y graduales, como: erosin, movimientos ssmicos,

vulcanismo e inundaciones, teora Uniformita opuesta a la tesis del Catastrofismo segn

la cual la el modelado de la Tierra se habra dado como consecuencia de grandes

catstrofes.

Posteriormente en la segunda mitad del siglo XIX, hubo varias estimaciones basadas en clculos y en modelos fsicos: una, de esa poca en la cual el proceso de fusin nuclear no era conocido, soportado en la evolucin estelar que justificaba el dimetro e intensidad actual del Sol, a partir de la contraccin gravitacional de la nebulosa de gas y polvo primognita; otra, partiendo de una supuesta separacin de la Tierra y la Luna ocurrida al comienzo de su existencia cuando ambas eran masas lquidas, en la que usaba modelos de friccin mareomotriz; y una ms que estimaba el ritmo al cual los ocanos habran acumulado sal, mediante procesos erosivos. Todas ellas estimaron de forma separada la edad de la Tierra, desde varias decenas de millones hasta cien millones de aos.

Pero en el siglo XX, gracias a la datacin radiomtrica, un nuevo mtodo que permite

asignar edades absolutas a las rocas en millones de aos, al estimar inicialmente la edad

de Tierra en dos mil millones de aos, se abren otras perspectivas que desembocan en

nuevas teoras sobre los procesos geolgicos que han dado forma al planeta.

Actualmente sabemos que la edad de la Tierra es de unos 4470 millones de aos, y que

la de los fsiles ms antiguos se remonta a tan solo 3800 millones de aos.

La teora de la tectnica global o de placas de los aos 60 ofrece hoy explicaciones

plausibles a la mayora de los fenmenos y hechos geolgicos tales como la formacin de

montaas, ocanos, localizacin de volcanes y epicentros ssmicos, etc., quedando sin

embargo algunos puntos oscuros por resolver. En la actualidad las ciencias geolgicas

estn adquiriendo mayor importancia para enfrentar la escasez de materias primas y

energticas y los problemas ambientales. Esto exige el conocimiento profundo de la

geologa del terreno y el concurso de personal especializado en geologa, geotecnia,

geofsica y geoqumica, entre otras disciplinas y profesiones.

Los estudios geolgicos son tambin necesarios en obras de ingeniera civil, como

presas, autopistas y edificaciones y sobretodo en los trabajos relacionados con el

ordenamiento del territorio y la conservacin del medio ambiente.

Para ilustrar los temas de los cuales trata la geologa fsica, una buena herramienta es el

ciclo de las rocas, el cual permite describir los principales fenmenos a los cuales estn


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sometidos las rocas y los suelos. Este enfoque de la geologa fsica servir tambin como

introduccin al presente texto.

1.2 CICLO DE LAS ROCAS

Figura 1. El ciclo de las rocas. El magma se transforma en rocas gneas y de stas pueden generarse sedimentos, rocas sedimentarias o rocas metamrficas. Las rocas gneas y sedimentarias dan origen a las rocas metamrficas y stas al magma. Tomado de Geologa Fsica, Leet y Judson.

El magma da origen a las rocas gneas y stas (u otras) dan origen a los sedimentos; por

su parte los sedimentos consolidados dan origen a las rocas sedimentarias. Pero las

rocas sedimentarias (y las gneas) dan origen a las rocas metamrficas y stas a su vez

pueden fundirse para producir magma. El ciclo tambin puede interrumpirse, como se

ilustrar en la siguiente figura, con procesos que adelante se describen.

1.2.1 El magma. Es un fluido rocoso incandescente compuesto principalmente de

minerales tipo silicatos y xidos fundidos.

La Tierra est compuesta por un ncleo interior caliente, un manto que lo envuelve y una

corteza exterior. La corteza que envuelve la Tierra slida est compuesta por placas

tectnicas de ambiente continental y ocenico.

El magma se produce por debajo de la corteza y en el manto exterior del planeta, donde

los materiales estn sometidos a un flujo plstico de naturaleza convectiva. As, el magma

es un fundido natural a alta temperatura en el que participan principalmente 8 elementos:

oxgeno (O8), silicio (Si14), aluminio (Al13), hierro (Fe26), calcio (CA20), sodio (Na11), potasio

(K19) y magnesio (Mg12).


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1.2.2 La cristalizacin. Por el enfriamiento del magma se forman diminutos cuerpos

slidos llamados minerales que tienen la tendencia a formar cuerpos cristalinos, por sus

formas espaciales regulares de materia qumicamente homognea.

Esas estructuras, fruto de la cristalizacin de soluciones magmticas, son el resultado de

la unin elctrica de tomos, iones y molculas, en un estado energtico mnimo de

mximo orden.

En ocasiones el producto de la solidificacin es amorfo, es decir, cuando los tomos,

iones y molculas del cuerpo no manifiestan una disposicin regular.

Deben destacarse adems minerales con formas granulares, laminares y fibrosas, y

disposiciones de minerales alineados y cruzados, en un espacio tridimensional. Estos

aspectos son determinantes en el comportamiento mecnico de las rocas.

