Geología, tecnología y sociedad 1

Búsqueda y utilización

INTRODUCCIÓN

Desde los comienzos de la humanidad

Recursos naturalesMaterias primas

Grandes construcciones y monumentos antiguospermanecen en pie por la correcta selección de la materiaprima y el adecuado uso de los recursos.

Imagen de Lorena LópezAcueducto de Segovia

No ha certeza absoluta pero por características petrológicas es probable que el granito del acueducto provenga de los afloramientos de La Granja de San Ildefonso y Ortigosa del Monte-Otero de Herreros. (DÍEZ, A. Y MARTÍN-DUQUE, J.F. (2006). Las raíces del paisaje. Condicionantes geológicos del territorio de Segovia. En: ABELLA MARDONES, J.A. et al.)

Acueducto de Segovia

Material:Granito

Imagen Ana García Pirámide de Kukulkan

Material:Tezontle: roca volcánica

Pirámides aztecas

Pirámides egipciasMaterial:1. Caliza2. ¿tecnología del cemento?

1. Egiptología clásica:Están hechas de piedra caliza.2. Michel W. Barsoum, del Departamento de Ingeniería de Materiales de la Universidad Drexel, en Filadelfia: opina que la piedras calizas pueden estar “cementadas” con materiales como silicatos de calcio, magnesio y dióxido de silicio, productos claramente elaborados por el hombre.

La Geología tiene una gran relación con latecnología y el avance de la civilización.

Utilización degrandes cantidades

Materia mineral Energía

Desarrollo de técnicas de:1. Búsqueda de materias primas2. Investigación de fuentes de energía

Aplicación de losconocimientos parala construcción

Geotecnia

Materias primas

Materiales, generalmente de origenmineral que se extraen del interiorde la corteza terrestre.

Minería Canteras

Aguas subterráneas

Carbón, petróleo y gas.Normalmente se habla de ellos como fuentes deenergía y combustibles fósiles.

Las materias primas son necesarias para desarrollo industrial.Se encuentran distribuidas de manera irregular por la corteza terrestre.Los lugares en los que aparecen son consecuencia de los procesosgeológicos (meteorización, transporte, sedimentación, procesosmetamórficos, procesos magmáticos, etc.)

Fuentes de energía

Bases del desarrollo industrial actual:1. Disponer de materias primas.2. Disponer de fuentes de energía.3. Que la fuente de energía sea de fácil utilización.

Fuentes de energía:1. Química.2. Hidroeléctrica.3. Nuclear.

Energía química

Se basa en el uso del fuego.Combinación de oxígeno con carbono y otras sustancias para producir calor y luz.

Materias primas:1. Madera2. Combustibles fósiles:

1. Carbón.2. Petróleo.3. Gas.

Los combustibles fósiles provienen:Materia orgánica que se modifica de manera que los elementos químicos menoscombustibles son eliminados y los más combustibles se mantienen como elcarbono, el hidrógeno y el oxígeno.Al quemarlos liberan una gran cantidad de energía calorífica que proviene de laenergía química almacenada en los enlaces de sus moléculas. Al romper losenlaces se produce calor.La energía liberada puede ser utilizada directamente o transformada en otro tipode energía (p.ej. Energía eléctrica).

Energía hidroeléctrica

Aprovecha la energía potencial del agua, almacenándola en recipientes elevados[pantanos(presas)].La caída del agua moviliza unas turbinas dispuestas más abajo, transformando laenergía potencial en mecánica y esta en energía eléctrica.

Imagen de tecnolowikia

Energía nuclear

Una reacción nuclear es el choque de una partícula subatómica procedente defuera del propio átomo (neutrón, protón o electrón de alta energía) o el choquede dos núcleos de dos átomos para producir uno nuevo.

Dos tipos de reacciones:1. Fisión: un átomo es bombardeado con una

partícula subatómica y produce otros doselementos químicos diferentes. Se desprendenmás partículas subatómicas que continúanchocando con los núcleos anteriores.

