informe geofisico ccr

7/23/2019 Informe Geofisico CCR

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INFORME GEOFISICO DE RESISTIVIDAD Y

DOWN HOLE PARA LA CARACTERIZACIONGEOELCTRICA Y DINMICA DELSUBSUELO EN LA AMPLIACIN DEL

COMPLEJO CCR PLATFORMING

Preparado para:CCR PLATFORMING CANGREJERA S.A DE C.V.

ABRIL DE 2010


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INFORME GEOFSICO DE RESISTIVIDAD Y DOWN HOLE,PARA LA CARACTERIZACIN GEOELCTRICA Y DINMICA DEL SUBSUELO EN LAAMPLIACIN DEL COMPLEJO CCRPLATFORMING

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AMPLIACIN DEL ESTUDIO DE MECNICA DE SUELOS PARA LA UNIDAD DEPROCESOS CCR EN COATZACOALCOS

INFORME GEOFSICO FINAL

Coatzacoalcos, VeracruzAbril de 2010

C O N T E N I D O

1 ANTECEDENTES

2 OBJETIVOS

3 MARCO GEOLGICO DEL SITIO

4 TRABAJOS DE CAMPO

5 EXPLORACIN GEOSISMICA

6 RESISTIVIDAD ELECTRICA DEL SUELO

7 RESULTADOS7.1 Pruebas de Down Hole (DH)7.2 Sondeos Elctricos Verticales (SEV)

8 CONCLUSIONES

9 REFERENCIAS

ANEXOS

1. SONDEOS ELCTRICOS VERTICALES PROCESADOS POR RESIXP2. REPORTE FOTOGRFICO DE LAS ACTIVIDADES DE CAMPO


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1 INTRODUCCIN

CCR Platforming Cangrejera S.A. de C.V., encarg a inGeum ingeniera S.A. de C.V.realizar un estudio de ampliacin de Mecnica de Suelos y de diseo geotcnico paradefinir las cimentaciones de los equipos y edificios de la nueva planta denominada CCRCANGREJERA, dentro del Complejo Petroqumico de PEMEX, en Coatzacoalcos,

Veracruz (Fig. 1.1). El estudio de Mecnica de Suelos, se complement con un estudiogeofsico que incluy sondeos de resistividad elctrica y sondeos down hole.

El presente informe tiene por objeto dar a conocer los resultados del estudio geofsico,consistente en la ejecucin de 3 Sondeos Elctricos Verticales (SEV) y 4 pruebas deDown-Hole (DH), lo que permiti conocer la estratigrafa general del predio as como lasvelocidades de propagacin de ondas longitudinales y transversales del terreno, losmdulos elsticos dinmicos y propiedades de amortiguamiento de los estratos queconforman el subsuelo somero del sitio.

En los captulos siguientes se describen los trabajos realizados en campo, se describenlas condiciones estratigrficas en funcin de los resultados de la exploracin geofsica, se

reportan los resultados obtenidos y finalmente, se dan las conclusiones y lasrecomendaciones. En los anexos correspondientes se incluyen las figuras, grficas yfotografas que resultaron del estudio efectuado.

2 OBJETIVOS

Los objetivos especficos del estudio se enumeran a continuacin:

Determinar por medios indirectos la estratigrafa hasta 60 m de profundidad. Determinar la secuencia estratigrfica y caractersticas fsicas de los estratos, as

como su distribucin espacial y profundidad del basamento geolgico. Sealar con base en los registros, los estratos de mayor conductividad del terreno,

para el diseo ptimo de tierras fsicas, as como la posible influencia de materialesagresivos que pudieran ocasionar corrosin a los electrodos de tierras.

Determinar un modelo geolgico estructural del rea de estudio, as comodeterminar, si existe evidencia de alguna posible estructura geolgica que pudieraponer en riesgo el proyecto en cuestin.

Determinar los tiempos de arribo y velocidades ssmicas de las ondas longitudinales"P" y transversales "S" de los diferentes estratos presentes en el subsuelo.

Determinar con base en las velocidades anteriores y los valores de densidad o pesovolumtrico, reportados por laboratorio, los mdulos elsticos dinmicos (relacin depoisson, mdulos de elasticidad dinmicos y mdulos de rigidez) de cada uno de losestratos.

Correlacionar las velocidades de propagacin y los mdulos elsticos dinmicos asobtenidos con las caractersticas litolgicas y geotcnicas de los diferentes paquetesde roca que constituyen la estratigrafa.


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INFORME GEOFSICO DE RESISTIVIDAD Y DOWN HOLE,PARA LA CARACTERIZACIN GEOELCTRICA Y DINMICA DEL SUBSUELO EN LA AMPLIACIN DEL CO

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Figura 1.1 Localizacin general del rea de estud io en imagen de satlite (Google 2

rea de

estudio

rea de

estudio


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3 MARCO GEOLGICO DEL SITIO

El proyecto se localiza en el territorio Veracruzano, caracterizado por eventosestratigrficos y estructurales del Mesozoico y Cenozoico, que han dado lugar a la basepetrolgica sobre la que se ha configurado el actual paisaje del estado.

