estudio de refraccion sismica

TRABAJO ESPECIAL DE GRADO

ESTUDIO DE REFRACCIN SSMICA CON FINES GEOTCNICOS EN EL SITIO DE PRESA DEL EMBALSE BOTALN, MUNICIPIO LIBERTAD, ESTADO ANZOTEGUI

Presentado ante la Ilustre Universidad Central de Venezuela Para optar al Ttulo de Ingeniero Geofsico Por el Br. Tovar G., Angelvis, G

Caracas, noviembre de 2010

TRABAJO ESPECIAL DE GRADO

ESTUDIO DE REFRACCIN SSMICA CON FINES GEOTCNICOS EN EL SITIO DE PRESA DEL EMBALSE BOTALN, MUNICIPIO LIBERTAD, ESTADO ANZOTEGUI

TUTOR ACADMICO: Prof. Antonio Ughi TUTOR INDUSTRIAL: Ing. Ivn Veloso

Presentado ante la Ilustre Universidad Central de Venezuela Para optar al Ttulo de Ingeniero Geofsico Por el Br. Tovar G., Angelvis



Los abajo firmantes, miembros del Jurado designado por el Consejo de Escuela de Geologa, Minas y Geofsica para evaluar el Trabajo Especial de Grado presentado por el Bachiller Angelvis G. Tovar G., titulado:

ESTUDIO DE REFRACCIN SSMICA CON FINES GEOTCNICOS DEL SITIO DE PRESA DEL EMBALSE BOTALN, MUNICIPIO LIBERTAD, ESTADO ANZOTEGUI

Consideran que el mismo cumple con los requisitos exigidos por el plan de estudios conducente al Ttulo de Ingeniero Geofsico, y sin que ello signifique que se hacen solidarios con las ideas expuestas por el autor, lo declaran APROBADO.

__________________ Prof. Jess Gonzlez Jurado

__________________ Prof. Lenn Gonzlez Jurado

___________________ Prof. Antonio Ughi. Tutor Acadmico

DEDICATORIA

A mis hermanos; Corlam, Anyer e Isa. A tu memoria, Melvis Eduardo, eres el ngel que gua mis pasos.

II

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a Dios y a la Virgen.

A mis padres, hermanos, abuelos y dems familiares, jams dejar de estar agradecido.

A la ilustre Universidad Central de Venezuela mi alma mater; a mi tutor acadmico; Profesor Antonio Ughi y a todo el plantel docente del Departamento y Escuela de Geologa, Minas y Geofsica.

A la Fundacin Laboratorio Nacional de Hidrulica; a mi tutor industrial Ingeniero Ivn Veloso, a mis compaeros y amigos del Departamento de Geociencias, SIG y a todos aquellos quienes me dieron su apoyo y atencin.

Quiero agradecer muy especialmente a las personas que me brindan su amistad, apoyo, comprensin y cario; Airam, Ivana, Ana, Diego, Anne, Marcos, Mariam, Yuniev, Issis, Csar, Vernica, Gerardo, Laura y Orianna.

A mis compaeros y amigos de la universidad y la vida; Morella, Maybelis, Leonardo, Albenis, Clemente, Patricia, Juanpablo, Jos Gregorio, Marianglica, Robert, Rosana, Victor, Derick, Jorge, Atilio, Youleissy, Franklin, Csar, Yohana, Roberto, Sina, Andrs, Sofa, Angel, Mauricio, Kris, Arturo, Irwin, Yohanna, Milagros, Pablo, Tarek y otros muchos a quienes no alcanzo a nombrar.

Muchas Gracias!

III

Tovar G., Angelvis G.

ESTUDIO DE REFRACCIN SSMICA CON FINES GEOTCNICOS EN EL SITIO DE PRESA DEL EMBALSE BOTALN, MUNICIPIO LIBERTAD, ESTADO ANZOTEGUITutor Acadmico: Prof. Antonio Ughi. Tutor Industrial: Ing. Ivn Veloso. Tesis. Caracas, U.C.V. Facultad de Ingeniera. Escuela de Geologa, Minas y Geofsica. Ao 2010, 83p. Palabras Clave: refraccin ssmica, represa, Embalse Botaln, perfil ssmico. Resumen La presente investigacin contempla el estudio de refraccin ssmica con fines geotcnicos en el sitio donde se construir el paramento que represar el agua del Embalse Botaln, del pueblo de Botaln, municipio Libertad, estado Anzotegui, rea en la que se levantaron 960 m de lneas ssmicas. Para el procesamiento de los datos se emple el paquete de programas de la marca Seisimager (PickWin, Plotrefa y WaveEq) dando como resultados 18 perfiles ssmicos, 2 tomografas ssmicas y un modelo de velocidades integrado con la informacin geotcnica disponible (6 perforaciones y 1 calicata). El modelo de velocidades dio como resultado un sustrato compuesto por 3 capas diferenciadas entre s, la primera (perfil de suelo) presenta un promedio de velocidad de propagacin de onda P de 294 m/s para el estribo derecho y 299 m/s para el izquierdo, la segunda capa (roca descompuesta blanda) tiene una velocidad promedio de 861 m/s para el estribo derecho y 1613 para el izquierdo, por ltimo la tercera capa (roca fresca blanda) presenta velocidades promedio de 1310 m/s y 2240 m/s para los estribos derecho e izquierdo respectivamente, estas diferencias se deben a la gnesis de la roca, pues en el margen derecho del ro afloran rocas del Miembro Revoltijo y en el izquierdo del Miembro Salomn (ambas de la formacin terciaria Quiamare). Con los valores obtenidos de velocidades de onda P y onda S se calcularon los mdulos dinmicos que arrojan resultados no exhaustivos pero mediante un anlisis cualitativo se concluye que la elasticidad del material es muy pobre y por lo que se recomiendan realizar nuevas campaas de adquisicin de datos geolgico geotcnicos en el vaso de la presa as como ensayos de laboratorio para determinar los mdulos elsticos por mtodos estticos.

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TABLA DE CONTENIDODEDICATORIA AGRADECIMIENTOS RESUMEN TABLA DE CONTENIDOS LISTA DE FIGURAS LISTA DE TABLAS I II III IV VI IX

CAPITULO I 1.1 Introduccin

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CAPTULO II 2.1 Formacin Quiamare 2.2 Formacin Uchirito 2.3 Geografa fsica del vaso y sitio de la presa 2.4 Geologa local 2.5 Caracterizacin geotcnica del macizo

6 8 8 9 11 19

CAPTULO III 3.1 Antecedentes 3.1.1 Geologa Geotecnia 3.1.2 Hidrologa 3.1.3 Riego 3.2 Obras civiles Presas 3.3 Refraccin Ssmica 3.3.1 Mdulos elsticos del material geolgico

20 21 21 21 22 23 26 27

CAPTULO IV 4.1 Adquisicin y control de calidad de datos ssmicos de refraccin 4.2 Procesamiento de datos ssmicos de refraccin 4.3 Interpretacin de los datos ssmicos de refraccin 4.4 Alcances y limitaciones

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CAPTULO V 5.1 Presentacin y anlisis de resultados

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFA Y REFERENCIAS CITADAS APNDICES ANEXOS

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LISTA DE FIGURAS Figuras1.1 Esquema de Ubicacin del sitio de presa. 1.2 Composicin fotogrfica del sitio de presa y vaso del embalse de Botaln. 2.1 Mapa Geolgico Geotcnico de la zona de estudio. 2.2 Foto satelital del sitio de ubicacin de la presa, donde se ha diagramado el eje de la presa, los estribos y parte del embalse. 2.3 Perfil litolgico estratigrfico del pozo P-03. 2.4 Perfil litolgico estratigrfico del pozo P-05. 2.5 Perfil litolgico estratigrfico del pozo P-07. 2.6 Perfil litolgico estratigrfico del pozo P-08. 2.7 Perfil litolgico estratigrfico del pozo P-09. 2.8 Perfil litolgico estratigrfico del pozo P-13. 2.9 Perfil de suelo de la calicata C2. 2.10 Composicin fotogrfica de un afloramiento luttico del miembro Revoltijo en el cauce del Ro Querecual en el vaso de la presa. 3.1 Esquema general de la presa, los estribos y la atagua que es la obra de desvo del ro mientras se construye el cuerpo de la represa. 3.2 Esquema general del equipo de refraccin ssmica. 3.3 Esquema del desplazamiento definido por el mdulo de rigidez (G). 3.4 Esquema del desplazamiento definido por el mdulo de Young (E). 3.5 Esquema del cambio de volumen definido por el mdulo de Bulk (B). 4.1 Localizacin de los componentes del sitio de presa. 4.2 Arreglo ssmico de refraccin, tipo end on. 4.3 Arreglo ssmico de refraccin, tipo split spread end on. 4.4 Imagen del sismograma de la lnea ssmica BOT10_01. 4.5 Imagen del sismograma de la lnea ssmica BOT10_03. 4.6 Imagen de la dromocrnica proveniente del procesamiento de los datos del tendido T2. 4.7 Imagen del modelo de velocidades de onda P del tendido T2. 4.8 Imagen del modelo de velocidades de onda S del tendido T2. 4.9 Imagen de la tomografa ssmica del tendido T14.

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4.9 Fotografa del funicular que sirve para acceder a la margen izquierda del Ro Querecual. 5.1 Mapa de ubicacin de los puntos medios de los tendidos levantados, 42 40

perforaciones y calicata geotcnica, eje de la presa y estribos respecto al Ro Querecual.| 5.2 Imagen del modelo de velocidades del tendido T1 (N48E), lneas ssmicas BOT10_01 y BOT10_02. 5.3 Imagen del modelo de velocidades del tendido T2 (N48E), lneas ssmicas BOT10_03 y BOT10_04 5.4 Imagen del modelo de velocidades del tendido T3 (N48E), lneas ssmicas BOT10_05 y BOT10_06. 5.5 Imagen del modelo de velocidades del tendido T4 (N46E), lneas ssmicas BOT10_07 y BOT10_08 5.6 Imagen del modelo de velocidades del tendido T5 (N46E), lneas ssmicas BOT10_09 y BOT10_10. 5.7 Imagen del modelo de velocidades del tendido T6 (N52E), lneas ssmicas BOT10_11 y BOT10_12. 5.8 Imagen del modelo de velocidades del tendido T7 (N55E), lneas ssmicas BOT10_13 y BOT10_14 5.9 Imagen del modelo de velocidades del tendido T8 (N66E), lneas ssmicas BOT10_15 y BOT10_16. 5.10 Imagen del modelo de velocidades del tendido T9 (N75E), lneas

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ssmicas BOT10_17 y BOT10_18. 5.11 Imagen del modelo de velocidades del tendido T10 (N53E), lneas ssmicas BOT10_19 y BOT10_20 5.12 Imagen del modelo de velocidades del tendido T11 (N53E), lneas ssmicas BOT10_21 y BOT10_22. 5.13 Imagen del modelo de velocidades del tendido T13 (N42E), lneas ssmicas BOT10_25 y BOT10_26. 5.14 Imagen del modelo de velocidades del tendido T14 (N35E), lneas ssmicas BOT10_27, BOT10_28 y BOT10_29. 5.15 Imagen del modelo de velocidades del tendido T15 (S62E), lneas ssmicas BOT10_30, BOT10_31. BOT10_32, BOT10_33 y BOT10_34.