Por la compleja composicin qumica del magma su cristalizacin no es uniforme sino

fraccionada. Como las rocas que se derivan del magma tienen componentes minerales

principalmente del grupo de los silicatos, conforme desciende la temperatura en el

fundido, se forman silicatos en el orden siguiente:

Primero los ferromagnesianos y las plagioclasas clcicas, seguirn el feldespato potsico,

la moscovita y por ltimo el cuarzo (consideraremos el cuarzo como silicato y no como

xido). Esto se conoce como la serie de cristalizacin de Bowen.

Las rocas estn formadas por minerales; las texturas de las rocas gneas dependen del

tamao, forma y disposicin de los minerales que las componen, pero dicho tamao

depende de la velocidad de enfriamiento del magma; si el enfriamiento es lento, el mineral

es grande y la textura ser fanertica (granulada); si el enfriamiento es rpido, los

minerales sern pequeos resultando la textura afantica; una textura combinada por

cambios de velocidad de enfriamiento, en la que se muestran minerales grandes dentro

de una matriz de minerales finos, es la textura porfidtica.

1.2.3 Rocas gneas. En la Tierra existen dos ambientes geogrficos de formacin de

rocas gneas: el ocenico y el continental; por regla general en el ocenico estas rocas

son ricas en minerales ferromagnesianos y se denominan rocas bsicas o ultrabsicas y

en el ambiente continental son ricas en minerales con abundancia de slice y aluminio y se

llaman rocas cidas. Estas denominaciones se dan en funcin de la composicin qumica

de las rocas.

Segn la profundidad de formacin, las rocas pueden ser plutnicas, cuando provienen

del magma que se ha enfriado en el interior de la corteza; o volcnicas, cuando el magma


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se ha enfriado sobre ella. Tambin puede ocurrir que el magma se enfre prximo a la

superficie, pero no sobre ella, conduciendo a rocas hipoabisales.

Las plutnicas son de textura fanertica, las volcnicas de textura afantica, y las

hipoabisales de textura porfidtica dado que su formacin condiciona la textura a travs de

la velocidad de enfriamiento.

Figura 2. Relieve de los Fondos Ocenicos: se observan las dorsales ocenicas (do), las fallas transformantes (ft), las llanuras abisales (lla) y fosas submarinas (fs), as como los arcos de islas (ai) y continentes emergidos (ce). Fuente La Tierra Planeta Vivo, Salvat..

Las principales rocas gneas son el granito, entre las plutnicas, y el basalto entre las

volcnicas; por regla general la primera de ambiente continental y la segunda de ambiente

ocenico. En la Cordillera Central son frecuentes los granitos y en la occidental los

basaltos.

1.2.4 Meteorizacin, erosin y transporte. Los sedimentos se explican por la

meteorizacin, la erosin y el transporte de los materiales que conforman la corteza de la

Tierra. La denudacin es un proceso nivelador por el cual las rocas de los espacios de

erosin nutren los espacios de sedimentacin. Semejante proceso se corresponde con

fuerzas de degradacin de la superficie del planeta, a las que se oponen fuerzas de

agradacin que reconstruyen el relieve.

La meteorizacin o intemperismo, como condicin previa a la erosin y al transporte, es la

alteracin del material rocoso expuesto al aire, la humedad o al efecto de la materia


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orgnica; existen dos tipos de meteorizacin: la mecnica, que alude a la desintegracin

del material y la qumica, a su descomposicin. Hay otras formas de alteracin que no son

meteorizacin, como la alteracin tectnica y la hidrotermal de importancia en el ambiente

andino.

Productos del intemperismo son: gravas, arenas, limos y arcillas, adems de soluciones

silceas, carbonatadas y ferruginosas, entre otras. Estos materiales explican

posteriormente la formacin de los suelos de cultivo, tambin los suelos residuales, los

suelos transportados y las rocas sedimentarias, todos ellos gracias a la meteorizacin que

supone la destruccin de las rocas y minerales expuestos sobre la superficie debido a las

fuerzas exgenas.

La erosin es el proceso de desprendimiento de las unidades alteradas de la roca merced

a agentes como el hielo, el agua y el viento; la gravedad no lo es. Estos mismos agentes

ocasionan luego el transporte de los materiales desprendidos, para formar los depsitos

sedimentarios, aprovechando la energa proveniente de la gravedad y del Sol.

1.2.5 Sedimentos. Son materiales rocosos, organismos muertos, sustancias qumicas y

otras sustancias acumuladas, fruto de la meteorizacin y alteracin de las rocas, por la

precipitacin de elementos disueltos en la hidrosfera o la acumulacin de materia

orgnica en un medio continental o marino.

Los procesos de denudacin de la corteza suponen la erosin de masas emergidas. La

energa la provee la gravedad y los movimientos de la tierra fluida a causa de la radiacin

solar, fuerzas sin las cuales no es posible el transporte de materiales por medios como

aire y agua. Segn el agente que lo transporta, el depsito recibe el nombre de coluvial,

aluvial, elico o glaciar; y segn el lugar donde se encuentre, el depsito recibe el nombre

de palustre, marino, lacustre o terrgeno.