Fisiogrficamente, el rea de inters se encuentra dentro de la provincia fisiogrfica de laPlanicie Costera del Golfo (Raisz E., 1964), dentro de la cuenca de Veracruz y cubiertaparcialmente por el campo volcnico de Los Tuxtlas. La unidad sedimentaria ms antiguaque aflora en la regin corresponde a la Formacin Chinameca (JkKapCz-Lu) de edadKimmeridgiano-Aptiano, constituida por caliza con pedernal y lutita, se infiere que escubierta discordantemente por la Formacin Chicontepec (TpaLu-Ar) de edad Paleoceno,constituida por lutita y arenisca, sta a su vez es sobreyacida discordantemente por laFormacin Depsito (TmLu-TR) considerada de edad Mioceno inferior, conformada porlutita, toba y arenisca. Est cubierta concordantemente por la Formacin Encanto (TmLu-

Ar) de edad Mioceno, constituida por una alternancia de lutita y arenisca, le sobreyace enforma concordante la Formacin Concepcin (TmAr-Lu) su edad es considerada del

Mioceno superior, y se encuentra constituida por arenisca y lutita, cubriendoconcordantemente a esta formacin aflora la Formacin Filisola (Tmar-Lu) de edadMioceno superior formada por arena y lutita. Sobreyaciendo en forma discordante a sta sepresenta la Formacin Jaltepec (TplCgp-Ar) cuya edad es considerada del Plioceno y estconformada por conglomerado polimctico y arenisca. La Formacin Filisola tambin escubierta transicionalmente, por la Formacin Paraje Solo (TplAr-Lu) de edad Plioceno,constituida por arenisca y lutita; sta a su vez es sobreyacida concordantemente por laFormacin Cedral (TplQptAr-Cgp) de edad Plioceno-Pleistoceno la cual est formada porarenisca y conglomerado polimctico. Las tres ltimas formaciones tienen tambin unarelacin de cambio lateral de facies. Las rocas volcnicas que afloran en el reapertenecen al Campo Volcnico Los Tuxtlas que se encuentra cubriendo parcialmente a larocas sedimentarias anteriormente descritas, distinguindose en Evento Cerro San

Martn-El Viga y Volcn San Martn.- A su base se presentan rocas baslticas ubicadasen el cerro San Martn (TmB) cuya edad es de 5.8 Ma. de edad Mioceno superior, a estasrocas le sobreyacen una serie de coladas lvicas de composicin basltica con coladasespordicas de andesita. En dos muestras colectadas en basalto de 3.76 0.18 Ma y 3.4 0.20 Ma.

El evento Sierra de Santa Martha est representado por andesitas y tobas andesticas(TplA-TA) la cual es considerada de edad Plioceno, tambin forman parte de este eventolas brechas volcnicas baslticas y basaltos (TplBvB-B) y las andesitas y basaltos (TplA-B), esta ltima unidad en base a dataciones radiomtricas por el mtodo de K-Ar reportaedades de 2.7 0.15 Ma, 2.6 0.12 Ma y de 1.7 0.15 Ma, dando una edad del Plioceno.Evento La Nueva Victoria.- Este evento volcnico est representado por conos cinerticos

compuestos por tobas baslticas, basaltos, arenas y cenizas de composicin basltica(QpthoTB-B) se le reporta una edad radiomtrica en base al mtodo de K-Ar de 0.379 0.19 Ma, deduciendo con esta edad que dicho evento se inici desde el Pleistoceno.Cubriendo parcialmente a todas estas unidades se depsitos aluviales (Qhoal) formadospor grava y limo, depsitos elicos (Qhoeo) constituidos por arena de cuarzo, depsitosde litoral (Qholi) compuestos de cuarzo y magnetita, depsitos en pantanos (Qhopa)compuestos por limo y arcilla de color oscuro con olor ftido.


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En la carta Coatzacoalcos las estructuras del rgimen frgil estn representadas porfracturas y aparatos volcnicos. De las observaciones del modelo digital de elevacin,imagen de satlite y el mapeo de los aparatos volcnicos se deduce que el volcanismodominante es de origen fisural controlado por una estructura regional de rumbo N 58 W yuna longitud aproximada de 62 km. El rea de estudio est relacionada con la evolucintectnica del Golfo de Mxico y est ntimamente ligada con la apertura del mismo. En el

Trisico superior inicia la ruptura del supercontinente de Pangea en el margen sur de laPlaca de Norteamrica evento que continu durante el Jursico inferior y medio.

Con lo que respecta a nuestra zona de estudio, est se constituye por los depsitos dealuvin (Qhoal) segn la carta geolgico minera E15-1-4, que son extensos y secaracterizan por suelos compuestos de arcillas limos y arenas con gravas que seencuentran ampliamente distribuidos en la regin (Fig. 3.1).

4 TRABAJOS DE CAMPO

Los trabajos de campo consistieron en la ejecucin de las siguientes actividades:

Sondeos Elctricos Verticales (SEV). Se efectuaron tres Sondeos ElctricosVerticales (SEV) en arreglo Schlumberger con semiaberturas electrdicas AB/2=300,150, y 100, distribuidos en toda el rea de estudio, tratando de cubrir lo mseficientemente el rea de inters con el fin de conformar tres perfiles geoelctricosprofundos as como evaluar las caractersticas geoelctricas para la elaboracin delsistema de tierras fsicas.

Down Hole (DH). Se realizaron cuatro pruebas de Down Hole (DH), a profundidadesentre 17 y 20 m, con el fin de caracterizar a detalle la secuencia sismoestratigrfica ascomo los mdulos elsticos dinmicos, a cada metro en los primeros 20 m deprofundidad.

El la Figura 4.1 muestran la localizacin de las pruebas de Down Hole (DH), SondeosElctricos Verticales (SEV) efectuados y perfiles geoelctricos interpretados.


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Figura 3.1 Localizacin del rea de estudio en carta geolgico minera E-15-1-4.

rea deestudiorea deestudio


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Figura 4.1 Localizacin de Sondeos Elctricos Verticales (SEV), pruebas de Down-Hole y perfiles geo

Perfil-1

Perfil

-2

Perfil-

3Perfil-1

Perfil

-2

Perfil-

3


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5 EXPLORACIN GEOSSMICA

Los trabajos de campo de DH consistieron en introducir en cada barreno exploratorio encuestin, un gefono de tres componentes que tiene como funcin registrar las ondasssmicas producidas en la superficie mediante el impacto de golpes de marro asentadossobre un riel de acero colocado a 3 m de distancia de la boca del pozo.