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5.16 Imagen compuesta por la interseccin de las tomografas T14 y T15 (perpendiculares entre s). 5.17 Imagen del modelo de velocidades del tendido T16 (N43E), lneas ssmicas BOT10_35 y BOT10_36. 5.18 Imagen del modelo de velocidades del tendido T17 (N41E), lneas ssmicas BOT10_37 y BOT10_38. 5.19 Imagen del modelo de velocidades del tendido T18 (N42E), lneas ssmicas BOT10_39, BOT10_40, BOT10_41, BOT10_42, y BOT10_43. 5.20 Imagen del modelo de velocidades del tendido T19 (N55W), lneas ssmicas BOT10_44 y BOT10_45. 5.21 Modelo de velocidades integrado del estribo izquierdo. 5.22 Modelo de velocidades integrado del estribo derecho. Apndice 1 Imagen de una terraza antigua. Punto AN-03 (tabla 7.1) Apndice 2 Columna estratigrfica punto de observacin AN-06. Apndice 3 Composicin fotogrfica de la vista externa desde el lindero SO del estribo izquierdo. Apndice 4 Columna estratigrfica punto de observacin AN-10. Apndice 5 Columna estratigrfica punto de observacin AN-14. Apndice 6 Estructura de acuamiento en la secuencia estratigrfica. Punto AN-10 (Miembro Salomn). Apndice 7 Estructura de laminacin cruzada. Punto AN-10 (Miembro Salomn). Apndice 8 Macizo de Clase III (RMR= 41 - 60). Arenisca de grano medio. Punto AN-10. Apndice 9 Macizo de Clase IV (RMR= 21 - 40). Lutita. Punto AN-10. Apndice 10 Vista de la inundacin causada por el Ro Querecual (25 Km aguas abajo del sitio de presa). Apndice 11 Fotografa de la adquisicin de los datos en el tendido T14, estribo derecho. Apndice 12 Fotografa de la adquisicin de los datos en el tendido T15 perpendicular al T14. (Estribo derecho). Apndice 13 Implantacin de testigos de cemento en puntos de disparos (lneas ssmicas), con leyenda de la notacin de los puntos GPS tomados.

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LISTA DE TABLAS Tablas3.1 Esquema de los estudios a realizar por fase para la construccin de una presa. 4.1 Comparativa entre los parmetros de adquisicin planificados y los revisados despus de las pruebas en campo. 4.2 Resumen de las lneas ssmicas y la geometra de adquisicin por tendido. 5.1 Comparativa de velocidades de propagacin de onda P (promedios) por capa en cada margen del ro. 5.2 Comparativa de velocidades de propagacin de onda P (promedios) por capa en cada margen del ro. 5.3 Comparativa de velocidades promedio de propagacin de onda P y onda S por capa y espesores para capa 1 y capa 2 en cada margen del ro. 5.4 Comparativa de mdulos dinmicos por tendidos donde se anexa el indicador Vs/Vp. 7.1 Tabla resumen de la informacin de los puntos de observacin en el levantamiento geolgico. (FLNH, 2010). 7.2 Tabla de coordenadas de puntos de ubicacin tomados con un receptor GPS. 83 75 66 65 64 63 33 32

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CAPTULO I MARCO INTRODUCTORIO

1.1 IntroduccinEl Ro Querecual, que alimenta los sistemas de riego de un rea de aproximadamente 4.800 Ha dedicadas a la produccin agrcola y pecuaria, representa una amenaza en pocas de mximas precipitaciones pues provoca graves y repetidas inundaciones en dicha zona, como respuesta a estas situaciones, a inicios de la dcada de 1960, se plante la posibilidad de establecer un embalse de las aguas del ro situado en las cercanas del pueblo de Botaln, luego, en 1963, bajo la tutela de la Direccin de Obras Hidrulicas del entonces Ministerio de Obras Pblicas (M.O.P) se inician los estudios para emplazar la represa del embalse de Botaln. (Popoff y Castillo, 1963). La zona de estudio se encuentra ubicada en el rea rural destinada al uso agropecuario de la poblacin de Botaln, municipio Libertad a 45 km al SE de Barcelona, estado Anzotegui y comprende una extensin de 9 km2 que se encuadra entre las coordenadas 9 57 58 y 9 55 13 de latitud norte y los 64 22 38 y 64 29 45 de longitud oeste como se muestra en la figura 1.1.

Figura 1.1 Esquema de Ubicacin del sitio de presa. (FLNH, 2010).

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Actualmente, enmarcado dentro de los proyectos de soberana del recurso agua del gobierno nacional, a travs del Ministerio del Poder Popular para el Ambiente (MppA), le asign el proyecto de Actualizacin del proyecto de la presa en el sitio Botaln del estado Anzotegui a la Fundacin Laboratorio Nacional de Hidrulica (FLNH) para el reajuste y rediseo del proyecto original, empleando nuevas tecnologas de prospeccin y exploracin geofsica aplicadas a la geotecnia e hidrogeologa para las mediciones de parmetros fsicos - dinmicos y qumicos del sitio del embalse. Esto incluye la caracterizacin geofsica del subsuelo con fines geotcnicos, mediante el empleo de sondeos elctricos verticales, refraccin ssmica y tomografas elctricas. Al retomar los estudios generales que comprenden las reas de geomorfologa, geotecnia, hidrologa, hidrulica e impacto ambiental, particularmente los relacionados con las condiciones del suelo y las respuestas de este ante los esfuerzos que se le someter a travs de las fundaciones del paramento que conforma la presa (interaccin suelo estructura) y a las solicitaciones a las que ser sometido debido al peso del agua que se represar, surgi la necesidad de hacer un modelo de capas del subsuelo, dicho modelo servir de base para optimizar la ubicacin de las perforaciones con fines geotcnicos que se emplearn, adems las velocidades de propagacin de ondas calculadas para el modelo sirven para estimar los rangos de los mdulos elsticos del subsuelo como insumo para los proyectistas y otros especialistas en ingeniera de fundaciones. Luego de algunos anlisis preliminares de costos-beneficios de tipo tcnico y econmico se concluy que el mtodo ssmico de refraccin es la mejor herramienta para satisfacer estos requerimientos (FLNH, 2009). Para ello se acord hacer un estudio de refraccin ssmica cuyo objetivo general es caracterizar la geometra y las propiedades elsticas de la capa meteorizada del sitio de presa del Embalse Botaln a travs del uso de perfiles ssmicos de refraccin, y cuyos objetivos especficos sean elaborar un modelo de velocidades de propagacin de ondas mediante perfiles ssmicos de la zona de inters y con las

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velocidades obtenidas calcular los mdulos elsticos del macizo rocoso; relacin de Poisson, modulo de Young, de rigidez o cizalladura y de Bulk. Como valor agregado de dicho estudio se pretende integrar los resultados obtenidos y comparar con la informacin disponible del proyecto original (Popoff y Castillo, 1963) as como la informacin de geologa local levantada para dicho embalse y generar un modelo fsico del rea de estudio. Segn Lexur (2009), aproximadamente 1.100 millones de personas, es decir, el 18% de la poblacin mundial, no tienen acceso a fuentes seguras de agua potable, y ms de 2.400 millones de personas carecen de saneamiento adecuado. En los pases en desarrollo, ms de 200 millones de personas, la mayora de ellos nios, mueren cada ao a causa de enfermedades asociadas con la falta de acceso al agua potable, saneamiento inadecuado e insalubridad. Adems, gran parte de las personas que viven en los pases en desarrollo sufren de enfermedades causadas directa o indirectamente por el consumo de agua o alimentos contaminados o por organismos portadores de enfermedades que se reproducen en el agua. Con el suministro adecuado de agua potable y de saneamiento, la incidencia de contraer algunas enfermedades y consiguiente muerte podran reducirse hasta en un 75%. Venezuela, pese a que posee una vasta red hdrica, no est exenta de esos males, debido a que tambin existen zonas donde se presentan problemas de disponibilidad de agua dulce, como en Falcn septentrional (Pennsula de Paraguan), Isla de Margarita, llanos centro-occidentales (Gurico, Apure y Portuguesa) y la regin capital (incluyendo el estado Vargas), en este sentido, la escasez de agua potable de fcil acceso limita el desarrollo agrcola, industrial y turstico. En vista de la importancia que reviste contar con agua potable para asegurar el bienestar comn, uno de los propsitos fundamentales de la Actualizacin del proyecto de Diseo de la Presa Botaln es subsanar la problemtica que afecta la poblacin de Botaln y zonas aledaas al garantizar el suministro de agua tanto para consumo humano como para las actividades econmicas y evitar las inundaciones, para tal fin es imprescindible retomar el proyecto iniciando con los

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estudios geofsicos con fines geotcnicos, lo que se traduce en hacer el modelado del sitio de la presa a escala adecuada, partiendo desde una exploracin de refraccin ssmica, cuyos productos desemboquen principalmente en la generacin de un modelo de velocidades del sitio de presa, clculo de mdulos dinmicos de la roca, todo esto con el fin de proponer la mejor ubicacin de las perforaciones geotcnicas y dar a los proyectistas de ingeniera civil informacin esencial para establecer las variables del suelo de fundacin, evaluacin de la cinemtica y geometra de los valles, terrazas y taludes mostrados en la figura 1.2.

