Universidad de El Salvador Fundamento de GeotermiaFacultad de Ciencias Naturales y Matemtica. Lic. Ludwin MoranEscuela de Fsica. Ciclo II, 2014.

Prctica de Procesamiento e interpretacin de datos de temperatura, Gradiente Trmico, Flujo de Calor Conductivo y de datos de gravimetra

Autor: Ren Alexander Castillo Rivas, CR93058.Correo: rene.fisicast@gmail.com

ResumenEl presente informe pretende poner de manifiesto las tcnicas digitales para el procesamiento de informacin geofsica y su respectiva interpretacin fenomenolgica, las cuales se dividen en dos actividades prcticas que representan el verdadero quehacer cientfico de un Geofsico, la primera en el tratamiento de informacin de flujo de calor y su gradiente trmico y la segunda sobre gravimetra por medio de la determinacin de la Anomala de Bouguer y los diferentes filtrados de datos. Adems, se realiza un breve estudio de la Geologa de las diferentes zonas donde se realizaron los estudios ubicados por medio de coordenadas dadas en archivos de extensin .xls El objetivo es dar a conocer los programas bsicos que los geofsicos utilizan como herramientas de trabajo para visualizar e interpretar de mejor forma fenmenos geofsicos en el interior de la Tierra. Dejando de manifiesto que el uso del programa Surfer 12 combinado con otros programas como Wintrans, Google Earth, Quantum Gis, Mapinfo, Mapwindow y por su puesto Excel se convierten en un conjunto de herramientas poderosas para lograr estos fines.

Palabras Clave: Tratamiento de datos, flujo de calor, gradiente trmico, gravimetra, Anomala de Bouguer, filtros, Surfer 12, Wintrans, Google Earth, Quantum Gis, Mapinfo, Mapwindow.

IntroduccinEl tratamiento de informacin de prospeccin Geofsica, se divide en dos estudios realizados con antelacin, de los cuales obviaremos detalles como la puesta en campo y especificaciones del equipo utilizado. El primero estudio, realizado en Ahuachapn, El Salvador se enfoca en el tratamiento de flujo de calor, gradiente trmico, la relacin de la temperatura Vrs. Distancia, construccin de Isocontornos de temperatura para cada profundidad, el segundo laboratorio se basa en el tratamiento de informacin Gravimtrica, el filtrado de datos, profundidades, espectro de potencias.Ambos laboratorios requieren la ubicacin espacial de los puntos mediante Google Earth, lo cual requiere la exportacin de archivos tipo Shape a KMZ o KML.Para la interpretacin de los resultados, es necesario conocer la geologa de las zonas de estudio, lo cual representa la base terica de este informe.El conjunto de software utilizado posee herramientas que compensan la deficiencia de otros, por ejemplo Surfer no posee directamente el filtro paso de banda, pero es buensimo con los filtros de paso bajo y paso alto, Wintrans resuelve esta situacin, pero para ello es necesario crear una grid con escala cuadrada, lo cual requiere de mucha paciencia para crearla.

Procesamiento e interpretacin de datos de temperatura, Gradiente Trmico y Flujo de Calor.

Ubicacin Geogrfica de la zona de estudio.Iniciamos a partir de una tabla de datos, el procesado de informacin, estos datos se convierten en una Grid usando Surfer 12, que representara un mapa de contornos, este archivo se exporta con extensin .kmz directamente en el mismo programa o usando el software MapWindow, el cual funciona para la conversin de archivos GIS. Los resultados de este primer paso son los siguientes:

Fig. 1Ubicacin Geogrfica de la zona de estudio.

Geologa de la Zona.El rea de estudio se ubica en el Departamento de Ahuachapn, en el sector Occidental de El Salvador, a unos 108 km de la ciudad de San Salvador. Comprende una extensin de 50km2, localizado en el flanco norte del sistema volcnico Las Ninfas-Laguna-Cuyanausul. Dentro de ellas se encuentran las reas geotrmicas de Cuyanausul, Chipilapa y Ahuachapn (Fig.2).