Las mediciones se realizaron a cada metro de profundidad a fin de determinar lasvelocidades y caractersticas elsticas de las capas con grosores mayores a ese intervalo.

El gefono de pozo est constituido por 3 sismodetectores Mark Products de 28 Hzensamblados ortogonalmente entre s, los cuales captaron el arribo de las ondas ssmicasgeneradas en superficie mediante impactos de marro asentados a 3 m de la boca del pozo.

En los trabajos de campo se utiliz un sismgrafo digital marca SEISTRONIX, modeloRAS-24 de 12 canales, con grabacin en disco y selectores de filtros, amplitudes y gradode sensibilidad (ganancias) para cada traza. Los sismogramas se grabarn digitalmente,para su posterior anlisis a travs de una computadora porttil y el empleo del programa

de cmputo SIPIK.

Mediante el uso de esta tcnica fue posible determinar los tiempos de arribo de las ondaslongitudinales "P" y de cortante "S" de los diferentes estratos que constituyen el subsuelopara poder calcular los perfiles ssmicos y mdulos elsticos dinmicos de los estratospresentes en el subsuelo.

La descripcin de las principales actividades en la recoleccin de los datos de campo seconsigna en el anexo 2 reporte fotogrfico que acompaa al presente informe.

Trabajos de Gabinete

Los trabajos de gabinete se realizaron en dos etapas: la primera consisti en el anlisis ylectura de los sismogramas grabados digitalmente, para lo cual se utiliz la paqueteraSIPIK que permite recuperar el registro ssmico en pantalla, seleccionar los tiempos dearribo tanto de las ondas longitudinales como transversales.

Una vez ledos los diferentes tiempos de arribo, se procedi a construir las dromocrnicaspara determinar el nmero de capas sismoelsticas que conforman el subsuelo somero ysus velocidades de propagacin Vp y Vs, correspondientes.

La segunda etapa consisti en determinar los mdulos elsticos dinmicos de los estratosque constituyen el subsuelo; para ello se utilizaron las relaciones derivadas de lapropagacin de ondas en medios continuos, la cual establece que los parmetros

elsticos dinmicos de los materiales son funcin de las velocidades de propagacin delas ondas ssmicas longitudinal (Vp) y transversal o de cortante (Vs) que se propagan atravs de l.

Con estos parmetros y las densidades () de los estratos involucrados en el sitio, fueposible determinar los mdulos elsticos dinmicos a partir de las siguientes ecuaciones:


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Relacin de Poisson

-1)Vs

Vp(

-1)Vs

Vp(0.5

=2

2

II.1)

Mdulo de Corte

Vs=G 2 II.2)

Mdulo de Young

)+(1Vs2=E 2

II.3)

6 RESISTIVIDAD ELCTRICA DEL SUBSUELO

Los mtodos elctricos de resistividad en DC consisten en inyectar corriente al terrenomediante dos electrodos que son clavados en el mismo, conocidos como A y B; el campoelctrico as generado se monitorea a travs de mediciones de diferencias de potencialV entre dos electrodos, conocidos como M y N. El cociente de la corriente inyectadaentre la diferencia de potencial V multiplicado por la constante geomtrica del arreglo K,determina el valor del parmetro medio conocido como resistividad aparente, en unidadesOhm-m y que fsicamente representa la dificultad que encuentra la corriente elctrica parafluir a travs de un material.

Las mediciones de resistividad de los Sondeos Elctricos Verticales (SEV) se efectuaronal ras del terreno y a diferentes aberturas interelectrdicas en arreglo Schlumberger con elfin de determinar el nmero de capas presentes en cada sitio a estudiar. Las aberturas

interelectrdicas AB/2 fueron de 1.0 , 1.5 , 2.0 , 3.0 , 4.0 , 5.0 , 7.0 , 10.0 , 15.0 , 20.0 ,30.0 , 40.0 50.0 , 70.0 , 100.0, 150.0, 200.0 y 300.0 para alcanzar profundidades deinvestigacin del orden de 100 m.

Los trabajos de oficina o gabinete de los SEV, se realizaron casi en su totalidad de formaautomtica, aplicndoseles las siguientes correcciones y procesos a los datos geofsicosrecolectados en campo:

1) Se corrigieron por variaciones laterales, propias de cada sitio de medicin, y seinterpretaron mediante tcnicas grficas, analticas y programas de cmputoespecializados a fin de obtener los modelos geoelctricos representativos de lascondiciones geolgicas prevalecientes en el subsuelo.

2) Cada SEV se grafic en papel bilogartmico para realizar la correccin por empalme yluego se llev a cabo una interpretacin grfica que permiti inferir el modelo geolgicopreliminar del sitio. Mediante este procedimiento fue posible estimar el nmero de estratospresentes en el subsuelo, as como el grosor y resistividad de cada uno de ellos.

3) Posteriormente, los datos de campo y parmetros de la interpretacin preliminar secapturaron en el programa de cmputo RESIXP (Anexo 1) para determinar con mayorprecisin el nmero de estratos involucrados y sus caractersticas fsicas. A partir de este


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proceso fue posible cuantificar el grosor y resistividad real de cada uno de los estratospresentes en el subsuelo de los sitios estudiados y construir las secciones geoelctricascorrespondientes. Los registros corregidos por empalme y procesados mediante estatcnica constituyen la primera etapa del procesamiento de datos elctricos.

4) Una vez realizadas todas las correcciones anteriores se procedi a ingresar los

resultados del programa RESIXP, en el programa WINGLINK de GEOSOFT el cualrealiza los perfiles geoelctricos y plantas a partir de la integracin de todos los sondeoslogrando una configuracin de isoresistividad del subsuelo profundo del sitio.

