tesis victor rosales

7/18/2019 Tesis Victor Rosales

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Universidad de San Carlos de Guatemala

Facultad de Ingeniera

Escuela de Ingeniera Civil

GEOLOGA Y CARACTERIZACIN FSICA DE PUZOLANAS DE

LA ZONA ORIENTAL DE GUATEMALA

Vctor Rafael Rosales Rivas

Asesorado por el Ing. Francisco Javier Quinez de la Cruz

Guatemala, enero de 2012


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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERA

GEOLOGA Y CARACTERIZACIN FSICA DE PUZOLANAS DE LA ZONA

ORIENTAL DE GUATEMALA

TRABAJO DE GRADUACIN

PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA

DE LA FACULTAD DE INGENIERAPOR

VCTOR RAFAEL ROSALES RIVAS

ASESORADO POR EL ING. FRANCISCO JAVIER QUINEZ DE LA CRUZ

AL CONFERRSELE EL TTULO DE

INGENIERO CIVIL

GUATEMALA, ENERO 2012


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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERA

NMINA DE JUNTA DIRECTIVA

DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

VOCAL I Ing. Alfredo Enrique Beber Aceituno

VOCAL II Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco

VOCAL III Ing. Miguel ngel Dvila Caldern

VOCAL IV Br. Juan Carlos Molina Jimnez

VOCAL V Br. Mario Maldonado Muralles

SECRETARIO Ing. Hugo Humberto Rivera Prez

TRIBUNAL QUE PRACTIC EL EXAMEN GENERAL PRIVADO

DECANO Ing. Murphy Olympo Paz Recinos

EXAMINADOR Inga. Carmen Marina Mrida Alva

EXAMINADOR Ing. Alfredo Enrique Beber Aceituno

EXAMINADOR Ing. Julio Antonio Arreaga Solares

SECRETARIO Ing. Hugo Humberto Rivera Prez


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HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR

En cumplimiento con los preceptos que establece la ley de la Universidad de

San Carlos de Guatemala, presento a su consideracin mi trabajo de

graduacin titulado:

GEOLOGA Y CARACTERIZACIN FSICA DE PUZOLANAS DE LA

ZONA ORIENTAL DE GUATEMALA

Tema que me fuera asignado por la Direccin de la Escuela de Ingeniera Civil,

con fecha 04 de Noviembre de 2010.

Vctor Rafael Rosales Rivas


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ACTO QUE DEDICO A:

Dios

Mis padres

Mis abuelitas

y abuelitos

Mis hermanos

Ser supremo que derram sobre m muchas

bendiciones.

Vctor Rosales Gmez y Vilma Antonieta Rivas

Snchez de Rosales

Natividad de Rivas (Q.E.P.D.) y Ricardo Rivas

(Q.E.P.D.), Jos Vctor Rosales y Mara Cristina

Gmez

Sandra Janet Rosales Rivas y Laura Maritza

Rosales Rivas


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AGRADECIMIENTOS A:

Universidad de

San Carlos

de Guatemala

Mis padres

Mis hermanos

Ing. Francisco

Javier Quinez

Seccin

de Ecomateriales y

Estructuras

Mis amigos

y compaeros

Especialmente a la Facultad de Ingeniera, por mi

formacin y el orgullo de ser San Carlista.

Por el amor, confianza e incondicional apoyo quesiempre me brindaron.

Por su cario, apoyo, gua y consejos.

Por sus enseanzas, su incondicional apoyo y el

ejemplo de un verdadero profesional.

Por su apoyo en la realizacin de este documento.

En especial a Astrid Leonardo, Sonia Guamuch,

Cecilia de Len, Rafael Hernndez, Augusto Santzo y

Luis Ochoa.


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NDICE GENERAL

NDICE DE ILUSTRACIONES ........................................................................ V

LISTA DE SMBOLOS ................................................................................... IX

GLOSARIO .................................................................................................... XI

RESUMEN ................................................................................................... XIII

OBJETIVOS .................................................................................................. XV

INTRODUCCIN ........................................................................................ XVII

1. MARCO TERICO ................................................................................... 1

1.1. Geologa ...................................................................................... 1

1.1.1. Tectnica de placas ..................................................... 2

1.1.2. Vulcanismo .................................................................. 8

1.1.3. Geologa centroamericana......................................... 151.1.3.1. Vulcanismo centroamericano .................. 18

1.1.4. Geologa general de Guatemala ................................ 22

1.1.4.1. Estructuras fisiogrficas de Guatemala ... 25

1.1.4.2. Vulcanismo en Guatemala ...................... 29

1.1.4.2.1. Volcanes activos

de Guatemala .................... 30

1.1.4.3. Estratigrafa de Guatemala ..................... 34

1.2. Puzolanas .................................................................................. 41

1.2.1. Origen del trmino puzolana ...................................... 41

1.2.2. Definicin de puzolana .............................................. 41

1.2.3. Breve historia del uso de las puzolanas .................... 44

1.2.4. Clasificacin segn su origen .................................... 46


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1.2.4.1. Puzolanas naturales ............................... 48

1.2.4.2. Puzolanas artificiales .............................. 52

1.2.5. Otras clasificaciones.................................................. 53

1.2.5.1. Sistemas de clasificacin en

base al comportamiento .......................... 53

1.2.5.2. Clasificacin basada en la economa

de la produccin .................................... 54

1.2.6. Caracterizacin de puzolanas de origen volcnico ... 55

1.2.6.1. Composicin qumica de las puzolana .... 55

1.2.6.2. Caractersticas fsicas de las puzolanas . 571.2.6.3. Causas de la actividad puzolnica .......... 59

1.2.6.4. Criterios de valoracin de las puzolanas 61

1.2.7. Aplicaciones de las puzolanas .................................. 63

1.2.8. Las puzolanas en Guatemala .................................... 64

2. EXPERIMENTACIN ............................................................................ 67

2.1. Metodologa ............................................................................... 67

2.1.1. Ubicacin del material puzolnico en la

regin oriente ............................................................. 67

2.1.2. Investigacin geolgica ............................................. 70

2.1.3. Investigacin de campo preliminar

(muestreo preliminar) ............................................... 71

2.1.4. Seleccin de bancos ................................................. 71

2.1.5. Toma de muestras .................................................... 72

2.1.6. Identificacin de las muestras ................................... 72

2.1.7. Procedimiento en laboratorio ..................................... 73

2.1.7.1. Secado .................................................... 73

2.1.7.2. Tamizado ........................................... 73

2.1.7.3. Tamiz # 30 y tamiz # 200 ........................ 74


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2.1.7.4. Molienda .................................................. 75

2.1.7.5. Tamiz # 325 ............................................ 75

2.1.7.6. Prdida por ignicin................................. 77

2.1.7.7. Fraccin soluble en agua ........................ 79

2.1.7.8. Peso especfico ....................................... 81

2.1.7.9. Superficie especfica (finura blaine) ......... 82

2.2. Resultados ................................................................................. 84

2.2.1. Investigacin geolgica ............................................. 84

2.2.2. Identificacin de muestras ......................................... 87

2.2.3. Secado de muestras .................................................. 962.2.4. Resultados del ensayo de tamiz # ........................ 99

2.2.5. Resultados del ensayo de tamiz # 30 ...................... 100

2.2.6. Resultados del ensayo de tamiz # 200 .................... 101

2.2.7. Molienda .................................................................. 102

2.2.8. Resultados del ensayo de tamiz # 325 .................... 104

2.2.9. Resultados del ensayo de prdida por ignicin ....... 107

2.2.10. Resultados del ensayo de fraccin soluble en agua 108

2.2.11. Resultados ensayo peso especfico ........................ 109

2.2.12. Resultados del ensayo de finura Blaine ................... 110

3. ANLISIS DE RESULTADOS .............................................................. 117

3.1. Investigacin geolgica............................................................ 117

3.2. Ensayos de laboratorio ............................................................ 119

CONCLUSIONES ......................................................................................... 123

RECOMENDACIONES ................................................................................. 129

BIBLIOGRAFA ............................................................................................. 131

ANEXOS ....................................................................................................... 135

APNDICE.................................................................................................... 153


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IV


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V

NDICE DE ILUSTRACIONES

FIGURAS

1. Distribucin superficial de las placas tectnicas .................................... 2

2. Deriva continental .................................................................................. 4

3. Teora placas tectnicas ...................................................................... 7

4. Placas que afectan a Guatemala ......................................................... 23

5. Mapa fallas de Guatemala ................................................................... 24

6. Mapa zonas fisiogrficas de Guatemala .............................................. 28

7. Mapa geolgico Repblica de Guatemala ........................................... 40

8. Disposicin del material volcnico ....................................................... 65

9. Representacin esquemtica del desarrollo experimental ................... 69

10. Manmetro con chorro y tamiz # 325 ................................................... 76

11. Mufla para ensayo de prdida por ignicin .......................................... 79

12. Erlenmeyer para el ensayo de fraccin soluble en agua ..................... 80

13. Baln de Le Chatelierpara determinar peso especifico ....................... 82

14. Equipo para determinar superficie especfica ...................................... 84

15. El Rancho ............................................................................................ 89

16. Aristondo .............................................................................................. 90

17. Marujama ............................................................................................. 91

18. Barrio Santa Elena ............................................................................... 9219. Nio Perdido Salam ........................................................................... 93

20. San Cristbal Verapaz ......................................................................... 94

21. Guastatoya........................................................................................... 95

22. Palencia ............................................................................................... 96

23. Muestra colocada en horno.................................................................. 97


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VI

24. Ensayo tamiz # 200 ........................................................................... 101

25. Proceso molienda .............................................................................. 103

26. Ensayo tamiz # 325 ........................................................................... 104

27. Equipo ensayo peso especfico ......................................................... 109


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VII

TABLAS

I. Clasificacin de las rocas gneas ........................................................... 12

II. Volcanes de Guatemala que tienen registro de actividad ....................... 31

III. Columna cronoestratigrafa de Guatemala ............................................. 39

IV. Clasificacin de las puzolanas ............................................................... 47

V. Clasificacin de puzolanas por su resistencia ........................................ 54

VI. Valores de la composicin qumica lmite y media de puzolanas de

origen volcnico...................................................................................... 56

