GEOLOGÍA APLICADA– Guía de Estudio.

Instrucciones: Esta Guía está redactada para facilitar el estudio de la asignatura y ayudarle

a mejorar el resultado obtenido en las evaluaciones. Procure responderla a medida que

avanza el Curso. Si tiene dudas, consulte al profesor o converse con sus compañeros. Haga

lo posible por aprender durante la clase (el tomar apuntes de los temas principales

ayuda). No lo deje para el final, porque entonces puede ser muy tarde. Buena suerte y en

especial buen trabajo!! Atte., J.O.

UNIDAD 1: La Tierra: Origen, Estructura y Composición.

1- ¿Cuál fue origen del Sistema Solar y de la Tierra? ¿Por qué la Tierra (así como los

otros planetas) tiene forma aproximadamente esférica? ¿De qué manera la

densidad de la Tierra, su campo magnético, su flujo térmico, las ondas sísmicas y la

analogía con los meteoritos nos permiten postular un modelo concéntrico y

diferenciado para el interior de la Tierra? ¿Cuáles son los cuatro componentes

principales que incluye ese modelo y de qué minerales y elementos químicos

mayoritarios están formados? ¿Por qué la tierra tuvo que adquirir un estado

líquido para poder diferenciarse? ¿Qué proceso proporcionó la energía térmica

para esa fusión inicial? ¿Cuál es la principal fuente de energía térmica interna

actual? ¿Cuál es la edad aproximada de la Tierra y cómo se determina?

2- ¿Tuvo la Tierra una atmósfera en su etapa inicial? ¿Por qué? ¿Cuál es el origen de

la atmósfera? ¿Es su actual composición igual a la inicial? ¿Por qué? ¿Qué habría

ocurrido si no hubiera surgido tempranamente la vida con capacidad de

fotosíntesis? ¿Por qué? ¿Cómo se relaciona esta información con los riesgos del

efecto invernadero y el cambio climático global?

UNIDAD 2: Materiales Geológicos: Minerales, Rocas, Sedimentos y Suelos.

1- ¿Qué propiedades deben cumplir los minerales para ser considerados como tales?

¿Cuáles son los minerales de mayor importancia económica en Chile? ¿Cuáles son

los principales minerales que forman las rocas (en particular las rocas ígneas)?

Nota: En esta parte los alumnos deben reconocer los siguientes minerales:

Feldespatos, cuarzo, piroxeno, hornblenda y biotita.

2- ¿Cómo se define una roca? ¿Cómo se clasifican las rocas en general? ¿Cómo se

forman, en general, las rocas de cada uno de los cuatro de los tres tipos

principales? ¿Cómo se subdivide cada uno de los tipos? ¿Cómo influye el tamaño

de los cristales de una roca ígnea en su comportamiento mecánico y en su

resistencia respecto al proceso de meteorización? ¿En qué consiste el “maicillo” y

cuando se forma? ¿Qué factores pueden debilitar la resistencia de una roca

volcánica? ¿Qué problema implica la esquistosidad o la foliación de una roca

metamórfica? En comparación con las rocas ígneas, cómo se comportan en general

las rocas sedimentarias? ¿Cómo se puede apreciar la calidad de la roca en el

terreno, mediante la observación y el uso del martillo geológico? ¿Cuál es la roca

sedimentaria de mayor uso en construcción? ¿Cómo se evalúa la calidad de rocas

en explotaciones de canteras?

3- ¿Qué se entiende por sedimentos? ¿Cómo se clasifican? ¿De qué manera y por

efecto de qué procesos se convierten en rocas sedimentarias? ¿Cuál es el uso de

sedimentos cómo materiales de construcción? ¿Cómo se evalúa su calidad cómo

áridos para la preparación de concreto? ¿Qué resguardos ambientales requieren

las explotaciones de áridos en planicies fluviales?

4- ¿Qué se entiende por suelo en ciencia (geología, edafología) y en ingeniería? ¿Qué

tipo de materiales se califican como “ripables”? ¿Qué efecto tiene en la capacidad

de soporte de un suelo de un suelo el porcentaje de arcilla y el de materia

orgánica? ¿Qué se entiende por plasticidad de un suelo?¿Qué se entiende por

“Límites de Atterberg”? ¿Qué importancia tiene el “Índice de Plasticidad” (LL-LP)?