7 RESULTADOS

Este captulo tiene el propsito de presentar los resultados del estudio geofsico,consistente en las pruebas de Down-Hole (DH) y resistividad elctrica (SEV).

7.1 Pruebas de Down-Hole

A partir de la interpretacin de las dromocrnicas y de los valores de peso volumtrico (valorestimado) as como de la correlacin con el corte estratigrfico geotcnico obtenido en cadapozo, fue posible cuantificar espesores, velocidades de propagacin y mdulos elsticosdinmicos de cada uno de los estratos que conforman el subsuelo de cada sitio estudiado.

En la Figs. 7.1 a 7.4 se presentan las dromocrnicas de velocidad longitudinal "P" promedioy velocidad transversal "S" promedio, obtenidas en los registros de DH e integradas con laestratigrafa del pozo, con la cual se determinaron los mdulos elsticos dinmicos que seindican en las Tablas 7.1 a 7.4.

Tabla 7.1. Propiedades dinmicas del terreno obtenidas en el registro de DH-1 (B-2)

Profundidad( m )

Vp (m/s) Vs(m/s)

(kg/m3)

V G (kg/cm2) E(kg/cm2)

1 442.3 172.7 1.45 0.41 441 1,2432 535.9 184.9 1.45 0.43 505 1,4473 1215.4 264.3 1.45 0.48 1,032 3,0454 1176.1 146.7 1.45 0.49 318 9495 1159.1 142.1 1.45 0.49 298 8916 1396.1 182.1 1.45 0.49 490 1,4627 1466.5 201.4 1.45 0.49 600 1,7878 1481.4 202.1 1.45 0.49 604 1,8009 1331.8 168.8 1.45 0.49 421 1,256

10 1234.9 225.7 1.50 0.48 779 2,31111 1350.9 222.4 1.50 0.49 757 2,249

12 1424.9 237.5 1.50 0.49 863 2,56313 1232.4 312.5 1.60 0.47 1,592 4,66814 1410.8 373.5 1.60 0.46 2,275 6,65515 1400.0 275.6 1.60 0.48 1,239 3,66616 1534.1 320.6 1.60 0.48 1,677 4,95417 1564.9 350.2 1.60 0.47 2,000 5,89418 1547.1 385.4 1.60 0.47 2,422 7,10719 1576.1 353.4 1.65 0.47 2,101 6,19220 1631.3 430.1 1.65 0.46 3,111 9,101


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De acuerdo con estos resultados, se puede asegurar que los mdulos elsticos dinmicosdeterminados en el sitio donde se localiza el DH-1, son relativamente bajos en los primeros20 m y deformables como lo indican las relaciones de Poisson de 0.43 a 0.49 y mduloselsticos de cortante y Young inferiores a 7 t/cm2; valores que concuerdan con la descripcinhecha de los materiales de consistencia media o de baja compacidad, predominantementede tipo areno arcilloso o arcillo arenoso.

Por otro lado, de acuerdo con el registro de la perforacin B2 y descripcin de la columnalitoestratigrfica del pozo en cuestin, se sabe que subyaciendo a los estratos anteriores a22.3 m de profundidad, se presenta un importante paquete conformado por arena limosa deconsistencia dura a muy dura, estimado como buena calidad de suelo; por lo que puedeconsiderarse como el basamento geotcnico local del sitio.

En la Tabla 7.2 se presentan los resultados del DH-2. De acuerdo con estos resultados, sepuede asegurar que los mdulos elsticos dinmicos determinados en el sitio donde selocaliza el DH-2, son relativamente bajos en los primeros 17 m y deformables como loindican las relaciones de Poisson de 0.46 a 0.49 y mdulos elsticos de cortante y Younginferiores a 5 t/cm2; valores que concuerdan con la descripcin hecha de los materiales de

baja compacidad, predominantemente de tipo areno arcilloso o arcillo arenos.

Por otro lado, de acuerdo con el registro de la perforacin y descripcin de la columnalitoestratigrfica del pozo en cuestin, se sabe que subyaciendo a los anteriores a 19 m deprofundidad, se presenta un importante paquete conformado por limos arenosos deconsistencia dura a muy dura, estimado como buena calidad de suelo; por lo que puedeconsiderarse como el basamento geotcnico local del sitio.


Profundidad( m )

Vp (m/s) Vs(m/s)

(kg/m3)


1 790.6 172.7 1.40 0.47 426 1,2562 662.9 184.9 1.40 0.46 488 1,4223 1098.3 197.5 1.40 0.48 556 1,6514 1396.7 177.3 1.40 0.49 449 1,3385 1342.4 134.0 1.40 0.49 256 7666 1384.1 148.2 1.40 0.49 313 9377 1419.6 159.2 1.40 0.49 361 1,0808 1367.1 204.7 1.40 0.49 598 1,7819 1421.4 214.8 1.55 0.49 729 2,170

10 1511.9 319.0 1.55 0.48 1,608 4,74911 1535.4 264.9 1.55 0.48 1,108 3,29112 1601.7 237.6 1.55 0.49 892 2,656

13 1521.1 312.6 1.55 0.48 1,544 4,56314 1554.4 273.7 1.55 0.48 1,183 3,51215 1494.0 318.4 1.55 0.48 1,602 4,73016 1341.7 276.9 1.55 0.48 1,212 3,58217 1574.3 244.6 1.55 0.49 945 2,813


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De manera similar, se puede asegurar que los mdulos elsticos dinmicos determinados enel sitio donde se localiza el DH-3 (Tabla 7.3), son relativamente bajos en los primeros 17 m ydeformables como lo indican las relaciones de Poisson de 0.40 a 0.49 y mdulos elsticosde cortante y Young inferiores a 7.5 Ton/cm2; valores que concuerdan con la descripcinhecha de los materiales de baja compacidad, predominantemente de tipo areno arcilloso.

