4 10 113 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/561caf4c9c584e980e3bbc99b14e85ae.pdf dc69ffd8e338e3806de206fc194c79c6 PDF Text Text TESIS Evaluación del impacto ambiental por presencia de hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos. Omer Enrique Vílchez Fernández �Página legal Título de la obra: Evaluación del impacto ambiental por presencia de hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos,61pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 1. Autor: Omer Enrique Vílchez Fernández 2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Digitalización. Lic. Liliana Rojas Hidalgo Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015 La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas. La licencia completa puede consultarse en: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode Editorial Digital Universitaria Instituto Superior Minero Metalúrgico Ave Calixto García Íñiguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología Evaluación del impacto ambiental por presencia de hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos. Tesis en opción al título académico de Máster en Geología Autor: Omer Enrique Vílchez Fernández Maracaibo, 2014 �Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología Título: Evaluación del impacto ambiental por presencia de hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos. Tesis en opción al título académico de Máster en Geología Autor: Omer Enrique Vílchez Fernández Tutor: Dra. C. Mayda Ulloa C Maracaibo, 2014 �ÍNDICE INTRODUCCIÓN 1 CAPÍTULO I – MARCO TEÓRICO 6 1.1 1.2 1.3 6 7 8 9 9 11 13 14 16 16 17 17 19 19 20 20 20 22 22 23 23 23 24 28 39 Antecedentes de la investigación Área de estudio. Instrumento legal y normativo de la investigación 1.3.1Constitución de la República Bolivariana de Venezuela 1.3.2 Decreto 883 Articulo 10 1.3.3 Decreto 2635 Articulo 50 1.4 Menes 1.5 Métodos de evaluación de impacto ambiental 1.6 Método de criterios relevantes integrados (CRI ) 1. 6.1 Identificación de impacto 1. 6.2 Indicadores de impacto 1. 6.3 Valor de impacto ambiental 1. 6.4 Ponderación de los indicadores de impacto 1. 6.5 Ficha descriptiva de los resultados de la evaluación 1. 6.6 Jerarquización de impacto ambiental 1. 6.7 Aplicación de medidas de prevención, mitigación o corrección 1.7 Análisis SARA CAPÍTULO II –MARCO METODOLOGICO 2.1 Tipo de investigación. 2.2 Nivel de la investigación. 2.3 Metodología aplicada. 2.3.1 Observación de campo. 2.3.2 Caracterización del área de estudio. 2.3.3 Toma de muestras. 3.3.4 Aplicación del Método de los criterios relevantes integrados. CAPITULO III- ANALISIS DE RESULTADOS CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA 48 59 60 61 VII �ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.1 Ubicación geográfica del área de estudio 8 Figura 1.2 Mene cerro la estrella mene grande 14 Figura 1.3 Diagrama del VIA 18 Figura 1.4 Diagrama ternario SARA 21 Figura 2.1 Etapas metodológicas de la investigación 22 Figura 2.2 Cauce de agua 24 Figura 2.3 Estación de flujo concordia 24 Figura 2.4 Pozo abandonado T-194 24 Figura 2.5 Mene 1 24 Figura 2.6 Mapa del distrito colon 25 Figura 2.7 Columna estratigráfica de los campos de distrito colon 27 Figura 2.8 Mapa estructural campo las cruces 28 Figura 2.9 Corte geológico campo las cruces 28 Figura 2.10 Ubicación geográfica de los puntos de muestreo de suelo 30 Figura 2.11 Toma de muestra suelo 1 30 Figura 2.12 Toma de muestra suelo 2 30 Figura 2.13 Ubicación geográfica de los puntos de muestreo del agua 33 Figura 2.14 Toma de muestra de Agua de Mene 33 Figura 2.15 Muestra de Agua Caño 1 34 Figura 2.16 Muestra de Agua Caño 2 34 Figura 2.17 Ubicación geográfica de los puntos de muestreo de menes 37 Figura 2.18 Toma de muestra Mene 1 37 Figura 2.19 Toma de muestra Mene 2 37 Figura 3.1 Diagrama ternario SARA de las muestras M1 y M2 54 VIII �INDICE DE TABLAS Tabla 1.1. Límites máximos de calidad de líquidos vertidos. 10 Tabla 1.2. Anexo D Concentraciones máximas permisibles en lixiviados. 12 Tabla 1.3. Límites permisibles de la mezcla suelo/desecho. 13 Tabla 1.4. Principales métodos para la evaluación de impactos ambientales. 15 Tabla 1.5. Escala de clasificación de impactos. 18 Tabla 1.6. Criterios de evaluación y peso asignado 19 Tabla 1.7. Jerarquización de impactos. 20 Tabla 2.1. Identificación de la Muestras de suelo. 29 Tabla 2.2. Análisis de las Muestras de Suelo. 31 Tabla 2.3. Identificación de las Muestras de Agua. 33 Tabla 2.4. Resultados de las muestras de agua. 35 Tabla 2.5. Identificación de las muestras de Mene. 37 Tabla 2.6. Resultados análisis SARA. 38 Tabla 2.7. Impactos de Ambientes a Evaluar. 39 Tabla 2.8. Jerarquización del impacto sobre el suelo. 40 Tabla 2.9. Jerarquización del impacto sobre los cauces de agua. 42 Tabla 1.10. Jerarquización del impacto sobre el aire. 43 Tabla 2.11. Principales representantes de la vegetación del Fundo los Clavelitos. 44 Tabla 2.12. Jerarquización del impacto sobre la flora. 45 Tabla 2.13. Principales representantes de la fauna en el Fundo los Clavelitos. 46 Tabla 2.14. Jerarquización del impacto sobre la fauna. 47 Tabla 3.1. Comparación de las muestras de suelo con parámetros permisibles 49 Tabla 3.2. Comparación de las muestras de agua con parámetros permisibles. 51 Tabla 3.3. Resumen del método CRI 57 IX �INTRODUCCIÓN Los hidrocarburos son compuestos químico-orgánicos que resultan de la combinación del carbono (C) con el hidrogeno (H), abarcan los cuatro estados: Gaseosos, líquidos, semisólidos y sólidos, como aparecen en la superficie terrestre, o gaseosos y líquidos en las formaciones geológicas en el subsuelo. La fuente de los hidrocarburos tiene una procedencia de tipo orgánico, lo que indica que la materia orgánica tuvo que ser sintetizada por organismos vivientes y por lo tanto debió depositarse y preservarse en sedimentos. Dependiendo de las condiciones geológicas dadas parte de este material se transforma en compuestos de naturaleza petrolera. La base fundamental para la producción masiva de materia orgánica fue la fotosíntesis, la cual apareció aproximadamente hace 2000 millones de años en tiempos precámbricos. Desde esa época a la era devónica la primera fuente de materia orgánica fue el fitoplancton marino. A partir del devónico, la mayor contribución a la materia orgánica fue por parte de plantas terrestres. Algunos animales grandes como peces, contribuyeron muy poco a la generación de materia orgánica. En resumen, los principales contribuidores de material orgánico en los sedimentos fueron las bacterias, fitoplancton, zooplancton y plantas de mayor tamaño. Los escudos continentales en áreas de aguas tranquilas, como lagos, cuencas profundas y pendientes continentales, poseen las condiciones favorables para la deposición de los sedimentos ricos en materia orgánica. Las tres etapas principales para la evolución de la materia orgánica son diagénesis, catagénesis y metagénesis. La diagénesis toma lugar en sedimentos recientemente depositados donde se presenta actividad microbial. Al finalizar la diagénesis, la materia orgánica consta principalmente de un residuo fosilizado e insoluble llamado kerógeno. La catagénesis resulta de un incremento en la temperatura durante el sepultamiento del material en las cuencas sedimentarias. La mayor parte de la generación de hidrocarburos se debe a la descomposición térmica del kerógeno. 1 �La metagénesis toma lugar a altas profundidades, donde tanto la presión como la temperatura son altas. En esta etapa, la materia orgánica está compuesta solamente de metano y carbono residual. Los constituyentes del kerógeno residual se convierten en carbono granítico. (Escobar, 2004) El origen del hidrocarburo radica, en la existencia de una cuenca sedimentaria donde exista la posibilidad de acumulación de sedimentos. La roca madre es una de las partes más importantes de una cuenca sedimentaria; es la responsable de la generación del hidrocarburo. Una vez formado migra en el subsuelo por medio de rocas permeables y porosas, así como también por la acción de factores estructurales (fallas, diaclasas, pliegues, etc.), hasta conseguir en su trayecto rocas impermeables o arreglos estructurales que permitan el entrampamiento del mismo. De esta manera, se constituye tanto la roca almacén, donde se acumulan los hidrocarburos que se extraen comercialmente, también conocida como yacimiento petrolífero y la roca sello, secuencia litológica de porosidad y permeabilidad reducidas, la cual sirve como sello a la migración del hidrocarburo, y soporta la constitución de una trampa petrolífera. Los menes nombre dado en Venezuela por los incas Copey, son emanaciones naturales de hidrocarburos, las cuales afloran a la superficie por medio de fracturas (fallas y diaclasas), estos dieron origen a los nombres de campos petroleros como Mene Grande, en el estado Zulia y Mene Mauroa, en el Estado Falcón. Los romanos los llamaron Lacus Asfaltitus, los egipcios mumiya (árabe), Los persas le decían mum. Los indios precolombinos mexicanos los llamaban chapapoteras y de allí chapapote, Los colonos de los hoy Estados Unidos los denominaron seepages. Puede decirse que, en mayor menor escala, en muy variados sitios de la Tierra existen emanaciones o rezumaderos que atrajeron la atención de los exploradores en busca de posibles acumulaciones petrolíferas comerciales. Los recientes adelantos científicos tecnológicos empleados en exploraciones costa fuera han permitido detectar emanaciones petrolíferas en el fondo de los mares. Tal es caso de 2 �hallazgos hechos frente a las costas de California en el océano Pacífico y en las de Louisiana y Texas en el golfo de México. (Barberii, 1998) La presencia comercial de hidrocarburos en Venezuela data desde principios de siglo XX con el descubriendo del pozo Zumaque 1 en 1914 en Mene Grande, Estado Zulia, esto conllevó al estudio geológico de todo el territorio nacional en busca de nuevos yacimientos petrolíferos. La actividad petrolera ha generado presencia de hidrocarburos en diversas áreas como la exploración, producción, transporte y almacenamiento. En la región de Casigua El Cubo, específicamente en el Campo Las Cruces, existen yacimientos de petróleo y por ende numerosos pozos, algunos de estos depletados con el pasar del tiempo lo cual ha traído como consecuencia su abandono. En dicho campo se han realizado algunos estudios geológicos que tuvieron como finalidad la búsqueda de hidrocarburos lo cual ha permitido obtener información sobre el mismo, tal como: Estratigrafía de la zona, Corte Geológico, Mapa Estructural. La zona presenta una geología compleja “El Campo Las Cruces es un domo fallado alargado en dirección NE-SO sobre el corrimiento de tarra. El corrimiento determina tres unidades tectónicas. El flanco este sobrecorrido, una cuña de falla entre dos planos convergentes. Se aprecia un sistema de fallas inversas transversales, de rumbo Noreste-Suroeste y buzamiento oeste con desplazamientos de 100 hasta 1000 pies.” (PDVSA- Intevep, 1997) La problemática planteada en dicha investigación radica en que existe presencia de hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos, Casigua El Cubo, Municipio Jesús María Semprún del Estado Zulia, lo cual está generando un impacto ambiental. Dicho Fundo se encuentra dentro del Campo petrolero denominado Las Cruces. Las posibles causas de la presencia de hidrocarburo en la zona, son pozos petroleros abandonados, específicamente el T-194, T-219 y el T-184, la estación de flujo Concordia, así como también afloramientos naturales de hidrocarburos (Menes). Esto trae como consecuencia la afectación de la flora, fauna, aire, suelos y cauces de 3 �agua. Cabe destacar que el propietario de la finca reporta que en los últimos 14 años se ha incrementado la presencia hidrocarburos lo que ha ocasionado la muerte de varios animales, entre ellos ganado vacuno de su propiedad. Por los motivos antes expuestos el problema de la investigación es la presencia de hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos, por lo que se desea conocer el impacto ambiental, así como también los factores que lo generan, para de esta manera proponer medidas que permitan mitigar la contaminación. Debido al problema planteado el presente trabajo tiene como objetivo general Evaluar el Impacto Ambiental por presencia de Hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos. Para dar cumplimento con el objetivo general planteado nos trazamos una serie de objetivos específicos: • Identificar los principales elementos causales que generan la presencia de hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos. • Caracterizar los rasgos geológicos del área de estudio. • Analizar la composición físico química de las muestras de agua, suelo e hidrocarburos obtenidas en el en el Fundo Los Clavelitos y comparar con la normativa ambiental Venezolana. • Aplicar el método de los criterios relevantes integrados para la determinación del impacto ambiental. • Proponer un sistema de medidas mitigantes y correctoras de la contaminación. El objeto de la investigación es la presencia de hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos el cual se encuentra dentro de la estructura geológica del Campo Las Cruces, dicho campo está ubicado en la parte suroeste del Lago de Maracaibo. Para lograr el objetivo planteado se parte de la hipótesis de que, a través, de los datos obtenidos mediante la toma de muestras en el Fundo Los Clavelitos y el levantamiento geológico del área afectada es posible saber el origen y la magnitud del impacto generado por el hidrocarburo en el Fundo. 4 �Los principios metodológicos que se aplicaran serán la observación de campo, lo cual nos permitirá saber de dónde proviene la presencia de hidrocarburo, la caracterización del área de estudio, la tomas de muestras representativas de suelo, agua de cauce y menes necesarias para la aplicación del método de evaluación del impacto ambiental seleccionado, para posteriormente proponer el sistemas de medidas mitigantes y correctoras en el Fundo Los Clavelitos. Por otro lado, cabe señalar que los análisis de saturados, aromáticos, resinas asfáltenos (SARA), realizadas nos permitirán determinar la naturaleza fisicoquímica del hidrocarburo existente en el Fundo Los Clavelitos, a través del diagrama de tisott, para así poder diferenciar si el crudo es normal o pesado biodegradado. Con relación a la justificación del tema de estudio es de mencionar que en la actualidad no se conocen estudios previos realizados sobre la contaminación e impacto ambiental generados por la presencia de Menes en Venezuela, así como referencias del mismo en otras partes del mundo, solo han sido estudiados desde el punto de vista de la geoquímica, lo cual permite determinar a través de la distribución de biomarcadores el origen de la roca madre que los genero. De allí, la importancia de llevar a cabo dicha investigación, dando así un aporte significativo en el conocimiento de las acciones mitigantes y correctivas que se pueden aplicar para minimizar la contaminación que ellos generan. Cabe destacar que el presente estudio servirá de antecedente para investigaciones futuras relacionadas con el tema. 5 �CAPÍTULO I – MARCO TEORICO Este capítulo contiene la sustentación teórica de los objetivos planteados en la investigación, en el mismo el investigador realiza una revisión y análisis de las teorías desarrolladas y demostradas por autores dentro del área de estudio, así como antecedentes de otras investigaciones referentes al tema investigado. 1.1 Antecedentes de la investigacion. La presencia de menes en Venezuela constituyeron un atractivo en la exploración de hidrocarburos a principios del siglo XX, las investigaciones relacionadas con los mismos han dado como resultado aportes importantes con respecto a su origen. Como soporte para esta investigación se consultaron algunos trabajos relacionados con los mismos. El estudio de Rojas (2008), sobre la Geoquímica de los menes y relación GeológicaEstructural con la falla El Tigre, sector Cachiri, Estado Zulia. Con este estudio geoquímico detallado, se logró caracterizar los biomarcadores presentes en las fracciones de hidrocarburos saturados y aromáticos; así como determinar los niveles de metales trazas (vanadio y níquel) y las concentraciones de azufre presentes en los crudos. Esta última información fue interpretada, utilizando herramientas de la geoquímica orgánica del petróleo. Esto permitió realizar un sistema de clasificación de crudos (Hunt, 1996; Tissot y Welte, 1984; Moldowan y Peters, 1993) para establecer el ambiente deposicional de la roca madre que generó estos fluidos orgánicos; así como los vínculos genéticos que tienen entre si las muestras analizadas. Paralelamente, se realizó la interpretación geológico-estructural de la falla El Tigre y su relación con las emanaciones de hidrocarburos, en el área de estudio. Este estudio represento un aporte importante a la investigación, ya que se tomo como guía para la clasificación del hidrocarburo presente en el Fundo Los Clavelitos 6 �a través del diagrama ternario SARA de Tissot y Welte, 1984 el cual es utilizado en el mismo., el crudo presente es normal o es un crudo pesado alterado. Petróleos de Venezuela S.A (PDVSA) en 2011, La División costa oriental del lago Exploración y Producción Occidente presentó el Proyecto Abandono y desincorporación de pozos del campo Mene de Acosta en 2011. En este proyecto PDVSA comprometida con el ambiente y los recursos naturales, profundizó su gestión en salvaguardar la flora y fauna autóctonas de las áreas de desarrollo de interés petrolero y en especial, en el Centro Occidente del País se incrementa su potencial sin que esto signifique una afectación cuantiosa de los recursos naturales de la región, por lo cual se planificó la desincorporación del Campo Mene de Acosta, en el Estado Falcón. En virtud de que se trata de disminuir los impactos ambientales en las áreas a través de la implementación de tecnologías más amigables con el entorno se integró este adendum al Estudio de Impacto Ambiental y Socio Cultural, para describir de manera detallada los aspectos considerados a implementar en la desincorporación, cementación y abandono definitivo de los pozos existentes en el campo Mene de Acosta del Estado Falcón. En el proyecto se aplicó el método de los criterios relevantes integrados para la evaluación del impacto ambiental y se estableció un programa de medidas para aminorar los efectos al ambiente, por tal motivo fue de gran ayuda para la investigación debido a que se utilizó el mismo método. 1.2 Área de estudio. El Fundo Los Clavelitos se encuentra ubicado al suroeste del Lago de Maracaibo en el municipio Jesús María Semprún específicamente en la capital Casigua El Cubo el Cubo, posee una intensión de 50 hectáreas, en la figura 1.1 se muestra su ubicación geográfica. 7 �División política territorial mapa 16 1995 Figura. 1.1 Ubicación geográfica del área de estudio. Fuente: Vílchez 2013. Datos de Casigua El Cubo. � Temperatura del área: En la zona de se registra una temperatura anual promedio de 24ºc. � Precipitaciones: El promedio anual es de 2334mm. � Tipo de Clima: Tropical lluvioso de selva con fuerte e intensas precipitaciones todo el año. 1.3 Instrumento to legal y normativo de la investigacion. Para esta investigación se consideraron algunas disposiciones establecidas por el estado venezolano en materia ambient ambienta tales como: La Constitución de la República Bolivariana de Venezuela, Decreto 883 y el decreto 2635 8 �1.3.1 Constitución de la República Bolivariana de Venezuela. En referencia al trabajo de investigación la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela de 1999 en el Capítulo IX de los derechos ambientales en su Artículo 129 reza “Todas las actividades susceptibles de generar daños a los ecosistemas deben ser previamente acompañadas de estudios de impacto ambiental y socio cultural. (....). 1.3.2 Decreto No. 883 “Normas para la clasificación y control de la calidad de los cuerpos de agua y vertidos o afluentes líquidos”. Gaceta Oficial Extraordinaria Nº 5.021 de fecha 18 de diciembre de 1995 En el decreto se señala la calidad de un cuerpo de agua a través de la caracterización física, química y biológica de aguas naturales para determinar su composición y utilidad al hombre y demás seres vivos. El mismo considera que la contaminación de las aguas es la acción o efecto de introducir elementos, compuestos o formas de energía capaces de modificar las condiciones del cuerpo de agua superficial o subterráneo de manera que se altere su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica para el desarrollo de la vida acuática y ribereña. Sección III De las Descargas a Cuerpos de Agua. Artículo 10. A los fines de este Decreto se establecen los siguientes rangos y límites máximos de calidad de vertidos líquidos que sean o vayan a ser descargados, en forma directa o indirecta a ríos, estuarios, lagos y embalses ver (Tabla 1.1.) 9 �Tabla. 1.1 Límites máximos de calidad de líquidos vertidos. Parámetros Físico-Químicos Aceites minerales e hidrocarburos Aceites y grasas vegetales y animales. Alkil Mercurio Aldehídos Aluminio total Arsénico total Bario total Boro Cadmio total Cianuro total Cloruros Cobalto total Cobre total Color real Cromo total Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5,20) Demanda Química de Oxígeno (DQO) Detergentes Dispersantes Espuma A Estaño Fenoles Fluoruros Fósforo total (expresado como fósforo) Hierro total Manganeso total Mercurio total Nitrógeno total (expresado como nitrógeno) Nitritos + Nitratos (expresado como nitrógeno) pH Plata total Plomo total l Selenio Sólidos flotantes Sólidos suspendidos Sólidos sedimentables Sulfatos Sulfitos Sulfuros Zinc Límites máximos o rangos 20 mg/l 20 mg/l No detectable (*) 20 mg/l 5 mg/l 0,5 mg/l 5 mg/l 5 mg/l 0,2 mg/l 0,2 mg/l 1000 mg/l 0,5 mg/l 1 mg/l 500 Unidades de Pt-Co 2 mg/l 60 mg/l 350 mg/l 2,0 mg/ 2,0 mg/l Ausente 5,0 mg/l 0,5 mg/l 5,0 mg/l 10 mg/l 10 mg/l 2,0 mg/l 0,01 mg/l 40 mg/l 10 mg/l 6-9 0,1 mg/l 0,5 mg/ 0,05 mg/l Ausentes 80 mg/l 1,0 ml/l 1000 mg/l 2,0 mg/l 0,5 mg/l 5,0 mg/l Fuente: Vilchez 2013 10 �1.3.3 Decreto 2635 “Normas para el control de la recuperación de materiales peligrosos y el manejo de los desechos peligrosos”. Gaceta Oficial Extraordinaria No 5245 del 3 de agosto de 1998. Este decreto considera que un desecho peligroso es un desecho en cualquier estado físico sólido, líquido o gaseoso, que presenta características peligrosas o que está constituido por sustancias peligrosas y que no conserva propiedades físicas ni químicas útiles y por lo tanto no puede ser rehusado, reciclado, regenerado u otro diferente. Artículo 50.- La práctica de esparcimiento en suelos se llevará a cabo cumpliendo con las siguientes condiciones: 1) El área de disposición final debe estar alejada por lo menos 500 m de cuerpos de agua o fuera de la planicie de inundación de dichos cuerpos, de acuerdo a la información hidrológica existente. 2) La topografía del área de disposición final deberá tener una pendiente menor de 3 %, orientada hacia el cuerpo de agua superficial más cercana. 3) El desecho no debe exceder las concentraciones máximas permisibles en lixiviados, establecidas en el Anexo D. (Tabla. 1.2) 11 �Tabla. 1.2 Anexo D Concentraciones máximas permisibles en lixiviados. ANEXO D CONCENTRACIONES MAXIMAS PERMISIBLES EN LIXIVIADOS Constituyente Arsénico Bario Cadmio Cromo hexavalente Níquel Mercurio Plata Plomo Selenio Acrilonitrilo Clordano O-cresol M-cresol P-cresol Acido 2,4- diclorofenoxiacetico 2,4-dinitrotolueno Endrin Hexacloroetano Lindano Metoxicloro Nitrobenceno Pentaclorofenol 2,3,4,6-tetraclorofenol Toxafeno (canfenoclorado tecnico) 2,4,5-triclorofenol 2,4,6-triclorofenol Acido 2,4,5-tricloro fenoxipropionico (silvex) Concentración máxima permitida (mg/l) 5.0 100.00 1.0 5.0 5.0 0.2 5.0 5.0 1.0 5.0 0.03 200.0 200.0 200.0 Constituyente 10.0 Benceno Eter bis (2-cloro etilico) Clorobenceno Cloroformo Cloruro de metilo Cloruro de vinilo 1,2-diclorobenceno 1,4-diclorobenceno 1.2-dicloroetano 1.1-dicloroetileno Disulfuro de carbono Fenol Hexaclorobenceno Hexacloro-1,3butadieno Isobutanol 0.13 0.02 3.0 0.4 10.0 2.0 100.0 1.5 0.5 Etilmetilcetona 1.1.1.2-tetracloroetano 1.1.2.2-tetracloroetano Tetracloruro de carbono Tetracloroetileno Tolueno 1.1.1-tricloroetano 1.1.2-tricloroetano Tricloroetileno Concentración máxima permitida (mg/l) 0.5 0.05 100.0 6.0 8.6 0.2 4.3 7.5 0.5 0.7 14.4 14.4 0.13 0.5 36.0 200.0 10.0 1.3 0.5 0.7 14.4 30.0 1.2 0.5 400.0 2.0 1.0 Fuente: Decreto 2635. Modificado Vílchez 2013 12 �4. La mezcla suelo/desecho debe cumplir con los parámetros establecidos en la lista siguiente. (Tabla. 1.3). Tabla. 1.3 Límites permisibles de la mezcla suelo/desecho. pH Conductividad eléctrica (mmhos/cm) Cloruros totales (ppm) Relación de adsorción de Sodio (RAS) Aluminio intercambiable (meq/100 gr) Saturación con bases (%) Aceites y grasas (% en peso) Arsénico Bario Cadmio Mercurio Selenio Plata Cromo Cinc Plomo 5-8 < 3,5 < 2.500 <8 < 1,5 > 80 ≤1 25 mg/kg 20.000 mg/kg 8 mg/kg 1 mg/kg 2 mg/kg 5 mg/kg 300 mg/kg 300 mg/kg 150 mg/kg Fuente: Vílchez 2013 1.4 Menes. El petróleo se menciona desde la llegada de los españoles a Venezuela. Al recorrer las costas de Maracaibo a la Isla de Cubagua y llegando a esta última, es donde descubren ese “Licor Verde”. Desde esa fecha, se empieza hablar de un aceite de olor desagradable que fluye de manera natural “junto al mar”, al que los aborígenes dan diversos usos: Calafatear sus barquichuelos, proteger ciertos enseres, hacen luz quemándolo y en aplicación con fines medicinales. Este mineral que describe Fernández de Oviedo G. y Valdez (1535), en su Historia Natural de los Indios y Tierra Firme del Mar Océano, lo llama “según los naturales starcus daemonii o Mene, como lo denominan los indígenas del Lago de Maracaibo. Es el emperador Carlos V quien, en 1539, recibe el primer barril de petróleo exportado por un país, enviado desde la isla de Cubagua por el Tesoro de Nueva 13 �Cádiz Francisco de Costellao, para aliviar la gota del emperador. Es una señal de lo que sería el signo de la Venezuela del siglo XX XX. (Muñoz, 1987). Los menes son emanaciones petrolíferas que provienen del subsuelo y afloran o salen len a la superficie de forma natural, a través, de la porosidad de la roca o fracturas abiertas. El termino mene es el nombre que le asignaron nuestros indígenas. La existencia de un mene podría ser los primeros indicios de la presencia de hidrocarburos en el subsuelo, los primeros geólogos exploradores de petróleo lo usaban como signo de la existencia de un posible yacimiento petrolífero. petrolífero (Figura. 1.2) Figura. 1.2 Mene cerro la estrella mene grande. Fuente: Vílchez 2013 1.5 Métodos de evaluación de impacto ambiental. Los métodos y técnicas usualmente aceptadas están destinados a medir tanto los impactos directos, que involucran pérdida parcial o total de un recurso o el deterioro de una variable ambiental, como la acumulación de impactos ambientales y la inducción de riesgos potenciales. La utilización de métodos para identificar las modificaciones en el medio, es una tarea relativamente fácil. Pero otra cosa es la calificación de esas modificaciones: todos los aspectos y parámetros pueden medirse; la dificultad está en valorarlos. La medición puede ser cuantitativa o cualitativa; ambas son igualmente importantes, aún cuando requieren de criterios específicos para su definición adecuada. La 14 �predicción implica seleccionar los impactos que efectivamente pueden ocurrir y que merecen una preocupación especial por el comportamiento que pueda presentarse. Es importante contrastarlos con indicadores de la calidad ambiental deseada. Algunos de los métodos utilizados permiten identificar los impactos. A continuación se muestran en la tabla. 1.4 los principales métodos para la evaluación de impactos ambientales. Tabla 1.4 Principales métodos para la evaluación de impactos ambientales. Métodos 1.- Reuniones de expertos. Solamente a considerar cuando se trata de estudiar un impacto muy concreto y circunscrito. Si no ocurre así, no se puede pretender ni rapidez ni exhaustividad, a causa de los cruces interdisciplinarios. El método Delphi ha sido de gran utilidad en estos casos. 2.- Lista de Chequeo “check lists”. Son listas exhaustivas que permiten identificar rápidamente los impactos. Existen las puramente “indicativas”, y las “cuantitativas”, que utilizan estándares para la definición de los principales impactos (por ejemplo contaminación del aire según el número de viviendas). 3.- Matrices simples de causa-efecto. Son matrices limitadas a relacionar la variable ambiental afectada y la acción humana que la provoca. 4.- Grafos y diagramas de flujo. Tratan de determinar las cadenas de impactos primarios y secundarios con todas las interacciones existentes y sirven para definir tipos de impactos esperados. 5.- Cartografía ambiental o superposición de mapas (overlay). Se construyen una serie de mapas representando las características ambientales que se consideren influyentes. Los mapas de síntesis permiten definir las aptitudes o capacidades del suelo ante los distintos usos, los niveles de protección y las restricciones al desarrollo de cada zona. 6.- Redes. Son diagramas de flujo ampliados a los impactos primarios, secundarios y terciarios. 7.- Sistemas de Información Geográficos. Son paquetes computacionales muy elaborados, que se apoyan en la definición de sistemas. No permiten la identificación de impactos, que necesariamente deben estar integrados en el modelo, sino que tratan de evaluar la importancia de ellos. 8.- Matrices. Consisten en tablas de doble entrada, con las características y elementos ambientales y con las acciones previstas del proyecto. En la intersección de cada fila con cada columna se identifican los impactos correspondientes. La matriz de Leopold es un buen ejemplo de este método. En matrices más complejas pueden deducirse los encadenamientos entre 9.- Criterios relevantes integrados. El método consiste en asignar valores a los efectos adversos relevantes de acuerdo a los criterios de probabilidad , intensidad, duración, extensión y reversibilidad del efecto , para obtener un valor de impacto ambiental por efecto y la jerarquización de los mismos Fuente: Espinoza 2001 Modificada Vílchez 15 �Como se aprecia en la tabla 4 existe una amplia variedad de métodos que permiten la evaluación de impacto ambiental en una determina área o actividad. La selección del método apropiado a utilizar es un punto crucial en los resultados de la evaluación. No es posible establecer una formula única para emplear un método en particular en una evaluación de impacto ambiental, por lo tanto ningún método por sí solo, puede ser utilizado para satisfacer la gran variedad y tipos de actividades que intervienen en un estudio de impacto ambiental, por lo tanto la clave está en seleccionar adecuadamente el método más apropiado de acuerdo a las necesidades de cada estudio. Por lo antes expuesto en el presente estudio se aplicará el método de los Criterios relevantes integrados (CRI) formulado por Buroz en Venezuela en 1990, el mismo requiere de un grupo multidisciplinario de profesionales, consiste en establecer la identificación del impacto a estudiar, con sus indicadores ponderados y su respectiva tabla de valoración para dichos indicadores, para posteriormente aplicar una series de medidas de prevención, mitigación o de corrección. Se decidió utilizar dicho método debido a los antecedentes del mismo aplicado por PDVSA en relación a los casos de abandono y desincorporación de pozos petroleros en razón de derrames de hidrocarburos provocados por estos debido a filtraciones de los revestidores. 1.6 Método de los criterios relevantes integrados (Buroz, 1990). El método a utilizar para la evaluación de los impactos ambientales denominado Criterios relevantes integrados (Buroz, 1990) está basado en un análisis multicriterio, partiendo de la idea de que un impacto ambiental se puede estimar a partir de la discusión y análisis de criterios con valoración ambiental, de los cuales se seleccionan dependiendo de la naturaleza del proyecto. 1.6.1 Identificación de los impactos. Para identificar los impactos que están operando o interactuando sobre el área previamente seleccionada, es requisito indispensable conocer las diferentes 16 �actividades que se generan durante la ejecución del proyecto y las cuales producen efectos sobre el medio físico, biológico y socio-económico. Se mantiene un orden consecutivo según el medio afectado. Medio Físico MF - 01 Medio Biológico MB - 01 Medio Socioeconómico MSE – 01 1.6.2 Indicadores del impacto. � Intensidad (I): Cuantificación de la fuerza, peso o rigor con que se manifiesta el proceso o impacto puesto en marcha. � Extensión (E): Influencia espacial o superficie afectada por la acción antrópica. Es decir, Medida del ámbito espacial o superficie donde ocurre la afectación. � Duración (D): Lapso o tiempo que dura la perturbación. Período durante el cual se sienten las repercusiones del proyecto o número de años que dura la acción que genera el impacto. � Reversibilidad (Rv): La posibilidad o dificultad para retornar a la situación actual. � Riesgo (Ri): Probabilidad de que el efecto ocurra. La escala de valores para todos los indicadores estará comprendida entre 1 y 10. 