Boletín Técnico Nivel Freático

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Boletín Técnico ISSN 0376-723X versión impresa IMME v.44 n.1 Caracas mar. 2006 Como citar este artículo CARACTERIZACIÓN DE SUELOS CON MÉTODOS GEOFÍSICOS EN LA GUAIRA, MACUTO, CARABALLEDA Y TANAGUARENA, ESTADO VARGAS, VENEZUELA Romero, M. 1, 2, 3 , Cragno, A. 2 , Schmitz, M. 1 , Ambrosio, R. 2 1 Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas –FUNVISIS-, Prolongación Calle Mara, El Llanito, Caracas; e-mail: [email protected] 2 FUNVISIS-UCV (Trabajo Especial de Grado) 3 Dirección actual: PDVSA, Maracaíbo; e-mail: [email protected] RESUMEN El estado Vargas es considerada una zona con elevada amenaza sísmica, la cual quedó evidenciada por los daños ocurridos en 1967 a raíz del sismo de Caracas. Adicionalmente, en diciembre de 1999, tras prolongadas lluvias caídas durante todo el mes, se generaron numerosos derrumbes, deslizamientos y flujos torrenciales. Para conocer las características del subsuelo, como espesores de sedimentos y la estructura interna, se aplicaron los métodos geofísicos de sísmica de refracción, gravimetría y mediciones de ruido ambiental en los conos aluviales entre La Guaira y Tanaguarena. Del estudio de las ondas de corte se determinó que los sedimentos en los conos están distribuidos básicamente en tres capas, la primera con velocidades entre 200 y 400 m/s hasta un máximo de 50 m de profundidad, la segunda entre 400 y 600 m/s hasta 90 de de profundidad y la tercera entre 600 y 750 m/s, sin alcanzar el basamento. De las ondas P se obtuvo que el nivel freático se encuentro entre los 5 y 10 m de profundidad. La profundidad máxima

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Boletín Técnico ISSN 0376-723X versión impresa

 

IMME v.44 n.1 Caracas mar. 2006

 Como citar este artículo

CARACTERIZACIÓN DE SUELOS CON MÉTODOS GEOFÍSICOS EN LA GUAIRA, MACUTO, CARABALLEDA Y TANAGUARENA,

ESTADO VARGAS, VENEZUELA

Romero, M.1, 2, 3, Cragno, A. 2, Schmitz, M.1, Ambrosio, R.2

1 Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas –FUNVISIS-, Prolongación Calle Mara, El Llanito, Caracas; e-mail: [email protected]

2 FUNVISIS-UCV (Trabajo Especial de Grado)

3 Dirección actual: PDVSA, Maracaíbo; e-mail: [email protected]

RESUMEN

El estado Vargas es considerada una zona con elevada amenaza sísmica, la cual quedó evidenciada por los daños ocurridos en 1967 a raíz del sismo de Caracas. Adicionalmente, en diciembre de 1999, tras prolongadas lluvias caídas durante todo el mes, se generaron numerosos derrumbes, deslizamientos y flujos torrenciales. Para conocer las características del subsuelo, como espesores de sedimentos y la estructura interna, se aplicaron los métodos geofísicos de sísmica de refracción, gravimetría y mediciones de ruido ambiental en los conos aluviales entre La Guaira y Tanaguarena. Del estudio de las ondas de corte se determinó que los sedimentos en los conos están distribuidos básicamente en tres capas, la primera con velocidades entre 200 y 400 m/s hasta un máximo de 50 m de profundidad, la segunda entre 400 y 600 m/s hasta 90 de de profundidad y la tercera entre 600 y 750 m/s, sin alcanzar el basamento. De las ondas P se obtuvo que el nivel freático se encuentro entre los 5 y 10 m de profundidad. La profundidad máxima del basamento rocoso, reportada por estudios previos, se ubica en la costa de Caraballeda a 450 m de profundidad. En Macuto, las profundidades máximas son cercanas a los 290 m en el cono El Cojo, y cercanas a los 180 m en Punta de Mulatos en la Guaira. El buzamiento del basamento rocoso, estimado con base en los modelos gravimétricos, esta en el orden de los 17° a 21° hacia el norte en toda el área de estudio. Los valores del período fundamental de vibración del suelo, basados en mediciones de ruido ambiental, se ubican entre 0,9-1,8 segundos para las zonas de los conos aluviales.

