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UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO ANZOÁTEGUI
EXTENSIÓN CANTAURA
ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
Meteorización y Suelos
Profesor: Bachiller:
Jesús Salas Andrea Espinoza C.I: 31.003.465
Katherinne Infante C.I: 30.217.931
Douglas Tovar C.I: 30.218.188
Cantaura, 27 de noviembre del 2023
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Índice
Introducción 3
Meteorización y Suelos 4
Tipos de Meteorización 4
Meteorización química 4
Procesos Químicos de Meteorización 5
Meteorización Física 6
Meteorización y Clima 10
Meteorización en los trabajos de Ingeniería 11
Conclusión 12
Bibliografía 13
Anexos 14
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Introducción
La meteorización es un proceso que influye en la formación de los suelos a través
de dos categorías principales: meteorización química y meteorización física. La
meteorización química involucra reacciones químicas que descomponen minerales y
rocas, cambiando su composición y estructura. En contraste, la meteorización física se
enfoca en cambios debidos a factores como la temperatura, la humedad y las fuerzas
mecánicas. El clima es un factor determinante en este proceso, influyendo en los tipos
de meteorización prevalentes en diferentes regiones. Este conocimiento es esencial
para entender la evolución de los suelos y su comportamiento a lo largo del tiempo,
siendo clave en disciplinas como la geología, la pedología y la ingeniería civil.
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Meteorización y Suelos
La meteorización es un proceso que se produce cuando los minerales y las
rocas, al estar en contacto con la biósfera, la hidrósfera o la atmósfera, se degradan o
se fragmentan. Esta meteorización puede ser física o química y llevarse a cabo de
manera total o parcial.
Cabe destacar que las consecuencias de la meteorización son numerosas. La
formación de los suelos y de los relieves de la Tierra está estrechamente asociada a
este fenómeno. La creación de nuevas rocas, asimismo, se vincula a la meteorización.
Tipos de Meteorización
Meteorización química
La meteorización química corresponde a la alteración de los minerales debido a
reacciones químicas entre los minerales de las rocas y elementos del medio natural
como la humedad del ambiente, el agua cargada de soluciones minerales, las raíces de
las plantas y otros materiales orgánicos en contacto con las rocas. La alteración de las
rocas genera nuevos elementos químicos, generalmente menos resistentes a otras
alteraciones y a la fragmentación mecánica.
Procesos Químicos de Meteorización
Disolución: Consiste en la incorporación de las moléculas de un cuerpo sólido a
un disolvente como es el agua. Mediante este sistema se disuelven muchas rocas
sedimentarias compuestas por las sales que quedaron al evaporarse el agua que las
contenía en solución.
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Hidratación: Es el proceso por el cual el agua se combina químicamente con un
compuesto. Cuando las moléculas de agua se introducen a través de las redes
cristalinas de las rocas se produce una presión que causa un aumento de volumen, que
en algunos casos puede llegar al 50%. Cuando estos materiales transformados se
secan se produce el efecto contrario, se genera una contracción y se resquebrajan.
Oxidación: La oxidación se produce por la acción del oxígeno, generalmente
cuando es liberado en el agua. En la oxidación existe una reducción simultánea, ya que
la sustancia oxidante se reduce al adueñarse de los electrones que pierde la que se
oxida. Los sustratos rocosos de tonalidades rojizas, ocres o parduzcas, tan
abundantes, se producen por la oxidación del hierro contenido en las rocas.
Hidrólisis: Es la descomposición química de una sustancia por el agua, que a
su vez también se descompone. En este proceso el agua se transforma en iones que
pueden reaccionar con determinados minerales, a los cuales rompen sus redes
cristalinas. Este es el proceso que ha originado la mayoría de materiales arcillosos que
conocemos.
Carbonatación: Consiste en la capacidad del dióxido de carbono para actuar
por si mismo, o para disolverse en el agua y formar ácido carbónico en pequeñas
cantidades. El agua carbonatada reacciona con rocas cuyos minerales predominantes
sean calcio, magnesio, sodio o potasio, dando lugar a los carbonatos y bicarbonatos.