1.6.3 Valor de impacto ambiental (VIA). Este método considera que el valor del impacto ambiental (VIA), es generado por una acción es producto de las siguientes variables tal como se muestra en la figura 1.3. 17 �MÉTODO DE LOS CRITERIOS RELEVANTES INTEGRADOS Intensidad Extensión Duración Reversibilidad Riesgo Valor de Impacto Ambiental (VIA) Figura 1.3 Diagrama del VIA Fuente: Buroz, (1990). En la tabla 1.5 se muestra la clasificación de los impactos según su valor Tabla. 1. 5 Escala de clasificación de impactos Valor 6-10 Intensidad Alta Extensión Generalizada > 75% Duración Larga (>5años) 3-5 Media Local o Extensiva 10% - 75% Media (2>5 años) 1-2 Baja Puntual < 10 % Corta (<2 años) Reversibilidad Irreversible (baja capacidad o irrecuperable) Medianamente reversible de 11 a 20 años, largo plazo Reversible (a corto plazo <de 10 años Riesgo Alto (>50%) Medio (10 a 50%) Bajo (<10%) Fuente: Buroz, (1990). Posterior a la asignación de valores para cada una de las variables antes descritas se procede a introducir esos datos en la siguiente formula, para asignarle una categoría: VIA = I x Wi + E x We + D x Wd + Rv x WRv + Ri x WRi (1) Donde, I = Intensidad E = Extensión D = Duración 18 �Rv = Reversibilidad Ri = Riesgo Wi = Peso con que se pondera la intensidad We = Peso con que se pondera la extensión Wd = Peso con que se pondera la duración WRv = Peso con que se pondera la reversibilidad WRi = Peso con que se pondera el riesgo 1.6.4 Ponderación de los indicadores de impacto. La prueba del método en numerosos proyectos indicó la necesidad de diferenciar el peso de cada indicador. Los diferentes análisis indicaron que los mejores resultados se obtenían con la ponderación mostrada en la siguiente tabla 1.6 Tabla 1.6. Criterios de evaluación y peso asignado. Indicador Peso (%) Intensidad 30 Extensión 20 Duración 10 Reversibilidad 20 Riesgo 20 Fuente: Buroz, (1990). Los resultados de la evaluación se reflejan en la ficha descriptiva que se muestra a continuación 1.6.5 Ficha descriptiva del resultado de la evaluación Jerarquización de los impactos Nombre / Código Descripción 19 �1.6.6 Jerarquización de impacto ambiental (JIA). Una vez que se han aplicado las metodologías pertinentes, para identificar los impactos ambientales, los ordenamos de mayor a menor valor, con el fin de establecer prioridades, en cuanto a las propuestas y ejecución de medidas. La siguiente tabla, presenta la Jerarquización de los impactos a partir del valor de impacto ambiental (VIA). (Tabla 1.7) Tabla 1.7 Jerarquización de impactos. Categoría I II III IV Ocurrencia Muy alta Alta Moderada Baja Valor de VIA VIA >8 6< VIA ≤ 8 4< VIA ≤ 6 VIA ≤ 4 Fuente: Buroz, 1990. 1.6.7 Aplicación de medidas ambientales de prevención, mitigación o corrección. � CATEGORÍA I. Probabilidad de ocurrencia muy alta. VIA ≥ 8. Máxima atención. Medidas preventivas para evitar su manifestación. � CATEGORÍA II. Probabilidad de ocurrencia alta. 6 <VIA < 8. Medidas mitigantes o correctivas (preferiblemente estas últimas). Normalmente exigen monitoreo o seguimiento. � CATEGORÍA III. Probabilidad de ocurrencia moderada. 4 < VIA < 6. Medidas preventivas, que pueden sustituirse por mitigantes, correctivas o compensatorias cuando el impacto se produzca, si aquéllas resultaran costosas. � CATEGORÍA IV. Probabilidad de ocurrencia baja o media. VIA ≤ 4. No se aplican medidas, a menos que se trate de áreas críticas o de medidas muy económicas. 1.7 Análisis S.A.R.A. Consiste en la determinación de las cuatro familias de compuestos químicos que conforman el crudo, en términos de la concentración de hidrocarburos saturados, aromáticos, resinas y asfáltenos. 20 �La representación de estas variables, en un diagrama ternario de las concentraciones en % en peso que incluye hidrocarburos saturados, aromáticos y resinas más asfáltenos en los tr tres vértices del mismo (Figura. 1.4), ), posibilitó a Tissot y Welte (1984) la inclusión de 636 muestras de crudos de todo el mundo, incluyendo incluye algunos crudos pesados y a asfaltos de arenas bituminosas. El gráfico permite reconocer: En primer término un campo de isofrecuencias, correspondiente a una concentración de hidrocarburos saturados en el orden de 60% en peso, que determina la familia de crudos normales (maduros, no alterados) que generalmente son del tipo parafínicoparafínico nafténico (Tissot y Welte, 1984). Un segundo grupo de crudos, normales, con tenores de saturados en el orden de 3535 40% en peso, representan crudos de carácter más aromático. El tercer grupo, con valores de resinas más asfáltenos superiores a 40% en peso, constituyen una familia de crudos pesados y asfaltos, muy probablemente alterados, aunque este subgrupo abarca también crudos pesados inmaduros térmicamente (Tissot y Welte, 1984). Figura. 1. 1.4 Diagrama ternario SARA Fuente: Tissot y Welte, 1984 21 �CAPÍTULO II – MARCO METODOLOGICO. Para toda investigación es importante que los hechos y relaciones que establecen los resultados obtenidos tengan el grado máximo de confiabilidad, es por ello que se plantea una sistematización de la información que servirá para establecer los hechos y fenómenos hacia los cuales está orientada nuestra investigación. En la figura 2.1 se muestra el procedimiento para el desarrollo las etapas metodológicas de la investigación. Observación de campo Caracterización del área de estudio Toma de muestras Procesamientos de la información Evaluación del impacto ambiental Determinación del sistema de medidas mitigantes y correctoras Figura. 2.1 Etapas metodológicas de la investigación Fuente: Vílchez 2013 2.1 Tipo de investigación. La investigación de campo es aquella que consiste en la recolección de datos directamente de los sujetos investigados, o de la realidad donde ocurren los hechos (Datos primarios), sin manipular o controlar variable alguna, es decir, el investigador obtiene la información pero no altera las condiciones existentes. De allí su carácter 22 �no experimental. (Arias, 2006). De acuerdo a lo planteado anteriormente podemos decir que este estudio es de tipo investigación de campo ya que en la misma se toma y recopila toda la información requerida directamente de los menes los cuales son nuestra objeto de estudio, todo esto a través de la observación directa, hojas de registro de datos y la toma de muestras, sin la manipulación de las variables asociadas. 2.2 Nivel de la investigación. El nivel de investigación tal como lo plantea (Arias, 2006). “se refiere al grado de profundidad con que se aborda un fenómeno u objeto de estudio”. En virtud de lo antes expuesto podemos decir que el tema de estudio es de nivel (exploratorio, transversal), se considera exploratorio en virtud de que el tema elegido ha sido escasamente estudiado, carente de antecedentes previos, atendiendo al tiempo de recolección de los datos es transversal ya que los mismos fueron recolectados en un solo momento (muestras de agua, suelo y menes), con la finalidad de describir las variables y analizar su incidencia e interacción en un momento dado. 2.3 Metodología aplicada. 2.3.1 Observación de campo. Se realizó un recorrido por el Fundo Los Clavelitos específicamente por las áreas afectadas por la presencia de hidrocarburos, se observó el estado en que se encontraban los cauces de agua, los árboles, la fauna, los pozos petroleros abandonados, así como también la estación de flujo concordia. Algunos de estos se aprecian en las figuras. 2.2, 2.3, 2.4, y 2.5 23 �Figura. 2.2 Cauce de agua Figura. 2.3 Estación de flujo concordia Fuente: Vílchez 2013 Fuente: Vílchez 2013 do T-194 Figura. 2.4 Pozo abandonado Figura. 2.5 Mene 1 Fuente: Vílchez 2013 Fuente: Vílchez 2013 2.3.2 Caracterización del área de estudio estudio. Los campos de área de Casigua El Cubo se encuentran 100 km al oeste del extremo sur del Lago de Maracaibo tal como se muestra en la figura.. 2.6. El pozo que descubrió la producción del área fue el T T-1 (Toldo-1) 1) localizado por geología de superficie en el Campo Las Cruces Cruces.. Perforado a percusión fue completado por la Colón Development Company en la Formación Carbonera el 16 de Julio de 1916, con producción oducción de 800 B/D. 24 �Figura. 2.6 Mapa del distrito colon Fuente: Código geológico de Venezuela PDVSA-Intevep, 1997 Estratigrafía Regional. La columna estratigráfica comprende formaciones del Cretáceo, Paleoceno, Eoceno y Post-Eoceno, sobre la formación Mucuchachí (Carbonífero). En la concesión Barco la clasificación estratigráfica fue establecida por el Dr. H.D. Hedberg, quien publicó un mapa geológico detallado de los anticlinales de Petrólea y de Río de Oro. Se inicia el Cretáceo con un ambiente fluvio-continental de areniscas cuarzosas de grano grueso, formación Río Negro. Sigue el Grupo Cogollo, con las calizas de la formación Apón (miembros Tibú, Guáimaros y Mercedes); y continúa la transgresión cretácica a las formaciones Aguardiente y Capacho (miembros La Grita, Seboruco, 25 �Guayacán), que culminó con las calizas La Luna del Cretáceo medio y las lutitas masivas de la formación Colon. Termina el Cretáceo con la formación Mito Juan de lutitas con capas de arenisca. Se presenta después un ciclo regresivo Orocué-Mirador y un ciclo transgresivo Mirador-Carbonera. El Paleoceno está representado por el Grupo Orocué con sus tres formaciones (Catatumbo, Barco y Los Cuervos) de lutitas y limolitas, depositadas en ambiente de plano deltáico bajo a alto de un ciclo regresivo, granocreciente. Discordantemente, continúan las formaciones eocenas Mirador y Carbonera, de areniscas, lutitas, limolitas y carbón. Mirador, de ambiente fluvial de ríos meandriformes y Carbonera de plano deltáico medio-alto en un ciclo transgresivo granodecreciente. La formación Carbonera fue mencionada por Kehrer en 1930 como “Lutitas Arenosas”. La empresa Shell la llamó “Primer horizonte de carbón”, nombre inválido aplicado en la región de Cúcuta, reemplazado en 1944 por Carbonera. Se compone principalmente de arcilitas y lutitas con areniscas arenosas. Presenta una notoria capa de carbón sub-asfáltico de uno a tres metros de espesor, excelente estrato-guía en pozos y afloramientos desde Colombia hasta el campo Los Manueles, recubierto por el intervalo petrolífero de 500’ denominado informalmente “areniscas de El Cubo”. Sigue la columna estratigráfica con la formación León del Oligoceno tardío y Mioceno temprano (latitas y areniscas carbonáceas); y el Grupo Guayabo (Formaciones Palmar, Isnotú y Betijoque) representando la sedimentación miocena con areniscas, arcillas carbonáceas y conglomerados que se extienden hasta el Plioceno. Figura 2.7 26 �Figura. 2.7 Columna estratigráfica de los campos de distrito colon Fuente: Código geológico de Venezuela PDVSA-Intevep, 1997 Estructura del Campo Las Cruces. El Campo Las Cruces es un domo fallado alargado en dirección NE-SO sobre el corrimiento de Tarra. El corrimiento determina tres unidades tectónicas: el flanco oeste sobrecorrido, una cuña de falla entre dos planos convergentes, y un flanco este afectado a su vez por fallas convergentes. Se aprecia un sistema de fallas inversas transversales, de rumbo noreste-suroeste y buzamiento oeste con desplazamiento de 100 hasta 1.000 pies. Figura. 2.8 27 �Figura. 2.8 Mapa estructural campo las cruces Fuente: Código geológico de Venezuela PDVSA-Intevep, 1997 En la Figura. 2.9 Se muestra un corte geológico del Campo Las Cruces. Figura. 2.9 Corte geológico campo las cruces Fuente: Código geológico de Venezuela PDVSA-Intevep, 1997 2.3.3 Toma de Muestras. La muestra es una porción representativa de la población, que permite generalizar sobre ésta, los resultados de una investigación. Su propósito básico es extraer 28 �información que resulta imposible estudiar en la población, porque esta incluye la totalidad. (Chávez, 2004) Para esta investigación se tomaron siete (7) muestras, a tres (3) de agua y dos (2) de suelo se le realizaron análisis físico químico para fundamentar los criterios de valoración sobre el factor agua y suelo respectivamente y a dos (2) muestras de menes se le realizo el análisis SARA para determinar a través de diagrama de Tissot la clasificación del hidrocarburo presente en los menes. En este sentido, el muestreo es no probabilístico intencional ya que no se determinará probabilidad alguna y el investigador establece previamente las unidades de análisis. (Stracuzzi ,2010) Análisis de las muestras. La empresa PDVSA a través del convenio con la Fundación Instituto Zuliano de Investigaciones Tecnológicas (INZIT), solicitó realizar una serie de análisis al agua, suelo y hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos. Identificación de las muestras de Suelo. Se captaron por el personal del INZIT, dos (02) muestras de sedimento el día 30 de julio del año 2013. La muestra 1 se codifico bajo las ordenes Nº 1802 (anexo D) y 1803 (artículo 50), figura 2.11, y la muestra 2 bajo las ordenes No 1819 (anexo D) y 1818 (artículo 50), figura 2.12. Se identificaron como se indica en la Tabla 2.1. Tabla 2.1 Identificación de la Muestras de suelo. Código INZIT Descripción Coordenadas 1803-36-13-13328 1802-36-13-13327 1818-36-13-13357 1819-36-13-13358 Suelo 1 (S1) Suelo 1 Suelo 2 (S2) Suelo 2 N: 08°35'32,73" W: 72°31'59,33" N: 08°35'42,11" W: 72°31'55,11" Fuente: Vílchez 2013 En la figura 2.10 se muestra la ubicación geográfica de las muestras de suelo 29 �Figura. 2.10 Ubicación geográfica de los puntos de muestreo de suelo Fuente: Vílchez 2013 Suelo contaminado Suelo contaminado Figura. 2.11 Toma de muestra suelo 1 Figura. 2.12 Toma de muestra suelo 2 Fuente: Vílchez 2013 Fuente: Vílchez 2013 Metodología. La muestra se analizó siguiendo los procedimientos descritos en EPA (1997) Test Methods for Evaluating Solid Waste, Physical/Chemical Methods SW-846. SW Método de muestreo. Las muestras de sedimento se captaron siguiendo los procedimientos descritos en el "ENVIRONMENTAL PROTECT PROTECTION AGENCY / SW 846(EPA)". 30 �Parámetros analizados. Según lo referido en el Decreto 2.635, articulo 50; Para esparcimiento en suelos, publicados en la Gaceta Oficial N° 5.245 "Normas para el control de la recuperación de materiales peligrosos y el manejo de los desechos peligrosos". Cuantificación de Arsénico, Bario, Cadmio, Cromo, Mercurio, Plata, Plomo, Selenio, Zinc, Porcentaje de Saturaci6n de Bases, Aceites y Grasas, Aluminio Intercambiable, Cloruros totales, Conductividad eléctrica 1:2 agua/suelo, relación de Adsorción de Sodio, medición de pH. En Lixiviado; cuantificación de Arsénico, Bario, Cadmio, Cromo, Mercurio, Níquel, Palta, Plomo, Selenio. Resultado de los parámetros analizados. La tabla 2.2 muestra los resultados obtenidos de los análisis de laboratorio de las muestras de suelo y anexo D. Tabla. 2.2 Análisis de la Muestras de Suelo. Código muestra Orden Descripción Determinación de aceites minerales e hidrocarburos Determinación de aceites y grasas Determinación de aluminio intercambiable Determinación de cloruros totales Determinación de conductividad eléctrica 1:2 agua/suelo Determinación de relación Absorción de sodio Determinación de PH Preparación de muestra por digestado Suelo 1 1803-36-13-13328 1803 Límites Articulo 50 Decreto No. 2635 Mezcla sueloHidrocarburos Suelo 2 1818-36-13-13357 1818 Resultado Suelo 1 Suelo 2 .... 1.02% en peso 1.02% en peso <= 1 % en peso 1.87 % en peso 0.69 % en peso < 1.5 meq/100 < 0.01 meq/100 < 0.01 meq/100 < 2500 ppm < 161 ppm < 161 ppm < 3.5 mS < 0.13 mS < 0.13 mS <8 0.22 0.20 5-8 6.66 6.35 .... Realizada Realizada 31 �(Cont…) Descripción Determinación de porcentaje de saturación de bases Determinación de plata Determinación de arsénico Determinación de cadmio Determinación de cromo Determinación de mercurio Determinación de plomo Determinación de selenio Determinación de zinc Determinación de bario Límites Articulo 50 Decreto No. 2635 Mezcla sueloHidrocarburos Suelo 1 Resultado Suelo 2 >= 80 100 100 <= 5 mg/Kg <= 1.0 mg/Kg <= 1.0 mg/Kg <= 25 mg/Kg <= 1.0 mg/Kg <= 8 mg/Kg <= 300 mg/Kg <= 1.0 mg/Kg <= 1.0 mg/Kg <= 1 mg/Kg <= 0.1 mg/Kg <= 1.0 mg/Kg <= 1.0 mg/Kg <= 1.0 mg/Kg <= 0.1 mg/Kg <= 150 mg/Kg <= 2 mg/Kg <= 300 mg/Kg <= 2000 mg/Kg <= 34.6 mg/Kg <= 1.0 mg/Kg <= 31.7 mg/Kg <= 99 mg/Kg Muestra Código Orden Suelos 1 1803-36-13-13327 1802 Suelos 2 1819-36-13-13358 1819 Descripción Anexo D Suelo 1 Preparación de la muestra solida por lixiviados Determinación de arsénico Determinación de bario Determinación de cromo Determinación de cadmio Determinación de mercurio Determinación de plata Determinación de selenio Determinación de Níquel <= 34.9mg/Kg <= 1.0 mg/Kg <= 56.8 mg/Kg <= 150 mg/Kg Resultado Suelo 2 ... Realizada <= 5 mg/L <= 0.01mg/L <= 100 mg/L <= 5 mg/L <= 1 mg/L <= 2.4 mg/L <= 0.02 mg/L <= 0.02 mg/L <= 0.2 mg/L <= 0.001mg/L <= 5 mg/L <= 1 mg/L <= 5 mg/L <= 0.01mg/L <= 0.01mg/L <= 0.02 mg/L Realizada <= 0.01mg/L <= 2.6 mg/L <= 0.02 mg/L <= 0.02 mg/L <= 0.001mg/L <= 0.01mg/L <= 0.01mg/L <= 0.02 mg/L Fuente: Vílchez 2013 Identificación de las muestras de Agua. Se captaron por el personal del INZIT, tres (03) muestras de agua el día 30 de Julio del año 2013, fig. 16, 17,18. Las muestras fueron codificadas bajo la orden N° 1806 e identificadas como se indica en la Tabla 2.3 32 �Tabla. 2.3 Identificación dentificación de las Muestras de Agua Agua. Código INZIT Descripción Coordenadas 1806-02-13-13335 Agua de mene (Am) N:08°35'14,1" W:72°31'56,3" 1806-02-13-13336 Agua de caño 1 (Ac1) N:08°35'17,0" W:72°32'52,2" 1806-02-13-13337 Agua de caño 2 (Ac2) N:08°36'15,0" W:72°31'36,8" Fuente: Vílchez 2013 En la figura 2.13 se muestra lla ubicación geográfica de las muestras de agua. Figura. 2.13 Ubicación geográfica de los puntos de muestreo del agua Figura Figura. 2.14 Toma de muestra de Agua de Mene Fuente: Vílchez 2013 33 �Figura. 2.15 Muestra uestra de Agua Caño 1 Figura. 2.16 Muestra uestra de Agua Caño 2 Fuente: Vílchez 2013 Fuente: Vílchez 2013 Metodología. Las muestras de agua fueron analizadas siguiendo los procedimientos descritos en el "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater" 20th Edition, mientras que las de sedimento, se analizaron siguiendo los procedimientos descritos en EPA (1997) Test Methods for Evaluating Solid Waste, Physical/ Physical/Chemical Chemical Methods SW-846. Método de muestreo. Las muestras fueron tomadas en envases plásticos y de vidrio de diferentes capacidades (500 mL y 1L). Las muestras se preservaron con los reactivos necesarios (ácido etilendiaminotetraacé etilendiaminotetraacético EDTA, ácido sulfúrico H2SO4, ácido nítrico HNO3, hidróxido xido de sodio NaOH, acetato de zinc (CH3 (CH3COO COO) 2Zn) para evitar fenómenos de adsorció adsorción de elementos traza en Ia superficie de los envases en algunos casos, y en otros, adecuar las condiciones fisicoquímicas y evitar perdida o contaminación del analito durante el almacenaje y transporte. Una vez tomadas y preservadas con los reactivos correspondientes, el conjunto de muestras fue conservado vado a temperatura controlada ((-4 4 °C) y trasladadas en el menor tiempo posible ible al laboratorio para los análisis respectivos. 34 �Parámetros analizados. Muestras de agua: Art. 10 decreto Nº 883. Normas para la clasificación y el control de la calidad de los cuerpos de agua y vertidos o efluentes líquidos: aceites minerales e hidrocarburos, aceites y grasas, demanda bioquímica de oxígeno, demanda química de oxígeno, detergentes, espuma, nitrógeno total, pH, sólidos sedimentables, sólidos flotantes, sólidos suspendidos, color real, cuantificación de metales: fosforo, hierro, manganeso, cromo, estaño, aluminio, arsénico, bario, boro, cadmio, cobalto, cobre, mercurio, plata, plomo, selenio, zinc, fenoles, sulfuros, fluoruros, nitritos+nitratos, sulfatos, sulfitos, cloruros, cianuros, coliformes totales. Resultado de los parámetros analizados. La tabla 2.4 muestra los resultados obtenidos de los análisis de laboratorio de la muestra de agua. Tabla. 2.4 Resultados de las muestras de agua. Agua de mene Código muestra 1806-02-1313335 Orden 1806 Descripción Determinación de aceites minerales e hidrocarburos Determinación de aceites y grasas Determinación de cloruros Determinación de color real Determinación de demanda bioquímica de oxigeno Determinación de demanda química de oxigeno Determinación de detergentes Límites Articulo 10 Decreto No. 883 Agua de caño 1 Agua de caño 2 1806-02-1313336 1806 1806-02-1313337 1806 Resultados Agua de mene Agua de caño 1 Agua de caño 2 <= 20 mg/l I57 mg/l 0.31 mg/l 0.51 mg/l <= 20 mg/l 191 mg/l I.13 mg/l 1.72 mg/l <= 1000 mg/l <= 500 Pt-Co 4 mg/l 11 Pt-Co 7 mg/l 5 Pt-Co 5 mg/l 9 Pt-Co <= 60 mg/l 19 mg/l 6 mg/l 8 mg/l <= 350 mg/l 98 mg/l 28 mg/l 42 mg/l <= 2 mg/l < 0,05 mg/l < 0,05 mg/l < 0,05 mg/l 35 �(Cont…) Descripción Determinación de cianuros Determinación de sólidos suspendidos Determinación de aluminio Determinación de arsénico Determinación de bario Determinación de boro Determinación de cobalto Determinación de cobre Determinación de cromo Límites Articulo 10 Decreto No. 883 <= 0,2 mg/l Resultados Agua de mene < 0,05 mg/l Agua de caño 1 < 0,05 mg/l Agua de caño 2 < 0,05 mg/l <= 80 mg/l 156 mg/l 26 mg/l 38 mg/l <= 5 mg/l <= 0,5 mg/l <= 5 mg/l <= 5 mg/l <= 0,5 mg/l <= 1 mg/l <= 2 mg/l < 0,1 mg/l < 0,01 mg/l < 0,1 mg/l < 0,3 mg/l < 0,03 mg/l < 0,01 mg/l < 0,02 mg/l < 0,002 mg/l < 0,8 mg/l < 0,01 mg/l < 0,01 mg/l < 0,1 mg/l < 0,01 mg/l < 0,1 mg/l < 0,30 mg/l < 0,03 mg/l < 0,01 mg/l < 0,02 mg/l Determinación de cadmio <= 0,2 mg/l Determinación de estaño Determinación de plata Determinación de plomo Determinación de fosforo total Determinación de nitritos + nitratos Determinación de nitrógeno total Determinación de sólidos flotantes Determinación de sólidos sedimentables Determinación de sulfatos Determinación de sulfitos Determinación de sulfuros Presencia de espuma Medición de pH Determinación de fenoles Determinación de fluoruros Determinación de hierro Determinación de manganeso Determinación de selenio <= 5 mg/l <= 0,1 mg/l <= 0,5 mg/l < 0,1 mg/l < 0,01 mg/l < 0,1 mg/l < 0,30 mg/l < 0,03 mg/l < 0,01 mg/l < 0,02 mg/l < 0,002 mg/l < 0,8 mg/l < 0,01 mg/l < 0,01 mg/l <= 10 mg/l < 0,05 mg/l < 0,05 mg/l < 0,05 mg/l <= 10 mg/l 9.43 mg/l 7.15 mg/l 10.5 mg/l <= 40 mg/l 9.43 mg/l 7.15 mg/l 10.5 mg/l Ausentes 0.4 mg/l < 0.1 mg/l 0.1 mg/l <= 1 mg/l < 0.5 mg/l < 0.5 mg/l < 0.5 mg/l <= 1000 mg/l <= 2 mg/l <= 0,5 mg/l Ausente 6-9 <= 0,5 mg/l <= 5 mg/l <=10 mg/l < 5 mg/l < 0.5 mg/l < 0.2 mg/l Ausente 6 0.13 mg/l 0.16 mg/l 0.23 mg/l < 5 mg/l < 0.1 mg/l < 0.2 mg/l Ausente 5.98 < 0.05 mg/l 0.44 mg/l 1.23 mg/l < 5 mg/l < 0.1 mg/l < 0.2 mg/l Ausente 6 < 0.05 mg/l 0.07 mg/l 1.62 mg/l <= 2 mg/l < 0,01 mg/l < 0,01 mg/l < 0,01 mg/l <=0,05 mg/l < 0,01 mg/l < 0,01 mg/l < 0,01 mg/l Determinación de zinc <= 5 mg/l <=0,01 mg/l Determinación de bacterias coliformes totales <=1000NMP/ 100m < 0,01 mg/l < 0,001 mg/l 2400 NMP/100m < 0,01 mg/l Determinación de mercurio < 0,01 mg/l < 0,001 mg/l 4 NMP/100m < 0,002 mg/l < 0,8 mg/l < 0,01 mg/l < 0,01 mg/l < 0,001 mg/l 2400 NMP/100 Fuente: Vílchez 2013 36 �Identificación entificación de muestra de hidrocarburos provenientes de los menes. Se captaron por el personal del INZIT dos (02) muestras de hidrocarburos provenientes de los menes menes, el día 01 de agosto de 2013, tal como se muestra en las figuras 2.18 y 2.19 las mismas fueron y entregadas tregadas al Laboratorio de Petróleo Petró el mismo día para sus respectivos análisis, las muestras fueron eron codificadas con la orden Nº 1804 e identificadas ificadas de la siguiente manera. (Tabla 2.5) 2.5). Tabla. 2.5 Identificación dentificación de la las muestras de Mene. Código INZIT 1804-06-13-13329 1804-06-13-13330 Descripción Mene 1 (M1) Mene 2 (M2) Coordenadas N:08°35'13,23" N:08°35'44,54" W:72°31'57,23" 31'57 W:72°31'54,84" 31'54,84 En la figura 2.17 se muestra lla ubicación geográfica de las muestras de menes Figura. 2.17 Ubicación geográfica de los puntos de muestreo de menes Suelo contaminado Figura. 2.18 Toma de muestra Mene 1 Figura. 2.19 Toma de muestra Mene 2 Fuente: Vílchez 2013 Fuente: Vílchez 2013 37 �Metodología. Para realizar los análisis correspondientes se siguieron los procedimientos descritos en el "Standard ASTM for Petroleum Products and Lubricants" Método de muestreo. Las muestras fueron captadas atmosféricamente en el Fundo Los Clavelitos y colocadas en envases plásticos de 500 ml de capacidad, estas fueron tapadas inmediatamente para evitar cualquier posible contaminación de algunos elementos traza debido a fenómenos de adsorción. Conservadas a temperatura ambiente fueron trasladadas al laboratorio para sus respectivos análisis. Parámetros analizados. A las muestras se le realizaron los análisis de: saturados, aromáticos, resinas y asfáltenos (SARA) Resultado de los parámetros analizados. La tabla 2.6 muestra los resultados obtenidos de los análisis de laboratorio de la muestra de menes Tabla. 2.6 Resultados Análisis SARA. Muestra % Saturados % Aromáticos % Resinas % Asfáltenos Mene 01 26,47 23,53 39,78 10,22 Mene 02 26,67 30,00 27,23 16,10 Fuente: Vílchez 2013 3.3.4 Aplicación del Método de los criterios relevantes integrados. Los impactos a ser evaluados por el método CRI se dividen en dos impactos del medio físico y del medio biológico tal como se muestra en la tabla 2.7. 38 �Tabla. 2.7 Impactos de Ambientes a Evaluar. Impactos Medio Físico-Natural MF-01 Afectación de suelos por presencia de hidrocarburos provenientes de menes MF-02 Afectación de cauces (Afluentes) de agua por presencia de hidrocarburos provenientes de menes MF-03 Afectación del aire por presencia de hidrocarburos provenientes de menes Medio Biológico MB-01 Afectación de la flora (Cobertura vegetal) por presencia de hidrocarburos provenientes de menes MB-02 Alteración del habitad para la fauna (Migración y muerte) por presencia de hidrocarburos provenientes de menes Fuente: Vilchez 2013 Componente Medio Físico-Natural. Código MF-01: Afectación de suelos por presencia de hidrocarburos provenientes de menes. � Medio Afectado: Suelo. � Localización: Fundo Los Clavelitos, Áreas de los menes M1 y M2. � Acción generadora: Emanaciones de hidrocarburos naturales (Menes). � Efectos: Alteración en la composición del suelo, afectación a la flora y fauna asociada al mismo. � Descripción del impacto: Los menes afectan la capa superficial de los suelos del Fundo Los Clavelitos compactándolos, reducen el espacio poroso, la composición, producen cambios de la geomorfología y también alteran el paisaje. Cabe destacar que los suelos son de gran importancia tanto para el desarrollo de la flora como para la diversidad de fauna de la zona. Criterios de valoración del impacto. � Intensidad: Esta afectación está asociada con el caudal y el grado de contaminación del hidrocarburo que brota del mene, en este caso por ser la descarga continua y de poco caudal, se considera como de media intensidad (4). 39 �Este � Extensión: impacto se presenta en diversas áreas del fundo; principalmente donde se encuentran los menes M1 y M2, y se extiende en dirección de la menor de pendiente de estos. La superficie afectada es de aproximadamente 4.5 hectáreas. Por lo tanto, el nivel de extensión se considera como local o extensiva (4). � Duración: El criterio de duración del impacto está asociado al tiempo de duración del agente contaminante. Debido a que existen reportes de la presencia de hidrocarburos de por lo menos 10 años, La misma se considera como larga (10). � Reversibilidad: La reversibilidad estará asociada a los correctivos necesarios a implementar para lograr que el medio retome su condición original. Por ser el mene un fenómeno natural que siempre afectara el suelo. Se deben perforar pozos de petróleo para disminuir su caudal, Su efecto se considera medianamente reversible con un valor de (5). � Riesgo: Existe una gran probabilidad de que el hidrocarburo contamine el suelo por la continua descarga, los resultados de los parámetros aceites y grasas cercanos a los menes arrojaron que no cumple con la normativa legal vigente, pero para las zonas alejadas a los menes se cumplen todos los parámetros, por lo tanto se considera el riesgo como focalizado alto (8). El resultado de los criterios de valoración del impacto se introduce en la tabla 2.8. Tabla. 2.8 Jerarquización del impacto sobre el suelo. Medio Afectado Suelo I E D Rv Ri VIA Categoría 4 4 10 5 8 5,6 III Fuente: Vilchez 2013 Los datos determinados se introducen en la fórmula 1 (ver pág. 18) VIA = 4 x 0.3 + 4 x 0.2 + 10 x 0.1 + 5 x 0.2 + 8 x 0.2 = 5,6 40 �Código MF-02: Afectación de cauces de agua por presencia de hidrocarburos provenientes de menes. � Medio Afectado: Cauces de agua. � Localización: Fundo Los Clavelitos, diversos Cauces. � Acción generadora: Las emanaciones de hidrocarburos provenientes principalmente de los menes M1 y M2. � Efectos: Alteración de las propiedades físico químicas del agua de los cauces, afectación a la flora y fauna asociada a los mismos. � Descripción del impacto: Las emanaciones de hidrocarburos provenientes de los menes M1 y M2 afectan los cursos de agua del Fundo Los Clavelitos, alteran la composición físico química de los mismos. Estos cauces son de gran importancia tanto para las plantas acuáticas y peces, como para la diversidad de fauna de la zona. Criterios de valoración del impacto � Intensidad: La intensidad de la afectación está asociada con el caudal y el grado de contaminación del hidrocarburo proveniente de los menes el cual llega hasta los diversos cauces de agua del Fundo Los Clavelitos, la descarga no es continua y de poco caudal. Se considera como de baja intensidad (2). � Extensión: La superficie afectada directamente es la zona de los cauces de agua que se encuentran ubicados por debajo de la pendiente de los menes M1 y M2; Sin embargo, El proceso de escorrentía se expande aguas abajo aproximadamente hasta un 1 Km, esto de acuerdo a lo observado en el estudio de campo. Por lo tanto, el nivel de afectación por extensión se considera como local o extensiva (4). � Duración: Este criterio está asociado al tiempo de duración del agente contaminante, la presencia de hidrocarburos en los cauces de agua ha estado presente en un periodo mayor a 10 años, la duración se considera como larga (10). � Reversibilidad: La reversibilidad está asociada a los correctivos necesarios a implementar para lograr que el medio retome su condición original. Se deben 41 �colocar barreras de contención de tierra alrededor de los menes lo cual reduciría considerablemente la probabilidad de contaminación de los cauces, por lo antes expuesto se considera medianamente reversible (5). � Riesgo: La probabilidad de que el hidrocarburo contamine los cauces de agua por el continuo brote es baja, ya que los análisis físicos químicos del agua de los caños 1 y 2 arrojaron que los parámetros aceites minerales e hidrocarburos, y aceites y grasas se encontraban en el rango de la normativa nacional vigente, solo estaban fuera de parámetros el agua de mene, por lo tanto en el riesgo se considera como medio (4). El resultado de los criterios de valoración del impacto se introduce en la tabla 2.9. Tabla. 2.9 Jerarquización del impacto sobre los cauces de agua. Medio Afectado Cauces de agua I E D Rv Ri VIA Categoría 2 4 10 5 4 4,2 III Fuente: Vilchez 2013 Los datos determinados se introducen en la fórmula 1 (ver pág. 18). VIA = 2 x 0.3 + 4 x 0.2 + 10 x 0.1 + 5 x 0.2 + 4 x 0.2= 4,2 Código MF-03: Afectación del aire por presencia de hidrocarburos provenientes de menes. � Medio Afectado: Aire. � Localización: Fundo Los Clavelitos, principalmente las áreas cercana a los menes M1 y M2. � Acción generadora: Las emanaciones de hidrocarburos volátiles provenientes principalmente de los menes M1 y M2 ocasionan variaciones en la calidad del aire. � Efectos: Afectación a la flora y fauna cercana a los menes M1 y M2. � Descripción del impacto: La liberación de los hidrocarburos volátiles provenientes principalmente de los menes M1 y M2 afecta la calidad del aire y 42 �por ende la flora y fauna del Fundo Los Clavelitos. Criterios de valoración del impacto. � Intensidad: La afectación de este parámetro se relaciona con el caudal de hidrocarburos volátiles que se libera y su grado de contaminación, por presentar una descarga continua de poco caudal. Se considera como de media intensidad (3). � Extensión: La superficie afectada directamente es la zona cercana a los menes M1 y M2, en un área aproximada de 6 hectáreas. Por lo tanto, el nivel de afectación por extensión se considera como local o extensiva (4). � Duración: El criterio de duración del impacto está asociado al tiempo de duración del agente contaminante. Debido a que la presencia de hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos es mayor a 10 años, se considerara de larga duración (10). � Reversibilidad: La reversibilidad está asociada a los correctivos necesarios a implementar, medidas que permitan que el medio retome su condición original. El mene es un fenómeno natural activo y la liberación de hidrocarburos volátiles continua. Se recomienda la perforación de pozos petroleros para disminuir la liberación de los componentes volátiles a la atmósfera. Su efecto se considera medianamente reversible (5). � Riesgo: Existe una gran probabilidad de que los hidrocarburos volátiles provenientes principalmente de los menes M1 y M2 contaminen el aire por la continua liberación, por lo tanto se considera el riesgo como alto (10). El resultado de los criterios de valoración del impacto se introduce en la tabla 2.10. Tabla. 