Palabras clave: Mediciones de microtremores, refracción sísmica, gravimetría,

 

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microzonificación sísmica, Estado Vargas, Venezuela.

CHARACTERIZATION OF SOILS WITH GEOPHYSICAL METHODS IN LA GUAIRA, MACUTO, CARABALLEDA AND TANAGUARENA, VARGAS STATE,

VENEZUELA

ABSTRACT

The Vargas state is considered a region with an elevated seismic hazard, which was evidenced by the damage caused by the 1967 Caracas earthquake. Additionally, in December 1999, many landslides and mudflows occurred due to intensive and persisting rainfall. In order to investigate the subsoil characteristics and the internal structure of the sediments, geophysical methods as seismic refraction studies, gravimetric measurements and ambient noise measurements were applied in the alluvial fans between La Guaira and Tanaguarena. From the analysis of S-waves, we determined three layers in the fans, the first one with velocities between 200 and 400 m/s down to a maximum depth of 50 m, the second one between 400 and 600 m/s down to 90 m in depth and the third one between 600 and 750 m/s, without reaching the basement. From the P-waves we derived a shallow water level at 5-10 m in depth. The maximum bedrock depth, derived from earlier studies, is about 450 m at Caraballeda. In Macuto the bedrock depth is about 290 m in the El Cojo fan and around 180 m in depth in the Punta Mulatos in La Guaira fan. Based on the gravimetric models, the bedrock is inclined between 17° to 21° towards the north in the whole study area. The predominant periods of soil vibration, derived from ambient noise measurements, range generally between 0.9 and 1.8 s for the alluvial fans.

Keywords: Ambient noise measurements, seismic refraction, gravity data, seismic microzoning, Vargas state, Venezuela.

Recibido: 30/09/03 Revisado: 16/01/06 Aceptado: 21/02/06

1. INTRODUCCIÓN

Después del sismo de Caracas de 1967, se realizaron perfiles sísmicos y perforaciones para investigar la conformación de los sedimentos en la zona donde ocurrieron los mayores daños en Caracas y en el Litoral Central, específicamente en el cono de Caraballeda (e.g. Weston, 1969; Lineham and Murphy, 1974; FUNVISIS, 1978). En este cono se efectuaron varias líneas de sísmica de refracción, donde algunas llegaron a tener hasta 1,5 km de longitud. De los resultados obtenidos, la profundidad del basamento está propuesta a 450 m en la parte más profunda del cono, en coincidencia con la profundidad planteada por la pendiente de la falda del Ávila en esta parte de la montaña y de acuerdo a un perfil sísmico de refracción realizado en el Club de Golf de Caraballeda en el año 2000 (Schmitz et al., 2000). Los sedimentos que conforman estos depósitos son en gran parte de granulares gruesos, que van desde arenas y gravas, hasta peñones de dimensiones considerables. Los mismos son provenientes del flanco norte de la serranía del Ávila como producto de la meteorización y arrastre de materiales de esquistos y gneisses de edad paleozóica-precámbrica (Urbani, 2005).

A raíz de los deslaves producidos por las prolongadas lluvias en diciembre de 1999, grandes extensiones de los conos aluviales fueron devastados por los flujos

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torrenciales. La elevada amenaza sísmica de la región (COVENIN, 1998) nos motivó a estudiar la conformación geofísica (velocidades sísmicas de los estratos sedimentarios y geometría de la superficie del basamento) de los conos aluviales entre La Guaira y Tanaguarena con el fin de aportar información básica para el cálculo de la respuesta dinámica del suelo, a utilizarse en el proceso de reconstrucción de las zonas afectadas (Figura 1). En este estudio se aplican los métodos de gravimetría, de refracción sísmica y de mediciones del ruido ambiental y se definen las densidades de los sedimentos, su velocidad de ondas de corte y los períodos fundamentales de vibración del suelo.

Figura 1. Mapa con la zona de estudio (centro) y detalle de las estaciones y perfiles gravimétricos (arriba) y estaciones de ruido ambiental y perfiles

sísmicos (abajo).