Algunos ambientes sedimentarios estn situados dentro de los continentes como ocurre

con el medio fluvial formado por la acumulacin de partculas en el lecho y a ambos lados

de los ros, principalmente durante las crecidas, o el medio lacustre originado por el

material sedimentado en el fondo de los lagos. Otros ambientes se localizan en zonas

costeras y sus aledaos, entre los cuales citamos las playas y los deltas formados por

sedimentos del ro cuando termina su curso. Es, sin embargo, en el mar donde suelen

darse los mximos espesores de sedimentos ya sobre la plataforma continental, sobre el

talud continental o en la desembocadura de los caones submarinos. El espesor de los

sedimentos en las llanuras abisales es pequeo, para desaparecer en las vecindades de

las dorsales.


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1.2.6 Diagnesis y litificacin. Cuando los sedimentos son sepultados tiene lugar todo

tipo de procesos qumicos y fsicos que pueden conducir a modificaciones bastante

radicales del material original. Con el trmino diagnesis se cubren todas esas

transformaciones ocurridas a temperaturas y presiones relativamente bajas, en zonas no

muy profundas por debajo de la superficie de la Tierra. Los tres procesos diagenticos

son la cementacin, la consolidacin-desecacin, y la cristalizacin.

Quizs el efecto ms obvio de la diagnesis sea la transformacin de partculas sueltas,

sin consolidar, en una roca sedimentaria compacta y dura. Este es slo uno de los

aspectos de la diagnesis que se denomina litificacin y como ejemplo de ella est la

conversin de arenas en areniscas, arcillas en arcillolita y turbas en carbn.

La consolidacin y la desecacin son los dos componentes esencialmente independientes

de la diagnesis, el primero es de carcter fsico mientras el segundo es ms qumico que

fsico, pero uno y otro en general avanzan paralelamente a lo largo de la diagnesis.

La consolidacin-desecacin es un proceso que se explica con la litificacin de las

arcillas, cuyo producto final puede ser una roca sedimentaria llamada arcillolita; gracias a

presiones litostticas este material poroso e impermeable disminuye ostensiblemente su

volumen, pierde agua y se endurece.

La cementacin es el proceso clsico de litificacin de las arenas, tras su acumulacin,

por el cual se forma la roca sedimentaria llamada arenisca, donde la arena porosa y

permeable admite coloides cementantes y soluciones con aglutinantes qumicos.

La cristalizacin se da, por ejemplo, en algunos depsitos de naturaleza calcrea, donde

los intercambios inicos producen el endurecimiento de la materia gracias a fenmenos

de neocristalizacin y recristalizacin, obtenindose como producto una roca sedimentaria

del tipo caliza. Para algunos autores este proceso queda comprendido dentro del

fenmeno de la cementacin cuando se asume como proceso eminentemente qumico.

1.2.7 Rocas sedimentarias. Las rocas sedimentarias ms importantes por su

abundancia y en su orden, son: la lutita, la arenisca y la caliza. Aunque las rocas

sedimentarias constituyen una proporcin muy pequea del volumen de la corteza de la

Tierra, son altas las posibilidades de encontrarlas en la superficie, donde tres cuartas

partes de las rocas expuestas son sedimentarias. La Cordillera Oriental colombiana es

fundamentalmente de naturaleza sedimentaria.

Como los procesos que conducen a la formacin de rocas sedimentarias estn en

funcionamiento en nuestro entorno, el examen de ste da los indicios de su formacin. Si

el entorno es costero, los sedimentos son variados y se van acumulando y sepultando

para formar rocas. En un pantano de sal los sedimentos son de grano muy fino (lodos) y


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en la playa el sedimento es de grano arenoso; estos dos escenarios muestran aguas

tranquilas y entornos de alta energa y turbulencia respectivamente, que condicionan la

calidad de la roca.

Los diferentes tipos de rocas sedimentarias se relacionan a su vez, no slo con los

procesos de meteorizacin, sino tambin con la zona climtica en que se formaron y con

las diferentes partes del ambiente tectnico sobre las cuales pueden estar operando los

procesos superficiales. Pero lo ms caracterstico de las rocas sedimentarias es su

disposicin en capas o estratos, donde el conjunto muestra algunos tipos de estructuras

que reflejan el ambiente de formacin.

Volviendo a las rocas ms frecuentes, tenemos que la lutita proviene de las arcillas y

limos depositados en mares, lagos o lagunas; que la arenisca proviene de arenas, por

regla general cementadas con minerales como calcita, dolomita y cuarzo; que las calizas

son rocas de naturaleza calcrea, de origen qumico u orgnico. Adems, si las rocas

sedimentarias como areniscas, lutitas y conglomerados (rocas clsticas) se forman

fundamentalmente por la acumulacin de partculas provenientes de otras rocas, tambin

se forman rocas sedimentarias con materiales depositados que no son partculas de rocas

transportadas mecnicamente, sino que pueden ser, o bien precipitados de disoluciones

acuosas como es el caso de los yesos y sales, o bien rocas que se forman por la accin

de organismos, como es el caso de los arrecifes, o por acumulacin de caparazones de

organismos muertos como muchas calizas.

