Fundamentos Geológicos de las Rocas y Minerales en la Ingeniería Civil

Rocas y sus Aplicaciones en la Construcción

Usos de las Rocas en la Construcción

1. Como elemento resistente: Se aprovecha su buena resistencia mecánica.
2. Como elemento decorativo: Recubrimientos y otros usos para decoración.
3. Como materia prima: Base para la fabricación de otros materiales.

Minerales Constituyentes de las Rocas

Los minerales de los que se componen las rocas se clasifican en:

1. Óxidos

   Duros e inalterables, con altos puntos de fusión y gran estabilidad frente a la corrosión química.

2. Silicatos

   No muy duros si son de tipo arcilloso. Son exfoliables y están compuestos de silicio, aluminio e hidrógeno.

3. Sulfatos

   Muy estables químicamente, blandos, se diluyen en el agua (ejemplo: yeso).

4. Carbonatos

   Dureza intermedia, atacables por ácido. Proceden de la acción del dióxido de carbono.

5. Otros

   Sulfuros, elementos nativos y material orgánico.

Composición y Clasificación de las Rocas

1. Rocas Ígneas (Primitivas)

   Se deben a la solidificación de magmas incandescentes generados en las profundidades de la Tierra.

   • Rocas Plutónicas: Se forman en el interior de la corteza. La solidificación es lenta.
   • Rocas Volcánicas: Se forman en el exterior de la corteza. La solidificación es rápida, predominando la masa vítrea.

2. Rocas Sedimentarias

   Las rocas sedimentarias sufren un proceso de transformación que consta de cuatro etapas:

   1. Fragmentación y desintegración por erosión.
   2. Transporte de los productos por aire o por agua.
   3. Proceso de sedimentación (mecánica, química o biológica).
   4. Consolidación del material sedimentado (diagénesis).

   Clasificación según el Tipo de Sedimentación

   • Sedimentación Mecánica: Disgregadas, semidesgregadas y compactas.
   • Sedimentación Química: Precipitación más desecación e insolubilización.
   • Sedimentación Biológica: Origen animal y vegetal.

3. Rocas Metamórficas

   Rocas que se generan a partir de las anteriores por acción de la presión y la temperatura (metamorfismo). Ejemplos: Gneis, Pizarra, Mármol.

Extracción y Labra de Materiales Pétreos

1. Extracción

   Métodos utilizados: Cuñas, sierra, hilo de diamante, lanzas térmicas y explosivos.

   Tipos de Explotación

   • A cielo abierto
   • En trinchera o mina

2. Labra

   Procesos de trabajo de la piedra: Desbaste, corte, talla y taladro.

3. Acabados Superficiales

   Técnicas de acabado:

   • Abujardado
   • Apiconado
   • Apomazado
   • Cortado
   • Escafilado
   • Flameado
   • Lajado
   • Partido
   • Pulido
   • Raspado
   • Serrado

Principales Tipos de Rocas para la Construcción

1. Granito

   Roca ígnea plutónica granitoide, policristalina, formada por cuarzo, feldespato y mica. Presenta una estructura cristalina homogénea de grano pequeño. Posee elevada resistencia mecánica a la compresión, alta densidad y compacidad, y comportamiento isótropo. Es difícil de tallar. Problemas asociados: heladicidad y caolinización.

2. Arenisca

   Roca sedimentaria obtenida al cementar el cuarzo, formada fundamentalmente por sílice. Presenta una estructura cristalina homogénea de gran porosidad. Es un material monofásico con baja resistencia mecánica a la compresión, baja densidad y compacidad. Ofrece poca resistencia al impacto y a la abrasión, pero es fácil de trabajar. Problemas asociados: heladicidad. Nota: Nunca se utiliza en pavimentación.

3. Caliza

   Roca sedimentaria obtenida por precipitación de CaCO₃ (carbonato de calcio). Estructura cristalina homogénea de grano fino, presenta muy poca porosidad. Baja estabilidad química (atacable por ácidos). Resistencia mecánica a la compresión muy variable, densidad y compacidad dependen del tipo. Resistencia al impacto y a la abrasión medias. Buena trabajabilidad.

4. Mármol

   Roca procedente del metamorfismo de las calizas, formada mayoritariamente por CaCO₃. Estructura cristalina homogénea de grano fino, muy poca porosidad. Es atacable por ácidos. Presenta alta resistencia mecánica a la compresión, alta densidad y compacidad, y alta resistencia al impacto y a la abrasión. Ofrece buena trabajabilidad y pulido, y gran riqueza de colores y vetas.