2. MÉTODOS GEOFÍSICOS APLICADOS 

2.1  Sísmica de refracción

Se procesaron e interpretaron un total de 10 perfiles sísmicos; 4 en los conos de Macuto (2 en el cono Macuto y 1 en El Cojo y el último en Camurí Chico), 4 en el cono de Caraballeda (2 en la costa en Caraballeda, 1 en Los Corales y 1 en el Campo de Golf de Caraballeda, este último adquirido en el 2000 por FUNVISIS-INTEVEP) y 2 en Tanaguarena (1 en la costa de Tanaguarena y otro donde se encontraba la antigua Laguna de Tanaguarena), adquiridos bajo parámetros distintos (Figura 1). Se tomaron perfiles que variaban en longitud desde 188 m hasta 960 m, y la apertura entre geófonos fue igualmente variable, pero constante para cada línea. Dependiendo de la longitud de los perfiles, la apertura varió entre 4 y 10 m. El equipo empleado para la adquisición de todos los perfiles fue un sismógrafo Geometrics Strata View de 48 canales (Figura 2a). Los receptores variaron para los distintos perfiles adquiridos (horizontales y verticales). Se utilizaron dos tipos de

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fuente para los últimos perfiles adquiridos; Mandarria y pólvora negra, siendo los cartuchos de pólvora de 100 y 200 gr. En el perfil realizado en el año 2000 por FUNVISIS-INTEVEP, la fuente utilizada fue cargas de pentolita. Las cargas variaron dependiendo de la longitud del perfil entre 200 y 5000 gr.

Figura 2a. Izquierda: Sismógrafo Geometrics Strata View de 48 canales. Derecha: receptor horizontal con frecuencia natural de 30 Hz.

2.2  Ruido ambiental

Se midieron un total de 130 estaciones en las zonas de Macuto, Caraballeda y Tanaguarena. El mallado prediseñado para la ubicación de las estaciones fue de 250 m limitado a los conos aluviales. Se tomaron muestras de 300 segundos, registrando las componentes N-S, E-W y vertical. El equipo utilizado para la adquisición de los datos de ruido ambiental fue un Nanometrics modelo Orion–3S y un sensor Guralp modelo CMG-T40-0008 (Figura 2b) con una respuesta plana entre 30 segundos-50 Hz. Para el procesamiento de los datos, se convirtieron los datos de su formato original a formato ASCII, se graficaron las tres componentes independientemente y se seleccionaron 2 ventanas de 30 segundos donde la señal se mostrara mas estable. De cada ventana se obtuvo el espectro de Fourier para cada componente y la relación H/V (Nakamura, 1989). Las mismas fueron graficadas para obtener los valores de períodos fundamentales del suelo (Cragno y Romero, 2001). Obtenido los valores de períodos de cada ventana, a estos valores se les calculó la diferencia. Si la misma no superaba los 0,2 segundos, se promediaba el valor de período. En caso contrario, se realizó una secuencia de reprocesamiento, la cual consistió en tomar todas las ventanas posibles de 30 segundos, sin solape entre ventanas (10 en total). Para cada ventana se calculó el Espectro de Fourier, promediándose las componentes y la relación H/V con los valores obtenidos y de esta manera obteniéndose el valor de período definitivo.

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Figura 2b. Izquierda: Sismógrafo Nanometrics modelo Orion–3S. Derecha: sensor Guralp modelo CMG-T40-0008 (30s-50 Hz).

2.3  Gravimetría

El levantamiento de estaciones gravimétricas se llevó a cabo mediante la realización de circuitos de aproximadamente 2 horas de tiempo, con un número de estaciones variables por circuito. Se levantaron un total de 348 estaciones, de las cuales 169 estaciones estaban ubicadas en el cono de Caraballeda, 122 estaciones en el cono de Macuto y 57 estaciones en el cono de La Guaira. El instrumento utilizado fue un Gravímetro LaCoste & Romberg, modelo G-452 (Figura 2c).

Figura 2c. Gravímetro LaCoste & Romberg modelo G-452.

3. RESULTADOS OBTENIDOS

3.1  Sísmica de refracción

En los modelos realizados a partir de las ondas P en las zonas de Macuto, Caraballeda y Tanaguarena, los sedimentos están distribuidos básicamente en tres capas: la primera es interpretada como sedimentos sueltos, con velocidades de ondas entre 360 y 720 m/s y profundidad de la base del estrato entre 4 y 16 m. La segunda capa, muestra rangos de velocidades entre 1740 y 1850 m/s y profundidades que varían entre 25 y 90 m, la cual es asociada a sedimentos saturados de agua. En los perfiles donde se identifica una tercera capa con un rango

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de velocidades de 2320 m/s a 2850 m/s, se infiere un fuerte aumento de la velocidad de la capa saturada a la capa de material más compactado debajo. Los resultados indican que el nivel freático esta a poca profundidad, cercana a los 10 m, en todo el área de trabajo, lo cual está en concordancia con las observaciones de Castilla (2000).