2. Fusión: dos átomos más pequeños chocan y seunen para dar un tercero nuevo de mayortamaño.

Reacción nuclear

Geotecnia

Aplica los conocimientos geológicos buscando la máxima seguridad en :1. Obras públicas2. Ingeniería civil3. Construcción y arquitectura

Se elaboran mapas geotécnicos:1. Tipo de roca de la zona2. Características del terreno para la construcción3. Resistencia de las rocas a esfuerzos bruscos y/o continuados4. Comportamiento frente a diferentes condiciones meteorológicas:

1. Hinchamiento del material2. Fracturación del material3. Disolución de materiales4. Deslizamientos,5. Etc.

Camping Las Nieves, Biescas, Pirineo.Avenida del 7 de agosto de 1.996 en la cuenca y abanico fluvial de Arás.87 muertos.

La Conchita, California, una pequeña comunidad costera al norte de Santa Bárbara. Este corrimiento de tierra ocurrió en la primavera de 1995. Muchas personas fueron evacuadas. Afortunadamente, no hubo muertos ni heridos.

Mayo 2011:Hundimiento en forma de cráter en la carretera que une la capital de Laviana, La Pola, con el entorno rural de Fresnedo (Asturias)

Presa del Atazar:Zona de estrechamiento del río.Las rocas deben soportar la presión del agua embalsadaLos estratos colocados en sentido que no desplace la presaNo se deben desmoronar los taludes de la presaFiltraciones de agua limitas, etc.

Presa del Pontón de la Oliva. Patones. Madrid

Mal ejemplo:Construcción en zona derocas permeables y con laestatificación a favor de lacaída del agua.

Problemas:Filtraciones de aguaNo embalsó correctamente.

Construcción en 1848durante el reinado deIsabel II.

Depósitos minerales

Yacimiento mineral o depósito mineral:Acumulaciones o combinaciones de elementos que son útiles parael hombre.Los minerales no se suelen encontrar en estado puro sinomezclados o en estados que deben ser trabajados para obtenerlosen estado puro.

En todo yacimiento mineral encontramos:1. Mena: es el mineral útil que estamos buscando2. Ganga: es la roca encajante que alberga el mineral que

buscamos. Puede tener otros minerales que no nos sean deutilidad.

Explotación de un yacimiento mineral

• Explotación: extracción del depósito con mena y ganga.

• Separación de la mena de la ganga

• Concentración de la mena

• Tratamiento de la mena para su uso

Tipos de depósitos

• Minerales metálicos: oro, plata, cobre, hierro, cinc y aluminio (son los más buscados)

• Minerales no metálicos: sal, fosfatos, piedras preciosas, yesos, caliza, áridos…

Minería

Objetivo:Extracción de minerales de los depósitos del interior de la Tierra.

Extracciones:1. Canteras2. Placeres3. Minería a cielo abierto4. Minería subterránea

Canteras Extracción de rocas superficialesSe realiza:•Corte en bloques•Fracturado en bloques de diversos tamaños•Excavación directa para recoger el material.

Cadalso de los vidrios

Canteras de Alpedrete, utilizadas para construir:

1. Monasterio del Escorial2. Palacio Real 3. Nuevos Ministerios

Canteras en Alpedrete

Laguna del campillo

Extracción de áridos:•Arena •Gravas

Placeres Separación de minerales valiosos de los depósitos de grava y arena.Se realiza a mano bateando o con maquinaria.

Los minerales presentes en los placeres serán preferentemente aquellos que, además de ser insolubles e inalterables, posean una elevada dureza y densidad. Se encuentran en pequeños filones en rocas que son meteorizadas y por lo tanto son liberados.Se buscan minerales de gran valor: oro

Se localizan:1. En meandros en la cara sedimentaria (convexa)2. En la base de las cascadas3. En los lugares donde existan filones verticales4. En zonas de cursos de agua donde esta pierde

fuerza y aumente su sedimentación

Bateando buscando oro

Extracción de oro con chorros de agua.Destrucción masiva del terreno.

Resultado:5 gramos de oro por cada tonelada de sedimento removido.

Minería a cielo abierto

Extracción de minerales próximos a la superficie. Se retira la capa que los cubre y se extraen.

Hoyos de 2 a 3 km de diámetro y 600 metros de profundidadUtilización de exceso de agua donde no existe.Liberación de elementos contaminantes a los acuíferos.

Minería subterránea

Extracción de recursos minerales tabulares profundos de gran espesor.