Fig 2 Geologa de Ahuachapn.Estructuralmente el reservorio geotrmico de Ahuachapn se encuentra vinculado al flanco austral del graben Central del Salvador, en el sector NO del Cerro Laguna Verde.

Generalidades.Hay una variedad de mtodos trmicos que responden directamente a la temperatura de la roca o el fluido, los cuales son la indicacin ms directa de la existencia de un recurso geotrmico.Entre estos mtodos los hay que miden el flujo de calor, gradiente trmico, investigaciones de las temperatura superficiales, nieve fundida, y teledeteccin trmica de infrarrojos.

Gradiente Trmico y Flujo de Calor.Las investigaciones del gradiente trmico y del flujo de calor proporcionan datos bsicos sobre las temperaturas del subsuelo. Sass Et al. (1981) y Wilson Y Chapman (1930), discuten en detalle esta tecnologa.Los sondeos deben ser lo suficientemente profundos para penetrar el acufero prximo a la superficie que est recargado por agua meterica y agua fra de drenaje.En Las reas de precipitacin elevada, esta zona puede tener una potencia superior a los 700m. En algunas cuencas sedimentarias y en zonas de roca cristalina, profundidades de 30 A 100 m son generalmente suficientes.La mayora de los programas de exploraciones geotrmicas sistemticos del mundo utilizan varios sondeos superficiales y unos cuantos profundos para determinar el gradiente trmico. El flujo de Calor (vertical) viene dado por la expresin:

(miliwatios/m2 o cal/cm2-seg)Dnde:k= Conductividad trmica (Vat/mC) o (mcsl/cm-seg-C)T= temperatura (C)z= Profundidad en metros.

El gradiente trmico viene naturalmente dado por dT/dz, y en la prctica se obtiene midiendo la temperatura a lo largo de un sondeo y estableciendo promedios segn la expresin:

Para varios intervalos de profundidad.Un Valor tpico para el gradiente geotrmico es de 309C /Km, 0. 032C/m. Los instrumentos para medir el gradiente geotrmico corrientemente consisten en un termmetro capaz de medir diferencias de temperatura de aproximadamente 0.012C con varios cientos a varios miles de metros de cable.La conductividad trmica, K, se debe medir en el laboratorio sobre muestras de roca, dado que no hay sondas adecuadas para realizar dicha medicin directamente en sondeos.Se Puede demostrar que siendo:K = kpc

Dnde: k = difusividad trmicap = densidadc = calor especifico.

La medida de la temperatura puede proporcionar una indicacin directa de una anomala calorfica y de la existencia, por tanto, de un recurso geotrmico. Segundo, si el flujo de calor es anmalo, hay una indicacin de la posibilidad de existencia de actividad geotrmica.

MODELO GEOLOGICO Y GEOTERMALDesde el punto de vista geolgico el reservorio de Ahuachapn se encuentra en un alto estructural limitado por un sistema de falla escalonadas de direccin NE -SO y con los bloque bajos hacia el SE. La temperatura de los fluidos desciende en direccin NO hacia afuera del campo.El reservorio alcanza una temperatura mxima de 240C y se encuentra hasta una profundidad mxima de 1800 metros. El espesor mximo del reservorio en un sistema convectivo completo es de alrededor 1000 metros (ENEL, 2004). El basamento estructural que condiciona el movimiento de los fluidos lo representa la Formacin Blsamo.En cuanto a la zona de recarga se estima que se encuentra en el rango de 700-800 msnm. Estas elevaciones se encuentran hacia ambos lados del campo, en el sector Norte muy prximo al campo y hacia el Sur en la cadena volcnica Las Ninfas-Laguna Verde-Cuyanausul.La recarga del Norte est caracterizada por una baja densidad de drenaje y corresponde a la Laguna del Llano ubicada a unos pocos Km al NO de Ahuachapn. Esta rea podra actuar como una buena zona de infiltracin, el origen tectnico de esta laguna (Jonsson, 1970 ) confirman la presencia de fallas profundas que podran haber actuado como conductos de drenaje profundo hacia el Sur en el valle del Rio Molino. La zona de recarga Austral, si bien se encuentra ms alejada del campo geotrmico, no puede ser completamente descartada por el rol que ejerce en la circulacin de fluidos profundos la Formacin Blsamo.