Para los modelos de las ondas S, se observan en la mayoría de los casos tres capas, con mayor confiabilidad en su determinación que en los modelos de ondas P, dado que las llegadas de la onda de corte se observaron más claramente en las secciones sísmicas y no se ven afectadas por la presencia del agua. Cabe destacar que en la mayoría de los perfiles realizados se utilizaron geófonos horizontales en el registro de las ondas S.

En la primera capa se observan rangos de velocidades entre 215 m/s y 400 m/s, con profundidades que varían entre los 2 y 50 m en los casos extremos, con 20 m en Camurí Chico (Figura 3a), 10-15 m en Los Corales (Figura 3b) y 50 m en Tanaguarena. Este estrato se asocia a sedimentos aluviales poco consolidados. Para la segunda capa, en los perfiles de ondas S, se observan velocidades entre 425 m/s y 570 m/s; las respectivas profundidades varian entre 30 y 86 m, con 65-70 m en Camurí Chico (Figura 3a) y 35-50 m en Los Corales (Figura 3b). Las velocidades de la segunda capa corresponden a una litología conformada por sedimentos más compactados. En la mayoría de los perfiles, con excepción de los perfiles ubicados en el cono de Tanaguarena (Figura 3c; en el perfil ubicado a nivel de la costa se observaron solo dos capas y en el perfil realizado donde se encontraba la antigua Laguna de Tanaguarena se obtuvo una velocidad alrededor de los 1100 m/s para la tercera capa), se observó una tercera capa con velocidades que varían entre 600 m/s y 750 m/s. Estas velocidades observadas en la tercera capa se han asociado a sedimentos consolidados, en analogía a los resultados obtenidos por Gallovich (com. per., 1999).

Figura3a. Ejemplo de registro sísmico del perfil ubicado en Camurí Chico,

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Macuto. Arriba: registro con primeras llegadas (ondas P, izquierda) y de onda de corte (ondas S, derecha), abajo: modelo de ondas P (izquierda) y

ondas S (derecha).

Figura 3b. Ejemplo de registro sísmico del perfil de Los Corales, Caraballeda. Arriba: registro con primeras llegadas (ondas P, izquierda) y de onda de corte (ondas S, derecha), abajo: modelo de ondas P (izquierda)

y ondas S (derecha).

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Figura 3c. Ejemplo de registro sísmico del perfil de Tanaguarena costa. Arriba: registro con primeras llegadas (ondas P, izquierda) y de onda de corte (ondas S, derecha), abajo: modelo de ondas P (izquierda) y ondas S

(derecha).

Con las velocidades de ondas de corte (ondas S) obtenidas en los perfiles sísmicos realizados, se establecieron los rangos de velocidades promedio para los primeros 30 m según la metodología propuesta por NEHRP (1997), ya que para mayores profundidades se consideran velocidades de ondas S mayores a los 500 m/s, correspondiendo a roca sana o fracturada (COVENIN, 1998).

Siguiendo lo establecido en la Norma de Edificaciones sismorresistentes (COVENIN, 1998), para la zona de estudio se observan suelos duros o densos, medianamente rígidos, con velocidades promedio entre 250 < Vs < 400 m/s (Figura 4). La presencia de estos suelos es notoria a lo largo de la totalidad de la zona, sobre todo entre Macuto y Quebrada Seca. De igual forma, se observan suelos muy duros o muy densos, rígidos, con velocidades promedio entre 400 < Vs < 500 m/s en el cono de Caraballeda y parte de Quebrada Seca. Grandes partes del cono de Tanaguarena y las partes proximales de los conos de Caraballeda y Quebrada Seca están conformados por estratos con velocidades mayores a los 500 m/s, asociados a roca sana o fracturada. 

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Figura 4. Mapa de velocidades promedio de los primeros 30 m de profundidad para las ondas S con velocidad de onda menor a los 500 m/s

en Macuto, Caraballeda y Tanaguarena.