1.2.8 Metamorfismo. Es el cambio de una clase coherente de roca en otra, gracias a un

proceso que se da por debajo de la zona de sedimentacin e intemperismo pero sobre la

zona de fusin o produccin de magma. Los agentes del metamorfismo son tres, y al

menos dos de ellos siempre estn presentes: temperatura, presin y fluidos qumicamente

activos. Las nuevas rocas as originadas sufren en la transformacin mecnica, qumica o

qumico-mecnica un cambio en su estructura o en su composicin mineral sin que vare

la qumica global.

Existen tres series bsicas de rocas metamrficas: en las zonas en las que la presin es

mucho ms elevada que la temperatura, donde se formarn rocas de alta presin; en la

zona en que la temperatura es mucho mayor que la presin, donde se formarn rocas

metamrficas de alta temperatura, finalmente, si en el lugar de formacin la presin y la

temperatura estn equilibradas, darn a lugar a rocas de presin y temperatura

intermedia.

Las zonas que pueden dar lugar a rocas metamrficas son variadas y pueden estar tanto

en el ambiente continental como en el ocenico. La Cordillera Central colombiana tiene un

basamento fundamentalmente de constitucin metamrfica. En la base de la corteza


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ocenica, algunas rocas podran sufrir metamorfismo; en las dorsales se da una mayor

temperatura gracias al ascenso del magma, favoreciendo la formacin de rocas

metamrficas. Las zonas de subduccin tambin son ambientes propicios, como lo son a

su vez las partes inferiores de la corteza continental o los espacios vecinos en las

inmediaciones de las intrusiones gneas que sufre la corteza superior al ascenso de

magmas.

1.2.9 Rocas metamrficas. En la corteza la temperatura aumenta en promedio 33 C

por Km. (1 C por cada 30 metros de profundidad), y la presin unas 1000 atmsferas

cada 3 Km. (1 atmsfera cada 3 metros), por lo que a ms de 200 C y 2000 atmsferas

(6000 metros) se forman rocas metamrficas como las granulitas, eclogitas, gneises y

esquistos. Algunas rocas son de alta temperatura y baja presin (dorsales ocenicas), o

baja temperatura y alta presin (zonas de subduccin).

El entorno ms frecuente en el que las rocas metamrficas estn disponibles para el

hombre, es la cadena montaosa en donde la erosin de una parte temporalmente

engrosada de la corteza continental expone rocas gneas y sedimentarias que antes

estuvieron profundamente sepultadas pudiendo sufrir cambios mineralgicos en respuesta

al incremento de presiones y temperaturas. Si se tratara de una roca sedimentaria que ha

sufrido metamorfismo, tras un posterior proceso de meteorizacin que altere su

composicin qumica, con la presencia de agua pueden producirse silicatos hidratados y

dixidos de carbono para generar carbonatos.

Ms si el metamorfismo de las rocas sedimentarias comprende la produccin de vapor de

agua, dixido de carbono y otras sustancias gaseosas excedentes, el metamorfismo de

las rocas gneas incluye por lo general la absorcin retrgrada de los voltiles sealados,

que son tomados de las masas sedimentarias que acompaan el proceso.

Al clasificar las rocas metamrficas es indispensable describir la roca en trminos de su

textura y su composicin qumica, as como de su mineraloga. Estos tres parmetros

tienden a ser aplicados genticamente, aunque pocas veces se pueda, decidir si una roca

es metamrfica, gnea o sedimentaria, pero s con mejor aproximacin si ella es gneo-

metamrfica o sedimentario-metamrfica, ya en atencin a las facies minerales, a la

textura que proporciona una valiosa escala de tcnicas o a los distintos contextos que

facilitan la asociacin.

Con alguna aproximacin, las principales rocas metamrficas son: a partir de la lutita, y

conforme aumenta la presin y la temperatura, la pizarra, la filita, el esquisto y el

paragneis; a partir de la arenisca (cuarzosa), la cuarcita; a partir de la caliza, el mrmol; a

partir del basalto (o rocas afines), que es la vulcanita ms abundante, la serpentina y la

anfibolita, y a partir del granito, que es la roca plutnica ms abundante, el ortogneis.


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1.2.10 La fusin. Si pudiramos ver el ms espectacular de los fenmenos naturales,

una erupcin volcnica, obtendramos la evidencia directa de la existencia de material

rocoso fundido que surge del interior del planeta. El calor del interior de la Tierra es una

consecuencia de su proceso de formacin. Al observar la superficie del planeta son

evidentes las transformaciones de su superficie: volcanes y terremotos coinciden y se

extienden sobre las jvenes cordilleras como una expresin en superficie de los procesos

dinmicos que convulsionan al planeta en su conjunto.

El colapso gravitacional de la nube de gas primognita dej como herencia la energa de

acrecin y la rotacin del planeta. Su forma esfrica por accin de su propia gravedad, es

el resultado de una masa que ha sobrepasado cierto lmite. A su vez la masa de gas y

polvo primognita vena siendo el fruto de materia reciclada en el interior de los astros en

donde se cocieron elementos de diferente nmero atmico, incluyendo la formacin de

elementos radiactivos.