Zona a inundar

Sitio de P

Figura 1.2 Composicin fotogrfica del sitio de presa y vaso del embalse de Botaln. La escala es el vehculo tipo pick up a la derecha de la imagen. (Modificado de Fundacin Laboratorio Nacional de Hidrulica, 2010).

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CAPTULO II MARCO GEOLGICO

En el rea de estudio aflora la Formacin Quiamare (terciario), la cual se manifiesta a travs de sus miembros; Salomn y Revoltijo, cuyo contacto lateral es localmente transicional, pero no se tiene informacin de geologa de superficie debido a la cobertura sedimentaria de aluvin cuaternario que no permite examinar afloramientos cercanos al contacto entre dichos miembros, en la figura 2.1 se muestra el mapa de ubicacin de geolgico base con ubicacin de sondeos geotcnicos e hidrologa respecto al eje de la presa.

Figura 2.1 Mapa Geolgico Geotcnico de la zona. Modificado de Fundacin Laboratorio Nacional de Hidrulica (2010).

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2.1 Formacin Quiamare TERCIARIO (Mioceno Temprano-Tardo) Se define como una secuencia montona de arcilitas gris verdosas, rojas pardas y gris-azulado, en capas plurimtricas poco definidas, con intercalacin de areniscas guijarrosas, lutitas carbonceas y lignito en capas lenticulares, mtricas. Carcter distintivo lo constituyen las secuencias arcilticas dominantes (entre 80% y 95%) moteadas, abigarradas, montonas; los miembros se distinguen entre s por proporciones variables de otras litologas, como las areniscas guijarrosas, los escasos niveles carbonticos (Onoto) o algunos conglomerados masivos (El Pilar, Guanape, Pea Mota), en la geologa local se discutirn las caractersticas principales de cada miembro. (PDVSA-INTEVEP 1997). En su regin tipo, la Formacin Quiamare tiene unos 3.050 m de espesor. Los contactos en la base de la Formacin Quiamare son concordantes y generalmente transicionales sobre las formaciones Quebradn y Capiricual interdigita hacia el este con la Formacin Carapita y es transicional lateralmente con la Formacin Oficina hacia el sur y sureste. La Formacin Quiamare fue depositada principalmente en ambientes que variaban entre continentales, salobres y aguas marinas muy llanas que en escasos casos llegaban a niveles de aguas marinas abiertas. 2.2 Formacin Uchirito TERCIARIO (Mioceno Temprano) Esta unidad se define como la serie de conglomerados ftanticos, formadores de filas, y areniscas con cementacin calcrea que suprayacen inmediatamente a la Lutita Carapita y que sostienen la prominente Fila de Uchirito. Se indic que la parte basal contiene intervalos de lutita gris, fsil, con foraminferos. Las capas individuales de conglomerados son muy escasas. El resto de la formacin consiste de lutitas blandas, limosas, carbonceas y microfosilferas intercaladas con algunas limolitas y areniscas delgadas, duras y de grano fino. Las areniscas

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meteorizan a marrn rojizo y canela, mientras que algunas areniscas de grano ms fino son gris blancuzcas Son duras, localmente friables, frecuentemente calcreas, de capas gruesas, aunque finamente laminadas. Las lminas y lentes de conglomerados (hasta 15 cm de espesor) se componen de cuarzo blanco, arenisca cuarctica y ftanita gris clara a negra. El espesor es de unos 1.372 m en la quebrada Carapita, que se aumenta rpidamente hacia el oeste a expensas de las lutitas de la Formacin Carapita. La formacin es equivalente vertical y lateral de la Formacin Carapita al este y la Formacin Capiricual al oeste. La Formacin Uchirito constituye el clstico superior, regresivo, de la Formacin Carapita, en la misma forma que la Formacin Capaya constituye el clstico inferior, transgresivo, de Carapita. El ambiente de formacin es marino somero a moderadamente profundo. (PDVSAINTEVEP 1997). 2.3 Geografa fsica del vaso y sitio de la presa Segn Popoff y Castillo (1963) el sitio de la presa, tapones, aliviadero y rea de embalse estn situados en la provincia fisiogrfica conocida como Serrana del Interior de la Cordillera de la Costa, describindose localmente una topografa baja y suave dentro de dos filas abruptas que poseen rumbos aproximados E-W y la zona topogrficamente baja est ocupada por lutitas de la Formacin Quiamare, las cuales se erosionan con facilidad provocando este relieve bajo. Las filas Uchirito Cerro Grande, al norte y Purobolsa, al sur estn constituidas por conglomerados y areniscas que naturalmente presentan mayor oposicin a la erosin. En el sitio de la presa y el embalse el ro ha formado terrazas aluvionales, las cuales corta en la actualidad indicndose as rejuvenecimiento de la zona. Hacia el norte del embalse y por la carretera del pueblo de Bergantn la topografa se torna bastante abrupta ya que est sostenida en su totalidad por litologas Eoceno Cretcicas que en dicha zona est representada por calizas y areniscas, as pues, el ro corre norte sur cortando perpendicularmente las filas antes

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mencionadas y al llegar a la Fila Uchirito se desva con direccin Este Oeste (paralelo a la serrana). Los aspectos hidrolgicos determinantes por la naturaleza de este estudio, estn condicionados principalmente por el ro Querecual, el cual es un afluente del ro Aragua y es el principal receptor de agua en la zona. Presenta la particularidad de discurrir desde su nacimiento, al norte del pueblo de Bergantn, hasta la fila de Uchirito ( Cerro Grande), aguas arriba del sitio de la presa, con direccin norte sur y perpendicular a las estructuras compresionales del rea, a partir de estas filas, discurre en direccin E-O paralelo a las mismas (figura 2.1).

Figura 2.2 Foto satelital del sitio de ubicacin de la presa, donde se ha diagramado el eje de la presa, los estribos y parte del embalse. Modificado de FLNH (2009).

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En la zona donde el ro tiene rumbo N S adquiere bastante velocidad y se considera que an es joven, a partir de la Fila Uchirito el mismo pierde velocidad y desarrolla una cantidad de meandros por lo que se considera que en esta parte del curso est en edad madura. El ro ha depositado en su lecho material permeable, lo que permite la percolacin de sus aguas en el subsuelo. La sedimentacin principal del ro la ejecuta aguas abajo de la Fila Uchirito, que es donde este ha perdido velocidad ya que estos sedimentos son de tipo fino (provenientes de la Formacin Quiamare), especialmente limosos. El nico afluente de importancia del ro Querecual es la Quebrada Carapita, la cual desemboca aguas arriba y dentro de la zona de inundacin de la represa. Esta quebrada tiene un caudal intermitente y slo tiene agua en poca de lluvias, permaneciendo seca el resto del ao. El resto de los afluentes son quebradas intermitentes que slo tienen agua cuando se presentan precipitaciones, forman un drenaje tipo reticular y en el rea de colinas redondeadas el drenaje es dendrtico. 2.4 Geologa local Para un embalse de grandes magnitudes es necesario realizar estudios de geologa local los cuales contemplen identificacin de estructuras que comprometan la seguridad de la presa, fallas que al cambiar las condiciones naturales puedan desplazarse, determinacin de estabilidad de las laderas y estribos (ante la ocurrencia del primer llenado y/o sismicidad inducida), caracterizacin del macizo rocoso para saber su comportamiento geomecnico e impermeabilidad del vaso. Los estudios realizados en esta primera etapa de viabilidad y proyecto, permiten verificar que la unidad geolgica existente en el sitio de presa es la Formacin Quiamare del Terciario - Mioceno, manifestada a travs de dos miembros, Revoltijo y Salomn, estn conformados por secuencias estratigrficas de lutita-

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limolita-arenisca con facies conglomerticas, la diferencia principal entre estos dos miembros son los dominios litolgicos; Revoltijo es mucho ms luttico que Salomn y a su vez este ltimo con mas presencia de roca arenisca. (FLNH, 2010). De los sondeos con fines geotcnicos reportadas en el estudio de Popoff y

Castillo (1963), las ms cercanas al sitio de presa son las perforaciones P-03, P-05 y P-07 del estribo izquierdo y la calicata C2 junto a los pozos P-08, P-09 y P-13 del estribo derecho de la presa (figura 2.1). A continuacin se presentan los resultados de las perforaciones:

Figura 2.3 Perfil litolgico estratigrfico del pozo P-03. Unidades en metros. Modificado de FLNH (2010).

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Para la actualizacin geolgica del sitio de presa del embalse, se realizaron sondeos geotcnicos tipo calicatas, la ms cercana a los perfiles ssmicos levantados es la C2. Dicha calicata muestra la siguiente informacin:

Figura 2.9 Perfil de suelo de la calicata C2. Unidades en metros. Modificado de FLNH (2010).

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2.5 Caracterizacin geotcnica del macizo Luego de hacer el levantamiento de la informacin geolgica y su posterior anlisis en base al ndice RQD (Rock Quality Designation), la descripcin de las diaclasas, la orientacin de las capas, rumbo y buzamiento con respecto al eje de la presa, se estimo una clasificacin segn el ndice RMR (Rock Mass Rating) y el ndice GSI (Geological Strength Index), se concluye lo siguiente: Segn el ndice RMR se definen las rocas del rea dentro de las clases III (41 a 60) y IV (21 a 40), es decir, de calidad media a mala (figura 2.11). Segn el rango del ndice GSI (45 - 70) se clasifican las rocas con una calidad de media a mala. Segn la orientacin de las discontinuidades, rumbo y buzamiento, se pueden clasificar los macizos rocosos, ms o menos favorables (Regular), esto con relacin a la orientacin de la obra que se va ejecutar. Se observ la influencia tectnica en el rea, siendo la estructura principal el plegamiento interno de las capas. En base a los anlisis cinemticos realizados a los taludes, considerando el ngulo de friccin interno del macizo rocoso en = 20 y el talud modificado en N45W45S, se deduce que no hay posibilidad de que se generen fallas planares, en cua o por volcamiento.

Norte

Figura 2.10 Composicin fotogrfica de un afloramiento luttico (RMR Clase III) del miembro Revoltijo Fm Quiamare, en el cauce del Ro Querecual en el vaso de la presa. La escala es el bastn topogrfico (izq) en el que cada seccin roja equivale a 0,30 m. Modificado FLNH (2010).