3.2  Ruido ambiental

Los valores de período fundamental de vibración del suelo obtenido para la zona de Macuto muestran valores altos de período entre 0,9-1,5 segundos en el cono central (El Cojo) con tendencia a bajar hacia los conos laterales (Macuto y Camurí Chico), donde tienen valores entre 0,1-0,6 segundos (Figura 5). Se ha determinado que existe una relación entre los valores de período fundamental de vibración del suelo y el espesor de sedimentos (e.g. Nakamura, 1989; Ibs-von-Seht and Wohlenberg, 1999), la cual indica que para mayores valores de período, el espesor de la columna sedimentaria debería ser mayor. Aplicando la relación establecida por Rocabado (2000) en Caracas, obtuvimos mayores espesores de sedimentos hacia el centro de la zona (cono El Cojo), los que disminuyen hacia los bordes (conos de Macuto y Camurí Chico). Cabe destacar que hacia el cono de Camurí Chico se evidencian valores altos de período lo cual representaría un nuevo engrosamiento de la columna sedimentaria. Las zonas con los valores de períodos altos corresponden a las desembocaduras de las Quebradas El Cojo y Camurí, donde el aporte de sedimentos es constante, por lo tanto, el espesor de la columna sedimentaria será mayor en esta zona y sus alrededores.

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Figura 5. Mapa de los períodos fundamentales de vibración del suelo para las zonas de Macuto, Caraballeda y Tanaguarena.

Para la zona de Caraballeda, al igual que en la zona de Macuto, los valores altos de períodos los encontramos hacia el centro (Punta Caribe) entre 1,5-1,8 segundos. Hacia Punta Caraballeda y Quebrada Seca, los valores de período disminuyen levemente ubicándose entre 0,6-1,2 segundos. La mayor parte de la zona esta asociada a altos valores de período (Figura 5). En Punta Cerro Grande, se encontraron puntos donde los valores de período son bajos (entre 0,3-0,6 segundos) debido a la poca separación entre la montaña y la costa, ya que el ancho del cono de Tanaguarena es mucho menor que el de Caraballeda. En la zona costera de Tanaguarena, se tienen altos valores de período (entre 0,9-1,2 segundos), lo que sugiere espesores de sedimentos mayores.

3.3  Gravimetría

En el mapa de anomalías de Bouguer (Figura 6), se observa que las curvas muestran una tendencia general en la dirección este oeste, todas con valores máximos hacia el sur y mínimos hacia el norte, con una continuidad lateral de las curvas y un comportamiento homogéneo del gradiente de este a oeste. Las formaciones que afloran en los diferentes cortes fueron controladas en superficie con base en la geología existente, la cual se expone en los mapas geológicos de La Guaira y Caraballeda (Barboza y Rodríguez, 2001 y Cano y Melo, 2000; respectivamente).

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Figura 6. Mapa de isoanomalías de Bouguer.

La densidad del basamento, constituido por las rocas de la Asociación Metamórfica de La Costa (Urbani, 2005), fue estimada con base en la descripción litológica de las formaciones que la conforman. Todos los perfiles gravimétricos muestran como característica principal el tope del basamento rocoso en todos los casos en donde se observa, un marcado buzamiento hacia el norte. De los modelos obtenidos en la sísmica de refracción, se interpretó en los conos de Macuto y Caraballeda una división de los sedimentos, la cual está incorporada en los modelos gravimétricos (Figura 7). En el caso del cono de La Guaira, no hay datos sísmicos que permitan ubicar esta división de los sedimentos en profundidad, por lo cual no se incluyó en los perfiles gravimétricos de este cono. Cabe destacar que el diseño del mallado gravimétrico fue realizado con el objetivo primordial de obtener valores de profundidad del basamento, específicamente por el espaciamiento existente entre las estaciones.

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Figura 7. Ejemplo de modelado gravimétrico, cono de Macuto (Pta. El Cojo).

La estimación de las densidades de los sedimentos utilizadas en los modelos se llevó a cabo utilizando la fórmula expuesta por Dobrin (1976), a través de estudios de la relación entre la velocidad de propagación de ondas P y la densidad de sedimentos saturados realizados por Gardner et al. (1974).

A continuación se muestra la fórmula utilizada:

r= 0.23* (Vp) 0,25

donde:r: densidad en gr/cm3,

Vp: velocidad de propagación de ondas P en pies/s.