Por otro lado, de acuerdo con el registro de la perforacin y descripcin de la columnalitoestratigrfica del pozo en cuestin, se sabe que subyaciendo a los anteriores a 17.8 m deprofundidad, se presenta un importante paquete conformado por arcilla limosa deconsistencia dura a muy dura, estimado como buena calidad de suelo; por lo que puedeconsiderarse como el basamento geotcnico local del sitio.


Profundidad( m )

Vp (m/s) Vs(m/s)

(kg/m3)


1 3593.5 1747.1 2.00 0.35 62,231 167,4282 739.4 302.1 1.70 0.40 1,581 4,4273 1247.5 93.4 1.40 0.49 125 3734 1624.6 181.3 1.40 0.49 469 1,4015 1183.4 151.8 1.40 0.49 329 9806 1402.0 177.9 1.40 0.49 452 1,3477 1473.2 101.5 1.40 0.49 147 4408 1325.8 107.2 1.40 0.49 164 4919 1689.3 151.3 1.50 0.49 350 1,047

10 1639.7 291.2 1.50 0.48 1,297 3,84911 1743.9 246.1 1.50 0.49 926 2,75912 1598.3 183.2 1.50 0.49 513 1,53213 1839.4 237.6 1.50 0.49 863 2,57514 1670.6 214.4 1.50 0.49 703 2,097

15 1527.2 292.9 1.50 0.48 1,312 3,88616 1741.2 228.7 1.50 0.49 800 2,38617 1746.7 379.9 1.70 0.48 2,501 7,37718 1665.0 517.3 1.70 0.45 4,637 13,41619 1786.0 556.4 1.70 0.45 5,364 15,51620 1789.5 542.8 1.70 0.45 5,105 14,79821 1792.4 481.2 1.70 0.46 4,013 11,72622 1861.2 371.3 1.70 0.48 2,389 7,069

Finalmente, los mdulos elsticos dinmicos determinados en el sitio donde se localiza elDH-1 (Tabla 7.4), son relativamente bajos en los primeros 16 m y deformables como loindican las relaciones de Poisson de 0.47 a 0.49 y mdulos elsticos de cortante y Young

inferiores a 5 t/cm2; valores que concuerdan con la descripcin hecha de los materiales debaja compacidad, predominantemente de tipo areno arcilloso o arcillo arenoso.

Por otro lado, de acuerdo con el registro de la perforacin y descripcin de la columnalitoestratigrfica del pozo en cuestin, se sabe que subyaciendo a los anteriores a 18 m deprofundidad, se presenta un importante paquete conformado por arena arcillosa deconsistencia dura a muy dura, estimado como buena calidad de suelo; por lo que puedeconsiderarse como el basamento geotcnico del sitio.


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Profundidad( m )

Vp (m/s) Vs(m/s)

(Kg/m3)

V G (Kg/cm2) E(Kg/cm2)

1 790.6 330.8 1.45 0.39 1,617 4,5092 421.2 238.8 1.45 0.26 843 2,1293 1437.3 190.3 1.40 0.49 517 1,5414 1502.8 177.4 1.40 0.49 449 1,3415 1268.9 77.0 1.40 0.49 85 2546 1435.7 111.8 1.40 0.49 179 5347 1565.5 104.1 1.40 0.49 155 4638 1438.9 225.3 1.50 0.49 776 2,3089 1389.3 247.9 1.50 0.48 940 2,788

10 1616.4 272.3 1.50 0.49 1,133 3,36711 1622.7 261.5 1.50 0.49 1,046 3,10912 1758.5 424.7 1.70 0.47 3,126 9,18413 1612.4 256.2 1.65 0.49 1,104 3,28414 1402.4 272.2 1.65 0.48 1,246 3,690

15 1352.8 316.8 1.65 0.47 1,688 4,96716 1357.4 258.4 1.65 0.48 1,123 3,327


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Figura 7.1 Dromocrnica obtenida en el registro de DH-1


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Con las velocidades de propagacin y espesores determinados en los DH a partir de lainterpretacin de las dromocrnicas, se calcul el perodo del subsuelo "Ts" (solucin lineal)de cada sitio estudiado a partir de la siguiente ecuacin fundamental:

Ts= 4 Hs/ Vs

Donde Hses la suma total de los espesores de los estratos Hmque componen al subsuelohasta el estrato firme, mientras que Vs es la velocidad de corte representativa del sitio,definida por las siguientes ecuaciones:

Vs= Hs/ ( Hm/Vm)

o bienVs= ( VmHm) / Hs

en donde Vm y Hm representan las velocidades de corte y espesor del estrato " m ",respectivamente. Al emplear estas ecuaciones es comn que los valores difieran en unpequeo rango, dependiendo de los contrastes en las rigideces de los estratos que

constituyen el subsuelo.

Como se coment anteriormente, para realizar el clculo del perodo fundamental del sitio esnecesario conocer la profundidad de la roca basal o fija, la cual de acuerdo con lainformacin geotcnica recolectada y los resultados de los registros de sondeos elctricosverticales SEV, este se asume se encuentra constituido por materiales granulares muydensos (sedimentos en procesos de litificacin) a una profundidad aproximada de 60m.

Se utiliz el programa de cmputo SE-SISMO del Instituto de Investigaciones Elctricas paracalcular preliminarmente el perodo mediante elementos finitos, toda vez que se tenan yadefinidas las velocidades Vmde cada estrato.

De acuerdo con estos resultados, el Perodo del DH-1 es de Ts = 0.64 seg con una velocidadde cortante promedio de 375 m/s, y tomando el basamento geolgico del sitio que seencuentra a partir de 60.0 m de profundidad.

El Perodo del DH-2 es de Ts = 0.65 seg con una velocidad de cortante promedio de 365m/s, y tomando el basamento geolgico del sitio que se encuentra a partir de 60.0 m deprofundidad.