La sismologa es el mtodo geofsico ms revelador en lo que a contraste estructural en el

interior de la Tierra se refiere. El estudio de la gravedad tambin proporciona interesantes

observaciones, pues sus cambios reflejan faltas de homogeneidad laterales en la masa

del interior del planeta. El magnetismo y paleomagnetismo de las rocas ha contribuido en

mayor grado a la aceptacin general del concepto de tectnica de placas. Si a estos datos

se agregan los beneficios de la geoqumica y la astrofsica, podremos concluir en modelos

fsicos que expresen las capas ms internas de la Tierra con su correspondiente

composicin estimada a partir de istopos.

Por razones trmicas y de presin, a gran profundidad las rocas son susceptibles de

transformarse en magma. Un descenso de la presin obliga a la fusin de los materiales

que a gran profundidad estn sometidos a elevadas temperaturas. Por el gradiente

geotrmico, en los primeros km. de la corteza, la temperatura es extremadamente alta,

pero la presin ser suficiente para que las rocas estn en su fase slida; se requieren

sismos y movimientos de la corteza para que se despresurice el medio y as, las rocas por

calor se fundan.

Otras fuentes de energa para la fusin de las rocas las proveen las corrientes de conveccin del manto, la friccin entre placas tectnicas y la presencia de elementos radiactivos. 1.3 LAS GEOCIENCIAS Y EL DESARROLLO DE COLOMBIA

a- Nuestra riqueza:


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Colombia, es un pas tropical que sobresale por sus riquezas culturales y naturales, dada la variedad de escenarios geogrficos y su biodiversidad: con riesgo de mantener ese privilegio ocupamos el segundo lugar en biodiversidad en el mundo, puesto que, adems de una tasa de deforestacin del orden de 300 mil hectreas anuales, hemos cado en riqueza hdrica del cuarto puesto al dcimo sptimo entre 2000 y 2007, y al vigsimo cuarto en 2013; adicionalmente, 14 millones de colombianos no tienen acueducto y otros 19 millones carecen de alcantarillado.

Iniciando la dcada, Colombia ocupaba el puesto 8 en produccin de carbn, y el puesto 21 en produccin de oro. Sus reservas indicadas de carbn se estiman entre 17 mil y 26 mil Millones de ton, 7 mil a 6,6 mil Millones de ellas medidas (8% a 10% ubicadas en la regin andina), para una produccin anual de 73.5 M ton. Segn la Unidad de Planeacin Minero Energtica UPME del Ministerio de Minas y Energa, cerca del 90% de los recursos y reservas carbonferas de Colombia se localizan en la Costa Atlntica, mientras los carbones coquizables, aptos para la metalurgia, estn en el centro y oriente de la regin andina, zona donde tambin existen semiantracitas y antracitas para usos industriales.

Imagen 1: Distritos Carbonferos de Colombia: Ubicacin y valoracin del recurso en millones de toneladas MT, segn el Plan de Desarrollo del Subsector Carbona 1999-2010. Fuente. UPME

2013.

El carbonfero de Antioquia, que se extiende hasta Quincha y Riosucio es una extensa cuenca con reservas medidas de 90 MT, en la quede sobresale la subzona de Amag Sopetrn, y dentro de ella el sector Amag-Venecia-La Albania. Hoy la produccin de este carbn sub-bituminosos tipo A, supera el milln de toneladas por ao.


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Entre 200 y 2012 el PIB minero-energtico de Colombia, creci cerca de 6,7 veces: en 2012, cuando la cuanta lleg a cerca de U$ 55.400 millones: la participacin mostr al Petrleo (67%) en primer lugar, lugar Gas (14%) y Electricidad (13%) en un segundo puesto, y luego el Carbn (35), los minerales metlicos (1,5%) y los minerales no metlicos (1,5%), en tercer lugar.

La Inversin Extranjera Directa en el sector minero-energtico, que en 2000 fue cercana a U$ 1.200 millones y en 2012 casi lleg U$ 16.000 Millones, mostr una participacin que creci diez veces en IED de Colombia, al pasar del 6% al 60% entre 2000 y 2011.

En el quinquenio 2000-2005, la produccin media anual de los diez principales renglones del sector minero, segn la UPME, fue: Oro, 33000 kg; Platino, 798 kg; Cobre, 8030 kg; Ferro-nquel, 43264 ton; Mineral de hierro, 625200 ton ; Sal terrestre, 191200 ton; Sal marina, 309200 ton, Esmeraldas, 7496 Kquil; Carbn, 47 MT ; Calizas, 9391 MT.

En el ao 2012, la participacin del sector minero-energtico que en el 2000 representaba el 8% del PIB, pas al 14,8%, mientras que para ese mismo perodo los hidrocarburos, pasaron del 4% del PIB al 9%. Mientras que su participacin en las exportaciones durante ese lapso de 12 aos fue del 48%, en 2012, cuando las ventas alcanzaron el 66%, los renglones que mas aportaron fueron: Petrleo U$ 31.398 Millones, Carbn U$ 8.873 Millones y Electricidad U$ 92 Millones.