Las velocidades utilizadas en la estimación fueron de 1800 m/s en la capa sedimentaria más somera y de 2500 m/s en la más profunda de acuerdo a los resultados de la sísmica de refracción. Los valores de densidad obtenidos fueron posteriormente ajustados a las necesidades del modelo, manteniéndose siempre dentro de valores normales para cuerpos de arena y aluvión.

En el modelado del cono de Caraballeda se asignó a las capas sedimentarias una densidad de 1,95 gr/cm3 al cuerpo más somero y de 2,25 gr/cm3 al más profundo, mientras que en el cono de Macuto se asignó a las capas sedimentarias una densidad de 1,90 gr/cm3 al cuerpo más somero y de 2,2 gr/cm3 al más profundo.

En el cono de La Guaira se asignó a los sedimentos una densidad promedio de 2,065 gr/cm3 (Tabla 1).

Tabla 1. Rango de densidades y densidades promedios para basamento y

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aluviones en la zona de estudio.

CUERPO MODELADO DENSIDAD (gr/cm3) PROMEDIO (gr/cm3)

ASOCIACIÓN METAMÓRFICA DE LA COSTA

2,69 2,69

ALUVIÓN (OAL) 1,90-2,25 2,065

Las mayores profundidades se observan en el cono de Caraballeda, donde se alcanzan valores máximos cercanos a los 450 m hacia la línea de costa, mientras que en el cono de La Guaira se observan profundidades máximas cercanas a los 180 m (Figura 8). El cono de Macuto presenta profundidades cercanas a 200 m en el lado oeste y a 290 m hacia el este en Punta el Cojo.

Figura 8. Modelo de profundidades del basamento rocoso entre La Guaira y Tanaguarena.

La forma del basamento exhibida presenta ciertas irregularidades. Estas se comportan de manera acorde con la topografía que se observa en la cara norte del Ávila. El buzamiento del basamento debajo de los distintos conos se encuentra entre los 17º y 21º, con un valor promedio para toda la región de estudio cercano a los 19º hacia el norte.

4. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

En las zonas de Macuto, Caraballeda y Tanaguarena los sedimentos están

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conformados por tres capas: sedimentos sueltos, sedimentos compactados (aluvión) y sedimentos consolidados. Las velocidades de ondas sísmicas (ondas P y S) no presentan una marcada variación entre los distintos conos aluviales. En todas las zonas se observaron espesores de sedimentos saturados con velocidad de onda P entre los 1700-1900 m/s hasta aproximadamente 60-100 m. El nivel freático se ubica entre 5-10 m de profundidad, lo que coincide con las observaciones de campo hechas por Castilla (2000). En mediciones sísmicas de los estratos someros, Alonso et al. (2002) identificaron en la zona de Tanaguarena un estrato con velocidades de 2000 m/s a una profundidad máxima de 33 m en la línea de costa. Estos valores son cercanos a los valores reportados en el presente trabajo y se supone que se refieren igualmente a los sedimentos saturados. La base de esta capa y su velocidad, asumido en 2500 m/s, solo ha sido inferida debido a que no pudo ser observado por las limitaciones de los tendidos empleados (Alonso et al., 2002). Con los datos obtenidos en la costa de Tanaguarena, se evidencia que los espesores de los sedimentos saturados son considerablemente mayores a las reportados por Alonso et al. (2002).

El análisis de las ondas S permite diferencias generalmente 3 capas con una profundidad máxima de penetración de 70 m. En la primera capa se observan rangos de velocidades entre 215 m/s y 400 m/s, interpretado como sedimentos aluvionales poco consolidados. La segunda capa muestra velocidades de ondas S entre 425 m/s y 570 m/s, lo que corresponde a una litología conformada por sedimentos mas compactados. La capa más profunda observada en los registros de las ondas S muestra velocidades entre 600 m/s y 750 m/s, asociadas a sedimentos consolidados. En la parte costera de Caraballeda, los espesores del estrato con Vs menor al a 500 m/s varian entre 50 y 70 m, lo que coincide con los resultados obtenidos por Weston (1969), quienes reportan para esta profundidad un aumento en las ondas P de 1800 a 2400 m/s y sedimentos finos (arena fina intercalada con arcilla) con números de golpe SPT menores a 100.