¿Cómo se determinan los valores de LL y LP? ¿Qué problema planteanlos suelos

con arcillas expandibles? ¿En qué consiste la tixotropía y qué riesgo geoténco

implica?

UNIDAD 3: Elementos de Geología Estructural y de Mecánica de Rocas.

1- ¿Qué se entiende por Macizo Rocoso y qué factores lo definen? ¿Cuál es la

importancia de la litología del macizo? ¿Qué factores estructurales contribuyen a

definir el comportamiento estructural-geomecánico de un macizo? ¿Qué se

entiende por rocas competentes, rocas resistentes y rocas plásticas? ¿Qué se

entiende por deformación del macizo? ¿Cuáles son los tres tipos principales de

fallas? ¿Qué relación geométrica presentan sus planos con la dirección de los tres

ejes ortogonales de esfuerzo? ¿Qué una diaclasa? ¿Qué relación geométrica tienen

respecto a los ejes de esfuerzo? ¿A qué tipo de fallas equivales los pliegues? ¿Por

qué?

2- ¿Cómo se utiliza en Geología y en Geomecánica el Círculo de Mohr? ¿En qué

consisten, cual es la utilidad y cómo se utilizan las envolventes de Mohr – Coulomb

y de Deslizamiento? ¿Qué relación existe entre un kg-peso y un Mega

Pascal?¿Cómo se reconocen los planos de falla en los mapas geológicos y en el

terreno? ¿Qué se entiende por una falla activa y cómo se reconoce? ¿Cuál es el

efecto del agua en la reactivación de fallas?

UNIDAD 4: Meteorización, Remoción en Masa, Subsidencia y Erosión.

1- ¿Qué se entiende por meteorización? ¿Por qué se produce? ¿Qué relación tiene

con el principio de Le Chatelier? ¿Cuáles son las principales diferencias físicas y

químicas entre la superficie de la Tierra y su interior? Cuáles son los principales

agentes de meteorización y cómo actúan? ¿ Qué importancia geotécnica tiene el

grado de meteorización de las rocas? ¿Qué importancia tiene el tipo de arcilla en

el comportamiento mecánico de los suelos ¿Qué se entiende por permafrost y qué

problema mayor implica actualmente en el Hemisferio Norte?

2- ¿Qué se entiende por remoción en masa? ¿En qué se diferencia de la erosión?

¿Cómo se clasifican los fenómenos de remoción en masa en términos de: A) La

forma del plano de deslizamiento? B) La naturaleza del material deslizado C) La

velocidad del proceso de deslizamiento? ¿Cuál es el rol del agua y el de las arcillas

en los procesos de remoción en masa? ¿Cuál es la importancia de estos procesos

en la construcción de caminos, en la de embalses para agua y en la de tranques de

relaves? ¿Cuál es la diferencia entre subsidencia y remoción en masa? ¿Cuál es la

causa y cuales las características de los procesos de subsidencia ligados a

disolución de rocas carbonatadas, a la sobreexplotación de aguas subterráneas y al

descongelamiento del permafrost?

3- En términos de equilibrios de energía: ¿por qué ocurre la erosión? ¿Cómo se

puede calcular la energía potencial de una montaña? ¿Y la energía del agua que

cae como nieve entre 4 y 6 mil metros de altura? ¿Cómo se convierte energía

cinética en potencial? ¿Cuáles son las características de la erosión glacial? ¿Cuáles

son los rasgos principales de la erosión glacial de tipo Alpino y cuáles los de la

erosión glacial continental? ¿Cómo se reconocen ambos tipos de glaciación cuando

el hielo ya se ha retirado? ¿Cómo se puede reconocer un estrato formado por el

sedimento glacial (till) geológicamente antiguo (no relacionado con formas

modernas de erosión o depósito)? ¿Qué problemas geotécnicos implica la

fundación de estructuras o la construcción de pistas de aeropuertos sobre till?

¿Qué riesgo implica la actividad minera realizada en las inmediaciones de

glaciares?

4- ¿Qué se entiende por perfil de equilibrio de un río , cuál es su forma y de qué

factor depende dicha forma? ¿Qué características presenta el perfil longitudinal de

los ríos chilenos? ¿A qué se debe esa forma y qué problemas hidrológicos implica?

¿Qué se entiende por planicie aluvial de un río y de qué factores depende su

amplitud? ¿Qué es un meandro y cómo se forman los meandros “encajados”?