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CAPTULO III MARCO REFERENCIAL

El emplazamiento de una represa, la cual es una obra civil de gran envergadura, conlleva una serie de consideraciones y estudios previos, en este captulo se hace una sntesis de los estudios del Embalse Botaln proyectado desde la dcada de los 60, as como las consideraciones tericas ms relevantes para esta investigacin. 3.1 Antecedentes En el ao 1961 empiezan los estudios para el diseo del embalse, generando hasta la presente fecha una amplia documentacin referente a la obra, al sitio de presa y a la cuenca, abarcando aspectos de conservacin, caracterizacin biolgica, desarrollo del sistema de riego, geologa y geotecnia, hidrologa y obras de embalse, siendo todos llevados por el antiguo Ministerio de Obras Pblicas y el Ministerio del Ambiente, pero es en 1963 cuando se realiza la ingeniera de detalle de la presa, por la Oficina de Ingeniera Christo Popoff, para el Ministerio de Obras Pblicas, cuya finalidad principal era el control de inundaciones y aprovechamiento de agua para riego de 4.800 hectreas, aguas abajo de la presa. (FLNH, 2009). En resumen, a continuacin se muestran los principales estudios dentro de las reas de principal inters para el diseo de la presa de Botaln y por ltimo un breve resumen de las caractersticas ms importantes del proyecto de Popoff y Castillo (1963). (FLNH, 2009). 3.1.1 Geologa Geotecnia En estas reas se puede mencionar que los primeros informes datan del ao 1961 (referencia perdida), cuando se hacen los primeros reconocimientos geolgicos del lugar, pero es a finales del ao 1962 cuando se emite el Informe geotcnico, para el anteproyecto de la presa Botaln, ro Querecual en el cual se resumen los resultados de los estudios geotcnicos y geolgicos realizados al sitio de la

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presa. Dichos estudios abarcan la evaluacin de la fundacin de la presa, como la caracterizacin de los materiales de construccin. (FLNH, 2009). 3.1.2 Hidrologa En 1973 se realiza el Estudio hidrolgico del ro Querecual que servir de base para la ingeniera de detalle de las obras del embalse, el mismo fue realizado por la Oficina de Ingeniera de C. Popoff entre 1975-1976. (FLNH, 2009). En 1990 se realiz el Estudio hidrolgico del ro Querecual, Embalse Botaln, realizado por Abelln y Porras para el MARNA, tomando la informacin hidrolgica existente a la fecha. (FLNH, 2009). 3.1.3 Riego En el ao 1963, junto con los primeros estudios en el sitio de la presa, se realiz el Anteproyecto del sistema de riego del ro Querecual y, en 1966 se realiza el Anteproyecto de riego del asentamiento campesino Querecual, estado Anzotegui para el riego de un rea de 300 hectreas. Posteriormente los estudios en torno a la obra fueron enfocados en el diseo de la presa y la conservacin y manejo de la cuenca. Segn FLNH (2009), en 1993 Halcrow realiza para el MARNR el Proyecto Botaln: Proyecto de rehabilitacin del sistema de riego, cuyo enfoque fue hecho fundamentalmente para calcular el potencial de agua subterrnea en el rea. En 1994 fue realizado por Agroplan C.A., el Estudio de apoyo al proyecto de desarrollo agrcola Botaln. En el mismo ao 1994, el ingeniero Manuel Carrasco realiz un Diagnstico al sistema de riego del ro Querecual, estado Anzotegui y el Replanteo de la poligonal de expropiacin dentro del rea de influencia del embalse Botaln as como el censo del rea comprendida dentro de dicho polgono. (FLNH, 2009).

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El Informe Geolgico geotcnico de avance de la actualizacin del proyecto de Diseo de la Presa Botaln(2009) recoge lo ms relevante de estos trabajos previos y destaca la importancia de un adecuado modelado geolgico geotcnico apoyado tanto en mtodos directos (sondeos geotcnicos) como en mtodos indirectos (sondeos geofsicos). (FLNH, 2009). 3.2 Obras civiles Presas Las presas o represas, cuya etimologa proviene del latn repressus; que significa contenido, son unas de las obras de ingeniera de mayor magnitud en el mundo, segn lo explican Gonzlez, et al. (2002) estas revisten una importancia especial en el desarrollo de un pas, pues tienen diversos propsitos: regado, abastecimiento de agua potable, control de avenidas y produccin de energa elctrica (19% del total mundial). El crecimiento econmico de un pas est directamente relacionado, entre otras variables, con la construccin de grandes presas, existiendo ms de 45.000 grandes presas en todo el planeta (aquellas cuya altura es superior a los 15 m o cuya capacidad de embalse supere los 3 millones de metros cbicos). Otro punto importante a considerar dentro de la planificacin de recursos hdricos es la escasez, pues el agua es una de las mayores necesidades a nivel mundial; ms de mil millones de personas no disponen del agua mnima necesaria (50 l/ persona/ da), mientras que en la mayora de pases industrializados se consume entre 4 y 14 veces la cantidad citada. Desde el punto de vista de ingeniera civil, tal como lo exponen Bolinaga, et al. (1999) una presa es una estructura hidrulica que se construye para resguardar los escurrimientos de un ro creando un embalse o bien para desviar sus aguas fuera del cauce natural. Usualmente, las presas se construyen a travs de los valles y el rea ocupada por ella se llama sitio de presa, para efectos de esta investigacin se entiende por sitio de presa el concepto antes expuesto. Dentro las clasificaciones de las represas, segn Bolinaga et al. (1999) la clasificacin que corresponde a la estructura diseada para el proyecto de diseo

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de la presa Botaln es una presa de tierra zonificada, en cuya seccin predominan los siguientes materiales: arcillas, limos, arenas y gravas, colocados y compactados mediante equipos convencionales, con alineamiento de dos direcciones, y un espaldn de grava; en la figura 3.1 se muestra la seccin generalizada de la presa.

Figura 3.1 Esquema general de la presa, los estribos y la atagua que es la obra de desvo del ro mientras se construye el cuerpo de la represa. (Modificado de Gonzlez et al., 2002).

Por sus caractersticas, la presa en cuestin se clasifica como una obra civil de gran envergadura pues se estima que la superficie ocupada por el embalse de Botaln ser de 9,0 km2 aproximadamente, la cual ser represada por un dique cuya cresta tendr una longitud de aproximadamente 1085,0 m, a una cota de trabajo (de la presa) de 104,5 m y una profundidad estimada del dentelln de 40,0 m lo que representa un volumen de 95.000.000,0 m3 de agua represada. (Popoff y Castillo, 1963).

Para la construccin de dicha presa es necesario contar con informacin muy variada, que a grandes rasgos va desde levantamientos topogrficos hasta ensayos geotcnicos e hidrolgicos, que se describen en el siguiente esquema:

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Tabla 3.1. Esquema de los estudios a realizar por fase para la construccin de una presa. Modificado de Gonzlez et al. (2002).

Fase Estudios de viabilidad y anteproyecto

EstudiosEstudios Geolgicos regionales Estudios previos de cerradas Caracterizacin de las cerradas Problemas especficos

DescripcinInvestigacin geolgica, impermeabilidad del vaso, estabilidad de laderas, prstamos, aterramientos y subsidencias. Reconocimiento geofsico, modelo estructural, permeabilidad. Macizos rocosos, suelos. Resistencia y deformabilidad, permeabilidad, obras auxiliares, otros problemas. Cartografa detallada, controles geofsicos, ensayos de resistencia y deformabilidad, ensayos de inyectabilidad, otros reconocimientos, archivo tcnico de la presa. Primer llenado, situaciones de emergencia, resolucin y anlisis de la seguridad.

Proyecto de construccin

Desvo del ro, excavaciones y construccin

Estudios durante la construccin

Explotacin

Estudios de evaluacin

El nmero y la profundidad de las investigaciones, as como el tipo de ensayo vara con la naturaleza de las presas y sus dimensiones este proyecto por considerar una presa de materiales sueltos muy probablemente los estudios de la fase de proyecto de construccin sern suficientes, Gonzlez et al (2002) explica la necesidad de la utilizacin de mtodos geofsicos en esta etapa: Los perfiles ssmicos de refraccin en superficie y, en ocasiones, los sondeos elctricos verticales, se realizan a lo largo del eje de presa y transversales al mismo en nmeros suficientes para identificar la zona alterada y su espesor, presencia de acarreos, etc. Estos perfiles se complementan con los datos de ensayos downhole o crosshole y diagrafas. La interpretacin geofsica permite zonificar geotcnicamente, estimar mdulos de deformacin, identificar fallas, zonas alteradas, diques, la ripabilidad de las rocas, etc., por lo que su utilizacin es necesaria.

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3.3 Refraccin Ssmica Segn lo explica el trabajo de Martn (2008), en los mtodos ssmicos se mide el tiempo de propagacin de ondas elsticas, transcurrido entre el sitio donde se generan las ondas ssmicas y las llegadas de estas a diferentes puntos de observacin, en la ssmica de refraccin los parmetros de adquisicin de los datos deben ser seleccionados de acuerdo a la profundidad del objetivo. Las ondas ssmicas se generan a travs de golpes en el suelo con un martillo, con un camin vibrador mediante explosiones; estas incluyen tanto ondas ssmicas internas, Primarias y Secundarias, como ondas superficiales, Love y Rayleigh. Estas ondas se propagan en el interior de la tierra hasta alcanzar puntos donde existen cambios en las propiedades elsticas de los medios estas fronteras son llamadas interfases. Para recabar informacin de inters a travs de ssmica de refraccin, en sondeos de poca profundidad y con fines geotcnicos para determinar la profundidad de la roca dura, el grado de meteorizacin y competencia de la roca dura, as como tambin para obtener la velocidad a lo largo de la superficie refractora que resulta de la interfase entre dos medios con distintas propiedades fsicas. Segn Martn (2008), los componentes del equipo de medicin de refraccin ssmica se pueden agrupar de la siguiente manera (Figura 2.4): Fuente de generacin de ondas ssmicas. Detectores de los movimientos del terreno. Sistema de adquisicin y almacenamiento.

Figura 3.2 Esquema general del equipo de refraccin ssmica. (Martn, 2008).