Con las velocidades de onda S promedio para los primeros 30 m de profundidad, se clasificaron los sedimentos según la Norma Covenin 1756-98 en suelos duros o densos con velocidades entre 250 – 400 m/s; suelos muy duros o muy densos con velocidades promedio entre 400 – 500 m/s; y velocidades mayor a 500 m/s, considerados como roca sana o fracturada (COVENIN, 1998). Es importante destacar que la caracterización de los suelos en la Norma de Construcciones Sismorresistentes obedece a criterios netamente geotécnicos. Del punto de vista geológico, lo que se clasifica en la norma como roca dura o fracturada pueden ser sedimentos consolidados del punto de vista genético.

En las zonas de Macuto, Caraballeda y Tanaguarena, los valores de período fundamental de vibración del suelo se ubican entre 0,9-1,8 s (con valores máximos hasta 2,7 s), correspondiendo a los mayores espesores de sedimentos.

El comportamiento de las anomalías de Bouguer observado en la zona de estudio presenta una clara tendencia este-oeste, y un gradiente aproximado, representativo de toda la zona, de 9,8 mgal/km. Los valores de anomalías de Bouguer disminuyen hacia el norte, presentando valores mínimos hacia la línea de costa, lo cual refleja un marcado buzamiento del basamento rocoso en la misma dirección. La magnitud del gradiente y su mínima variación a lo largo de los perfiles interpretados demuestra una influencia predominantemente regional, debida al basamento, en el comportamiento de las anomalías de Bouguer. El basamento rocoso de los conos aluviales de La Guaira, Macuto y Caraballeda presenta un fuerte buzamiento hacia

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el norte, con un ángulo aproximado representativo de toda el área entre los 17º y 21º. Basado en las observaciones sísmicas hechas posterior al sismo de Caracas de 1967, se identificaron profundidades máximas hacia la línea de costa de 450 metros al este del cono de Caraballeda (Weston, 1969), lo que fue corroborado por el modelado gravimétrico. En los demás conos, las profundidades máximas son 180 m en el cono de La Guaira y de 290 m en el cono de Macuto, específicamente en Punta El Cojo, basado en los modelados gravimétricos. La forma del basamento rocoso modelado es irregular y guarda relación con la topografía de la zona. También se observa la continuación en profundidad de los efectos erosivos del drenaje, principalmente en las cercanías a la falda del Ávila.

En el presente trabajo se logra identificar la distribución de las velocidades de ondas de corte en la parte somera y confirmar la configuración general de los conos aluviales, reportadas por Weston (1969), mediante el análisis de mediciones de ruido ambiental y gravimétricos. Sin embargo, las mediciones sísmicas tienen su límite de resolución en profundidad en aproximadamente 70 m, debido a la restricción en la fuente de energía aplicada. Para obtener información detallada de la geometría de los conos sedimentarios hasta llegar al basamento rocoso, deberían aplicarse fuentes con cargas de explosivos mayores.

5. AGRADECIMIENTOS

Se agradece a la Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas (FUNVISIS) por el financiamiento de los estudios realizados y el préstamo de los equipos requeridos en las distintas mediciones. Igualmente al Prof. R. Meza y los estudiantes de la cátedra de Instrumentación del Departamento de Geofísica (UCV) por su participación en las mediciones en Macuto y Tanaguarena; y J. Suniaga y F. Mendoza por su apoyo en la preparación de las voladuras en Marzo-Abril 2001. Se agradece al Destacamento 58 de la GN el apoyo en el manejo del explosivo (pólvora) y V. Rocabado por su apoyo en las mediciones y procesamiento de las mediciones de ruido ambiental. Igualmente a J. Sánchez por el apoyo prestado en las mediciones y procesamiento de las mediciones gravimétricas.

Este artículo es una contribución presentada en el “III Coloquio sobre Microzonificación Sísmica” celebrado en Caracas del 15 al 18 de Julio 2002. El proceso de edición fue llevado a cabo por Franck A. Audemard M., Michael Schmitz y José Antonio Rodríguez A. (FUNVISIS), con el apoyo de dos revisores externos, a los cuales se les agradece su contribución para la mejora del artículo.