¿Cómo varía la granulometría de los sedimentos de un río a lo largo de su curso?

¿Qué importancia tiene la carga de sedimentos de un río en la decisión de

construir un embalse? Si el embalse tuviera fines hidroeléctricos ¿Qué

importancia tendría la litología de los sedimentos finos? ¿Cómo y por qué se forma

una terraza fluvial?

UNIDAD 5: Nociones de Hidrogeología Aplicada.

1- ¿Cuál es la participación de las aguas subterráneas en el Ciclo Hidrológico? ¿Qué se

entiende por porosidad y por permeabilidad? ¿De qué manera se encuentra el

agua subterránea en los sedimentos, en las rocas sedimentarias y volcánicas y en

las rocas ígneas o metamórficas? ¿Qué comportamiento especial presenta el agua

subterránea en las rocas carbonatadas? ¿Qué se entiende por “karst” y cómo se

origina y evoluciona un sistema kárstico? ¿Qué se entiende por acuífero, por

acuitardo y por acuicludio? ¿Qué se entiende por nivel freático y por zona vadosa?

¿Qué es un acuífero artesiano?

2- ¿Qué establece la ley de D Arcy? (Nota: Se espera que el alumno resuelva

problemas sencillos de su aplicación) ¿Qué relación existe entre las líneas de igual

nivel freático y el flujo del agua? ¿Qué establece la “Ley Cúbica” y en qué casos se

aplica? ¿Qué se entiende por “cono de depresión” del nivel freático y cuál es la

importancia práctica de este concepto? ¿Cuál es el objetivo físico de los muros o

cortinas construidos bajo los embalses? ¿Cómo se relaciona ese objetivo con la Ley

de D Arcy? ¿Por qué no existen acuíferos en Chile que sean comparables en

importancia con los de Argentina? ¿Qué relaciones existen entre aguas

superficiales y subterráneas? ¿Son ellas consideradas por nuestra legislación?

UNIDAD 6: Tectónica Global, Sismos, Tsunamis y Volcanes.

1- ¿Qué se entiende por placas tectónicas y cómo se clasifican según el tipo de

corteza que tienen? ¿Cómo están constituidas, y cuáles son los tipos de relaciones

tectónicas existentes entre ellas? ¿Dónde y por qué se crea la corteza oceánica?

¿Cuál ha sido el origen de la corteza continental? ¿Qué ocurre cuando: a)

Convergen una placa continental y una oceánica b) Convergen dos placas

oceánicas c) Convergen dos placas continentales? . Nota: se espera que los

alumnos indiquen ejemplos de cada caso . ¿Por qué se mueven las placas

tectónicas? ¿Cuál es la fuente de energía que lo hace posible? ¿Cuál es la situación

de placas tectónicas en el territorio chileno? ¿Qué cambio fundamental ocurre a la

latitud de la península de Taitao? ¿Por qué? ¿Cuál es la relación del territorio de

Argentina respecto a las placas tectónicas y cuáles son sus consecuencias

sismológicas?

2- ¿Cómo se explica el origen de los sismos en términos de tectónica de placas? ¿Qué

se entiende por Zona de Benioff y cómo se conoce su inclinación? ¿Qué miden las

escalas de Mercalli y la de Richter? ¿Por qué un sismo de la misma magnitud

Richter es más destructivo en California que en Chile? ¿Qué otros factores influyen

en grado de destructividad de un sismo? ¿Cuál puede ser es el origen de los

tsunamis de focos lejanos? ¿Cuál es el de los tsunamis de foco cercano? ¿En qué

casos y por qué se justifica la “evacuación vertical”?. Nota: Ilustre con un ejemplo y

el cálculo respectivo.

3- ¿Cuál es la relación entre el magmatismo y la tectónica de placas? ¿Qué

características presenta el volcanismo asociado a : 1-Dorsales oceánicas 2-Zonas de

subducción de placa oceánica bajo placa oceánica 3- Zonas de subducción de placa

oceánica bajo placa continental 4- “Puntos Calientes” (“hot spots”) en placas

oceánicas? ¿De qué factores depende que un volcán emita a) Sólo lava b) Sólo

ceniza y otros piroclastos c) Una alternancia de lavas y piroclastos? ¿Qué peligros

implica la emisión de : a) Lavas b) Cenizas c) Flujos piroclásticos? ¿Qué factores

magmáticos agregan peligrosidad a las emisiones de un volcán ¿ ¿Cómo se puede

evaluar la dirección de evolución de una erupción volcánica? ¿Qué dice el libro “El

Principito” (Saint Exupery) sobre los volcanes?