Relacin Temperatura vrs. Distancia.Al analizar los perfiles A, D y E observamos que la variacin de la temperatura con la distancia sigue una misma tendencia tanto para profundidades de 0.5m hasta 1m. Al contrario para los perfiles B y C la variacin de los valores de temperatura con la distancia difiere, lo que hace concluir que el desplazamiento de calor en el subsuelo no es homogneo.

Los perfiles de Temperatura vrs. Distancia muestran claramente el incremento de temperatura, mejor evidentemente en los perfiles C y D

Construccin de Isocontornos:

Los mapas de isocontorno para la temperatura a la profundidad de 0.5m y 1m se presentan a continuacin. Facilmente se observa en el mapa, la zona con mayor temperatura a 0.5m de profundidad(de hasta 100C) que en superficie corresponde a una zona con alta alteracin hidrotermal.Con lo anterior se evidencia la principal zona donde la energa calorfica alcanza la superficie terrestre ya sea mediante el mecanismo de conductividad trmica o mediante las corrientes de conveccin.El mapa de gradiente geotrmico nos da una idea de la variacin del calor interno del subsuelo en la zona de estudio.Los Isocontornos proyectan de forma radial los incrementos de temperatura hacia el interior de la regin estudiada.

Relacin del Gradiente Trmico vrs. Distancia para cada Punto muestreado.

Cada uno de los perfiles evidencian variaciones del gradiente trmico con la distancia, es decir que a lo largo de stos se encuentran zonas de mayor y menor gradiente trmico relacionado con el cambio del flujo de calor en la zona

GradienteFlujo de Calor

15-45

10-30

12-36

6-18

6-18

4-12

8-24

6-18

20-60

3.6-10.8

4-12

21.2-63.6

00

24.8-74.4

10-30

3.8-11.4

2.8-8.4

8.4-25.2

8.6-25.8

2.4-7.2

2.8-8.4

Flujo Conductivo-25.62857143

Gradiente Trmico.

Flujo de Calor Conductivo.

En el anlisis matemtico, En el mapa anterior se observan dos zonas con alto gradiente trmico. La menor al norte con un rea de y la mayor al sur con un rea de .Para este caso, el flujo de calor conductivo:

Asumiendo:k=3W/m K y el promedio del gradiente trmico en el rea de estudio 8.54K/m.Para el rea 1: =14,833.98 WPara el rea 2:=20,367.9 WLo anterior representa la velocidad de transferencia de calor para cada una de las reas.

Entonces, flujo de calor conductivo para toda el rea estudiada es

Prctica de Procesamiento e interpretacin de datos de Gravimetra.

INTRODUCCIN.La prospeccin gravimtrica tiene por objeto, bsicamente, la deteccin y estudio de cuerpos y estructuras subterrneas por medio de las modificaciones que la presencia de stos produce en el campo gravitatorio terrestre, a causa de las diferencias de densidad entre los diversos tipos de rocas.Es otro mtodo que aprovecha un campo newtoniano natural, el gravitatorio, por lo que no hay que crearlo previamente y las observaciones consisten en determinar el valor de la gravedad en una serie de puntos (estaciones) que cubren, con mayor o menor densidad, la zona de estudio.