6. REFERENCIAS

1. Alonso, J.L., Rodríguez, J.E., Bermúdez, M. 2002. Microzonificación sísmica de la región de Tanaguarena en el Litoral Central orientada al diseño sismo-resistente. III Coloquio sobre Microzonificación Sísmica, Caracas, 15 al 18 de Julio 2002, Memorias, Serie Técnica No. 1-2002, FUNVISIS, Caracas, 13-17.

2. Dobrin, M., 1976. Introduction to geophysical prospecting. McGraw Hill, New York, 485 p.

3. Barboza, L. y Rodríguez, S. 2001. Integración de la geología del estado Vargas y del flanco sur del Macizo del Ávila al norte de Caracas. Trabajo Especial de Grado, Departamento de Geología, Escuela de Geología, Minas y Geofísica, Facultad de

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Ingeniería, Universidad Central de Venezuela. Inédito. 316 p.

4. BSSC-NEHRP, 2000. NEHRP Recommended Provisions for seismic regulations for new buildings and other structures. Part 1: Provisions (FEMA 368); Part 2: Commentary (FEMA 369). Prepared by the Building Seismic Safety Council for the Federal Emergency Management Agency (FEMA), Washington DC. (www.bssconline.org/NEHRP2000/)

5. Cano, V. y Melo, L. 2000. Evaluación preliminar de las quebradas Anauco y Catuche en ocasión de las lluvias sucedidas durante el mes de noviembre, 2000. Departamento de Ciencias de la Tierra, FUNVISIS. Informe inédito para el Ministerio de Ciencia y Tecnología, 3 p.

6. Castilla, R. 2000. Facies sedimentarias del abanico de Caraballeda y su relación con la posible licuación de suelos ocurrida durante el sismo de caracas de 1967. Univ. Central de Venezuela, Fac. de Ing., Escuela de Geología, Minas y Geofísica, Investigación Aplicada. 24 p.

7. COVENIN, 1998. COVENIN 1756-98, Revisión 2001 -“Edificaciones Sismorresistentes”, Ministerio de Desarrollo Urbano – FUNVISIS.

8. Cragno, A. y Romero, M., 2001. Evaluación geofísica integral de los conos aluviales de Macuto, Caraballeda y Tanaguarena. Trabajo Especial de Grado, Departamento de Geofísica, Escuela de Geología, Minas y Geofísica, Facultad de Ingeniería, Universidad Central de Venezuela. Inédito. 316 p.

9. FUNVISIS, 1978. Segunda Fase del Estudio del Sismo ocurrido en Caracas el 29 de Julio de 1967. Ministerio de Obras Públicas, Comisión Presidencial para el Estudio del Sismo, FUNVISIS, Caracas, Venezuela, Volumen A, pp. 517.

10. Gardner, G.H.F., Gardner, L.W. and Gregory, A.R., 1974. Formation velocity and density: the diagnostic basis for stratigraphic traps. Geophysics, 39: 770-780.

11. Ibs-von Seht, M. and Wohlenberg, J., 1999. Microtremor measurements used to map thickness of soft sediments. BSSA, 89, 250-259.

12. Lineham, S.J. and Murphy, V.J., 1974. Caracas earthquake of July 1967: geophysical field measurements. 5th WCEE, Rome, Proceedings, 767-770.

13. Nakamura, Y., 1989. A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using microtremor on the ground surface. Qr of rtri, Vol 30, No 1, Feb 1989.

14. Rocabado, V. 2000. Períodos fundamentales del suelo de la ciudad de Caracas a partir de mediciones de ruido ambiental. Trabajo Especial de Grado. Publicado en CD GEOS 35 (2002) UCV, Caracas.

15. Schmitz, M., Malavé, G., LaCruz, A., Cavada, J., Orihuela, N., Audemard, F.A., Kantak, P. y Diaz, M., 2000. Determinación de la geometría de los conos aluviales en el Estado Vargas con métodos geofísicos y geológicos. X Congreso Venezolano de

Page 17: Boletín Técnico Nivel Freático

Geofísica, Caracas, CD, 8 pp.

16. Urbani, F. 2005. Nomenclatura de las unidades de rocas ígneas y metamórficas de la Cordillera de la Costa, Venezuela. Boletín Técnico IMME.

17. Weston Geophysical Engineers International INC, 1969. Investigaciones Sísmicas en el Valle de Caracas y en el Litoral Central (bajo la planificación y supervisión de la Comisión Presidencial para el Estudio del Sismo), pp. 1-22.ineering, New Zealand, 2000.

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