VII. Porcentajes qumicos de puzolanas y cenizas ....................................... 62VIII. Condiciones fsicas de las puzolanas artificiales y naturales ................. 63

IX. Requerimientos para ensayo de tamiz # 30 y tamiz # 200 ..................... 74

X. Requerimientos de puzolanas segn tamiz # 325 .................................. 77

XI. Requerimientos qumicos (prdida por ignicin) .................................... 78

XII. Fraccin soluble en agua para puzolanas .............................................. 81

XIII. Mapas utilizados en el estudio................................................................ 85

XIV. rea de material puzolnico por departamento ...................................... 86

XV. Resultados de evaluacin previa de los bancos ..................................... 87

XVI. Resultados porcentaje de humedad ....................................................... 98

XVII. Resultados de porcentaje que pasa tamiz ........................................ 99

XVIII. Resultados de porcentaje que pasa tamiz # 30 .................................... 100

XIX. Resultados de porcentaje que pasa tamiz # 200 .................................. 102

XX. Resultados de porcentaje que pasa tamiz # 325 .................................. 106

XXI. Resultados de porcentaje de prdida por ignicin ................................ 107

XXII. Resultados de fraccin soluble en agua ............................................... 108

XXIII. Resultados de peso especfico ............................................................. 110

XXIV. Tiempos del ensayo superficie especfica ............................................ 113

XXV. Resultado de superficie especfica (finura Blaine) ................................ 115


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VIII


21/206

IX

LISTA DE SMBOLOS

Smbolo

cm

cc

H

C

g

C

Kg

Km

m

ml

mmMw

Ms

Rs

m.s.n.m.

N

W

Rc

Significado

Centmetros

Centmetros cbicos

Contenido humedad muestra (%)

Factor de Correccin

Gramo

Grados centgrados

Kilogramos

Kilmetros

Micrmetro

Mililitros

MilmetroMasa de agua

Masa de la muestra

Material retenido en ensayo en g

Metros sobre el nivel del mar

Norte

Oeste

Porcentaje retenido corregido


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X


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XI

GLOSARIO

rido

Basalto

Circunpacfico

Conglomerantes

Hidraulicidad

Lvicas

Meridiano

Molienda

Material granulado utilizado en construccin.

Roca gnea volcnica de composicin mfica,

de color obscuro, rico en hierro y magnesio.

Cinturn de Fuego del Pacfico.

Material que sirve para unir fragmentos o

partculas de una o ms sustancias y

compactarlas, formando una sola masa.

Numricamente definido como la relacin en

peso de los silicatos, aluminatos y xidos de

hierro respecto del xido de cal y de magnesio.

Mezcla de gases y slidos eyectados en

algunas erupciones de volcanes.

Semicrculos mximos de la esfera terrestre que

pasan por los polos.

Proceso en el cual se reduce la fineza de un

material.


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XII

Paleomagnetismo Estudio del campo magntico de la tierra en el

pasado.

Piroclstico Magma que durante su ascenso a travs de la

corteza terrestre alcanza la superficie.

Porfdicas

Silicatos

Surcada

Vtreas

Fenocristales relativamente grandes, situados

en una masa de grano ms fino.

Sales de cido Silcico

Participio del verbo surcar que significa

atravesar o desplazarse navegando a travs del

agua, aire o espacio.

Semejante al vidrio.


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XIII

RESUMEN

La investigacin consisti en realizar una bsqueda de documentos que

dieran una descripcin geolgica de la regin oriente de Guatemala. Tomando

como base los estudios realizados por diversos autores y mapas geolgicos del

rea en estudio, se tomaron muestras de materiales volcnicos que

posteriormente fueron ensayadas para determinar las caractersticas fsicas

dictadas por las normas internacionales y otras que fueron determinadas por

considerarse importantes.

De acuerdo con Staber y Carr (1977), los volcanes de Centro Amrica no

estn dispuestos en una cadena ininterrumpida como dijo Sapper, sino que

estn distribuidos en cierto nmero de cadenas cortas separadas, las cuales

estn relacionadas unas con otras. Estas franjas se pueden dividir en: las del

occidente, franjas centrales y franjas orientales. Aunque las franjas donde seencuentran abundantes volcanes se ubican en el oriente de Guatemala, los

materiales piroclsticos que interesan en este trabajo se encontraron en la

regin delimitada por los departamentos de Guatemala, El Progreso, Baja

Verapaz y Alta Verapaz.

El muestreo en esa regin se realiz en aquellos bancos que se

consideraron con mejor acceso, uniformidad y volumen, entre otras. En total se

tomaron muestras de 9 bancos de distintas capas estratigrficas, a lo largo de

la regin en estudio.


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XIV

Las muestras, una vez ubicadas en el laboratorio, fueron secadas,

tamizadas y molidas, determinando su superficie especfica (finura Blaine),

prdida por ignicin, fraccin soluble en agua, peso especfico y porcentaje que

pasa el tamiz 325. Los diferentes resultados obtenidos fueron comparados con

los parmetros recomendados por las normas internacionales. Dichos

resultados son un parmetro muy importante para explicar los resultados de

ensayos mecnicos cuando estos materiales se combinan con cemento

portland o cal.

Este trabajo forma parte del proyecto de investigacin FODECYT nmero023-2010, que se realiza en el Centro de Investigaciones de Ingeniera y la

Escuela de Ingeniera Civil de la Universidad de San Carlos de Guatemala, con

el co-financiamiento del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologa de

Guatemala, a cuyas instituciones se agradece por la oportunidad y el apoyo

brindado.


27/206

XV

OBJETIVOS

General:

Determinar las caractersticas fsicas y geolgicas de nueve muestras de

materiales volcnicos recolectadas en la regin delimitada por los

departamentos de Guatemala, El Progreso, Baja Verapaz y Alta Verapaz.

Especficos:

1. Recopilar informacin de las puzolanas de la regin oriente de Guatemala.

2. Seleccionar bancos de materiales volcnicos y obtener muestras para su

estudio.

3. Determinar las caractersticas geolgicas de cada lugar estudiado.

4. Determinar las caractersticas fsicas de cada muestra seleccionada.


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XVI


29/206

XVII

INTRODUCCIN

Guatemala es una regin de alta actividad volcnica, por lo cual se

encuentra abundante material volcnico en toda la franja volcnica del pas. Las

erupciones del periodo cuaternario y terciario tardo han originado depsitos

estratigrficos de pumicita, tanto de cenizas como de tobas. Estas se

encuentran expuestas en abundancia en algunas regiones.

El presente trabajo de graduacin tiene por objeto realizar una

investigacin geolgica detallada del oriente de Guatemala y caracterizar

fsicamente nueve muestras de puzolanas extradas de esa zona mencionada

en el objetivo general. Los estudios permitieron determinar las caractersticas

fsicas y confirmaron la presencia de este material en el rea seleccionada para

el estudio geolgico; adicionalmente, con los resultados obtenidos, se pudo

determinar que las caractersticas fsicas de las muestras analizadas renen los

requerimientos de las normas adoptadas para su uso en la construccin.

La investigacin realizada tuvo inconvenientes tanto tecnolgicos como

investigativos. En los inconvenientes tecnolgicos se encuentra el manejo de

mapas en computadora de uso domstico, pero con tecnologa que est al

alcance de todos se pudo cumplir con los objetivos del trabajo de graduacin.

La investigacin de tipo geolgico en Guatemala no est actualizada, por lotanto los documentos en los que se bas el trabajo son de numerosos autores

que realizaron expediciones entre los aos 1900 y 1970, lo cual dificult

determinar el origen del material en estudio.


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XVIII

El propsito de este documento, es dar una idea clara al lector de las

distintas reas, dnde puede encontrarse material puzolnico. Este material

puede ser utilizado en la fabricacin de aglomerantes de bajo costo, lo cual

podra beneficiar a personas de escasos recursos.

El documento est dividido en 3 partes, la primera es una breve

descripcin geolgica de las causas por las cuales ocurren las erupciones

volcnicas, cuyo resultado son los distintos depsitos estratigrficos; tambin se

explica el origen del trmino puzolana y los antecedentes de su uso hasta llegar

a la actualidad.

La segunda parte explica la metodologa para determinar la ubicacin de

los bancos de puzolana y la forma en la cual se determinaron las caractersticas

fsicas. Esta parte muestra los clculos realizados en los distintos ensayos as

como los resultados obtenidos. En la tercera parte se presenta un anlisis de

resultados de cada parmetro estudiado, tanto en la parte geolgica del estudio

como en la parte experimental.

Este trabajo forma parte del proyecto de investigacin FODECYT nmero

023-2010, que se realiza en el Centro de Investigaciones de Ingeniera y la

Escuela de Ingeniera Civil de la Universidad de San Carlos de Guatemala, con

el co-financiamiento del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologa de

Guatemala, a cuyas instituciones se agradece por la oportunidad y el apoyo

brindado.


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1

1. MARCO TERICO

1.1. Geologa general

La Tierra est dividida en tres zonas que corresponden con los tres

estados de la materia (slido, lquido y gaseoso). La zona superior de la cortezaterrestre se le denomina Litsfera. Acuada en las cuencas ocenicas y

distribuida a travs de la superficie de la Tierra; esta la zona del agua, la

hidrsfera. Redondeando ambas, se encuentra una envoltura gaseosa, la

atmsfera.

Dentro de la litsfera actan las fuerzas fsicas y qumicas que originan el

vulcanismo y que elevan porciones de la corteza formando masas terrestres y

haciendo posible las abundantes formas de vida.