2.10 Jerarquización del impacto sobre el aire. Medio Afectado Aire I E D Rv Ri VIA Categoría 3 4 10 5 10 5,7 III Fuente: Vilchez 2013 43 �Los datos determinados se introducen en la fórmula 1 (ver pág. 18) VIA = 3 x 0.3 + 4 x 0.2 + 10 x 0.1 + 5 x 0.2 + 10 x 0.2= 5,7 Componente Medio Biológico. Código MB-01: Afectación de la flora (cobertura vegetal) por presencia de hidrocarburos provenientes de menes. � Medio Afectado: Flora. � Localización: Fundo Los Clavelitos, principalmente las áreas de los menes M1 y M2, la zona cercana a los mismos y la zona de los cauces de agua. � Acción generadora: Las emanaciones de hidrocarburos provenientes principalmente de los menes M1 y M2. � Efectos: Afectación a la flora por impregnación y filtración del suelo por hidrocarburos, lo cual ocasiona sequía de la diversidad de plantas, esto ocurre principalmente en las áreas de los menes M1, M2 y sus alrededores. � Descripción del impacto: La vegetación que se encuentra el Fundo Los Clavelitos son principalmente las que se muestran en la tabla 2.11. Estas son afectadas por infiltración de los suelos y por impregnación de hidrocarburos provenientes principalmente de los menes M1 y M2, lo cual trae como consecuencia su deterioro y sequía. Tabla 2.11 Principales representantes de la vegetación en el Fundo Los Clavelitos. Nombre común Nombre científico Pasto guinea Palo maría Escobilla Yagrumo Pega pega Helechos Palma curuba Lengua de suegra Pira Mocote Junco de agua Rabo de zorro Estoraque Panicum máximum Triplaris caracasana Scoparia dulcis Cecropia peltata Desmodium spp Pteridium spp Attalea butyracea Dieffenbachia spp Amaranthus Cassia alata Cyperus ligularis Setaria geliculata Vernonia brasiliana Fuente: Vilchez 2013 44 �Criterios de valoración del impacto. � Intensidad: La afectación de este parámetro es consecuencia del caudal de hidrocarburos que se infiltra en los suelos e impregna la vegetación de la zona de los menes M1, M2 y sus alrededores. Por presentar los resultados de los análisis de lixiviados en las muestras de suelos en el rango de la normativa venezolana. (Tabla. 2.2, Anexo D, pág. 30). Su intensidad se considera baja y continua (1). � Extensión: La superficie afectada directamente es la zona de los menes M1, M2 y la zona cercana, así como también la vegetación en los afluentes con un área aproximada de 6 hectáreas. El nivel de afectación por extensión se considera como local o extensiva (4). � Duración: El criterio de duración del impacto se asocia al tiempo de duración del agente contaminante. Se reporta la presencia de hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos en un periodo mayor a 10 años, la duración se considera larga (10). � Reversibilidad: La reversibilidad está asociada a los correctivos necesarios a implementar, medidas que permitan que el medio retome su condición original. Por ser el mene un fenómeno natural activo y de presencia continua, se recomienda la perforación de pozos petroleros para disminuir su brote y la colocación de barreras de tierra alrededor de los menes M1 y M2. En los cauces de agua se recomienda colocar barreras tipo cortina para evitar que la cobertura vegetal se impregne de hidrocarburos. Se considera que este fenómeno naturall puede ser en la flora medianamente reversible (4). � Riesgo: Existe una gran probabilidad de que el hidrocarburo contamine la vegetación por la continua impregnación y en los suelos, por lo tanto se considera el riesgo como alto (8). El resultado de los criterios de valoración del impacto se introduce en la tabla 2.12. Tabla. 2.12 Jerarquización del impacto sobre la flora. Medio Afectado Flora I 1 E 4 D 10 Rv 4 Ri 8 VIA 4,5 Categoría III Fuente: Vilchez 2013 45 �Los datos determinados se introducen en la fórmula 1 (ver pág. 18) VIA = 1 x 0.3 + 4 x 0.2 + 10 x 0.1 + 4 x 0.2 + 8 x 0.2 = 4,5 Código MB-02: Alteración del habitad de la fauna (Migración y muerte) por presencia de hidrocarburos provenientes de menes. � Medio Afectado: Fauna � Localización: Fundo Los Clavelitos, principalmente las áreas de los menes M1 y M2, la zona cercana a los mismos y la zona de los cauces de agua. � Acción generadora: Las emanaciones de hidrocarburos provenientes principalmente de los menes M1 y M2. � Efectos: Afectación a la fauna por impregnación y liberación de hidrocarburos volátiles, esto trae como consecuencia la migración y muerte de las diversidad de especies que habitan en la zona. � Descripción del impacto: La fauna que habita en el Fundo Los Clavelitos se afecta por impregnación de hidrocarburos, así como también por la evaporación de los componentes volátiles de los mismos, lo que trae como consecuencia la migración y muerte de las especies que habitan en la zona, en la misma existen una gran diversidad. (Tabla 2.13) Tabla. 2.13 Principales representantes de la fauna en el Fundo Los Clavelitos. Nombre común Nombre científico Chiguire o piropiro Rabipelados Lapa Cunaguaro Picure Vaca Morrocoy Baba Iguana Dormilona Mono de noche Oso melero Oso frontino Hydrochanis esthmius Didelfus Agotipaca Felis perdatis Desaprocta agutí Bos primegenius Taurus Geochelone carbonara Caimán cocodrilus Iguana Epicrates concharia Actus trivigatus Tamandúa mexicana Tremaretos ornatus Fuente: Vilchez 2013 46 �Criterios de valoración del impacto � Intensidad: La afectación de este parámetro está asociada con el caudal de hidrocarburos que se esparce en la zona, específicamente donde se encuentran los menes M1, M2 y en las aguas de los cauces donde hay presencia del mismo. En la zona de los menes los animales son impregnados al caminar o posarse en dichos sitios. Se observa poca presencia de animales, por lo que la intensidad se considera como alta (6). � Extensión: La superficie afectada directamente es la zona de los menes M1, M2 y la zona de los cauces de agua que contienen presencia de hidrocarburos. El área es aproximadamente de 6 hectáreas. El nivel de afectación por extensión se considerara como local o extensiva (4). � Duración: El criterio de duración del impacto está asociado al tiempo de duración del agente contaminante. Se reporta la presencia de hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos en un periodo mayor a 10 años, esta se considera como larga (10). � Reversibilidad: La reversibilidad está asociada a los correctivos necesarios a implementar medidas que permitan que el medio retome su condición original. El mene un fenómeno natural activo y la presencia de hidrocarburos continua, se recomienda la perforación de pozos petroleros para disminuir el brote de los menes, y permitir que la fauna regrese al Fundo Los Clavelitos, se considera el impacto medianamente reversible (5). � Riesgo: Existe una gran probabilidad de que el hidrocarburo impregne y afecte a la fauna, por lo tanto se considera el riesgo como alto (9). El resultado de los criterios de valoración del impacto se introduce en la tabla 2.14. Tabla. 2.14 Jerarquización del impacto sobre la fauna. Medio Afectado Fauna I 6 E 4 D 10 Rv 5 Ri 9 VIA 6,4 Categoría II Fuente: Vilchez 2013 Los datos determinados se introducen en la fórmula 1 (ver pág. 18). VIA = 6 x 0.3 + 4 x 0.2 + 10 x 0.1 + 5 x 0.2 + 9 x 0.2= 6.4 47 �CAPÍTULO III – ANALISIS DE RESULTADOS. En este capítulo se presentan y analizan los resultados obtenidos durante el desarrollo de la investigación, siguiendo la metodología expuesta en el capítulo II, Marco metodológico, así como su relación con los objetivos específicos. Siguiendo la secuencia de los objetivos planteados en la investigación para la Identificación de los principales elementos causales que generan la presencia de hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos, se realizaron dos visitas de campo al Fundo Los Clavelitos, con la presencia del propietario del mismo y con un equipo multidisciplinario conformado por el Ing. Luis duarte perteneciente a la gerencia de ambiente de PDVSA y técnicos de INZIT los días 31 de julio y 01 de agosto de 2013, la cual arrojo como resultado que los pozos petroleros que ese encuentran dentro del fundo el T-194, T-219 ,T-184, y la Estación de Flujo Concordia se encontraban desincorporados de producción y los mismos no presentaban derrames, por lo que se descartó que estos fueran los causantes de la presencia de hidrocarburos. Es de señalar que durante todo el recorrido se pudo visualizar una serie de manchas de hidrocarburos por donde no existían ningún tipo de tuberías, estas fluían naturalmente (Menes), siendo la más notorias dos manchas de aproximadamente 4.5 hectáreas. En relación al segundo objetivo sobre la caracterización geológica de la zona podemos decir que el Fundo Los Clavelitos se encuentra dentro del campo petrolero conocido como Las Cruces el cual presenta una estructura tectónica compleja, con fallas convergentes y fallas inversas transversales, lo cual pudiera explicar la presencia de los menes en diversas áreas, ya que las fallas son la principal vía por donde el hidrocarburos migra a la superficie. Los resultados de los análisis de la composición físico química de las muestras de suelo obtenidas en el Fundo Los Clavelitos y su posterior comparación con la normativa ambiental Venezolana decreto 2635 artículo 50 se muestran en la tabla 3.1 48 �Tabla. 3.1 Comparación de las muestras de suelo con los parámetros permisibles. Muestras Suelo 1 Suelo 2 Código muestra 1803-36-13-13328 1818-36-13-13357 Orden 1803 1818 Descripción Límites Articulo 50 Decreto No. 2635 Suelo 1 Comparación Suelo 2 Comparación Mezcla sueloHidrocarburos Determinación de aceites minerales e hidrocarburos .... 1.02% en peso ... 1.02% en peso ... Determinación de aceites y grasas <= 1 % en peso 1.87 % en peso No Cumple 0.69 % en peso Cumple Determinación de aluminio intercambiable < 1.5 meq/100 < 0.01 meq/100 Cumple < 0.01 meq/100 Cumple < 2500 ppm < 161 ppm Cumple < 161 ppm Cumple < 3.5 mS < 0.13 mS Cumple < 0.13 mS Cumple Determinación de relación Absorción de sodio <8 0.22 Cumple 0.20 Cumple Determinación de PH 5-8 6.66 Cumple 6.35 Cumple Preparación de muestra por digestado .... Realizada ... Realizada ... Determinación de porcentaje de saturación de bases >= 80 100 Cumple 100 Cumple Determinación de plata <= 5 mg/Kg <= 1.0 mg/Kg Cumple <= 1.0 mg/Kg Cumple Determinación de arsénico <= 25 mg/Kg <= 1.0 mg/Kg Cumple Cumple Determinación de cadmio <= 8 mg/Kg <= 1.0 mg/Kg Cumple <= 1.0 mg/Kg <= 1.0 mg/Kg Determinación de cloruros totales Determinación agua/suelo de conductividad Determinación de cromo Determinación de mercurio Determinación de plomo Determinación de selenio Determinación de zinc Determinación de bario eléctrica 1:2 <= 300 mg/Kg <= 1 mg/Kg <= 150 mg/Kg <= 2 mg/Kg <= 300 mg/Kg <= 2000 mg/Kg <= 1.0 mg/Kg <= 0.1 mg/Kg <= 34.6 mg/Kg <= 1.0 mg/Kg <= 31.7 mg/Kg <= 99 mg/Kg Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple <= 1.0 mg/Kg <= 0.1 mg/Kg <= 34.9mg/Kg <= 1.0 mg/Kg <= 56.8 mg/Kg <= 150 mg/Kg Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple 49 �(Cont…) Muestra Suelo 1 Código Orden 1803-36-13-13327 1802 Descripción Suelo 2 1819-36-13-13358 1819 Articulo 50 Resultado Anexo D Decreto No. 2635 Suelo1 Comparación Preparación de la muestra solida por lixiviados ... Realizada ... Determinación de arsénico <= 5 mg/L <= 0.01mg/L Cumple Determinación de bario Determinación de cromo Determinación de cadmio Determinación de mercurio Determinación de plata Determinación de selenio Determinación de Níquel <= 100 mg/L <= 5 mg/L <= 1 mg/L <= 0.2 mg/L <= 5 mg/L <= 1 mg/L <= 5 mg/L <= 2.4 mg/L <= 0.02 mg/L <= 0.02 mg/L <= 0.001mg/L <= 0.01mg/L <= 0.01mg/L <=0.02 mg/L Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Resultado Suelo 2 Comparación Realizada <= 0.01mg/L <= 2.6 mg/L <= 0.02 mg/L <= 0.02 mg/L <= 0.001mg/L <= 0.01mg/L <= 0.01mg/L <= 0.02 mg/L Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Cumple Del cuadro anterior podemos señalar que los resultados obtenidos para muestra de suelo 1 código 1803-36-13-13328, indican que el parámetro aceites y grasas, no cumplen con la normativa legal vigente, cabe destacar que esta muestra fue tomada cercana a los menes. Los obtenidos para la misma muestra anexo D código 1802-36-13-13327, indican que todos los parámetros cumplen con la normativa legal vigente. Los resultados obtenidos para muestra de suelo 2 código 1818-36-13-13357 y código 1819-36-13-13358 anexo D, indican que todos los parámetros cumplen con la normativa legal vigente. Los resultados de los análisis de la composición físico química de las muestras de agua obtenidas en el Fundo Los Clavelitos y su posterior comparación con la normativa ambiental Venezolana decreto 883 artículo 10, se muestran en la tabla 3.2. 50 �Tabla. 3.2 Comparación de las muestras de agua con los parámetros permisibles. Descripción Límites Articulo 10 Decreto No. 883 Resultado Agua de Mene Comparación Resultado Agua de Caño 1 Comparación Resultado Agua de Caño 2 Comparación Determinación de aceites minerales e hidrocarburos <= 20 mg/l I57 mg/l No Cumple 0.31 mg/l Cumple 0.51 mg/l Cumple Determinación de aceites y grasas <= 20 mg/l 191 mg/l No Cumple I.13 mg/l Cumple 1.72 mg/l Cumple Determinación de cloruros <= 1000 mg/l 4 mg/l Cumple 7 mg/l Cumple 5 mg/l Cumple Determinación real <= 500 Pt-Co 11 Pt-Co Cumple 5 Pt-Co Cumple 9 Pt-Co Cumple Determinación de demanda bioquímica de oxigeno <= 60 mg/l 19 mg/l Cumple 6 mg/l Cumple 8 mg/l Cumple Determinación demanda química oxigeno de de <= 350 mg/l 98 mg/l Cumple 28 mg/l Cumple 42 mg/l Cumple Determinación detergentes de <= 2 mg/l < 0,05 mg/l Cumple < 0,05 mg/l Cumple < 0,05 mg/l Cumple Determinación de cianuros <= 0,2 mg/l < 0,05 mg/l Cumple < 0,05 mg/l Cumple < 0,05 mg/l Cumple Determinación de sólidos suspendidos <= 80 mg/l 156 mg/l No Cumple 26 mg/l Cumple 38 mg/l Cumple Determinación de aluminio <= 5 mg/l < 0,1 mg/l Cumple < 0,1 mg/l Cumple < 0,1 mg/l Cumple Determinación de arsénico <= 0,5 mg/l < 0,01 mg/l Cumple < 0,01 mg/l Cumple < 0,01 mg/l Cumple Determinación de bario <= 5 mg/l < 0,1 mg/l Cumple < 0,1 mg/l Cumple < 0,1 mg/l Cumple Determinación de boro <= 5 mg/l < 0,30 mg/l Cumple < 0,3 mg/l Cumple < 0,30 mg/l Cumple Determinación de cobalto <= 0,5 mg/l < 0,03 mg/l Cumple < 0,03 mg/l Cumple < 0,03 mg/l Cumple de color 51 �(Cont…) Descripción Límites Articulo 10 Decreto No. 883 Resultado Agua de Mene Comparación Resultado Agua de Caño 1 Comparación Resultado Agua de Caño 2 Comparación Determinación de cobre <= 1 mg/l < 0,01 mg/l Cumple < 0,01 mg/l Cumple Determinación de cromo <= 2 mg/l < 0,02 mg/l Cumple < 0,02 mg/l Cumple Determinación de cadmio <= 0,2 mg/l < 0,002 mg/l Cumple < 0,002 mg/l Cumple < 0,002 mg/l Cumple Determinación de estaño <= 5 mg/l < 0,8 mg/l Cumple < 0,8 mg/l Cumple < 0,8 mg/l Cumple Determinación de plata <= 0,1 mg/l < 0,01 mg/l Cumple < 0,01 mg/l Cumple < 0,01 mg/l Cumple Determinación de plomo <= 0,5 mg/l < 0,01 mg/l Cumple < 0,01 mg/l Cumple < 0,01 mg/l Cumple Determinación de fosforo total <= 10 mg/l < 0,05 mg/l Cumple < 0,05 mg/l Cumple < 0,05 mg/l Cumple Determinación de nitritos + nitratos <= 10 mg/l 9.43 mg/l Cumple 7.15 mg/l Cumple 10.5 mg/l No Cumple Determinación nitrógeno total <= 40 mg/l 9.43 mg/l Cumple 7.15 mg/l Cumple 10.5 mg/l No Cumple Determinación de sólidos flotantes Ausentes 0.4 mg/l No Cumple < 0.1 mg/l Cumple 0.1 mg/l Cumple Determinación de sólidos sedimentables <= 1 mg/l < 0.5 mg/l Cumple < 0.5 mg/l Cumple < 0.5 mg/l Cumple Determinación de sulfatos <= 1000 mg/l < 5 mg/l Cumple < 5 mg/l Cumple < 5 mg/l Cumple Determinación de sulfitos <= 2 mg/l < 0.5 mg/l Cumple < 0.1 mg/l Cumple < 0.1 mg/l Cumple Determinación de sulfuros <= 0,5 mg/l < 0.2 mg/l Cumple < 0.2 mg/l Cumple < 0.2 mg/l Cumple Presencia de espuma Ausente Ausente Cumple Ausente Cumple Ausente Cumple Medición de pH 6-9 6 Cumple 5.98 No Cumple 6 Cumple Determinación de fenoles <= 0,5 mg/l 0.13 mg/l Cumple < 0.05 mg/l Cumple < 0.05 mg/l Cumple Determinación de fluoruros <= 5 mg/l 0.16 mg/l Cumple 0.44 mg/l Cumple 0.07 mg/l Cumple de < 0,01 mg/l < 0,02 mg/l Cumple Cumple 52 �(Cont…) Descripción Límites Articulo 10 Decreto No. 883 Resultado Agua de Mene Comparación Resultado Agua de Caño 1 Comparación Resultado Agua de Caño 2 Comparación <=10 mg/l 0.23 mg/l Cumple 1.23 mg/l Cumple 1.62 mg/l Cumple <= 2 mg/l < 0,01 mg/l Cumple < 0,01 mg/l Cumple < 0,01 mg/l Cumple Determinación de selenio <=0,05 mg/l < 0,01 mg/l Cumple < 0,01 mg/l Cumple < 0,01 mg/l Cumple Determinación de zinc <= 5 mg/l < 0,01 mg/l Cumple < 0,01 mg/l Cumple < 0,01 mg/l Cumple Determinación de mercurio <=0,01 mg/l < 0,001 mg/l Cumple < 0,001 mg/l Cumple < 0,001 mg/l Cumple Determinación bacterias totales <=1000NMP/100m 4 NMP/100m Cumple 2400 NMP/100m No Cumple Determinación de hierro Determinación manganeso de de coliformes 2400 NMP/100 No Cumple Al realizar la comparacion de los limites permisibles de las muestras de agua con la normativa ambiental Venezolana decreto 883 articulo 10 en la tabla 3.2 nos dio como resultado para muestra de agua de Mene, código 1806-02-13-13335, que los parámetros: aceites minerales e hidrocarburos, aceites y grasas, sólidos suspendidos y sólidos flotantes no cumplen. Los resultados obtenidos para muestra de agua de caño 1, código 1806-02-13-13336, indican que los parámetros : sólidos flotantes pH, bacterias coliformes totales no cumplen con la normativa legal vigente Los resultados obtenidos para muestra de agua de caño 2, código 1806-02-13-13337, indican que los parámetros: nitritos + nitratos, sólidos flotantes, coliformes totales no cumplen con la normativa legal vigente. 53 �El análisis SARA realizado a las muestras de menes M1 y M2 arrojaron a través del diagrama ternario de Tissot y Welte, 1984 que los hidrocarburos s presentes en los menes se clasifican como pesados alterados o biodegradados, con valores de resinas más alfártenos entre 43.33 y 50 % en peso, tal como se muestra mues en la figura. 3.1 Figura. 3.1 Diagrama ternario SARA de las muestras M1 y M2 Dando cumplimiento al cuarto objetivo sobre lla aplicación del el método de los CRI para la determinación del impacto ambiental podemos decir que se realizó una evaluación final sobre cada uno de los medios afectados la cual se muestra a continuación. Evaluación final del impacto mpacto sobre el medio afectado s suelo. Este impacto de clasifica a como de categoría III, posee una probabilidad de ocurrencia moderada, Se recomienda como medida mitigante realizar una barrera (muro de 54 �contención de tierra), alrededor de los menes M1 y M2 con la finalidad de retener el hidrocarburo y minimizar su avance, así como también realizar perforaciones de pozos petroleros para aliviar las presiones del yacimiento y de esta manera disminuir el caudal de salida del mene y minimizar su afectación al suelo. Evaluación final del impacto sobre el medio afectado agua. Este impacto se clasifica como de categoría III, la probabilidad de ocurrencia es moderada, como medida mitigante se recomienda colocar una barrera tipo cortina, las mismas se utilizan para bajas profundidades en los cauces de agua afectados, con la finalidad de retener el hidrocarburo y de esta manera minimizar la contaminación aguas abajo. Evaluación final del impacto sobre el medio afectado aire. Este impacto se clasifica como de categoría III, la probabilidad de ocurrencia es moderada, como medida correctivas se recomienda la perforación de pozos petroleros cerca de los menes M1 y M2, con la finalidad de disminuir el caudal de descarga de estos a la superficie y por consiguiente la liberación a la atmósfera de los hidrocarburos volátiles. Evaluación final del impacto sobre el medio afectado flora. Este impacto se clasifica como de categoría III, la probabilidad de ocurrencia es moderada, como medida mitigante o correctiva se recomienda la perforación de pozos petroleros cercanos a los menes M1 y M2 para de esta manera disminuir su presencia, así como también colocar muros de contención de tierra alrededor de los mismos con la finalidad de contener su avance y confinarlo a la hora de un incendio. En los cauces de agua se recomienda colocar las barreras tipo cortina esto con la finalidad de evitar la impregnación y posterior sequia de la vegetación tanto de la zona de los suelos como la acuática del Fundo Los Clavelitos. 55 �Evaluación final del impacto sobre el medio afectado fauna. Este impacto se clasifica como de categoría II, la probabilidad de ocurrencia es alta, se recomienda la máxima atención para este medio afectado. En la visita al zona de estudio se evidencio poca presencia de animales en los suelos, árboles y en los cauces de agua, se consiguieron restos de animales en los menes M1 y M2. Se recomienda como medida correctiva la perforación de pozos petroleros cercanos a los menes M1 y M2 para de esta manera disminuir el brote de estos, barreras de tierra cercadas alrededor de los menes M1 y M2 para evitar que los animales queden atrapados en ellos, así como también barreras tipo cortina cercadas. Cabe destacar que la fauna es el medio más afectado. Para finalizar con los análisis de resultados se elaboró una tabla resumen del método CRI en la cual se ordenaron los impactos del medio físico y biológico de mayor a menor VIA, con la finalidad de proponer que se ejecuten las medidas mitigantes y correctivas priorizando el orden que ellas presentan. (Tabla 3.3) 56 �Tabla. 3.3 Resumen del método Código Nombre del Impacto Descripción Medio Afectado VIA Probabilidad de Ocurrencia Aire 5,7 Moderada Suelo 5,6 Moderada Medidas a Aplicar Componente Medio Físico-Natural MF-03 MF-01 MF-02 Afectación del aire por presencia de hidrocarburos provenientes de menes La liberación de los hidrocarburos volátiles provenientes principalmente de los menes M1 y M2 afecta la calidad del aire y por ende la flora y fauna del Fundo Los Clavelitos. Afectación de suelos por presencia de hidrocarburos provenientes de menes Los menes afectan la capa superficial de los suelos del Fundo Los Clavelitos compactándolos, reducen el espacio poroso, la composición, producen cambios de la geomorfología y también alteran el paisaje. Cabe destacar que los suelos son de gran importancia tanto para el desarrollo de la flora como para la diversidad de fauna de la zona. Afectación del agua de los cauces (afluentes ) por presencia de hidrocarburos provenientes de menes Las emanaciones de hidrocarburos provenientes de los menes M1 y M2 afectan los cauces de agua del Fundo Los Clavelitos, alteran la composición físico química de los mismos. Estos cauces son de gran importancia tanto para las plantas acuáticas y peces, como para la diversidad de fauna de la zona. Correctivas: Perforación de pozos petroleros cerca de los menes M1 y M2 Mitigante: Muro de contención de Tierra Correctiva: Perforación de pozos de petróleo. Agua 4,2 Moderada Mitigante: Se recomienda colocar una barrera tipo cortina. Componente Medio Biológico MB-02 Alteración del habitad para la fauna ( Migración y muerte) por presencia de hidrocarburos provenientes de menes La fauna que habita en el Fundo Los Clavelitos se afecta por impregnación de hidrocarburos y también por la evaporación de los componentes volátiles de los mismos, lo que trae como consecuencia la migración y muerte de las especies que habitan en la zona, en la misma existen una gran diversidad tal como se muestra en la tabla 2.13. Tabla 2.13 Principales representantes de la fauna Clavelitos. Nombre común Chiguire o piropiro Rabipelados Lapa Cunaguaro en el Fundo Los Nombre científico Hydrochanis esthmius Didelfus Agotipaca Felis perdatis Correctiva: Perforación de pozos petroleros cerca de los menes M1 y M2 Fauna 6,2 Alta Mitigante : Barreras de tierra 57 �Picure Código Nombre del Impacto Vaca Morrocoy Baba Iguana Dormilona Mono de noche Oso melero Oso frontino Desaprocta aguti (Cont…) Descripción MB-01 Afectación de la flora (cobertura vegetal) por presencia de hidrocarburos provenientes de menes VIA Probabilidad de Ocurrencia Bos primegenius taurus Geochelone carbonara Caimán cocodrilus Iguana Epicrates concharia Actus trivigatus Tamandúa mexicana Tremaretos ornatus La vegetación del Fundo Los Clavelitos son muestran.( Tabla. 2.11) Nombre común Pasto guinea Palo maría Escobilla Yagrumo Pega pega helechos Palma curuba Lengua de suegra Pira Mocote Junco de agua Rabo de zorro Estoraque Medio Afectado Medidas a Aplicar cercadas alrededor de los menes M1 y M2 Mitigante: Barreras tipo cortina cercadas. principalmente las que se Nombre científico Panicum máximum Triplaris caracasana Scoparia dulcis Cecropia peltata Desmodium spp Pteridium spp Attalea butyracea Dieffenbachia spp Amaranthus Cassia alata Cyperus ligularis Setaria geliculata Vernonia brasiliana Estas son afectadas por infiltración de los suelos y por impregnación de hidrocarburos provenientes principalmente de los menes M1 y M2, lo cual trae como consecuencia su deterioro y sequía. Flora 4,5 Moderada Mitigante: Muros de contención de tierra. Mitigante: Barreras tipo cortina. 58 �CONCLUSIONES 1.- Los principales elementos causales que generan la presencia de hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos son los menes. 2.- Los resultados del análisis SARA y el diagrama de Tissot y Welte permitieron determinar que el hidrocarburo de los menes del Fundo Los Clavelitos son crudos pesados alterados. 3.- Los resultados de los análisis de las muestras de agua y suelo y su comparación con la normativa venezolana permitieron fundamentar la evaluación del impacto ambiental sobre los factores agua, suelo y flora. 4.- La aplicación del método CRI arrojo que los impactos MF-03 (Aire) y MB- 02(Fauna), poseen un VIA de 5.7 y 6.2 respectivamente, por lo que presentan una mayor probabilidad de ocurrencia. 5.-El sistema de medidas propuestas permitirá mitigar y corregir los impactos ambientales presentes en el Fundo Los Clavelitos 59 �RECOMENDACIONES 1.- Realizar un estudio de mayor profundidad sobre el efecto de la presencia de los menes en la fauna del Fundo Los Clavelitos, en virtud de ser la más afectada. 2.- Utilizar un equipo para determinar el nivel de contaminación sobre el factor aire. 3.- Realizar un estudio geoquímico detallado para determinar el ambiente deposicional de la roca madre que genero los fluidos orgánicos de los menes presentes. 60 �BIBLIOGRAFIA Acosta, C y Ojeda, C. (2005). Bases geológicas del a problemática ambiental de la Región Zuliana. Maracaibo, Venezuela. Arias, G Fidias (2006). El proyecto de investigación. Introducción a la metodología científica. Editorial episteme. Caracas, Venezuela. Barberii, Efraín E. (1998) El pozo ilustrado, PDVSA, Editorial del Centro Internacional de Educación y Desarrollo (FONCIED) ,Caracas. Constitución de la República Bolivariana de Venezuela. Caracas 1999 Decreto 2635 (1998) “Normas para el control de la recuperación de materiales peligrosos y el manejo de los desechos peligrosos”. Gaceta Oficial Extraordinaria No 5245 Decreto No. 883 (1995) “Normas para la clasificación y control de la calidad de los cuerpos de agua y vertidos o afluentes líquidos”. Gaceta Oficial Extraordinaria Nº 5.021. Escobar, Freddy H. (2004). Fundamentos de Ingeniería de Yacimientos. Neiva Huila – Colombia. Espinoza, Guillermo. (2001). Gestión y fundamentos de evaluación de impacto ambiental, informe técnico, Banco interamericano de desarrollo – BID, Centro de estudios para el desarrollo – CED, Santiago, chile. González, Alonso. (2008). Manual para la evaluación del impacto ambiental de proyectos obras o actividades. Medellín, Colombia. PDVSA-Intevep. (1997). Código geológico de Venezuela. PDVSA. (2011). Adendum. Proyecto. Abandono y desincorporación de pozos del campo mene de Acosta. Maracaibo, Venezuela. 61 �Rojas (2008). Geoquímica de los menes y relación Geológica-Estructural con la falla El Tigre, sector Cachiri, Estado Zulia. Trabajo especial de grado. Universidad del Zulia. Stracuzzi , S y Martins, F.( 2010) FEDUPEL Fondo editorial de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador Venezuela. Schlumberger (1997). WEC. Evaluación de pozos. Caracas, Venezuela. Tissot, B.P. and Welte. (1984). Petroleum Formation and Occurence. Second. Proyect copy. La Habra California. 62 � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Tesis Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Evaluación del impacto ambiental por presencia de hidrocarburos en el Fundo Los Clavelitos Creator An entity primarily responsible for making the resource Omer Enrique Vílchez Fernández Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Tesis maestría https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/f5026c9d3ab6378de3609cd2f86aafdf.pdf d233f327a32b51888298845759ffb0e2 PDF Text Text TESIS Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela Isnardy José Toro Fonseca �Página legal Título de la obra: Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela, 89pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 1. Autor: Isnardy José Toro Fonseca 2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Digitalización. Miguel Ángel Barrera Fernández Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015 La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas. La licencia completa puede consultarse en: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode Editorial Digital Universitaria Instituto Superior Minero Metalúrgico Ave Calixto García Iñeguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología Título: Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. (Tesis en opción al título académico de Máster en Geología) Autor: Isnardy José Toro Fonseca Moa, 2014 �Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología Título: Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. (Tesis en opción al título académico de Máster en Geología) Autor: Isnardy José Toro Fonseca Tutor: Dra. M. Margarita Hernández S., Msc. Frank Cabrera, Msc. Jhaisson Vasquéz, Dr. José F. Lastra. . Moa, 2014 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. ÍNDICE INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 1 CAPÍTULO I – GEOQUÍMICA DE LOS YACIMIENTOS DE PETRÓLEO Y GASES ÁCIDOS ASOCIADOS. .............................................................................................. 7 1.1 Introducción ..................................................................................................... 7 1.2 Antecedentes ................................................................................................... 7 1.3 Geoquímica de yacimientos petrolíferos ........................................................ 10 1.3.1 Geoquímica de H2S y CO2 ................................................................... 10 1.3.2 Composición isotópica del azufre y carbono ........................................ 11 1.3.3 Fraccionamiento isotópico del H2S ....................................................... 12 1.4 Mecanismos de generación del H2S y CO2 ................................................... 12 1.4.1 Dióxido de carbono .............................................................................. 14 1.4.2 Sulfuro de hidrógeno ............................................................................ 14 1.5 Ubicación geográfica ..................................................................................... 14 1.5.1 Área del campo Franquera ................................................................... 15 1.5.2 Área del campo Moporo ....................................................................... 17 1.5.3 Área del campo La Ceiba ..................................................................... 18 1.6 Características geólogo-tectónicas ................................................................ 19 1.6.1 Estratigrafía regional campo Franquera y Moporo ............................... 19 1.6.2 Estratigrafía regional campo La Ceiba ................................................. 21 1.6.3 Geología estructural campo Franquera ................................................ 23 1.6.4 Geología estructural campo Moporo .................................................... 25 1.6.5 Geología estructural campo La Ceiba .................................................. 26 1.7 Conclusiones ................................................................................................. 28 CAPÍTULO II – MATERIALES Y MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN ........................ 30 2.1 Introducción ................................................................................................... 30 2.2. Tipo de investigación .................................................................................... 30 2.3. Métodos empleados en la investigación ....................................................... 31 2.3.1 Selección de pozos del área ................................................................ 32 2.3.2 Selección de muestras ......................................................................... 32 2.3.3 Geoquímica de gases para evaluación y monitoreo de H2S y CO2 ...... 33 2.3.4 Métodos y procesamiento .................................................................... 34 2.3.5 Análisis isotópicos de azufre de los sulfuros precipitados a partir del H2S ................................................................................................................ 