ANTECEDENTES. La masa de la corteza terrestre, en sus primeros 5 Km, es responsable solo de 4,5 diezmilsimas de la atraccin terrestre total (la mayor parte se debe al manto), por lo que las variaciones en la densidad de las rocas que constituyen dicha parte superficial de la corte producen anomalas del orden de una millonsima parte del campo gravitatorio terrestre y an menos. Por ello la Prospeccin Gravimtrica requiere el empleo de instrumentos de gran sensibilidad y precisin (del orden de 10-8), ya que solo pueden detectarse cuerpos o estructuras cuando stos difieren en su densidad respecto de las rocas circundantes (contraste de densidad).Una prospeccin gravimtrica suele consistir en la determinacin de las diferencias de gravedad entre una serie de puntos denominados estaciones que se distribuyen de modo, aproximadamente, uniforme sobre la zona de estudio. Los resultados obtenidos se comparan con los correspondientes a un modelo ideal de terreno con subsuelo de densidad homognea. Las diferencias obtenidas en este proceso comparativo, denominado reduccin, se llaman anomalas gravimtricas y son ellas las que sirven de base para la deteccin y determinacin de los cuerpos o estructuras perturbadoras.Las aplicaciones de sta tcnica son variadas: Bsqueda y prospeccin de yacimientos de minerales (diapiros salinos, sulfuros, yacimientos de petrleo y gas, cribado de las anomalas halladas por otros mtodos como el electromagntico, etc.),Ondulaciones del basamento y deteccin de estructuras en las capas sedimentarias, que son tiles en Hidrogeologa. Localizacin de cavidades subterrneas, bien naturales (terrenos krsticos) bien artificiales (arqueologa).Estudios tectnicos y de cartografa geolgica,

Efecto de Bouguer y su Correccin. La diferencia de altura entre el nivel de referencia y la estacin est conformada por material rocoso de cierta densidad este material rocoso a su vez es masa adicional que produce diferencia entre la gravedad real y la medida (H.O. Seigel 1995) Para corregir la diferencia entre gravedad real y medida, se utiliza la correccin de Bouguer la cual toma en consideracin la densidad del material rocoso y la altura con respecto al nivel de referenciaLa frmula utilizada para esta correccin es:CB= 0.4191 pHDonde h es la altura de la estacin P es la densidad estimada del suelo.Anomalas Gravimtricas. Figura No. 2 Debido a la distribucin aleatoria de la densidad en el subsuelo a causa de la gran diversidad de material rocoso que conforma el planeta, se producen variaciones tanto laterales como en profundidad de la gravedad. Estas variaciones tanto laterales como en profundidad de la gravedad. Estas variaciones determinan la existencia de cambio en la densidad del subsuelo facilitando as la ubicacin de cuerpos intrusivos de gran inters o el estudio detallado de cuencas sedimentarias. Dichas anomalas se basan en la aplicacin de las correcciones antes mencionadas (Aire libre, Bouguer, Topogrfica, Gravedad Terica) para eliminar factores que a simple vista no permiten observar detalles importantes en el mapa de gravedad observada. (H.O. Seigel, 1995)

Anomalas Bourguer Al igual que la anomala de Aire Libre, la anomala de Bourguer considera los cambios de altitud por mediode la correccin de Bourguer, tomando en cuenta la densidad propia del subsuelo y a su vez el cambio quesufre la atraccin gravitacional por la presencia de valles o colinas cercanas corrigindola por medio de lassuma de la correccin topogrfica:

Ab= gobs gt + Cal Cs + CtpoDonde gobs es la gravedad observada de cada estacin. gt = es la gravedad terica Cal= es la correccin de aire libre. Cb= es la correccin de Bouguer Ctopo= es la correccin por topografa

La base de realizar el clculo de la anomala fe Bouguer es corregir la medida de la componente vertical de la fuerza gravitacional terrestre, ya que sufren distintas variaciones por los efectos antes discutid. Adems esta anomala representa la superposicin se una serie de heterogeneidades. Adems esta anomala representa la superposicin de una serie de heterogeneidades en el subsuelo a diferentes profundidades. El mapa de Bourguer representa los efectos de contraste de densidades tanto profundas como someras.Anomala de Bouguer = Anomala Residual + Anomala RegionalEn la prospeccin gravimtrica es de inters tratar de separar las componentes profundas de las someras dependiendo del tipo de estudio.Si se quiere resaltar el efecto debido a las masas superficiales (mapa residual), se reduce al mnimo el efecto de las masas profundas (mapa regional) y viceversa si se quiere el efecto debido a las masas profundas.Para obtener una mejor calidad de resolucin de la data y para lograr la separacin de dichas anomalas se pueden realizar mtodos de filtrados (H.O. Seiguel, 1995).