El pas no es petrolero: en hidrocarburos, de conformidad con su actual ritmo de explotacin en un milln de barriles por da, Colombia tiene reservas de petrleo para 6,6 aos y de gas para 15,5 aos. Mientras al finalizar 2013 el balance de reservas de crudo fue de 2.445 millones de barriles, las de gas se situaron en 6.409 tera pies cbicos (TPC).

Ubicada en la interface de las Amricas, Colombia cuenta con una fraccin de rbita geoestacionaria, y posee dos ocanos, con sus 2.900 km de costa, territorios insulares arrecifes de coral, cinagas y manglares; tambin, con tres cordilleras, con sus altiplanos, sabanas valles interandinos, multitud de cuerpos de agua, variedad climtica, selvas hmedas y secas, paramos, ros y algunas de las zonas ms lluviosas del planeta. En la altillanura oriental y en la costa norte, posee entre otros, valiosos recursos energticos. La produccin aurfera en Colombia, tambin ha sido notable: de 1994 a 2012 cuando el precio del metal crece ms de nueve veces, la produccin pasa de 20,8 ton a 49,1 ton anuales. En 2010 el pas, con una produccin anual de 53,6 ton equivalente al 1,2% de la produccin mundial, ocup el puesto dcimo noveno entre los mayores productores de oro del orbe. A partir de informacin de Ramn Javier Mesa Callejas (2013), Investigador de la Universidad de Antioquia, entre las problemticas del sector minero, estn la falta de control ambiental, falencia que incluye actividades en reas protegidas, y la falta de proteccin y seguridad para los trabajadores, mxime cuando la mayor proporcin de las empresas cuenta con menos de 6 trabajadores y 1 de cada 4 hace aportes de salud, y la ilegalidad, puesto que entre 2008 y 2010, en 44% de los municipios del pas ha existido


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minera ilegal o de hecho. Los departamentos de Crdoba (86%), Boyac (69%), Risaralda (64%), Quindo (62%), Valle del Cauca (55%), Caldas (52%) y Antioquia (46%) tienen el mayor porcentaje de municipios con esa problemtica, la que afecta en mayor proporcin la explotacin de materiales de construccin, y luego en del oro y del carbn mineral. Pero desde el punto de vista econmico, la verdadera riqueza de una Nacin, no radica en la disponibilidad y abundancia de materias primas, sino en la capacidad que tenga de transformarlas, incorporndoles valor agregado, una tarea que ni siquiera hacemos con el Caf a pesar de haber desarrollado un clster pero slo centrado en la produccin del grano. Segn Mesa Callejas, en 2013, as como en el sector agropecuario el caf represent el 7%, en el sector minero y de los combustibles, el 96% estuvo representado por petrleo (76%) y carbn (20%).

b- El desafo

El camino para construir la paz en Colombia, exige el ejercicio de un pensamiento crtico para resolver la inequidad, democratizar la democracia y dignificar la sociedad. El desarrollo sostenible de Colombia exige, adems de ms y mejor educacin con C&T para cerrar la brecha de productividad y facilitar el empleo, atender la oferta y demanda ambiental (natural y cultural) del pas, para lo que se sugieren una segunda expedicin botnica y una segunda misin corogrfica. Si el retraso rural es abrumador, tambin lo es la obsolescencia del sector industrial en Colombia. El pas requiere aprovechar de forma sostenible sus recursos renovales, y lograr su transformacin incorporndoles valor agregado en lugar de apostarle a la reprimarizacin de nuestra economa, al igual que con otros recursos no renovables donde urge implementar formas de explotacin con responsabilidad ambiental, deben aplicarse modelos de desarrollo que prevengan enclaves econmicos y prcticas mineras y petroleras soportadas en polticas empresariales de exclusin social. Esto, dado que con la bonanza minera el precio del vil metal ha venido opacando el valor fundamental de las aguas, la biodiversidad y la cultura ancestral, en ciertas formas y situaciones. Si la amenaza del cambio climtico y la explotacin insostenible de recursos acechan, cuando la exploracin avanza por todos los rincones de la geografa colombiana, obliga a prevenir las consecuencia de una minera extractiva, en la que el oro y los hidrocarburos por cobra valor estratgico, y se convierten en objetivos clave para el crecimiento econmico. De ah la importancia de comprender integralmente dichos recursos, para lograr implementar procesos de extraccin, transformacin y mercadeo, sin generar conflictos de soberana de Colombia, atropellar comunidades, deteriorar el medio ambiente y comprometer el recurso hdrico, el suelo y la biodiversidad que son el patrimonio de la nacin, si lo que deseamos es el desarrollo. En Colombia, donde la Ley ambiental y las polticas pblicas ambientales se han acoplado ms a los desafos del mercado que a los retos de un desarrollo sostenible: agua y suelo,


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como soporte de la biodiversidad, son considerados recursos y no un patrimonio inalienable; adems, habr que aadir que, en la perspectiva temporal, no basta la redistribucin del ingreso y de la riqueza, si la poltica es el desabastecimiento, ni el crecimiento econmico si no se le da primaca de la formacin del capital social. Finalmente, hoy, cuando en nombre del desarrollo, ciertas reas sensibles ecolgica y culturalmente vitales para algunas comunidades, se han visto amenazadas por proyectos mineros, macroproyectos y conflictos entre uso y aptitud del suelo, no podemos olvidar que la Tierra es un planeta vivo, en el que nuestras relaciones con ella, slo son la consecuencia de las interacciones entre dos sistema complejos: el natural y el social. 1.4. DESARROLLO MINERO-ENERGTICO DE CALDAS *

