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Estudio de refraccion sismica en las poblaciones del oeste del estado Sucre.

Seismic refraction study in the west sites of Sucre state

Estudo de refracao sismica nas populacoes do oeste do estado Sucre

Introduccion

La region nororiental de Venezuela se ha caracterizado por ser un area de sismicidad moderada (Baumbach, et al., 2004). En el siglo pasado ocurrieron terremotos destructores en los anos 1900, 1929, 1957, 1974, 1986 y el mas reciente el del 9 de julio de 1997, que causo 73 perdidas humanas y cuantiosos danos materiales (Organizacion Panamericana de la Salud, 1999). Esta sismicidad esta asociada a la interaccion de las placas El Caribe y Suramerica, que originan los sistemas de fallas El Pilar, Bohordal, rio San Juan, San Francisco, El Soldado, Los Bajos y el corrimiento de Pirital (Montilla A, ,1999). En los predios del eje costero Arapo--Santa Fe, hay varias fallas denominadas secundarias, tales como: El Naranjo, Alambique y Araguita, las cuales han originado eventos sismicos de magnitudes menores a cuatro, (CSUDO, 2008), (figura 1). Esta heterogeneidad sismogenenica, contribuye que el estado Sucre sea considerado la entidad de mayor peligro sismico en Venezuela (COVENIN 1756-1: 2001, 2001).

Metodologia

Se uso el metodo de refraccion sismica, el cual proporciona informacion de propiedades fisicas del subsuelo con aplicacion en la construccion de obras civiles, evaluacion de riesgo sismico y localizacion de aguas subterraneas, es probablemente la tecnica geofisica mas utilizada para obtener datos geotecnicos del subsuelo somero.

En este metodo la fuente y los detectores se encuentran alineados en la superficie horizontal del terreno. Se obtienen registros de los tiempos de viajes de las ondas dispersadas a traves del subsuelo siguiendo diversas trayectorias o caminos. A partir de esto es posible calcular el perfil de espesores y la velocidad de propagacion de las ondas sismicas primarias de cada estrato en el subsuelo.

La velocidad de propagacion de las ondas sismicas depende principalmente de la rigidez y mucho menos de la densidad del medio y, por lo tanto, de la profundidad y de la composicion de la region que sirve de medio para la dispersion de las ondas; es por ello que este metodo es de utilidad para la consecucion del objetivo primordial, como es la estimacion de la capa superficial de los suelos en el eje costero Arapo--Santa Fe. En resumen, para la aplicacion de dicha tecnica, se ubicaron en los centros poblados de Arapo, Arapito, Playa Colorada y la poblacion de Santa Fe, areas planas, lo suficientemente extensas para la ubicacion de perfiles de refraccion, teniendo en cuenta que la longitud de los perfiles esta relacionada directamente con la mayor profundidad de investigacion del terreno. Es oportuno mencionar, que la fuente sismica artificial fue disenada por personal que labora en el Centro de Sismologia de la UDO. El uso de fuente de impacto es permitido para tendidos de refraccion de longitudes menores de 300 metros. Los equipos utilizados para desarrollar tendidos de refraccion sismica son un equipo de refraccion sismica GEODE, 24 geofonos verticales, de 4,5 Hz y un tripode y pesa de 100 kilogramos de masa. Los perfiles de refraccion normalmente se basa en un algoritmo que opera sobre celdas espaciales (Iwasaki, 2002).

Se aplico la tecnica de refraccion sismica en los centros poblados de Arapo, Arapito, Playa Colorada y la poblacion Santa Fe, cuyas ubicaciones se muestran en la figura 2. Debido a que el equipo de refraccion es alambrico, la refraccion sismica se debe aplicar en suelos planos con las mayores extensiones longitudinales posibles, caracteristica esta que es dificil encontrar en este eje costero, teniendo en cuenta la topografia de la zona, realizandose, por esto, solo ocho perfiles de refraccion.

En Arapo, con el perfil de refraccion sismica de 72 metros de longitud, figura 2A, en sentido NE-SW, utilizando un tendido de veinticuatros (24) geofonos con separacion de 3 metros entre sensores se obtuvo el modelo estratigrafico (figura 3), presentandose un espesor sedimentario somero de 5 metros en promedio y el contraste de velocidades de onda P entre 1,1 Km/s y 2,0 km/s, con un basamento detectable con velocidad de la onda P de 2,7 km/s a 12 metros de profundidad. No presenta un buzamiento definido, debido a la longitud del tendido y a la penetracion somera de la senal sismica, con un maximo cercano a los 19 metros. Las velocidades y espesores son consistentes con una estructura sedimentaria bien conformada y compacta de una ladera montanosa.

