CARACTERIZACIÓN GEOFÍSICA EN LA ZONA DE QUÍBOR

7/28/2019 CARACTERIZACIN GEOFSICA EN LA ZONA DE QUBOR

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TRABAJO ESPECIAL DE GRADO

CARACTERIZACIN GEOFSICA EN LA ZONA DE QUBOR,ESTADO LARA, MEDIANTE ESTUDIOS GRAVIMTRICOS Y

DE RUIDO SSMICO AMBIENTAL.

Trabajo Especial de GradoPresentado ante la ilustre

Universidad Central de VenezuelaPor el Br. Valls J, Julio C.

Para optar al ttulo de Ingeniero Geofsico

Caracas, octubre de 2008


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Universidad Central de VenezuelaFacultad de Ingeniera

Escuela de Geologa, Minas y Geofsica

Departamento de Geofsica



Tutor Acadmico: Dr. Michael SchmitzTutor Industrial: Ing. Jess Moncada

Trabajo Especial de GradoPresentado ante la ilustre

Universidad Central de VenezuelaPor el Br. Valls J, Julio C.Para optar al ttulo de Ingeniero Geofsico

Caracas, Octubre de 2008


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Caracas, Octubre de 2008

Los abajo firmantes, miembros del jurado designados por el Consejo de laEscuela de Geologa, Minas y Geofsica, para evaluar el Trabajo Espacial deGrado presentado por el Br. Valls J, Julio C. titulado:



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

____________________ ____________________ Jurado Jurado

_____________________ ____________________ Dr. Michael Schmitz Ing. Jess A. Moncada G.

Tutor Acadmico Tutor Industrial


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DEDICATORIA

A mi amada esposa Jenniffer Prato

A mis padres Jaime Valls y Carmen de Valls

A mis hermanos Jaime Valls, Jos Luis Valls, Javier Valls

A mis adorados sobrinos Javier Alejandro Valls, Valentina Valls y Alejandro Valls

A toda mi familia y amigos.


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AGRADECIMIENTOS

Esta tesis de grado, si bien ha requerido de esfuerzo y mucha dedicacin, no

hubiese sido posible su finalizacin sin la cooperacin desinteresada de todas y cadauna de las personas que a continuacin mencionar, muchas de las cuales han sido unsoporte muy fuerte en los momentos de angustia y quienes me han acompaadoincondicionalmente superando innumerables obstculos durante todo este proceso.

Antes que nada, doy gracias a Dios, por acompaarme cada da de mi vida,por fortalecer mi corazn e iluminar mi mente y por haber puesto en mi camino atodas las personas que han sido mi apoyo durante el perodo de estudio.

Agradezco hoy y siempre a mi bella y amada esposa, Jenniffer Prato, por supresencia, constancia, compaa invaluable, cario y apoyo especial, por brindarme laayuda oportuna y por estar a mi lado en cada momento.

A mi padre, Jaime Valls, que desde el cielo vela por mi, que me acompaacada minuto de mi vida dentro de mi corazn y quien ha sido para mi fuente desabidura y fuerza para continuar el camino en el que me inici.

A mi madre, Carmen Valls por amarme como siempre lo ha hecho, y pordarme todo aquello que solamente una madre puede dar.

A mis hermanos Jaime, Jos Luis y Javier porque a pesar de la distancia, elnimo, apoyo y alegra que me han brindado me han motivado a seguir adelante.

A mi amiga, hermana y cuada Karina Fustes, por el cario fraterno quesiempre me ha hecho sentir, por brindarme aliento ante las adversidades.


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A Fermn Noda y a Alejandro Hernndez, mis compaeros y amigos, quienesme han acompaado en la recta final, con el cario sincero que caracteriza a losbuenos amigos, por su apoyo incondicional y ayuda solidaria en todo momento.

A toda mi familia, a mis sobrinos Javier Alejandro, Valentina y Alejandrito, aNavia Infante, Alberto Prato, Yennilynn Prato, Nicola Di Prata, Jessica Prato, AivanPrato, Fer y Ale, por sus valiosas muestras de cario y apoyo en innumerablesoportunidades.

A la Universidad Central de Venezuela, por acogerme como miembro de sucomunidad, permitindome crecer personalmente y formndome profesionalmentecomo slo puede hacerlo la U.C.V.

Al Dr. Michael Schmitz y al Ing. Jess Moncada, mis tutores, quienes mebrindaron su apoyo, paciencia y confianza para la realizacin de esta tesis.

A Carlos Reinoza, Kenny Garca, Mnica Paolini, Claudia Quinteros, CecilioMorales, Edwin Amaris, Jennifer Massi, Fabian Rada, Victor Rocabdo, a FUNVISIS,y a todo su personal, por la ayuda brindada y por permitirme ser parte de su equipo.

A mis panas de siempre de la universidad, Werner Hilla, Jos Manuel Bryson,Daniel Naval, Francisco Moreno, Ignacio Mederos, Daniela Sorondo, Juan CarlosZamora, Miguel ngel Molina, Jhon Pall, Mario lutita Daz, Juan Portu,Douglas, Rafael Pabn, Beltzy Gonzlez, Gorgal, Carlos margarito, quienes fueronamigos, guas y pilares de apoyo fundamentales durante mi permanencia en la U.C.V.


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Valls J, Julio C.



Tutor Acadmico:Dr. Michael Schmitz. Tutor Industrial: Ing. Jess A. Moncada G. Tesis. Caracas, Universidad Central de Venezuela. Facultad de Ingeniera.

Escuela de Geologa, Minas y Geofsica. Ao 2008.Palabras clave:Mtodos Gravimtricos, Ruido Ssmico Ambiental.

RESUMEN

La localidad de Qubor, Municipio Florencio Jimnez, a 34 km de la ciudadde Barquisimeto en direccin suroeste, estado Lara, regin centro-occidental deVenezuela se ubica dentro de la zona delimitada por las fallas de Bocon, Oca-Ancny Valera, cuyas caractersticas hacen que se considere zona de amenaza ssmicamoderada, segn la Norma Venezolana de edificaciones sismorresistentes.

La Fundacin Venezolana de Investigaciones Sismolgicas lleva a cabo elproyecto de Microzonificacin Ssmica en el estado Lara, al cual es un aporte estainvestigacin que consiste en la caracterizacin del subsuelo de Qubor mediante elempleo de mtodos geofsicos a travs del anlisis de microtremores con el mtodoNakamura (relacin espectral H/V) con la obtencin de perodos fundamentales devibracin del suelo y espesor de sedimentos, y estudio gravimtrico para generarmodelos geolgicos del subsuelo.

Se realizaron aproximadamente 160 mediciones de ruido ssmico ambiental yde gravimetra, en un mallado rectangular, con un espaciamiento entre estaciones de250 metros, se abarco un rea de 35 km2, se obtuvo valores de perodosfundamentales entre 0,2 y 1,6 s, ubicndose los perodos ms altos en el noreste deQubor, sugiriendo la presencia de mayor espesor de sedimentos en esta zona segn laaproximacin lineal de Rocabado (2000). Los perodos ms bajos se ubican en laparte sur y suroeste del rea, se sugiere menor espesor de sedimentos aqu, lo cual escongruente con la topografa y geologa local. Se elabor el mapa de anomalas deBouguer, mapa de anomalas regionales y mapa de anomalas residuales, dondefueron trazados tres perfiles a partir de los cuales se elaboraron los modelosgeolgicos 2D de Qubor. Se obtuvo los mapas de espesores de sedimentos de lazona, se estimaron espesores entre 30 y 250 m con el mtodo de ruido y entre 90 y240 m con el mtodo de gravimetra.


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NDICE

DEDICATORIA.......................................................................................................IV

AGRADECIMIENTOS............................................................................................ V

RESUMEN.............................................................................................................. VII

NDICE ..................................................................................................................VIII

CAPTULO 1.............................................................................................................. 1

EL PROBLEMA..................................................................................................... 1

1.1 Introduccin ................................................................................................. 1 1.2 Planteamiento del problema ....................................................................... 3

1.3 Objetivos ....................................................................................................... 4

1.3.1 Objetivos Generales ................................................................................ 4

1.3.2 Objetivos Especficos.............................................................................. 5

1.4 Justificacin .................................................................................................. 6

1.5 Ubicacin del rea de estudio...................................................................... 7 1.6 Trabajos Previos .......................................................................................... 8

CAPTULO 2............................................................................................................ 14

MARCO GEOLGICO...................................................................................... 14

2.1 Marco Global.............................................................................................. 14

2.2 Marco Regional .......................................................................................... 16

2.2.1 Surco de Barquisimeto .......................................................................... 16

2.2.2 Tectonismo y Sedimentacin ................................................................ 16

2.2.3 El Complejo Tectono-Sedimentario de Lara......................................... 17


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2.2.4 Organizacin del Complejo Tectono-Sedimentario de Lara................. 192.2.4.1 La unidad parautctona Areniscas de Botucal. .............................. 212.2.4.2 Las Napas de la Cordillera de la Costa .......................................... 21

2.2.5 La Falla de Bocon ............................................................................... 222.2.5.1 Un modelo geotectnico para el sector norte de la Falla de Bocon.................................................................................................................... 22

2.2.6 La Cuenca de traccin de Cabudare...................................................... 25

2.2.7 Estratigrafa asociada ............................................................................ 26

2.2.8 Geologa local y descripcin litolgica de las formaciones presentes.. 272.2.8.1. Formacin Barquisimeto............................................................... 292.2.8.2. Formacin Matatere. ..................................................................... 312.2.8.3 Formacin Morn........................................................................... 312.2.8.4 Cuaternario ..................................................................................... 33