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3.3.1 Mdulos elsticos del material geolgico La propagacin punto a punto de un tren de ondas en un medio elstico genera perturbaciones en las partculas que lo componen, las cuales producto de ello sufren una deformacin. Para deformaciones pequeas y elsticas (que desaparecen al ser suprimido el esfuerzo) la Ley de Hooke explica que el comportamiento de la deformacin es proporcional a la cantidad de esfuerzo que le fue impuesto. (Manilla, 2003). Segn Popov y Balan (2000), para un rango limitado medido desde el origen, los valores experimentales del esfuerzo en funcin de la deformacin se encuentran esencialmente sobre una lnea recta. Esta vasta idealizacin y generalizacin es aplicable a todos los materiales y es conocida como ley de Hooke:

=E

(1)

Donde E es el mdulo de Young ( mdulo elstico) una propiedad de cada material, es la deformacin en sensu lato y es el esfuerzo aplicado.

No obstante, como explica Manilla (2003), la deformacin ( ) que experimentan los cuerpos conformados por materiales geolgicos idealmente homogneos e isotrpicos se puede descomponer matemticamente por un tensor de deformacin, el cual tiene constantes que dependen de sus propiedades elsticas, las cuales pueden ser caracterizadas mediante los mdulos elsticos dinmicos. Los ms usados en el estudio de los materiales son cuatro: Relacin de Poisson (): tambin llamado radio de Poisson, este nmero define la relacin entre los cambios unitarios de rea de la seccin transversal y la deformacin longitudinal. (2)

= (Vp / Vs) -2/ 2 (Vp / Vs) - 2

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Mdulo de Rigidez (G): es la relacin entre el esfuerzo transversal unitario y el desplazamiento relativo de los planos de desplazamiento (figura 3.3)

G = Vs 2

(3)

Figura 3.3 Esquema del desplazamiento definido por el modulo de rigidez o cizalla (G). (Manilla, 2003).

Mdulo de Young (E): para la traccin y compresin uniaxial, el modulo de Young es la relacin entre el esfuerzo unitario y la deformacin longitudinal unitaria (ver figura 3.4)

E = 2G (1+ )

(4)

Figura 3.4 Esquema del desplazamiento definido por el mdulo de Young (E). (Manilla, 2003).

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Mdulo de Bulk (K): es la relacin entre la presin hidrosttica ejercida y el cambio de volumen unitario sufrido.

K = E/ 3 (1-2 )

(5)

Figura 3.5 Esquema del cambio de volumen definido por el modulo de Bulk (B). (Manilla, 2003).

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CAPTULO IV MARCO METODOLGICO

4.1 Adquisicin y control de calidad de datos ssmicos de refraccin El diseo de la campaa de adquisicin se realiz de acuerdo a la profundidad del objetivo la cual varia entre 2 m y 8 m, por lo que resulta importante usar la geometra adecuada, es decir, la distancia entre los receptores y la distancia entre el punto de disparo y los receptores necesarios para resolver dicho objetivo. En tal sentido, si se desea obtener informacin sobre un objetivo profundo se requiere de arreglos de centenares de metros y una fuente ssmica de alta potencia y viceversa. (Peralta, 2007). Se desarroll una campaa de adquisicin de datos ssmicos de refraccin entre los das 20/07/2010 y 05/08/2010, el rea en estudio correspondi al eje de los estribos de la presa, en la figura 4.1 se muestra la disposicin de los estribos de la misma.

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Figura 4.1 Localizacin de los componentes del sitio de presa.

El levantamiento ssmico de refraccin cont con 45 lneas distribuidas en 19 tendidos, se realizaron dos tendidos de prueba (cuatro lneas ssmicas) el primer da de adquisicin de datos, a partir de resultados de las mismas se tom la decisin de ajustar los parmetros de adquisicin de datos. En la tabla 4.1 se hace una comparacin entre lo planificado en la etapa precampo (planificacin campo) y lo ejecutado luego de las lneas de pruebas.Tabla 4.1 Tabla comparativa entre los parmetros de adquisicin planificados y los revisados despus de las pruebas en campo.

Parmetros de AdquisicinGeometra N de Canales N Receptores Distancia entre receptores Offset mnimo Offset mximo Intervalo de muestreo Longitud de muestreo Distancia entre fuentes Longitud del tendido Empalme

PropuestaEnd On (Disparos en 0 m y 48 m) 12 12 4m 2m 46 m 125 s

RevisadaEnd On (Disparos en 0 m y 48 m) 12 12 4m 2m 46 m 250 s

256 ms

512 ms

48 m

48 m

48 m 25%

48 m 0%

En la campaa de adquisicin se realizaron dos tipos de tendidos, el comnmente conocido end on con puntos de disparo o fuentes al principio y al final de la lnea ssmica y el split spread donde la fuente se ubica en las cinco posiciones mostradas en la figura 4.3 (con cuadrado rojo). Cambiando la posicin del disparo

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en un mismo arreglo, se obtienen datos adicionales que proporcionan mayor detalle del horizonte refractor por ello se hicieron tendidos de tres disparos (Tendido 14) y de cinco disparos (Tendidos 15 y 18).

Figura 4.2 Arreglo ssmico de refraccin, tipo end on. Modificado de Martn (2008).

Figura 4.3 Arreglo ssmico de refraccin, tipo split spread end on. Modificado de Martn (2008)

En las tablas 4.2 y 4.3 se resumen los tipos de tendidos utilizados, en el cual la mayora fue tipo end-on con una longitud total de 48 m.Tabla 4.2 Tabla resumen de las lneas ssmicas y la geometra de adquisicin por tendido.

Ubicacin

Tendido T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T13 T14 T15

Lneas ssmicas BOT1001yBOT1002 BOT1003yBOT1004 BOT1005yBOT1006 BOT1007yBOT1008 BOT1009yBOT1010 BOT1011yBOT1012 BOT1013yBOT1014 BOT1015yBOT1016 BOT1017yBOT1018 BOT1019yBOT1020 BOT1021yBOT1022 BOT1025yBOT1026 BOT1027alBOT1029 BOT1030alBOT1034

Geometra de adquisicin (Arreglo) EndOn.Disparosen0my48m EndOn.Disparosen0my48m EndOn.Disparosen0my48m EndOn.Disparosen0my48m EndOn.Disparosen0my48m EndOn.Disparosen0my48m EndOn.Disparosen0my48m EndOn.Disparosen0my48m EndOn.Disparosen0my48m EndOn.Disparosen0my48m EndOn.Disparosen0my48m EndOn.Disparosen0my48m SplitSpread.Disparosen0m,36my72 m SplitSpread.Disparosen0m,18m,36 m,54my72m

Estribo Derecho

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Tabla 4.2 Tabla resumen de las lneas ssmicas y la geometra de adquisicin por tendido.

Ubicacin

Tendido T16

Lneasssmicas BOT1035yBOT1036 BOT1037yBOT1038 BOT1039alBOT1043 BOT1044yBOT1045

Geometradeadquisicin(Arreglo) EndOn.Disparosen0my48m EndOn.Disparosen0my48m SplitSpread.Disparosen0m,18m,36 m,54my72m EndOn.Disparosen0my48m

Izquierdo

Estribo

T17 T18 T19

4.2 Procesamiento de datos ssmicos de refraccin Para procesar los datos adquiridos que vienen en formato SEG-2, se emplea un software especializado de la casa SmartSeis, en el que se marcan las primeras llegadas, pertenecientes a las ondas primarias P, llamado PickWin, el cual permite visualizar el tren de ondas con sus amplitudes respecto al tiempo que tomaron para llegar a los receptores. En la figura 4.4 se muestra un sismograma tipo para un tendido end-on, especficamente la lnea ssmica BOT10_01 (lnea ssmica de prueba).

Figura 4.4 Imagen del sismograma de la lnea ssmica BOT10_01, con parmetros de adquisicin propuestos, ver tabla 4.1.

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Seguidamente, en la figura 4.5 se muestra el sismograma de la lnea ssmica BOT10_03, que se realiz en el mismo sitio y con la misma geometra que la de prueba, slo cambindole los parmetros de adquisicin longitud e intervalo de muestreo lo que muestra una mejora en la resolucin debido a notable disminucin del ruido ambiental en las trazas correspondientes a los receptores 4 al 9.

Figura 4.5 Imagen del sismograma de la lnea ssmica BOT10_03, del mismo sitio de la lnea BOT10_01 pero con parmetros de adquisicin corregidos en campo, ver tabla 4.1.

Una vez procesados de esta forma, se emplea el software Plotrefa el cual bsicamente hace un modelo inicial a partir del archivo cargado de Pickwin, el cual es una grfica de tiempo-espesor en la que se separan las capas por velocidades. Las fases de procesamiento con este mdulo son las siguientes: Carga de archivo ssmico de refraccin. Verificacin de geometra de adquisicin. Elaboracin de dromocrnicas. Elaboracin del modelo de velocidades para 3 capas. Inversin ssmica (modelo inicial).

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En la figura 4.6 se muestra una dromocrnica, curva que describe el tiempo que ocupa el desplazamiento de las ondas mecnicas por el medio elstico que es el suelo, dicha dromocrnica es del tendido T2 (tendido de prueba), que corresponde a la lnea ssmica BOT10_03 y BOT10_04 mostrada en la figura 4.5.

Figura 4.6 Imagen de la dromocrnica proveniente del procesamiento de los datos del tendido T2.

Luego de generar las dromocrnicas, se hace el modelo inicial del subsuelo, por el mtodo del tiempo espesor siguiendo la metodologa que expone Martn (2008), la cual es una inversin matemtica basada en principios fsicos de refraccin de ondas, que reproduce la configuracin y geometra de las capas que conforman la parte ms superficial del subsuelo que da solucin a las respuestas obtenidas de tiempo de viaje de la onda en el medio, este modelo se revisa y ajusta para generar un perfil de velocidades como el mostrado en la figura 4.7, en el cual las velocidades de propagacin de onda P aumentan a medida que aumenta la profundidad, muy comn para medios estratificados donde el soterramiento hace que se compacten los estratos infrayacentes.

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Figura 4.7 Imagen del modelo de velocidades de onda P del tendido T2.

Una metodologa similar se utiliz para elaborar el modelo de velocidades de onda S, para el cual se cargan las lneas ssmicas en el mdulo Pickwin. En las opciones se elije en la lista desplegable de Surface wave analysis anlisis de ondas superficiales (porque en el registro tenemos una mezcla de onda S y ondas superficiales) en el cual se hace la transformacin de velocidad a frecuencias debido a que en el espectro de frecuencias es que se van a discriminar los modos de ms baja energa (tericamente) y con ayuda del mdulo WaveEq se

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visualiza un modelo 1D de onda S; para mejorar este modelo se hace una inversin mejorada de los datos modelados (figura 4.8).

