Esfuerzos Y Deformaciones

Esfuerzo y deformación: Teoría General

Las rocas, al igual que cualquier otro material, se deforman ante la acción de esfuerzos externos. Nosotros no captamos esa deformación, pero sí podemos saber cuándo una roca está deformada. Estudiando la deformación podemos saber cómo han sido los esfuerzos que la produjeron y, por tanto, reconstruir la actividad tectónica pasada en una región.

INTRODUCCION A LOS ESFUERZOS

El desarrollo de pliegues, fallas y estructuras menores de diferentes tipos son causados por fuerzas y campos de stress que resultan de los movimientos dentro del manto y la corteza, activados termal y gravitacionalmente

Las deformaciones de las rocas pueden denominarse según el origen de los esfuerzos o forma de aplicación de las cargas:

- Por su origen. Pueden ser tectónicas o no tectónicas. Las deformaciones tectónicas están asociadas al movimiento de las placas de la corteza terrestre, mientras las no tectónicas están asociadas a los efectos gravitacionales de las masas de tierra y a las cargas que soportan las rocas

por esfuerzos dinámicos externos diferentes a los movimientos tectónicos.

- Por el tiempo de aplicación de las cargas. Las deformaciones pueden ser permanentes o temporales. Las deformaciones permanentes pueden ser, según el comportamiento del material, viscosa, plástica, visco elástica y visco plásticas, mientras la deformación temporal, asociada a esfuerzos que no son permanentes, puede ser de tipo elástica o inelástica.

El estudio de la deformación de las rocas necesita ante todo el conocimiento de las propiedades físicas de las rocas, en relación con la deformación, es por ello que primeramente se repasaran algunos conceptos básicos sobre las propiedades físicas.

• Deformación: La deformación de un cuerpo es el cambio de su forma o volumen bajo la influencia de fuerzas externas.

• Deformación Elástica: La deformación elástica es aquella que sufre una roca por efecto de un esfuerzo progresivo, y que se manifiesta mediante un cambio en la forma y volumen, pero que retorna a su estado original cuando cesa la fuerza que la produjo.

LA DEFORMACIÓN DE LAS ROCAS

1.1. Tipos de deformación

Las rocas, al igual que cualquier otro material, se deforman ante la acción de esfuerzos externos. Nosotros no captamos esa deformación, pero sí podemos saber cuándo una roca está deformada. Estudiando la deformación podemos saber cómo han sido los esfuerzos que la produjeron y, por tanto, reconstruir la actividad tectónica

pasada en una región.

Cualquier material se puede deformar de tres maneras:

Deformación elástica: el material se deforma, pero cuando cesa el esfuerzo, la deformación desaparece (por

ejemplo una goma elástica). Es, por tanto, una deformación reversible.

Deformación plástica: la deformación se mantiene aunque el esfuerzo desaparezca (como ocurre con la

plastilina). La deformación es irreversible.

Deformación frágil: el material se fractura como respuesta al esfuerzo (sería el caso de un vidrio roto). Al igual

que la anterior, también es irreversible..

Cuando estas deformaciones se producen en los materiales terrestres dan lugar a estructuras geológicas reconocibles, como son:

Pliegues, cuando la deformación sufrida por las rocas es de tipo plástica. Los materiales se doblan dándonos idea de qué fuerzas los plegaron.

Fallas y diaclasas son deformaciones frágiles. Las rocas aparecen rotas y, generalmente, hay separación entre las partes fracturadas.

La deformación elástica, por sus características, no va a dejar estructuras geológicas perdurables. Esto no quiere

decir que no se dé este tipo de deformación. Es bastante frecuente en los movimientos sísmicos..

1.2. Pliegues

Son deformaciones plásticas que afectan a varios estratos. Se visualizan fácilmente por la pérdida de horizontalidad de los estratos.

1.2.1. Elementos geométricos de los pliegues

En un pliegue podemos describir una serie de elementos "geométricos" que nos servirán para definirlo, clasificarlo e, incluso, averiguar algunos factores de su origen.

Partiendo de un pliegue tipo, como el de la figura:

Flancos: cada una de las superficies que forman el pliegue.

Charnela: la línea de unión de los dos flancos (línea de máxima curvatura del pliegue).

Plano o superficie axial: plano imaginario formado por la unión de las charnelas de todos los estratos que forman el pliegue.

* Su alejamiento de la vertical indica la vergencia o inclinación del pliegue.

Eje del pliegue: línea imaginaria formada por la intersección del plano axial con un plano horizontal.

* Su orientación geográfica indica la orientación del pliegue.

* El ángulo que forma con la charnela indica la inmersión del pliegue.

Terminación: es la zona donde el pliegue pierde su curvatura.

* La forma de la terminación refleja la forma de la charnela.

1.2.2. Tipos de pliegues

Se pueden clasificar atendiendo a diversos factores de forma independiente.

1. Por la disposición de las capas:

Anticlinal: los materiales más antiguos están situados en el núcleo del pliegue. Sinclinal: son los materiales más modernos los que se sitúan en el núcleo o centro del pliegue. Monoclinal o pliegues en rodilla: sólo tienen un flanco.

2. Por su simetría:

Simétricos: el ángulo que forman los dos flancos con la horizontal es aproximadamente el mismo. Asimétricos: los dos flancos tienen inclinaciones claramente distintas.

3. Por el plano axial:

Recto: el plano axial es vertical. Inclinados: el plano axial forma un ángulo con la vertical. Tumbados: el plano axial es casi horizontal.

4. Por el espesor de las capas:

Isópacos o concéntricos: el espesor de cada estrato no varía a lo largo del pliegue. Se atribuye su origen a esfuerzos de tipo flexión. Anisópacos o similares: el espesor es mayor en la zona de charnela y menos en los flancos. Su origen es por compresión.

Ejemplos de pliegues reales

1.2.3. Asociaciones de pliegues

Como es lógico suponer, los pliegues no son estructuras aisladas, sino que suelen darse en asociaciones.

Series isoclinales: los planos axiales de los pliegues que intervienen en la asociación son

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