Esfuerzos y deformación en geología: tipos, factores y características

Resumen

El documento explica qué son los esfuerzos, que se definen como fuerza por unidad de superficie, y los clasifica según su origen y su dirección. Después describe los tipos de deformación (elástica, plástica y continua) y los cuatro factores que la controlan: presión litostática, temperatura, presencia de fluidos y tiempo de actuación.

Puntos clave

Un esfuerzo es la fuerza que se ejerce por unidad de superficie.
Los esfuerzos isótropos actúan igual en todas las direcciones; los tectónicos son dirigidos y producidos por el movimiento de las placas litosféricas.
Esfuerzos normales: fuerza perpendicular al plano; esfuerzos tangenciales: fuerza paralela al plano.
Esfuerzo compresivo acorta los materiales; esfuerzo distensivo los extiende.
Deformación elástica: el material recupera su forma; deformación plástica: queda permanente; deformación continua: se produce la rotura.
Factores que controlan la deformación: presión confinante, temperatura, fluidos y tiempo de actuación.

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ESFUERZOS: se puede definir como la fuerza que se ejerce por unidad de superficie.

Los podemos dividir en dos:

Los esfuerzos isótropos (en los que se ejerce la misma fuerza por unidad de superficie en todas las direcciones de espacio). Ej.-presión atmosférica.
Los esfuerzos en tectónica (manteniendo constante la fuerza aplicada podemos ejercer mayor o menor esfuerzo). Ej.-el peso de un cuerpo sobre una placa de hielo.

Todo material que está en la litosfera, está sometido a diferentes esfuerzos, los más importantes son los ejercidos por la presión litostática (carácter no dirigido y aumenta con la profundidad) y los esfuerzos tectónicos (carácter dirigido, directo producido por el movimiento de las placas litosféricas sobre la astenosfera).

Tipos de esfuerzos:

Podemos dividir los esfuerzos en 2 tipos diferentes:

Esfuerzos normales: se ejerce toda la fuerza perpendicularmente a un plano.
Esfuerzos tangenciales: se aplican paralelos al mismo plano.

En función de la posición del esfuerzo máximo:

Esfuerzo compresivo: acortamiento de los materiales afectados.
Esfuerzo distensivo: extensión de la zona afectada.

DEFORMACIÓN:

Cualquier cambio de forma, volumen o posición de un objeto como resultado de la aplicación de un esfuerzo.

Tipos de deformación:

Deformación elástica: los materiales recuperan su forma original una vez se deja de aplicar el esfuerzo. Por ejemplo: la deformación que sufre el terreno cuando lo atraviesan las ondas sísmicas.
Deformación plástica: permanece después de que se haya dejado de aplicar el esfuerzo, es decir, una deformación de carácter permanente.
Deformación continua: cuando un material al que se le está aplicando un esfuerzo supera su límite de rotura y se rompe.

Hay cuatro factores que controlan estas deformaciones y son los siguientes:

a) La presión confinante o litostática: es la presión ejercida sobre un material que está en el interior de la geosfera y aumenta con la profundidad. A mayor profundidad, mayor presión confinante. Aumenta el comportamiento dúctil.

b) La temperatura: el aumento de esta reduce la elasticidad de la roca y aumenta el comportamiento dúctil.

c) La presencia de fluidos: potencia la deformación de los materiales. La presencia de materiales líquidos incrementa el comportamiento dúctil en profundidad y favorece la rotura en superficies.

d) El tiempo de actuación: la aplicación prolongada de un esfuerzo provoca grandes deformaciones de carácter dúctil.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un esfuerzo en geología?

Es la fuerza que se ejerce por unidad de superficie. Puede ser isótropo, si actúa igual en todas las direcciones, o tectónico, si es dirigido.

¿Cuál es la diferencia entre deformación elástica y plástica?

En la deformación elástica el material recupera su forma original al dejar de aplicarse el esfuerzo. En la plástica la deformación es permanente.

¿Qué factores controlan la deformación de las rocas?

Son la presión confinante o litostática, la temperatura, la presencia de fluidos y el tiempo de actuación del esfuerzo.