2 - FILTRADO DIGITAL 2.1 - Filtros Simples Un modo alternativo de eliminar las longitudes de onda o frecuencias no deseadas es mediante el filtrado. En el lenguaje diario, un filtro es algo que separa partes grandes de pequeas. Una mezcla de arroz y porotos puede ser separados adecuadamente con una malla tipo colador que deje pasar solo los granos de arroz. En electrnica los filtros se usan para eliminar frecuencias no deseadas, tales como las de picos agudos y los pulsos de una fuente elctrica, o cambiar las proporciones de bajos y agudos de un registro musical. Aunque ninguno de estos filtros trabaja igual que un filtro digital como los que estamos considerando, el principio que ellos utilizan es el mismo. Los filtros digitales hacen esto matemticamente y tienen mucho en comn con el anlisis de Fourier. Los filtros digitales son generalmente aplicados a valores tomados a intervalos de muestra espaciados regularmente. Si las lecturas son continuas los valores son ledos de la curva. Si son espaciadas irregularmente, los valores son ledos por interpolacin. Uno de los filtros digitales ms simples toma el promedio de tres lecturas sucesivas y lo coloca en el lugar del punto del medio (Figura 9). Esto es repetido en cada punto de muestreo, de modo que cada lectura es usada tres veces. Este promedio simple o corriente es tambin llamado ventana moviente. Imaginemos una tarjeta con un agujero de un tamao tal que solo permite ver tres valores, los promedia y a este valor lo pone en el central. Luego es desplazada al punto siguiente y hace lo mismo.

Para averiguar cules longitudes de onda estn siendo reducidas y en qu medida, podemos aplicar filtros para un rango de onda sinusoidal pura y ver cunto son reducidos (Figura 10). Las longitudes de onda de varias veces el intervalo de muestra son fuertemente afectadas (10.a), y las de un valor cercano al de la muestra son fuertemente reducidas (10.d) Los filtros de 5 y de 7 puntos las reducen ms que los de 3 puntos. Estos filtros son llamados pasa-bajo porque dejan pasar longitudes de onda mayores, con poca o ninguna reduccin, pero reducen enormemente las cortas. En la Figura 10 se ve este corte de longitudes de onda. Estos son tambin llamados filtros de alisado o suavizado porque el dentado es reducido, como se vio en la Figura 9. Lo opuesto a un filtro pasa-bajo es el filtro pasa-alto, que deja pasar solamente las longitudes de onda ms cortas, mientras que el filtro pasa-banda es aquel que deja pasar solo un rango de longitudes de onda o frecuencias. Los filtros tienen varias limitaciones. Una es que difieren en como dejan pasar o eliminan las diferentes longitudes de onda. Otra es que las diferentes longitudes de ventanas (3, 5 7 puntos) tienen diferente efectividad: a veces puede resultar que la de 7 puntos sea menos efectiva que la de 3 puntos (comparando la curva filtrada de la Figura 10.c.) Una tercera cuestin es que los valores muestreados en las grficas de la izquierda de la Figura 10.c, d y e, cuando son unidos entre si no definen una onda regular, aun cuando ellos estn a intervalos regulares en una sinusoide. Esto puede dar como resultado una longitud de onda ms corta, que a veces no es reducida tanto como la ms grande (comparando la 10.d y e). Este efecto ser considerado en la prxima seccin. Aunque los filtros son muy tiles, no tienen que ser aplicados sin un claro entendimiento del caso particular en estudio.

El filtro Butterworth est diseado para poder obtener una respuesta de frecuencia lo mas plana posible, en otra palabras est diseado para eliminar los picos en una seal y tratar de suavizarla al mximo, por lo que tambin recibe el nombre de maximally flat magmitude filter (filtro de magnitud placa mxima).

Anlisis de espectro de potencia. Esta tcnica netamente computarizada se basa en el promedio de la seal de toda el rea de estudio, representndose en una grfica que muestra el comportamiento de la potencia de la seal con respecto al nmero de onda. Mediante la grfica se pueden separar las componentes de la seal de ms inters para el estudio que se est realizando. Y de una vez se puede determinar aproximadamente la profundidad de la seal. Con esta aplicacin se puede crear el filtro paso banda.