7.2 Sondeos elctricos verticales (SEV)

Con los datos procesados se pudo caracterizar el subsuelo del rea de estudio aprofundidad, con lo que se determin las caractersticas y propiedades geoelctricas de los


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estratos que constituyen el subsuelo somero y profundo del sitio. Las Figuras 7.5 a 7.7corresponden con los perfiles de isoresistividad realizados, as como la litologa probable,espesores y profundidades de los materiales, las cuales se describen a continuacin.La Figura 7.5 muestra el perfil 1 de isoresistividad conformado por los SEV 1 y 2.Superficialmente se registraron resistividades del orden de 14 a 27 Ohm-m, indicativas demateriales fundamentalmente arcillo arenosos (unidad U1), en estado suelto a

medianamente compacto, con espesores que varan de 16 a 18 m, sealados en lassecciones por tonalidades de color azul.

Por debajo del paquete anterior se detectaron resistividades del orden de 27 a 45 Ohm-m,asociadas a materiales areno arcillosos compactos (U2), asociados a la interestratificacinde materiales sedimentarios caractersticos de las planicies costeras con espesor variablede 5 a 10 m.

Subyaciendo a los dos paquetes anteriores se detecta un aumento en las resistividades de45 a 83 Ohm-m, asociadas con materiales areno gravosos empacados en materiales finos(U3) asociados a una secuencia sedimentaria del terciario. Este paquete se considera elbasamento geotcnico de la regin el cual presenta espesores de 30 a 35 m.

Por ltimo y subyaciendo a los tres paquetes anteriores se observa un aumento importanteen los valores de resistividad registrando resistividades mayores a 83 Ohm-m, asociadas amateriales areno-gravosos muy densos y compactos (rocas poco consolidadas U4) lascuales constituyen el basamento geolgico de la regin y se les atribuyen velocidades depropagacin de onda de corte mayores a 750m/s.

La Figura 7.6 muestra el perfil 2 de isoresistividad conformado por los SEV 1 y 3.Superficialmente se registraron resistividades del orden de 14 a 27 Ohm-m, indicativas demateriales fundamentalmente arcillo arenosos (unidad U1), en estado suelto amedianamente compacto, con espesores que varan de 18 a 33 m, sealados en lassecciones por tonalidades de color azul.

Por debajo del paquete anterior se detectaron resistividades del orden de 27 a 45 Ohm-m,asociadas a materiales areno arcillosos compactos (U2), asociados a la interestratificacinde materiales sedimentarios caractersticos de las planicies costeras con espesor variablede 5 a 10 m. Subyaciendo a los dos paquetes anteriores se detecta un aumento en lasresistividades de 45 a 83 Ohm-m, asociadas con materiales areno gravosos empacados enmateriales finos (U3) asociados a una secuencia sedimentaria del terciario. Este paquete seconsidera el basamento geotcnico de la regin, el cual presenta espesores de 30 a 35 m.

Por ltimo y subyaciendo a los tres paquetes anteriores se observa un aumento importanteen los valores de resistividad registrando resistividades mayores a 83 Ohm-m, asociadas amateriales areno-gravosos muy densos y compactos (rocas poco consolidadas U4) las

cuales constituyen el basamento geolgico de la regin y se les atribuyen velocidades depropagacin de onda de corte mayores a 750m/s.


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Figura 7.5 Perfil de isoresistividad aparente #1

U1

U2

U3

U4

Posible correlacin geolgica

U1: Suelos aluviales arcillo arenososU2: Suelos granulares areno arcillosos compactosU3: Materiales areno gravosos mu y compactosU4: Materiales granulares con velocidades de corte VS > 750 m /s

U1

U2

U3

U4


U1: Suelos aluviales arcillo arenososU2: Suelos granulares areno arcillosos compactosU3: Materiales areno gravosos mu y compactosU4: Materiales granulares con velocidades de corte VS > 750 m /s


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U1

U2

U3

U4


U1: S uelos aluviales arcillo arenososU2: Suelos granulares areno arcillosos compactosU3: Materiales areno gravosos muy compac tosU4: Materiales granulares con velocidades de corte VS > 750 m/s

U1

U2

U3

U4


U1: S uelos aluviales arcillo arenososU2: Suelos granulares areno arcillosos compactosU3: Materiales areno gravosos muy compac tosU4: Materiales granulares con velocidades de corte VS > 750 m/s


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U1

U2

U3

U4

Posible correlacin geolgicaU1: Suelos aluviales arcillo arenososU2: Suelos granulares areno arcillosos compactosU3: Materiales areno gravosos muy compactosU4: Materiales granulares con velocidades de corte VS > 750 m/s

U1

U2

U3

U4

Posible correlacin geolgicaU1: Suelos aluviales arcillo arenososU2: Suelos granulares areno arcillosos compactosU3: Materiales areno gravosos muy compactosU4: Materiales granulares con velocidades de corte VS > 750 m/s


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La Figura 7.7 muestra el perfil 3 de isoresistividad conformado por los SEV 2 y 3.Superficialmente se registraron resistividades del orden de 14 a 27 Ohm-m, indicativas demateriales fundamentalmente arcillo arenosos (unidad U1), en estado suelto amedianamente compacto, con espesores que varan de 18 a 33 m, sealados en lassecciones por tonalidades de color azul.

Por debajo del paquete anterior se detectaron resistividades del orden de 27 a 45 Ohm-m,asociadas a materiales areno arcillosos compactos (U2), asociados a la interestratificacinde materiales sedimentarios caractersticos de las planicies costeras con espesor variablede 5 a 10 m.

Subyaciendo a los dos paquetes anteriores se detecta un aumento en las resistividades de45 a 83 Ohm-m, asociadas con materiales areno gravosos empacados en materiales finos(U3) asociados a una secuencia sedimentaria del terciario. Este paquete se considera elbasamento geotcnico de la regin, el cual presenta espesores de 30 a 35 m.