Figura 4.8 Imagen del modelo de velocidades de onda S del tendido T2.

El propsito de calcular las velocidades de propagacin de ondas S, es para calcular los mdulos dinmicos que caracterizan la elasticidad del material que conforma el sustrato, para ello se emplean las ecuaciones de la 1 a la presentadas en la seccin 3.3.1. Para la elaboracin de las tomografas ssmicas, se utiliz el modelo inicial de propagacin de onda P creado, luego con el mismo programa Plotrefa se procede al clculo de las velocidades resultando un modelo de 10 iteraciones para el perfil adquirido con geomoetra split spread de 3 puntos de disparos y modelos de 25 iteraciones para los perfiles adquiridos con geomoetra split spread de 5 puntos de disparos (figura 4.9). 4,

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Figura 4.9 Imagen de la tomografa ssmica del tendido T14.

4.3 Interpretacin de los datos ssmicos de refraccin Teniendo el modelo de velocidades se inicia la fase de interpretacin de los resultados, que en este caso se traduce en el modelo de velocidades. Para ilustrar mejor la distribucin de velocidades se generan perfiles sobre el conjunto de datos obtenidos, se fija el basamento geotcnico y se integran todos estos datos con los resultados de los ensayos geotcnicos obtenidos, se fijan el nmero y ubicacin de los puntos de muestreo (perforaciones) ms convenientes y se designan las geometras de las capas. De los mdulos elsticos calculados se derivan anlisis de tipo cualitativo del material que conforma el sustrato, se correlacionan con las tablas existentes y definen las reas con mejores caractersticas para fundacin de obras civiles de gran envergadura e impacto, que en teora deben coincidir con las propuestas anteriormente.

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4.4 Alcances y limitaciones Dentro de lo contemplado en el cronograma propuesto para la campaa de adquisicin de los datos ssmicos se cumpli aproximadamente un 90% de lo programado, esto debido a la dificultad para movilizar los equipos y el personal a la margen izquierda del ro, ya que en temporada de lluvias el nico acceso a esa zona es a travs de un funicular de fabricacin artesanal (figura 4.10) que disponen los habitantes del rea, en su mayora parceleros y trabajadores de la actividad agropecuaria.

Figura 4.10 Fotografa del funicular que sirve para acceder a la margen izquierda del Ro Querecual.

Si bien durante el trabajo de oficina de la campaa de adquisicin se procesaron algunos tendidos (aproximadamente 40%) para hacer control de calidad de lo adquirido, no contamos con la suerte de detectar un problema que se suscit con los archivos del tendido T12, los cuales se encuentran daados y por lo tanto no aportaran resultados a considerar para este estudio.

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CAPTULO V RESULTADOS

5.1 Presentacin y anlisis de resultados Los resultados inmediatos luego del procesamiento son: mapa de ubicacin de los tendidos ssmicos, perfiles ssmicos de cada tendido donde se muestran las velocidades de onda, tabla resumen de velocidades tanto de los modelos 1D de onda S como de onda P, tabla de mdulos calculados, perfiles generalizados e imagen de integracin de datos geotcnicos.

Figura 5.1 Mapa de ubicacin de los puntos medios de los tendidos levantados, perforaciones y calicata geotcnica, eje de la presa y estribos respecto al Ro Querecual. (anexo 01). (FLNH, 2010)

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El estribo derecho (figura 5.1) tiene los perfiles de los tendidos T1 a T15, a excepcin del tendido T12 que por presentar problemas de lectura con el programa no se incluye dentro del anlisis. Por tanto, la longitud total de datos procesados e interpretados para el estribo derecho es de 720 m distribuidos a lo largo del sitio de presa como se muestra en la figura 5.1. A continuacin se presentan los perfiles ssmicos de tendidos del estribo derecho: Tendido T1 (prueba)

Figura 5.2 Modelo de velocidades tendido T1 (N48E), lneas ssmicas BOT10_01 y BOT10_02.

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Tendido T2

Figura 5.3 Imagen del modelo de velocidades del tendido T2 (N48E), lneas ssmicas BOT10_03 y BOT10_04.

Como era de esperarse este perfil es semejante a al perfil ssmico del tendido T2, porque fueron levantados los datos sobre el mismo terreno pero con cambios en los parmetros de adquisicin (detallados en la metodologa de adquisicin).

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Tendido T3


El levantamiento de los datos para elaborar este tendido se hace sobre la trocha que conduce a los potreros del Hato Llano Lindo, la misma fue rellenada con material sobrante de construccin, mezcla de gravas, bloques y escombros.

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Tendido T4


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Tendido T5


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Tendido T6


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En este perfil (figura 5.7) se observa un leve aumento en la velocidad de propagacin de onda P de la primera capa, esto es atribuible a que en esa parte del transepto el suelo es de origen antrpico, conformado por una mezcla de gravas y bloques para mejorar la trocha. Tendido T7


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Este perfil (figura 5.8) tiene la particularidad de poseer un engrosamiento de la segunda capa, caracterstica que se manifiesta hasta el perfil correspondiente al tendido T11, situado al final del transepto. Tendido T8


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Los perfiles correspondientes a los tendidos T8, T9 y T10 (figuras 5.9, 5.10 y 5.11) presentan caractersticas similares al T6 (figura 5.7). Tendido T9


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Tendido T10


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Tendido T11


Se puede observar en la figura 5.12 una disminucin de los espesores de las primera y segunda capa, esto debido a que este es el perfil ms cercano al ro por el SO y es donde comienza un declive abrupto desde la cota 100 m hasta el nivel base del ro que es 70 m y es en esta zona donde el efecto de la erosin del suelo se hace ms evidente.

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Tendido T13


Este perfil (figura 5.14) ubicado en la loma que conforma el lindero ms al NE del estribo derecho de la presa, la cual es una terraza dedicada al cultivo intensivo de cereales, tiene 2 peculiaridades; la primera es que el perfil de suelo es muy delgado ya que la inclinacin que posee ayuda a que la lluvia y otros agentes erosivos arrastren el material cuesta abajo y la segunda es que la velocidad de la primera capa es un mnimo relativo debido a que la misma est conformada por

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materia orgnica y suelo antropognico abonado para mejorar la produccin agrcola. Tendido T14

Figura 5.14 Imagen del modelo de velocidades del tendido T14 (N35E), lneas ssmicas BOT10_27, BOT10_28 y BOT10_29.

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Tendido T15

Figura 5.15 Imagen del modelo de velocidades del tendido T15 (S62E), lneas ssmicas BOT10_30, BOT10_31. BOT10_32, BOT10_33 y BOT10_34.

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La figura 5.16 es el perfil ssmico corresponde al tendido T15, cuya longitud total es 72 m, con arreglo de adquisicin Split spread end on con 5 puntos de tiro (en 18 m, 36 m, 54 m y 72 m). Es perpendicular al transepto en el tendido T14, por lo que el T15 lo corta entre el gefono G6 y G7 (a los 36m del perfil T14). Para ajustar las profundidades de las interfases se emplea la herramienta de tomografa ssmica de los tendidos T14 y T15, la cual luego de procesarlas en un editor de imgenes convencional e interceptarlas en el punto de corte generan la siguiente imagen:

Figura 5.16 Imagen compuesta por la interseccin de las tomografas T14 y T15.

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En la figura 5.17 (tomografas cruzadas) se observa claramente una correspondencia en la interseccin de las tomografas de los perfiles ssmicos generados, en la que la variacin de profundidad de capa meteorizada de la tomografa T14 es de aproximadamente 52 cm ms profunda que la T15, caso similar sucede con la segunda interfase en la que el desnivel es de aproximadamente 65 cm siendo de nuevo la T15 ms somera que la T14. El estribo izquierdo tiene los perfiles de los tendidos T16 a T19, dando una longitud total de datos procesados e interpretados para dicho estribo de 216 m. Comenzando por el lmite izquierdo de la presa (ms al SO), cuyo estribo descansar sobre una loma en la que se levant en perfil T16. Tendido T16


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Se puede apreciar la significativa diferencia de alturas desde el inicio (G1) en 92,5 m hasta el final (G12) en 83,1 m. En este estribo se observa tambin un incremento en el perfil de suelo llegando a 4,3 m de espesor, esto debido a que se encuentra en el Miembro Salomn de la Formacin Quiamare; el cual posee facies litolgicas mucho ms arenosas y un perfil de suelo rico en gravas y limos arenosos (figura 5.17). Tendido T17


Este perfil y los siguientes (figuras 5.20, 5.21 y 5.22) se encuentran en la llanura de inundacin del ro, que en temporada de lluvias vence la altura que impone la

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topografa y anega la zona depositando sedimentos finos limo arcillosos, que se intercalan con los clsticos gravo arenosos provenientes de zonas ms elevadas que se depositan por efecto meterico en poca de bajas precipitaciones, lo que genera una mezcla de material con granulometra variada. Tendido T18

Figura 5.19 Imagen del modelo de velocidades del tendido T18 (N42E), lneas ssmicas BOT10_39, BOT10_40, BOT10_41, BOT10_42, y BOT10_43.

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Tendido T19

Figura 5.20 Imagen del modelo de velocidades del tendido T19 (N55W), lneas ssmicas BOT10_44 y BOT10_45.

El ro viene migrando en sentido SO a NE (figura 5.20), dejando la huella en los sitios de enclave de las terrazas antiguas, como se ve en el segmento ms al NE del perfil T18 (figura 5.21), en la que la litologa luttica se ve degradada por la accin erosiva del cauce, lo mismo se evidencia en el extremo SO del perfil T17 (figura 5.18).

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A continuacin se presentan los perfiles ssmicos integrados del estribo izquierdo (figura 5.21) y del estribo derecho (figura 5.22).

Figura 5.21 Perfil ssmico integrado del estribo izquierdo, conformado por los tendidos T16, T17 y T18 (anexo 2).

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Figura 5.22 Modelo de velocidades integrado del estribo derecho, conformado (desde el NE) por los tendidos T13, T14, y del T1 al T11 (anexo 2).