CAPTULO 3............................................................................................................ 34

RUIDO SSMICO AMBIENTAL....................................................................... 34

3.1 Marco Terico ............................................................................................ 34

3.1.1 Microtremores ....................................................................................... 35

3.1.2 Mtodo de Nakamura. Relacin espectral H/V..................................... 36

3.2 Metodologa de adquisicin de datos de ruido ssmico ambiental......... 40

3.2.1 Ubicacin de las estaciones de medicin .............................................. 40

3.2.2 Instrumentos.......................................................................................... 42

3.2.3 Procedimiento para la obtencin de datos............................................. 44

3.2.4 Parmetros de adquisicin .................................................................... 47

3.3 Metodologa para el procesamiento de datos de ruido ssmico ambiental............................................................................................................................ 47

3.3.1 Programas empleados............................................................................ 47


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3.3.2 Descarga y conversin de los datos ...................................................... 483.3.2.1 Transformacin de los datos a formato ASCII .............................. 483.3.2.2 Transformacin de los datos a formato SAF.................................. 49

3.3.3 Manejo y aplicacin de la herramienta informtica GEOPSY............. 503.3.3.1 Obtencin de los valores de perodos fundamentales del suelo..... 50

3.3.4 Anlisis estadstico de los datos............................................................ 52

3.4 Metodologa para la elaboracin de los mapas de perodos puntuales eisoperodos fundamentales .............................................................................. 53

3.5 Metodologa para la elaboracin de los mapas de espesores estimados apartir de los valores de perodos..................................................................... 53

3.6 Resultados y Anlisis de resultados de ruido ssmico ambiental ........... 56

3.6.1 Anlisis estadstico de los datos de ruido ssmico ambiental................ 563.6.1.1 Valores de tendencia central .......................................................... 563.6.1.2 Histograma de Frecuencia.............................................................. 573.6.1.3 Diagrama de caja............................................................................ 583.6.1.4 Grfico Q-Q ................................................................................... 58

3.6.2 Mapas puntuales de perodos y mapa de isoperodos. .......................... 59

3.6.3 Mapa de espesor de sedimentos ............................................................ 64

CAPTULO 4............................................................................................................ 67

GRAVIMETRA.................................................................................................. 67

4.1 Marco Terico ............................................................................................ 67

4.1.1 Aspectos Histricos............................................................................... 67

4.1.2 Mtodo Gravimtrico de Prospeccin................................................... 67

4.1.3 Ley de Gravitacin Universal ............................................................... 68

4.1.4 Aceleracin de gravedad ....................................................................... 69

4.1.5 Gravedad de la Tierra............................................................................ 70


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4.1.5.1 El Esferoide de referencia y el geoide............................................ 71

4.1.6 Correcciones y Ajustes.......................................................................... 724.1.6.1 Variacin de la gravedad sobre la superficie terrestre con el tiempo.................................................................................................................... 734.1.6.1.1 Deriva Instrumental..................................................................... 734.1.6.2 Variacin de la gravedad sobre la superficie terrestre con la altitud.................................................................................................................... 734.1.6.2.1 Correccin de Aire Libre ............................................................ 734.1.6.2.2 Correccin de Bouguer ............................................................... 754.1.6.2.3 Correccin Topogrfica .............................................................. 76

4.1.6.3 Variacin de la gravedad sobre la superficie terrestre con la latitud.................................................................................................................... 77

4.1.7 Instrumentos de Medicin de Gravedad ............................................... 78

4.1.8 Anomala de Bouguer ........................................................................... 79

4.1.9 Separacin regional-residual ................................................................. 80

4.1.10 Modelo Gravimtrico.......................................................................... 80

4.2 Metodologa de adquisicin de datos gravimtricos. .............................. 81 4.2.1 Ubicacin de las estaciones de medicin .............................................. 81

4.2.2 Instrumentos.......................................................................................... 834.2.2.1 Gravmetro AUTOGRAV Scintrex CG-3...................................... 834.2.2.2 Posicionador satelital (GPS diferencial) ........................................ 844.2.2.3 Otros instrumentos utilizados......................................................... 86

4.2.3 Obtencin de datos gravimtricos......................................................... 87

4.2.3.1 Trabajo previo a la adquisicin de datos........................................ 874.2.3.2 Procedimiento para la adquisicin de los datos gravimtricos ...... 88

4. 3 Metodologa de procesamiento de datos gravimtricos......................... 91

4.3.1 Programas de computacin empleados ................................................. 92


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4.3.2 Clculos y correcciones......................................................................... 934.3.2.1 Correccin por Deriva Instrumental............................................... 934.3.2.2 Correccin por altura...................................................................... 94

4.3.2.3 Correccin de Bouguer .................................................................. 944.3.2.4 Correccin Topogrfica ................................................................. 954.3.2.5 Clculo de la gravedad terica ....................................................... 984.3.2.6 Clculo de la Anomala de Bouguer .............................................. 99

4.3.3 Proceso de anlisis estadstico de los datos........................................... 99

4.4 Metodologa para la elaboracin del mapa de Anomala de Bouguer ysus componentes regional y residual asociadas. ............................................ 99

4.5 Metodologa para la elaboracin de los modelos gravimtricos 2D.... 100 4.6 Metodologa para la elaboracin de los mapas de espesor de sedimentos.......................................................................................................................... 101

4.7 Resultados y anlisis de resultados de gravimetra............................... 101

4.7.1 Anlisis estadstico de los datos de gravimetra.................................. 1014.7.1.1 Valores de tendencia central ........................................................ 1014.7.1.2 Histograma de frecuencia de los datos de gravimetra................. 102

4.7.1.3 Diagrama de caja de los datos de gravimetra.............................. 1034.7.1.4 Grfico Q-Q normal de los datos gravimtricos .......................... 103

4.7.2. Mapa de Anomala de Bouguer.......................................................... 1044.7.3 Mapas de Anomalas Residuales..................................................... 106

4.7.4 Mapas de Anomalas Regionales. ....................................................... 107

4.7.5 Mapa de anomalas residuales con indicacin de la ubicacin de losperfiles.......................................................................................................... 109

4.7.6 Modelos Gravimtricos 2D................................................................. 1104.7.6.1 Perfil A......................................................................................... 1104.7.6.2 Perfil B ......................................................................................... 1114.7.6.3 Perfil C ......................................................................................... 112


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4.7.7 Mapas de espesor de sedimentos......................................................... 113

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES................................................... 115

BIBLIOGRAFA Y REFERENCIAS CITADAS ............................................... 117

APNDICE............................................................................................................. 123

Mtodo de los Elementos Naturales (MEN) ................................................ 123

A1. Introduccin............................................................................................. 124

A2. El mtodo de los elementos naturales (MEN)....................................... 124

A2.1 Fundamentos de la interpolacin por vecinos naturales ................... 125

A2.2 Propiedades del mtodo de los elementos naturales .......................... 129


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INDICE DE FIGURAS

Figura N Pag

1. 1: Mapa de zonificacin ssmica (Norma COVENIN, 2001). .................................. 31. 2: Mapa de la ubicacin geogrfica del rea de estudio............................................71. 3: Mapa vial digitalizado de Quibor (Mapa de Qubor Cartografa Nacional).........8

2. 1: Mapa Estructural de la parte noroccidental de Sur Amrica. (Modificado de:Stephan, 1982) ............................................................................................................ 1

2.2: Fallas asociadas a la Falla de Bocon en la regin de Qubor (tomado de..........232. 3: Imagen de Radar-Sar Jers mostrando los elementos estructurales de la Depresinde Qubor.....................................................................................................................22. 4: Mapa geolgico de la zona de estudio. (Modificado de Stephan, 1985) ............ 30

3. 1: Relacin espectral H/V (Modificado de Ansal, 2004)........................................403. 2: Mapa de la ubicacin de las estaciones de medicin de ruido ssmico ambientalen Qubor.....................................................................................................................43. 3: Mapa de la ubicacin de las estaciones de medicin de ruido ssmico ambientalen el suroeste de Barquisimeto y a lo largo de la carretera Barquisimeto-Qubor......423. 4: Sismgrafo ORION. ........................................................................................... 43. 5: Sismmetro Guralp de tres componentes............................................................433. 6: Orientacin del equipo mediante la utilizacin de la brjula..............................453. 7: Nivelacin del sensor con respecto al plano horizontal......................................463. 8: Esquema que muestra la secuencia para la transformacin de datos a formato

ASCII. ......................................................................................................................... 43. 9: Grfica de H/V contra perodo (Registro J122)..................................................513. 10: Relacin entre perodo y profundidad de sedimentos para Caracas (Rocabado,2000). .......................................................................................................................... 5


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3. 11: Histograma de frecuencia de los datos de ruido sismico. ................................. 573. 12: Diagrama de caja elaborado a partir de los datos de ruido ssmico ambiental. 583. 13: Grfico Q Q normal de los datos de ruido ssmico ambiental. ...................... 59

3. 14: Mapa puntual de perodos sobre mapa geolgico de Qubor........................... 603. 15: Mapa puntual de perodos sobre mapa geolgico en el suroeste deBarquisimeto y carretera Barquisimeto-Qubor (Stephan 1985). ............................... 623. 16: Mapa de isoperodos de la localidad de Qubor. .............................................. 633. 17: Modelo topogrfico de la zona de estudio. ....................................................... 643. 18: Mapa de espesor de sedimentos estimado de Qubor ....................................... 65

4. 1: Balanza de torsin de Cavendish tomado de Cantos (1974)...............................694. 2: Correccin de aire libre, Bouguer y topogrfica (Cantos, 1974)........................744. 3: Mapa de la ubicacin de las estaciones gravimtricas adquiridas en Qubor. .... 824. 4: Gravmetro digital Scintrex, Modelo CG-3. ....................................................... 834. 5: GPS diferencial marca THALES ........................................................................ 854. 6: GPS Garmin plus 5. ............................................................................................ 84. 7: Caractersticas de la estacin base. (Obtenido de la pagina web del INC SimnBolvar) ....................................................................................................................... 84. 8: Nivelacin y grabacin del nombre de la estacin. ............................................ 904. 9: Medicin de una estacin gravimtrica. ............................................................. 914. 10: Estaciones gravimtricas y datos de correccin eliminados.............................974. 11: Mapa topogrfico de la zona de estudio............................................................984. 13: Histograma de frecuencia de los datos gravimtricos en Qubor....................1024. 14: Diagrama de caja elaborado a partir de los datos gravimtricos de Qubor ...1034. 15: Grfico Q Q normal de los datos gravimtricos de Qubor ......................... 104