Filtros tradicionales Entre este grupo de algoritmos se incluye la seleccin de componentes espectrales, continuaciones, filtro pasa banda etc.

Filtro paso banda. Dicho filtro le permite al intrprete poder superar la parte de inters de la que no es de inters, por ejemplo separar las componentes regionales de las residuales. La base del procedimiento es permitir el paso de un rango de frecuencias especficas e ignorar el resto. Para lograr esto se necesita disear un filtro que permita pasar lo que realmente se quiera observar. La base matemtica de todo el procedimiento es la aplicacin del resultado obtenido en el espectro de potencia donde se observan claramente las distintas componentes de la seal. Derivada Vertical. La determinacin de cambios de propiedades, ya que sea en una imagen o en un mapa, ha sido una tarea que se ha desarrollado en los ltimos aos por medio del uso de la derivada. En la fotografa se ha utilizado para el realce de los bordes de una imagen a la hora de diferenciar elementos (colores por ejemplo) y as de darle nitidez a la imagen. En geofsica se ha utilizado la derivada para poder ubicar cambios de propiedades en la roca que determinan transiciones en la litologa.

Ubicacin Geogrfica.

LitologaEl rea geotrmica Chinameca (Figura 1) se compone de una serie de volcanes cuaternarios con lavas diferentes de los volcanes del Terciario.La ms antigua de lava se encuentra en la zona de Cerro La Luna, que corresponde a multar a dacitas. La estratigrafa de Chinameca se compone de la Formacin Cuscatln (c2 Unit) con las rocas efusivas cido e intermedio-cido de edad Plio Pleistoceno.Las lavas de El Cerro Lolotique (basalto porfdico), Cerro El Zope y Cerro Chambala en San Jorge tambin comprenden c3 Unidad de la Formacin Cuscatln, que tiene rocas efusivas bsicas intermedio.

El Volcancito es un volcn erosionado afectados por procesos tectnicos y est compuesto por andesitas de piroxeno porfirticas, que estn cubierta por lavas Ofthe volcn El Limbo. Varios fumarolas estn presentes a lo largo de las lavas de Volcancillo como Boquern y La Viejona y algunas pequeas fumarolas (Alsacia, Las Flores, Cobn Alto y Silva). Las lavas de El Volcancillo corresponden a s2 Unidad de la Formacin San Salvador (Pleistoceno), que se compone de la intercalacin de los depsitos piroclsticos cidos y rocas efusivas cido-bsicas. CerroEl Cimarrn tambin pertenece a s2 Unidad.

Cerro El Limbo se encuentra en la parte central de la zona de estudio, en contacto con los depsitos del volcn Pacayal y lavas de El Volcancillo. Las lavas del Cerro El Limbo pertenecen a S5B Unidad de la Formacin San Salvador.El volcn Pacayal presenta un crter de gran dimensin y est compuesto por lavas de diferentes composiciones de dacita de andesita porfdica piroxeno. La variacin en la composicin de las lavas podra indicar un proceso de diferenciacin magmtica reciente en una cmara magmtica relativamente corto. Esta diferencia de materiales se puede observar en la base del crter hasta la parte superior. La lava Pacayal es parte de s2 Unidad de la Formacin San Salvador (Figura 1).3.2 Geologa estructuralLa tectnica de la zona se produce por la subduccin de los Cocos y las placas del Caribe. Como la mayora de los campos geotrmicos del pas, el rea de estudio se ve influenciada por las estructuras regionales predominantes de la graben central, con una direccin EW preferencial. Existen al menos dos sistemas de fallas en la zona; el primer sistema corresponde a la graben central con direccin EW preferencial y el segundo est cerca de la direccin NS que es bien evidente en el rea. Los lineamientos NS y NNW-SSE predominan el rea de estudio, y se corresponden con Falla Las Marias (delimita la parte occidental de la zona), falla de El Cimarrn (lmite Pacayal-Cimarrn), el lmite sur de El Pacayal-El Limbo, Falla el Zope y tres lineamientos en el Cerro El Cimarrn. La fumarola El Hervidero en el pequeo pueblo de Las Mesas se encuentra a lo largo de fallas El Zope. La mayora de los datos estructurales adoptadas en los depsitos piroclsticos que cubren El Volcancillo y El Cimarrn se relacionan con este sistema (ver Figura 1). Se podra considerar que el volcn Pacayal es a lo largo del sistema de fallas en este sentido y est delimitada por las faltas de Oriente y Occidente.