Los procesos geolgicos que afectan sobre y dentro de la corteza terrestre

pueden agruparse bajo tres principales causas: gradacin, vulcanismo y

diatrofismo. En la gradacin est considerado el intemperismo, la

descomposicin y disgregacin de las rocas. El vulcanismo se refiere a los

movimientos de la roca fundida y a la formacin de roca slida a partir de un

estado de fundicin, efectundose ambos dentro y sobre la superficie de lalitsfera. En el diatrofismo se incluyen todos los movimientos de las partes

slidas de la Tierra de los que resultan desplazamientos (fallamiento) o

deformacin (plegamiento).


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2

1.1.1. Tectnica de placas

De acuerdo con la Teora de la Tectnica Global o Teora de Tectnica de

Placas, la corteza terrestre est formada por seis grandes casquetes esfricos,

y varios menores, que engranan entre s como un rompecabezas, a los que se

conocen como Placas Tectnicas. (Figura 1)

Figura 1. Distribucin superficial de las placas tectnicas

Fuente: http://virgiliotovar.blogspot.com/2010/03/sobre-tsunamis.html

Pasotti (1977) explica, que esta teora se funda sobre el concepto de que

la Tierra no es rgida, sino que continentes y cuencas ocenicas derivan

lentamente fracturndose y reunindose y quizs creciendo.

La litsfera consta de 2 capas: la superior, fra y rgida descansa sobre lainferior caliente y plstica. Debajo sigue la astensfera hasta 600 800 km, en

la que se producen movimientos de conveccin que influyen sobre la dinmica

de la litsfera, cuya capa superior es de rocas livianas, claras, de tipo grantico

y afines, y de sedimentarias; est dividida en fragmentos que corresponden a


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3

los continentes; la inferior es de rocas pesadas y obscuras, de naturaleza

basltica distinta de la de los continentes, y es continua.

Los bloques continentales se extienden hasta el pie del talud continental;

abarca por lo tanto las reas emergidas, la plataforma y el talud. A estos dos

ltimos se les designa precontinentes.

A continuacin se hace una sntesis de la evolucin de las investigaciones

que llevaron a la teora de la Tectnica de Placas:

Pasotti (1977) explica, que el punto de partida es la teora de la deriva de

los continentes de Alfredo Wegener (1912). Segn Wegener, existi al

comienzo un solo continente (figura 2.), la Pangea, que abarcaba el 40 % de la

superficie terrestre, baada por el nico ocano, la Panthalasa. La Pangea se

dividi primeramente en dos grandes continentes: Laurasia (N) y Godwana (S).

Posteriormente, hace unos 180 m.a., volvi a dividirse en fragmentos que se

separaron con destino a la deriva, alejndose unos de otros

independientemente, hasta ocupar la posicin que tienen hoy. La fuerza que

origin el desmoronamiento de la Pangea y la deriva segn Wegener estaba

asociada a la de la rotacin de la Tierra.

Blackett, Bullard, Runcorn y otros (1956), iniciaron el Paleomagnetismo

que hizo resurgir la teora de Wegener casi del olvido. Llegaron a determinar

que el polo magntico terrestre fue cambiando de posicin a travs del tiempo,

describiendo trayectorias diferentes para cada continente, los que se movieron

respecto de la posicin del polo magntico actual.


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4

Puesto que son trayectorias distintas para cada bloque continental y

siendo improbable que el polo magntico se haya movido y alejado mucho del

eje de rotacin, o que este haya cambiado de posicin con respecto a las

principales masas de tierra, surge como lgica que estas se movieron

independientemente describiendo trayectorias diferentes.

Figura 2. Deriva continental

Fuente: http://blog.educastur.es/ccmcsuanzes/2010/03/17/la-historia-de-la-tierra/

Al paleomagnetismo se lo denomina magnetismo fsil y se comprueba

con los basaltos y en las areniscas rojas, rocas ricas en minerales de hierrotales como xidos y silicatos de hierro. Cuando se producen derrames de lavas

baslticas, esos minerales contenidos en ellas se orientan segn el meridiano

magntico que pasa en ese momento por la zona surcada producida por las

coladas lvicas, es decir, que no se disponen segn la trayectoria de las

coladas. Del mismo modo, cuando se acumulan sedimentos ricos en minerales


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5

de hierro, tanto por obra de las aguas como del viento, ellos se orientan segn

el meridiano magntico del momento.

Segn Pasotti (1977), otra teora importante que hay que mencionar es la

teora de Expansin del Fondo de los Ocanos. (Figura 3). Esta teora es

complementaria a la teora de Wegener y da como resultado la teora de

Tectnica de Placas o Tectnica Global. Esta teora propuesta por Hess (1962)

explica que el piso de los ocanos est en continua expansin a partir de la

fisura de las cimas de las cordilleras mesocenicas. Un nuevo suelo se forma a

ambos lados cerca de la grieta, lo que contradice a Wegener, quien admitanuevos suelos adosados a los continentes.

Las pruebas de la expansin se basan sobre el paleomagnetismo, la

inversin de la polaridad y la geocronologa (determinacin de las edades de las

rocas). La expansin del fondo de los ocanos trae como lgica suponer un

aumento de volumen de Tierra. Sin embargo, este fue de apenas 2 % en los

ltimos 200 m.a. Se calcula que la superficie ocupada hoy por los ocanos se

habra formado en ese lapso, es decir en el 5 % de toda la historia geolgica de

la tierra.

De eso surge que las reas corticales han de distribuirse en la misma

proporcin con que aumentan, o sea que hay un sistema global de transporte o

movimiento que relaciona las zonas donde se crea corteza con aquellas en las

que se destruye, y puesto que el fondo de los ocanos es rgido, los

movimientos estn confinados a los lmites entre gigantescos bloques en que

est dividida la litsfera.


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6

Los bloques se enfrentan y chocan en esos lmites o bordes; all el fondo

de los ocanos es absorbido, penetra en las profundas fosas y se desliza

debajo de los continentes. A estas zonas se les llama Zonasde Subducciny

por su frotamiento se tienen terremotos y formacin de cadenas de volcanes.

Sobre la base de las dos teoras anteriormente mencionadas (Deriva

Continental y Expansin del Fondo Ocenico), se formul la teora llamada

Tectnica de Placas y a los grandes bloques de los cuales est compuesto el

planeta se le denomin Placas Tectnicas. Una breve explicacin de esta teora

sera que una placa se destruye de un lado con el mismo valor con que creceen el opuesto.

La que se sumerge consta de rocas pesadas (basaltos) mientras que la

otra por ser liviana (rocas granticas y afines) se desliza sobre la primera.

Donde se enfrentan dos placas (figura 3), en las profundas fosas se acumulan

potentes capas de sedimentos; por eso en ella se registra menor gravedad y los

focos ssmicos se disponen sobre un plano inclinado que se hunde en la

astensfera.


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Figura 3. Teora de placas tectnicas

Fuente: http://www.portalciencia.net/geolotec.html

La Sismologa ha evidenciado que existen tres tipos de lmites de placas:

separacin a lo largo (Divergentes), deslizamiento horizontal una respecto de la

otra (Transformantes), y convergentes (zonas de subduccin).

Para efectos de este trabajo es de vital importancia conocer los efectos

que producen los lmites de placas convergentes o zonas de subduccin. La

subduccin de placas es un proceso de hundimiento de una placa litosfrica

bajo otra. Generalmente, es la litsfera ocenica, de mayor peso especfico, la

que subduce bajo la litsfera continental, menos densa.

Dado que la temperatura y la presin aumentan con la profundidad, a una

profundidad de 100 kilmetros, una parte de los materiales de la placa en

subduccin son liberados (en especial el agua) lo que conlleva la fusin del

manto suprayacente, que a su vez, asciende a travs de la corteza terrestre

continental creando volcanes. La subduccin ocurre principalmente en el

Cinturn de Fuego del Pacficoy parte del mar Mediterrneo.


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8

1.1.2. Vulcanismo

El trmino vulcanismo se deriva del nombre del dios del fuego, Vulcano.

Significa uno de los principales procesos geolgicos y abarca el origen,

movimiento y solidificacin de la roca fundida. Este fenmeno que est

estrechamente relacionado con la teora de la Tectnica de Placas, sucede

tambin debajo de la superficie terrestre.

La roca fundida subterrnea se llama magma. Al enfriarse forma rocas

primarias o gneas y puede alcanzar la superficie de fisuras o erupcionesvolcnicas en cuyo caso se llama lava. El magma es una fundicin de rocas

compuestas principalmente de silicatos. La temperatura de este vara de 500 a

1,400 C.

Por su formacin existen dos tipos de rocas gneas: intrusivas y

extrusivas. En el estudio influirn poco las rocas gneas intrusivas y se dar

mayor importancia a las rocas extrusivas. Las rocas gneas intrusivas son

aquellas que se han formado dentro de la corteza, donde estn rodeadas por

rocas antiguas a las que han llegado como intrusas o invasoras. Las rocas

gneas extrusivas son aquellas que se han formado por el enfriamiento de la

lava en la superficie terrestre.

Las rocas gneas extrusivas que pueden ser expulsadas a la superficie

mediante varias maneras y aunque las erupciones volcnicas representan tan

solo un 0.1 % del volumen conocido de rocas gneas, son de significado

relevante en el estudio de la geologa, en especial en un pas como Guatemala

que es activo en sus volcanes.


39/206

9

Los volcanes, al igual que los terremotos y la formacin de montaas,

entre otras manifestaciones, tienen su origen en los cambios que ocurren al

interior de la tierra debido a la forma en la cual esta libera calor.

A escala global, el fenmeno del vulcanismo se observa en tres tipos

principales de ambientes:

Tipo divergente

Su rasgo ms caracterstico son las dorsales ocenicas o cordillerassubmarinas. El vulcanismo asociado a este tipo de ambiente se

caracteriza por erupciones efusivas con grandes emanaciones de lava y

gases en forma no muy violenta a lo largo de las grietas.

Tipo convergente

En este tipo de lmite dos placas de la litsfera convergen, la ms fra oantigua se mete por debajo de la otra.