48 2.3.6 Cromatografía de Gases ...................................................................... 48 2.3.7 Generación de mapas de isoconcentraciones de H2S y CO2 ............... 49 2.3.8 Técnicas para la recolección de información........................................ 49 2.4 Conclusiones ................................................................................................. 50 CAPÍTULO III – ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS ....................... 51 II �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 3.1 Introducción ................................................................................................... 51 3.2 Distribución espacial del H2S y CO2 .............................................................. 51 3.3 Origen de los crudos ...................................................................................... 60 3.4 Clasificación de los Crudos............................................................................ 63 3.4.1 Fracción C15+ ........................................................................................ 67 3.5 Análisis de biomarcadores ............................................................................. 69 3.5.1 Origen de los crudos de acuerdo a los biomarcadores. ....................... 69 3.5.2 Tipo de roca fuente .............................................................................. 70 3.5.3 Madurez térmica de los crudos ............................................................ 71 3.5.4 Biodegradación de los crudos .............................................................. 73 3.6 Mecanismos de generación de gases ácidos ................................................ 75 3.7 Procesos geoquímicos evolutivos en el área de FRAMOLAC. ...................... 78 3.8 Origen del H2S y CO2 .................................................................................... 79 3.9 Correlación de 34S crudo - H2S .................................................................... 80 3.10 Tipo de materia orgánica ............................................................................. 80 3.11 Temperatura del yacimiento ........................................................................ 81 3.12 Conclusiones ............................................................................................... 82 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................ 83 Conclusiones ....................................................................................................... 83 Recomendaciones ............................................................................................... 85 BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................ 86 ANEXOS ................................................................................................................... 89 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 Procesos de estudio de los gases ácidos en yacimientos petrolíferos. Figura 2 Rangos isotópicos para las diferentes fuentes de H2S. Figura 3 Mecanismos de generación de CO2 y H2S. Figura 4 Ubicación geográfica del área de FRAMOLAC. Figura 5 Ubicación del campo Franquera (Yacimientos B-1 FRA0001 y B-4 FRA0001). Figura 6 Ubicación del Yac. B Sup. VLG-3729. Figura 7 Ubicación del Campo la Ceiba. Figura 8 Columna estratigráfica generalizada del Campo Ceuta-Tomoporo. Figura 9 Columna Estratigráfica Campo La Ceiba.. Figura 10 Marco Estructural Franquera. Figura 11 Marco Estructural Yacimiento B-Superior VLG-3729. III �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 12 Mapa Estructural de los Yacimientos MISB6 CEI0003, MISB6 CEI0001 y MISB6 CEI0004. Figura 13 Mapa Estructural de los Yacimientos MISB6 CEI0005 y MISB6 CEI0006. Figura 14 Toma de muestras para análisis de H2S Y CO2. Figura 15 Esquema del equipo (modificado de GPA 2377-86 y ASTM D 4810-88). Figura 16 Conexión de separador crudo/gas. Figura 17 Purga de envase de recolección. Figura 18 Medición de la concentración de H2S y CO2. Figura 19 Mapa de ubicación de las muestras de gases captadas en pozos del área de Franquera. Figura 20 Mapa de ubicación de las muestras de gases captadas en pozos del área de Moporo. Figura 21 Mapa de ubicación de las muestras de gases captadas en pozos del área de La Ceiba. Figura 22 Gas recolectado en bolsas especiales con una presión máxima de 5psi. Figura 23 Precipitación de H2S. Figura 24 Esquema para la captura y análisis de muestras de crudos. Figura 25 Montaje instrumental para la toma de la fracción C15-. Figura 26 Toma de muestra de la fracción C15-. Figura 27 Mapa de ubicación de las muestras de crudo del área de Franquera con y sin volátiles. Figura 28 Mapa de ubicación de las muestras de crudo del área de Moporo Tierra con y sin volátiles. Figura 29 Mapa de ubicación de las muestras de crudo del área de La Ceiba con y sin volátiles. Figura 30 Mapa de isoconcentración de H2S para la Unidad B-1. Figura 31 Mapa de isoconcentración de H2S para la Unidad B-4. Figura 32 Mapa de isoconcentración de CO2 para la Unidad B-1. Figura 33 Mapa de isoconcentración de CO2 para la Unidad B-4. Figura 34 Concentración de vanadio (V) vs. Concentración de níquel (Ni) de muestras de crudo del área de FRAMOLAC. IV �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 35 Ambiente depositacional definido en función de la concentración de vanadio (V) vs. Concentración de níquel (Ni) para los crudos del área de FRAMOLAC (modificado de Galárraga et al., 2008). Figura 36 Contenido de azufre vs Gravedad API. Figura 37 Clasificación de los crudos del área de FRAMOLAC en base a la composición SARA (Tissot y Welte, 1984). Figura 38 Clasificación de los crudos del área de FRAMOLAC en función de la concentración de parafinas, naftenos y aromáticos (Tissot y Welte, 1984). Figura 39 Gráfico de columnas de los PNA de los crudos de los pozos CEI-0004, CEI-0005 y CEI-0006 de la Unidad B4. Figura 40 Cromatograma de crudo total (fracción C15+) del crudo del pozo TOM0008. Figura 41 Gráfico de Pristano/n-C17 vs. Fitano/n-C18 de las áreas de Franquera y Moporo. Figura 42 Distribución del porcentaje de esteranos en los crudos de las áreas de Moporo y La Ceiba. Figura 43 Tipo de litología de la roca fuente en función de la correlación de los terpanos tricícliclos C24-3/C23-3 vs. C22-3/C21-3. Figura 44 Isómero biológico (R) e isómero geológico (S) (tomado de Hunt, 1996). Figura 45 Relación de los parámetros de biomarcadores utilizados con respecto a la ventana de generación del petróleo (modificado de Killops y Killops, 2005). Figura 46 Escala de biodegradación (modificado de Peters y Moldovan, 1993). Figura 47 Distribución de n-alcanos (m/z 99) de la muestra de crudo del pozo TOM0007. Figura 48 Distribución isotópica del azufre (34S/32S) en muestras de crudos de las áreas de Moporo y La Ceiba. Figura 49 Esquema evolutivo de los procesos geoquímicos de la Cuenca del Lago de Maracaibo. Figura 50 Concentración de H2S vs temperatura estimada del yacimiento. V �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 51 Distribución isotópica del azufre (34S/32S) en muestras de agua de formación, crudos y precipitados de H2S como sulfuros del área de FRAMOLAC. INDICE DE TABLAS Tabla 1 Composición de parafinas, naftenos y aromáticos de los crudos de los pozos CEI-0004, CEI-0005 y CEI-0006 de la Unidad B4. Tabla 2 Porcentaje en masa normalizada de los PNA de los crudos de los pozos CEI-0004, CEI-0005 y CEI-0006 de la Unidad B4. Tabla 3 Parámetros obtenidos de la fracción C15- para los crudos de las áreas de Franquera y Moporo. Tabla 4 Porcentajes de esteranos en los crudos de las áreas de Moporo y La Ceiba. Tabla 5 Relación isotópica de azufre promedio (34S/32S) en crudos de las áreas de Moporo y La Ceiba. Tabla 6 Relación isotópica de azufre (34S/32S) en los precipitados de H2S como sulfuros de pozos de las áreas de Franquera, Moporo Tierra y La Ceiba. VI �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. INTRODUCCIÓN A nivel mundial la industria petrolera se ha mantenido durante varias décadas como parte importante de la economía global, dado que el petróleo es la fuente de energía que mueve a la humanidad. El proceso de crecimiento económico de este tipo de industrias, viene dado por el incremento de las ganancias, las cuales dependen en gran parte de una adecuada y óptima explotación de los recursos petroleros. En Venezuela, la principal actividad económica del mercado es sustentada por la empresa Petróleos de Venezuela Sociedad Anónima (PDVSA), la cual tiene como misión, promover el fortalecimiento del sector productivo nacional, transformando las materias primas provenientes de los hidrocarburos. Entre sus responsabilidades destaca, el control de los procesos de exploración, producción, manufactura y mercadeo de todos los hidrocarburos presentes en el territorio nacional; por esto, se ve en la necesidad de implementar tecnologías cada vez más novedosas y financiar investigaciones, facilitar la capacidad de los recursos humanos bajo su control con el propósito de maximizar las ganancias, reducir los costos operativos y garantizar la sostenibilidad como empresa. Actualmente la industria petrolera presenta inconvenientes con la generación de gases ácidos en los yacimientos de petróleo, pues uno de sus efectos es la corrosión que generan en las tuberías de los oleoductos, gasoductos y daños en la cementación de pozos. En Venezuela, concentraciones de CO2 en campos petroleros son encontradas principalmente en el área de Anaco y en el área de Guárico (Marcano y Alberdi, 2001). Además de ello, participan en la contaminación ambiental y su presencia disminuye el precio de comercialización del petróleo. Por esta razón, es necesario comprender las posibles procedencias de dichos gases, a fin de desarrollar métodos tecnológicos que permitan reducir o controlar la producción de los mismos en los yacimientos. Dentro de las investigaciones que actualmente se desarrollan en PDVSA están las asociadas a los programas académicos. Una de estas investigaciones está dirigida a 1 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. caracterizar el comportamiento del azufre en un sector geográfico de interés. El área de estudio está compuesto de tres campos: Franquera, Moporo y La Ceiba (FRAMOLAC) ubicados en tierra, adscritos a la División Sur del Lago Trujillo situado entre el Estado Trujillo y el Estado Zulia de Venezuela; son campos en desarrollo cuyos datos oficiales indican un POES de 7.749 MMBNP, unas reservas recuperables de crudo liviano de 1.483 MMBNP, de crudo mediado y liviano con una gravedad °API promedio de 24° y saturaciones promedio de petróleo de 73 %, lo cual representa una gran oportunidad para mantener los niveles de producción del occidente del país, cuentan actualmente con 9 yacimientos en producción, 35 pozos activos, proporcionando un caudal de producción de aproximadamente 65 000 barriles normales por día (BNPD) de crudo y 21 millones de pies cúbicos normales por día (MMPCND) de gas. El primer pozo perforado en estos campos de tierra se realizó en La Ceiba en el año 1998, y de allí en adelante se ha continuado con la perforación de pozos en estos campos, contando con un plan de explotación a 20 años. La producción de H2S es reportada a partir de las primeras etapas del desarrollo del yacimiento. Este fenómeno ha sido denominado como “geologic souring” (Eden et al., 1993) ya que la fuente de H2S es generada en el pasado geológico y está asociado a algunos elementos dentro de la cuenca petrolera y no a procesos microbiológicos o geoquímicos modernos. La generación de H2S requiere típicamente altas temperaturas (> 140C) y altas presiones (Grimes y Mc Neil, 2005), esto puede ser detectado durante las operaciones de perforación y muestra altas concentraciones; normalmente desde más de 1000 ppm de H2S. Vale mencionar que los procesos por los cuales el H2S y, eventualmente el CO2, se producen en los yacimientos, pueden ser de origen natural o antrópico. Para el primer caso, el H2S puede formarse a partir de Bacterias Reductoras de Sulfato (BRS), Reducción Termoquímica del Sulfato (RTS), o maduración del crudo. Por el contrario, estos gases también se pueden generar como subproductos del proceso de acuatermólisis cuando se implementan procesos de inyección continúa o alterna de vapor (Cabrera, 2012). 2 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Dentro del área de estudio, la producción de H2S y CO2 ha sido reportada desde el 2006; sin embargo, no existen reportes previos sobre las posibles fuentes del H2S. Adicionalmente, la inyección de agua no ha sido implementada antes de las campañas de medición de H2S en los respectivos campos. Los pozos asociados al área FRAMOLAC, tienen la tendencia a producir sulfuro de hidrógeno (H2S), cuyas concentraciones varían en el orden de 9 a 82 ppm; dado que el H2S es un contaminante del gas natural, se hace necesaria su remoción. Para el caso del CO2 la concentración varía entre 3 % y 12 %. Actualmente el gas proveniente de los pozos de estos campos es endulzado con productos químicos líquidos, denominados secuestrantes de H2S, cuyo método consiste en la inyección continua y directa del producto químico en las líneas de flujo multifásico y/o monofásico directamente en los pozos y/o en las estaciones de flujo. Actualmente la producción en el área FRAMOLAC está limitada al yacimiento Eoceno “B” Superior. Por varios años, era conocido que las concentraciones de H2S y CO2 en el yacimiento Eoceno “B” Superior variaban. Un estudio detallado fue iniciado para mapear los perfiles de concentración de los gases ácidos a lo largo del área y abordar la migración de los mismos dentro de este. Esto incluyó la medición de H2S y CO2 de corrientes de pozo de una amplia área y las huellas geoquímicas de los crudos de FRAMOLAC. Por primera vez, las concentraciones de H2S y CO2 fueron mapeadas a lo largo del campo. La migración de H2S y CO2 en la parte norte del campo tiene serias implicaciones debido a que la planta de separación gas-crudo (GOSP), fue diseñada para el procesamiento de crudo dulce. Si la migración es probada, las facilidades en la parte norte del campo necesitan ser mejoradas para manejar crudo ácido. Las concentraciones de H2S y CO2 en el área de Moporo Tierra presentan valores más altos en comparación con las áreas de Franquera-La Ceiba y las concentraciones más bajas se localizan hacia el área de Moporo Lago, desconociéndose la génesis de los gases ácidos que intervienen en los procesos de extracción en el área FRAMOLAC. Los yacimientos del área FRAMOLAC, ubicados en el occidente de Venezuela, contienen dos clases de crudos reflejados por sus gravedades API, contenidos de saturados y aromáticos, además de sus composiciones totales de nitrógeno, azufre y 3 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. oxígeno (compuestos NSO). La biodegradación parece haber tenido un rol importante en el control de las composiciones de las dos clases de crudo. Las relaciones de isótopos de azufre (34S) son reportados en partes por mil (‰) de la relación 34 S/32S, relativa al estándar de referencia internacional CDT. Los isótopos de azufre son muy útiles para determinar el origen del H2S. El H2S generado por bacterias reductoras de sulfato generalmente tiene una composición isotópica negativa (< 0 ‰), mientras que el H2S producido por Reducción Termoquímica de Sulfato generalmente refleja el valor de la anhidrita de la cual se formó (> 10 ‰). Adicionalmente, la composición isotópica del sulfuro de hierro (pirita) en el yacimiento proporciona evidencia sobre si el H2S fue removido por reacción con el hierro durante la migración. En una revisión detallada de la documentación existente, entrevistas con los especialistas de mayor experiencia en esta actividad y la información publicada oficialmente en artículos y boletines empresariales del pasado y presente siglo, pudo comprobarse que prácticamente no existen reportes de que se hayan realizado estudios relacionados con los gases ácidos, lo que se hace más prioritario en la actualidad debido a las implicaciones que ya se mencionaron y que abarcan todas las etapas del proceder petrolífero, incluyendo la seguridad y la salud de las personas y la estrecha relación ya publicada que existe entre la presencia de este gas y la acumulación del petróleo. En correspondencia con esto se propone el siguiente diseño de investigación. Problema de investigación desconocimiento del mecanismo de generación de gases ácidos tanto en el crudo como en los gases. Objeto de estudio. Crudo y gases ácidos, correspondiente a los pozos petroleros del área FRAMOLAC. Campo de acción. Geoquímica del crudo de gases ácidos. Objetivo general 4 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Determinar la génesis, migración del crudo y gases ácidos del yacimiento Eoceno “B” Superior del área FRAMOLAC, a través de correlaciones químicas e isotópicas. Objetivos específicos  Caracterizar desde el punto de vista fisicoquímico muestras de crudo y gas en el área FRAMOLAC.  Caracterizar las composiciones isotópicas de las especies de azufre presentes en el crudo y gas del área.  Establecer el mecanismo de generación de H2S y/o CO2 y su migración en el área de FRAMOLAC. Hipótesis Si se realizan las correlaciones químicas e isotópicas en muestras de crudo y gas se podrá determinar la génesis y migración de los gases ácidos presentes en el yacimiento del Eoceno “B” Superior del área FRAMOLAC. Para desarrollar esta investigación se tuvieron en cuenta métodos teóricos y empíricos de la investigación científica: Métodos teóricos:  Análisis y síntesis de la información obtenida a partir de la revisión de la documentación y literatura especializada.  Inductivo – deductivo: para determinar los mecanismos de formación y migración de los gases ácidos.  Métodos empíricos: en la presente investigación se aplican:  Las entrevistas a técnicos y especialistas: para comprobar la existencia de investigaciones y antecedentes relacionados con el tema.  La observación directa en el área de estudio durante toda la investigación.  Métodos y herramientas de la química analítica:  Procesamiento para la elaboración de mapas por medio del simulador Discovery. El trabajo representa un aporte científico al constituir un estudio conclusivo sobre el mecanismo de generación de gases provenientes del crudo y gas que se considera pionero debido al no registro de estudios similares realizados anteriormente. 5 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. También es de importancia práctica ya que la información que se genera permitirá hacer precisiones en el proceso productivo de la empresa, del mismo modo que contribuirá a la vigilancia tecnológica y a medidas relacionadas con la seguridad del trabajo. La tesis se estructuró del siguiente modo: La introducción en la que se presenta el problema científico, el objetivo general y la hipótesis de la misma. Tres capítulos denominados del modo siguiente: Capítulo I. Geoquímica de los yacimientos de petróleo y gases ácidos asociados. Capítulo II. Materiales y métodos de investigación. Capítulo III. Principales resultados sobre la génesis y migración de los gases ácidos. 6 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. CAPÍTULO I – GEOQUÍMICA DE LOS YACIMIENTOS DE PETRÓLEO Y GASES ÁCIDOS ASOCIADOS. 1.1 Introducción 1.2 Antecedentes 1.3 Geoquímica de yacimientos petrolíferos 1.3.1 Geoquímica de H2S y CO2 1.3.2 Composición isotópica del azufre y carbono 1.3.3 Fraccionamiento isotópico del H2S 1.4 Mecanismos de generación del H2S y CO2 1.4.1 Dióxido de carbono 1.4.2 Sulfuro de hidrógeno 1.5 Ubicación geográfica 1.5.1 Área del campo Franquera 1.5.2 Área del campo Moporo 1.5.3 Área del campo La Ceiba 1.6 Características geólogo-tectónicas 1.6.1 Estratigrafía regional campo Franquera y Moporo 1.6.2 Estratigrafía regional campo La Ceiba 1.6.3 Geología estructural campo Franquera 1.6.4 Geología estructural campo Moporo 1.6.5 Geología estructural campo La Ceiba 1.7 Conclusiones 1.1 Introducción En el presente capítulo se muestran las recopilaciones de algunos trabajos o estudios que anteceden a esta investigación, asimismo se refieren las bases teóricas que sustentan el estudio isotópico del azufre en crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior. Para Hernández et al. (2004) el marco teórico “es un compendio escrito de artículos, libros y otros documentos que describen el estado pasado y actual del conocimiento sobre el problema de estudio”. 1.2 Antecedentes A continuación, se citan aquellos estudios que se han realizado a nivel nacional sobre el tema, que son similares al ejecutado; por tal motivo, se han seleccionado 7 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. aquellos que guardan relación con el estudio propuesto, para lo cual se consideró su relevancia y cercanía en el tiempo. - Manowitz et al. (1990) realizaron un estudio referente a la composición isotópica del azufre en muestras de crudo del Campo Costanero Bolívar (Venezuela), donde destacan que el crudo en el campo Costanero Bolívar de Venezuela ha sido dividido en cinco clases principales de petróleo que se cree reflejan en gran medida las variaciones causadas por la biodegradación en el yacimiento. En este trabajo, treinta crudos del campo Costanero Bolívar fueron colectados, estos crudos fueron caracterizados por su gravedad API, porcentaje de saturados aromáticos, NSO y compuestos de asfaltenos, cromatograma de gas para crudo, fracciones de C4-C7 y aromáticos. Concurrentemente, 24 aguas asociadas fueron también muestreadas y analizadas para Ca2+, Mg2+, Na+, HCO3-, CO32-, SO42-, pH y sólidos totales disueltos (STD), de los cuales 27 de estos crudos se analizaron por separado para el contenido de azufre y valores  34 S. Las muestras fueron oxidadas en una bomba Parr Instrument; el sulfato fue precipitado con Ba2+ y el BaSO4 precipitado sirvió para la determinación gravimétrica de la conversión del contenido de S a SO2 para la espectrometría de masa. - Alberdi (1996) realizó una caracterización geoquímica de tres (3) muestras de crudos de diferentes pozos del yacimiento en estudio, con el objetivo de analizar la fracción C15- y la gravedad ºAPI para determinar la compatibilidad de los mismos, los crudos de los pozos VLG-3772 abierto a producción al momento de la toma de la muestra en las arenas C-2 y el crudo del pozo VLG-3780 abierto a producción de las arenas C-3, ambos presentaron 33 °API, por otra parte el crudo del pozo VLG-3786 presentó 25,8 °API pareciendo ser una mezcla de los crudos de las arenas C-1 y C2. Los crudos de los pozos VLG-3772 y VLG-3780, considerando su similitud composicional, permiten concluir que entre los yacimientos C-2 y C-3 existe una buena comunicación vertical, al menos, en el área drenada por los mismos, sin embargo en dicho trabajo se recomendó caracterizar una mayor cantidad de pozos y hacer énfasis en el crudo de la arena C-1 cuyas características posiblemente sean diferentes a las de los crudos de las arenas C-2 y C-3. 8 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. - López y Alberdi (1997) destacaron el mecanismo de generación de H2S en el área Urdaneta Lago. Ellos consideran que el H2S presente en estos yacimientos es originado a partir de la maduración térmica del crudo en el yacimiento, proponiendo que las mayores concentraciones de H2S presentes en los yacimientos carbonáticos respecto a los siliciclásticos, está relacionado a la eliminación eficiente del H2S, en estos últimos, debido a la formación de sulfuros (pirita). - Marcano y Alberdi (2001) estudiaron que en el área de Anaco se han presentado problemas de corrosión en tuberías, generando comunicación mecánica. Dicha corrosión se relacionó a las concentraciones de CO2 producidas en estos campos. Datos operacionales de 299 pozos indican que 79 pozos están comunicados detectándose concentraciones de CO2 que oscilan entre 0,40 % y 17,20 %. En este caso el CO2 actúa como contaminante, generando problemas de producción. Es recomendable en estos campos, profundizar el estudio del origen de este gas. - Marcano y Alberdi (2001), estudiaron que en el campo Yucal-Placer (Estado Guárico) han sido reportadas las mayores concentraciones de CO2 en Venezuela, con valores que oscilan entre 2,28 % y 27 %. De acuerdo a estudios de isótopos estables, dicho gas tiene un origen mayormente inorgánico, producto de la descomposición térmica, probablemente en medio ligeramente ácido, de cemento calcáreo y/o roca carbonática. En este caso en particular es importante destacar el aumento del por ciento de CO2 con la profundidad. Adicionalmente el CO2 de los yacimientos más someros es más liviano, presentando  13 C= -12 ‰, indicando un origen orgánico, mientras que el CO2 encontrado a mayor profundidad es más pesado con  13 C= -3 ‰. Es probable que la generación del CO2 obedezca a la reacción entre caolinita y carbonatos para producir clorita y CO2; dicha reacción es controlada por la temperatura y es más efectiva con la profundidad. - Por último se seleccionó el estudio realizado por Centeno (2007) donde analizó las consecuencias que tienen el CO2 y el H2S sobre el material cementante utilizado en la construcción de pozos petroleros. Ambos gases presentaron un alto potencial de disolución de los minerales que constituían el material cementante, salvo en pruebas con H2S (sin presencia de CO2), donde el efecto es corrosivo, destruyendo la matriz del material cementante. Este comportamiento es inhibido cuando está presente el 9 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. CO2, el cual ejerce una acción neutralizante (reacción ácido-base) en el cemento. Por lo tanto, basado en la existencia de estos dos gases, la alteración del material es significante cuando aumenta la relación H2S/CO2. Estos resultados le permitieron proponer un modelo matemático capaz de permitir interpretar el comportamiento del material cementante en función de parámetros fisicoquímicos, a fin de evaluar la durabilidad del material cementante. 1.3 Geoquímica de yacimientos petrolíferos La geoquímica de yacimientos abarca el estudio de los fluidos en los yacimientos de petróleo (crudo y gas), sus orígenes e interacciones con el yacimiento (Larter y Aplin, 1994). También puede ser definida como la elucidación mediante caracterización elemental, isotópica y molecular, los procesos de entrampamiento, llenado de fluidos en el yacimiento, la naturaleza de las interacciones y las variaciones en composición y propiedades en el tiempo (López, 2005). Algunas de las áreas de estudio de la geoquímica de yacimientos son las siguientes:  Distancia de migración y dirección de llenado del yacimiento  Grado de mezcla de crudos  Continuidad del yacimiento  Monitoreo de producción  Determinación de heterogeneidades (calidad de yacimientos y fluidos)  Predicción y explicación de fenómenos relevantes para el manejo de los yacimientos (por ejemplo, precipitación de sólidos) 1.3.1 Geoquímica de H2S y CO2 Los mecanismos de generación de gases ácidos en los yacimientos petrolíferos es posible abordarlos desde dos perspectivas diferentes en cuanto a su génesis: i.estudio de la generación del CO2 y H2S en las cuencas sedimentarias (connotaciones de tiempo geológico) y ii.- producción de estos gases como subproductos de la intervención del hombre en el yacimiento, bien sea para el mantenimiento de la presión (inyección de agua) o para el incremento del factor de recobro (métodos térmicos) (Cabrera, 2012). Esos dos mecanismos de generación de gases ácidos se esquematizan en la figura 1. 10 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 1. Procesos de estudio de los gases ácidos en yacimientos petrolíferos. Fuente: Cabrera (2012) 1.3.2 Composición isotópica del azufre y carbono Los valores δ13C y δ34S son empleados en los estudios de correlación crudo-crudo y crudo-roca fuente. En base a los valores δ13C es posible definir crudos y bitúmenes de fuentes orgánicas terrestres y marinas (Peter et al., 2005). La interpretación de los valores obtenidos en una muestra en lo referente al contenido de isótopos de carbono y azufre en el CO2 y H2S, respectivamente, es una de las maneras de inferir el origen de estos gases en un yacimiento y las causas de sus diferencias en proporción (fraccionamiento). Es también adecuada la generación de mapas de tendencias areales y la construcción de perfiles de tendencia del H2S y CO2 en profundidad, con el objetivo de estudiar el origen de este gas ácido (Rodríguez y Centeno, 2008). En cuanto al fraccionamiento isotópico del azufre, los rangos de valores  34S varían de acuerdo a la fuente de H2S. Los mecanismos que involucran generación térmica de H2S por craqueo a altas temperaturas, mantienen la relación isotópica de la fuente 11 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. original, debido a que el craqueo no realiza ningún tipo de diferenciación entre el azufre con peso molecular 34 (34S) o el azufre con peso molecular 32 (32S). Por el contrario, los procesos de generación de H2S mediatizados por bacterias realizan un marcado fraccionamiento isotópico, asociado a la preferencia de las bacterias por utilizar el isótopo menos pesado (32S) (Rodríguez y Centeno, 2008). 1.3.3 Fraccionamiento isotópico del H2S El cálculo para el fraccionamiento isotópico del azufre es el valor de  (delta), expresado en partes por mil con el símbolo ‰. La referencia es el estándar internacional del azufre CDT (Canyon Diablo Troilite), 34 S/32S = 449,94 x 10-4 (Thode et al., 1961);  34 S = 0,00 ‰. El valor de  34 S en partes por mil es definido como:   34 S      S / 32S muestra   1  1.000 34 S / 32S CDT  34   1 La figura 2 muestra los intervalos isotópicos generales para diferentes fuentes de H2S. 34 Figura 2. Rangos de valores δ S para las diferentes fuentes de H2S. Fuente: Alberdi et al. (2002) 1.4 Mecanismos de generación del H2S y CO2 Los procesos por los cuales el H2S y eventualmente el CO2 son producidos en los yacimientos, pueden ser de origen natural o antrópico. Es decir, para el primer caso, 12 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. el H2S puede formarse a partir de las bacterias reductoras de sulfato, reducción termoquímica del sulfato o maduración del crudo. Por el contrario, estos gases también pueden ser generados como subproductos del proceso de acuatermólisis cuando se implementan los procesos de inyección continúa o alterna de vapor (Cabrera, 2012). En la figura 3 puede apreciarse que el H2S y CO2 pueden tener origen tanto orgánico como inorgánico. En el caso del origen orgánico, uno de los procesos implica la presencia de microorganismos que metabolizan la materia orgánica en búsqueda de nutrientes. De acuerdo al tipo de bacteria, las reacciones pueden desarrollarse en condiciones aeróbicas o no, lo cual depende de las condiciones del medio y la profundidad del sistema sedimentario (Hunt, 1996). Cuando la degradación ocurre por incremento de temperatura y profundidad de la secuencia sedimentaria, se habla de descomposición térmica de la materia orgánica, donde el material húmico continental es la principal fuente de CO2. Otro proceso que implica reacciones de las fracciones de crudo que contienen oxígeno y azufre con vapor de agua en el yacimiento, es la acuatermólisis. La alteración de estas fracciones pesadas de crudo genera CO2, en condiciones de altas temperaturas y presiones. Reducción de sulfato bacteriano Descomposición térmica de orgánicos Origen orgánico Acuatermólisis Reducción termoquímica del sulfato Disolución de minerales de azufre Origen inorgánico Reducción no oxidativa de la pirita Figura 3. Mecanismos de generación de CO2 y H2S Con respecto al origen inorgánico se pueden visualizar procesos donde el sulfato es reducido por los hidrocarburos, lo cual significa que los compuestos orgánicos se 13 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. oxidan a temperaturas mayores a 100 °C y sin la intervención de bacterias (Hunt, 1996; Lesniak et al., 2003). Este proceso es conocido como Reducción Termoquímica de Sulfatos (RTS) (Machel, 2001). Es decir, el H2S resulta de la reducción del sulfato, mientras que el CO2 proviene de la oxidación del crudo. 1.4.1 Dióxido de carbono El CO2 en sistemas sedimentarios puede ser de origen orgánico e inorgánico (Hunt, 1996). Su generación puede estar relacionada directamente a la secuencia sedimentaria o provenir de otros sistemas sedimentarios, ígneos o metamórficos, los cuales pueden estar ubicados próximos al yacimiento o a grandes distancias del mismo. En tal sentido, la distribución de CO2 en yacimientos presenta grandes variaciones en cuanto a su concentración en el gas natural, producto de las distintas fuentes de las cuales proviene, aunado a la alta reactividad y solubilidad en fluidos de formación (Centeno, 2007). En el anexo 1 son descritos los mecanismos comunes de generación de CO2. 