La recoleccion de datos, para la poblacion de Arapito, consistio en dos tendidos. El primero con una extension de 230 metros, con separacion de 10 metros entre geofonos, en direccion NESO. El segundo, de 115 metros de longitud, con separacion de 5 metros entre geofonos con ubicacion con direccion NO-SE, figura 2B. Basado en el primer perfil (Figura 4) se puede apreciar un modelo estratigrafico con un espesor sedimentario somero que esta en promedio, a los 8 metros de profundidad y el contraste de velocidades de onda P entre 0,9 km/s y 2,1 km/s, con un basamento localizado, con velocidad de la onda P de 2,6 km/s a 35 metros de profundidad. El segundo perfil (figura 4), muestra el espesor sedimentario de la primera capa cerca de los seis (6) metros de profundidad y la discrepancia de velocidades de onda P entre 0,9 km/s y 1,7 km/s, con un basamento que muestra una velocidad de la onda P de 2,6 km/s a 25 metros de profundidad. El nivel medio, entre los 6 metros y 25 metros de profundidad parece tener una humedad importante y esta podria disimular bien este estado. No presenta un buzamiento definido. Las velocidades y espesores son menos consistentes que las calculadas en Arapo, pero muestran una estructura sedimentaria muy compacta para el sitio (balneario).

En este sector de Playa Colorada se realizaron tres perfiles: un perfil en la terraza del hotel "Tu Playa" y dos en el estacionamiento del balneario (figura 2C). El primer tendido (en el hotel), tiene una extension de 108 metros, con separacion de 4,5 metros entre geofonos con direccion NE-SO. El segundo tendido, posee una longitud de 161 metros, con una separacion de 7 metros entre geofonos, en direccion NE-SO. El tercer perfil se ubico, al igual que el anterior, a 70 metros del borde playero; con una extension de 92 metros, con separacion de 4 metros entre geofonos y direccion NO-SE.

Basados en el primer perfil, se puede apreciar un modelo estratigrafico (figura 5) en el que los estratos buzan 6[grados] en direccion SO-NE con contraste de velocidades de onda P entre 1,2 km/s y 1,9 km/s, un basamento detectable con velocidad de la onda P de 2,4 km/s, con una pendiente de 7[grados]. El estrato medio, podria tener un importante nivel de agua, debido al alto nivel freatico que caracteriza la zona y la velocidad cercana a los 1.800 m/s, que no parece afectar las caracteristicas del mismo. En el segundo perfil, (figura 6) se puede observar que los estratos superficiales tienen una forma que sugiere una zona de deposicion baja, aproximadamente a los 27 metros en la proyeccion del tendido, y tiene un contraste de velocidades de onda P entre 1,2 km/s y 2,3 km/s, con un basamento detectable con velocidad de la onda P de 3,1 km/s que buza 8[grados] NE-SO. El sensor mas lejano se ubico, en direccion al piedemonte. En el tercer perfil (figura 7) se aprecia claramente que los estratos superficiales tienen una forma que sugiere una zona deformada con un contraste de velocidades de onda P entre 1,1 km/s y a 2,2 km/s, un basamento detectable con velocidad de la onda P de 2,7 km/s que buza 4[grados] SENO.

La data de refraccion de Santa Fe, se baso principalmente en los registros obtenidos con dos tendidos de refraccion sismica de 92 metros de longitud, ambos con una separacion de 4 metros entre geofonos y en sentidos NE-SO y NO-SE (figura 2D). En el primer perfil (figura 8), el espesor sedimentario promedio de la primera capa esta cercano a los 6 metros y el contraste de velocidades de onda P entre 1,1 km/s y 1,6 km/s, con un basamento detectable con velocidad de la onda P de 2,4 km/s a 23 metros de profundidad. El segundo perfil (figura 9), corrobora el resultado anterior, ya que el espesor sedimentario mas somero esta cerca de 6 metros y el contraste de velocidades de onda P entre 1,0 km/s y 1,6 km/s, con un basamento detectable con velocidad de la onda P de 2,5 km/s a 23 metros de profundidad. En el nivel medio, entre los 6 metros y 23 metros aparece el nivel freatico.

