5.8 Presas, túneles, vías terrestres, edificaciones, ordenación del territorio y planificación urbana.

Uno de los campos donde cada día está teniendo mayor aplicación la geología son las obras públicas, tales como las presas, túneles, carreteras y todo tipo de construcciones.

Presas

En una obra civil que se construye en un valle fluvial con el objeto de almacenar agua.

El almacenamiento se consigue al cerrar el paso a un curso de agua y entonces el agua que fluye se va acumulando lentamente hasta el nivel deseado.

Funcionamiento:

El agua cae desde la presa hasta unas turbinas que se encuentran en su base.

Al recibir la fuerza del agua las turbinas comienzan a girar. Las turbinas están conectadas a unos generadore, que, al girar, producen electricidad.

La electricidad viaja desde los generadores, hasta unos transformadores, donde se eleva la tensión para poder transportar la electricidad hasta los centros de consumo.

Partes de una presa:

·         Cuenca fluvial o de captación

·         Vaso de almacenamiento o embalse

·         Boquilla

·         Obra de desvío

·         Ataguías

·         Obra de excedencias o vertedor

·         Obra de toma

·         Obra de control

Usos de las presas:

·         Irrigación

·         Abastecimiento de agua potable

·         Generación de energía eléctrica

·         Control de inundaciones

·         Navegación

·         Acuacultura

·         Recreación

Factores a considerar en la selección del sitio:

·         Topografía: forma y amplitud del valle

·         Condiciones geológicas: tipo de roca, estructuras presentes, bancos de materiales

·         Mano de obra disponible

·         Aspectos socioeconómicos

·         Impacto ambiental

Problemas medio ambientales:

·         Colmatación de sedimentos

·         Salinización de suelos

·         Erosión

·         Perdida de suelos

·         Efectos climáticos

Topografía

·         En lo relacionado con la topografía, el sitio seleccionado debe reunir dos condiciones:

ü  Primera: debe presentar una suficiente mínima para la cimentación y un volumen mínimo para la excavación.

ü  Segunda: que el valle aguas arriba sea amplío y se incremente el almacenamiento.

Condición geológica:

·         Juega el papel más importante. El terreno es el director de la obra. Es el que manda

·         Jamás el terreno de una cimentación es homogéneo ni uniformemente sano

·         Hay que poner mucha atención a: litología, resistencia mecánica del terreno, estabilidad de los taludes, estructura y permeabilidad

Túneles

Los túneles son un tipo de infraestructura subterránea que busca conectar dos puntos externos atravesando superficies planas, accidentes montañosos e incluso mares.

En cualquier proyecto subterráneo (túnel, mina, central hidroeléctrica, galerías) la geología juega un papel dominante en las etapas de diseño y construcción de esta infraestructura, en especial para los túneles, determina su viabilidad, costo y evaluación de desempeño ante comportamientos mecánicos e hidráulicos específicos. Sin embargo, la experiencia indica que una gran parte de las dificultades que surgen durante su construcción están intrínsecamente relacionados con el comportamiento geomecánica y su relación directa o indirecta con el agua.

El resultado final de un túnel depende de una forma directa de la labor certera de la ingeniería, y en concreto de los ingenieros que trabajen en las distintas fases de ejecución: desde el inicio mismo de la excavación hasta los últimos aspectos concernientes a la impermeabilización y revestimiento del mismo.

Vías terrestres

Las vías terrestres forman parte de la infraestructura necesaria para el progreso de todos los países, especialmente aquellos que por su gran extensión deben comunicar puntos muy distantes.

Los trazos y especificaciones de una carretera están condicionados por:

·         La topografía

·         La geología

·         Razones sociales y económicos (son importantes para promover el desarrollo de la comunidad).

Una de las obras de la ingeniería que más necesita de la información geológica, desde su planeación hasta su conservación es la vía de comunicación terrestre. Los estudios geológicos son una labor altamente provechosa para bajar costos de construcción, así como para mejorar notablemente la calidad técnica de los trabajos en las fases de planeación y proyecto. Por experiencia se sabe que el ingeniero civil o el constructor que no cuentan con la información geológica en su trabajo profesional, incurren frecuentemente en serios y costosos errores.

Condiciones que debe ser consideradas al localizar una vía terrestre:

·         Condiciones geológicas

·         Condiciones topográficas

·         Necesidades económicas y sociales

·         Características de tránsito probable

Las carreteras tienen diferentes características tanto de materiales para su construcción como del procedimiento constructivo empleado.

Edificaciones

La geología en las edificaciones constituye la zapata en la cual se apoyan todas las edificaciones existentes en la actualidad, pues, se debe realizar siempre un estudio del suelo sobre la cual nosotros los ingenieros civiles debemos de construir.

Si no se realizan los estudios del suelo debido a la mayoría de las edificaciones con el tiempo pueden tener problemas los cuales son muy difíciles de reparar estando ya la edificación terminada.