UNIDAD 7: Elementos de Geología de Chile. El Rol de Sernageomin.

1- ¿Cuál ha sido el rol de la tectónica de placas en la configuración geológica del

territorio chileno entre el Triásico (259 millones de años atrás) y el presente?

¿Cuáles son los rasgos principales de la paleogeografía del jurásico y del Cretácico

inferior? ¿Qué cambio principal ocurre en el Cretácico medio (unos 100 millones

de años atrás) y por qué? ¿Qué relación presenta la edad de las fajas magmáticas

(y de los yacimientos asociados) respecto a la posición E-W de dichas fajas?

¿Cuáles son las tres principales megafallas que se han comportado como fallas de

rumbo en Chile? ¿Cuál de ellas se encuentra activa y cuál es su ubicación? ¿Con

qué eventos tectónicos y magmáticos reciente se relaciona? ¿Por qué no hay

volcanes activos ni valle longitudinal en las regiones de Atacama y Coquimbo?

2- ¿Cuál es el rol confiado a Sernageomin? ¿Qué tipo de materiales puede ser

adquirido en Sernageomin? ¿Qué otras funciones cumple en materia de minería y

ambiente? ¿Qué información útil tiene Sernageomin que puede interesar a un

Ingeniero Civil?

UNIDAD 8: Mapas y otros Documentos Geológicos.

1- ¿Por qué es imprescindible comunicar la información geológica a través de mapas

y otros documentos gráficos? ¿Qué información entrega, y de qué manera la

presenta: a) un mapa geológico b) un perfil geológico c) una columna geológica d)

un bloque-diagrama? ¿Por qué un plano recto puede aparecer como una línea

curva en un mapa geológico? ¿En qué caso un plano geológico debe aparecer,

cualquiera sea su actitud, como una línea recta? ¿Por qué? ¿De qué manera

aparece un cuerpo en un plano geológico? ¿Qué se entiende por afloramiento?

¿Cuál es la diferencia entre actitud y ubicación? ¿Qué se entiende por rumbo y por

manteo de un plano geológico? ¿Qué se entiende por contacto geológico?

2- ¿En qué consiste el “método de los tres puntos? ¿Cuál es su utilidad en cartografía

geológica y en hidrogeología? (Nota: Se espera que los alumnos demuestren que

saben aplicarlo) ¿Cómo se puede determinar el rumbo y el manteo de un plano

usando su afloramiento en un plano geológico-topográfico? (Hay que saber

hacerlo) ¿Cómo se reconoce en un plano: a) un contacto de tipo intrusivo b) una

discordancia angular de erosión c) un contacto depositacional sobre roca granítica

erosionada d) un contacto por falla.

UNIDAD 9: Elementos de Ingeniería Geológica y Geotecnia.

1- ¿Qué se entiende por a) Modelo Geológico, b) Modelo Geomecánico c) Modelo

Geotécnico y cuál es la utilidad de cada uno de ellos en Ingeniería Civil? ¿Qué

esperaría Ud de un buen modelo geológico, geomecánico y geotécnico? ¿Cuál es la

utilidad del concepto del “macizo rocoso” en geotecnia? ¿Cómo influyen los

distintos componentes que lo definen? ¿Qué aspectos consideraría Ud

principalmente al analizar la matriz rocosa y las discontinuidades del macizo

rocoso? ¿De qué manera la ejecución de una obra de ingeniería civil puede afectar

los estados de esfuerzo del macizo rocoso?

2- ¿Qué consideraciones generales y qué aspectos principales deben ser tomados en

cuenta en los estudios geotécnicos previos a la construcción de a) Caminos b)

Túneles c) Embalses? ¿Por qué los estudios geotécnicos deben continuar durante

la construcción de grandes obras? ¿Por qué una buena asesoría geotécnica puede

permitir tanto asegurar la estabilidad de la obra como evitar costos innecesarios?

Jorge Oyarzún M. Geol. Dr. Sc. Prof. Titular. Depto. Ing. Minas U.L.S.

La Serena, 26 de Marzo del 2015