1.4.2 Sulfuro de hidrógeno Es un gas altamente reactivo, la mayor parte del H2S es convertido en los sedimentos a azufre elemental, sulfuros metálicos y compuestos organosulfurados (Centeno, 2007). Un ejemplo de la formación de sulfuro de hierro y de azufre elemental, a partir de la generación de H2S, es mostrado en el siguiente conjunto de reacciones (ecuaciones 2, 3 y 4, Hunt, 1996): CH 4 g   SO42ac  H ac  HCO3ac  H 2 Ol   H 2 S  g  (2) 2 FeOH 3s   H 2 S ( ac)  2 Fe ac2  2 H 2 O(l )  4OH (ac)  S (0s ) (3) Fe (2ac )  H 2 S ( ac)  2OH ac  FeS ( s )  2 H 2 O(l ) (4) En el anexo 2 son descritos los diferentes mecanismos de generación de H2S. 1.5 Ubicación geográfica El área de estudio que abarca el proyecto FRAMOLAC se encuentra situado al sureste de la Cuenca del Lago de Maracaibo, comprendido por los yacimientos del 14 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Eoceno B de las regiones lago y tierra (Franquera, Moporo y La Ceiba) sobre una extensión areal de 620 km2 (figura 4). Los campos Franquera, Moporo y La Ceiba (FRAMOLAC) ubicados en tierra y adscritos a la División Sur del Lago Trujillo, se encuentran situados entre el Estado Trujillo y el Estado Zulia de Venezuela, son campos en desarrollo cuyos datos oficiales indican un POES de 7.749 MMBNP, unas reservas recuperables de crudo liviano de 1.483 MMBNP y cuentan actualmente con 9 yacimientos en producción, 35 pozos activos, proporcionando un caudal de producción de aproximadamente 65.000 BNPD de crudo y 21 MMPCND de gas. El primer pozo perforado en estos campos de tierra se realizó en La Ceiba en el año 1998, y de allí en adelante se ha continuado con la perforación de pozos en estos campos, contando con un plan de explotación a 20 años. Area Proyecto FRAMOLAC Bloque VII Ceuta Campos Moporo, Franquera, La Ceiba, San Lorenzo, Tomoporo Tradicional y Área 8 Norte VII Figura 4. Ubicación geográfica del área de FRAMOLAC. Fuente: PDVSA. (2013) 1.5.1 Área del campo Franquera El campo Franquera se encuentra ubicado al sureste del parcelamiento Tomoporo entre el Estado Zulia y Trujillo a una distancia de 6 km al este de la costa del Lago de Maracaibo (figura 5). Desde el punto de vista geológico está en el bloque deprimido de la Falla Pasillo 1, la cual limita el área hacia el este con el yacimiento Eoceno B-4 15 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. VLG-3729. El pozo descubridor fue el FRA-1X, perforado el 24 de noviembre de 2004, con el propósito de evaluar la prospectividad del área en las arenas basales de Paují y Misoa (desde B Superior a C Superior) de edad Eoceno hasta el Grupo Cogollo de edad Cretácico. El mismo está ubicado en el parcelamiento Ciénaga del Carrillo al norte del Caño Carrillo y al sureste del parcelamiento Tomoporo en el Municipio Baralt del Estado Zulia a 3,2 km al sureste del pozo TOM-0001, 5,2 km al noreste del pozo TOM-0008 y 4,3 km al noreste del TOM-0019. Posee tres (03) nuevos yacimientos, B4 FRA0001, B3 FRA0001 y B1 FRA0001, Unidades Informales “B1”, “B3” y “B4” de la formación Misoa (Chacín et al., 2012). Figura 5. Ubicación del campo Franquera (Yacimientos B-1 FRA0001 y B-4 FRA0001). Fuente: PDVSA. (2013) 16 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 1.5.2 Área del campo Moporo Comprende tanto el área del lago (Moporo Lago) como de Tierra (Moporo Tierra) ubicado hacia el este de la Falla de Pueblo Viejo, cuyo yacimiento es el B4 VLG3729, formación Misoa de edad Eoceno medio, situado al sureste del Campo Ceuta, dando una superficie total de 68.21 km2 (figura 6). Al igual que muchos yacimientos del Eoceno de la formación Misoa en la Cuenca de Maracaibo, constituye uno de los reservorios más productivos para la corporación (Chacín et al., 2012). El entrampamiento de este yacimiento es básicamente estructural, siendo limitado al oeste por la falla VLG-3866 (Pueblo Viejo), al norte por la falla VLG-3729, hacia el este por las fallas de dirección N-S que separan las regiones 1 y 6 de la zona denominada pasillo, y hacia el sur por un contacto agua petróleo a 1750 pies observado a nivel de B-4 en las regiones 3 y 5. Figura 6. Ubicación del Yac. B Sup. VLG-3729. Fuente: PDVSA. (2013) 17 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 1.5.3 Área del campo La Ceiba Se encuentra ubicado en el área de tierra, en la costa este del Lago de Maracaibo, Municipio La Ceiba, Estado Trujillo. Limita con el Campo Moporo al oeste, extendiéndose hasta el límite sur de los campos Barúa y Motatán por el norte, llegando hasta el Flanco Andino en el límite sur, dando una superficie total de 1082 km2 (figura 7). El área La Ceiba fue dividida en 15 bloques, con un área de 497,83 km2. Geológicamente los yacimientos del Campo La Ceiba se encuentran en trampas estructurales con acumulaciones probadas y estimadas principalmente en las estructuras de pliegues de inversión de las fallas de orientación NNE-SSO, interactuando con un sistema de fallas transcurrentes en dirección aproximada E-O, paralelas al sistema de fallas de rumbo del yacimiento vecino al norte (B4 VLG3729) (Chacín et al., 2012). Figura 7. Ubicación del Campo la Ceiba. Fuente: PDVSA. (2013) 18 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 1.6 Características geólogo-tectónicas 1.6.1 Estratigrafía regional campo Franquera y Moporo La secuencia estratigráfica que se perfora en el área de Moporo y Franquera, está constituida de lo más reciente (tope) a lo más antiguo (base) por las siguientes formaciones (figura 8): Formación El Milagro (Plioceno Tardío-Pleistoceno): Arenas friables, finas a gruesas, limos micáceos, interestratificados con arcillas arenosas y lentes lateríticos bien cementados. Estos sedimentos son de aguas dulces y llanas de carácter fluvial y paludal, que se depositaron sobre un amplio plano costanero de poco relieve, y estuvieron expuestos a la meteorización y anegamiento por lo menos tres veces durante el Cuaternario. Formación Onia (Plioceno Tardío-Pleistoceno): Areniscas y limolitas de grano grueso a fino, arcillosas, micáceas y friables, localmente con capas calcáreas. El contacto superior es transicional y ocasionalmente interdigitado con la formación El Milagro (suprayacente). La formación Onia es una de varias formaciones no marinas en la Cuenca de Maracaibo (tal como la formación El Milagro) y de probable correlación lateral con el flanco norandino por medio de las formaciones Carvajal y Necesidad. Existen dudas sobre sus correlaciones a través de la cuenca. Formación La Puerta (Mioceno Tardío): Está compuesta por argilitas abigarradas, limolitas, areniscas macizas y friables. La unidad contiene intercalaciones marinas de menor espesor y está subdividida en tres miembros denominados en secuencia ascendente Poro, Playa y Timoteo. El Miembro Timoteo es el más superior y su contacto es concordante con la formación Onia (suprayacente). El Miembro Playa es el intermedio de la formación La Puerta y se caracteriza por su predominio de areniscas que lo distinguen de la litología fundamentalmente arcillosa de los miembros adyacentes (Poro y Timoteo). El Miembro Poro es el más inferior y posee grandes desarrollos de capas de arcilla y menos proporción de areniscas. En general, la formación La Puerta correlaciona en su parte media y tope (miembros Playa y Timoteo) con la formación Isnotú en el Flanco Norte de Los Andes. 19 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Formación Lagunillas (Mioceno Medio): En el campo Bachaquero la formación Lagunillas está subdividida en tres miembros, que de base a tope son: Lagunillas Inferior, Laguna y Bachaquero. El Miembro Bachaquero es el superior y está formado por areniscas arcillosas potentes y su contacto es de carácter concordante con el Miembro Poro de la formación La Puerta. El Miembro Laguna es el intermedio de la formación Lagunillas y consiste en alternancias de areniscas bioturbadas correspondiente a canales de marea o estuarinos junto a lutitas fosilíferas depositadas en ambientes marinos de plataforma de aguas someras a medias. El Miembro Lagunilllas Inferior, constituye el intervalo basal de la formación Lagunillas y representa la evolución de un sistema deltáico destacándose hacia su base los depósitos más antiguos correspondientes a canales fluviales (rellenos de paleovalles); progresivamente Lagunillas Inferior-Laguna es concordante y transicional. La formación Lagunillas es equivalente lateral de la formación Isnotú en el Flanco Norte de Los Andes. Formación La Rosa (Mioceno Temprano): Constituida principalmente por sedimentos marinos (predominantemente lutíticos), ha sido subdividida en dos miembros que en orden ascendente son Santa Bárbara y Lutitas de la Rosa (Informal). El miembro Lutitas de La Rosa está constituido primordialmente por lutitas grises marinas, mientras que el miembro Santa Bárbara, está conformado por areniscas arcillosas poco consolidadas. Formación Paují (Eoceno Medio): Esta formación es infrayacente en forma discordante a la Formación La Rosa. Se encuentra constituida de una espesa secuencia de lutitas, claramente diferenciable de las areniscas de la formación Misoa infrayacente. Las lutitas típicas tienen color gris medio a oscuro y son macizas a físiles y concrecionarias. Frecuentemente exhiben fractura concoidal. Hacia la base de esta formación existe el desarrollo de unas capas de areniscas glauconíticas. Formación Misoa (Eoceno Temprano): En contacto concordante a la formación Paují se encuentra la formación Misoa. A grandes rasgos, está constituida por areniscas, limolitas y lutitas intercaladas. Las areniscas presentan tamaño de grano variado, pero en general, son de grano fino y gradan a limolitas; son duras, micáceas y 20 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. carbonáceas. Esta localización se perforó hasta la sub-unidad B-1 de la formación Misoa. Figura 8. Columna estratigráfica generalizada del Campo Ceuta-Tomoporo. Fuente: PDVSA. (2013) 1.6.2 Estratigrafía regional campo La Ceiba La secuencia estratigráfica en el campo La Ceiba está constituida de base a tope como se describe a continuación (ver figura 9): La secuencia se inicia con la formación Colón, de edad Cretácico, la cual está integrada por lutitas microfosilíferas de color gris oscuro a negras, posteriormente se depositaron en forma discordante la formación Misoa durante el Eoceno, formada por la intercalación de areniscas y lutitas. Suprayacente a esta, se encuentra en forma discordante los sedimentos de la formación Palmar, correspondientes a intercalaciones de areniscas y argilitas. Posteriormente se depositaron los 21 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. sedimentos de la formación Isnotú durante el Mioceno, conformados predominantemente por arcillas e intercalaciones de areniscas. Sobre estas formaciones del Mioceno se sedimentaron en forma concordante la formación Betijoque de edad Mio-Plioceno, conformados por conglomerados macizos, arcillas macizas y areniscas poco consolidadas. En forma concordante la cuenca se terminó de rellenar con sedimentos de la formación Carvajal de edad reciente, que consiste de arenas y gravas macizas mal cementadas. La formación Misoa corresponde a la unidad estratigráfica prospectiva en el área y está dividida operacionalmente en los miembros informales denominados “Arenas B” y “Arenas C”. La sección superior de la formación Misoa la integran las “Arenas B" clasificadas en B-Superior (B-1 a B-5) y B-Inferior (B-6 y B-7); mientras que la sección inferior la constituyen las “Arenas C”, divididas a su vez en C-Superior (C1C3) y C-Inferior (C4-C6). Como se mencionó anteriormente, la formación Misoa en el Campo La Ceiba se encuentra erosionada hacia el tope producto de la Discordancia del Eoceno, encontrándose que hacia el norte (Pozo CEI-6X), la Unidad B-1 y parte de B-2 fueron removidas, mientras que hacia el sur (Pozo CEI-3X), la erosión fue mayor, alcanzando incluso hacia la base de la Unidad B-4. Las Unidades B-4 y B-6, son las más prospectivas en el área. Las mismas están separadas verticalmente por una lutita regional (Unidad B-5), de un espesor menor de 500 pies, que separa hidráulicamente las zonas de B Inferior y B Superior. 22 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 9. Columna Estratigráfica Campo La Ceiba. Fuente: PDVSA. (2013) 1.6.3 Geología estructural campo Franquera Estructuralmente, el campo Franquera está constituido por un monoclinal contra la falla normal VLG-3729, la cual fue parcialmente invertida durante el Eoceno Medio y Mioceno, de rumbo NO-SE con un buzamiento suave de 3º a 5º hacia el sur. Las fallas que lo cruzan son normales y desplazamientos que varían entre 50 y 200 pies. Las fallas principales tienen una dirección preferencial N-S. Esta estructura está delimitada hacia el norte por la Falla VLG-3729 de dirección general O-E y buzamiento al norte, originalmente de tipo normal, la cual fue parcialmente invertida durante el Eoceno Medio y Mioceno, alcanzando saltos verticales entre 50 y 200 pies a nivel del Terciario. Debido al aumento de espesor de los niveles más profundos, el salto inverso solo se observa en los niveles someros, (Paují, Tope de Misoa), mientras que en los niveles subyacentes, el salto es aparentemente normal, aunque el último movimiento de la falla haya sido inverso. El límite oeste lo constituye la falla normal denominada Pasillo 1, que buza hacia el este y 23 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. tiene una dirección preferencial NNO-SSE, la cual se profundiza hasta el Paleoceno y presenta saltos verticales de hasta 400 pies. Hacia el este, el límite está definido por una falla normal con buzamiento hacia el este, que se denomina Falla TOM-1, la cual presenta un salto vertical de hasta 600 pies. Hacia el sur la estructura monoclinal es cortada preferencialmente en dirección oesteeste por la falla VLG-3783, con buzamiento al norte y de componente normal, posee saltos verticales que alcanzan los 300 pies aproximadamente. El pozo FRA-0003 estructuralmente a nivel del Eoceno (Unidades B-1 y B-4), está ubicada al oeste del bloque homoclinal fallado, el cual a este nivel presenta suaves buzamientos (3-5°). Este bloque monoclinal está delimitado por las fallas principales que enmarca el Campo Franquera y presenta además cortes transversales de fallas secundarias normales e inversas de dirección preferencial NNO-SSE, con saltos que oscilan entre 100-150 pies, relacionadas con la extensión del margen de la cuenca durante el Eoceno y con los eventos de compresión de la cuenca durante el Mioceno (Figura 10). Figura 10. Marco Estructural Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) 24 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 1.6.4 Geología estructural campo Moporo El yacimiento "B Sup VLG-3729" ha sido dividido estructuralmente en seis regiones, delimitadas por fallas claramente definidas a partir de los levantamientos sísmicos del área. Cada región presenta rasgos estructurales que las diferencian entre sí, tal como se describen a continuación: Los bloques estructurales correspondientes a las regiones 1 y 3, en rasgos generales están conformados por un homoclinal de rumbo ENE-OSO y un buzamiento aproximado de 3 a 7° hacia el sur-sureste, aunque hacia el oeste de ambos bloques estructurales, se observa un cambio en el buzamiento hacia el suroeste, producto de los esfuerzos compresivos contra la falla mayor del yacimiento (Falla VLG-3686). La región 2, está conformada por un homoclinal de rumbo NE-SO, con un buzamiento promedio de 4° al noroeste. La región 4, corresponde a un anticlinal con eje en dirección SO-NE, cuyos flancos poseen un buzamiento entre 5 y 10° hacia el NO, SO y SE. La región 5, está conformada por un anticlinal, cuyo eje se orienta en dirección N-S y un buzamiento entre 3 y 5° al sureste. La región 6 está representada por un homoclinal de rumbo O-E y buzamientos entre 3 y 5° al sur. El yacimiento "B Superior VLG-3729", está limitado como se describe a continuación: Al norte, por la falla normal VLG-3729 de dirección preferencial O-E y buzamiento hacia el norte, la cual separa el área 8 sur del Área 8 Norte, hacia el sur en las regiones 3 y 5, el yacimiento está limitado por un C.A.P. @ -17150' b.n.l., mientras que en la región 6 el límite lo constituye el C.A.P. @ -17270' b.n.l., Al oeste está limitado por la falla inversa VLG-3686 de dirección NO-SE y buzamiento hacia el noreste, la cual separa el área 8 sur del área 2 sur mientras que al este el límite lo constituye la falla normal pasillo 1, de dirección N-S y buzamiento al este (Figura 11). 25 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 11. Marco Estructural Yacimiento B-Superior VLG-3729. Fuente: PDVSA. (2013) 1.6.5 Geología estructural campo La Ceiba El Área La Ceiba está localizada entre dos estructuras de carácter regional (ambas de comportamiento transgresivo), al oeste por la Falla de Pueblo Viejo en dirección NNO-SSE, y al este por los sistemas de fallas del Alto de Barúa, con rumbo N-S. Localmente, el Área La Ceiba está cortada por dos sistemas de fallas, un sistema de fallas normales NO-SE, relacionadas con la extensión del margen de la cuenca durante el Eoceno y un sistema de fallas inversas E-O, relacionadas con los eventos de compresión de la cuenca durante el Mioceno y la consiguiente subsidencia. El área presenta una alta continuidad, con acumulaciones probadas y estimadas principalmente en las estructuras de pliegues de inversión de las fallas tipo pasillo, 26 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. propiciados en un sistema de fallas transcurrentes en dirección aproximada E-O paralelas al sistema de fallas VLG-3729, VLG-3783 y Ceiba 5; intersectado, a su vez, por el sistema de fallas normales de dirección noreste-sureste de edad Eoceno y el sistema de fallas inversas de edad Mioceno, de dirección NE-SO, creando un grupo de bloques o compartimentos que entrampan el hidrocarburo al nivel de las Arenas B Inferior y B Superior de la formación Misoa. Se estima que la inversión del sistema de fallas ocurrió durante el período del Eoceno hasta el Mioceno, después de la depositación de las arenas B de la formación Misoa, de edad Eoceno Superior (figuras 12 y 13). Figura 12. Mapa Estructural de los Yacimientos MISB6 CEI0003, MISB6 CEI0001 y MISB6 CEI0004. Fuente: PDVSA. (2013) 27 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 13. Mapa Estructural de los Yacimientos MISB6 CEI0005 y MISB6 CEI0006. Fuente: PDVSA. (2013) 1.7 Conclusiones En el presente capitulo, después de haber analizado las diferentes investigaciones que han tributado al conocimiento de la geoquímica de los yacimientos de petróleo, se han caracterizado los yacimientos del Eoceno B Superior de las regiones lago y tierra: Franquera, Moporo y La Ceiba, en cuanto a las condiciones geológicas en las que se encuentran emplazados. La columna estratigráfica del área correspondiente a los campos Franquera y Moporo está representada por secuencias terrígenas: areniscas, arcillas, lutitas y argilitas y en ocasiones material calcáreo, que van desde el Eoceno Temprano hasta el Plioceno Tardío-Pleistoceno. La secuencia estratigráfica en el campo La Ceiba está conformada por unidades cretácicas en su base, iniciando con la formación Colón, formada por lutitas 28 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. microfosilíferas y que muestra en su tope a la formación Carvajal de edad reciente, constituida por arenas y gravas. Estructuralmente los tres campos, a pesar de presentar rasgos tectónicos específicos, muestran como rasgo común la presencia de fallas normales de dirección noroeste-sureste. 29 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. CAPÍTULO II – MATERIALES Y MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN 2.1 Introducción 2.2. Tipo de investigación 2.3. Métodos empleados en la investigación 2.3.1 Selección de pozos del área 2.3.2 Selección de muestras 2.3.3 Geoquímica de gases para evaluación y monitoreo de H2S y CO2 2.3.4 Métodos y procesamiento 2.3.5 Análisis isotópicos de azufre de los sulfuros precipitados a partir del H2S 2.3.6 Cromatografía de Gases 2.3.7 Generación de mapas de isoconcentraciones de H2S y CO2 2.3.8 Técnicas para la recolección de información 2.4 Conclusiones 2.1 Introducción En este capítulo, se abordan los criterios metodológicos pertinentes al momento técnico operacional del proceso investigativo, se expone el conjunto de métodos, técnicas, protocolos e instrumentos que permitirán obtener la información requerida para el estudio propuesto. Se trata del abordaje del objeto de estudio para lograr confrontar la visión teórica del problema con los datos reales. Igualmente, se explican las estrategias metodológicas utilizadas, tales como: tipo de investigación, población y muestra, las técnicas e instrumentos de recolección de datos, así como la técnica de tratamiento, análisis de dichos datos y el procedimiento de la investigación. 2.2. Tipo de investigación Según el nivel de profundidad del conocimiento, esta investigación se considera de tipo descriptiva, bajo la modalidad de campo, pues mediante 4 campañas de muestreo en el área FRAMOLAC se recolectaron muestras de crudo y gas para realizarle análisis isotópicos de azufre de los sulfuros precipitados a partir de H2S y poder determinar el origen del H2S y CO2. 30 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. La presente investigación es descriptiva de campo porque los datos fueron recolectados directamente del cabezal del pozo para determinar el origen de gases ácidos en el área FRAMOLAC y poder generar mapas de isoconcentraciones de H2S y CO2 del área con la finalidad de disminuir la producción de gases ácidos e identificar el mecanismo de generación que predomina, dando solución a esta problemática que existe en el Distrito Sur del Lago Trujillo. Al mismo tiempo, la investigación es de tipo documental porque se consultaron manuales, libros, folletos, artículos, tesis de grado, entre otros, con la finalidad de recopilar información necesaria para la elaboración de la presente investigación. Según Cázares y otros (2000:18), la investigación documental “depende fundamentalmente de la información que se recoge o consulta en documentos, entendiéndose este término, en sentido amplio, como todo material de índole permanente, es decir, al que se puede acudir como fuente o referencia en cualquier momento o lugar, sin que se altere su naturaleza o sentido, para que aporte información o rinda cuentas de una realidad o acontecimiento”. 2.3. Métodos empleados en la investigación El estudio propuesto se adecuó a los propósitos de la investigación experimental, debido a que las muestras y datos obtenidos en el campo son llevados al laboratorio, para obtener los resultados y análisis que nos llevarán a determinar el origen y los mecanismos de generación de los gases ácidos, de tal manera que permita un adecuado estudio del yacimiento Eoceno “B” superior. En los laboratorios de PDVSA-INTEVEP, se sometieron a diferentes análisis geoquímicos las muestras de crudo y gas. - Análisis realizados al crudo: gravedad API, % V/N, %S,  34 S - Análisis realizados al gas: cromatografía de gas,  34 S (H2S) en precipitado de sulfuros, H2S (ppm) y CO2 (%). El procedimiento experimental se realizó en dos fases: la primera referida al tratamiento previo de las muestras de crudo y gas y luego, la segunda fase, 31 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. relacionada a la metodología correspondiente a los ensayos en condiciones estáticas y dinámicas, para evaluar el comportamiento de estas interacciones. El trabajo de esta investigación fue realizada a partir de: - Selección de pozos del área. - Selección de muestras. - Técnica de geoquímica de gases para evaluación y monitoreo de H2S y CO2. - Métodos y procesamiento. - Análisis isotópicos de azufre de los sulfuros precipitados a partir de H2S. - Técnicas para la recolección de información. 2.3.1 Selección de pozos del área Con la finalidad de realizar análisis químico e isotópico a las muestras de crudo y gas, se realizó un muestreo a la mayoría de los pozos que conforman el área FRAMOLAC, de esta manera, la población que sirvió como objeto de investigación fueron 48 pozos pertenecientes al área (Anexo 3), de los cuales 16 pozos están produciendo del Yacimiento B1 y 32 pozos del yacimiento B4, del Distrito Sur Lago Trujillo. Dicha selección contó previamente con un análisis realizado por el departamento de geoquímica en Los Teques Intevep, por cuanto hasta la fecha de inicio del presente estudio no existían análisis isotópicos de azufre a los sulfuros precipitados a partir de H2S. 2.3.2 Selección de muestras En este trabajo se presentan los primeros esfuerzos realizados en PDVSA Intevep para determinar la composición isotópica del azufre de 21 muestras de crudo correspondientes a los yacimientos de Moporo (Lago y Tierra) y La Ceiba, ubicados en el occidente de Venezuela. Cabe destacar que la caracterización isotópica del azufre en el crudo permite en primera instancia generar un mapa con la información de 34S de la zona de estudio con el objetivo de estudiar los principales procesos que controlan el ciclo biogeoquímico de este elemento en el yacimiento y asimismo, comprender el mecanismo predominante para la generación de H2S en el yacimiento. 32 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Adicionalmente, la información de los isótopos de azufre en los crudos resulta útil para interpretar la ocurrencia y nivel de biodegradación del crudo. La instrumentación usada para el estudio del crudo fue un Espectrómetro de Masa de Relaciones Isotópica (IRMS, por sus siglas en inglés) de Thermo Scientific, modelo DELTA V Plus, acoplado a un analizador elemental marca Thermo Scientific, modelo FlashEA 1112, mientras que en el estudio de los sulfuros precipitados a partir del H2S se utulizó un espectrómetro de masas de relaciones isotópicas (IRMS) de thermo scientific modelo DELTA V plus, acoplado a un analizador elemental (EA) marca Costech modelo 4010. Treinta (30) muestras de crudos del área FRAMOLAC fueron recolectados durante tres campañas de muestreo. Estos crudos fueron caracterizados por su gravedad API, porcentajes de saturados y aromáticos, compuestos NSO y asfaltenos, cromatografía de gases para crudo total, fracciones C4-C7 y aromáticos. En el presente trabajo, veintisiete de estos crudos fueron separadamente analizados para contenido de azufre y relación isotópica de azufre (34S). Las muestras fueron oxidadas en una bomba de la compañía Parr Instrument. El sulfato en el lavado de la bomba fue precipitado con Ba2+. El precipitado BaSO4 sirvió para la determinación gravimétrica de la conversión del contenido de azufre a SO2 para espectrometría de masas. Las relaciones 34 S/32S son presentadas como valores 34S. Los resultados mostrados en esta investigación corresponden a cuatro campañas de muestreo realizados el 11-15 de junio 2012, 13 de agosto de 2012, 27 - 31 de mayo 2013 y el 11 - 15 de noviembre de 2013 en los yacimientos del campo Franquera, Moporo y La Ceiba. 2.3.3 Geoquímica de gases para evaluación y monitoreo de H2S y CO2 Las muestras para la determinación del origen de los gases ácidos tienen distinta naturaleza. A continuación es presentado un esquema sencillo de las muestras a tomar y los análisis indicados para caracterizar los gases ácidos que originan la problemática en la generación y distribución del crudo (Figura 14). 33 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Análisis Gas -Análisis en Crudo -Contenido isotópico en crudo deshidratado, sulfuro de hidrógeno -Determinación % de C,H,S. gaseoso. -Caracterizados por su gravedad API, porcentajes de saturados y aromáticos, compuestos NSO y asfaltenos, cromatografía de gases para crudo total, fracciones C4-C7 y aromáticos. Figura 14. Toma de muestras para análisis de H2S y CO2. 2.3.4 Métodos y procesamiento 2.3.4.1 Muestreo de gas El procedimiento estándar para determinar la concentración de H2S ó CO2 en muestras de gas natural en puntos de producción (M-0461, 2006) está basado en las Normas GPA 2377-86 y ASTM D 4810-88. La Figura 15 muestra el esquema del aparato para la toma de muestra: 34 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 15. Esquema del equipo (modificado de GPA 2377-86 y ASTM D 4810-88). Fuente: García et al. (2006) En una primera etapa se realiza la inspección del punto de producción, verificando el sistema protector respiratorio, luego evaluar los riesgos del área. Es recomendable disponer de la planilla de reporte diario e identificar el punto de producción donde es realizada la toma de muestra. Seguidamente se verifica el estado del punto de producción y la presencia y estado de instrumentos de medición (manómetros y termómetros) en el punto de producción. Finalmente se selecciona el sitio de la toma de muestra en el punto de producción de tal forma que esta sea representativa del gas a analizar. Al reconocer la válvula fuente de conexión en el punto de producción, se abre y se deja pasar gas vigorosamente para limpiar la válvula. Se cierra la válvula y se instala un separador crudo/gas en la válvula fuente del punto de producción (Figura 16), se conecta el envase de recolección al separador crudo/gas y el envase para desechos al separador crudo/gas. Para la toma de muestra se abre la válvula fuente, la válvula de control B y la válvula de control D. 35 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 16. Conexión de separador crudo/gas El envase es colocado venteando hacia la atmósfera a través del orificio de acceso del envase de recolección (Figura 17). Es recomendable purgar el envase hasta haber desplazado todo el aire, durante 30 minutos como mínimo. Figura 17. Purga de envase de recolección Inmediatamente antes de aplicar cada medida, se prueba que la bomba de fuelle no tenga fugas. Se Inserta un tubo de detección cerrado y se presiona el fuelle (una bomba con fuga se abrirá durante la prueba) para la determinación de concentración. Se selecciona el tubo de detección adecuado, según el rango de concentración esperado de la muestra de gas. Si la concentración es desconocida se comienza por el tubo detector que mide una concentración mayor e se va disminuyendo hasta alcanzar el rango adecuado. La certidumbre en la lectura aumenta cuando el área coloreada cubre al menos hasta el 50 % de la escala en el tubo. Si esta región no es alcanzada empleando el número de carreras especificadas, hay que aumentar el número de éstas (siguiendo las recomendaciones del fabricante) y/o utilizar un tubo que registre un rango menor (M-0461, 2006). 36 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Se rompen los extremos del tubo detector e se inserta el orificio de salida del tubo (sin forzarlo) hasta la cabeza de la bomba de fuelle, registrando a la vez la temperatura a que sale el gas. El tubo detector solo puede utilizarse a una temperatura menor de 30°C, por lo que si la temperatura del gas fuese mayor, es necesario enfriarlo pasándolo a través de un baño de enfriamiento. Luego se coloca el tubo detector en el envase de recolección a través del orificio de acceso y el venteo. Es importante utilizar el envase purgado completamente de aire y controlar la válvula de forma tal que exista siempre un flujo positivo de gas saliendo del orificio de acceso y venteando durante el curso de toda la determinación Las mediciones reportadas realizadas con tubos calorimétricos tipo Drager, están basados en la reacción de acetato de plomo con H2S para generar como producto un precipitado color marrón oscuro de sulfuro de plomo: Pb(CH 3 COO) 2  H 2 S  PbS  2CH 3 COOH (5) La precisión analítica del Drager es baja: 15-25 %, pero es el único método de campo que permite, a un costo razonable, realizar monitoreos sistemáticos en todos los puntos de producción. La medición de Drager está afectada por las condiciones de humedad atmosférica; adicionalmente, el H2S es un compuesto muy reactivo que reacciona con el acero de las líneas de producción. Ambas condiciones son difíciles de controlar (Alberdi et al., 2002). De manera más detallada las reacciones del H2S en los tubos detectores que tienen lugar son (Da Silva et al.1983): Re acción 1 Re acción 2 Re acción 3 Pb 2   H 2 S  PbS  2 H  ( pardo claro) Hg Cu 2 2  H 2 S  HgS  2 H  H 2 S  CuS  2 H   ( pardo claro) Complejo (negro) (6) (7) (8) Luego que se estima la concentración de H2S con los Drager, es operada la bomba succionando el volumen de gas (100 cm3 por carrera) a través del tubo detector. En cuanto al número de carreras a efectuar, son seguidas las instrucciones del 37 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. fabricante para cada tipo de tubo. Seguidamente se quita el tubo detector de la bomba y se lee inmediatamente la concentración en la escala del tubo. El número que coincida con el final del área coloreada representa la concentración aproximada de H2S o CO2 (Figura 18) en la muestra de gas natural. Es necesario anotar la presión barométrica y la temperatura del gas que pasa a través del tubo detector Figura 18. Medición de la concentración de H2S y CO2 En las figuras 19, 20 y 21 se presentan la ubicación de los pozos con muestras de gases del área de FRAMOLAC. 38 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 2 km Muestras de gases (H2S y CO2) Figura 19. Mapa de ubicación de las muestras de gases captadas en pozos del área de Franquera. 39 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 2 km Muestras de gases (H2S y CO2) Figura 20. Mapa de ubicación de las muestras de gases captadas en pozos del área de Moporo. 40 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 2 km Muestras de gases (H2S y CO2) Figura 21. Mapa de ubicación de las muestras de gases captadas en pozos del área de La Ceiba. 