Puntos calientes

Este tercer ambiente no tiene relacin con la distribucin de los lmites

entre placas. Su origen est asociado a regiones calientes muy

localizadas en el manto y que permanecen quietas respecto del

movimiento de las placas.


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10

Los volcanes se clasifican por el tipo de estructura o edificio volcnico y

por el tipo de actividad o erupcin que presentan. Por su estructura se clasifican

en:

Estratovolcn

Calderas

Tipo escudo

Domo de lava

Cono de cenizas o escoria

Por su tipo de actividad se clasifican en:

Hawaianos

Estombolianos

Vulcanianos

Plinianos

Peleanos

Islndicos

Fretico o Geiserianos

Los principales productos en una erupcin son gases, lava y fragmentos

slidos calientes en estado incandescente. Al material lanzado se le denomina

generalmente piroclstico, clasificado por la dimensin de sus granos como

sigue:

Bloques (gran masa)

Bombas Volcnicas (ms de 32 mm)

Lapilli (4-32 mm)

Ceniza (0.064 mm)


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11

En la tabla I las rocas gneas se clasifican de acuerdo con su composicin

qumica y su textura, dentro de una distribucin megascpica.

Las rocas gneas, tanto intrusivas como extrusivas, tienen texturas

diferentes, las cuales generalmente indican las condiciones bajo las cuales se

enfriaron. Aunque la composicin qumica del magma juega una parte

importante, el tamao de los granos de los minerales depende principalmente

del ritmo de enfriamiento determinado por la temperatura, presin y la presencia

de voltiles.


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12

Tabla I. Clasificacin de las rocas gneas

Principales

clases de rocas

de acuerdo con

la textura

Subdivisiones de las principales clases de acuerdo con el contenido mineralgico

Minerales de colores claros, principalmente feldespatos, predominan

Predominan

minerales

oscuros

Solamente

minerales

oscuros

Granuda

gruesa

Fanertica

(granitoide,

grantica,

puede serporfdica)

Ms feldespato de

potasio que plagioclasa

Feldespato de potasio y

plagioclasa casi iguales

Ms feldespato

plagioclasa que de

potasioGabro

Dolerita

(Diabasa)

(Textura

media)

Dunita

(olivino)

Peridotita

(olivino,

piroxena)

Pyroxenita(piroxena)

CuarzoCuarzo bajo

5 %Cuarzo

Cuarzo bajo 5

%Cuarzo

Cuarzo

bajo 5 %

Granito

Sienita

(Nefelina

sienita, con

nefelina en

adicin al

feldespato)

Traquita

(Fonolita,

con

nefelina en

adicin alfeldespato)

Cuarzo

Monzonita

Granodiorita

Monzonita

Diorita de

cuarzo

(Tonalita)

Diorita

Granuda fina

Afantica

(felstica

comnmente

porfdica)

Phyolita Cuarzo Latita Latita Dacita Andesita Basalto

Vtrea (puede

ser porfdica)

Obsidiana (lustre vtreo) Basado en la composicin Vidrio

Retinita (lustre de brea) qumica, minerales pequeos o ausentes basltico

Peritita (lustre perlino)

(traquilita) Escoria

Pumicita (estructura vesicular)

Fragmentaria

(piroclsticas)

Toba (fina)

Brecha volcnica (gruesa)

Fuente: Centro de Estudios Superiores de Energa y Minas CESEM. Apuntes de

Geologa, p. 50.


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13

Las texturas entrelazadas gruesas llamadas fanerticas, granitoide o

grantica, resultan de un lento enfriamiento, ayudado notablemente por enormes

cantidades de agua y otras sustancias voltiles. Las texturas finas pueden ser

afanticas o felsticas, y resultan de un enfriamiento rpido, el cual, en realidad

pueden ser tan rpido que forma vidrio. Las rocas gneas rotas, despedazadas

por explosiones volcnicas y reunidas posteriormente, tienen una textura

fragmentaria o piroclstica.

Las clases y cantidades de varios de los minerales contenidos en una roca

gnea dependen principalmente de la composicin qumica del magma o de lalava. Las rocas cidas que son tambin llamadas slicicas o persilcicas tienen

un alto contenido de slice, en ellas predominan el cuarzo y el feldespato, y son

tpicamente color claro y de baja gravedad especifica. Las rocas bsicas

llamadas subsilcas tienen un bajo contenido de slice, pero ms hierro y

magnesio, los cuales forman los minerales ferromagnesianos como piroxenas,

anfbolas, biotita y olivino; por lo general estas rocas son obscuras y pesadas.

Rocas extremadamente bsicas en las que casi est ausente el feldespato, se

conocen con el nombre de ultrabsicas.

Dndole mayor importancia a las rocas vtreas y piroclsticas de la tabla I

mencionada, se describen las siguientes:

Prfidos

Un nmero apreciable de fenocristales en la mesostasis, hace de

cualquier roca gnea un prfido. De esta manera, entre las rocas descritas

lneas arriba, hay prfidos de granito, sienita, monzonita, diorita, felsita,

basalto y de rocas afines. Muchas de las rocas afanticas ordinarias, no

importa el nombre que lleven, tienden por lo general a ser porfdicas.


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Obsidiana

El equivalente vtreo de las rocas cidas e intermedias se llama obsidiana.

A pesar de su color oscuro (generalmente negro, aunque algunas veces

es gris, castao o rojo) la obsidiana no es una roca bsica. Cuando se

amplifica muestra cristalizacin incipiente que explica el color oscuro.

El equivalente bsico de la obsidiana se conoce como vidrio basltico o

taquilita; la correspondiente roca celular es la escoria.

Rocas piroclsticas

La ceniza volcnica de una erupcin se transforma en toba cuando se

consolida; algunas llegan a ser tobas soldadas cuando estn fundidas en

una nube ardiente de gases calientes. Los fragmentos ms gruesos

producen una brecha volcnica, la cual puede originarse por una explosin

o por flujo.

Se puede mencionar la pmez, la pumita y las ignimbritas como parte

importante del trabajo de investigacin. Las ignimbritas que estn constituidas

por fragmentos de lapilli, ceniza y bloques, son sedimentaciones de corrientes

del material expulsado del volcn. Las pumitas son piroclsticos porosos con

brillo sedoso, estas se forman del enfriamiento muy rpido de un magma

ascendente de alta viscosidad; dicho magma se solidifica mientras est en el

aire. Por ltimo se menciona a las piedras pmez, que son todas aquellas rocas

porosas piroclsticas.


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1.1.4. Geologa centroamericana

Centro Amrica es una regin cuya corteza terrestre es especialmente

inestable, ya que se encuentra en el borde occidental de la placa tectnica del

Caribe. La subduccin de la corteza ocenica de este borde, que empez en el

Mioceno, hace 25 millones de aos, elev la tierra desde el mar. En una

primera etapa se form una pennsula y un archipilago. Ms tarde, hace 3

millones de aos, las islas dispersas se fundieron para formar un verdadero

puente de tierra, o istmo, uniendo Norteamrica y Sudamrica. Al mismo tiempo

que la subduccin y la elevacin, se produjeron erupciones volcnicas yfrecuentes cataclismos.

La Placa Norteamericana, la Placa del Caribe y la Placa de Cocos son las

placas tectnicas en las que se encuentra Centro Amrica.

El autor Richard Weyl en su obra Geology of Central America, define a

Centro Amrica como la superficie terrestre y la plataforma que se extiende

hacia el este de Guatemala y hacia el sur, hasta las tierras bajas de Arrato en

Colombia. Por tanto, abarca un territorio de seis repblicas: Guatemala,

Honduras, El Salvador, Nicaragua, Costa Rica y Panam, as como el territorio

de Belice.

Centroamrica puede ser dividido en dos grandes unidades las cuales

difieren completamente una de otra, tanto en historia geolgica como

estructura. Estas unidades fueron reconocidas por Sapper (1897), Schuchert

(1967) y Stille (1960) y en trabajos ms recientes por Dengo (1968/1973). La

parte noreste que contiene Guatemala, Honduras, El Salvador y el noreste de

Nicaragua exhibe una corteza tipo continental con rocas paleozoicas, teniendo


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presencia de rocas metamrficas anatexitas y plutonitas de mayor edad que el

Paleozoico.

En el periodo terciario, el noreste de Centroamrica fue la escena de un

volcanismo continental extremadamente violento durante el cual grandes masas

de ignimbrita fueron extruidas. McDonald explica que la parte sureste de

Nicaragua a Panam est formada de corteza del tipo ocenico del cretceo,

sobre los cuales pequeos sedimentos marinos y volcnicos fueron depositados

durante el periodo terciario, esta regin fue convertida hasta el presente en

cortezas que ocupan una posicin entre la parte ocenica y la parte continental,utilizando el trmino controversial plataforma tectnica. La estructura de la

corteza y el desarrollo de las dos partes de Centro Amrica estn contrastados

una con la otra, de manera altamente diagramtica.

Centro Amrica es una regin tectnica muy activa, por lo que es

conveniente tomar en cuenta su estructura interna y su morfologa. Siguiendo

las lneas de algunos autores como Mills y Dengo (1969), se distinguen las

siguientes unidades morfotectnicas en Amrica Central:

Regiones montaosas

o Las Sierras del noreste de Centro Amrica

o Los rangos volcnicos del Terciario

o Las sierras del sureste de Centro Amrica

o La cadena volcnica del Pacfico


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Las tierras bajas y regiones de bajas colinas

o Las tierras bajas de Petn y de la pennsula de Yucatn

o La planicie costera del Golfo

o La planicie costera del Caribe

o La planicie costera del Pacfico

o La depresin de Nicaragua

Las sierras del noreste de Centro Amrica forman un arco, abierto hacia el

norte, de muchos rangos altos subparalelos que se extienden de Mxico,Guatemala, Honduras, y el noreste de Nicaragua hasta el Caribe. Los rangos

estn separados uno de otro por fallas y grabens tales como el Motagua, el

Valle del Polochic y el Valle de Chamelecn.