Se tiene la gravedad observada y los parmetros de ubicacin de datos medidos en este estudio. Para que sea ms til en prospeccin, los datos gravimtricos obtenidos en el campo deben ser corregidos por la elevacin, la influencia de la topografa cercana, y la latitud. En nuestro caso se procede a la reduccin de datos para calcular la anomala de Bouguer simple utilizando el Software Excel.

La correccin (reduccin) de la gravedad terica es la siguiente:

Antes de aplicarla se transform la latitud a radianes, para cada punto.La correccin de aire libre se obtuvo con

Dnde: A continuacin se procede a calcular la anomala de Bouguer para cada punto usando:

Donde r es la densidad promedio de las rocas que sobreyacen el rea de estudio. En nuestro caso se utiliz una densidad de 2.3 gr/cm3 y h es la elevacin de cada punto.El procedimiento anterior se realiz tanto para los datos de 1997 como para los datos de 2005.Con el clculo de anomala de Bouguer simple obtenida, se procede a elaborar un mapa de anomala de Bouguer. Este representa una visin del contraste de densidades de las rocas. Para ampliar rasgos espaciales observados en el mapa utilizamos tcnicas de anlisis espectral como: segunda derivada, ya que aumenta los efectos cerca de la superficie a expensas de las fuentes profundas, es decir remueve la seal regional; Filtros de frecuencia, como el filtro de paso alto (Butterworth) el cual revela las anomalas locales superficiales; para seleccionar el corte de longitud de onda, calculamos la pendiente de la grfica del espectro de potencia. Procesamiento de datosSe utiliz el programa (WINTRANS) elaborado por el Profesor Keating del Servicio Geolgico de Canad, ste programa lee las mallas en 3 formatos diferentes, entre ellos el formato SURFER (pero versin 6 o 7) por lo que se guard las mallas creadas en versin 7.El programa incluye los filtros que se utilizaron.Primeramente se elabor la malla de la anomala de Bouguer Simple, con la que se cre el mapa de anomala de Bouguer Simple para los datos de 1997 como 2005.

Utilizando el programa de Surfer, se elabor un mapa topogrfico de la zona de estudio.Luego se procedi a correr el programa WINTRANS para determinar el espectro de potencia, necesario para el uso de los filtros de Paso Bajo, Paso Alto y Continuacin hacia arriba.

Se determin a partir del espectro de potencia radial, la profundidad de separacin de las anomalas regional y local.Y se corri WINTRANS para aplicar los filtros de paso alto (Butterworth), paso bajo (Butterworth) y segunda derivada, se plote los resultados usando el programa de Surfer.Adems se aplic el filtro para encontrar la Continuacin hacia Arriba. Lo anterior se realiz de manera individual para los datos de 1997 y 2005.Con el programa Quantum GIS se elabor el mapa de ubicacin de la grid de datos gravimtricos en la zona de estudio.Anlisis de resultadosMapa topogrficoDado que ambas campaas se realizaron en el mismo sitio, utilizamos los datos espaciales de los puntos tomados en el ao 1997, ya que en este se cubre la mayor rea posible, sobre la cual se realizaron las medidas, adems permite tener una visin ms amplia del relieve en la zona.