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Luego de examinar con detenimiento las imgenes que conforman el modelo de velocidades (figuras 5.21 y 5.22) elaborada al unir los distintos perfiles creados, se tiene una visin generalizada de la historia geolgica que defini la geometra actual de las capas que se observan, estas son el producto de litologas distintas representadas en el modelo de velocidades; estas segn FLNH (2010) en el estribo derecho pertenecen al Miembro Revoltijo (localmente ms luttico) depositado en un margen transicional lacustre - salobre a marino somero, a diferencia del estribo izquierdo en el que aflora el Miembro Salomn con mayor presencia de granulometras limo arenosas, lo que evidencia un ambiente depositacional de carcter continental predominante (con meteorizacin subarea por los ndulos y concreciones ferruginosas), con suficientes capas duras de areniscas y conglomerados de guijarros ftanticos, como para sostener una topografa escabrosa (PDVSA, 1997) con presencia local de niveles conglomerticos de cemento calcreo. Si bien el contacto entre los dos miembros no est bien definido arealmente debido a la cobertura de aluvin cuaternario, ste se asume en la localidad como transicional lateral (PDVSA, 1997). Es por ello que las diferencias de velocidades promedio de segunda y tercera capa se acentan en el Miembro Salomn con el carcter arenoso -conglomertico de cemento calcreo respecto al Miembro Revoltijo de litologa ms luttica. Las citadas diferencias de velocidades promedio de segunda y tercera capa van de 800 m/s y 1300 m/s respectivamente en el estribo derecho a 1600 m/s y 2200 m/s respectivamente en el estribo izquierdo (tabla 5.1), mientras que a nivel de suelo capa meteorizada se manejan velocidades promedio en el orden de los 290 m/s para ambas mrgenes del ro, esto debido a que estas velocidades pertenecen a una capa meteorizada que se compone de materiales muy heterogneos que van desde rellenos con fines agrcolas hasta suelo residual.

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Tabla 5.1 Tabla comparativa de velocidades de propagacin de onda P (promedios) por capa en cada margen del ro.

Velocidad del Estribo izquierdo (Miembro Salomn) en m/s Capa 1 Capa 2 Capa 3 299,50 1.613,75 2.240,75

Velocidad del Estribo derecho (Miembro Revoltijo) en m/s 294,42 861,50 1.310,28 Perfil de suelo. Roca descompuesta blanda Roca fresca blanda Caracterizacin geotcnica (Popoff y Ramrez, 1963)

A continuacin se presenta una tabla resumen de velocidades de propagacin de onda P y onda S para cada capa organizada por tendidos.Tabla 5.2 Tabla comparativa de velocidades de propagacin de onda P (promedios) por capa en cada margen del ro. (Notacin: : paralelo a, : perpendicular a, ED: Estribo Derecho, EI: Estribo Izquierdo).

TendidoT1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T13 T14 T15 T16 T17 T18 T19

Velocidad de Onda P (m/s) Plotrefa1111,00 1048,00 1035,00 1320,00 1457,00 1292,00 1472,00 1341,00 1401,00 1426,00 1223,00 1338,00 1492,00 1388,00 2623,00 1948,00 2347,00 2045,00

Velocidad de Onda S (m/s) WaveEq475,54 636,59 612,01 566,15 642,57 506,75 567,19 738,07 709,86 703,75 751,63 710,640 660,84 900,66 998,03 1072,51 719,04 854,53

OBSERVACIONESTendido de prueba Tendido de prueba con parmetros nuevos. ED - Hato Llano Lindo. ED - Hato Llano Lindo. ED - Hato Llano Lindo. ED - Hato Llano Lindo. ED - Hato Llano Lindo. ED - Hato Llano Lindo. ED - Hato Llano Lindo. ED - Hato Llano Lindo. ED - Hato Llano Lindo. ED - Al SE del tanque de agua. ED - Capilla Split Spread (72 m). Carretera. Split Spread (72 m) T14. EI Loma lindero SO. EI al E de la quebrada. EI Split Spread (72 m). EI ro y a T18.

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Se observa el aumento progresivo de las velocidades a medida que se profundiza dado por las condiciones de compactacin por presin litosttica, adems es evidente la citada tendencia de aumento de velocidades del estribo izquierdo (enmarcadas en azul) respecto al estribo derecho (enmarcadas en amarillo).Tabla 5.3 Tabla comparativa de velocidades de promedio de propagacin de onda P y onda S por capa y espesores para capa 1 y capa 2 en cada margen del ro. (Notacin: fondo amarillo estribo derecho, fondo azul estribo izquierdo).

Tendido

VelOndaP (m/s) Plotrefa 1111 1048 1035 1320 1457 1292 1472 1341 1401 1426 1223 1338 1492 1388 2623 1948 2347 2045

Espesor Espesor Velocidad de capa1(m) capa2(m) Onda S (m/s) WaveEq 475,54 636,59 612,01 566,15 642,57 506,75 567,19 738,07 709,86 703,75 751,63 710,64 660,84 900,66 998,03 1072,51 719,04 854,53 2,12 2,57 1,74 2,6 2,97 2,3 1,6 1,8 1,9 2,4 2,6 1,2 1,85 2,55 4,25 2,85 3,14 3,3 6,7 8,43 5,8 9,8 8,85 7,6 9,7 9,1 9,8 9,6 5,9 3,6 11,4 7,75 8,35 5,75 8,6 10,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 18 19

La tabla 5.3 muestra los espesores calculados para cada tendido (al ser comparados con la informacin geotcnica disponible) otorgan un alto grado de

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confianza en la profundidad propuesta de la interfase suelo - roca, por ello es vlido citar el caso del perfil mejor ajustado; el T14 (que dista 21,3 m al SO de C2) en el cual se propone dicha interfase a una profundidad de 1,85 m mientras que la calicata C2 reporta un espesor de suelo de 1,78 m, es decir, existe una diferencia de 7 cm. Tambin hay que nombrar que la perforacin ms lejana, a 72,4 m al oeste del mismo perfil T14 es la P13 con un espesor de 3,8 m, es decir, una variacin de 2 m entre la interfase litolgica (reportada en el sondeo geotcnico) y la interfase ssmica. Es importante resaltar que la interfase propuesta con un mtodo indirecto (como la refraccin ssmica) que se basa en propiedades fsicas de las rocas no siempre corresponden con las clasificaciones del material expuesto mediante un sondeo geotcnico, sin embargo la correlacin entre ambas en este estudio es muy elevada. Luego de establecer los valores de profundidades a la que se sita la de la interfase de capa meteorizada roca se obtiene que: para el estribo derecho varan de 1,2 m en el T13 (situado ms al NE) a 2,97 m en el T5, mientras que en el estribo izquierdo varan entre 4,55 m en el T16 (situado ms al SO) y 2,85 m en el T17. Los indicadores Vs/Vp se obtienen para estimar la confiabilidad de los datos obtenidos, un valor confiable debe estar entre 0,3 Vs/Vp 0,7, en la ltima columna de la tabla 5.4 se observa que la totalidad de los valores del indicador estn dentro del rango establecido y todos estan alrededor de 0,5 (valor en el que la velocidad de onda S es la mitad de la velocidad de onda P). De los mdulos dinmicos calculados, mostrados en la tabla 5.4, se puede apreciar que en lneas generales se encuentran por debajo de los valores que Flores et al. (2000) discuten para rocas arenosas, por esto se concluye que el material que conforma las capas estudiadas tiene una elasticidad muy pobre.

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Tabla 5.4 Tabla comparativa de mdulos dinmicos por tendidos, se anexa el indicador Vs/Vp.

Tendido T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T13 T14 T15 T16 T17 T18 T19

Densidad Poisson Rigidez Young "" (v)(GPa) (G)(GPa) (E)(GPa) (kg/m3) 2250 2250 2250 2250 2250 2250 2250 2250 2250 2250 2250 2250 2250 2250 2350 2350 2350 2350 0,39 0,21 0,23 0,39 0,38 0,41 0,41 0,28 0,33 0,34 0,20 0,30 0,38 0,14 0,42 0,28 0,45 0,39 5,1E+08 9,1E+08 8,4E+08 7,2E+08 9,3E+08 5,8E+08 7,2E+08 1,2E+09 1,1E+09 1,1E+09 1,3E+09 1,1E+09 9,8E+08 1,8E+09 2,3E+09 2,7E+09 1,2E+09 1,7E+09 1,4E+09 2,2E+09 2,1E+09 2E+09 2,6E+09 1,6E+09 2E+09 3,1E+09 3E+09 3E+09 3E+09 3E+09 2,7E+09 4,1E+09 6,6E+09 6,9E+09 3,5E+09 4,8E+09

Bulk(K) (GPa) 2,1E+09 1,3E+09 1,3E+09 3E+09 3,5E+09 3E+09 3,9E+09 2,4E+09 2,9E+09 3,1E+09 1,7E+09 2,5E+09 3,7E+09 1,9E+09 1,3E+10 5,3E+09 1,1E+10 7,5E+09

Vs/Vp 0,43 0,61 0,59 0,43 0,44 0,39 0,39 0,55 0,51 0,49 0,61 0,53 0,44 0,65 0,38 0,55 0,31 0,42

Si bien estos parmetros calculados no son exhaustivos para definir un modelo sismo-elstico del rea de estudio se pueden plantear observaciones cualitativas de las distribuciones de dichos coeficientes, en lo que se tiene que: El mdulo de Poisson (v): en el estribo derecho vara de 0,14 (valor tpico de zonas insaturadas consolidadas) a 0,41 (valor tpico de zonas saturadas pero no muy consolidadas), mientras que en el estribo izquierdo se mantiene por encima de 0,25, lo que indica una mayor consolidacin del material. El mdulo de Young (E): en la totalidad de los datos se presentan dos marcadas tendencias; en el estribo izquierdo cuyo promedio se sita cerca de los 5,5 GPa y la del estribo derecho con promedio alrededor de los 2,5 Gpa, por lo que se tiene que potencialmente la mayor deformacin ante los

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esfuerzos longitudinales a los que se someter el material se encuentran en el estribo derecho. Esta distribucin de los mdulos dentro de la zona de estudio servirn de gua al equipo tcnico especializado para ubicar los sitios en los que se necesitan evaluaciones ms profundas (pilotajes, pantallas de inyeccin, obras de proteccin y desvo, tneles, etc.) considerando el punto en el que se establecer la presa, para lo que es imprescindible emplear estudios de los mdulos elsticos por mtodos estticos (de laboratorio).