Las plataformas y rangos volcnicos que cubren grandes reas de

Nicaragua y Honduras, extendidas hacia El Salvador fueron construidos con

lavas del perodo Oligoceno hacia el Plioceno, encontrndose rocaspiroclsticas; la mayor parte de ellas ignimbritas y sedimentos vulcanoclsticos,

los cuales varan en sustancia de riolitas a andesitas bsicas. En Honduras y

Nicaragua forman extensivas planicies y bloques de montaas falladas, las

cuales continan hacia El Salvador.

La cadena volcnica del Pacfico del perodo cuaternario, se extiende

desde la frontera mexicana hasta Costa Rica y contina, de una manera mucho

ms dispersa hasta Panam. Como un elemento tpico estructural

circunpacfico, la cadena est muy cercana, en el sentido espacial, de la zona

de actividad ssmica a la placa de Centro Amrica y en la actualidad es

reconocida como una caracterstica decisiva de subduccin.


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Las tierras bajas de El Petn y la pennsula de Yucatn estn construidas

de calizas y evaporitas del periodo Cretceo, tambin de calizas del periodo

terciario. Esta zona es caracterizada como drenaje y topografa crstica.

1.1.4.3. Vulcanismo centroamericano

La estructura geolgica y topogrfica de Amrica Central est formada por

una extensin de grandes volcanes activos jvenes y en algunos casos

violentos. La cadena de volcanes tiene una extensin de casi 1,100 km que va

desde la frontera entre Mxico y Guatemala hasta Costa Rica. Luego conintervalos ms grandes se encuentran volcanes individuales hasta Panam.

Segn Sapper (1913), existen 101 volcanes de primer orden en Centro

Amrica.

Un listado realizado por Bohnenberger (1978) indica el nmero de

volcanes por pas en Centro Amrica:

Guatemala: 288

El Salvador: 180

Honduras: 18

Nicaragua: 58

Costa Rica: 30

Panam: 8

La investigacin sistemtica de los volcanes empez en la mitad del siglo

XIX, enfocndose en su posicin, estructura y tipo de actividad.


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19

Luego de varias investigaciones sobre volcanes, aparecieron Williams,

McBirney (1963) y colaboradores que dieron un paso decisivo en este tipo de

estudios. Estos investigadores viajaron sistemticamente de un pas a otro en

Centro Amrica, describiendo y grabando el fenmeno volcnico.

Stoiber y Carr (1977) basndose en trabajos anteriores de Sapper sobre la

disposicin especial de los volcanes, interpretaron estas disposiciones con la

actividad ssmica y tectnica de placas. De acuerdo con los autores, los

volcanes de Centro Amrica no estn dispuestos en una cadena interrumpida

como dijo Sapper, sino que estn distribuidos en cierto nmero de cadenascortas separadas, las cuales estn relacionadas unas con otras.

Estos autores ven lo anterior como evidencia de segmentos de placas, con

ngulos diferentes de inclinacin hacia la zona de subduccin, los cuales estn

en relacin uno con otro en la corteza, por un fallamiento transversal. En un

principio distinguieron siete segmentos pero posteriormente determinaron ocho.

En este caso se describen dos, el primero va de la zona occidental de

Guatemala hasta la zona central e involucra fundamentalmente los volcanes de

Santa Mara, Santiaguito, San Pedro, Atitln, Fuego, Acatenango, Agua y

Pacaya. El segundo segmento abarca la frontera del centro de Guatemala hasta

el oriente e involucra los volcanes de Jumay, Tecuamburro, Las Flores, Ipala y

Moyuta.


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20

A continuacin se explican las caractersticas de los segmentos

individuales mencionados segn Weyl (1980):

Tipos de deducciones volcnicas: el segmento en la parte central de

Guatemala es particularmente activo, mientras que los segmentos en las

vecindades solo presentan actividad sulfrica. Algunos volcanes de

Guatemala, El Salvador y Nicaragua han combinado erupciones

explosivas con la produccin de flujos de lavas, mientras que los volcanes

de Costa Rica, con excepcin de El Arenal, no han producido ninguna lava

en la historia, pero han eructado vapor y ceniza de las profundidades delos crteres principales.

Forma y estructura de los centros volcnicos: estos son muy similares

pero difieren de los segmentos de las vecindades. Esto est claramente

expresado, entre otras cosas, por la altura de los edificios volcnicos y por

la altura de los volcanes sobre el nivel del mar. Muchos de los volcanes

grandes de Guatemala estn posicionados sobre fisuras transversales,mientras que los de la parte noreste de Guatemala y El Salvador estn

dispuestos de manera anular. Los volcanes de Nicaragua y de la cordillera

de Guanacaste en Costa Rica, forman cadenas de volcanes individuales;

mientras que los de la cordillera central en Costa Rica estn unidos en una

plataforma montaosa coherente.

Los volmenes de los centros volcnicos recientes y la relacin de

volumen a longitud del segmento difieren sustancialmente.

La qumica de los productos volcnicos revela diferencias de segmento a

segmento y estarn directamente en conexin con la discusin de su

petrologa.


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Grandes edificios de complejos volcnicos (Santa Mara, Pacaya) se han

construido en las fronteras del segmento, como un resultado de fcil

ascenso del magma.

Carr (1979) explica que las rocas volcnicas recientes en Centro Amrica,

se encuentran en tres lugares, la primera es una zona de volcanes, donde

grandes volmenes de rocas calcareoalcalinas fueron eruptadas. La mayora de

los volcanes en esta zona son conos de compuestos baslticos a andesticos,

en alineamiento paralelo a la direccin de la zona ssmica y claramenterelacionados con l.

La segunda zona estructural est atrs del frente volcnico y debajo de las

estructuras transversales, donde la zona o profundidad de la zona ssmica

cambia abruptamente. La mayora de volcanes de esta zona son pequeos

conos formando agrupaciones localizadas de 25 a 100 km. La tercera zona

estructural est lejos del frente volcnico, y aqu se encuentran lavas de baja

saturacin, que son eruptadas por volcanes que no tienen relacin con la

estructura de la zona ssmica.

1.1.4. Geologa general de Guatemala

Como se mencion anteriormente, las placas que afectan a Centro

Amrica y que a su vez afectan a Guatemala son: la Placa Norteamericana, la

Placa del Caribe y la Placa de Cocos. (Figura 4)


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Existe una gran interaccin a lo largo de la fosa Mesoamericana, entre la

Placa de Cocos y la del Caribe. La placa de Cocos est subduciendo bajo la del

Caribe. Tambin existe interaccin entre las placas del Caribe y la placa del

Norte; esta interaccin ocurre a lo largo de las fallas Polochic, San Agustn y

Motagua. Los desplazamientos relativos de las placas dan como resultado la

actividad volcnica y los movimientos telricos.

Por esfuerzos de tensin en la corteza y como consecuencia

principalmente por los desplazamientos relativos de las placas tectnicas, se

han formado fallas de menor dimensin. Mencionando algunas de ellas: fallasde Mixco y Santa Catarina Pnula, fallas de Zunil, Jalpatagua y Olintepeque.

(Figura 5).

Figura 4. Placas que afectan Guatemala

Fuente:http://www.insivumeh.gob.gt/inicio.html
http://www.insiv/http://www.insiv/


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Debido al fallamiento del pas, se obtiene como resultado la formacin de

estructuras especiales tales como Graben y Horst, a lo largo del Cinturn

Volcnico. Un claro ejemplo de estas estructuras, es la formacin de calderas

por el colapso de grandes edificios volcnicos, posteriormente algunos de ellos

se convierten en lagos tales como Atitln y Ayarza; cabe mencionar que en

Guatemala existe una orientacin casi perfecta de los edificios volcnicos.

Figura 5. Mapa fallas de Guatemala

Fuente: Centro de Estudios Superiores de Energa y Minas, Apuntes de

Geologa, p. 15.


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1.1.4.1. Estructuras fisiogrficas

de Guatemala

En Guatemala se dominan dos orientaciones estructurales y fisiogrficas:

Formando de este a oeste un arco convexo hacia el sur, est la primera

orientacin compuesta por rocas cristalinas y sedimentarias del perodo

Paleozoico y Mesozoico.

De noreste a sureste, un alineamiento en Centro Amrica con contenido

de rocas volcnicas terciarias a rocas volcnicas ms recientes. A las

regiones que dominan esta orientacin se les denomina Provincia

Volcnica o Sierra del Norte de Amrica Central.

En Guatemala se distinguen cuatro provincias fisiogrficas principales que

son descritas de sur a norte y mostradas en un mapa esquemtico a

continuacin:

Planicie costera del Pacfico

Debido a la erosin de las tierras altas volcnicas, se encuentra a lo largo

del litoral Pacfico una planicie costera de un ancho promedio de 50 km.

Los sedimentos consisten en arenas, gravas, ceniza pmez y depsitos

lahricos que pasan gradualmente hacia las rocas volcnicas de detritos

depositados en abanicos aluviales; en combinacin con un posible

hundimiento, se han producido reas costeras con drenaje deficiente, y a

lo largo de la playa, se han encontrado arenas negras ricas en magnetita.


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Provincia volcnica

Segn Bohnenberger (1966), la provincia volcnica cubre la parte

occidental, sur y oriental de Guatemala, extendindose hacia las otras

repblicas centroamericanas. La actividad volcnica cuaternaria se

concentra en el margen meridional de la zona volcnica terciaria. Las

rocas volcnicas varan desde obsidiana rioltica hasta basalto olivnico,

teniendo las ms abundantes andesitas piroxnicas y pmez dactica.

Bohnenberger (1966) explica que, las erupciones volcnicas cuaternariasse caracterizan por ignimbritas dacticas, altos conos andesticos y domos

de lava. En el sureste de Guatemala, el vulcanismo cuaternario es

diferente debido a que se presentan grandes conos compuestos

andesticos y grupos de pequeos conos cinerticos y coladas baslticas.