41 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 2.3.4.2 Preparación de H2S y CO2 para análisis isotópico Los valores de isótopos de azufre y carbono en una muestra de gas están asociados a la fuente. Como el H2S es un gas que reacciona rápidamente con los aceros convencionales y con vidrio, para ser analizado en laboratorio fue capturado en bolsas especiales (Figura 22) pero aun así el tiempo transcurrido entre la toma de la muestra y la medición analítica en el laboratorio no puede ser mayor a 72 horas. Figura 22. Gas recolectado en bolsas especiales con una presión máxima de 5psi En vista de que los isótopos de azufre son cuantificados fuera del país, existe una metodología que permite precipitar el azufre del H2S (Figura 23) como un sólido estable mediante una reacción simple y estequiométrica. El compuesto formado es sulfuro de plata un sólido fácil de transportar que mantiene la relación isotópica del azufre en el H2S original. Figura 23.Precipitación de H2S H 2 S  AgCOOH 3  Ag 2 S  HCOOCH3 (9) 42 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. El H2S es burbujeado directamente desde el cabezal de los pozos sobre una solución de acetato de plata al 10 %. Al cabezal es conectado un separador y a la salida del separador tres trampas en línea, para evitar contaminación con crudo en aquellos pozos con alta producción. La fase gaseosa tomada y pasada por las tres trampas, es burbujeada por varios minutos sobre la solución de acetato de plata obteniéndose un precipitado de sulfuro de plata, sólido, insoluble (Kps = 6 x 10-51). 2.3.4.3 Muestreo de crudo El muestreo de crudos se efectuó a nivel de cabezal de pozo en las líneas de flujo, en cuyo caso fueron tomadas muestras de un (1) galón para pozos del área de Franquera, Moporo y La Ceiba. En la figura 24 es representado el esquema realizado en campo y los análisis aplicados en las muestras recolectadas. Figura 24. Esquema para la captura y análisis de muestras de crudos. En lo que respecta a la fracción C15-, la muestra se recolectó en envases de color ámbar de 100 mL y de boca de sello de 20 mm con septum de goma y tapa de aluminio. Para ello, fue necesario contar con mangueras de alta presión conectadas a un separador bifásico, dos (2) agujas con recubrimiento de cobre, una para inyectar el fluido y la otra para liberar presión, y la pistola de sellado de septum. Tomadas las muestras, éstas se llevaron al laboratorio para ser analizadas por cromatografía de 43 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. gases de crudo total (Whole Oil). En las figuras 25 y 26 se visualiza la forma de captar las muestras de C15-. Figura 25. Montaje instrumental para la toma de la fracción C15- Figura 26. Toma de muestra de la fracción C15- En los pozos seleccionados para la captura de la fracción C15- también se recolectaron muestras de crudos sin volátiles en envases de un (1) galón. En las figuras 27, 28 y 29 son apreciados los pozos con muestras de crudos sin volátiles y con volátiles (C15-) del área de FRAMOLAC. 44 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 2 km Muestra de crudo sin volátiles y con volátiles (C15-) Muestra de crudo (sin volátiles) Figura 27. Mapa de ubicación de las muestras de crudo del área de Franquera con y sin volátiles. 45 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 2 km Muestra de crudo sin volátiles y con volátiles (C15-) Muestra de crudo (sin volátiles) Figura 28. Mapa de ubicación de las muestras de crudo del área de Moporo Tierra con y sin volátiles. 46 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 2 km Muestra de crudo sin volátiles y con volátiles (C15-) Muestra de crudo (sin volátiles) Figura 29. Mapa de ubicación de las muestras de crudo del área de La Ceiba con y sin volátiles. 47 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 2.3.5 Análisis isotópicos de azufre de los sulfuros precipitados a partir del H2S Ensayo: Análisis isotópico del δ34S vía flujo continuo (EA-IRMS) Tipo de muestras: Sulfuros precipitados a partir del H2S Procedimiento experimental La instrumentación usada en este estudio fue un espectrómetro de masas de relaciones isotópicas (IRMS) de thermo scientific modelo DELTA V plus, acoplado a un analizador elemental (EA) marca Costech modelo 4010. Se utilizaron el PSO_1 y PSR_1 como patrones internos, los cuales están calibrados con el patrón internacional NBS-127 que a su vez esta referenciado a la escala internacional para el azufre (CDT). La introducción de las muestras y los patrones al (IRMS), fue vía flujo continuo mediante el uso del analizador elemental (EA). Las muestras y los patrones fueron pesados en una capsula de estaño mezclándola en una relación 1:1 con el V2O5 como agente oxidante para facilitar la reacción de combustión en caso de los sulfatos. Posteriormente las capsulas se colocaron en el automuestreador del analizador elemental (EA), las cuales caen en un reactor de combustión a 1000°C que posee una zona de oxidación (WO3) y una de Reducción (Cobre metálico), los productos generados del reactor (N2, SO2 y H2O), son transportados a una trampa de agua para la remoción de la misma, y posteriormente fluyen hacia la columna cromatográfica a 90 °C, donde son separados el N2 y SO2 para finalmente ser analizadas las relaciones isotópicas del azufre en forma de SO2 en el IRMS. 2.3.6 Cromatografía de Gases Como parte del estudio para identificar el origen y migración del H2S y CO2 en los campos Franquera, Moporo y La Ceiba (FRAMOLAC) ubicados en el occidente venezolano, se realizaron cuatro campañas de muestreo de fluidos (crudo y gas) durante el 2012 y 2013. Se utilizaron bolsas aluminizadas y un separador bifásico conectado directamente al cabezal para separar el gas del crudo. Las bolsas aluminizadas fueron analizadas por cromatografía de gases acoplado a un detector específico de azufre, considerando que el tiempo transcurrido entre la toma de la muestra y la medición analítica en el laboratorio no puede ser mayor a 72 horas. Se 48 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. recolectaron 13 muestras de gas de las cuales 8 corresponden al campo Franquera y 5 al campo Moporo. 2.3.7 Generación de mapas de isoconcentraciones de H2S y CO2 Para la elaboración de estos mapas fueron utilizadas las concentraciones de H2S y CO2 medidas con los tubos colorimétricos, analizador automático y cromatografía de gases. De igual manera, se utilizaron los valores reportados con el equipo de Well Testing durante el año 2010, 2011 y 2012 (135 mediciones para el H2S y 135 mediciones para el CO2). La distribución de la concentración de H2S y CO2 en el área de Franquera, Moporo y La Ceiba fueron mapeadas usando el software Discovery. Los estilos estructurales (fallas) y los límites de yacimiento fueron obtenidos del modelo estático más reciente. Los grids de H2S y CO2 fueron construidos usando el promedio entre los diferentes datos disponibles. Este programa de mapeo usa interpolaciones y extrapolaciones complejas y su uso está limitado a áreas con suficientes datos disponibles. No obstante, estos proporcionan un “retrato” de la variación espacial de la concentración de ambos en el área de FRAMOLAC. 2.3.8 Técnicas para la recolección de información Según Hurtado (2010) “el proceso de recolección de datos requiere del empleo de técnicas e instrumentos que permitan acceder a la información necesaria durante la investigación”. Para el desarrollo de esta investigación fue necesario utilizar herramientas que permitieron recolectar el mayor número de información necesaria para obtener un conocimiento más amplio de la realidad de la problemática. Por naturaleza del estudio se requirió la recopilación documental, la cual según Hurtado (2010) la revisión documental “es una técnica en la cual se recurre a información escrita, ya sea bajo la forma de datos que pueden haber sido producto de observaciones o de mediciones hechas por otros, o como textos que en sí mismos constituyen las unidades de estudio”. De este modo, se consultaron los antecedentes relacionados con la investigación, al igual que documentos escritos, formales e informales, tales como; libros, manuales, leyes, resoluciones, revistas científicas, páginas web y folletos sobre yacimientos, 49 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. completación, cañoneo, reservas de gas natural y petróleo, entre otros. Igualmente, se consultaron aplicaciones corporativas para obtener la información necesaria y así evaluar los pozos del campo Moporo los cuales se encuentran activos en los Yacimientos B1 y B4. 2.4 Conclusiones En el presente capítulo se han establecido los métodos empleados en la consecución del objetivo propuesto, así como la metodología seguida. La investigación es de tipo descriptiva, basada en la información obtenida en 4 campañas de muestreo en el área FRAMOLAC, donde se recolectaron muestras de crudo y gas para realizarle análisis isotópicos de azufre de los sulfuros precipitados a partir de H2S y poder determinar el origen del H2S y CO2. 50 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. CAPÍTULO III – ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS 3.1 Introducción 3.2 Resultado de la medición de H2S y CO2 con tubos colorimétricos 3.3 Análisis de cromatografía de gases para compuestos azufrados 3.4 Distribución espacial del H2S y CO2 3.5 Origen de los crudos 3.6 Clasificación de los Crudos 3.6.1 Fracción C15+ 3.7 Análisis de biomarcadores 3.7.1 Origen de los crudos 3.7.2 Tipo de roca fuente 3.7.3 Madurez térmica de los crudos 3.7.4 Biodegradación de los crudos 3.8 Análisis de gases del área de FRAMOLAC 3.8.1 Mecanismos de generación de gases ácidos 3.9 Procesos geoquímicos evolutivos en el área de FRAMOLAC. 3.10 Origen del H2S y CO2 3.11 Correlación de 34S crudo - H2S 3.12 Tipo de materia orgánica 3.13 Temperatura del yacimiento 3.14 Conclusiones 3.1 Introducción Después de haber realizado el análisis de la base teórica de la investigación, incluyendo el estado del arte que existe sobre el tema que constituye el objeto declarado y las características geográficas y geológicas del yacimiento; y haber aplicado los métodos de investigación declarados, procedemos a presentar los resultados obtenidos de la caracterización química e isotópica de los fluidos (crudo y gas) recolectados durante el 2012 y 2013 en el área de FRAMOLAC. 3.2 Distribución espacial del H2S y CO2 Con el objetivo de conocer la distribución espacial de los gases ácidos se confeccionaron los mapas de isoconcentración, a partir de los resultados obtenidos 51 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. de las mediciones realizadas con tubos colorimétricos Drager y un analizador automático durante cuatro campañas de muestreo realizadas en el área de estudio; así como los resultados obtenidos a través de la cromatografía de gases para compuestos azufrados. La concentración de H2S determinada con tubos colorimétricos Drager varió entre 9 ppm y 83 ppm, como se muestra en la tabla 1. Para el caso del CO2, la concentración promedio fue entre 3 % y 12 %. Todos estos datos fueron comparados con mediciones realizadas por PDVSA Intevep (2006) utilizando ampollas Drager, así como valores reportados por Schlumberger (2010-2012) utilizando Well Testing. Basado en los resultados obtenidos de las diferentes técnicas de medición, se elaboraron mapas de isoconcentración tanto para la Unidad B-1 como para la Unidad B-4. La concentración de H2S en las unidades B-1 y B-4 varío entre 9 ppm y 52 ppm, observándose mayores concentraciones de H2S hacía la Unidad B-4. Los resultados reflejan mayores concentraciones de H2S en la parte central de FRAMOLAC, específicamente en Moporo (30 – 58 ppm). El H2S disminuye gradualmente hacia el este (Franquera 21 – 42 ppm) y es mucho más notorio hacia el oeste (< 18 ppm). La concentración de H2S en La Ceiba fue 19-35 ppm. El CO2 presentó un comportamiento similar al H2S, variando entre 1 % y 16 %. 52 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Tabla 1. Concentraciones de H2S y CO2 medidas con tubos colorimétricos Drager durante el 2012 y 2013 H2S (ppm) CO2 (%) Pozo Jun 2012 May 2013 Nov 2013 Prom Jun 2012 May 2013 Nov 2013 Prom TOM-0007 - - 40,0 40,0 - - 3,0 3,0 TOM-0008 - - 40,0 40,0 - - 5,5 5,5 TOM-0010 - - 62,0 62,0 - - 12,0 12,0 TOM-0013 16,0 - - 16,0 - - - - TOM-0018 22,0 - 26,0 24,0 - - 9,0 9 TOM-0020 - 30,0 - 30,0 - - - - TOM-0021 - - 29,0 29,0 - - 6,1 6,1 TOM-0023 - - 45,0 45,0 - - 7,0 7,0 TOM-0025 - 83,0 - 83,0 - - - - TOM-0028 - - 27,0 27,0 - - - - TOM-0032 - 70,0 40,0 55,0 - - - - TOM-0034 - 55,0 - 55,0 - - - - VLG-3822 9,0 - - 9,0 - - - - VLG-3831 17,0 - - 17,0 - - - - VLG-3860 11,0 - - 11,0 - - - - VLG-3866 14,0 - - 14,0 - - - - VLG-3872 15,0 - - 15,0 - - - - VLG-3889 12,0 - - 12,0 - - - - FRA-0002 - 30,0 35,0 32,5 - - 4,0 4,0 FRA-0004 - - 44,0 44,0 - - 6,4 6,4 FRA-0005 - 28,0 - 28,0 - - - - FRA-0007 - 15,0 - 15,0 - - - - FRA-0008 - 38,0 24,0 31,0 - - 6,0 6,0 FRA-0009 - 40,0 - 40,0 - - - - FRA-0017 - - 30,0 30,0 - - 7,0 7,0 FRA-0018 - - 21,0 21,0 - - 4,0 4,0 FRA-0019 - - 32,0 32,0 - - 11,6 11,6 CEI-004X 20,0 - 42,0 31,0 - - - - CEI-005X 35,0 - - 35,0 5,0 - - 5,0 CEI-006X 19,0 - - 19,0 - - - - CEI-007X - - 25,0 25,0 - - - - Los valores reportados por el método de cromatografía de gases se muestran en las tablas 2 y 3, y corresponden al análisis de azufre discriminado en gas natural y gases combustibles (norma ASTM D5504) realizado en los Laboratorios de Química Analítica de PDVSA Intevep. 53 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Los resultados obtenidos con estas determinaciones de laboratorio se analizan conjuntamente con la distribución de los gases ácidos obtenidos. Tabla 2. Resultados de cromatografía de gases para compuestos azufrados de los pozos de Franquera. Compuesto FRA-1X FRA-02 FRA-3X FRA-05 FRA-6X FRA-08 FRA-09 FRA-10 Sulfuro de hidrógeno 66,65 54,52 40,31 20,83 62,57 54,19 44,08 18,96 Sulfuro de carbonilo 0,00 0,21 0,15 0,24 0,00 0,03 0,00 0,06 Metilmercaptano 0,32 0,19 0,56 0,04 0,06 0,02 0,08 0,07 Etilmercaptano 0,24 0,12 0,26 0,02 0,04 0,02 0,08 0,05 Dimetilsulfuro 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Disulfuro de carbono 0,00 0,03 0,89 0,00 0,00 0,00 4,73 0,00 Isopropil mercaptano 0,03 0,00 0,00 0,01 0,06 0,00 0,00 0,03 Terbutil mercaptano 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 n-propil mercaptano 0,05 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,03 0,04 Etil-metil sulfuro 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Tiofeno / Secbutil merc 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Isobutil mercaptano 0,00 0,04 0,54 0,01 0,00 0,00 0,13 0,00 Dietil sulfuro 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 n-Butil-mercaptano 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Dimetil disulfuro 0,04 0,05 0,06 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2-metil tiofeno 0,00 0,00 0,32 0,01 0,00 0,00 0,11 0,00 3-Metil tiofeno 0,00 0,00 0,26 0,01 0,00 0,00 0,12 0,00 Ter Amil mercaptano 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Iso Amil mercaptano 0,00 0,00 0,19 0,00 0,00 0,00 0,15 0,00 n – Amil mercaptano 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Dialil sulfuro 0,00 0,00 0,14 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Dipropil sulfuro 0,00 0,00 0,19 0,01 0,00 0,00 0,15 0,00 n-Hexil mercaptano 0,00 0,00 0,21 0,00 0,00 0,00 0,23 0,00 Dietil disulfuro 0,00 0,00 0,13 0,02 0,00 0,00 0,13 0,00 n-Heptil mercaptano 0,00 0,00 0,11 0,01 0,00 0,00 0,09 0,00 Dibutil sulfuro 0,00 0,00 0,17 0,01 0,00 0,00 0,05 0,00 TOTAL 67,33 55,15 44,48 21,24 62,72 54,26 50,17 19,20 54 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Tabla 3. Resultados de cromatografía de gases para compuestos azufrados de los pozos de Moporo. Compuesto Sulfuro de hidrógeno Sulfuro de carbonilo Metilmercaptano Etilmercaptano Dimetilsulfuro Disulfuro de carbono Isopropil mercaptano Terbutil mercaptano n-propil mercaptano Etil-metil sulfuro Tiofeno / Secbutil merc Isobutil mercaptano Dietil sulfuro n-Butil-mercaptano Dimetil disulfuro 2-metil tiofeno 3-Metil tiofeno Ter Amil mercaptano Iso Amil mercaptano n – Amil mercaptano Dialil sulfuro Dipropil sulfuro n-Hexil mercaptano Dietil disulfuro n-Heptil mercaptano Dibutil sulfuro TOTAL TOM-08 TOM-11 TOM-14 TOM-21 TOM-34 22,40 0,12 0,02 0,01 0,00 0,00 0,02 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 22,56 79,35 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 79,35 46,63 0,00 0,07 0,04 0,00 0,00 0,02 0,00 0,02 0,00 0,00 0,02 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,03 0,04 0,04 46,95 69,90 0,00 0,17 0,09 0,00 0,00 0,08 0,00 0,02 0,00 0,00 0,09 0,00 0,00 0,00 0,03 0,02 0,00 0,01 0,00 0,02 0,02 0,01 0,05 0,00 0,00 70,53 1,38 0,18 0,04 0,03 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,03 0,02 0,01 0,00 0,00 0,07 0,05 0,07 0,09 0,00 0,08 1,74 Las concentraciones de H2S y CO2 obtenidos para las unidades B-1 y B-4 se muestran en la tabla 4. 55 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Tabla 4. Concentraciones de H2S y CO2 Unidad B-1 Unidad B-4 POZO CO2 (%) H2S (ppm) POZO CO2 (%) H2S (ppm) TOM0007 6,5 25,7 TOM0010 12,3 57,0 TOM0008 6,7 44,1 TOM0011 12,7 54,3 TOM0019 11,5 43,0 TOM0012 8,5 42,8 TOM0013 12,9 30,4 TOM0020 13,9 35,6 TOM0014 9,0 49,4 TOM0021 7,4 34,6 TOM0015 7,9 45,3 TOM0022 10,4 32,6 TOM0016 9,5 43,5 TOM0023 9,9 45,0 TOM0017 11,0 35,0 TOM0024 10,2 40,3 TOM0018 9,5 34,3 TOM0026 10,5 24,5 TOM0025 10,7 57,7 TOM0028 9,5 30,3 TOM0027 7,5 49,0 TOM0029 14,3 38,7 TOM0034 13,7 51,5 TOM0030 14,5 53,5 VLG-3822 9,0 TOM0031 8,0 55,7 VLG-3831 17,0 TOM0032 7,0 47,3 14,0 48,0 VLG-3860 2,0 11,0 TOM0033 VLG-3866 4,0 14,0 VLG-3822 9,0 VLG-3831 17,0 VLG-3872 15,0 VLG-3889 12,0 VLG-3860 2,0 11,0 VLG-3862 2,0 13,0 FRA0001 10,1 31,8 VLG-3866 4,0 14,0 FRA0002 7,2 33,3 VLG-3872 FRA0004 8,2 40,5 VLG-3884 3,0 15,0 FRA0009 14,3 38,3 FRA0003 9,0 37,2 FRA0005 8,6 28,5 FRA0006 10,1 32,9 FRA0007 13,8 24,3 FRA0008 11,8 31,3 FRA0010 13,0 38,3 FRA0011 14,0 42,0 FRA0017 7,0 30,0 FRA0018 4,0 21,0 FRA0019 11,6 32,0 CEI-4X 7,0 31,0 CEI-5X 5,0 35,0 15,0 CEI-6X CEI-7X 19,0 7,0 25,0 56 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Los mapas de isoconcentración se confeccionaron para ambos gases, tanto para la Unidad B-1 como para la Unidad B-4 (figuras 30, 31, 32, 33). Los contornos sobre estos mapas (…20, 22, 24, 26 y así sucesivamente) están en ppm y sobre coordenadas UTM. Figura 30. Mapa de isoconcentración de H2S para la Unidad B-1 57 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 31. Mapa de isoconcentración de H2S para la Unidad B-4 De acuerdo con las figuras 30 y 31, la concentración de H2S en las unidades B-1 y B4 varía entre 9 ppm y 57,7 ppm respectivamente. No obstante, existe una ligera tendencia de encontrar mayores concentraciones de H2S hacia la Unidad B-4. Los mapas de las unidades B1 y B4 muestran las mayores concentraciones de H2S en la parte central de FRAMOLAC, específicamente en el área de Moporo Tierra (24-58 ppm). El H2S disminuye gradualmente hacia el este (Franquera, 21-42 ppm) y, mucho más abrupto hacia el oeste de la zona de mayor concentración (Moporo Lago, <18 ppm). La concentración de H2S en el área de La Ceiba es 19-35 ppm. A pesar de existir dichas variaciones, se infiere que la génesis del H2S en estos campos obedece a un mismo mecanismo de producción. 58 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 32. Mapa de isoconcentración de CO2 para la Unidad B-1 59 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 33. Mapa de isoconcentración de CO2 para la Unidad B-4 3.3 Origen de los crudos De acuerdo al análisis de las muestras de crudos en el área FRAMOLAC, revelan un origen marino con poco aporte terrestre (querógeno tipo II) producidos bajo condiciones del ambiente de sedimentación de tipo reductor y una roca fuente tipo lutita-calcárea en una etapa de madurez entre inicio de la ventana y pico de generación (Jhaisson Vásquez, 2014). Asimismo, los crudos de las áreas de Moporo y La Ceiba se encuentran en una escala de biodegradación de seis (6) (Peters y Moldovan, 1993) y corresponden a una mezcla de un crudo alterado con uno no alterado. Igualmente, la fracción C15+ parace mostrar biodegradación y mezcla de crudos. De la misma manera, la fracción C15- permitió establecer la influencia de procesos postgenéticos como lavado por aguas; así como, la capacidad de sello de algunas de las fallas principales del área de FRAMOLAC. Entre ellas se encuentra la Falla VLG-3783, la cual es de carácter sellante a nivel de la Unidad B4 entre los pozos TOM-0013 y TOM-0032, mientras la Falla CEI0005 delimitada por los pozos CEI-0005 y CEI-0006 es parcialmente sellante. En cuanto a la Falla Pasillo 1 ésta podría ser comunicante en la Unidad B4; sin embargo, no es determinante pues los crudos pueden pertenecer a una misma familia o inclusive presentar procesos de alteración secundaria similares. Existen diferentes diagramas para estudiar el azufre y la relación V/Ni para comprender con mayor precisión el origen y migración de los crudos. En lo que respecta al azufre, éste es el tercer constituyente atómico en abundancia en el petróleo; sin embargo, no es un componente importante en los organismos vivos. El origen del azufre en los crudos está relacionado con las condiciones del ambiente de sedimentación de la roca fuente y es asociado a las fracciones de aromáticos, resinas y asfaltenos. Por tanto, el azufre es empleado como indicador de sedimentación de la materia orgánica, dado que en lodos carbonáticos (rocas fuente tipo caliza), donde el hierro es menos abundante, el azufre se va incorporando a la materia orgánica residual durante la diagénesis, en cambio en rocas fuente silisiclásticas el azufre se encuentra en fase de tipo sulfuros como pirita, esfalerita, etc., esto es solo cuando se tratan de crudos no alterados, ya que la concentración 60 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. de este elemento aumenta por procesos de reducción del sulfato inducidos por bacterias (Tisot y Welte, 1984). En relación con el V y el Ni el primero en condiciones reductoras se encuentra como especie vanadilo (VO2+) en la materia orgánica, por la sustitución del Mg lábil de los complejos tetrapirrólicos de la clorofila, mientras que el Ni puede formar fases de sulfuros. En condiciones subóxicas, el V es hallado como vanadato (VO43-), específicamente en las arcillas, por lo que la relación V/Ni es un párametro geoquímico convencional indicador de las condiciones del ambiente de sedimentación de la materia orgánica, el cual no es afectado por la madurez ni por los procesos pots-genéticos en el yacimiento. Valores de la relación V/Ni mayores a uno (1), es característico de ambientes reductores y por el contrario (< 1), indican ambientes subóxicos. En el anexo 4 se expresan los resultados del análisis elemental de los crudos de los pozos de lago y tierra del área de FRAMOLAC, donde se observan datos promedios de la relación V/Ni de 7,4 para tierra y 7,2 para lago, sugiriendo condiciones paleoambientales reductoras. En las figuras 34 y 35 se compara la concentración de vanadio respecto a la concentración de níquel, notándose una buena correlación entre las muestras de lago y tierra, demostrando que los crudos fueron originados bajo ambientes de sedimentación similares. 61 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. A modo general, puede argumentarse relaciones V/Ni alrededor de 7 con concentraciones promedio de azufre aproximadamente de 2 % para todos los crudos del área de FRAMOLAC, señalando ambientes anóxicos durante la sedimentación de la materia orgánica. Figura 34. Concentración de vanadio (V) vs. concentración de níquel (Ni) de muestras de crudo del área de FRAMOLAC. 62 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 35. Ambiente deposicional definido en función de la concentración de vanadio (V) vs. concentración de níquel (Ni) para los crudos del área de FRAMOLAC (modificado de Galárraga et al., 2008). 3.4 Clasificación de los Crudos Los crudos de Tierra tienen gravedades ºAPI que varían entre 12,9º a 23,2 mientras que los crudos de Lago con gravedades ºAPI que oscilan entre 15º y 21,7 (anexo 5). En la figura 36 se correlaciona la gravedad °API con respecto a la concentración de azufre (% S), donde hay una ligera disminución de la concentración de azufre en la medida que aumenta la gravedad °API, sugiriendo que los compuestos de azufre no son metabolizados por la actividad microbiana y por ende, estos acumulan un mayor contenido de azufre en el crudo degradado. 63 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 36. Contenido de azufre vs Gravedad API Es importante hacer énfasis en la asociación de los elementos como S, V y Ni sobre las fracciones pesadas de los crudos, por ende el incremento de la gravedad °API implica una disminución relativa de la concentración de los mismos. En el anexo 6 se aprecia la composición SARA de algunos crudos del área de FRAMOLAC. De igual modo, la figura 37 representa el diagrama ternario SARA, el cual muestra crudos con cierto carácter aromático para las áreas de Franquera, Moporo y La Ceiba. Asimismo, en base a la proporción de las parafinas, naftenos y aromáticos derivadas de la fracción C15-, se observan en su mayoría crudos de tipo parafínicos a parafínicos-nafténicos para las áreas de Franquera, Moporo Tierra y La Ceiba (figura 38). 64 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 37. Clasificación de los crudos del área de FRAMOLAC en base a la composición SARA (Tissot y Welte, 1984). Figura 38. Clasificación de los crudos del área de FRAMOLAC en función de la concentración de parafinas, naftenos y aromáticos (Tissot y Welte, 1984). La concentración de parafinas, naftenos y aromáticos (PNA) de los crudos de los pozos CEI-0004, CEI-0005 y CEI-0006, se observa una composición similar, mostrándose los resultados de los PNA en la tabla 5 y en la figura 39 el gráfico de columnas donde se nota el alto grado de similitud de la concentración de PNA entre 65 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. los pozos CEI-0004, CEI-0005 y CEI-0006; representando los porcentajes normalizados en la tabla 6. Tabla 5. Composición de parafinas, naftenos y aromáticos de los crudos de los pozos CEI-0004, CEI0005 y CEI-0006 de la Unidad B4 . Figura 39. Gráfico de columnas de los PNA de los crudos de los pozos CEI-0004, CEI-0005 y CEI0006 de la Unidad B4. Tabla 6. Porcentaje en masa normalizada de los PNA de los crudos de los pozos CEI-0004, CEI-0005 y CEI-0006 de la Unidad B4 66 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 3.4.1 Fracción C15+ La fracción C15+ se analizó mediante la técnica de cromatografía de gases de crudo total (Whole Oil) obteniéndose los hidrocarburos con número de carbono mayores a quince (15) de la fracción saturada. Los resultados de los crudos pertenecientes a los pozos de las áreas Franquera y Moporo se reportan en la tabla 7, donde se notan para la mayoría valores de la relación Pristano/Fitano menores a la Unidad, mostrando un ambiente de sedimentación de tipo reductor en concordancia con los resultados del análisis elemental. En la figura 40 se observa el cromatograma del crudo del pozo TOM-0008, evidenciándose un posible proceso de biodegradación basado en el levantamiento de la línea base y la presencia de la mezcla de compuestos no resueltos UCM (por sus siglas en inglés unresolved complex mixture). Al mismo tiempo, se visualiza una serie picos bien definidos, lo cual sugiere la mezcla de un crudo alterado con uno no alterado. Del mismo modo, en la figura 41 se representa el diagrama Pristano/n-C17 vs. Fitano/n-C18, interpretándose crudos de origen marino generados a partir de un querógeno tipo II y una roca fuente madura. En los anexos 7, 8, 9, 10 y 11 se muestran los demás cromatogramas de los crudos de las áreas de Franquera y Moporo. Tabla 7. Parámetros obtenidos de la fracción C15´ para los crudos de las áreas de Franquera y Moporo. 67 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 40.Cromatograma de crudo total (fracción C15+) del crudo del pozo TOM-0008. Figura 41. Gráfico de Pristano/n-C17 vs. Fitano/n-C18 de las áreas de Franquera y Moporo. 68 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 3.5 Análisis de biomarcadores El análisis de los biomarcadores se realizó tanto en la fracción saturada como en la fracción aromática de los crudos muestreados de las áreas de Moporo y La Ceiba, cuyos iones elucidados fueron los siguientes: Fracción saturada: m/z 99, 191 y 217 Fracción aromática: m/z 178, 192, 198 y 231. 3.5.1 Origen de los crudos de acuerdo a los biomarcadores. De acuerdo a la distribución de los biomarcadores en los fragmentogramas m/z 191 y 217 de la fracción saturada, los crudos de las áreas de Moporo y La Ceiba son de origen marino, reflejado en el ión 191 por la alta proporción del terpano tricíclico C233, mientras que en el ión m/z 217 es atribuido a la mayor abundancia del esterano C27 sobre el C28 y el C29 respectivamente (tabla 8 y figura 42), aunque en la mayoría de las muestras de los crudos (ión 191) se aprecia un bajo aporte terrestre (<10 %), dado por la presencia del oleanano característico de las plantas superiores. Tabla 8. Porcentajes de esteranos en los crudos de las áreas de Moporo y La Ceiba. 69 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 42. Distribución del porcentaje de esteranos en los crudos de las áreas de Moporo y La Ceiba. 3.5.2 Tipo de roca fuente Los terpanos tricíclicos son empleados en los estudios de correlación gracias a la ventaja de ser menos afectados por la madurez y la biodegradación en comparación al resto de los terpanos y los esteranos (Hunt, 1996). Basado en la relación de los terpanos tricíclicos derivados del fragmentograma m/z 191, correspondiente a los cocientes de los terpanos tricíclicos C24-3/C23-3 y C22-3/C21-3, puede establecerse el tipo de roca fuente generadora de los crudos (Peters et al., 2005). En la figura 43 se representa el gráfico para definir el tipo de roca fuente de acuerdo a la comparación de los terpanos tricíclicos, cuya ubicación de las muestras de los crudos de las áreas de Moporo Tierra y La Ceiba se encuentran en la zona de una roca tipo marga (lutitacalcárea). Ahora bien, su edad viene dada en función del 18α(H)-Oleanano. Este biomarcador al estar presente, no solo es indicativo de un aporte de materia orgánica terrestre, sino también de una edad de la roca del Cretácico Tardío o incluso más joven. 70 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 43. Tipo de litología de la roca fuente en función de la correlación de los terpanos tricícliclos C24-3/C23-3 vs. C22-3/C21-3. 3.5.3 Madurez térmica de los crudos La madurez térmica de los crudos permite describir las reacciones que ocurren cuando la materia orgánica se convierte en petróleo (Peters, et al., 2005). A partir del rango de madurez puede definirse la etapa en la cual se encuentra la roca fuente; es decir, si se halla en las etapas tardía de la diagénesis, temprana de la catagénesis, final de la catagénesis o inclusive en la metagénesis. En todo caso, los parámetros de madurez son determinados mediante el análisis de los biomarcadores saturados y aromáticos, aunque muchos de ellos son afectados por el ambiente de depositación y los procesos post-genéticos (lavado por agua y biodegradación), a pesar de la mayor resistencia de los biomarcadores aromáticos a la biodegradación con referencia a los biomarcadores saturados. En éstos últimos, los parámetros de madurez se definen en función de la relación de los isómeros, los cuales son compuestos químicos con igual fórmula molecular pero con diferentes disposiciones geométricas, confiriéndoles distintas propiedades (figura 44). Dentro estos isómeros se encuentran los R (isómero biológico) y S (isómero geológico), donde el isómero S incrementa con la madurez a tal punto de llegar a una reacción de isomerización o de equilibrio entre el isómero R y el S que no es distinguido. De igual manera, se 71 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. encuentran los isómeros ααα (isómero biológico) y αββ (isómero geológico), la diferencia con los isómeros S y R es que los primeros alcanzan la mezcla racémica a mayor madurez. Figura 44. Isómero biológico (R) e isómero geológico (S) (tomado de Hunt, 1996). Por otro lado, los biomarcadores aromáticos también suelen ser usados como indicadores de madurez, basado en las relaciones de los compuestos de los fenantrenos (F), metilfenantrenos (MF), dibenzotiofenos, esteroides monoaromáticos (MA) y triaromáticos (TA). Todos estos parámetros de madurez se obtienen de los fragmentogramas de los hidrocarburos saturados (m/z 99, 113, 191 y 217) y de los hidrocarburos aromáticos (m/z 178, 192, 231 y 253) determinados por la técnica de cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas (CG-EM). En la figura 45 se representan dichos parámetros y su asociación con la ventana de generación del petróleo. 72 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 45. Relación de los parámetros de biomarcadores utilizados con respecto a la ventana de generación del petróleo (modificado de Killops y Killops, 2005). 