Por ltimo y subyaciendo a los tres paquetes anteriores se observa un aumento importanteen los valores de resistividad registrando resistividades mayores a 83 Ohm-m, asociadas a

materiales areno-gravosos muy densos y compactos (rocas poco consolidadas U4) lascuales constituyen el basamento geolgico de la regin y se les atribuyen velocidades depropagacin de onda de corte mayores a 750m/s.

Con los datos de los SEVs procesados se identificaron los estratos ms conductores decada sitio, y se analizaron independientemente para definir la profundidad de los electrodosque posiblemente conformen el sistema de tierras fsicas

El anexo 1 muestran los resultados de las mediciones de campo realizadas en los 3Sondeos Elctricos Verticales SEVs, as como el modelo geoelctrico 1D, con su curva deresistividad aparente.

A partir de los resultados obtenidos con el procesamiento de Resixp 1D (anexo 1), se realizel anlisis para la identificacin de los estratos ms adecuados para la implantacin de loselectrodos de tierras fsicas, de cada punto estudiado, los cuales se presentan a de maneraresumida en las siguientes tablas:

Tabla 7.5 Caractersticas de estratos para implantacin de tierras en SEV-1

LITOLOGA PROBABLE ESPESOR( m )

RESISTIVIDAD( Ohm-m )

POSIBILIDADES PARAATERRIZAMIENTO

ARENA ARCILLOSA 1.77 107.9 MALASARCILLA ARENOSA SATURADA 15.92 16.6 BUENAS A REGULAERESLIMO ARENOSO 13.62 29.4 MALAS

ARENA CON GRAVAS 60.95 117.1 MALAS

ARENA CON GRAVAS INDEFINIDO 78.7 MALAS

Con base en estos resultados se puede concluir que el sitio donde se realiz el SEV-1,presenta buenas a regulares condiciones para el aterrizamiento de sus equipos einstalaciones, debido a que el estrato conductor ms somero, conformado por materialesarcillo arenosos, se encuentran a partir de 1.77 m de profundidad, por lo que se recomiendacolocar los elctrodos de tierras a partir de 1.77 m de profundidad, en donde quedarn


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embebidos en el segundo estrato con buenas posibilidades de para el aterrizamiento. Loselectrodos debern estar constituidos por varillas de cobre del tipo copperweld de 15.9 mmde dimetro por 3050 mm de longitud, recomendadas por las especificaciones de la NormaCFE 00J00-01, debido a sus condiciones de durabilidad y alta conductividad





ARENA ARCILLOSA 1.90 95.8 MALASARCILLA ARENOSA SATURADA 19.55 14.0 BUENAS A REGULAERESLIMO ARENOSO 10.38 23.59 MALAS

ARENA CON GRAVAS 73.24 221.7 MALASARENA CON GRAVAS INDEFINIDO 91.2 MALAS

Con base en estos resultados se puede concluir que el sitio donde se realiz el SEV-2,presenta buenas a regulares condiciones para el aterrizamiento de sus equipos einstalaciones, debido a que el estrato conductor ms somero, conformado por materiales

arcillo arenosos, se encuentran a partir de 1.90 m de profundidad, por lo que se recomiendacolocar los elctrodos de tierras a partir de 1.90 m de profundidad, en donde quedarnembebidos en el segundo estrato con buenas posibilidades de para el aterrizamiento. Loselectrodos debern estar constituidos por varillas de cobre del tipo copperweld de 15.9 mmde dimetro por 3050 mm de longitud, recomendadas por las especificaciones de la NormaCFE 00J00-01, debido a sus condiciones de durabilidad y alta conductividad





ARENA ARCILLOSA 1.55 71.9 MALASARCILLA ARENOSA SATURADA 1.13 4.4 BUENAS

ARENA ARCILLOSA 5.94 210.7 MALASLIMO ARENOSO 16.37 3.8 MALAS

ARENA CON GRAVAS 14.95 55.3 MALASARENA CON GRAVAS INDEFINIDO 1198.2 MALAS

Con base en estos resultados se puede concluir que el sitio donde se realiz el SEV-3,presenta regulares condiciones para el aterrizamiento de sus equipos e instalaciones, debidoa que los estratos conductores ms someros, conformados por materiales arcillosos, seencuentran a partir de 1.55 m hasta 2.68 m de profundidad, por lo que se recomiendacolocar los elctrodos de tierras a partir de 1.55 m de profundidad, en donde quedarnembebidos en el segundo y tercer estrato, quedando 1/3 parte en el segundo estrato con

buenas posibilidades de para el aterrizamiento, mientras que los dos ltimos tercios de loselectrodos quedarn embebido en el tercer estrato el cual presenta malas posibilidades parael aterrizamiento de tierras fsicas. Los electrodos debern estar constituidos por varillas decobre del tipo copperweld de 15.9 mm de dimetro por 3050 mm de longitud, recomendadaspor las especificaciones de la Norma CFE 00J00-01, debido a sus condiciones dedurabilidad y alta conductividad

Como se puede observar, los resultados indican que en trminos generales los terrenosdonde se realiz el estudio, presentan una secuencia estratigrfica uniforme y tpica los


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depsitos aluviales de las planicies costeras de la zona del golfo de Mxico, con pocavariacin estratigrfica, tanto en sus espesores como en sus valores de resistividad,indicativo de que el suelo corresponde a un material compuesto por arenas y arcillas,presentando valores bajos de resistividad a pocas profundidades, por lo mismo resulta ellugar ms adecuado para el implante de los electrodos del sistema de tierras.