Lutitas negras y filitas son probablemente equivalentes a sedimentos de

edad Pensilvnica y Prmica; estas se encuentran ms al norte enescasas reas dispersas. Algunos fsiles en calizas sugieren un

seguimiento con las calizas de Cobn de la franja cordillerana.


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Cordillera central

Se le llama Cordillera Central de Guatemala a la franja de rocas

plutnicas, metamrficas y sedimentarias plegadas, que se extiende en el

centro del pas. La porcin sur de la franja consiste mayormente en rocas

metamrficas y plutnicas incluyendo esquistos, gneises, mrmoles,

serpentinitas y granitos. Las rocas metamrficas disminuyen hacia el norte

en abundancia, al pasar de rocas cristalinas a sedimentos plegados,

donde se han reconocido edades de rocas desde el Pensilvnico Superior

hasta el Terciario. Tambin pasa a sedimentos mesozoicos y cenozoicoshacia las tierras bajas de El Petn.

Segn Bohnenberger (1966), el ncleo cristalino de la cordillera se ubica

entre dos sistemas mayores de fallas y a su vez se encuentran varias

fallas principales de Guatemala en esta provincia.

Tierras bajas del Petn

Bohnenberger (1966) explica que las tierras bajas de El Petn es una

zona tropical con una altitud media de unos 100 metros sobre el nivel de la

mar, sustentada sobre todo por la suavidad de inmersin de sedimentos

mesozoicos y terciarios. Una topografa krstica extensa se desarrola en

rocas carbonatadas del Cretacio. Las areas boscoss dan paso a lugares

de sabanas con un amplio bosque de pinos y colinas desnudas krsticas,

que van desde 30 a 100 metros de altura sobre el nivel de la superficie.


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Figura 6. Mapa zonas fisiogrficas de Guatemala

Fuente: BOHNENBERGER. Gua de la Excursin A Guatemala-Salam-

Huehuetenango-Guatemala, p. 8.

1.1.4.3. Vulcanismo en Guatemala

Se han realizado varios trabajos de campo respecto de los volcanes en el

pas. El Instituto Geogrfico Nacional (IGN) tiene fotografas, mapas, entre otros

documentos de las investigaciones que se han llevado a cabo. Bohnenberger

(1969) realiz un inventario de todos los focos eruptivos cuaternarios conocidos


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(ver anexo), dando como resultado un listado que contiene coordenadas

geogrficas de cada uno, coordenadas UTM, altura sobre el nivel del mar, etc.

El trmino foco eruptivo dado por Bohnenberger (1969) es orificio en la

corteza terrestre, a travs del cual salieron materiales magmticos a la

superficie, ya sea en forma de lava o de piroclsticos. Luego la lava eyectada

se acumula alrededor del orificio y es lo que se conoce como edificio volcnico.

Puede parecer un nmero exagerado que en el listado se encuentren 324

focos eruptivos en Guatemala, pero en su mayor parte son pequeos conoscinerticos y de lava. Estos focos eruptivos estn repartidos en orden de

abundancia por departamento, de la siguiente forma:

Jutiapa: 181

Santa Rosa: 42

Jalapa: 31

Chiquimula: 27 El Progreso: 1

Guatemala: 13

Quetzaltenango: 11

Solol: 7

Sacatepquez: 1

Escuintla: 4

San Marcos: 2 Totonicapn: 2

Chimaltenango: 1

Zacapa: 1


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1.1.4.2.1. Volcanes activos

de Guatemala

El trmino volcn activo tiene 3 caractersticas segn Meyer-Abich (1956),

el primero es que se considera un volcn activo cuando en tiempo hi strico

(desde la conquista) ha tenido erupciones. La segunda caracterstica es

cuando en los volcanes no se conocen erupciones pero que manifiestan

actividad fumarlica o solfatrica. Por ltimo se consideran los campos

fumarlicos o solfatricos independientes de los volcanes.

Segn registros del Instituto Nacional de Sismologa, Vulcanologa,

Meteorologa e Hidrologa (INSIVUMEH) existen 8 volcanes que tienen reportes

de actividad en tiempos histricos y 4 son los ms activos actualmente. Los

datos presentados en la siguiente tabla son de los volcanes que se tienen

registro de erupciones hasta la fecha:


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Tabla II. Volcanes de Guatemala que tienen registro de actividad

NOMBRELATITUD

NORTELONGITUD

OESTEALTURA

M.S.N.M.DEPARTAMENTO

ACTIVIDADHISTRICA

Tacan 15 8 92 7 4,092 San Marcos, Guatemala, Mxico1855, 1878, 1900,1903, 1949-1950,

1986-1987

Tajumulco 15 03 91 54 4,220 San Marcos

Siete Orejas 14 49 91 37 3,370 Quetzaltenango

Santa Mara 1445 33 91 3,370 Quetzaltenango 1902-1903

Santiaguito 14 44 9134 2,500 Quetzaltenango 1922-2011

CerroQuemado

14 48 9134 3,197 Quetzaltenango 1765, 1818

Tolimn 14 37 91 11 3,150 Solol

Atitln 1435 9111 3,537 Solol 1469, 1505, 1579,1663, 1826, 1856

San Pedro 14 39 91 16 3,020 SololAcatenango 14 30 90 53 3,976 Chimaltenango / Sacatepquez 1924-1926, 1972

Fuego 14 29 90 53 3,763 Sacatepquez / Escuintla 1524-1531, 1542-1551, 1581-1587,1614-1629, 1686,1699-1717, 1730-1737, 1799, 1826-1829, 1855-1860,1880, 1896, 1932,1944-1977, 1987,

1999-2010

Agua 14 28 90 45 3,766 Sacatepquez / Escuintla

Pacaya 14 23 90 36 2,552 Escuintla / Guatemala 1565, 1623, 1651-1699, 1775, 1805,

1846, 1885, 1961-2011

Tecuamburro14 10

90 25

1,840 Santa RosaMoyuta 14 02 90 06 1,662 Jutiapa

Jumay 14 42 90 00 2,176 Jalapa

Las Flores 18 14 90 00 1,600

Suchitn 14 24 89 47 2,042 Jutiapa

Chingo 14 07 89 44 1,775 Jutiapa, Guatemala / El Salvador

Ixtepeque 14 25 89 41 1,292 Jutiapa

Ipala 1433 89 38 1,650 Chiquimula / Jutiapa

Fuente: Instituto Nacional de Sismologa, Vulcanologa, Meteorologa e Hidrologa, en

http://www.insivumeh.gob.gt/inicio.html


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En el siglo XX se produjeron erupciones importantes, las cuales se

mencionan a continuacin, tomando los datos del INSIVUMEH y colocando una

breve descripcin del tipo de erupcin y el ao en que sucedieron:

Tacan

Erupcin: 1900-1903, 1949-1950 y 1936.

Descripcin: erupciones freticas que lanzaron cenizas y gran emisin de

gases; la ltima erupcin dio origen a un pequeo crter a 3,000 msnm en

el flanco noreste del volcn.

Santa Mara

Erupcin: 1902

Descripcin: erupcin tipo planiana, la columna de ceniza alcanz una

altura de 27 a 29 km, se produjo un crter de 1,000 m de largo por 700 m

de ancho en la ladera suroeste. Se estima que el volumen de material

piroclstico, fue del orden de 10 km3y cubri un rea de 150 km2.

Santiaguito

Erupcin: 1929

Descripcin: erupcin tipo peleana, este est formado por cuatro domos

de lava que son, Caliente, La Mitad, El Monje y El Brujo. Se form en 1922

dentro del crter dejado por la erupcin de 1902 del volcn Santa Mara.

Del ao 2006 al 2011, se ha registrado actividad en este volcn.


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Fuego

Erupcin: desde 1524 ms de 60 erupciones, 1932, 1971,1979 y 1999.

Descripcin: erupciones tipo vulcaniano que elevaron material piroclstico

a 5-10 km de altura, dejando depsitos de 40 cm de espesor en las

cercanas. Este volcn ha presentado actividad desde el 2007 hasta la

fecha.

Acatenango

Erupcin: 1924-1927, 1972

Descripcin: erupciones freticas con cenizas y gases.

Pacaya

Erupcin: actividad desde antes de 1565, 1961, 1987, 1998, 2000 y 2010.

Descripcin: erupcin tipo estrambtica con ceniza de 1 a 8 km de altura.

Durante el ao 2006 se increment la actividad de este volcn,

provocando en el 2010 una erupcin con columnas de ceniza hasta de

1500 metros.

Los estudios geolgicos en el rea no se han actualizado ni mejorado a lo

largo de las ltimas dcadas. Grandes gelogos como Gabriel Dengo, Samuel

B. Bonis, Richard Weyl y Sapper (este ltimo uno de los pioneros en los

estudios geolgicos en Centro Amrica) han realizado estudios detallados de

varias regiones centroamericanas. Estos estudios que son parcialmente citados

en este documento, fueron realizados por los autores anteriormente

mencionados y publicados entre 1899 y 1975.


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1.1.4.3. Estratigrafa de Guatemala

En el territorio guatemalteco pueden distinguirse diecisiete grandes

litologas diferenciales a gran escala; se hace una breve descripcin de dichas

unidades litolgicas incluyendo datos importantes y siendo ordenadas por

antigedad.

Rocas metamrficas

Tipo de roca: filitas, esquistos, gneises, mrmol y magmattas.Regin: Oeste y Norte San Marcos, sur y este de Huehuetenango, sur de

El Quich, Alta Verapaz, Baja Verapaz, Izabal, sureste de Petn.

Edad: perodo Paleozoico

Rocas Sedimentarias

Tipo de roca: lutitas, areniscas, conglomerados y filitas.

Regin: este a oeste de Huehuetenango, El Quich, Baja Verapaz, Izabal,Sureste de Petn.

Edad: Carbonfero Permiano.

Carbonatos

Regin: franja que va desde el este hacia oeste de toda Guatemala

pasando por Huehuetenango, El Quich, Verapaces e Izabal.