Imagen 2: Mapa Geolgico del Departamento de Caldas. Fuente:

http://godues.files.wordpress.com/2012/11/71d45-caldas_2.gif

Ahora que Caldas retoma la senda perdida en el desarrollo hidroenergtico con El Edn y Miel II, al declinar la bonanza del oro, carbn y petrleo para la Colombia minera, e iniciar el quinquenio de la infraestructura por las inversiones en curso para carreteras, lneas frreas, aeropuertos y la navegacin del Magdalena, veamos las problemticas y potencialidades de la ecorregin con los desafos, grandes ventajas y tareas por resolver, para un desarrollo de industrias pesadas destinadas a transformar la riqueza del


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subsuelo, aprovechando el recurso minero relacionado con el oro de Marmato, las calizas de Victoria, y el manganeso de Apa, haciendo uso de la posicin geoestratgica del territorio, del potencial multimodal en La Dorada y de nuestros recursos energticos. Para entrar en la materia, algo sobre los dos escenarios privilegiados de la ecorregin para implementar industrias qumicas de base minera: por el poniente, el Corredor del Cauca entre La Virginia y La Felisa, cuenta con el carbn de la cuenca carbonfera de Antioquia que se extiende hasta Quincha y Riosucio, pero depende para su viabilidad de un sistema frreo eficiente como medio de transporte y debe resolver su balance deficitario en agua. Y por el naciente, La Dorada, aunque el recurso hidroenergtico e hdrico excedentario, y la hidrova del Magdalena la favorecen, tambin requerira del Ferrocarril Cafetero entre La Dorada y el Km 41 cruzando la cordillera, para resolver el suministro de materas primas al integrar la Regin Andina, y encontrar la salida de productos transformados a la cuenca del Pacfico. Como punto de partida, del trabajo del ilustre Maestro e Investigador Gabriel Poveda Ramos, Propuesta de un Plan Minero- Industrial de Caldas 2006-2016, tomar algunos elementos, donde al citar el Inventario minero nacional Ingeominas (2000), advierte sobre la carencia de estudios serios de cuantificacin de reservas, y condiciona los proyectos a los costos del transporte y de la energa disponible. Poveda Ramos rescata la existencia de filones de oro que califica de interesantes, en Manizales, Manzanares, Marmato, Riosucio y Supa, y agrega que de las jaguas de los beneficios y de las gangas de las explotaciones de estos y otros lugares, caso Pensilvania y Saman, se podra obtener apreciables cantidades de sulfuros de zinc, de plomo, de hierro, de cobre, de antimonio y de arsnico, o zinc metlico y sus derivados. Aade que previamente habr que cuantificar y caracterizar las cantidades de materias primas existentes en las escombreras aurferas y que se generan en las minas, para asegurar suficiencia alimentando una planta de produccin de zinc metlico y xido de plomo. Sobre el manganeso de Apa y Viterbo, el eminente Investigador tambin seala que en dicho Inventario no se mencionan estas minas, califica el yacimiento minero-metlico como el ms importante de Caldas, y considera su eventual aprovechamiento de mucho inters para el Plan Minero-Industrial. Similarmente, anota que tal compilacin del Ingeominas no precisa la existencia de arenas silceas de alta pureza en cuarzo (SiO2), existentes en Pueblo Rico y el Valle del Cauca, y posiblemente en el distrito minero Riosucio-Supa-Quincha, las que podran explotarse y complementarse con otras de Antioquia y Tolima para implementar industrias de transformacin, garantizando un proyecto a 20 aos para tres importantes productos: silicato de sodio, slice-gel y carburo de silicio. Adicionalmente y entre los principales prospectos para el Plan Minero de Caldas, el Doctor Gabriel Poveda considera los materiales calcreos, al anunciar que parece inferirse una inmensa cadena de yacimientos de calizas en el oriente caldense, que parte desde el centro de Tolima y llega al nordeste de Antioquia, cuyos mayores prospectos requieren ser ubicados y aforados, al igual que los existentes en la otra vertiente de la


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cordillera entre Manizales y Aguadas. Al respecto recomienda un programa para inventariar los yacimientos de caliza y mrmol de las dos franjas calcreas que recorren a Caldas de sur a norte: la de La Victoria-La Dorada-Ro La Miel, y la de Neira-Aranzazu-Salamina, aforando su calidad, dispersin y cantidad, para proveer de materias primas en un horizonte de 20 aos como mnimo, una industria de carburo y fosfatos fertilizantes que en un plano de mayor nivel de desarrollo dara origen a plantas de acetileno, cianamida, cloruro qumicamente puro y cemento.

Ref: Gonzalo Duque-Escobar; La Patria. Manizales, 8-12-2014. Imagen. Mapa geolgico de Caldas. Ingeominas.