4. 16: Mapa de anomalas de Bouguer......................................................................1054. 17: Mapa de anomalas residuales cuadrticas......................................................1074. 18: Mapa de anomalas regionales cuadrticas de Qubor....................................1084. 19: Mapa de anomalas residuales que muestra la ubicacin de los perfiles. ....... 109


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4. 20: Modelo 2D del perfil A...................................................................................1104. 21: Modelo 2D del perfil B...................................................................................1124. 22: Modelo 2D del perfil C...................................................................................113

4. 23: Mapa de espesor de sedimentos de Qubor generado a partir de los perfilesgravimtricos.............................................................................................................114


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INDICE DE TABLAS

Tabla N Pag

3. 1: Especificaciones de la unidad de digitalizacin empleada durante la adquisicin......................................................................................................................................433. 2: Especificaciones del sismmetro empleado durante la adquisicin de datos. .... 443. 3: Modelo de tabla utilizado para archivar los datos de perodos calculados. ....... 523. 4: Valores de tendencia central para los datos de ruido ssmico ambiental obtenidosen Qubor.....................................................................................................................5

4. 1: Datos de la estacin base gravimtrica conocida................................................884. 2: Tabla modelo utilizada para la correccin por deriva.........................................934. 3: Composicin litolgica y densidades promedio de formaciones geolgicas de laregin de estudio ......................................................................................................... 94. 4: Caractersticas de los perfiles de la ciudad de Qubor. ..................................... 1004. 5: Valores de tendencia central para los datos gravimtricos obtenidos en Qubor....................................................................................................................................10


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CAPTULO 1EL PROBLEMA

1.1 Introduccin

En la regin nor-oriental de Venezuela limitan la placa del Caribe y la placaSuramericana. La zona de contacto de estas dos placas tectnicas ha generado unsistema de fallas principales activas del tipo rumbo-deslizante destrales, orientadasaproximadamente en direccin este-oeste a lo largo de un cinturn deaproximadamente 100 a 150 km., definido por los sistemas montaosos de los Andes

venezolanos, la cordillera central y oriental, denominado sistema de fallas Oca-Ancn-Bocon-San Sebastin-El Pilar. El sistema de fallas principales est seguidopor un nmero de fallas activas menores entre las que se encuentran: Valera, LaVictoria, Tacagua El vila y Urica (Schubert, 1980; Grases et al., 1999).

En gran medida, la actividad ssmica del pas est asociada al sistema de fallasactivo predominante: Oca-Ancn-Bocon-San Sebastin-El Pilar, generada por el

continuo movimiento este-oeste de la placa Caribe con respecto a la de Amrica delSur. Este sistema de fallas ha sido el causante de los sismos ms severos que hanocurrido en el territorio nacional, entre los que se destacan: 1812, 1894 y 1900 entreotros (Schubert, 1980; Grases et al., 1999).

El estado Lara se encuentra en la regin centro-occidental de Venezuela,limitando con los estados Falcn al norte, Trujillo y Portuguesa al sur, Yaracuy aleste y Zulia al oeste. Su capital es la ciudad de Barquisimeto. Lara cuenta con unapoblacin de 1.430.969 habitantes, una superficie aproximada de 19.800 km2,ocupando el 2,28% del territorio nacional, segn la pgina web oficial de lagobernacin del estado Lara. Est formado por 9 Municipios y 51 parroquias.


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En la localidad de Qubor, capital del municipio Florencio Jimenez, vive el50% de la poblacin del municipio con 35.351 personas aproximadamente. Estalocalidad se encuentra ubicada dentro de la zona delimitada por las fallas de Bocon,

Oca-Ancn y Valera, por lo que existe amenaza ssmica moderada, catalogada segnla Norma Venezolana COVENIN (2001) para edificaciones sismorresistentes comouna zona tipo 5, como se muestra en la figura 1.1.

El conocimiento de las caractersticas locales del subsuelo a travs del estudiode efectos de sitio, geologa local, el perfil superficial de los suelos, el espesor desedimentos y el relieve topogrfico son de suma importancia, ya que a partir de estosfactores es posible delimitar zonas en las cuales podra presentarse mayormovimiento del terreno ante la ocurrencia de un evento ssmico. La FundacinVenezolana de Investigaciones Sismolgicas (FUNVISIS) junto con la Gobernacindel estado Lara se encuentra desarrollando el Proyecto de Microzonificacin Ssmicaen la regin del estado Lara, al cual pretende ser un aporte este estudio.

En la realizacin de este estudio se emple el mtodo de ruido ssmicoambiental el cual permiti conocer los valores de perodo fundamental de vibracinde los suelos, as como un estimado del espesor sedimentario. Tambin se emple elmtodo gravimtrico con el objetivo de elaborar un modelo 2D a partir de los mapasde anomalas de Bouguer para conocer la distribucin geomtrica de los elementosque conforman el subsuelo.

Los resultados de esta investigacin fueron transferidos un sistema deinformacin geogrfico (SIG) pasando a formar parte de la base de datos geogrfica

que elabora la seccin de geofsica aplicada de la Fundacin Venezolana deInvestigaciones Sismolgicas.


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Figura 1. 1: Mapa de zonificacin ssmica (Norma COVENIN, 2001).

1.2 Planteamiento del problema

El norte de Venezuela se caracteriza por presentar alta actividad ssmicadebido a la interaccin entre las placas Caribe y Suramericana, lo que representa unaimportante amenaza ssmica para la zona norte y andina del pas.

FUNVISIS, junto a instituciones acadmicas y de investigacin tantonacionales como internacionales, ha desarrollado estudios de microzonificacinssmica en la parte central del pas; en Caracas (Abeki et al., 1995; Abeki et al., 1998;


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Duval, et al., 1998; Rocabado, 2000; Enomoto, et al. 2000), Barquisimeto (Rocabado,et al., 2002) entre otras ciudades, definiendo zonas que presentan un comportamientosimilar del suelo, empleando para ello el mtodo de Nakamura (1989), con el fin de

obtener los perodos fundamentales del suelo. Es un mtodo de bajo costo, de fcilimplementacin en campo y de sencillo procesamiento de datos.

En busca de ampliar los estudios de microzonificacin ssmica en las zonas demayor amenaza del pas y ante la creciente y acelerada expansin urbana que desdehace algunos aos se ha manifestado en la regin, se hace necesaria la realizacin deestudios de caracterizacin geofsica en la localidad de Qubor, mediante lautilizacin de estudios gravimtricos y de ruido ssmico ambiental para conocer elcomportamiento del subsuelo ante la ocurrencia de una sismo, contribuyendo as aldel proyecto de microzonificacin ssmica del estado Lara.

1.3 Objetivos

1.3.1 Objetivos Generales

- Caracterizar la capa aluvional del subsuelo en Qubor con extensin alsuroeste de Barquisimeto, mediante datos obtenidos a travs de medicionesgeofsicas de ruido ssmico ambiental y gravimetra.

- Suministrar informacin base para el mapa de microzonas de igual respuestade la localidad de Qubor con extensin al suroeste de Barquisimeto.

- Generar un mapa de espesores de sedimentos con base en el modelogravimtrico de la zona de estudio.


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- Elaborar un mapa de perodos fundamentales de vibracin del suelo basado enlas mediciones de ruido ssmico ambiental.

1.3.2 Objetivos Especficos

- Recopilar, organizar y analizar los trabajos de investigacin realizadospreviamente en la regin.

- Elaborar mapas digitalizados del rea de estudio.

- Adquirir datos gravimtricos y de ruido ssmico ambiental en la zona deQubor con extensin al suroeste de Barquisimeto, Estado Lara.

- Procesar e interpretar los datos de gravimetra y de ruido ssmico ambientaladquiridos.

- Elaborar el mapa de anomalas de Bouguer y sus componentes regional yresiduales de la zona de Qubor con extensin al suroeste de Barquisimeto,estado Lara.

- Interpretar los datos de anomalas de Bouguer.

- Basado en datos gravimtricos, geolgicos y de ruido ambiental, realizar unmodelo gravimtrico 2D del rea de estudio.

- Realizar la integracin de todos los datos dentro de un sistema de informacingeogrfico (SIG).


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1.5 Ubicacin del rea de estudio

La localidad de Qubor se ubica en la parroquia Juan Bautista Rodrguez, delMunicipio Florencio Jimnez, a 34 km de la ciudad de Barquisimeto en direccinsuroeste, estado Lara, Venezuela. La figura 1.2 muestra la ubicacin geogrfica delrea de estudio.

Figura 1. 2: Mapa de la ubicacin geogrfica del rea de estudio.

Las coordenadas geogrficas de Qubor son Latitud 955'41", longitud aloccidente de Greenwich 6934'40", altura sobre el nivel del mar 700 metros,temperatura media anual 25,5C.


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La figura 1.3 muestra el mapa vial digitalizado de la localidad de Qubor,donde se aprecian a detalle las calles y avenidas.

Figura 1. 3: Mapa vial digitalizado de Quibor (Mapa de Qubor Cartografa Nacional)

1.6 Trabajos Previos

Desde mediados del siglo XX se conoce del empleo de estudios basados enruido ssmico ambiental, los cuales han brindado valiosa informacin y de mucha


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utilidad para los estudios de microzonificacin ssmica. Durante los aos 50 y 60,Kanai y Tanaka (1961) fueron los precursores en la utilizacin de microtremores paradeterminar efectos de sitio. Su metodologa se enfoc en observaciones simultneas

de microtremores en distintos tipos de suelo, llevndolos a concluir que ladistribucin de perodos vara con la profundidad y que la curva de distribucin dedichos perodos muestra una forma definida, que depende del tipo de suelo. Ademsconcluyeron que la variacin de la distribucin de amplitudes con la profundidad, noes de simple formulacin. Basndose en ejemplos, Kanai y Tanaka (1961)concluyeron que el perodo predominante en un movimiento ssmico estestrechamente relacionado con el perodo ms frecuente observado con losmicrotremores; a partir de esto, se propuso una clasificacin de las condiciones desuelo en un sitio, usando solamente registros de microtremores.