3.5.4 Biodegradación de los crudos La biodegradación es un mecanismo de alteración del crudo inducido por bacterias, las cuales son transportadas por aguas meteóricas a los yacimientos de petróleo. La misma es un proceso selectivo controlado por la actividad biológica (temperaturas menores de los 90 °C) donde los organismos utilizan algunos tipos de compuestos como fuente de energía (Hunt, 1995). De la biodegradación, resulta una pérdida de hidrocarburos livianos (saturados y aromáticos) originando un incremento relativo en los hidrocarburos más pesados (resinas y asfaltenos) disminuyendo así la gravedad °API y por ende la calidad del crudo. Es por ello, que Peters y Moldovan (1993) establecieron una escala de biodegradación que va de acuerdo al tipo de compuesto consumido por las bacterias, se divide en ligera, cuando solamente son alterados las 73 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. n-parafinas; moderada, incluye las n-parafinas y los isoprenoides; elevada, donde se metabolizan esteranos y hopanos; muy elevada, llegando hasta los diasteranos y severa, alcanza la biodegradación de los aromáticos (figura 46). Figura 46. Escala de biodegradación (modificado de Peters y Moldovan, 1993). Los fragmentogramas m/z 99 de los pozos de las áreas de Moporo Tierra y La Ceiba demuestran la biodegradación de los crudos por la ausencia en su mayoría de nalcanos de alto peso molecular, por el levantamiento de la línea base y la presencia de la mezcla de compuestos no resueltos UCM (por sus siglas en inglés unresolved complex mixture), la cual es un producto de la biodegradación que no es diferenciado por la técnica de cromatografía de gases; sin embargo, se observan n-alcanos de bajo peso molecular indicativo de la mezcla de un crudo alterado con uno no alterado (figura 47). La razón se debe a que los crudos almacenados derivados de un primer pulso se encontraron a menor profundidad entre el Eoceno Temprano y el Eoceno Medio (52 – 40 Ma.), permitiendo la entrada de aguas meteóricas transportadoras de las bacterias responsables de la biodegradación de los mismos. Posteriormente se dio el basculamiento de la Cuenca del Lago de Maracaibo desde el Mioceno 74 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Temprano al Actual (21 – 0 Ma.), provocando la profundización de las Unidades productoras. Finalmente se produjo un segundo pulso de generación de la roca fuente del Mioceno Tardío al Holoceno (10 – 0 Ma.), resultando crudos no biodegradados los cuales se mezclaron con los crudos previamente alterados presentes en los yacimientos (Parnaud et al., 1994). . Figura 47. Distribución de n-alcanos (m/z 99) de la muestra de crudo del pozo TOM-0007 3.6 Mecanismos de generación de gases ácidos En las tablas 9 y 10 se muestran los resultados derivados del análisis isotópico de azufre (34S/32S) en muestras de crudos y gases provenientes de los pozos del área de FRAMOLAC, resultando valores que van desde 3,5 ‰ hasta 8,5 ‰. En la figura 48 se observa una distribución isotópica similar en las muestras de crudos (desde 4,5 hasta 5,9 ‰), indicando la posibilidad de que provengan de la misma roca fuente. Otras investigaciones relativas al ciclo del azufre en sedimentos profundos señalan como posible fuente de aporte de sulfato, la re-oxidación del HS- por medio de especies intermediarias como el S2O32- o el S0, por acción bacteriana o hidrólisis, siendo estos mecanismos los que también podrían explicar el origen orgánico del sulfato (JØrgensen, 1990; Smith, 2000; Konhauser, 2007). 75 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Tabla 9. Relación isotópica de azufre promedio (34S/32S) en crudos de las áreas de Moporo y La Ceiba. 76 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Tabla 10. Relación isotópica de azufre (34S/32S) en los precipitados de H2S como sulfuros de pozos de las áreas de Franquera, Moporo Tierra y La Ceiba. 8 7.5 7 SCDTS (0/00) 6.5 6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 CEI-0006 CEI-0005 CEI-0004 VLG-3913 VLG-3889 VLG-3884 VLG-3872 VLG-3866 VLG-3865 VLG-3862 VLG-3860 VLG-3848 VLG-3846 VLG-3840 TOM-0030 TOM-0019 TOM-0018 TOM-0016 TOM-0013 TOM-0010 TOM-0007 2 Figura 48. Distribución isotópica del azufre (34S/32S) en muestras de crudos de las áreas de Moporo y La Ceiba. 77 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 3.7 Procesos geoquímicos evolutivos en el área de FRAMOLAC. Los procesos geoquímicos dados en la Cuenca del Lago de Maracaibo están íntimamente relacionados. En la figura 49 se representa un esquema hipotético de los mecanismos geoquímicos. Se parte de un primer pulso de generación y acumulación de crudos del Eoceno Temprano al Eoceno Medio (52 – 40 Ma.) e inclusive de producción de gases no hidrocarburos (H2S y CO2) por la maduración del querógeno, en este tiempo las unidades productoras se encontraban someras al sur de la cuenca y en conjunto con la discordancia del eoceno contribuyeron a la entrada de aguas meteóricas, las cuales fueron las responsables de transportar las bacterias. Al estar los yacimientos a poca profundidad se dieron las condiciones propicias (temperaturas iguales o menores de 90 °C) para la biodegradación de los crudos y posible producción de H2S y CO2 por sulfato-reducción en el Eoceno Tardío – base del Mioceno Temprano (40 – 21 Ma.), siendo este período caracterizado por ser de poca generación y expulsión de crudos pero de importantes eventos de migración, remigración y entrampamiento (Parnaud et al., 1994). Asimismo, ésta filtración de las aguas meteóricas, explica la dilución de las aguas de formación, influyendo así en la disminución de las concentraciones de cloruro. Posteriormente se dio el basculamiento de la cuenca en la base del Mioceno Temprano al Actual (21 – 0 Ma.), causando la profundización de los yacimientos al sur. Luego de presentarse un segundo pulso de generación de la roca fuente del Mioceno Tardío al Holoceno (10 – 0 Ma.) se produjeron crudos no alterados que se mezclaron con los crudos previamente almacenados derivados del primer pulso. 78 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Figura 49. Esquema evolutivo de los procesos geoquímicos de la Cuenca del Lago de Maracaibo. 3.8 Origen del H2S y CO2 El yacimiento siliciclástico B Superior del Eoceno tiene una concentración promedio de 40-60 ppm de H2S y  10 % CO2, sugiriendo un origen común debido a su estrecha asociación geográfica en el área de FRAMOLAC. Varios mecanismos de generación fueron considerados para los campos de Franquera, Moporo y La Ceiba. Las composiciones isotópicas del azufre de H2S (g), SO4 (ac) y R-S (crudo) no identifican de forma única un solo proceso para el origen del H2S en el área de estudio, probablemente debido al potencial que tuvo la Cuenca de 79 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Maracaibo y en particular el yacimiento Eoceno B Superior para la mezcla de fluidos y sus efectos subsecuentes de interacción agua-roca a lo largo de su historia geológica. En general, se cree que en un principio la generación de H2S estuvo marcada por la maduración de la materia orgánica de origen marina (marga de la formación La Luna) y, posteriormente, debido a la acción concomitante de bacterias sulfato reductoras cuando las condiciones del yacimiento favorecieron su actividad microbiológica. Las evidencias de estos mecanismos propuestos, así como también el descarte de otros procesos se detallan a continuación: 3.9 Correlación de 34S crudo - H2S El azufre orgánico de las muestras de crudo tiene relaciones de isótopos positivas, entre +4,4 y +5,9‰, lo cual es característico del azufre de RBS; en este caso, el azufre orgánico originado a partir del mismo material orgánico que generó los hidrocarburos desde la roca fuente. De igual manera, el H2S en las muestras de gas tiene valores positivos de 34S entre +3,5‰ y +6,1‰. Dado que el H2S fue generado a partir de la misma fuente que formó el azufre orgánico en el crudo, ambas huellas tienen una relación de 34 S/32S similar (o ligeramente más agotado en 34S para el H2S). Si el H2S hubiese tenido una relación isotópica muy diferente a la del crudo (tal vez > 20‰), indicaría por tanto la existencia de otro mecanismo, posiblemente la RST en el yacimiento o migración del H2S generado por RST desde un yacimiento o acuífero más profundo. 3.10 Tipo de materia orgánica La generación de H2S debido a la presencia de materia orgánica rica en azufre en la roca fuente (formación La Luna), también puede ser una posibilidad. El querógeno en la roca fuente tiene características marinas, asociado a un ambiente de depositación reductor, con un contenido significativo de azufre y suficiente evolución térmica para generar el H2S. 80 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 3.11 Temperatura del yacimiento La temperatura promedio del yacimiento es 89,011 C, lo cual impide cualquier desarrollo microbiano reciente en el subsuelo. Ni siquiera las bacterias termófilas pudiesen adaptarse a estas temperaturas. La temperatura promedio en FRAMOLAC para la Unidad B-1 es 273 F (133 C) y para la Unidad B-4 es 287 F (141 C). La figura 50 muestra la concentración de H2S versus la temperatura registrada con la herramienta Well Testing (la cual no necesariamente es la temperatura del yacimiento), de hecho estos valores están por debajo de aquellos reportados como oficiales para las unidades del yacimiento B Superior. La figura 50-a muestra la variación de la temperatura estimada del yacimiento para los campos con información disponible; esta temperatura por estar subestimada puede considerarse como una temperatura mínima. Si bien los datos son algo dispersos, la temperatura tiende a ser mayor en el área de Moporo Tierra. Por su parte, la figura 50-b muestra las concentraciones de H2S discriminada por método de cuantificación. 100 80 Moporo Tierra Franquera La Ceiba Well Testing Tubos colorimétricos Cromatografía de gases 80 H2S (mg/L) H2S (mg/L) 60 40 60 40 20 20 0 0 120 160 200 Temperatura (ºF) a 240 280 80 120 160 200 240 280 Temperatura (ºF) b Figura 50. Concentración de H2S vs temperatura estimada del yacimiento 81 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Las concentraciones de H2S más altas ocurren aproximadamente entre 180 y 210 ºF (82,22 y 98,89 C). Por tanto, los datos de estas gráficas niegan la posibilidad de que el H2S sea originado actualmente por Bacterias Reductoras de Sulfato (BRS) ya que estas sólo sobreviven a temperaturas < 170 °F (76,67 C) (Machel, 1995), que es menor que la gran mayoría de los valores reportados en el área de estudio. Por otra parte, los datos también prácticamente niegan la posibilidad de que el H2S sea originado a partir de la Reducción Termoquímica de Sulfato (RTS) ya que esta ocurre a temperaturas de 250°F o más altas (Worden, 1995). Consecuentemente, el H2S debe obedecer a otra fuente o quizás haber migrado desde alguna otra zona. 3.12 Conclusiones Los isótopos de azufre fueron usados para determinar si el H2S fue formado por Bacterias Reductoras de Sulfato (BRS), Reducción Termoquímica del Sulfato (RTS) ó cualquier otro proceso. Cabe destacar que el H2S puede formarse en el yacimiento por BRS si las condiciones son favorables para el crecimiento bacteriano (por ejemplo, temperatura < 170 0F, y disponibilidad de sulfato y nutrientes disueltos). El sulfuro producido por BRS está típicamente enriquecido en 32 S, con respecto al sulfato, y tiene por lo general valores negativos de 34S. El H2S también puede migrar dentro del yacimiento desde la roca fuente que generó los hidrocarburos. En este caso, el sulfuro es inicialmente formado por BRS, y es incorporado en el sedimento como pirita y como sulfuro orgánico en el querógeno. La transformación del querógeno a hidrocarburos produce H2S teniendo valores negativos de 34S similares o ligeramente más negativos que el azufre del querógeno. Los compuestos de azufre orgánicos en el crudo (por ejemplo, compuestos NSO) también tendrán valores negativos, aunque ellos tenderán a ser ligeramente menos negativos que el H2S coexistente. 82 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones - Los crudos de las áreas de Franquera, Moporo y La Ceiba se clasifican en función de la gravedad °API de pesados a medianos (17 a 22 °API) y en base a su composición SARA, son de carácter aromático. De igual forma, fueron originados por una materia orgánica marina (querógeno tipo II) con bajo aporte de materia orgánica terrestre, generados en condiciones del ambiente de sedimentación anóxicos, a partir de una roca fuente de tipo lutita-calcárea típica de la formación La Luna. La edad de la misma corresponde al Cretácico. Asimismo, se evidencia biodegradación de los crudos de las áreas de Moporo Tierra y La Ceiba en un nivel de seis (6) según la escala de Peters y Moldovan (1993); en tanto, los resultados de la fracción C15+ de los crudos de Franquera parecieran indicar también crudos alterados por la presencia de la línea base UCM (unresolved complex mix). Igualmente, los crudos del área de FRAMOLAC, son una mezcla de crudos alterados del Eoceno Tardío- base del Mioceno Temprano (40 – 21 Ma) y crudos no alterados del Mioceno Tardío al Holoceno (10 – 0 Ma). En cuanto a la madurez, los crudos del área de FRAMOLAC se encuentra entre inicio de la ventana y pico de generación. - Los análisis isotópicos de azufre (34S/32S) realizados en muestras de crudos y gases sugieren un origen biogénico del H2S. - La Reducción Termoquímica de Sulfato (RTS) a partir de capas de anhidrita (CaSO4) no es una fuente posible para el H2S ya que secuencias evaporíticas no fueron depositadas en esta área y las concentraciones de H2S registradas en el yacimiento son muy bajas para este tipo de mecanismo geológico en la que la descomposición de la anhidrita introduce sistemáticamente grandes cantidades de H2S. - La correlación existente entre la huella isotópica del H2S (g) y las muestras de crudo, refiere a un aporte parcial del craqueo del crudo para la generación del H2S. Si bien 83 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. es conocido el hecho de que el craqueo del crudo no introduce fraccionamiento isotópico en la huella de 34S, las diferencias encontradas entre ambos pueden obedecer a una combinación de procesos, particularmente en la generación de H2S por vía microbiana. - La generación de H2S en el yacimiento Eoceno B Superior corresponde a una mezcla de procesos que ocurrieron en el pasado geológico, cada uno independiente del otro. La coexistencia intima entre el crudo rico en azufre (1,5-1,9 %) y el H2S, las composiciones isotópicas de azufre similares entre el crudo y H2S coexistente y otras series de evidencia, permitieron concluir que: i.- el H2S pudo en un principio ser generado a partir de la roca fuente rica en azufre y ii.- la reducción bacteriana del sulfato (RBS) ocurrió durante la diagénesis del yacimiento cuando las condiciones del yacimiento se vieron favorecidas. - Adicionalmente, las composiciones isotópicas del sulfato y sulfuro confirman la posibilidad de Reducción Bacteriana de Sulfato (RBS) en un “sistema cerrado” con respecto al sulfato. Esto pudo resultar de una tasa de reducción de sulfato mucho más rápida que la tasa del flujo de fluido, limitando así la disponibilidad del sulfato en el sistema. La composición isotópica observada del sulfato varía desde +6,1 a +8,5‰ CDT. No hay reportes de presencia de minerales de sulfato en los sedimentos del Eoceno de la formación Misoa. - En un principio, se cree que una pequeña fracción de H2S fue generada a partir de la maduración del querógeno (roca madre marina) que luego migraría junto con el crudo hasta la roca yacimiento. Esta primera migración estuvo marcada por la cocina activa que se encontraba en la parte noreste del área (Eoceno Temprano). - Posteriormente, durante la etapa de diagénesis de los sedimentos en la que el yacimiento se encontraba más somero y frio (Eoceno Medio), las bacterias sulfato reductoras tuvieron su mayor actividad microbiológica para la reducción del sulfato disponible en el sistema. Esto es confirmado por nivel de biodegradación que presentan los crudos estudiados (nivel 6). 84 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. - No obstante, con el posterior basculamiento, inversión y soterramiento de la cuenca, la acción bacteriana tuvo que disminuir o parar en su totalidad debido al aumento de temperatura en el sistema y por ende, mermó la producción de H2S. Recomendaciones - Realizar el análisis de biomarcadores saturados y aromáticos de los crudos del área de Franquera. - Comparar los fragmentogramas m/z 191 y 177 de los crudos del área de Franquera para establecer si hay o no biodegradación. - Se propone considerar la explotación de pozos petroleros en zonas donde existan bajas concentraciones de gases ácidos (CO2 y H2S) mientras sea posible. - Sin embargo, a pesar de que la tendencia mundial es la de profundizar en los mecanismos de generación de H2S y CO2 para poder predecir los lugares de acumulación, en el área FRAMOLAC y en general en el lago de Maracaibo, este dominio del conocimiento todavía no se ha logrado. - Confirmar con estudios petrográficos, geoquímicos e isotópicos que parte del volumen de H2S generado in-situ en el yacimiento precipitó en forma de pirita. 85 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. 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ANEXOS Anexo 1. Mecanismos de generación de CO2 de origen orgánico e inorgánico (tomado de Vásquez, 2012) Mecanismo Fuente: orgánica Craqueo de la materia orgánica: consiste en la degradación térmica de la materia orgánica o craqueo primario (grupos carbonilo, metoxi, hidroxi, etc) o craqueo de crudo (secundario), hasta 50 ºC Fuente: orgánica Reducción termoquímica de sulfatos (TSR): reacción del H2S con sulfatos para formar sulfuro elemental y polisulfuros, seguidos por una reacción entre sulfuros e hidrocarburos generando H2S y CO2. Es necesaria una temperatura mínima entre 100 – 140 ºC. SO42 ( ac)  1.33CH 2   0.66H 2Ol   H 2 S g   1.33CO2 g   2OH  ac Fuente: orgánica Acuatermólisis del crudo: CO2 como producto secundario en la pirólisis del crudo en presencia de agua a elevadas P y T. Ocurre a temperaturas mayores de 200 ºC. RCH 2CH 2 SCH 3  2H 2Ol   RCH 3  CO2 g   H 2 g   H 2 S g   CH 4 g  Fuente: orgánica Maduración de carbones: calentamiento de carbones durante la coalificación (soterramiento). Asociado a altas temperaturas. Fuente: inorgánica Reacción entre caolinita y carbonato en presencia de sílice para producir CO 2. La illita puede también reaccionar. Temperatura promedio de la reacción 100 – 160 ºC. Al2 Si2O5 OH 4 g   4SiO2S   2 NaCls   CaCO3  2 NaAlSi3O8S   2H 2O  CaCl2  CO2 g   5FeCO3s   SiO2S   Al2 Si2O5 OH 4s   2H 2Ol   Fe5 Al2 Si3O10 OH 8S   5CO2 g   Siderita Caolinita Clorita Fuente: inorgánica Descomposición de rocas carbonáticas debido a procesos a altas presiones y temperaturas (orogénicos o soterramiento). T > 250 ºC + 4 a -5 %0  13C Fuente: inorgánica Actividad volcánica/metamorfismo de contacto: descomposición de rocas carbonáticas por contactos con intrusiones volcánicas, generando altas temperaturas y presiones.  13C + 4 a -5 %0 89 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Anexo 2. Mecanismos de generación de H2S de origen orgánico e inorgánico (tomado de Vásquez, 2012) Mecanismo Fuente: orgánica Reducción bacterial: la presencia de bacterias sulfato reductoras en ambientes anaeróbicos son las causantes de la producción de H2S a T < 105 ºC. La reacción general es: SO42 ( ac)  1.33CH 2   0.66H 2Ol   H 2 S g   1.33CO2 g   2OH  ac 2CH 2O  SO42  ( ac)  H 2 S g   2HCO3ac ( En ausencia de agua) Fuente: orgánica Reducción termoquímica de sulfatos (TSR): ocurre cuando están presentes altas temperaturas (> 140 ºC) y la pre-existencia de H2S y CO2 para comenzar la reacción, además de la disponibilidad de sulfato. Está vinculado principalmente a yacimientos con anhidrita. SO42 ( ac)  1.33CH 2   0.66H 2Ol   H 2 S g   1.33CO2 g   2OH  ac Fuente: orgánica Acuatermólisis del crudo: H2S como producto secundario en la pirólisis del crudo en presencia de agua a elevadas P y T. Ocurre a temperaturas mayores de 200 ºC. RCH 2CH 2 SCH 3  2H 2Ol   RCH 3  CO2 g   H 2 g   H 2 S g   CH 4 g  Fuente: inorgánica Disolución de minerales de azufre: la disolución de la pirita puede provocar la generación de H2S en un proceso que necesita dos etapas. En una primera etapa la pirita es llevada a sulfato, y en una segunda etapa, el sulfato es reducido a sulfuro de hidrógeno. La reacción general es. FeS 2 g   4H  ac  Fe 2  ac  2H 2 S g  90 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Anexo 3. Pozos seleccionados como muestra para la investigación. Área FRAMOLAC. Fuente: PDVSA (2013). B1 TOM0007 TOM0008 TOM0019 TOM0020 TOM0021 TOM0022 TOM0023 TOM0024 TOM0026 TOM0027 TOM0034 VLG-3860 FRA0001 FRA0002 FRA0004 FRA0009 B4 TOM0010 TOM0011 TOM0012 TOM0013 TOM0014 TOM0015 TOM0016 TOM0017 TOM0018 TOM0025 TOM0028 TOM0029 TOM0030 TOM0031 TOM00032 TOM0033 VLG-3862 VLG-3866 VLG-3884 FRA0003 FRA0005 FRA0006 FRA0007 FRA0008 FRA0010 FRA0011 FRA0017 FRA0018 FRA0019 CEI0004 CEI0005 CEI0007 91 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Anexo 4. Resultados del análisis elemental para muestras de crudo en pozos de lago y tierra del área de FRAMOLAC. 2.4 2.1 2.1 2.3 2.0 2.0 2.2 2.2 2.3 2.1 2.0 2.0 2.2 2.1 2.0 V (ppm) 391 377 326 356 306 316 317 340 386 328 329 245 324 312 322 Ni (ppm) 55 53 46 49 43 45 45 46 54 45 46 34 44 43 45 15530-16024 2.1 509 14948-15146 17332-17860 17242-17638 17156-17740 16655-17128 16769-17072 17183-17400 17252-17569 15593-15827 16620-16730 15718-16200 15770-15920 16152-16337 16572-16905 16538-16679 16905-17268 17078-17489 16829-17202 16614-17059 15200-15613 15870-17074 16916-17070 15580-17058 2.4 2.1 2.2 2.1 2.0 2.0 2.1 2.0 2.3 2.3 2.4 2.3 2.4 1.8 2.1 2.2 2.2 1.9 2.0 2.4 2.1 1.6 1.5 300 324 320 320 326 335 325 283 356 401 334 259 211 292 318 334 364 303 329 413 373 335 284 16452-17098 1.8 16984-17096 15609-16002 1.5 1.5 14838-16413 15955-17088 15624-15696 16718-17320 18157-18670 17707-17760 17862-18538 17625-18150 Área Pozo Unidad Tope-Base %S (±0,2) FRANQUERA FRA-0001 FRA-0002 FRA-0003 FRA-0004 FRA-0005 FRA-0006 FRA-0007 FRA-0008 FRA-0009 FRA-0012 FRA-0015 FRA-0016 FRA-0017 FRA-0018 FRA-0019 B1 B1 B4 B1 B4 B4 B4 B4 B1 B4 B4 B4 B4 B4 B4 A10, B1 B1 B4 B4 B4 B4 B4 B4 B4 B1 B1 B1 B1 B1 B4 B4 B4 B4 B4 B4 B1 B1, B4 B3, B4 B1, B4 B2, B3, B4 B4 B4 B1, B4, B5 B1, B4 B1 B4 B4 B4 B4 B4 14530-14850 15000-15440 16512-16906 14814-15188 16900-17110 16070-16428 16936-17150 16920-16992 15446-15938 15935-16145 16540-16706 15405-15790 16622-16810 16658-16830 15181-15735 TOM-0007 MOPORO TOM-0008 TOM-0010 TOM-0011 TOM-0013 TOM-0014 TOM-0015 TOM-0016 TOM-0018 TOM-0019 TOM-0020 TOM-0021 TOM-0022 TOM-0023 TOM-0025 TOM-0028 TOM-0029 TOM-0030 TOM-0032 TOM-0033 TOM-0034 VLG-3846 VLG-3848 VLG-3860 VLG-3862 VLG-3865 VLG-3866 VLG-3872 LA CEIBA VLG-3884 VLG-3889 VLG-3913 CEI-0004 CEI-0005 CEI-0006 CEI-0007 V / Ni V / (V + Ni) 7.1 7.1 7.1 7.3 7.1 7.0 7.0 7.4 7.1 7.3 7.2 7.2 7.4 7.3 7.2 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 68 7.5 0.88 42 44 46 44 46 47 45 39 48 57 46 40 33 40 45 47 50 42 47 59 51 49 40 7.1 7.4 7.0 7.3 7.1 7.1 7.2 7.3 7.4 7.0 7.3 6.5 6.4 7.3 7.1 7.1 7.3 7.2 7.0 7.0 7.3 6.8 7.1 0.88 0.88 0.87 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.87 0.86 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.87 0.88 470 66 7.1 0.88 315 272 44 38 7.2 7.2 0.88 0.88 1.8 297 40 7.4 0.88 2.1 2.3 1.4 2.5 2.6 2.3 2.0 325 371 301 147 407 336 324 45 50 41 21 55 46 45 7.2 7.4 7.3 7.0 7.4 7.3 7.2 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 92 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Anexo 5. Gravedad °API y concentración de azufre de muestras de crudo del área de FRAMOLAC. Área FRANQUERA MOPORO LA CEIBA Pozo Unidad Tope-Base °API (± 0.4) %S (± 0,2) FRA-0001 B1 14530-14850 18.6 2.4 FRA-0002 B1 15000-15440 18.8 2.1 FRA-0003 B4 16512-16906 21.6 2.1 FRA-0004 B1 14814-15188 19.9 2.3 FRA-0005 B4 16900-17110 23.2 2.0 FRA-0006 B4 16070-16428 22.1 2.0 FRA-0007 B4 16936-17150 22.4 2.2 FRA-0008 B4 16920-16992 20.4 2.2 FRA-0009 B1 15446-15938 20.1 2.3 FRA-0012 B4 15935-16145 20.9 2.1 FRA-0015 B4 16540-16706 21.4 2.0 FRA-0017 B4 16622-16810 21.2 2.2 FRA-0018 B4 16658-16830 21.7 2.1 FRA-0019 B4 15181-15735 22.2 2.0 TOM-0007 A10, B1 15530-16024 13.9 2.1 TOM-0008 B1 14948-15146 22.1 2.4 TOM-0011 B4 17242-17638 22.3 2.2 TOM-0013 B4 17156-17740 20.5 2.1 TOM-0014 B4 16655-17128 21.7 2.0 TOM-0015 B4 16769-17072 21.5 2.0 TOM-0016 B4 17183-17400 18.9 2.1 TOM-0018 B4 17252-17569 19.6 2.0 TOM-0019 B1 15593-15827 20.8 2.3 TOM-0020 B1 16620-16730 17.9 2.3 TOM-0021 B1 15718-16200 20.0 2.4 TOM-0023 B1 16152-16337 20.8 2.4 TOM-0025 B4 16572-16905 22.6 1.8 TOM-0028 B4 16538-16679 21.5 2.1 TOM-0029 B4 16905-17268 21.5 2.2 TOM-0030 B4 17078-17489 18.1 2.2 TOM-0032 B4 16829-17202 19.9 1.9 TOM-0033 B4 16614-17059 20.6 2.0 TOM-0034 B1 15200-15613 18.3 2.4 VLG-3846 B1, B4 15870-17074 15.2 2.1 VLG-3848 B3, B4 16916-17070 18.0 1.6 VLG-3860 B1, B4 15580-17058 21.7 1.5 VLG-3862 B2, B3, B4 16452-17098 15.0 1.8 VLG-3865 B4 16984-17096 19.4 1.5 VLG-3866 B4 15609-16002 21.4 1.5 VLG-3872 B1, B4, B5 14838-16413 20.1 1.8 VLG-3884 B1, B4 15955-17088 21.1 2.1 VLG-3889 B1 15624-15696 20.3 2.3 VLG-3913 B4 16718-17320 20.9 1.4 CEI-0004 B4 18157-18670 18.5 2.5 CEI-0005 B4 17707-17760 12.9 2.6 CEI-0006 B4 17862-18538 21.8 2.3 CEI-0007 B4 17625-18150 21.5 2.0 93 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Anexo 6. Composición de saturados, aromáticos, resinas y asfaltenos de los crudos del área de FRAMOLAC. Área Pozo Unidad % Saturados % Aromaticos % % % Res + Resinas Asfaltenos Asf FRA-0001 B1 29.56 37.23 26.67 7.55 34.22 FRA-0002 B1 31.03 35.89 26.44 6.64 33.08 FRA-0003 B4 34.41 37.68 20.74 7.18 27.92 FRA-0005 B4 35.81 34.70 22.51 6.97 29.48 FRA-0006 B4 34.22 34.76 23.25 7.77 31.02 FRA-0007 B4 34.82 35.16 22.29 7.73 30.02 FRA-0008 B4 34.55 35.98 25.22 4.24 29.46 FRANQUERA FRA-0009 B1 31.29 35.79 24.84 8.08 32.92 TOM-0007 A10, B1 27.94 39.08 26.67 6.32 32.99 TOM-0008 B1 32.61 35.32 27.47 4.61 32.08 TOM-0010 B4 37.36 37.48 22.83 2.34 25.17 TOM-0011 B4 33.84 32.58 25.50 8.08 33.58 TOM-0013 B4 35.89 35.89 21.94 6.28 28.22 TOM-0014 B4 35.62 33.3 23.15 7.97 31.12 TOM-0016 B4 36.54 37.1 22.54 3.85 26.39 TOM-0018 B4 35.93 37.3 21.76 4.98 26.74 TOM-0019 B1 32.37 37.36 25.32 4.95 30.27 TOM-0020 B1 20.5 37.15 28.59 7.76 36.35 TOM-0021 B1 31.74 35.49 26.77 6 32.77 TOM-0025 B4 34.34 33.73 24.37 7.57 31.94 TOM-0030 B4 35.74 36.41 21.55 6.3 27.85 TOM-0032 B4 34.56 33.84 24.08 7.53 31.61 TOM-0033 B4 34.53 33.7 23.21 8.56 31.77 TOM-0034 B1 29.14 35.57 27.23 8.06 35.29 VLG-3846 B1, B4 34.25 36.41 23.51 5.83 29.34 VLG-3848 B3, B4 29.92 36.2 25.71 8.16 33.87 VLG-3865 B4 33.01 35.19 23.95 7.85 31.80 VLG-3866 B4 35.05 34.66 24.09 6.21 30.30 CEI-0004 B4 33.56 38.35 23.48 4.61 28.09 CEI-0005 B4 34.54 37.95 24.16 3.35 27.51 CEI-0006 B4 34.99 36.91 22.11 5.99 28.10 MOPORO LA CEIBA 94 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Anexo 7. Cromatografía de crudo total C15+ del área de Franquera. 95 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Anexo 8. Cromatografía de crudo total C15+ del área de Franquera. Continuación. 96 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Anexo 9. Cromatografía de crudo total C15+ del área de Moporo Tierra. 97 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Anexo 10. Cromatografía de crudo total C15+ del área de Moporo Tierra. Continuación. 98 �Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Anexo 11. Cromatografía de crudo total C15+ del área de Moporo Lago. 99 � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Tesis Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Estudio de la génesis y migración del crudo y gas del yacimiento Eoceno “B” Superior, División Sur del Lago Trujillo en el Occidente de Venezuela. Creator An entity primarily responsible for making the resource Isnardy José Toro Fonseca Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Tesis maestría Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2014 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/713919e8afbee409af45fc277bef8e4c.pdf 08df5dc6947d63aece4e5c4312d7c910 PDF Text Text TESIS Zonificación de riesgo por inundación de la parroquia Olegario Villalobos del municipio Maracaibo, estado – Zulia Gerardo Antonio González Medina �Página legal Título de la obra: Zonificación de riesgo por inundación de la parroquia Olegario Villalobos del municipio Maracaibo, estado – Zulia,70 pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 1. Autor: Gerardo Antonio González Medina 2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Digitalización. Lic. Liliana Rojas Hidalgo Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015 La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas. La licencia completa puede consultarse en: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode Editorial Digital Universitaria Instituto Superior Minero Metalúrgico Ave Calixto García Íñiguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �REPUBLICA DE CUBA MINISTERIO DE EDUCACION SUPERIOR INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALURGICO FACULTAD DE GEOLOGIA Y MINERIA DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA Zonificación de riesgo por inundación de la parroquia Olegario Villalobos del municipio Maracaibo, estado – Zulia. Tesis presentada en opción al Título Académico de Máster en Geología Maestría en Geología, Mención Geología Ambiental. 8va Edición Autor: Licdo.: Gerardo Antonio González Medina 2014 I �REPUBLICA DE CUBA MINISTERIO DE EDUCACION SUPERIOR INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALURGICO FACULTAD DE GEOLOGIA Y MINERIA DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA Zonificación de riesgo por inundación de la parroquia Olegario Villalobos del municipio Maracaibo, estado – Zulia. Tesis presentada en opción al Título Académico de Máster en Geología Maestría en Geología, Mención Geología Ambiental. 8va Edición Autor: Licdo.: Gerardo Antonio González Medina Tutor (es): Drc. Yuri Almaguer Carmenates Msc Amalia Beatriz Riverón Zaldivar Asesora: Msc.: Yanet Navarro 2014 II �ÍNDICE Pag. RESUMEN……………………………………………………………………………. vi ABSTRACT…………………………………………………………………………... vii INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………. 1 CAPITULO I. BASAMENTO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN…………….. 5 1.1. Riesgos naturales. Generalidades……………………………………… 5 1.2. Investigaciones precedentes…………………………………………… 7 1.3. Características físico geográficas del área de estudio……………… 16 1.3.1. Ubicación geográfica……………………………………………… 16 1.3.2. Hidrografía………………………………………………………… 17 1.3.3. Relieve……………………………………………………………… 18 1.3.4. Condiciones Climatológicas……………………………………… 18 1.4. Características geológicas regionales y locales……………………… 20 1.4.1. Estratigrafía Regional………………………………………………. 1.5. Características Geomorfológicas, regionales y locales……………… CAPÍTULO II. METODOLOGÍA DEL DIÁNOSTICO DE INDICADORES DE VULNERABILIDAD EN LA PARROQUIA OLEGARIO VILLALOBOS…………. 20 25 26 2.1. Organización del trabajo………………………………………………… 26 2.2. Recolección de información primaria…………………………………… 27 2.3. Análisis de los resultados ………………………………………………… 28 2.4. Metodología para determinar la amenaza………………………………. 28 2.5. Evaluación de amenaza ………………………………………………….. 29 2.6. Evaluación del grado de amenaza o peligrosidad……………………… 30 2.7. Valoración de los indicadores de vulnerabilidad……………………….. 33 2.8. Indicadores de vulnerabilidad…..………………………………………… 36 2.9. Valoración de los indicadores seleccionados…………………………… 36 2.10. Metodología para evaluar la vulnerabilidad……………………………. 39 VIII �2.11. Evaluación de vulnerabilidad……………………………………………. 40 2.12. Relación intensidad – probabilidad - amenaza………………………... 41 2.13. Evaluación cualitativa de riesgo………………………………………… 41 2.14. Evaluación de riesgo……………………………………………………... 42 Capítulo III. RIESGOS POR INUNDACIONES EN LA PARROQUIA OLEGARIO VILLALOBOS………………………………………………………… 43 3.1.Rasgos geomorfológicos que condicionan las inundaciones del área de estudio…………………………………………………………………………… 43 3.2. Condiciones de vulnerabilidad del área de estudio………………………… 49 3.3. Indicadores de vulnerabilidad…………………………………………………. 49 3.4. Evaluación de los riesgos por inundación implementando un sistema de información geográfica…………………………………………………………… 51 Conclusiones………………………………………………………………………… 64 Recomendaciones…………………………………………………………………… 65 Fuentes Consultadas……………………………………………………………… 66 Anexos……………………………………………………………………………… 70 IX �ÍNDICE DE FIGURAS Y MAPAS Pag. Figura: 1.1: Croquis de la Parroquia Olegario Villalobos……………………… 17 Figura: 1.2: Mapa Geológico de Maracaibo……………………………………… 20 Mapa: 3.1: Rasgos Geomorfológico……………………………………………… 44 Mapa: 3.2: Curvas de Nivel c/ 2 m……………………………………………… 45 Mapa: 3.3: Red de Drenaje………………………………………………………… 46 Mapa: 3.4:Croquis Delimitado con el Área de Estudio de la Parroquia Olegario Villalobos………………………………………………………………… Mapa: 3.5: Área Delimitada y Zonas de Inundación…………………………… 52 53 X �ÍNDICE DE TABLAS Pag. Tabla: 1.1. Parámetros climáticos promedio de Maracaibo…………………….. 19 Tabla: 2.1. Vulnerabilidad según las clases de pendientes…………………… 34 Tabla: 2.2. Vulnerabilidad según el tipo de relieve………………………………. 34 Tabla: 2.3. Vulnerabilidad según la distancia a la red fluvial……………………. 