En la colocacin de las tierras fsicas es muy importante minimizar la resistencia de contactoque existe entre el electrodo y el terreno, por lo cual se recomienda que el espacio intersticialque queda entre la pared del pozo y el electrodo se recubra con una mezcla de lodosbentonticos y sal, a fin de que en todos los casos la resistencia de contacto sea menor a 5Ohms.

Las perforaciones para el implante de los electrodos es recomendable que preferentementese realicen con mquina rotaria en dimetro de 3" ( NQ ), debido a que el material superficialse encuentra en un estado poco compacto, por lo que puede que se cierren sbitamenteantes de poder colocar los electrodos que constituyen las tierras fsicas.

La aplicacin de mquina rotaria para el implante de los electrodos ahorrar tiempo y costos,

debido a que los materiales a perforar son suelos blandos a poco compactos, y permiten laestabilidad de las paredes del barreno por ms tiempo.

8 CONCLUSIONES

A partir de los trabajos descritos, se establecen las siguientes conclusiones yrecomendaciones:

1. A partir de los resultados obtenidos con la exploracin geoelctrica (SEV) en la CCRCangrejera ubicada en Coatzacoalcos VER., se determina un subsuelo constituido por lossiguientes paquetes geolgicos principales:

Superficialmente se registraron resistividades del orden de 14 a 27 Ohm-m,indicativas de materiales fundamentalmente arcillo arenosos (unidad U1), en estadosuelto a medianamente compacto, con espesores que varan de 16 a 18 m enpromedio, sealados en las secciones por tonalidades de color azul.

Por debajo del paquete anterior se detectaron resistividades del orden de 27 a 45Ohm-m, asociadas a materiales areno arcillosos compactos (U2), asociados a lainterestratificacin de materiales sedimentarios caractersticos de las planiciescosteras con espesor variable de 5 a 10 m.

Subyaciendo a los dos paquetes anteriores se detecta un aumento en lasresistividades de 45 a 83 Ohm-m, asociadas con materiales areno gravososempacados en materiales finos (U3) asociados a una secuencia sedimentaria delterciario. Este paquete se considera el basamento geotcnico de la regin el cual

presenta espesores de 30 a 35 m. Por ltimo y subyaciendo a los tres paquetes anteriores se observa un aumento

importante en los valores de resistividad registrando resistividades mayores a 83Ohm-m, asociadas a materiales areno-gravosos muy densos y compactos (rocaspoco consolidadas U4) las cuales constituyen el basamento geolgico de la regin yse les atribuyen velocidades de propagacin de onda de corte mayores a 750m/s.

2. A partir de los resultados obtenidos con el procesamiento de Resixp 1D (anexo 1) Tablas7.5 a 7.7, se realiz el anlisis para la identificacin de los estratos ms adecuados para


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la implantacin de los electrodos de tierras fsicas, de cada punto estudiado. Losresultados indican que en trminos generales los terrenos donde se realiz el estudio,presentan una secuencia estratigrfica uniforme y tpica los depsitos aluviales de lasplanicies costeras de la zona del golfo de Mxico, con poca variacin estratigrfica, tantoen sus espesores como en sus valores de resistividad, indicativo de que el suelocorresponde a un material compuesto por arenas y arcillas, presentando valores bajos de

resistividad a pocas profundidades (1.77 m en promedio), por lo mismo resulta el lugarms adecuado para el implante de los electrodos del sistema de tierras.

3. En la colocacin de las tierras fsicas es muy importante minimizar la resistencia decontacto que existe entre el electrodo y el terreno, por lo cual se recomienda que elespacio intersticial que queda entre la pared del pozo y el electrodo se recubra con unamezcla de lodos bentonticos y sal, a fin de que en todos los casos la resistencia decontacto sea menor a 5 Ohms.

4. Las perforaciones para el implante de los electrodos es recomendable quepreferentemente se realicen con mquina rotaria en dimetro de 3" ( NQ ), debido a queel material superficial se encuentra en un estado poco compacto, por lo que puede que se

cierren sbitamente antes de poder colocar los electrodos que constituyen las tierrasfsicas.

5. La aplicacin de mquina rotaria para el implante de los electrodos ahorrar tiempo ycostos, debido a que los materiales a perforar son suelos blandos a poco compactos, ypermiten la estabilidad de las paredes del barreno por ms tiempo.

6. Por ltimo se destaca que los resultados obtenidos en las pruebas de Down Hole, Tablas7.1 a 7.4 muestran un perfil sismoestratigrfico detallado de los horizontes geolgicosque constituyen el subsuelo del sitio, presentando tambin una buena correlacin con losdatos obtenidos en los SEV y SM.

7. Como se coment anteriormente, para realizar el clculo del perodo fundamental del sitioes necesario conocer la profundidad de la roca basal o fija, la cual de acuerdo con lainformacin geotcnica recolectada y los resultados de los registros de sondeos elctricosverticales SEV, este se asume se encuentra constituido por materiales granulares muydensos (sedimentos en procesos de litificacin) a una profundidad aproximada de 60m.

8. De acuerdo con estos resultados, se calcularon los periodos caractersticos (solucinlineal) de cada sitio donde se realizaron pruebas de DH.

El periodo del DH-1 es de Ts = 0.64 seg con una velocidad de cortante promedio de375 m/s, y tomando el basamento geolgico del sitio que se encuentra a partir de60.0 m de profundidad.

El Perodo del DH-2 es de Ts = 0.65 seg con una velocidad de cortante promedio de365 m/s, y tomando el basamento geolgico del sitio que se encuentra a partir de60.0 m de profundidad.




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9 REFERENCIAS

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Manual de Obras Civiles. Diseo por Sismo. Comisin Federal de Electricidad. Institutode Investigaciones Elctricas, Mxico, D.F. 2008.

Newmark N M y Rosenblueth E (1971), Fundamentos de Ingeniera Ssmica. Ed.Diana, Mxico, D.F.

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informe geofisico ccr

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