FUNVISIS (1978) public la Segunda fase del estudio del sismo ocurrido enCaracas el 29 de Julio de 1967, cargo del Ministerio de Obras Pblicas junto con lacomisin presidencial para el estudio ssmico de Caracas de 1967. Este estudiorecopila informacin de los daos causados, la distribucin geogrfica, la relacincon las caractersticas geofsicas y geolgicas de las reas afectadas, los perodosfundamentales en el rea de Altamira y la relacin entre profundidad de sedimentos-perodo fundamental. El estudio sismolgico comprende mediciones de refraccinssmica y medicionesin situ de las velocidades de ondas de corte en el Valle deCaracas y el Litoral Central. Los resultados obtenidos determinaron que las zonas quepresentaron mayor dao fueron aquellas donde se evidenci mayor espesor desedimentos, pudiendo establecer relacin entre nmero de pisos, porcentaje de dao yperodo fundamental de la zona y estimar la relacin entre perodo fundamental y la

profundidad.

Kagami et al. (1982), en busca de obtener relaciones espectrales demicrotremores, realizaron mediciones simultneas entre una estacin en sedimentos y


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en rocas, logrando obtener correlaciones entre las amplitudes y el espesor desedimentos.

Nakamura (1989) asume la componente vertical de la superficie comosustituta de la seal horizontal del basamento rocoso. Realiz mediciones continuasde microtremores en subestaciones frreas en Japn. Propuso que los microtremorespodran evaluar los efectos de sitio, slo considerando el cociente entre el espectro deFourier de la componente horizontal y la componente vertical del movimientoregistrado en el mismo sitio.

Seo (1992) encontr evidencia de buena correlacin entre dos sitiossedimentarios con diferentes condiciones geolgicas e indic pobre correlacin derelaciones espectrales entre sitios sedimentarios y el basamento.

Yamanaka et al. (1993) realizaron mapas de factor de amplificacinsustentados en los estudios de Kagami et al. (1982).

Lermo y Chvez-Garca (1994) basados en la tcnica de Nakamura, crearon

un modelo de microtremores como ondas Rayleigh propagndose a travs de unacapa sobre un semiespacio infinito, demostrando que las hiptesis de Nakamura sonconsistentes con la propagacin de ondas Rayleigh. Concluyeron que la relacin H/V(tcnica de Nakamura) da una mejor estimacin del perodo predominante en un sitioy permite una estimacin aproximada del nivel de amplificacin, a partir de lacomparacin de tres tipos de relaciones espectrales, movimientos horizontales fuertescon un sitio de referencia, microtremores con un sitio de referencia, microtremoreshorizontal (H) y vertical (V).

Field y Jacob (1995) realizaron comparaciones de la relacin entre larespuesta en roca y en sedimentos con tres tcnicas de estimacin de respuesta de unsitio que no requieren estacin de referencia. Los mtodos comparados fueron: la


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inversin de efectos por fuente y trayectoria; la relacin espectral H/V con registrosde sismos; y la relacin de Nakamura con registros de microtremores. Concluyeronque la relacin de Nakamura fue exitosa para identificar la frecuencia fundamental de

resonancia del suelo.

Lachet y Bard (1995), estudiaron la aplicabilidad de la tcnica de Nakamuraterica y experimentalmente, considerando registros en una estacin sujeta a fuentesde ruido aleatorio. Concluyeron que la tcnica puede ser empleada para determinar lafrecuencia fundamental de resonancia del sedimento, pero no es efectiva parapredecir la amplificacin de las ondas en superficie. Adems sealaron que lafrecuencia fundamental de resonancia del estrato donde se emplea la tcnica deNakamura es independiente de la fuente de excitacin, dependiente de la relacin dePoisson y controlada por la curva de polarizacin de las ondas Rayleigh.

Duval et al. (1998) realizaron estudios en Los Palos Grandes y SanBernardino, Caracas; midieron 184 puntos entre las dos zonas, obtuvieron resultadosde perodos fundamentales asociados a profundidades de sedimentos. Lasobservaciones no se correlacionan con las amplificaciones asociadas.

Abeki et al. (1998a) realiza mediciones de microtremores en Caracas en juliode 1997, en San Bernardino, en puntos a intervalos de 1 hora y en 68 puntosestablecidos por un mallado de 500m x 500m, finalizando en 1999. Concluyeron quelos perodos predominantes estn relacionados con la profundidad de la estructurasedimentaria.

Bard (1999) resalt la eficacia del estudio de microtremores, en especial elmtodo de H/V como la mejor tcnica para la obtencin del perodo fundamental, yaque brinda buena resolucin en lugares con baja impedancia entre los medios y es unabuena tcnica de bajo costo operacional. Sin embargo, en materia de obtencin de laamplitud o del ancho de banda esperado sobre el cual se amplifica la onda, el simple


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estudio de microtremores no es resolutivo, por lo que es preferible la instalacin deestaciones temporales con la finalidad de obtener varias grabaciones de eventosssmicos de mayor magnitud.

Rocabado (2000) emple el mtodo H/V de Nakamura en el estudio deperodos fundamentales y amplificacin del suelo en 331 estaciones en Caracas,obteniendo que los mayores perodos fundamentales se ubican en el rea de SanBernardino, van de 0,8 a 1,1s y en la zona de Altamira-Los Palos Grandes con valoresde 1,0 a 2,1s. As mismo se estableci que a mayor espesor en la columnasedimentaria, mayor ser el valor de perodo fundamental.

Paolini (2006) realiz estudios en Carora, obteniendo perodos fundamentalesentre 1,2 y 1,6 s en el rea central de la regin, entre 0,4 y 0,75 s en los extremoslaterales del rea de estudio. Obtuvo un estimado inicial de espesores de sedimentosentre 50 y 260m, ubicndose los mayores espesores en las zonas de mayor perodo,empleando la relacin obtenida a partir de los estudios de microtremores realizadosen Caracas por Rocabado (2000).

En Barquisimeto, estado Lara, se han efectuado mediciones de ruido ssmicoambiental, evaluaciones geotcnicas y mediciones de ssmica de refraccin entre losaos 1998 y 2005, como parte del estudio de microzonificacin ssmica para lacaracterizacin del suelo. Dichos estudios indican que en la terraza de Barquisimeto,en el este y la periferia (zona montaosa) los valores de perodos fundamentalesoscilan entre 0,3 y 0,5 s. Hacia el oeste y en el casco central, aumentan, encontrandovalores entre 0,5 y 1 s, rango entre el cual se encuentran el 70 % de las mediciones

realizadas en la terraza de Barquisimeto (Rocabado et al, 2005).

En Cabudare, estado Lara, los valores de perodos fundamentales seencuentran entre 0,3 y 3,0 s, ubicndose los mximos valores en el rea comprendida


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entre la terraza de Barquisimeto y Cabudare, con valor mximo de 1,5 s y en elextremo sureste de la zona con 3 s, con un promedio de valores de perodosfundamentales entre 1 y 1,5 s para el resto de la zona de estudio de Cabudare

(Rocabado, 2005).

Se estima que la profundidad obtenida est entre 10 y 80 m en la terraza deBarquisimeto, relacionando los valores de perodos fundamentales con el espesor desedimentos , utilizando la estimacin perodo-profundidad obtenida en el valle deCaracas (Rocabado, 2000). En Cabudare, las profundidades mximas estimadas sonde 400 m en la zona sureste, siendo entre 150 y 250 m los valores promedios para elresto de la ciudad.


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CAPTULO 2MARCO GEOLGICO

2.1 Marco Global

Geolgicamente la mayor parte del territorio del estado Lara se encuentralimitado por el llamado surco de Barquisimeto, el cual constituye el rea deconvergencia de la cordillera oriental de los Andes venezolanos y el sistemamontaoso del Caribe, producto de una compleja historia geolgica que involucra a la

Falla de Bocon como el accidente tectnico principal, a partir del cual se hagenerado una serie de cuencas de traccin y abanicos aluviales propios de un sistemade fallas rumbodeslizantes.

De manera general, las fallas rumbo-deslizantes son caracterizadas por poseervalles rectos y alineados, y como su nombre lo seala, el desplazamiento esprincipalmente paralelo al rumbo de la falla, siendo el rasgo ms caracterstico de estetipo de fallas, su extrema linealidad a lo largo de cientos de kilmetros (Schubert,1980).

La zona de fallas de Bocon es considerada como uno de los rasgos msimportantes en el extremo noroccidental de la placa Suramericana, por ser sta uno delos contactos entra las placas Caribe y Suramrica como se muestra en el mapa de lafigura 2.1. Gracias a este contacto entre placas, y a su rgimen compresivo asociado,se dio lugar al sistema de napas que domina la regin, cuyo cuerpo principal se sita

al norte de Barquisimeto y ha sido denominado por Stephan (1982) como las NapasCaribe, con sus propias subdivisiones segn su ubicacin y caractersticasgeomorfolgicas (Stephan, 1982).


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Figura 2. 1: Mapa Estructural de la parte noroccidental de Sur Amrica. (Modificado de:Stephan, 1982)

Las unidades cretceas de la regin se encuentran caticamente relacionadascon las formaciones del Paleoceno-Eoceno. Dicha relacin era integrada por lamayora de los autores en el llamado Surco de Barquisimeto, bajo la teora dedeslizamientos submarinos causados por desplazamientos verticales en los bordes delsurco, trasladndose las masas y bloques por gravedad hacia el centro del mismo(Bellizzia y Rodrguez, 1966). Mientras que Stephan (1982), ampla estos conceptosrenombrando la regin como Complejo Tectono-Sedimentario de Lara,definindolo como el conjunto de afloramientos del Paleoceno-Eoceno y olistolitos

asociados sedimentaria y tectnicamente al deslizamiento SSE de los estratos Caribe,y lo divide en tres grandes subconjuntos de la formacin Matatere. Entonces, elComplejo de Lara y las unidades cretceas estn entrelazados por sobrecorrer enconjunto sobre el autctono andino (Stephan, 1982).