Conclusiones

En la poblacion de Arapo se obtuvo un espesor de sedimentos de 5 metros de profundidad, un contraste de velocidad de la onda P, entre 1,1 km/s y 2,0 km/s. El basamento esta ubicado a 12 metros de profundidad con velocidad de la onda P de 2,7 km/s. En Arapito se obtuvo un modelo estratigrafico, con espesor sedimentario somero a 5 metros de profundidad, un contraste de velocidad de la onda P, entre 0,9 km/s y 1,9 km/s; el basamento se ubico a 30 metros de profundidad, con velocidad de la onda P de 2,6 km/s, esto es un indicador de estructura sedimentaria consolidada. El modelo estratigrafico muestra un espesor de sedimento de 6 metros en la parte alta de la zona.

En Playa Colorada, con los perfiles de refraccion sismica, se aprecia del modelo estratigrafico con una velocidad de la onda P, en sedimentos, 1,2 km/s y en el basamento, de 2,7 km/s, para la onda P.

La data de refraccion corres. pondiente a la poblacion de Santa Fe, genero dos estratos de sedimentos, el primero, a 5 metros de profundidad, el segundo a los 23 metros y el basamento ubicado a los 65 metros de profundidad. La velocidad de la onda P en cada estrato es de 1,1 km/s y 1,6 km/s, respectivamente; y en el basamento de 2,5 km/s. A los 5 metros de profundidad aparece el nivel freatico, el cual, se extiende aproximadamente hasta los 23 metros de profundidad, como lo indica el modelo estratigrafico.

Recibido: 26-4-15; Aprobado: 9-11-15

Referencias

Baumbach, M., Grosser, H., Romero, G., y Rojas, J. (2004). Aftershock pattern of July 9, 1997 Mw=6,9 Cariaco earthquake in Northeastern Venezuela. Tectonophysics, 1-23.

CSUDO. (2008). Centro de Sismologia, Universidad de Oriente. (1998-2015). Boletin sismologico. Cumana: Centro de Sismologia.

COVENIN 1756-1: 2001. (2001). Norma Venezolana para Edificaciones Sismo resistentes. Fondonorma.

Iwasaki, T. (2002). Extended time-term method for identifying lateral structural variations from seismic refraction data. Earth, planets and space. vol. 54, 663-677.

Montilla, A. (1999). Estudio de la forma y dimensiones de la zona de ruptura ocasionada por el Terremoto de Cariaco del 9 de julio de 1997. Trabajo de Grado para optar al titulo de Licenciado en Fisica, Departamento de Fisica, Universidad de Oriente, Cumana.

Organizacion Panamericana de Car de la Salud (1999). Cronicas de DESASTRES, Terremoto Cariaco, Venezuela, julio, 1997.Quito, Ecuador.

Francisco A. Bonive A. (1)

(1) Sism, MSc. Centro de Sismologia, Universidad de Oriente. e-mail: fbonive@udo.edu.ve

Caption: Figura 1: Mapa con ubicacion de las cuatro poblaciones donde se realizo el estudio.

Caption: Figura 2: Mapa con ubicacion de las cuatro poblaciones donde se realizo el estudio.

Caption: Figura 3: Modelo de tres capas obtenido en el centro poblado de Arapo. El tendido tiene una extension maxima de 72 metros, con separacion de 3 metros entre geofonos.

Caption: Figura 4: Modelo de tres capas obtenido en el centro poblado de Arapito. El tendido tiene una extension maxima de 230 metros, con separacion de 10 metros entre geofonos.

Caption: Figura 5: Modelo de tres capas obtenido en el centro poblado de Arapito. El tendido tiene una extension maxima de 115 metros, con separacion de 5 metros entre geofonos.

Caption: Figura 6: Modelo de tres capas obtenido en el centro poblado de Playa Colorada. El tendido tiene una extension maxima de 108 metros, con separacion de 4,5 metros entre geofonos.

Caption: Figura 7: Modelo de tres capas obtenido en el centro poblado de Playa Colorada. El tendido tiene una extension maxima de 161 metros, con separacion de 7 metros entre geofonos.

Caption: Figura 8: Modelo de tres capas obtenido en el centro poblado de Playa Colorada. El tendido tiene una extension maxima de 92 metros, con separacion de 4 metros entre geofonos.

Caption: Figura 9: Modelo de tres capas obtenido en el centro poblado de Santa Fe. El tendido tiene una extension maxima de 92 metros, con separacion de 4 metros entre geofonos.

Caption: Figura 10: Modelo de tres capas obtenido en el centro poblado de Santa Fe. El tendido tiene una extension maxima de 92 metros, con separacion de 4 metros entre geofonos.

Caption: Fuente: http://fotoschistososdeamor.com/descubre-estas-5-fotos-de-imagenes-graciosasdel-medio-ambiente/

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Title Annotation:Geofisica
Author:Bonive A., Francisco A.
Publication:Geominas
Date:Dec 1, 2015
Words:2374
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