Antes de construir un edificio se hace necesario un informe geológico (informe geotécnico) que defina el tipo de cimentación y el nivel de apoyo en el terreno, las presiones de trabajo y los asientos asociados con los mismos y los eventuales problemas de ejecución.

Este tipo de informe es particularmente importante sino imprescindible, en las poblaciones situadas en zonas sísmicas o próximas a volcanes considerados inactivos, en las que las construcciones se tienen que hacer con muchas más garantías. Esto ha costado muchas vidas humanas, no siempre se realizan estos estudios geológicos, por lo que se hace necesario la legislación contemplen este aspecto en su verdadera importancia, obligando a su realización y a un control de calidad durante la ejecución de la obra.

La geología ayuda a ver como las condiciones geológicas afectan las actividades del ingeniero y como pueden simplificar o complicar su trabajo. Para ello se establecen los siguientes objetivos, que consisten en:

·         Conocer el funcionamiento global de la tierra a nivel de procesos internos (endógenos) y superficiales(exógenos)

·         Entender los procesos relacionados con la deformación dúctil y frágil de las rocas, que condicionan el comportamiento mecánico de los macizos rocosos.

·         Ser capaz de interpretar un mapa geológico sencillo y comprender su utilidad para la ubicación y el trazado de obras civiles

·         Reconocer en campo y laboratorio tipos de rocas

·         Conocer e interpretar en términos genéticos las principales formas del relieve y su importancia para la ordenación del territorio

·         Entender la influencia del clima sobre el relieve y su control sobre los principales procesos geomorfológicos

·         Conocer la importancia del agua en el modelado del relieve

·         Ser capaz de evaluar la peligrosidad asociada a los procesos geológicos superficiale

La ordenación urbana del territorio y diseño

Contempla los procesos de toma de decisión, las estrategias, planes, principios políticos, mecanismos de participación e instituciones para formar el ambiente físico en la vida de las ciudades. A través del diseño de los espacios, paisajes y procesos que faciliten el desarrollo urbano para lograr un crecimiento económico, social y ambiental y sustentable. 

La planificación urbana 

Es una rama de la arquitectura que se centra en la organización de áreas metropolitanas. Compuesto por varios campos diferentes, desde la ingeniería hasta las ciencias sociales, esta práctica se desarrolló para corregir problemas causados ​​por la expansión espontánea y sin planificación de las ciudades. En esencia, la planificación urbana tiene como objetivo proporcionar un hogar y una vida laboral seguros, organizados y agradables para los residentes de ciudades nuevas y establecidas. Hoy en día, algunas de las mayores preocupaciones de la planificación urbana son la ubicación de los edificios, la zonificación, el transporte y el aspecto de un pueblo o ciudad. Los planificadores también intentan eliminar las áreas deterioradas y prevenir su desarrollo, así como preservar el entorno natural de la zona.

Convertirse en un urbanista

Si bien hay muchos profesionales que se especializan en solucionar problemas en desarrollos existentes o diseñar nuevos, la planificación urbana generalmente es ejecutada por un grupo de personas con habilidades y antecedentes específicos. Sin embargo, los sistemas educativos de todo el mundo ofrecen cursos específicamente para la certificación en este campo y, por lo general, brindan a los estudiantes una base en los elementos culturales, económicos, legales y de otro tipo que intervienen en el desarrollo de las ciudades. Fuera de esta certificación específica, los arquitectos y aquellos en diversas divisiones de ingeniería trabajan en este campo, al igual que aquellos con conocimiento empresarial, científicos sociales y ambientalistas. Además de esto, las personas con títulos en botánica y diseño de paisajes también son muy valoradas.

Cómo se desarrolló el campo

Como la mayoría de las disciplinas, la planificación urbana se desarrolló para resolver un problema. Antes de mediados del siglo XIX, las áreas metropolitanas se crearon a medida que se extendían las ciudades existentes; Londres, París y Tokio comenzaron como ciudades pequeñas y simplemente siguieron creciendo a medida que más personas se mudaban a ellas. Las direcciones y calles en las secciones más antiguas de estas ciudades pueden ser confusas, incluso para los nativos, porque se establecieron sin pensar en cómo el área podría cambiar y crecer en el futuro. Si bien la gente siempre se ha involucrado en algún tipo de organización de pueblo o ciudad, ya sea que se establezca cerca de un cuerpo de agua o en un terreno más alto para la autodefensa, a fines del siglo XIX es cuando comenzó a desarrollarse la planificación urbana moderna.

La falta de organización en las áreas de vivienda, las secciones industriales y la ubicación de hospitales y escuelas a menudo creaba problemas para la seguridad y la salud de los residentes en las ciudades más antiguas. Los arquitectos e ingenieros, en asociación con su gobierno local, comenzaron a planificar formas de resolver estos problemas en las áreas urbanas existentes y evitar que se desarrollen en nuevas áreas. Si bien encontrar soluciones para situaciones existentes en las ciudades a menudo es más complicado que planificar una nueva ciudad o área urbana desde cero, ambas son partes igualmente importantes del campo.