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2.2 Marco Regional

2.2.1 Surco de Barquisimeto

El Surco de Barquisimeto fue definido por Renz et al. (1955) como el sitio desedimentacin flysch y deslizamientos submarinos caticos extendida desde algnlugar al norte del Alto de Siquisique, bordeando la llamada hoy Plataforma deBarbacoas hasta alcanzar el estado Portuguesa, donde le ha asignado el nombre deSurco de Portuguesa.

Los sedimentos ms comunes del Surco de Barquisimeto pertenecen a laFormacin Matatere, que Bellizzia y Rodrguez (1966) definen como una gruesaseccin de turbiditas, principalmente areniscas impuras lticas o feldespticas,areniscas conglomerticas, conglomerados lticos, etc. Las areniscas estn gradadas ymuestran marcas tpicamente turbidticas; las lutitas que las acompaan sonlimolticas.

2.2.2 Tectonismo y Sedimentacin

Bellizzia y Rodrguez (1966) resumen los diferentes puntos de vista sobre latectnica y sedimentacin del Surco de Barquisimeto en tres hiptesis:

- Autoctona:algunos autores como Rod (1956), interpretando algunas zonascomo la del cerro Sabana en los alrededores de Carora, consideran a las lutitasdel Terciario como de edad cretcea y a los bloques como parte de lasecuencia interestratificada normalmente en la seccin.


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- Aloctona segn modelo de napas:por napas se entiende un manto rocosoque avanza como una sola unidad, siendo el traslado tectnico por gravedad o

por compresin cortical. Von Der Osten y Zozaya (1957) informan sobre lapresencia de grandes mantos de corrimientos de rocas cretceas sobre rocasdel cretceo inferior, en la zona comprendida entre Barquisimeto y Qubor,que se presentan hoy en da fragmentados a causa de la erosin; algunos deestos remanentes alcanzan varios kilmetros de longitud. Tales corrimientosse debieron a compresin cortical desde el noroeste.

-

Aloctona segn el modelo de deslizamientos de bloques y mantos degravedad: esta ltima teora es la que cuenta con el apoyo de la mayora delos gelogos para explicar las relaciones caticas de las unidades del Cretceoy Paleoceno-Eoceno en el Surco de Barquisimeto. Renz et al. (1955), en sutrabajo sobre deslizamientos submarinos durante el Terciario inferior en losalrededores de Carora, demarca el llamado Surco de Barquisimeto einforma sobre la presencia de grandes deslizamientos submarinos, algunos dems de 1 kilmetro de longitud y que fueron separadas por la ruptura deescarpados submarinos causados por movimientos verticales en los bordes delsurco. Las masas y bloques fueron trasladados por gravedad hacia el centrodel mismo, habiendo viajado algunos de ellos ms de 30 kilmetros. Hacia elnoroeste de Carora, adems de los bloques de rocas del Cretceo inferior ysuperior, menciona la presencia de olistostromos de rocas granticas y gnisicas.

2.2.3 El Complejo Tectono-Sedimentario de Lara

El complejo corresponde a una espesa sucesin terrgena de edad Paleocenoinferior al Eoceno medio-superior, en la cual se intercalan las unidades alctonas


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(Napas de la Cordillera de la Costa y de Tinaco-Tinaquillo) y su squito de olistolitosde diversos tamaos. El Complejo de Lara cubre (al norte de la falla de Bocon) unasuperficie superior a 5000 km2. Su lmite occidental es una lnea curva que une a

Carora con El Tocuyo (frente del deslizamiento a finales del Eoceno). Su lmiteoriental es tambin curvilneo entre Barquisimeto, la Quebrada Matatere y Santa Ins.Hacia el norte, siguen sus afloramientos desde los confines occidentales de la Sierrade Baragua hasta la ribera izquierda del ro Tocuyo, entre Siquisique y el frente ElLimn sobre el ro. Ms hacia el norte, el Oligo-mioceno de Falcn sella la partesuperior del complejo, el cual slo reaparece debido a las depresiones desprendidasen los anticlinales neognicos. En fin, hacia el sur se encuentra truncado por la fallade Bocon. Sin embargo, no hay duda de que al sur de esta, una parte de la Sierra dePortuguesa le pertenece tomando en cuenta un desprendimiento de 40 a 75 km. de laFalla de Bocon (Stephan, 1982).

Los estudios estratigrficos y estructurales realizados por Stephan (1982) endiversos puntos de la regin modifican un poco las hiptesis realizadas anteriormente.Los primeros estudios han descuidado en general el aspecto tectnico o hansubestimado la importancia de las deformaciones que afectan el terrgeno en bloques.As, la lnea Carora-El Tocuyo no corresponde a la zona de discordancia delPaleoceno o borde del Surco de Barquisimeto; en efecto, se trata de la traza de undeslizamiento de orientacin SSE sobre el autctono andino, lo cual comprometesimultneamente al terrgeno Paleoceno-Eoceno y al alctono Cretceo (Stephan,1977).

Por otro lado, el aspecto catico de los afloramientos del Cretceo, si bien se

debe fundamentalmente a la fragmentacin de las masas alctonas en extensosolistostromos, no es menos cierto, que en algunos casos haya sido creado por losefectos de deformaciones superpuestas.


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Tomando en cuenta estas deformaciones post-depsito, detrs del caosaparente del Surco de Barquisimeto se desprende un dispositivo bien estructurado, elcual presenta desde el sur hasta el norte un entrelazamiento de unidades cretceas

alctonas y de conjuntos terrgenos en bloques. Las unidades cretceas se unen al estepor la lnea Bobare-Barquisimeto al cuerpo principal de las Napas de la Cordillera dela Costa, hacia el oeste, se disgregan hacia el seno del terrgeno.

Stephan (1982) propone designar con el nombre de Complejo Tectono-Sedimentario de Lara al conjunto de afloramientos del Paleoceno-Eoceno yolistolitos asociados sedimentaria y tectnicamente al deslizamiento SSE de losestratos Caribe. Entonces, el Complejo de Lara y las unidades cretceas estnentrelazados por sobrecorrer en conjunto sobre el autctono andino. La regin encuestin se extiende desde Falcn meridional (Sierras de Baragua y Siquisique) hastael sector de El Tocuyo y ocupa ms del 50 por ciento del estado Lara.

2.2.4 Organizacin del Complejo Tectono-Sedimentario de Lara

El Complejo Tectono-Sedimentario de Lara, segn la definicin propuesta porStephan (1982), comprende de base a tope un conjunto terrgeno de edad Paleocenoinferior al Eoceno medio que corresponde a la Formacin Matatere de Bellizzia yRodrguez (1966, 1968). Tomando en cuenta la naturaleza de las relaciones con elCretceo alctono, las facies y la edad, Stephan (1982) diferencia tres subconjuntospara la Formacin Matatere:

- Matatere I: Se trata de una secuencia esencialmente peltica, concordante conel Cretceo superior y en cuyo tope se intercalan los olistolitos cretceos. Suedad probable es Paleoceno inferior.


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- Matatere II: Esta secuencia sedimentaria est dominada por sedimentospelticos con escasas intercalaciones de areniscas finas casi siempre enpaquetes de varios metros; los olistolitos se encuentran en todos los niveles,

pero particularmente con mayor abundancia hacia la base, es decir, cercanos alas unidades alctonas cretceas. Este conjunto, de edad Paleoceno superior alEoceno inferior, es discordante sobre el Cretceo alctono subyacente(unidades de la Cordillera de la Costa).

- Matatere III: Se caracteriza por alternancias de areniscas y conglomeradosgeneralmente turbios que dan al conjunto una caracterstica de facies flysch.Las capas detrticas se reagrupan en barras prominentes continuas de 10 a 15km particularmente en la Serrana de Matatere. Los olistolitos sonrelativamente menos abundantes que en Matatere II, asimismo, ms bienconcentrados en el tope de la secuencia sedimentaria. Matatere III es de edadEoceno inferior al Eoceno medio y descansa en concordancia sobre elalctono cretceo (napas de la Cordillera de La Costa).

El Complejo de Lara definido de esta manera, y las unidades alctonasasociadas, sobrecorren sobre una unidad de arenisca y sedimentos pelticos conescasos olistolitos de edad Paleoceno-Eoceno inferior que corresponde a la unidad delas Areniscas de Botucal. Por lo tanto, en la regin de Lara, en el extremo NE de losAndes de Mrida, la transversal de Barquisimeto se expresa en el curso de lasdiferentes fases tectnicas comprendidas entre el Paleoceno inferior y el Eocenomedio, y esto a su vez, de dos maneras: la primera, mediante la diagnesis delComplejo de Lara, lateralmente, sobre el ala de los estratos en curso de progresin

SSE (y no hacia su frente) en una cuenca terrgena invadida por los olistolitos. Y lasegunda, por el corrimiento hacia el SSE del llamado Complejo de Lara y de susestratos sobre el autctono andino a lo largo de una superficie de cizallamiento que


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emerge axialmente a nivel de los Andes de Mrida segn su rama orientada NO-SE(Stephan, 1982).

2.2.4.1 La unidad parautctona Areniscas de Botucal.

Esta comprende una unidad de edad Paleoceno-Eoceno, que se desprendehacia el sur por una parte, en el sector de El Tocuyo, entre el autctono andino y elalctono cretceo de la unidad de Aritagua y por otra parte, a lo largo de la Falla deBocon, entre el Tocuyo y Barquisimeto. En esta ltima situacin, el parautctonoaparece en medias ventanas o ventanas tectnicas dispuestas en escaln (N-S) enrelacin a la falla. Al sur inmediato de Barquisimeto, esta unidad aparece en laVentana de la Loma de Len (Stephan, 1977).