--- Lecturas complementarias: Ciencias naturales y CTS. El conocimiento es producto de una prctica humana con reglas establecidas y las ciencias naturales cuyo objeto es el estudio de la naturaleza, no afirman cmo es la naturaleza, sino que explican lo que observamos en ella. Aqu nos ocupamos de las ciencias naturales: el dominio de los sistemas rgidos comprende las ciencias fsicas y parcialmente las ciencias de la vida, pero no las ciencias del comportamiento y las ciencias sociales, que son del dominio de los sistemas flexibles. La ciencia a su vez, diferencia la ciencia bsica de la aplicada, siendo sta ltima la aplicacin del conocimiento cientfico. La Tecnologa surge entonces al incorporar nuevas ideas cientficas a las actividades prcticas de la produccin, a la tcnica. Otro elemento fundamental a considerar en las relaciones entre ciencias naturales, tecnologa y sociedad, es el de las nuevas tendencias: la Globalizacin de la economa, Las Restricciones Ambientales, y la Globalizacin de la cultura, para examinar los problemas del desarrollo y del subdesarrollo. La conjuncin Medio ambiente & Ciencias naturales, se comprende mejor cuando el concepto de medio ambiente involucra a la Naturaleza y a la Cultura. Ver: http://www.bdigital.unal.edu.co/1584/1/cts-ondas.pdf Ciencia y tecnologa en la sociedad del conocimiento. Desde las disciplinas tradicionales resulta utpico intentar la solucin a las profundas problemticas del mundo actual. Hoy, tanto los procesos de construccin de un territorio dado, como su contexto social, econmico y ambiental, resultan ms complejos. Requerimos adems del dilogo de saberes, del concurso de la propia ciencia y tecnologa con sus herramientas para obtener de ellas una aproximacin a las posibles soluciones. Ver en: http://www.bdigital.unal.edu.co/5323/1/gonzaloduqueescobar.201176.pdf Eje Cafetero: fortaleza minero-industrial y posibilidades agropecuarias Fortalezas del Eje Cafetero relacionadas con sus potencialidades agropecuario y valioso inventario minero, que le dan

soporte a los elementos fundamentales del Plan Industrial Minero y a nuevas opciones de clsteres regionales agropecuarios, en momentos en los que se perfila un crecimiento de la oferta energtica local en el oriente caldense y la implementacin de modos de transporte ms eficientes como la navegacin por el ro Magdalena. Ver en: http://www.bdigital.unal.edu.co/6656/1/gonzaloduqueescobar.201222.pdf Minera: Anotaciones para un crecimiento previsivo y con desarrollo. Ahora que la exploracin avanza por todos los rincones de la geografa colombiana, obliga a prevenir las consecuencia de una minera extractiva, donde oro e hidrocarburos cobran valor estratgico y son frmula para movilizar una locomotora clave para el crecimiento econmico, pero que requiere operarse sin atropellar comunidades y generar


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conflictos, sin deteriorar el medio ambiente y el recurso hdrico, y sin comprometer el patrimonio de la nacin, si lo que deseamos es el desarrollo. Ver en: http://www.bdigital.unal.edu.co/4200/1/gonzaloduqueescobar.201152.pdf

Manual de geologa para ingenieros (2003) Rev. 2014.

Duque-Escobar, Gonzalo. Universidad Nacional de Colombia, Manizales.

http://www.bdigital.unal.edu.co/1572

Contenido Temario detallado por captulo. Presentacin Manual de Geologa. Cap01 Ciclo geolgico. Cap02 Materia y Energa. Cap03 El sistema Solar. Cap04 La Tierra slida y fluida. Cap05 Los minerales. Cap06 Vulcanismo. Cap07 Rocas gneas. Cap08 Intemperismo meteorizacin. Cap09 Rocas sedimentarias. Cap10 Tiempo geolgico. Cap11 Geologa estructural. Cap12 Macizo rocoso. Cap13 Rocas Metamrficas. Cap14 Montaas y teoras orognicas. Cap15 Sismos. Cap16 Movimientos masales. Cap17 Aguas superficiales. Cap18 Aguas subterrneas. Cap19 Glaciares y desiertos. Cap20 Geomorfologa. Anexo 1: Tnel Manizales http://www.bdigital.unal.edu.co/2046/ Anexo 2: Mecnica de los suelos http://www.bdigital.unal.edu.co/1864/ Anexo 3: Gestin del riesgo http://galeon.com/manualgeo/riesgo.pdf Anexo 4: La Luna http://www.bdigital.unal.edu.co/1663/ Anexo 5: Economa para el constructor http://www.bdigital.unal.edu.co/1698/ Bibliografa : Fuentes directas y complementarias. El Autor Gonzalo Duque-Escobar

El Autor: http://godues.webs.com/ El Contenido: http://www.galeon.com/manualgeo/manualgeo.pdf

*** Texto de geomecnica para el curso de Mecnica de Suelos I.

Duque-Escobar Gonzalo y Escobar Potes, Carlos-Enrique


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Programa de Ingeniera Civil de la U.N. sede Manizales (2002) http://www.bdigital.unal.edu.co/1864/

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