Edad: Permiana


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Formacin Todos Santos

Tipo: areniscas alargadas

Regin: Huehuetenango, El Quich, con pequeas reas en las

Verapaces y el sur del Petn

Edad: Jursico Cretcico

Carbonatos

Regin: centro y sur del Petn, El Quich, norte y sur de Izabal, Alta

Verapaz, Huehuetenango, as como porciones pequeas en San Pedro

Sacatepquez, San Juan Sacatepquez, Tecpn, San Jos Poaquil, norte

Baja Verapaz, Chiquimula y el sur de El Progreso

Edad: Cretcico

Rocas gneas (Ultra Bsicas)

Regin: este a oeste de Guatemala, centro y oeste de Izabal, este de Alta

Verapaz, El Quich y norte de Baja Verapaz

Edad: JursicoCretcico

Rocas Intrusivas

Tipo: granitos, dioritas y granodioritas.

Regin: norte San Marcos, Quetzaltenango, Totonicapn, Guatemala

(Departamento), Chiquimula, sur de Huehuetenango, Solol, Zacapa,

Cobn y Baja Verapaz

Edad: Paleozoico y Mesozoico


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Sedimentos clsticos marinos

Regin: este a oeste de Guatemala, noroeste de Huehuetenango, norte de

El Quich, Cobn, Izabal y Sur del Petn.

Edad: CretcicaTerciaria

Areniscas subinal

Regin: oriente y sur de Chiquimula, norte y noreste de Jalapa

Edad: CretcicaTerciaria

Sedimentos marinos

Tipos: areniscas, lutitas y carbonatos

Regin: centro y noreste del Petn, norte de Cobn sobre el ro Negro

Yeso y marga

Regin: norte y noroeste del Petn

Edad: Terciaria

Caliza, areniscas y conglomerados

Regin: noreste de Izabal

Edad: Terciaria

Depsitos continentales

Regin: Sureste de El Petn, noroeste de Alta Verapaz y distintas zonas

de Izabal

Edad: Terciaria


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Rocas volcnicas sin dividir

Tipos: tobas, lavas, lahares y otros

Regin: pertenecen al cinturn volcnico, departamento de San Marcos,

Quetzaltenango, Totonicapn, Solol, El Quich, Chimaltenango,

Sacatepquez, Guatemala, Santa Rosa, Jalapa, Chiquimula y una

pequea franja al sur de Huehuetenango.

Edad: Terciario

Rocas volcnicas

Tipos: lavas, lahares, tobas

Regin: norte de Retalhuleu, Mazatenango, Escuintla, sur y oeste de San

Marcos, sur de Quetzaltenango, Solol, Chimaltenango, Sacatepquez,

Guatemala, Jutiapa y oeste de Santa Rosa

Edad: Principios Cuaternario

Cenizas volcnicas

Tipo: cenizas y pmezRegin: cabeceras departamentales de San Marcos, Quetzaltenango,

Solol, El Quich, Huehuetenango, Totonicapn, Chimaltenango, Salam,

Santa Rosa, Jutiapa, Guatemala, norte de Sacatepquez, centro de El

Progreso y sur de Izabal.

Edad: Cuaternario reciente.

Aluviones cuaternarios

Regin: parte sur del pas a lo largo de toda la franja costera del Pacfico,

departamentos de San Marcos, Retalhuleu, Mazatenango, Escuintla,

Santa Rosa, Jutiapa y noroeste del Petn

Edad: son tan recientes del Cuaternario, que an sigue el proceso de

sedimentacin.


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El mapa geolgico de Guatemala que se muestra en la figura 7, fue

realizado con la informacin anteriormente descrita; esto se hizo en el ao

1970, utilizando la nomenclatura que se encuentra en la tabla III.

La tabla III se elabor para tener una nomenclatura general debido a que

ya se haban realizado mapas anteriores (ver apndice); posteriormente, se

realizaron algunos mapas a escalas menores, que se encuentran en el Instituto

Geogrfico Nacional (IGN), pero no se termin el estudio de todo el pas.


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Tabla III. Columna conoestratigrfica de Guatemala

Columna T i p o d e r o c aEra P e r i o d o E d a d s e r ie

Edadabsolutamillonesde aos

Qa

Qp

AluvionesCenizas volcnicas

Rocas volcnicasRocas volcnicas sin

dividirDepsitos continentales

Calizas, areniscas yconglomerados

Rocas plutnicasYeso y margaSedimentos marinos

Areniscas subinal

C

enozoico

Cuaternario

TerciarioPlioceno

OligocenoOligoceno

MiocenoEoceno

Eoceno

Paleoceno

3,53,53,564

3,5-377-37

64

5537-6464

KTeI

Kad

JKts

Sedimentos clsticosMarinos

Rocas plutnicasCarbonatos del Cretcico

Rocas ultra bsicasFormacin Todos los

Santos

Mesozoico

CretcicoCretcicoCretcicoCretcicoJursico

CampanianoPre-

Maestrechtiano

136136500

64-13664-136

Pc

CPsr

I

Pzm

Carbonatos del Prmico

Rocas Sedimentarias delCarbonfero y Prmico

Rocas Plutnicas

Rocas Metamrficas

Paleozoico

Prmico

PrmicoCarbonferoPre-Prmico

280

Fuente: Centro de Estudios Superiores de Energa y Minas, Sntesis Geolgica de

Guatemala, p. 15.


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Figura 7. Mapa geolgico Repblica de Guatemala

Fuente: Escaneado del Instituto Geogrfico Nacional


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1.2. Puzolanas

1.2.1. Origen del trmino puzolana

Los griegos y romanos en su afn de construir y crear grandes imperios

fueron los primeros en conocer la cal con sus propiedades aglomerantes. A

esta le agregaron materiales naturales que estaban a su alcance, con el objeto

de obtener ridos inertes. El suelo donde se edificaron estas civilizaciones tiene

una importante cobertura de material piroclstico, obteniendo morteros de alta

resistencia y mayor durabilidad, un hecho que llev al uso casi generalizado de

los aditivos volcnicos.

El nombre puzolana proviene principalmente de la explotacin de material

en Pouzzoles (Italia), la cual no se encuentra muy lejos del volcn Vesubio. La

Puzolana es un trmino genrico de este material, pues de ah se separan en

distintos tipos, como la pumicita, piedra pmez, etc.

1.2.2. Definicin de puzolana

Las puzolanas se encuentran difundidas en las distintas zonas volcnicas;

bien antiguas (texturas porfdicas) o bien modernas (texturas vtreas), y se

conocen con distintos nombres: puzolanas (Italia, Espaa, etc.), tierra de

Santorn (Grecia), trass (bvaro, rumano, ruso, etc.).


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La norma C 595-08 de la American Society for Testing and Materials

(ASTM) Especificacin Normalizada para Cementos Adicionados Hidrulicos

define a las puzolanas como un material silceo y aluminio, el cual en s mismo

posee un pequeo o ningn valor cementicio pero que, finamente dividido y en

presencia de humedad, reaccionar qumicamente con hidrxido de calcio a

temperaturas comunes, para formar compuestos que poseen propiedades

cementicias.

En Europa, en forma similar se utiliza la definicin de puzolanas dada por

Massaza (citado por Quintana, 2005) en el Quinto Congreso Internacional de laQumica del Cemento del ao 1974, que dice: se define como puzolana a

aquellos materiales naturales o artificiales, ricos en slice y aluminio, capaces de

reaccionar con cal en presencia de agua y formar por esta reaccin compuestos

con propiedades cementcias.

La puzolana se emplea bsicamente en la industria del cemento como

adicin al clnkerpara obtener cemento con puzolanas o como sustitucin del

contenido requerido de cemento en algn determinado tipo de hormign.

En trminos generales, las puzolanas son materiales de adicin de suma

importancia en la industria del cemento, por su capacidad de atrapar la cal libre

que queda en el clnkerdespus del proceso de sinterizacin de las materias

primas, reduciendo el calor de hidratacin y los costos de produccin. Dicho de

otra manera, se consideran generalmente como puzolanas los materiales que,

carentes de propiedades cementcias y de actividad hidrulica por s solos,

contienen constituyentes que se combinan con cal a temperaturas ordinarias y

en presencia de agua, dando lugar a compuestos permanentemente insolubles

y estables que se comportan como conglomerantes hidrulicos.


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En tal sentido, las puzolanas dan propiedades cementantes a un

conglomerante no hidrulico como es la cal. Estos son por consiguiente,

materiales reactivos frente a la cal, en las condiciones normales de fabricacin

ordinaria de conglomerados (morteros y hormigones).

Day (trad. por Quinez, 2010) explica que las puzolanas tienen la

caracterstica de reducir sustancialmente el costo de la edificacin. Estos

materiales pueden ser mezclados con cal (o cemento Portland) para producir

cementos mezclados, los cuales pueden reemplazar el Cementos Portland

puro, comnmente utilizado en materiales de construccin tales como concreto,bloques y mortero de mampostera, ladrillos y otras unidades de construccin.

La energa requerida para manufacturar un cemento cal-puzolana (LPC) es

sustancialmente menor que la del cemento Portland; en algunos casos, la

puzolana no requiere preparacin. El costo asociado con la produccin de LPC

es principalmente debido a los combustibles utilizados para producir la cal.

Segn Day (trad. por Quinez, 2010) la puzolana, al combinarse con cal,

tiene un mismo comportamiento; sin embargo, la diferencia entre una buena y

una mala est en la cantidad de propiedades que mejora, tanto ingenieriles

como econmicas. El uso de este material, adems de la reduccin en costo,

presenta ciertas propiedades que, si es bien elegida, mejora desde la

trabajabilidad del concreto hasta mejorar la resistencia al agua de mar, entre

otras.