Acción biológica: Los componentes minerales de las rocas pueden ser
descompuestos por la acción de sustancias liberadas por organismos vivos, tales como
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ácidos nítricos, amoniacos y dióxido de carbono, que potencian la acción erosionadora
del agua.
A través de los procesos químicos, los minerales más comunes de las rocas
como los feldespatos, micas y hornblenda se alteran generando caolín, bauxita, illita,
montmorillonita, vermiculita, hematina y limonita, entre otros.
Muchos minerales disueltos en el agua generan rocas sedimentarias por
precipitación y por evaporación. Estos son los sedimentos orgánicos e hidrogénicos,
respectivamente.
Meteorización Física
La meteorización física/mecánica es la disgregación de las rocas en
fragmentos cada vez más pequeños que conservan cada una de las características del
material original; el resultado final son muchos fragmentos pequeños procedentes de
uno grande.1 Las principales causas de este proceso son los cambios de temperatura,
humedad y actividad biológica. Tras la meteorización física, los fragmentos formados
quedan expuestos a la acción de la meteorización química.
Las rocas permanentes a profundidad, dentro de la litosfera y desde luego,
elevadas a altas presiones, salen a la superficie y se descomprimen, debido a la
pérdida de carga que se transmite a la roca, generando la ruptura de la misma y
conservando sus propiedades químicas.
Temperatura: dependiendo de los coeficientes de dilatación y absorción de los
minerales por la acción de los rayos del sol, se producen al calentarse unas diferencias
https://es.wikipedia.org/wiki/Meteorizaci%C3%B3n_f%C3%ADsica#cite_note-1
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de tensión en su estructura. Por ejemplo, los materiales oscuros absorben más calor
que los claros, especialmente en las regiones desérticas y de alta montaña, en donde
las altas variaciones de temperatura día/noche imprimen a las rocas fuertes
contracciones y dilataciones, que culminarán a la larga con la generación de fisuras y
su fragmentación. Cuanto más pequeños sean los fragmentos más fácilmente serán
transportados por agentes como el viento.
Humedad: el agua en estado líquido tiene influencia en la meteorización física
de las rocas, sin embargo transformada en hielo en el interior de las fisuras puede
acortar en gran medida este proceso. En el periodo de unas pocas horas el hielo puede
abrir grietas en las rocas superficiales y exponerlas a una acción acelerada de otros
agentes.
Actividad Biológica: la actividad biológica también actúa en la disgregación
mecánica de las rocas, aunque lo hace siempre en una segunda fase. Por ejemplo,
cuando las rocas ya presentan fisuras éstas pueden ser ocupadas por las raíces de los
árboles, que imprimen presión conforme crecen y aumentan de volumen. La presión
ejercida por las raíces no es comparable a la del hielo (no es mayor de 15 kg por
centímetro cuadrado), pero puede ser suficiente para generar rotura y desprendimiento
de rocas, las cuales quedarán después a merced de otros agentes.
Meteorización Biológica
La meteorización biológica u orgánica consiste en la ruptura de las rocas por la
actividad de animales y plantas. La construcción de madrigueras y la acción de las
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raíces de los árboles pueden provocar una acción mecánica, mientras que los efectos
de la presencia de agua y diversos ácidos orgánicos, así como el aumento del dióxido
de carbono, pueden complementar la meteorización alterando la roca. Así pues, los
efectos de la meteorización biológica combinan los procesos de disgregación y los de
alteración.
La vegetación desempeña un papel decisivo en los procesos de meteorización
química, ya que aportan iones y ácidos de disolución al agua. La descomposición
orgánica genera humus más o menos ácido que provoca fenómenosde podsolización.
La meteorización es una parte clave del proceso de formación del suelo, y el
suelo es crítico para nuestra existencia en la Tierra. En otras palabras, debemos
nuestra existencia a la meteorización, ¡y necesitamos cuidar nuestro suelo!
Muchas personas se refieren a cualquier material suelto en la superficie de la
Tierra como suelo, pero para los geólogos (y estudiantes de geología) el suelo es el
material que incluye la materia orgánica, se encuentra dentro de las pocas decenas de
centímetros superiores de la superficie, y es importante para sostener el crecimiento de
las plantas.