Ubicaciones de edificios y zonificación

La ubicación de los edificios, junto con la designación de ciertas áreas de una ciudad para propósitos específicos (es decir, zonas residenciales, áreas comerciales y secciones industriales), es extremadamente importante en la planificación urbana. Por ejemplo, la mayoría de los padres no quieren que el parque infantil de sus hijos esté justo al lado de una planta de tratamiento de agua, y tener un hospital en una ubicación central puede literalmente salvar vidas. Para que el personal de las fuerzas del orden público sea eficaz, debe poder llegar a cualquier lugar de la ciudad en cuestión de minutos. Esto significa que las estaciones deben estar ubicadas en el centro y dispersas por toda el área, y que las carreteras deben diseñarse para que llegar a cualquier lugar sea lo más rápido posible. Una buena planificación urbana tiene en cuenta todos estos y muchos más factores a la hora de elegir las ubicaciones de los edificios y, en consecuencia, establece las zonas adecuadas. 

Transportación

Asegurar que haya suficientes carreteras y autopistas, así como transporte público de fácil acceso, también es una prioridad en este campo. Es importante anticipar el crecimiento y las necesidades de tráfico de una gran ciudad, y los planificadores urbanos a menudo consideran cómo el crecimiento futuro afectará el flujo de tráfico. Con esta información, a menudo intentan eliminar los posibles puntos problemáticos antes de que se conviertan en un problema. Con nuevas ciudades o expansiones, la planificación del transporte público, ya sea por debajo o por encima del suelo, también es importante, especialmente a medida que las principales áreas metropolitanas avanzan más hacia prácticas más respetuosas con el medio ambiente.

Apariencia y aspectos ambientales

La planificación urbana es una rama de la arquitectura y, como tal, la forma y la función son tan importantes en una ciudad como lo son a la hora de diseñar un nuevo edificio. Además de garantizar la salud y la seguridad de los residentes, la planificación urbana también tiene en cuenta cómo se ve la ciudad, desde diseños de edificios específicos hasta la incorporación de paisajismo y espacios verdes en el área.

En muchos lugares, los planificadores consideran cómo hacer que la expansión sea sostenible y práctica. Los desarrolladores pueden considerar la calidad del aire y la contaminación acústica al planificar las carreteras, y apuntar a crear desarrollos de viviendas más pequeños para limitar el impacto que los residentes tienen en su entorno inmediato. Las ciudades recién planificadas a menudo se toman en serio la incorporación de espacios verdes y el uso de fuentes de energía y transporte respetuosos con el medio ambiente. Los desarrolladores también pueden tener esto en cuenta al planificar la expansión de las ciudades existentes.

Se han probado varias medidas diferentes para eliminar o mejorar áreas de viviendas deficientes. Un método es limpiar toda la sección deteriorada de una ciudad, demoler las viviendas existentes y reemplazarlas con viviendas modernas financiadas por el gobierno o con fondos privados. Aunque esto se ha hecho en muchas partes del mundo, algunos países tienen problemas con los “derechos de ocupantes ilegales”, lo que significa que la aplicación de la ley no puede obligar a los habitantes de los barrios marginales a mudarse para poder limpiar el área. Además de esta solución, los planificadores urbanos a menudo trabajan para ubicar escuelas, hospitales y otros establecimientos socialmente beneficiosos y que generen empleo cerca de los barrios marginales para mejorar el clima económico del área.

Referencias 

3.1 Ordenación urbana del territorio y diseño | Plataforma Urbana y de Ciudades. (2022, July). Cepal.org. https://plataformaurbana.cepal.org/es/urban-themes/31-ordenacion-urbana-del-territorio-y-diseno#:~:text=La%20ordenaci%C3%B3n%20urbana%20del%20territorio%20y%20dise%C3%B1o%2C%20contempla,ambiente%20f%C3%ADsico%20en%20la%20vida%20de%20las%20ciudades.

‌¿Qué es la planificación urbana? - Spiegato. (2021, July 23). Spiegato. https://spiegato.com/es/que-es-la-planificacion-urbana#:~:text=La%20planificaci%C3%B3n%20urbana%20es%20una%20rama%20de%20la,expansi%C3%B3n%20espont%C3%A1nea%20y%20sin%20planificaci%C3%B3n%20de%20las%20ciudades.

‌LA, A. (2015, March 22). GEOLOGIA APLICADA A LA INGENIERIA CIVIL - Ensayos y Trabajos - gabycitha. Clubensayos.com. https://www.clubensayos.com/Temas-Variados/GEOLOGIA-APLICADA-A-LA-INGENIERIA-CIVIL/2407153.html

‌Soporte IT Nelson. (2020, April 19). Aplicación de la ingeniería en obras subterráneas: Túneles. Eadic. https://eadic.com/blog/entrada/aplicacion-de-la-ingenieria-en-obras-subterraneas-tuneles/

‌Geologia y geotécnica en las vías. (2013). Slideshare.net. https://es.slideshare.net/davidnieto4/geologia-y-geotcnica-en-las-vas

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