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1.2.3. Breve historia del uso de las puzolanas

En la historia de la civilizacin humana el descubrimiento de los materiales

y de las acciones cementantes hidrulicas fue posterior al descubrimiento del

fuego y debi ser poco posterior al descubrimiento de la cermica. Tal

descubrimiento, por lo que se refiere a los pueblos mediterrneos, debi pasar

de egipcios a griegos y romanos, siendo ampliado y perfeccionado en sucesivas

etapas. Por razones de puro azar geogrfico y geolgico, los griegos y

romanos, pudieron adobarla con materiales naturales de origen volcnico que

tenan tan a mano.

Segn Mella (2004), la observacin debi hacer el resto, y de la

comparacin de la resistencia y del comportamiento general de los

conglomerados hechos con cal y materiales volcnicos y no volcnicos, surgi

la nueva tcnica de mezclar los primeros; ya como materiales activos, con la

cal, en polvo y en seco o en hmedo, para obtener los que han pasado a la

historia como "cementos y morteros romanos", a base de cal y puzolana, o cal,

puzolana y arena, respectivamente. Tales materiales fueron la tierra griega de

Santorn y las cenizas y tobas romanas de Puzzuoli (o Puteoli).

Spence y Cook (citado por Day, 1991) explica que existe evidencia del uso

de cermica entre los 3,000 y 1,500 aos antes de Cristo, en la elaboracin de

morteros de cal. Los antiguos ingenieros encontraron que el uso de polvo fino

de un material natural o molido, poda ser utilizado para hacer cemento, y

consecuentemente, construcciones de muy alta calidad.


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Recientes anlisis de Davidovits y Morris (citado por Day, 1991) han

mostrado que este cemento fue encontrado en muchas partes de las grandes

pirmides con una edad aproximada de 4500 aos y que estn todava en muy

buenas condiciones; esto contrasta con las reparaciones de los monumentos

egipcios con cemento Prtland, las cuales se han agrietado y degradado en

solamente 50 aos. Las primeras aplicaciones en civilizaciones antiguas y los

usos contemporneos en Europa, Asia y Amrica, han mostrado que las

puzolanas son materiales muy tiles.

Day (trad. por Quinez, 2010) explica que datos medidos con unespectrofotmetro, indican que los concretos antiguos tenan 500 kg de

agregado grueso 1000 kg de agregado fino, 470 kg de tierra Santorn y 150 kg

de cal. La resistencia de este material es cercana a los 12 MPa y el mdulo de

elasticidad fue cercano a los 8 GPa. La permeabilidad fue tambin baja, sin

embargo, no existen comparaciones con concreto.

Drury (citado por Day, 1991) explica que actualmente en los Estados

Unidos se comenz a investigar el uso de las puzolanas naturales cuando este

fue utilizado en el acueducto de los ngeles en 1912. Recientes investigaciones

sobre puzolanas en Estados Unidos mostraron que concretos de cemento

Portland hechos con puzolana tuvieron propiedades deseables tales como

mejora de la permeabilidad y resistencia a la accin de aguas agresivas. La

presa Friat en 1942 marc el primer uso de pumicita o puzolana real.


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1.2.4. Clasificacin segn su origen

Las puzolanas, segn su origen, se clasifican en dos grandes grupos:

naturales y artificiales; si bien puede existir un grupo intermedio constituido por

puzolanas naturales que se someten a tratamientos trmicos de activacin,

anlogos a los que se aplican para obtener puzolanas artificiales, con el fin de

incrementar su hidraulicidad. Estas puzolanas tratadas, activadas o

ennoblecidas, si bien naturales en origen, pueden considerarse como artificiales

en virtud del tratamiento que reciben. Podran denominarse puzolanas mixtas o

intermedias, por participar de los caracteres tanto de las naturales como de lasartificiales.


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Tabla IV. Clasificacin de las puzolanas

CLASE CONSTITUYENTE ACTIVOESENCIAL

MATERIAL PUZOLNICO

Puzolanas naturales

Puzolanasartificiales

1. Vidrio volcnico

2. palo

3. Minerales de arcillaa. Grupo de la caolinita

b. Grupo dela montmorillionita

c. Grupo de la iluta

d. Mezclas de arcilla

4. Zeolitas

5. xidos de aluminiohidratados

Cenizas volantes (fly ash)Esquistos bituminosos

Ceniza rioltica, tobarioltica, toba dactica

Diatomita, radiolarita,chert opalino

Tobas y pumicitasalteradas, caoln

Pizarras opalinas,bentonitas

Arcillas hidrmicas

Silts y arcillas lacustres,depsitos tipo playas

Tobas y cenizas Zeolticas

Bauxitas

Fuente: MELLA, Alejandro. Estudio, Caracterizacin y Evaluacin de Puzolanas Locales

en la Masa Cermica del Ladrillo, p. 90.


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1.2.4.1. Puzolanas naturales

Segn Mella (2004) los materiales puzolnicos naturales estn

constituidos principalmente por rocas eruptivas, sin embargo, tambin

pueden ser de formacin sedimentaria; en algn momento estos materiales

estuvieron sometidos a agentes externos por lo cual tambin se consideran

metamrficos. Las puzolanas naturales incluyen materiales de origen mineral y

orgnico, estn constituidas por rocas que poseen propiedades puzolnicas y

por aquellos materiales en los cuales la actividad puzolnica puede ser inducida

mediante tratamientos trmicos.

Las puzolanas naturales generalmente proceden de rocas piroclsticas

silceas o sedimentos slico-aluminosos, de diferentes grados de litificacin o

estratificacin. Los materiales denominados puzolanas naturales pueden tener

dos orgenes distintos: uno puramente mineral, y otro orgnico. Las puzolanas

naturales de origen mineral son productos de transformacin del polvo y

cenizas volcnicas que, como materiales piroclsticos procedentes de

erupciones explosivas, ricos en vidrio y en estado especial de reactividad, son

aptos para sufrir acciones endgenas o exgenas, de las cuales las primeras

son favorables y las segundas desfavorables.

Por una continuada accin atmosfrica (meteorizacin) se convirtieron en

tobas, es decir, en rocas volcnicas, ms o menos consolidadas y compactas,

cristalinas, lticas o vtreas, segn su naturaleza. En su actividad suele tener

gran influencia la estructura fsica porosa producida por el escape de gases, lo

que les confiere una gran superficie interna.


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Las puzolanas naturales de origen orgnico son rocas sedimentarias

abundantes en slice hidratada y formadas en yacimientos o depsitos que en

su origen fueron submarinos, por acumulacin de esqueletos y caparazones

silcicas de animales o plantas (algas diatomeas).

Las propiedades de las puzolanas naturales y en especial aquellas que

son aptas para su aprovechamiento en la industria de los conglomerantes

hidrulicos, dependen fundamentalmente de su composicin y de su textura, las

cuales a su vez estn relacionadas con su origen y formacin.

Cenizas volcnicas, pmez, tobas, escorias y obsidiana, son rocas

volcnicas que contienen vidrio en gran medida producido por el enfriamiento

brusco de la lava.

Existen rocas o suelos en las que el constituyente silceo contiene palo,

ya sea por la precipitacin de la slice de una solucin o las arcillas calcinadas

por va natural a partir de calor o de un flujo de lava, entre ellas estn:

Las acumulaciones de cenizas generadas durante las erupciones

volcnicas explosivas, que por su alto contenido de materiales vtreos son

propensas a sufrir reacciones como las requeridas para las puzolanas.

Ms tarde por procesos geolgicos de enterramiento, estas cenizas se

convierten en tobas, las cuales son rocas volcnicas bastante porosas,

caracterstica que les confiere una gran superficie interna favoreciendo su

reactividad, entonces, como puzolana sirve tanto el sedimento como la

roca.


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Las rocas y materiales volcnicos en las que hay que considerar la

composicin qumica del magma y la constitucin y textura de los

minerales presentes, los cuales dependen de la velocidad de enfriamiento

y de los procesos de meteorizacin que los afectaron. Por ejemplo, se

pueden nombrar las rocas cidas que son ricas en cuarzo y feldespato.

Rocas o minerales sedimentarios ricos en slice hidratada y formadas en

yacimientos submarinos, por acumulacin de esqueletos y caparazones

de radiolarios y diatomeas.

Algunas rocas y minerales no puzolnicos de origen, pero que al

descomponerse generan productos de naturaleza puzolnica, los cuales

son muy escasos en el mundo.

En general los principales depsitos de puzolanas son de origen volcnico

y se explotan de preferencia las rocas cidas. Sin embargo, se conocen

puzolanas constituidas por tobas baslticas alteradas y lavas bsicas. Lasandesitas pueden ser puzolanas efectivas si el contenido de slice amorfa

excede al contenido de slice cristalina.

Los depsitos piroclsticos, en especial los de fragmentos finos,

normalmente estn alterados debido a su alta porosidad e inestabilidad de las

partculas vtreas y a la alta superficie especfica de estas. La alteracin se

debe al intemperismo superficial, a la accin de las aguas subterrneas

circulantes y comnmente a la accin de las aguas termales y accin

fumarlica.


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Mella (2004) explica que en las cenizas y tobas, la alteracin comienza

con la desvitrificacin del vidrio, originndose un material cripto-cristalino de

aspecto trbido. Los resultados finales de esta alteracin son comnmente la

formacin de bentonita y beidellita, la primera de las cuales es una roca

constituida esencialmente de montmorillonita.

La desvitrificacin puede efectuarse en forma rpida, como es el caso de

los depsitos de avalanchas ardientes, y ocurre mientras las eyecciones estn

calientes y permeables a los gases volcnicos; el vidrio es reemplazado por

agregados micro y cripto-cristalinos de tridimita y sanidina o albita, o bien porintercrecimientos de cristobalita y feldespatos.

Como ya se ha dicho anteriormente, los vidrios volcnicos son

compuestos amorfos de slice y almina que ocurren en una variedad de rocas

volcnicas y su composicin puede ser bsica, intermedia o cida, hidratados o

anhdridos. La actividad puzolnica intrnseca de los vidrios volcnicos resulta

de su estado especial de inestabilidad, la cual es incrementada por un aumento

de la superficie especfica, resultado de un sistema de pequeos ductos

tesis victor rosales

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