El suelo es una mezcla compleja de minerales (aproximadamente 45%), materia
orgánica (aproximadamente 5%) y espacio vacío (aproximadamente 50%, lleno en
diversos grados de aire y agua). El contenido mineral de los suelos es variable, pero
está dominado por minerales arcillosos y cuarzo, junto con pequeñas cantidades de
feldespato y pequeños fragmentos de roca. Los tipos de meteorización que tienen lugar
dentro de una región tienen una gran influencia en la composición y textura del suelo.
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Por ejemplo, en un clima cálido, donde domina la intemperie química, los suelos
tienden a ser más ricos en arcilla. Los científicos del suelo describen la textura del
suelo en términos de las proporciones relativas de arena, limo y arcilla. Los
componentes de arena y limo en este diagrama están dominados por el cuarzo, con
menores cantidades de feldespato y fragmentos de roca, mientras que el componente
arcilloso está dominado por los minerales arcillosos.
El suelo se forma a través de la acumulación y descomposición de la materia
orgánica y a través de los procesos de meteorización mecánica y química descritos
anteriormente. Los factores que afectan la naturaleza del suelo y la tasa de su
formación incluyen el clima (especialmente la temperatura promedio y las cantidades
de precipitación, y los consiguientes tipos e intensidad de la vegetación), el tipo de
material parental, la pendiente de la superficie y la cantidad de tiempo disponible.
Meteorización y Clima
Los factores climáticos, en particular la temperatura y la humedad son cruciales
en la meteorización de la roca. Un ejemplo importante de meteorización mecánica es
que la frecuencia de los ciclos de congelación-deshielo afecta en gran medida los
procesos de cuña de hielo.
La temperatura y la humedad ejercen también una fuerte influencia sobre las
velocidades de meteorización química y sobre la clase y cantidad de vegetación
presente.
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Las regiones con vegetación abundante tienen en general un manto grueso de
suelo rico en materia orgánica descompuesta de la cual se derivan fluidos
químicamente activos, como el ácido carbónico y el ácido húmico.El ambiente óptimo
para la meteorización química es una combinación de temperaturas cálidas y humedad
abundante.
En las regiones polares, la meteorización química es ineficaz porque las bajas
temperaturas mantienen la humedad disponible encerrada en forma de hielo, mientras
que en las regiones áridas hay insuficiente humedad para favorecer una meteorización
química rápida.
La actividad humana puede influir en la composición de la atmósfera, la cual, a
su vez, puede afectar a la velocidad de meteorización química. La lluvia ácida es un
claro ejemplo.
Meteorización en los trabajos de Ingeniería
La meteorización desempeña un papel crucial en la ingeniería civil,
especialmente en lo que respecta a la estabilidad del suelo. La meteorización es el
proceso natural mediante el cual las rocas y suelos se descomponen o desgastan
debido a la exposición a factores atmosféricos y biológicos. Esta actividad puede
afectar significativamente la estructura y las propiedades del suelo, teniendo
importantes repercusiones en los proyectos de construcción e infraestructura. La
comprensión de este proceso es esencial para evaluar adecuadamente la idoneidad de
un suelo para proyectos de ingeniería civil.
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El tipo de meteorización predominante en un área determinada depende en gran
medida de las características del suelo y del clima. Por ejemplo, en climas húmedos, la
meteorización química puede ser dominante, disolviendo minerales y contribuyendo a
la formación de suelos ácidos. Por otro lado, en áreas áridas, la meteorización física,
como la expansión y contracción debida a cambios de temperatura, puede ser más
prominente. El estudio detallado de la meteorización en el suelo es esencial para
anticipar cómo el suelo se comportará a lo largo del tiempo y bajo diversas condiciones.
La meteorización puede conducir a cambios significativos en las propiedades
mecánicas y físicas del suelo, afectando su capacidad de carga, su estabilidad, drenaje
y otras características relevantes para la ingeniería civil. Por ejemplo, la meteorización
puede conducir a la disminución de la resistencia del suelo, incrementar su
compresibilidad o dificultar la compactación durante la construcción. La variabilidad en
la meteorización también puede llevar a la formación de suelos con diferentes
características y comportamientos, lo que es crítico para la selección de materiales y el
análisis de cimentaciones.