Los mapas de anomala de Bouguer simple para cada set de datos son los siguientes:

Metodologia del tratamientode datos.Datos Originales

Introduciendo nuevas columnas, conversin e Coordenadas geogrficas y determinando GBouguer

Creando Grid en Surfer 12

Para el uso del programa Wintranss es necesario que la grideste escalada: Cuadrando Grid

Usando WINTRANSS

Creacin de archivos extensin .spe

Creando Grafico de Espectro de Potencias en Excel

Calculando profundidades

Winstranss, filtrados bsicos

Filtros Basicos Paso alto wintrans (Izquierda) y Surfer derecha

Paso bajo wintrans (Izquierda) y Surfer derecha

Se observan diferencias entre ambos mapas dado que las campaas gravimtricas se realizaron en aos distintos y adems el rea sobre la cual se realizaron ambas medidas de gravedad son de distinto tamao. Pero aun con esto es posible observar la misma tendencia y distribucin de las anomalas. Las zonas neutras o con anomala cero, corresponden a los lmites del sistema geotrmico.Las anomalas positivas corresponden a una zona de ascenso de fluidos geotrmicos, que refleja una mayor mineralizacin por el arrastre de minerales que ejercen los fluidos en las rocas. Para una mayor visin de las anomalas locales superficiales se obtuvieron los mapas con filtro de paso alto, muy similares a los anteriores. Las anomalas de tamao ms grandes tienden a comportarse como variaciones regionales, y las anomalas pequeas de magnitud local se encuentran sobrepuestas a las regionalesLa tendencia regional es posible observarla cuando se aplica la continuacin hacia arriba a los datos de anomala de Bouguer, obtenindose los mapas siguientes: En ellos se puede observar como las curvas se suavizan, ya que proceden de bajas frecuencias que pertenecen a cuerpos muy profundos.Los valores de gravedad observados en los ltimos mapas son menores, dado que pertenece a estructuras geolgicas muy profundas, con potencias muy bajas.En una zona geotrmica fracturada, los fluidos calientes ascienden a las capas ms superficiales arrastrando minerales que van quedando atrapados en dichas fracturas. Estos minerales crean una zona de mayor densidad que la roca circundante del sistema geotrmico. Por ello nos interesan las anomalas positivas dentro del rea de estudio.

Al aplicar el filtro paso bajo se eliminan las altas frecuencias procedentes de anomalas muy superficiales. El efecto de este filtro es ms radical ya que muestra propiamente las anomalas debidas a cuerpos con profundidad mayor que 8.0E-03 m.

Estos mapas representan las anomalas regionales, por ello los valores de gravedad mostrados son bastantes pequeos. En ambos mapas se observa una anomala positiva en el lado izquierdo y una anomala negativa bastante notoria en la parte superior derecha. Al aplicar el filtro de la segunda derivada a los datos de 1997 y 2005, los resultados obtenidos, son difusos; tanto los mapas de contorno de la anomala de Bouguer como los valores de la gravedad obtenidos. Por lo tanto no se puede garantizar que las anomalas observadas provengan de profundidades relativamente cortas.

Para realizar los cortes al utilizar los filtros de paso bajo y paso alto, se utiliz el espectro de potencia siguiente, este representa los datos gravimtricos de 1997 y de 2005. Las diferentes pendientes de este grafico estn relacionadas con la profundidad de las que procede el set de datos.Las pendientes mayores representan puntos a mayores profundidades.La relacin usada para encontrar la profundidad es: D=slope/4 km

ConclusionesLa zona estudiada en Ahuachapn muestra en superficie muchas manifestaciones hidrotermales. El estudio de flujo de calor realizado en sta permite delimitar las reas con mayor anomala trmica y con mayor gradiente trmico.Con esto es posible obtener una visin ms amplia de la distribucin del flujo de calor conductivo en el subsuelo.Adems las medidas de temperatura tomadas en Ahuachapn muestran de forma general las caractersticas del sistema geotrmico y las zonas de inters; sobre las cuales se podrn realizar otra clase de estudios geofsicos. A lo largo de los 5 perfiles tanto la temperatura como el gradiente trmico varan con la distancia y el flujo de calor conductivo total en el rea de estudio es .La zona con mayor valor de temperatura tanto a 0.5 m como a 1 m, es la misma. Podra indicar que el foco de calor la subyace o que simplemente existe alguna estructura geolgica que permite que el calor sea liberado en esa zona.