Las deformaciones ms visibles en esta unidad, son las debidas alestrechamiento y a los colapsos unidos a la elevacin andina en el oeste inmediato deEl Tocuyo. No obstante, Stephan (1982) detect la existencia de cizalladuras planascon orientacin sur, en las areniscas del ro Sanare, al este del Tocuyo y en lasareniscas de Quebrada Seca (al este de Qubor).

2.2.4.2 Las Napas de la Cordillera de la Costa

Estas unidades se caracterizan por una fase sinesquistosa de edad Paleocenoinferior asociada a pliegues inclinados en capas hacia el SSE. Sin embargo, seobserva un gradiente en la intensidad de la deformacin que decrece de este a oeste,es decir, del cuerpo principal hacia las unidades de Aritagua y de San Pablo-Buenos

Aires. As, los pliegues sinquistosos abundantes al norte de Barquisimeto (cuerpoprincipal) y asociados aqu, a un metamorfismo prehnita-pumpellita, son menosnumerosos hacia el oeste donde el metamorfismo es de muy bajo grado (Stephan,1982).


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2.2.5 La Falla de Bocon

Para Soulas et al. (1985), la zona de falla de Bocon constituye uno de los

rasgos geotectnicos ms importantes de la parte noroccidental de Amrica del Sur.Esta falla se caracteriza morfolgicamente por una alineacin de valles y depresiones(cuencas en traccin), orientados en direccin N45E aproximadamente y se extiendepor ms de 500 kilmetros, entre la Depresin Tchira (al sur de Cordero) y el MarCaribe (rea de Morn, estado Carabobo), atravesando oblicuamente los Andes deMrida y cortando el extremo occidental de las montaas del Caribe (Cordillera de laCosta y Serrana del Interior). A lo largo de toda su extensin, se observan una ovarias trazas activas denominadas Falla de Bocon, la cual se caracteriza por escarpesde falla, canales fluviales desplazados, lagunas de falla, cuencas de traccin y otrosrasgos geomorfolgicos tpicos de fallas rumbo-deslizantes.

De manera general, la caracterstica ms resaltante de las fallas rumbo-deslizantes es su extensa linealidad a travs de cientos de kilmetros. En esto sediferencian de otros tipos de fallas, con desplazamiento paralelo al buzamiento delplano de falla (fallas normales o de corrimiento), las cuales generalmente tienentrazas sinuosas (Schubert, 1980).

En la figura 2.2 se muestra el mapa de las fallas asociadas a la Falla deBocon en la regin de Qubor.

2.2.5.1 Un modelo geotectnico para el sector norte de la Falla deBocon

Segn Casas-Sainz y Diederix (1992), el sector norte de la Falla de Bocon(margen sur de la Placa Caribe) presenta una curvatura de unos 30, y pasa de tenerdireccin NE-SW a E-O al unirse con el sistema de Morn-San Sebastin-El Pilar.


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Este sector de la falla forma el margen oeste activo durante el Cuaternario de laCuenca de Yaracuy. A partir de estudios fotogeolgicos y de campo de este sector dela falla de Bocon, se han observado dos segmentos con diferentes caractersticas: a)

el segmento Yaritagua-San Felipe (45 km de longitud) se ha comportado durante elCuaternario como una falla inversa dextral, produciendo la sedimentacin de cuatroniveles de abanicos aluviales; durante este perodo la actividad tectnica verticaldisminuy en relacin a la tasa de sedimentacin. b) En el segmento San Felipe-Golfo Triste (55 km), donde el movimiento de la falla se aproxima progresivamente ala direccin E-O, es principalmente lateral derecho.

Figura 2.2: Fallas asociadas a la Falla de Bocon en la regin de Qubor (tomado deBeltran, 1993)


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La caracterstica ms resaltante del segmento Yaritagua-San Felipe de la Fallade Bocon es la existencia de una conspicua serie de abanicos aluviales, distribuidos

a lo largo de 50 km de la lnea de falla. All existen cuatro niveles de depsitos deabanicos, compuestos principalmente de gravas con cantos rodados de rocasmetamrficas y matriz arenosa. Las estructuras sedimentarias presentes denotan unorigen acutico de ros al menos en sus partes media y distal (Casas-Sainz y Diederix,1992).

La direccin de transporte de la Falla de Bocon en su sector norte esaproximadamente E-O, lo cual resulta compatible con el movimiento relativo entrelas placas Caribe y Sur Amrica (Casas-Sainz y Diederix, 1992).

Por lo tanto, esta parte norte de la Falla de Bocon se comporta de maneradistinta a la parte principal (la seccin que corta completamente a los Andesvenezolanos) que se ubica hacia el sur. Esto puede ser debido al comportamiento delas fallas en el sector sur del lmite entre las placas Caribe y Sur Amrica, donde enlos Andes venezolanos, la Falla de Bocon acta como una falla rumbo-deslizante ylas fallas de Piedemonte actan como inversas. (Soulas et al, 1985).

Entre Sanare y San Felipe, Giraldo (1985) describe sucesivamente a la Fallade Bocon en los tres sectores siguientes:

- La regin de Sanare-Barquisimeto:La falla sigue en esta regin en formamuy rectilnea en ms de 60 km siguiendo una direccin N45E. Se detectan

varios ros en su trayecto: las quebradas Corozal (Versalles), Acarigua(Sanare) y el Ro Turbio entre San Miguel y Buena Vista. La falla de Boconatraviesa la regin sur de Barquisimeto, ms precisamente en la localidad deEl Manzano. Se visualizan buenos afloramientos de cuaternario deformado en


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la va que conduce hacia la poblacin de Ro Claro. La traza de esta fallaproveniente de Loma El Len contina siguiendo la misma direccin paradesaparecer en el sector de Las Cuibitas; no obstante, al norte de sta (1km)

hay una segunda traza, la cual comienza al este del Ro Turbio para seguir a lolargo de la quebrada Zanjn Agua Viva.

- El sector de Cabudare:Este corresponde a una depresin considerada comopull-apart de edad plio-cuaternaria desarrollada entre dos ramas de la fallade Bocon. Su amplitud mxima es de 12 km, mientras que su longitud puedealcanzar los 20 km. Sus lmites norte y sur estn definidos por fallas ms omenos este-oeste (Giraldo, 1985).

- El sector de Yaracuy:Este tambin es considerado como un Pull-Appartpliocuaternario, desarrollado entre las fallas activas dextrales de Bocon y deMorn (Schubert, 1980). La serie sedimentaria cuaternaria aflora al pie de lasierra de Aroa, es decir, en la proximidad de la falla de Bocon. Elbuzamiento general de los sedimentos se inclina hacia el SE, orientando eldrenaje que desciende de esta sierra (Giraldo, 1985).

2.2.6 La Cuenca de traccin de Cabudare

Las cuencas de traccin, tambin conocidas como Pull-Appart Basins, seforman en zonas de relevo o de solape entre dos ramales pertenecientes a un sistemade fallas transcurrentes o rumbodeslizantes (strike-slip faults); por lo tanto, dichascuencas pueden estar asociadas tanto a sistemas dextrales como sinestrales.

Igualmente, las cuencas de traccin se pueden originar en zonas de curvatura o dealivio (releasing bends) de una falla transcurrente (Giraldo y Audemard, 1997).


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En Venezuela las cuencas de traccin han sido en su mayora asociadas alsistema de fallas transcurrente dextral de Bocon-San Sebastin-El Pilar. ParaGiraldo y Audemard (1997), en la regin de Cabudare y alrededores, la

sedimentacin negena est representada por los conglomerados y arcillas de laFormacin Guamasire, de edad pliocena, y depositada en ambiente continental(abanicos aluviales y canales fluviales). Hacia la base de esta secuencia, se hanreconocido por primera vez, intervalos lacustres (varvas) que podran corresponder alinicio de la apertura de la cuenca de traccin durante el plioceno.

En discordancia angular sobre los sedimentos pliocenos, descansan losconglomerados del pleistoceno inferior (Q2-Q3), sobre los cuales ha sido construidaparcialmente la ciudad de Barquisimeto. Estos sedimentos se encuentran bienexpuestos a lo largo de la avenida La Riberea, y de la carretera nueva que va desdeBarquisimeto hacia Cabudare, correspondiendo a rampas detrticas de pendientesmuy suaves hacia el norte.

La cuenca de traccin de Cabudare, se define como el rea situada entre dosramales subparalelos de la falla de Bocon de orientacin aproximada NE-SO; lasmejores evidencias tectnicas cuaternarias se encuentran a lo largo de las carreterasque van de Barquisimeto a Ro Claro y de Cabudare a Fila El Palito. A nivel regional,el rgimen imperante de esfuerzos es de carcter compresivo con una direccinaproximada NO-SE. Sin embargo, a nivel de detalle, se pueden diferenciar un estilotranscurrente compresivo (afuera de la cuenca), y un estilo extensional dentro de lacuenca de traccin (Giraldo y Audemard, 1997).

2.2.7 Estratigrafa asociada

Giraldo (1985) describe cuatro series sedimentarias cuaternarias: Q1, Q2, Q3,y Q4, y una secuencia de edad del Plioceno que podra corresponder a la formacin


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Guamasire descrita por Bushman (1959). Esta estratigrafa es vlida tambin para ladepresin de Cabudare.

Los aluviones Q1 son vertidos a lo largo de los grandes valles o planicies:Cabudare, Ro Turbio y Ro Claro. Estos se caracterizan por la presencia deconglomerados mal consolidados (de matriz arenosa) con intercalaciones de nivelesarcillosos, cuyo color en conjunto es amarillento; la edad de estos sedimentos esconsiderada aqu como Pleistoceno superior-Holoceno.

Q2, en discordancia sobre los sedimentos Q3, est compuesto deconglomerados cimentados por una matriz calcrea. Los sedimentos Q3 constituyenla terraza de Barquisimeto, cuyo espesor no sobrepasa los 80 m. La caractersticaprincipal de esta serie es la intercalacin en los conglomerados de horizontesarenosos y arcillosos de colores amarillento y anaranjado; su edad estimada esPleistoceno inferior (Giraldo, 1985).