En resumen, la meteorización desempeña un papel fundamental en la ingeniería
civil al influir en las propiedades del suelo. La comprensión de la meteorización y sus
efectos en las diferentes variedades de suelo es esencial para lograr diseños y
construcciones seguras y duraderas, así como para prever y mitigar eventuales riesgos
relacionados con cimentaciones, estabilidad de taludes y otros aspectos fundamentales
en proyectos de ingeniería civil.
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Conclusión
La meteorización desempeña un papel fundamental en la formación y evolución
de los suelos. Existen diferentes tipos de meteorización, como la física, química y
biológica, que actúan de manera conjunta para descomponer y desgastar las rocas y
minerales presentes en la superficie terrestre. El clima juega un papel crucial en el
proceso de meteorización, ya que factores como la temperatura, la humedad, la
precipitación y la vegetación influyen en la velocidad y el tipo de descomposición de los
materiales. Por ejemplo, en climas cálidos y húmedos, la meteorización química es más
intensa, mientras que en climas fríos y secos, la meteorización física, como la
congelación y descongelación, es más predominante, en el ámbito de la ingeniería, la
comprensión de la meteorización es esencial para el diseño y la construcción de
infraestructuras. Los ingenieros deben considerar los efectos de la meteorización en los
materiales utilizados, así como en la estabilidad de los suelos. Por ejemplo, la
expansión y contracción de los suelos debido a la meteorización puede causar daños
en las estructuras, como cimientos y carreteras.
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Bibliografía
5.4: La meteorización y la formación del suelo. (2022, octubre 30). LibreTexts
Español; Libretexts.
https://espanol.libretexts.org/Geociencias/Geolog%C3%ADa/Libro%3A_Geolog%C3%A
Da_F%C3%ADsica_(Earle)/05%3A_La_intemperie_y_el_suelo/5.04%3A_La_meteoriza
ci%C3%B3n_y_la_formaci%C3%B3n_del_suelo
Geomorfología Dinámica y Climática. (s/f). Www7.uc.cl. Recuperado el 26 de
noviembre de 2023, de
https://www7.uc.cl/sw_educ/geografia/geomorfologia/html/1_3_2.html
La meteorización química. (s/f). Astromia.com. Recuperado el 26 de noviembre
de 2023, de https://www.astromia.com/tierraluna/meteoriza2.htm
Meteorización biológica. Artículo de la Enciclopedia. (s/f). Enciclopedia.us.es.
Recuperado el 26 de noviembre de 2023, de
http://enciclopedia.us.es/index.php/Meteorizaci%C3%B3n_biol%C3%B3gica
Porto, J. P., & Gardey, A. (2020, febrero 17). Meteorización. Definición.de;
Definicion.de. https://definicion.de/meteorizacion/
Wikipedia contributors. (s/f). Meteorización física. Wikipedia, The Free
Encyclopedia.
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Meteorizaci%C3%B3n_f%C3%ADsica&oldid=
155041346
https://espanol.libretexts.org/Geociencias/Geolog%C3%ADa/Libro%3A_Geolog%C3%ADa_F%C3%ADsica_(Earle)/05%3A_La_intemperie_y_el_suelo/5.04%3A_La_meteorizaci%C3%B3n_y_la_formaci%C3%B3n_del_suelohttps://espanol.libretexts.org/Geociencias/Geolog%C3%ADa/Libro%3A_Geolog%C3%ADa_F%C3%ADsica_(Earle)/05%3A_La_intemperie_y_el_suelo/5.04%3A_La_meteorizaci%C3%B3n_y_la_formaci%C3%B3n_del_suelo
https://espanol.libretexts.org/Geociencias/Geolog%C3%ADa/Libro%3A_Geolog%C3%ADa_F%C3%ADsica_(Earle)/05%3A_La_intemperie_y_el_suelo/5.04%3A_La_meteorizaci%C3%B3n_y_la_formaci%C3%B3n_del_suelo
https://www7.uc.cl/sw_educ/geografia/geomorfologia/html/1_3_2.html
https://www.astromia.com/tierraluna/meteoriza2.htm
http://enciclopedia.us.es/index.php/Meteorizaci%C3%B3n_biol%C3%B3gica
https://definicion.de/meteorizacion/
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Anexos