Yacimientos minerales metálicosOro: 1. Elemento escaso2. Se encuentra en placeres en zonas

graníticas en yacimientos hidrotermales

3. Se encuentra en pequeñas cantidades mezclados con otros materiales (arenas y gravas)

4. Se usa en joyería y como base del sistema monetario

Plata : 1. Diseminada en pequeñas

cantidades entre otros materiales o como elemento nativo.

2. Se deposita en yacimientos hidrotermales en forma de venas asociadas a otros minerales como el plomo, el cinc y el cobre

3. Se usa en joyería

Hierro: 1. Fundamental para el desarrollo de la actividad

humana.2. Se obtiene de minerales diferentes como los

hematites(Fe2O3 ), magnetita (Fe3O4 ) o siderita (CO3Fe )

3. De él se obtiene el hierro propiamente dicho o el acero mezclándolo con tungsteno, wolframio, cromo, níquel, etc.

4. Se utiliza en la siderurgia y en todo proceso metalúrgico

Hematite Magnetita

Siderita

Cobre : 1. Se encuentra como elemento

nativo o asociado a otros minerales: calcopirita, bornita, calcocita y enargita.

2. Asociada a lugares donde ha existido una actividad ígnea, en yacimiento de carácter hidrotermal.

Calcopirita

Bornita

Calcocita

Enargita

Aluminio;:1. Muy abundante en la corteza

terrestre.2. Asociado a silicatos por lo que su

separación es muy costosa.3. Existen depósitos explotables en las

zonas tropicales donde la meteorización química ataca los feldespatos transformándolos en arcillas y éstos, a su vez, en hidróxidos de hierro y aluminio. Forman suelos llamados lateritas y el mineral de aluminio es la bauxita.

Métodos para localizar yacimientos de minerales metálicos

1. Localizar zonas que presenten condiciones semejantes a yacimientos que ya existen.2. Métodos magnéticos como la búsqueda de magnetita asociada a muchos minerales

metálicos.3. Utilización del método gravimétrico: no es muy preciso pero marca diferencias entre

la roca encajante que tiene poca densidad y los depósitos minerales que son mucho más densos.

4. El método eléctrico: se basa en la transmisibilidad de la corriente por los metales frente a la roca encajante.

Minerales no metálicos

Diamantes: 1. Piedra preciosa de gran valor

económico.2. Mineral de gran dureza3. Se localizan en placeres entre gravas y

arenas o en rocas ultrabásicas llamadas kimberlita.

4. Se utiliza para joyería, cortar vidrio, cortes de precisión al microscopio, fabricación de brocas.

DiamanteKimberlita

Halita o sal común: 1. Se forman por evaporación natural del

agua originándose:1. Sedimentos por posterior

recubrimiento de la sal con otros sedimentos diferentes.

2. Diapiros o domos salinos: concentración de sal que como es plástica se deforma ascendiendo y deformando las capas suprayacentes.

Diapiro o domo salino:Los depósitos salinos son plásticos. El material sedimentado encima de ellos (material suprayacente) ejerce presión sobre este depósito impulsándolo hacia arriba.En su ascenso deforma los materiales suprayacentes y se presenta en superficie como una estructura de relieve suavemente ondulado y redondeado. Es, en realidad, un anticlinal abombado por las fuerzas internas que elevan los estratos ejerciendo presión hacia arriba en un punto o a lo largo de una línea relativamente corta

Halita

Asbesto: 1. Resiste el fuego, aisla del calor y del

sonido.2. Muy ligero.3. Resistente a la meteorización y

corrosión4. Se localiza en grandes masas de rocas

ígneas alterada5. El mineral de referencia es el crisolito u

olivino.6. Se utiliza para la fabricación de

materiales que deben estar expuestos en la calle.

Olivino

Piedra: 1. Utilizada como material de

construcción.2. De las más utilizadas:

1. Granito 2. Caliza 3. Arenisca 4. Mármol

Piedras

Rocas fosfatadas: 1. Rocas sedimentarias con alto contenido

en fosfatos.2. Mineral tipo el apatito3. Se forman por la acumulación de

excrementos y restos de animales y de la precipitación química del agua del mar.

4. Se utiliza como fertilizante para las plantas (agricultura)

Yacimiento de fosfatos