La discordancia entre el Plioceno y los sedimentos Q4 est muy bien expuestaa lo largo de la va descendiente de El Manzano hacia Ro Claro. Los conglomerados

que se sitan al este de Barquisimeto son igualmente reportados en la seriesedimentaria Q4. El color general de estos sedimentos es anaranjado y estn bienconsolidados; Q4 es considerado como un Cuaternario antiguo-medio.

2.2.8 Geologa local y descripcin litolgica de las formaciones presentes

Las mayores extensiones de suelos aluviales se encuentran en la llamada

Sabana de Carora y en la planicie entre Qubor y Barquisimeto, el territorio norte y aloeste de Barquisimeto muestra mayor cantidad de arcillas terciarias, bloquesalctonos (Uzctegui, 2004).


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Desde el punto de vista geolgico, en el rea estn presentes numerosasformaciones geolgicas, encontrndose rocas de la edad cretcea, terciara ycuaternara cuyas caractersticas litolgicas varan marcadamente en las diferentes

zonas geogrficas. Entre las formaciones que constituyen la zona se puedenmencionar: la formacin Barquisimeto, Matatere, Morn, y los depsitos Cuaternario.Adems, la zona es afectada por la falla de Bocon, la cual atraviesa los AndesVenezolanos y contina hasta el Mar Caribe.

En la figura 2.3 se puede observar la parte plana o Valle de Qubor, la cualest cubierta por sedimentos fluvio-lacustre de edad cuaternaria (Uzctegui, 2004).La zona montaosa que rodea al valle y el basamento del relleno fluvio-lacustre estnconstituidos por rocas de edad cretcea y terciaria.

Figura 2. 3: Imagen de Radar-Sar Jers mostrando los elementos estructurales de la Depresin deQubor


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2.2.8.1. Formacin Barquisimeto

Son muchas las teoras sobre el origen del valle, una de las ms aceptadas es

que durante el pleistoceno la depresin o cuenca de Qubor constitua un lago. Elfondo de la cuenca era de forma muy irregular con sus mayores profundidades en lazona en donde hoy existen los caseros Campo Lindo, Playa Bonita, El Hato. En elcentro de la cuenca permaneci un afloramiento de rocas cretceas que constituy unalto geolgico en esa zona y que hoy se conoce con el nombre de Los Cerritos. Elrelleno fluvio-lacustre, constituido por lentes de arena y grava con intercalaciones decapas de arcilla y predominancia de material fino, tiene un espesor de 0 a 120 m en laparte norte, con un espesor saturado entre 0 y 90 m. En la parte sur, el espesor de esossedimentos vara entre 0 y 230 m, oscilando el espesor saturado entre 0 y 110 m(Uzctegui, 2004).

Segn Von Der Osten y Zozaya (1957), litolgicamente describe como lasintercalaciones de cherts, calizas y lutitas. Los cherts gris claros y negros, conestratificacin irregular, con lentes de diversos tamaos de caliza. Las calizas sonbien laminadas, gris plomo y microfosilferas. Las lutitas son grises y rojas, finamentelaminadas, bien estratificadas y ndulos calcreos de ftanitas con pirita. Meteoriza atonos amarillos rojizos, rosados lavandas, blancos y grises claros.

Bushman (1959), define las rocas de edad Cenomaniense a Turoniense, ypuede incluir desde el Albiense superior hasta el Campaniense. Litolgicamente ladescribe con lutitas, lodos compactados, calizas, margas y ftanitas. El metamorfismoregional ha producido lutitas filticas de muy bajo grado, filitas y filitasporfiroblsticas. Meteorizan a grises, rosados, lavandas, amarillo y naranja. Hacia el

noroeste y oeste de Barquisimeto, las areniscas son escasas, generalmente calcreas yasociadas con calizas arenosas. Se tienen vetas de calcita y cuarzo en los planos decizallamiento. El contacto es gradacional sobre la Formacin Carorita, e infrayace deforma gradacional a las Formacin Morn. Su correlacin se encuentra en la


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formacin Capacho La Luna de Barbacoas. Posee megafsiles tan solo en algunascapas y lentes de caliza, casi todos especimenes gastados de rudistidos. El espesor esde por lo menos 400 metros y podra llegar hasta los 1000 metros. Sus ambientes son

fluviales en tierras bajas, y marinos, con corrientes restringidas.

Por otro lado, Garcia (1977), define las rocas de edad Cenomaniense aMaestrichtiense. Litolgicamente describe las secuencias de Calizas afanticaslaminadas, margas compactadas, lutitas silceas y/o calcreas y chert, con bajo gradode metamorfismo, de la facies prenhita-pumpellyta.

La figura 2.4 muestra el mapa de la geologa local, que incluye las

formaciones Matatere, Morn y Barquisimeto. Adems en este mapa pueden verse lossedimentos cuaternarios y las estructuras presentes en la zona de estudio.

Figura 2. 4: Mapa geolgico de la zona de estudio. (Modificado de Stephan, 1985)


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2.2.8.2. Formacin Matatere.

Describe, Garcia (1977), define las rocas de edad PaleocenoEoceno inferior,

litolgicamente consiste esencialmente en lutitas, limolitas, areniscas frecuentementeturbidticas y conglomerados polimcticos. En el rea de El Tocuyo aparece como uncrypto-flysch (o flysch distal), conteniendo algunos niveles lenticulares de calizasms o menos arenosas, con algas y foraminferos. Contienen niveles de olistolitosrepartidos dentro de su secuencia, y ms frecuentemente concentrados en el tope. Loscontactos tectnicos en su mayora. En las cercanas de Carora infrayace endiscordancia angular a la Formacin Castillo. Carece de fsiles diagnsticos quepermitan darle una edad precisa. Se determina sedimentacin de surco.

2.2.8.3 Formacin Morn

Von Der Osten & Zozaya (1957), definen las rocas de edad Paleoceno yEoceno inferior y medio. Litolgicamente, la secuencia se conforma por lutitas queabarcan 75% de la secuencia, y areniscas cuarcticas, subgrauvacas y algunas calizasque conforman el 25% restante. El Miembro Lutita de El Tocuyo, unidad inferior dela formacin, comienza en su base con lutitas grises, las cuales, hacia arriba, pasan alutitas negras, marrn-verdoso, marrn y rojizo. Hacia el tope: rojo vino tinto,amarillo, negro y gris verdoso. Estn bien estratificadas en capas de 2 a 40 cm deespesor. El Miembro Areniscas de Botucal consiste en ortocuarcitas de color blanco acrema, que pasa a amarillo o marrn rojizo pormeteorizacin. El tamao de losgranos vara de fino a grueso. Los granos son subangulares a subredondeados. Lasareniscas forman capas de 50 cm a 30 m de espesor. Las calizas de la parte superior

del Miembro Lutitas de El Tocuyo tienen colores gris, crema y negro, en general, sonfosilferas, con abundantes fragmentos de moluscos, foraminferos y algas. Nopresentan estratificacin y su espesor vara desde unos pocos centmetros hasta 2 m.El contacto yace concordante sobre rocas de la Formacin Cazadero (Barquisimeto en


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otros sectores las formaciones se encuentren en contactos discordantes. Las Areniscasde Botucal infrayacen de forma discordante secuencias del Terciario superior yCuaternario. Los fsiles Rhabdammina discreta H. B. Brady Bathysipyphon sp.

Haplophagmoides sp. Trochammina sp. Spiroplectammina grzybowskii sp. (Frizzel)Rzechakina sp. Robulus sp. El espesor de 1900 metros, de los cuales 1300 metroscorresponden a la Lutitas de El Tocuyo y 600 a las Areniscas de Botucal.

Segn, Bushman (1959), define las rocas de edad Paleoceno a Eoceno.Litologicamente, Predominan areniscas de estratificacin mediana, muchas de lascuales son duras y cuarcticas e interestratificadas con lutitas negras. Las areniscasvaran de espesor, desde pocos centmetros a unos 5 y 6 metros, con capas de lutitanegra interestratificadas. Son muy irregulares y lenticulares con superficiesdesiguales y ondulatorias. Presentan grano fino, con lentes y bolsillos deconglomerados de grano fino. Muchas estn cortadas por vetas de cuarzo. Meteorizana grises, marrones y naranjas. Las lutitas son comunmente lutitas arenosas y lutitascon granos gruesos. Estn irregularmente interestratificadas, con algunos horizontescalcreos y por lo general escamosos y fragmentarios. El color general es negro perometeorizan a tonos grises. Y en relacin al espesor, al menos 500 metros.

Para Jefferson (1964), define las rocas de edad Paleoceno hasta EocenoSuperior. Litolgicamente describe lutitas limolticas y areniscas. Localmente seencuentran calizas macizas de arrecifes. Las lutitas son de color negro en general ymeteorizan a tonos grises y tintes marrones. Son duras, muchas veces limolticas,laminadas, a veces carbonceas, con fracturas de bloques a irregular y ocurren enintervalos muy gruesos. Comprenden el 70% de la seccin. El tramo arenoso consiste

en areniscas de granos muy gruesos a finos, de color fresco blanco a crema, ymeteorizan a tintes marrones. Pueden ser muy endurecidas, cementadas por slice, oal meteorizarse pueden ser friables. Suprayace discordante a las formaciones Apn y


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Coln, adems el contacto con sta ltima es parcialmente transicional. Infrayacediscordante a la formacin El Pegn. El espesor sobrepasa los 2000 metros.

2.2.8.4 Cuaternario

De acuerdo con Uzcategui (2004), los sedimentos cuaternarios que forman elrelleno del valle son predominantemente finos (arcillas y limos) con intercalacionesde arenas, gravas, y peones que forman los acuferos potenciales de la zona.

Estos sedimentos cuaternarios descansan en contacto discordante sobre lasrocas de las Formaciones Barquisimeto, Morn y Matatere, constituyendo el rellenofluvio-lacustre del valle de Qubor. Estos sedimentos son producto de la erosin delas rocas de la zona montaosa que la circundan inmediatamente ya que se trata de unvalle cerrado (Alvarado, 1989).