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CAPTULO IV CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Producto del anlisis de los datos ssmicos procesados y la integracin de datos de carcter geotcnico se concluye que el modelo de velocidades integrado de la zona de estudio presenta las siguientes caractersticas: La interfase capa meteorizada roca adecuada, pues se postula un perfil de suelo con un espesor promedio de 2,15 m para el estribo derecho y de 3,38 m para el estribo izquierdo, con un margen de error bajo producto de la comparacin con los sondeos geotcnicos. Las velocidades promedio de propagacin de onda P en el estribo derecho son: para la capa 1 (capa meteorizada y perfil de suelo) 294,42 m/s, para la segunda capa (roca descompuesta blanda) 861,50 m/s, y para la tercera (roca fresca blanda) 1.310,28 m/s. Mientras que en el estribo izquierdo se presentan velocidades mayores; para la capa 1 de 299,50 m/s, capa 2 de 1.613,75m/s y capa 3 de 2.240,75m/s. Las distintas velocidades entre un estribo y otro se deben a las diferencias del origen del material que conforma los estratos; para el estribo izquierdo conformado por el Miembro Salomn (formado en un ambiente sedimentario continental predominante) que tiene capas con facies conglomerticas es ms arenoso de cemento calcreo mientras que el estribo derecho el Miembro Revoltijo (depositado en un ambiente transicional lacustre a marino somero) es localmente ms luttico y las capas de granulometra gruesa (arenas, gravas y conglomerados) se presentan ms espordicamente. Los mdulos dinmicos obtenidos, al encontrarse todos por debajo de los parmetros esperados para ese tipo de roca reflejan la pobre elasticidad del medio y confirman la presencia de fluidos saturando el material poco consolidado.

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Los objetivos planteados fueron cumplidos de manera satisfactoria, aportando informacin necesaria para llevar adelante la Actualizacin del proyecto de Diseo de la Presa Botaln, dadas las condiciones actuales de dicho proyecto y producto de este trabajo de investigacin es de suma importancia recomendar lo siguiente: Programar una campaa de adquisicin ssmica para el estribo izquierdo, que debe efectuarse en temporada de sequa para aprovechar el paso de vehculos y as facilitar tanto el traslado como la adquisicin de los datos. Optimizar el levantamiento de datos geofsicos de refraccin ssmica alternndolos con sondeos geoelctricos tipo calicatas o sondeos elctricos verticales (SEV), debido a la poca accesibilidad de al estribo izquierdo y dems zonas de inters dentro del proyecto (vaso de la presa, tapones y aliviadero). Programar una campaa de levantamiento de datos geolgicos, tanto para el estudio de rocas sedimentarias aflorantes en el vaso de la presa, como de tipo geotcnicos, para aumentar la certeza de la distribucin y las caractersticas del material que conforma el sustrato en el vaso y sitio de presa. Disear un arreglo optimizado de sitios de toma de muestras para hacer ensayos de laboratorio; de caracterizacin de suelos y de comportamiento geomecnico, con el fin de generar un modelo sismo elstico y dar respuesta a las necesidades de informacin que tienen los proyectistas. Aplicar la metodologa sistemtica del proyecto, similar a la empleada pero en menor escala, para el estudio de los tapones y aliviadero en la zona ubicada al SO del sitio de presa.

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BIBLIOGRAFA Y REFERENCIAS CITADAS

Bolinaga, J. J. y Fundacin Polar (1999). Proyectos de ingeniera hidrulica. Volumen 1. Editorial Fundacin Polar. Caracas. Flores, J. H., R. ngeles, A. Medina, R. Marines y J. Urrutia (2000). Estimacin de las constantes elsticas del terreno en el rea de Salazar, Ciudad de Mxico, a travs de exploracin ssmica. Ciencia Ergo Sum, noviembre volumen 7, nmero 3. Universidad Autnoma de Mxico. Toluca. Pp 280 285. Fundacin Laboratorio Nacional de Hidrulica (2009). Actualizacin del proyecto de Diseo de la Presa Botaln. Oferta tcnico econmica. Caracas. Indito. Fundacin Laboratorio Nacional de Hidrulica (2010). Informe Geolgico geotcnico de avance de la actualizacin del proyecto de Diseo de la Presa Botaln. Informe tcnico de avance. Caracas. Indito. Gonzalez, L. I., M. Ferrer, L. Ortuo y C. Oteo (2002). Ingeniera Geolgica. Editorial Prentice Hall. Madrid. 744pp. Lexur (2009). Problemtica global del agua. Agua potable. Recuperado en marzo, 10, 2010, de: www.solociencia.com/ecologia/problematicaglobal-agua-problema-falta-agua.htm Martn, J. (2008). Levantamiento ssmico de refraccin somera y levantamiento geolgico en el rea de El Casino, al norte del poblado Urumaco (edo. Falcn). Trabajo de Grado no publicado, Universidad Simn Bolvar, Caracas, Venezuela. Ministerio del Poder Popular para la Comunicacin e Informacin (MINCI) (2007). Gestin del agua en Venezuela muestra resultados exitosos: entrevista al Viceministro de Agua: Ernesto Paiva. Recuperado

74

en

marzo,

15,

2010,

de:

http://www.minci.gob.ve/entrevistas/3/5922/gestion_del_agua.html. Petrleos de Venezuela INTEVEP (1997). Cdigo estratigrfico de las cuencas petroleras de Venezuela. Cdigo geolgico de Venezuela. PDVSA-INTEVEP. Caracas, Venezuela. Recuperado en enero, 16, 2010, de: http://www.pdvsa.com/lexico/lexicoh.htm. Popoff, C. y C. R. Castillo (1963). Informe Geotcnico para ante-proyecto de la presa Botaln. Primeras Jornadas de Riego, Colegio de Ingenieros de Venezuela. Caracas. Talleres Tipo litogrficos de la Direccin de Cartografa Nacional. Popov, E. P. y T. A. Balan (2000). Mecnica de slidos. Segunda edicin. Editorial Pearson Educacin. Naucalpn de Mxico. Peralta, A. (2007). Levantamiento ssmico de refraccin somera y levantamiento geolgico en El Mamn, al norte del poblado Urumaco, estado Falcn. Trabajo de Grado no publicado, Universidad Simn Bolvar, Caracas, Venezuela.

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APNDICES

7.1 Geologa GeotcniaTabla 7.1 Tabla resumen de la informacin de los puntos de observacin en el levantamiento geolgico. (FLNH, 2010).Orientacin de los planos Estratificacin DiaclasaN20E 74S N50W 35S N33E 24N N50E 33N N75E 30N N22E 89N N4W 71N -

PuntoAN-01 AN-02 AN-03 AN-04 AN-05

Este341131 341578 341490 341187 341505

Norte1098516 1099067 1099150 1099256 1099314

SitioVertice del estribo derecho de la presa (El Tanque) Q. El Matrimonio, aguas arriba al NE del sitio de presa Colina al NE del sitio de presa Ladera de una colina al Norte del sitio de presa Cresta de de la colina al Norte del sitio de presa (Divisoria de aguas) Este del sitio de presa (en el Vaso de la presa)

Descripcin LitolgicaCantos rodados de areniscas Cantos rodados de areniscas Agrupacin de numerosos cantos rodados de areniscas (Terraza antigua) Arenisca de grano medio Arenisca de grano medio a grueso

MuestrasNo No No AN-04 AN-05

AN-06 AN-07 AN-08

341119 341508 341678

1098111 1098344 1098253

Lutita

No No No

AN-09

341664

1098222

Q. El Matrimonio, aguas abajo Cantos rodados de areniscas al NE del sitio de presa Afluencia de la Q. El Terraza reciente compuesta por cantos Matrimonio en el Ro rodados de areniscas en una matriz fina Querecual arenosa Terraza reciente compuesta por cantos Lecho del Ro Querecual rodados de areniscas en una matriz fina arenosa

-

-

No

AN-10

341269

1097736

Rancho Gaucho, al SE del sitio de presa

Arenisca, limolita, lutita

N55W P.V N45E N30E 43N N57E 45S N60E 70S 37N N52E 37N N50W 75N EN20E 20N W 50S N55W 80N N40E 50S N45E P.V N65W 60S -

AN-06, AN-07, AN-08

AN-11 AN-12

340204 340749

1100185 1099257

Finca la Paragua N 160, al Oeste del sitio de presa Fundo el Conuco, al oeste del sitio de presa Finca Llano Lindo - Oeste del sitio de presa Margen sur del Ro Querecual, a nivel de la finca Llano Lindo Corte de carretera Querecual II - Sta Ines

Terraza de inundacin Lutita, arenisca Probablemente aflora una roca luttica arenosa que actualmente (en epoca de lluvias) se encuentra cubierta por el ro Querecual Limolita

No No

AN-13

340743

1098309

-

No

AN-14

340723

1098334

N25W 10S N50E 10N N74W 60N a P.V N30E 20S

N28W 50N N88E 79N N15E 75N N50E 21N N52E 74S N42W 79N N62E 20N N45E P.V N70E 76N N85W 62N

No

AN-15

340554

1100034

Lutita, arenisca con facetas conglomeraticas

AN-09, AN-10

AN-16

341626

1097430

AN-17 AN-18 AN-19

339808 341373 340220

1100331 1098146 1097436

Carretera en el margen sur del Terrazas recientes compuestas por ro Querecual cruzando la bloques de arenisca cuarzo-plagioclasica planchada, al este del sitio de en una matriz arenosa presa Carretera Querecual II - Sta Arenisca de grano medio a grueso con Ines facetas conglomeraticas Fundo Rancho Gaucho Lutita Finca Las Tras, sitio de los Arenisca de grano medio a grueso tapones y el aliviadero

-

No

N70W 82N N20W 50S

AN-11 No AN-13

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Apndice 1 Imagen de una terraza antigua. Punto AN-03 (tabla 7.1).

Apndice 2 Columna estratigrfica punto de observacin AN-06. (FLNH, 2010).

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Apndice 3 Composicin fotogrfica de la vista externa desde el lindero SO del estriboizquierdo.


79


80

Apndice 6 Estructura de acuamiento en la secuencia estratigrfica. Punto AN-10 (MiembroSalomn). (FLNH, 2010).

Apndice 7 Estructura de laminacin cruzada. Punto AN-10 (Miembro Salomn). (FLNH,2010).

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Tabla 7.2 Clasificacin geomecnica del macizo rocoso en relacin al ndice RMR. (FLNH, 2010).

Clase I II III IV V

Calidad Muy buena Buena Media Mala Muy mala

Valoracin RMR 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21

estudio de refraccion sismica

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