Trabajos de exploración para obras importantes de ingeniería civil

4.1. TRABAJOS DE EXPLORACIÓN PARA OBRAS IMPORTANTES DE INGENIERÍA CIVIL.

La Ingeniería Civil, es la rama de la Ingeniería que aplica los conocimientos de Física, Química y Geología a la elaboración de infraestructuras, principalmente edificios, obras hidráulicas y de transporte, en general de gran tamaño y para uso público.

4.1.1. Ingeniería civil en la historia

Se podría decir que la ingeniería civil comenzó cuando los hombres empezaron a ingeniarse artículos para su vida cotidiana. Los primeros hombres utilizaron algunos principios de la ingeniería para conseguir sus alimentos, pieles y construir armas de defensa como hachas, puntas de lanzas, martillos etc. El desarrollo de la ingeniería comenzó con la revolución agrícola (año 8000 A.C.) cuando los hombres dejaron de ser nómadas para cultivar sus productos y criar animales comestibles. Hacia el año 4000 A.C., con los asentamientos alrededor de los ríos Nilo, Éufrates e Indo, se inició la civilización.

Hasta épocas relativamente recientes, bajo el término arquitecto se englobaba a la persona que dominaba los conocimientos arquitectónicos, estructurales, geológicos, hidráulicos... necesarios para la construcción de las obras civiles, militares y máquinas de las distintas épocas; comulga con esta visión los 10 libros de Marco Vitrubio (siglo I a.C.) "De Architectura", en los que se tratan temas hoy día asociados a la moderna arquitectura, la ingeniería civil, militar y mecánica. Es tras el Renacimiento cuando el desarrollo del conocimiento y las nuevas demandas sociales obligan a la especialización de las ramas.

4.1.2. Exploración y toma de muestra

4.1.2.1 Métodos eléctricos.

Potencial Espontáneo.-Se basa en la medición de las diferencias de potencial naturales que suelen existir entre dos puntos cualesquiera del terreno. Están asociados con corrientes eléctricas que fluyen a través del terreno y por las acciones electroquímicas en las rocas superficiales o en cuerpos encajados en ellas. Cualquier mili-voltímetro con impedancia de entrada suficientemente alta se conecta a dos electrodos clavados 10-15 cm en el subsuelo y se lee la tensión entre ellos.

Resistividad.- En el método de resistividades se introduce en el terreno una corriente eléctrica (continua, conmutada o alterna de baja frecuencia) a través de dos electrodos (barras de hierro o cable desnudo convenientemente tendido en el terreno) conectados a los terminales de una fuente portátil. Así se establece en el terreno una distribución de potencial que se estudia y cartografía por medio de dos “sondas” (barras de hierro o preferiblemente electrodos impolarizables) y de cuyo conocimiento puede deducirse la distribución de la resistividad eléctrica en el subsuelo. La importancia de las anomalías eléctricas registradas sobre un terreno heterogéneo, depende del contraste de resistividad entre las diferentes rocas.

Polarización.-Si una corriente que circula a través del terreno es interrumpida, la diferencia de potencial no cae instantáneamente a cero, sino que, por el contrario, se ha observado de que desciende lentamente durante varios segundos o minutos partiendo de un valor inicial, que es una fracción pequeña de la tensión que existía mientras que fluía la corriente. Este fenómeno ha sido denominado polarización inducida o sobre tensión.

4.1.2.2 Métodos electromagnéticos.

Pueden emplearse con éxito incluso cuando los conectores con el suelo (electrodos) indispensables para los métodos eléctricos no son factibles a causa de que las formaciones superficiales son muy resistivas o aislantes. Esto es frecuentemente el caso en zonas muy áridas o en regiones polares.

Métodos Electromagnéticos – Eltran.-en vez de ondas electromagnéticas continuas se utilizan agudos impulsos eléctricos que son enviados al subsuelo, registrándose mediante un receptor las señales de retorno.

Suelen aplicarse al terreno por medio de dos electrodos de corriente clavados en el suelo o también una espirar de cable aislado. El elemento receptor consiste en dos electrodos de potencial. La separación entre cada electrodo es por lo regular de 300 m.

Los impulsos llegan al receptor después de haber sufrido retrasos y distorsiones que dependen de la conductividad del terreno, la distancia al receptor y las reflexiones que hayan sufrido.

4.1.2.3 Método sísmico.

El principio es iniciar tales ondas en un punto, y determinar en un cierto número de otros puntos el tiempo de llegada de la energía que ha sido refractada o reflejada por las discontinuidades entre diferentes formaciones rocosas. Esto permite deducir la posición de las discontinuidades.

Métodos Sísmicos – Refracción.-Para estimar la profundidad hacia una capa rocosa cubierta con sedimentos no consolidados. Para averiguar la posibilidad de fractura-miento de las rocas.

4.1.2.4 Trinchera.

Proporciona un corte continuo de los extractos del suelo

En caso de que se llegue a la roca firme, se obtiene una visión excelente del contacto entre la roca y el recubrimiento y los rasgos estructurales en la roca cono diaclasas o fractura

4.1.2.5 Túneles.

Un túnel es una excavación horizontal o casi horizontal abierta a la superficie del terreno por sus dos extremos.

Se utilizan para hacer pasar la línea bajo un obstáculo, como una colina o sierra, para los ferrocarriles o carreteras subterráneas, entre otros.

En un túnel es importante saber cómo se va a comportar la presión en el túnel y la forma que se distribuye, esto dependerá de la estratificación de la roca en la que se construye.

4.1.2.6 Perforación.

Los métodos más conocidos para la exploración y toma de muestra de perforación son los siguientes:

a) Penetró metros) Métodos geofísicos

b) Muestras "lavadas"f) Sondeos

c) Muestras obtenidas con taladros helicoidales y tipo balde

d) Pozos de exploración

a) Penetró metros. Se conocen dos tipos de Penetró metros que son: los dinámicos y los estáticos.

Penetró metros dinámicos. Son barras que tienen, generalmente extremos de forma cónica de 45 a 60 grados. Estas barras son hincadas en el suelo por medio de golpes, el número de golpes, varía de acuerdo al tipo de suelo y a la profundidad en la que se encuentra el mismo. Este penetró metro es golpeado con una masa conocida y la penetración será leída para un determinado número de golpes.

Penetró metros estáticos. Consiste en barras con los extremos cónicos que se introducen

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