El relleno fluvio-lacustre del valle de Qubor tiene un espesor mximo de 200-300m aproximadamente. Estos espesores se encuentran en la parte central del valleformando una zona angosta de 1000 m de ancho y alargada en direccin Noreste-Suroeste. Los espesores del relleno disminuyen paulatinamente hacia la zonamontaosa hasta desaparecer (Alvarado, 1989).


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CAPTULO 3RUIDO SSMICO AMBIENTAL

3.1 Marco Terico

Las consecuencias de los eventos ssmicos sobre las obras civiles existentes enun lugar dependen directamente de las caractersticas geolgicas locales, de la fuerza,perodo y duracin de los mismos. Las mediciones de las vibraciones ambientales oruido ambiental pueden contribuir a estudios en pro de la mitigacin de riesgo

ssmico particularmente importante en las zonas urbanas, como lo son los estudios demicrozonificacin ssmica.

Las rocas y las capas de sedimento estn permanentemente sometidas avibraciones tanto naturales como artificiales. Las primeras, producto de las olas delmar, viento, variaciones en la presin del aire, etc; las segundas, producto demaquinarias, industrias, trfico vehicular, interaccin de rboles y estructuras por lafuerza del viento, etc. Estas vibraciones son conocidas en la lengua inglesa con elnombre de microtremors y en castellano no hay uniformidad en el nombre aplicado,usndose indiferentemente y con el mismo significado las palabras microtemblores,microtremores, microvibraciones, vibracin ambiental y ruido ambiental (Espinoza,1999).

Las vibraciones naturales o artificiales se clasifican segn su frecuencia en lasde baja frecuencia (menores a 1 Hz) cuya fuente es principalmente de tipo natural,

siendo las ondas ocenicas las ms representativas, emitiendo su energa mximaalrededor de 0,2 Hz. Frecuencias menores a 0,1 Hz estn asociadas a fuerzasatmosfricas, sin embargo, estas son de poco inters en la ingeniera ssmica; y las dealta frecuencia (mayores a 1 Hz) producto principalmente de la actividad humana, en


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fbricas, trfico vehicular, maquinaria, peatones, etc. La fuente es mayormente detipo superficial y muestra gran variabilidad entre el da y la noche y entre semana yfines de semana (Bard, 2004).

Las fuentes que generan vibraciones de baja frecuencia usualmente sondistantes. En este caso, la energa viaja a travs de ondas superficiales, las cualespueden interactuar localmente con las estructuras presentes en el lugar. Sus grandeslongitudes de ondas penetran a grandes profundidades, siendo consecuencia de esto lapresencia de campos de ondas ms complejos, representados por heterogeneidades enel subsuelo. Las frecuencias de mayor valor, generalmente provienen de fuentes mscercanas, frecuentemente ubicadas cerca de la superficie (Bard, 2004).

3.1.1 Microtremores

Los microtremores son las oscilaciones o vibraciones del suelo, producto defuentes naturales o artificiales, siendo de largo o corto perodo. Esta definicin es laempleada actualmente, dejando las definiciones y distinciones entre microtremores ymicrosismos de Alfaro (2000) en el pasado.

Investigaciones realizadas en Japn (Baha de Tokio y rea de Fukui),permiten determinar la fuente de la cual provienen los microtremores, siendo los deperodos largos (menores de 0,3 a 0,5 Hz), causados por ondas ocenicas a largasdistancias. La amplitud espectral de estas es generalmente estable por unas pocashoras y muy bien correlacionada a gran escala con las condiciones meteorolgicas delocano. Las de perodos intermedios (entre 0,5 y 1 Hz), generadas principalmente por

ondas del mar cercanas a la costa y por el viento. Y las de frecuencias altas(superiores a 1 Hz) se vinculan a la actividad humana, es decir, las provenientes defuentes artificiales (Bard, 1999).


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Las investigaciones realizadas en el pasado sugieren que los microtremoresestn conformados tanto por ondas de cuerpo como por ondas superficiales, basadasen la idea de que las fuentes artificiales de vibracin poseen principalmente

movimiento vertical (Nakamura, 1989). Sin embargo, estudios posteriores expresanque no se ha establecido una teora concerniente al tipo de onda que conformen losmismos (Nakamura, 2000).

3.1.2 Mtodo de Nakamura. Relacin espectral H/V.

Nakamura (1989) propone que los microtremores pueden ser empleados paraevaluar los efectos de sitio simplemente tomando en cuenta la relacin o cocienteespectral entre las componentes verticales y horizontales del movimiento registradoen el lugar del estudio. Expuso que la relacin entre las componentes horizontales yverticales es una estimacin confiable de la funcin de transferencia del sitio para lasondas de cizalla (S) o funcin de amplificacin del sitio dependiente de la frecuencia,por lo que fue denominada Quasi-Tranfer Spectrum (QTS).

Segn este mtodo, el efecto de la fuente puede ser minimizado normalizandoel espectro de amplitud horizontal en trminos del espectro de amplitud vertical. Alasumir que las ondas S dominan los microtremores, la relacin espectral H/V en unsitio iguala la funcin de transferencia de la onda S entre la superficie y la base de lacapa sedimentaria, correspondiendo el pico de frecuencia de la relacin H/V alperodo natural del sitio.

El mtodo de Nakamura se basa en la eliminacin del efecto de las ondas

Rayleigh para describir la funcin de transferencia en funcin de las ondas Sprincipalmente. Sostiene que la relacin H/V en el rango de frecuencia pico no se veafectada por el modo fundamental de las ondas Rayleigh. Explica este pico comoresultado directo de la refraccin mltiple de las ondas SH (Nakamura, 2000).


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Los microtremores estn compuestos por diferentes tipos de ondas, las cualesse propagan en una capa blanda de sedimentos que yace sobre un basamento rocoso,siendo el efecto de dichas ondas igual para las componentes verticales y horizontales.

Adems, la amplificacin del efecto de sitio se debe a la presencia de una capa dondela excitacin est dada por un plano armnico de ondas S. Las fuentes profundas sondespreciadas, por lo tanto el movimiento se debe a fuentes locales, las cuales noafectan el movimiento de los microtremores en la base de la capa de sedimentos.

Entonces, el mtodo de Nakamura se basa en la relacin entre los espectros deFourier de las componentes horizontal y vertical de registro de microtremores ensuperficie. Fue propuesto para estimar la respuesta emprica de las capas superficialesdel suelo, basndose en la suposicin de que el ruido de los microtremores estcompuesto por varios tipos de ondas, principalmente ondas Rayleigh, cuyo efecto sepretende eliminar.

El modelo inicial se basa en la presencia de un suelo blando sobre unbasamento duro, entre los cuales existe una significativa diferencia entre lascaractersticas mecnicas de los materiales como la densidad y la velocidad de corteVs.

Se tendrn cuatro componentes en el dominio de Fourier involucradas en elmovimiento ssmico: el espectro de amplitud de la componente horizontal y verticalen la base de la capa sedimentaria (Vb, Hb) y el espectro de amplitud de lacomponente horizontal y vertical en la superficie (Vs, Hs).

Considerando que la componente vertical de los microtremores no esamplificada por las capas superficiales, segn Nakamura, se estima el efecto de ondasRayleigh, As, en funcin de la frecuencia como se muestra a continuacin:


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(Ec. 3.1)

Donde:Vs es el espectro de amplitud de la componente vertical del movimiento en

superficie.Vb es el espectro de amplitud de la componente vertical del movimiento en la

base de la capa sedimentaria.

Frecuentemente, el efecto de la onda Rayleigh es cercano a cero cuando larelacin es aproximadamente igual a la unidad. Mientras mayor sea el valor de larelacin, mayor ser el efecto de las ondas Rayleigh.

A partir de lo anterior, se puede definir la funcin de transferencia: efecto desitio (SE) en el dominio de Fourier, tal como se presenta a continuacin:

(Ec. 3.2)

Donde:Hs es la componente horizontal del movimiento en superficieHb es la componente horizontal del movimiento en la base de la capa

sedimentaria.

El efecto de las ondas Rayleigh debe ser incluido en la componente vertical delos microtremores en superficie, pero no en la componente vertical de la base de lacapa sedimentaria ya que Hs s se ve afectada por las ondas superficiales y por lasondas de los microtremores que se propagan principalmente como ondas Rayleigh


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que es precisamente lo que busca eliminar el mtodo de Nakamura. Entonces, elefecto de sitio modificado (SM) ser:

(Ec. 3.3)

La relacin Hb / Vb es aproximadamente uno para una amplio rango defrecuencias en sitios donde existe un subestrato firme. En la base de la capasedimentaria, la propagacin ser la misma en todas las direcciones.

Para compensar el efecto de las ondas Rayleigh, se estima el efecto de sitiocorregido, dado por:

(Ec. 3.4)

Segn lo anterior es posible estimar la funcin de transferencia en las capassuperficiales empleando para ello slo el movimiento en superficie.

Finalmente segn el mtodo de Nakamura, la relacin o cociente espectralentre la componente horizontal y vertical del movimiento en un mismo sitio, puedeser usada para estimar los efectos de sitio en el lugar de estudio.

A continuacin en la figura 3.1, se muestra un esquema a modo de ejemploque describe la tcnica de relacin espectral entre la componente horizontal y vertical

del movimiento registrado en la superficie de una capa sedimentaria (relacinespectral H/V).


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Figura 3. 1: Relacin espectral H/V (Modificado de Ansal, 2004)

3.2 Metodologa de adquisicin de datos de ruido ssmico ambiental.

La fase de adquisicin de los datos de ruido ambiental se realiz en varias jornadas de trabajo comprendidas entre noviembre de 2007 y febrero de 2008.

3.2.1 Ubicacin de las estaciones de medicin

Para ubicar los puntos de medicin se digitalizaron los mapas viales de lazona en los cuales se mont una cuadr

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CARACTERIZACIÓN GEOFÍSICA EN LA ZONA DE QUÍBOR