35 Tabla: 2.4. Vulnerabilidad según tipo de suelos………………………………… 35 Tabla: 2.5. Vulnerabilidad según la densidad de la cobertura vegetal………… 36 Tabla: 2.6. Variables e indicadores de vulnerabilidad a inundaciones………… 36 Tabla: 2.7. Caracterización y valoración de los indicadores de vulnerabilidad 37 Tabla: 2.8.Valoración del indicador número de casas en zonas bajas o sobre antiguos cauces……………………………………………………………………… 37 Tabla: 2.9 Valoración del indicador % de viviendas construidas con materiales resistentes……………………………………………………………… 38 Tabla: 2.10.Ponderación de la variable conducción de agua potable y su funcionalidad………………………………………………………………………… 38 … Tabla: 2.11. Ponderación de la variable de estado de la red de drenaje…… 38 Tabla: 2.12. Ponderación de la variable de funcionabilidad de las obras hidráulicas con capacidad para eventos extremos………………………………. 39 XI �ÍNDICE DE FOTOS Pag. Foto: 3.1: Etapa inicial del sector Cerros de Marín perteneciente a la Parroquia Olegario Villalobos…………………………………………………………………… Foto: 3.2: Ubicaciones de 2 viviendas en la parte baja de la cañada con 08 metros en la parte más céntrica de la quebrada, de vista de infraestructura en mal estado……………………………………………………………………. Foto: 3.3: Infraestructura en inicio, ubicada en el centro de la quebrada… Foto: 3.4: Observación de un canal de aguas superficiales ubicado a un lado formación el milagro Villalobos………………………………………… Foto:3.5: Observación de la parte inicial de formación El Milagro el cual pertenece a la Parroquia Olegario Villalobos………………………………… Foto: 3.6: Ubicación de un tablero eléctrico a un lado de la cañada……… Foto: 3.7: Aspectos importantes sobre riegos que existen en la zona de estudio…………………………………………………………………………… ……. Foto: 3. 8: Ubicación de una cañada de aguas servidas correspondiente al sector Cerros de Marín……………………………………………………… Foto: 3.9:Nivel de agua de la cañada en periodo de precipitación y ubicación de tableros de electricidad a un lado de la misma………………… 47 48 48 49 49 51 55 55 56 Foto: 3.10: Caserío ubicado en la parte baja de la cañada………………… 56 Foto: 3.11: Cauce intermitente, zona de alto riesgo………………………… 57 Foto: 3.12: Ubicación de una vivienda en la orilla de la quebrada de aguas servidas con incremento de desechos………………………………………… Foto: 3.13: Cañada embaulada…………………………………… Foto: 3.14: Ubicación de una de las cañadas embauladas de aguas 58 58 59 servidas Foto: 3.15: Cañada de aguas servidas pertenecientes al sector Cerros de Marín ubicada en la Parroquia Olegario Villalobos………………………… Foto: 3.16: Ubicación de una cañada de aguas servidas con desechos, con evidencia antrópica……………………………………………………………… Foto: 3.17: Ubicación de una cañada intermitente de aguas servidas y desechos sólidos dentro del lecho de la cañada…………………………… Foto: 3.18: Cañada intermitente con desechos sólidos, escombros sin mantenimiento civil, perteneciente a la Parroquia Olegario Villalobos…… 59 59 60 60 XII �Foto: 3.19: Perteneciente a la Parroquia Olegario Villalobos el cual presenta mantenimiento civil…………………………………………………… Foto: 3.20: Cañada seca con abundante vegetación, con mantenimiento civil embaulada…………………………………………………………………. 61 61 Foto: 3.21: Trabajos de embaulamiento perteneciente al sector Cerros de 62 Marín correspondiente a la parroquia Olegario Villalobos………………… 62 Foto: 3.22: Remoción de suelos para el posterior embaulamiento Foto: 3.23: Mantenimiento civil perteneciente al sector Cerros de Marín correspondiente a la parroquia Olegario Villalobos…………………………… 63 XIII �INTRODUCCIÓN Antecedentes del Problema Los desastres son acontecimientos que tienen como escenario el ambiente natural y afectan la vida del ser humano y su entorno, provocando pérdidas humanas y materiales. El incremento de los mismos en el mundo y en América Latina no es un hecho fortuito, se debe al crecimiento desproporcional de la población y con ello de la desigualdad social, lo cual trae consigo el aumento en la intensidad de amenazas naturales y antrópicas que incrementan sensiblemente la vulnerabilidad de la sociedad y el ambiente. La vulnerabilidad de la sociedad ante las amenazas naturales, aumenta por causas de orden económico, social y ambiental; siendo un proceso que se construye progresivamente y se acumula a lo largo de los años, además incluye peligros tecnológicos, biológicos y potenciales conflictos sociales. Es por ello, que el estudio de la susceptibilidad, consiste en la mayor o menor predisposición a que un evento ocurra sobre determinado espacio geográfico, lo cual tiene su mayor relevancia en el ámbito urbano debido a la afectación directa sobre la variable que determina la vulnerabilidad: la población. Por ello como punto de partida de la presente investigación se encuentran las inundaciones que son fenómenos naturales provocados por las precipitaciones, convertidos en peligro cuando los espacios ocupados por las poblaciones abarcan las llanuras de inundación. Las inundaciones son consideradas uno de los fenómenos de mayor impacto en el ámbito mundial, debido al efecto que producen en grandes extensiones territoriales densamente pobladas. Domínguez (1999), define inundación como el proceso que se produce cuando el gasto de una avenida generada en una cuenca supera la capacidad del cauce, por lo que el exceso de agua escurre fuera del mismo hacia las partes más bajas. Las precipitaciones influyen en las propiedades del suelo y originan las inundaciones, el estudio de las mismas es necesario por sus múltiples aplicaciones, entre otras, para la estimación de avenidas, el cálculo y diseño de estructuras de conservación de suelos y para conocer su influencia en las propiedades de los suelos. 1 �En el concepto de precipitaciones se incluye todo tipo de agua que cae o se deposita sobre la superficie terrestre, ya sea en forma líquida o sólida, y su estudio es un tema necesario e imprescindible que requiere cada día un mayor desarrollo y avance en las investigaciones de este campo para conocer realmente la influencia y comportamiento de las mismas. De las precipitaciones, su estudio y distribución espacio-temporal constituyen una de las líneas de investigación en los estudios del ciclo hidrológico y del impacto ambiental. Su importancia está enmarcada por el hecho de que son las lluvias la principal fuente de alimentación de las aguas superficiales y subterráneas; y su distribución espacio temporal es esencial para determinar hasta qué punto ejercen influencia en las propiedades del suelo. En la actualidad dentro de los problemas que afectan a las sociedades humanas originados por fenómenos naturales, se destacan los desbordes por crecidas de los ríos y la anegación de llanuras de inundación, representando estos eventos situaciones un riesgo elevado, debido al elevado potencial destructivo. De ahí surge la necesidad de elaborar mapas de zonificación de riesgo en áreas donde pueda suscitarse este tipo de evento que afecten a la sociedad, para sensibilizar a los órganos competentes respecto a la vulnerabilidad en la cual se encuentra el territorio. Los fenómenos naturales poseen la capacidad de provocar daños materiales y humanos dependiendo de su intensidad, por la falta de conocimiento de sus efectos por parte de las poblaciones; por tal razón la presente investigación se encuentra enmarcada en la línea de Gestión de Riesgos cuyo propósito fundamental es zonificar las áreas vulnerables correspondientes a la Parroquia Olegario Villalobos mediante un mapa de zonificación de las áreas susceptibles a riesgos por inundaciones, a fin de minimizar los efectos causados por estas. Los riesgos naturales son derivados de los procesos morfogenéticos, los que se forman a partir de la evolución de las formas de la superficie terrestre bajo la acción de los procesos endógenos o exógenos. Nuestro país no escapa de esto por lo que dado su morfología presenta diversas zonas propensas a ser afectadas por procesos naturales y que generen algún tipo de desastre. 2 �En el territorio Venezolano se presentan muchos casos de peligro, tanto naturales como antrópicos; los cuales traen consigo amenazas y dificultades para los seres humanos, ejemplo de ello es la parroquia Olegario Villalobos, ubicada en el municipio Maracaibo del estado Zulia, cuyo peligro potencial lo constituyen las inundaciones originadas por el aumento del nivel freático que existe en esta zona y los deslizamientos de arena de la Formación El Milagro, situación que se agrava en periodos lluviosos, debido a la falta de acueductos para la disposición y tratamiento de las aguas residuales en algunos de los sectores que conforman esta parroquia. Por lo tanto, la intervención del hombre en los procesos de orden natural como el desvío y relleno de los cauces de los canales de drenaje, la remoción de la capa superficial y la modificación topográfica han ocasionado daños irreparables en la comunidad. Por tal motivo en la presente investigación se evalúan los riesgos por inundación de la parroquia Olegario Villalobos del municipio Maracaibo, Estado Zulia. Para resolver la problemática planteada se trazan los siguientes objetivos: Objetivo general: Evaluar los riesgos por Inundaciones de la parroquia Olegario Villalobos del municipio Maracaibo, estado Zulia para su utilización en los planes de mitigación y/o prevención. Objetivos específicos  Caracterizar los rasgos geomorfológicos que condicionan las inundaciones del área.  Caracterizar las condiciones de vulnerabilidad del área de estudio.  Evaluar los niveles de riesgos a partir de análisis de factores implementando un sistema de información geográfica. Objeto: La parroquia Olegario Villalobos del municipio Maracaibo, Estado – Zulia. Hipótesis: Si se conocen las características geológicas, geomorfológicas y las condiciones de vulnerabilidad es posible evaluar los niveles de riesgos por inundaciones en la parroquia Olegario Villalobos del municipio Maracaibo, estado Zulia. Fundamento metodológico: Los aportes científicos de la presente investigación se logran a partir del cumplimiento de los objetivos propuestos mediante el empleo de Métodos teóricos como el análisis y síntesis de la información obtenida a partir de la búsqueda y 3 �revisión de la documentación y literatura especializada, el método Inductivo– deductivo: que permite tras una primera etapa de observación, análisis y clasificación de los hechos, postular una solución al problema, es decir mediante diversas observaciones en el campo de las diferentes inundaciones ocurridas, se obtienen conclusiones que resultan general para todos los eventos de la misma clase. Y los métodos empíricos como las entrevistas y criterios de expertos para comprobar la veracidad de las soluciones propuestas. La zonificación de las áreas propensas a riesgos naturales se realiza a través del diagnóstico, identificación, y evaluación de las posibles causas para la ocurrencia del fenómeno de inundación, otorgando a la comunidad una herramienta que les permita desarrollar un plan de contingencia y un soporte para los futuros proyectos urbanísticos destinados a mejorar la calidad de vida de sus habitantes. El presente trabajo de investigación emplea datos primarios y secundarios, unos obtenidos directamente del sitio de estudio, mediante la observación y los segundos son obtenidos de instituciones o investigadores que han trabajado en el área o líneas de investigación. Los datos mediante la observación del fenómeno, constituyen la investigación de campo donde se estudian los rasgos geomorfológicos de la zona a estudiar, mediante la descripción de los rasgos fisiográficos del municipio: cursos de agua intermitentes como uno de los elementos involucrados y el clima utilizando la clasificación de Koopen o de Holdrickse. De igual forma, se cuenta con datos referentes al clima (climograma), dirección de los vientos, temperatura, humedad, precipitación, evapotranspiración, radiación solar, entre otros, los cuales son suministrados por la Alcaldía de Maracaibo y las estaciones hidrometereológicas adyacentes, para poder cuantificar los posibles efectos del clima. La investigación identifica las posibles variables que afectan la zona que surge de la necesidad de elaborar un mapa de riesgos que refleje en su totalidad los riesgos existentes en la región, donde se ubique de manera puntual, mediante símbolos, todos los riesgos inventariados y registrados. De esta manera este estudio se justifica desde el punto de vista técnico-preventivo porque obtiene información que permite establecerlas medidas necesarias por parte de la población en cuanto a estos peligros existentes en la región. 4 �CAPITULO I. BASAMENTO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN Introducción. El presente capitulo desarrolla los antecedentes de la investigación, las fuentes de información que sustentan este estudio referente a mapas de riesgos y las bases teóricas para mejorar los riesgos existentes. Los riesgos naturales representan un elemento agresivo porque poseen la capacidad de provocar daños materiales y humanos por su intensidad y por la falta de conocimiento de la población de sus efectos. Por tal motivo el objetivo fundamental de la investigación es zonificar las áreas vulnerables pertenecientes a la parroquia Olegario Villalobos a través de la caracterización geológica – ambiental de las áreas susceptibles a riesgos por inundación. 1.1. Riesgos naturales. Generalidades. Los riesgos naturales se definen como la probabilidad de ocurrencia en un lugar o momento determinado de un fenómeno natural potencialmente peligroso para la comunidad y capaz de causar daños a las personas y sus bienes, de forma más específica esto implica la vulnerabilidad y la alta peligrosidad dependiendo del grado de frecuencia que esté presente y de su localización, que pueden generar daños irreparables. La vulnerabilidad es la capacidad de respuesta de las construcciones humanas a la activación de una amenaza y a su expansión, alude a la población medida en número. Hoy en día la zonificación de riesgos naturales es una herramienta que tiene incidencia en la planificación del territorio, tanto en ámbitos urbanos como rurales. La generación de herramientas de cartografía dirigidas al mapeo de las zonas con peligro de inundaciones, es una tarea de suma importancia para el ordenamiento del territorio, pues permite que las comunidades se asienten en lugares seguros a fin de preservar la vida y las propiedades. Debido a que este tipo de peligro natural afecta a regiones muy diferentes en casi todo el mundo, muchas comunidades se encuentran en áreas vulnerables lo que trae consigo la pérdida de vidas humanas y costosos daños materiales. Por ello es necesario ante eventos de inundación la existencia de un mapa que zonifique las áreas de riesgos susceptibles de inundación, evaluados tanto cualitativa como cuantitativamente que representen los factores de susceptibilidad y vulnerabilidad a los que están expuestos. 5 �Ante la ocurrencia de eventos y procesos de naturaleza geológica, la participación de profesionales de las ciencias de la tierra y actores de la comunidad permiten establecer planes de educación ambiental y de prevención para minimizar la magnitud del riesgo en un área con vista a la reducción de la vulnerabilidad y con ello las pérdidas. Para ello se parte de conocer que los riesgos por inundaciones están fuertemente vinculados a las condiciones atmosféricas, el cual aumenta con el aumento de temporales, vientos, aires fríos o de calor, tornados y huracanes, tempestades eléctricas, fuertes lluvias entre otros, así como en el caso de aludes, grandes incendios forestales, sequías, incluyendo los deslizamientos de las laderas asociados a cambios meteorológicos que traen como consecuencia inundaciones en áreas de baja pendiente. Por tanto la cadena de actuaciones frente a los riesgos naturales debe considerar las medidas de prevención, tanto estructural como no estructural así como el papel de la predicción a corto, mediano y largo plazo. No obstante en aras de reducir los riesgos y poder proponer un plan de medidas que mitiguen los mismos, se deben conocer las principales características del proceso natural que los origina, tales como tipos de inundaciones, factores que las condicionan así como los métodos de estudios de las mismas. Las inundaciones según la afectación que provocan el empuje de la corriente o la energía liberada por las mismas se clasifican en repentinas o súbitas que se producen generalmente en cuencas hidrográficas de fuertes pendientes por la presencia de grandes cantidades de agua en muy corto tiempo. Son causadas por fuertes lluvias, tormentas o huracanes, se desarrollan en minutos u horas, según la intensidad y duración de la lluvia, la topografía, las condiciones del suelo y la cobertura vegetal. Ocurren con pocas o ninguna señal de advertencia. Estas inundaciones pueden arrastrar rocas, tumbar árboles, destruir edificios y estructuras así como crear nuevos canales de escurrimiento. Los restos flotantes que arrastra pueden acumularse en una obstrucción o represamiento, lo que restringe el flujo y provoca inundaciones aguas arriba pero una vez que la corriente rompe la represión, la inundación se produce aguas abajo. El otro tipo de inundaciones son las lentas o progresivas que se producen sobre terrenos planos que desaguan muy lentamente y cercanos a las riberas de los ríos o donde las lluvias son frecuentes o torrenciales. Son típicas del comportamiento normal de los 6 �ríos, es decir, de su régimen de aguas, ya que es habitual que en un invierno aumente la cantidad de agua e inunde los terrenos cercanos a la orilla. Los asentamientos poblacionales pueden ser afectados por ambos tipos de inundaciones, todo depende de la topografía de estas localidades. Los factores condicionantes son intrínsecos del sistema, que caracterizan el territorio sobre el que una amenaza puede actuar, entre los diferentes factores que condicionan una inundación se encuentran: Usos de suelo: la construcción informal muy cerca o dentro del cauce, lugares que nunca antes se inundaban porque la sección hidráulica absorbe perfectamente el caudal máximo comienzan a inundarse después de una severa impermeabilización por urbanización aguas arriba. Dimensiones de la cuenca: El tamaño y forma de una cuenca es función de las condiciones geológicas del terreno. Existen cuencas de distintas extensiones y cuanto mayor sea la superficie, mayor será el caudal que puede canalizarse y en consecuencia la intensidad de la inundación que puede generar (FernándezLavado, 2006). Pendiente: Es la inclinación del cauce y se obtiene de dividir la diferencia de cota entre dos puntos, entre la longitud del cauce principal entre los puntos. Influye en la energía cinética que una masa de agua puede llegar a alcanzar. Red de drenaje: La erosión que puede generarse por la escorrentía superficial produce canales, que tienden a juntarse en un solo curso de agua en dirección a la desembocadura, pero pueden tener diversos patrones. La red de drenaje se ordenada por jerarquía de los cauces, definida como ríos de primer orden, que no tienen afluentes; los de segundo orden se forman al unirse los primer orden y así sucesivamente. 1.2. Investigaciones precedentes. En el mundo se han realizado investigaciones en la temática que enriquecen la base teórico conceptual de la investigación donde algunas de ellas se exponen a continuación: Boscán J., (2013) manifiesta que a consecuencia del acelerado crecimiento que han experimentado las ciudades en los últimos años, conllevan a ocupar de manera 7 �irracional y en condiciones muy precarias, espacios no aptos para asentamientos humanos, construyendo infraestructura de cualquier tipo y en cualquier sitio, como en las márgenes cercanas a los cauces de los ríos, quebradas (cañadas), bordes de los taludes de las vertientes, áreas anegables o inundables, entre otros, sin identificar las amenazas naturales existentes y con materiales no adecuados para tal fin, lo que conlleva la modificación del entorno natural y el ambiente de tal forma que ahora se ha vuelto una amenaza natural y antrópica. Asimismo, indica que los factores incididos por el hombre combinado con los procesos naturales han generado las condiciones necesarias para que se presenten los desastres, no como eventos naturales, sino como eventos sociales disparados por fenómenos naturales. Canquiz, I y otros. (2013), realizan un mapa de vulnerabilidad hídrica de la parroquia Cecilio Acosta, municipio Maracaibo estado Zulia, e indican que es una de las muchas comunidades urbanas que han crecido sin planificación, edificando de forma individual e improvisada viviendas, escuelas y en áreas no aptas para el asentamiento tales como zonas bajas y en la mayoría de los casos en causes de desagües naturales generando un deterioro progresivo del medio ambiente y de la calidad de vida. Los autores proponen medidas para disminuir los problemas y consecuencias que acarrean los sistemas de desagüe (cañadas) adyacentes a zonas de vulnerabilidad hídrica. El mapa indica los niveles de riesgos según el grado de vulnerabilidad e indican a la comunidad las consecuencias y el peligro que acarrea vivir alrededor de las cañadas. De igual manera dan a conocer cómo actuar antes, durante y después de un posible evento hidrometeorológico. González Y y Borges E (2013), elaboraron un mapa de riesgos naturales de la Parroquia San Rafael del Moján del municipio Mara del estado Zulia, donde se muestra la información de los factores condicionantes de las zonas vulnerables y de alto riesgo, basándose en trabajos precedentes. Así mismo la investigación bibliográfica y las observaciones directas en el campo, permitieron definir la temática de riesgos que han dado lugar a los desastres naturales como las inundaciones del año 2010, considerándose este fenómeno el de mayor espectro entre las localidades del sector de estudio. Mayoritariamente responden como resultado de la influencia antrópica y las condiciones hidro-morfológicas propias del lugar. Como resultado se elaboró el mapa de riesgos hídricos del municipio Mara 8 �del estado Zulia, mostrando las zonas vulnerables a varios tipos de riesgos, predominando el factor natural en lo hídrico como el más influyente. Chourio N y otros (2013), realizan un mapa zonificación de riesgos hídricos y antrópicos del Sector Carlos Andrés Pérez 2, parroquia Santa Bárbara, Municipio Colon, Estado Zulia, e identifican los factores condicionantes y desencadenantes con vista a prever sus posibles daños a la comunidad. Finol R y otros (2013), realizan un mapa de zonas vulnerables a inundaciones en el Barrio Nectario Andrades Labarca, parroquia Idelfonso Vásquez, Municipio Maracaibo, estado Zulia, identificando las zonas más propensas a sufrir pérdidas materiales por inundaciones. Los resultados demostraron que la mayoría de los habitantes de la comunidad botan desperdicios de manera inconsciente motivo por el cual, podría provocarse inconvenientes en el ámbito geológico e inundaciones como el único tipo de riesgo que se presenta. Carreño, B y Peña, J. (2013) realizan la zonificación de riesgos hídricos en el Sector El Lamedero, parroquia Mene de Mauroa, municipio Mauroa, estado Falcón, con actividades dirigidas al diagnóstico comunitario que identifican las zonas susceptibles a inundación, mediante la caracterización de los rasgos topográficos, geológicos y geomorfológicos. Además se evaluaron causas que los producen, identificando diversos factores como las pendientes del terreno, tipo de suelo y vegetación, análisis climático y la acción antrópica presentes en el sector, representando los datos obtenidos en mapas temáticos. Como resultado se logra la zonificación de las áreas propensas a riesgos hídricos a través de la identificación de los factores de susceptibilidad y vulnerabilidad y se establecieron niveles de riesgos que indican su ponderación en alta, media, baja y muy baja respectivamente. Labrador, E y otros. (2013), realizaron el mapa de riesgos naturales y antrópicos en La Isla San Carlos del municipio Insular Almirante Padilla del estado Zulia cuyo objetivo principal fue elaborar mapa de riesgos antrópicos y naturales de la Isla de San Carlos del municipio Insular Almirante Padilla en el estado Zulia; el tipo de investigación es tecnológica; las técnicas utilizadas para la obtención de información fue la observación directa, a través de la cual se pudo observar que la sedimentación que se está produciendo en la isla es un proceso muy intenso debido a la acción de las corrientes ejercidas en esta zona, produciéndose grandes 9 �cambios morfológicos. Los resultados obtenidos por medio de las observaciones de campo y el análisis de imágenes satelitales de diferentes fechas así como de mapas históricos, confirman que el proceso erosivo en la isla de San Carlos se encuentra activo desde hace muchos años, persistiendo hasta la actualidad. Finalmente se diseñó un mapa de riesgos naturales y antrópicos del área y volumen de sedimentos erosionados a través del tiempo de la Isla de San Carlos del municipio Insular Almirante Padilla en el estado Zulia, utilizando los softwares Surfer 8.0 y Didger 3. Orozco L y otros, (2013). en su investigación sobre la Elaboración de un Mapa de Riesgos Socio-Naturales en la Comunidad Playa Miami, Sector Puerto Caballo, municipio Maracaibo, parroquia Idelfonso Vázquez, estado Zulia. Los riesgos socionaturales son causa de problemas ambientales en las áreas urbanas y áreas rurales. En esta oportunidad, se estudian los riesgos socio-naturales de la localidad de la comunidad de Puerto Caballo sector Playa Miami, ubicada en la parroquia Idelfonso Vásquez, municipio Maracaibo del estado Zulia, la cual en tiempos de lluvia se ve afectada por la inundación lo cual ocasiona una alteración en la vida diaria de los habitantes. Para esta investigación se realiza un estudio donde se delimitan y zonifican las áreas con alto y medio riesgo de inundación, que se sustenta con el testimonio de los habitantes del sector. Rodríguez, J. y Plata, J. (2013) en su investigación Mapa de Zonificación de Riesgos Socio-Naturales del Sector Zona Nueva I. parroquia La Concepción, municipio Jesús Enrique Lossada., estado – Zulia. El presente proyecto tiene como objetivo general la creación de un mapa de zonificación de riesgos socio naturales del Sector Zona Nueva I, la elaboración del proyecto se actualiza el plano del sector el cual presentaba un cambio espacial producto del incremento de la población y con ella aumentó la infraestructura del sector, la actualización del plano se realiza con el fin de tomarlo como mapa base al momento de la creación del mapa de zonificación de riesgos socio naturales. En el mapa de zonificación de riesgos la problemática por escorrentía superficial fue identificada con color azul en las zonas menos afectadas y en color rojo las zonas más afectadas. Urdaneta, A y otros. (2013) su investigación Mapa de Zonificación de Riesgos Hídricos en el Sector Lomas Linda de Puerto Caballo, parroquia Idelfonso Vásquez, municipio Maracaibo del estado Zulia. El objetivo principal de dicho proyecto fue 10 �realizar un estudio planialtimétrico y un Mapa de Riesgos hídricos del sector Lomas Linda de Puerto Caballo, tomando las coordenadas de la zona y delimitando cada una de ellas según el rango de inundación, dicho mapa contribuye a dar respuesta a los problemas que hoy día enfrentan, incentivar a la culminación de los canales de desagües y al estudio de los terrenos y minimizar las inundaciones y enfermedades dentro de la comunidad, todo esto contando con la ayuda de los agentes gubernamentales Competente y la comunidad. Camejo, F y otros (2011), Diagnóstico de Riesgos por Eventos Socio-Naturales en el Barrio Cardonal Norte, Sector III, parroquia Idelfonso Vásquez, municipio Maracaibo, estado Zulia. La presente investigación tuvo como desarrollo la elaboración de los mapas de inventarios de fenómenos e indicativos de amenazas en el barrio Cardonal Norte, Sector III, parroquia Idelfonso Vásquez, Municipio Maracaibo, estado Zulia, Venezuela. La metodología aplicada es descriptivaexploratoria no experimental debido a que no se provoca al fenómeno a estudiar, en un área de gran extensión, en la cual se realizó un diagnóstico, la ejecución de ensayos a las muestras de suelos obtenidas y estudio aplicados en el sector, que permitió caracterizar los aspectos técnicos necesarios a implementar para determinar las zonas críticas y así sus recomendaciones específicas. Canadell A y otros, (2010) Elaboración del Mapa de Susceptibilidad de Riesgo en el Conjunto Residencial El Bosque Sector Bajada del Río municipio Carvajal estado Trujillo. El propósito de esta investigación fue la elaboración del mapa de susceptibilidad de riesgo en el Conjunto Residencial el Bosque Sector Bajada del Río Municipio Carvajal estado Trujillo. En esta investigación se diagnostican e identifican las zonas de riegos asociadas a deslizamientos, inundaciones eventuales, sismicidad y de carácter antrópico, la identificación de las zonas más propensas a riesgos. En el mapa de susceptibilidad de riesgo se sectorizaron las zonas vulnerables debido a los riesgos presentes con el fin de determinar los agentes ya mencionados que podrían ocasionar situaciones de alta peligrosidad para los habitantes de la zona, los cuales toman más fuerza al no crear cultura ante esta gran problemática, esto es una tarea difícil debido a que este mismo año será habitado el conjunto residencial antes mencionado, es importante destacar que existen las maneras de evitar pérdidas humanas con el transcurrir del tiempo. 11 �Matheus, D y otros (2009). En su investigación, Gestión de Riesgos Naturales en la Urbanización Las Lomas en la parroquia San Luis, municipio Valera - estado Trujillo. Este proyecto se realizó con el propósito de elaborar un mapa de gestión de riesgos naturales que ilustre toda la información de manera clara y explicativa de los agentes físicos presentes en las zonas vulnerables y que pueden estar propensos a ocurrir o lo que están previamente ocurriendo en la urbanización Las Lomas en el municipio Valera del estado Trujillo, basándose en trabajos o estudios que ya se han realizado en esta área. En ella se permite observar los rasgos geomorfológicos y las formas del modelado, ocasionada por la continua actividad de los movimientos tectónicos en la región de los Andes Venezolanos y la influencia del factor antrópico. Este puede ser utilizado como recurso para tomar precauciones ante un hecho que está latente a suceder. Duarte, R y otros (2009), Mapa de Riesgos Socio – Naturales de la Población de Monte Carmelo y sus Alrededores municipio Monte Carmelo estado Trujillo. Los autores realizan un estudio de riesgo para identificar, caracterizar, clasificar, diseñar y elaborar un mapa donde se identifiquen los tipos de riesgos que presenta la población de Monte Carmelo y sus alrededores. Además, se pudo determinar el efecto que tiene la degradación del medio ambiente, prestando principal atención en la deforestación, acumulación de desechos sólidos en los márgenes y cauces de los drenajes naturales, situación que trae como consecuencia la sedimentación y obstrucción de los mismos, causando a su vez inundaciones y ocasionando pérdidas socioeconómicas. Artigas A y otros (2009). Mapa Inventario de Riesgos Naturales de la Zona Sur de la Población Caujarao; estado Falcón. El propósito fundamental de este trabajo fue elaborar un mapa inventario de riesgos naturales de la zona sur en la población Caujarao, estado Falcón. De igual manera, se realizó un recorrido por todo el sector para ubicar las áreas más afectadas, luego con todos los datos obtenidos en campo se procesó la información, obteniendo como resultado el mapa inventario de riesgos naturales en la población Caujarao estado Falcón, donde existen áreas que son vulnerables a varios tipos de riesgos, predominando el factor natural tales como: hídricos, deslizamientos y sísmicos, entre otro, como los más influyentes. Contreras R y otros (2008). Mapa Inventario de Riesgos Naturales y Antrópicos en la Población de Timotes, estado Mérida. El estudio de riesgos tiene como finalidad 12 �analizar las causas que han dado origen a los desastres naturales y evaluar las amenazas presentes hoy en día, tales como: deslaves, inundaciones, remoción de masas, pluviosidad, sismicidad y por último el riesgo de origen antrópico. Para de esta manera disminuir y controlar dentro de lo posible los efectos de estos fenómenos en la comunidad. Como resultado se elaboró un mapa de riesgos específicamente de cada zona vulnerables a riesgos con el fin de determinar los agentes antes mencionados que podrían generar situaciones de peligro en la población de Timotes estado Mérida. Acosta, J y otros, (2008) Mapa de Riesgo Antrópico de la parroquia Raúl Leoni, El siguiente estudio tuvo como objetivo determinar las áreas susceptibles a riesgos Antrópico correspondiente a la parroquia Raúl Leoni mediante un estudio de evaluación y zonificación para cada una de las zonas propensas a riesgo para luego identificarlas, caracterizarlas y clasificarlas mediante una investigación minuciosa y detallada. Los riesgos de origen antrópicos en la parroquia Raúl Leoni se debe a la poca atención que toman las autoridades en la fiscalización, prevención y control de riesgo así como la falta de estudios realizados previamente a la sección de áreas a urbanizase, ya que la única condición es la disponibilidad del terreno y en escala menor pero no menos importante cuando se trata de construcciones individuales, edificios o viviendas, ya que gran parte de las población no cuenta con las herramientas necesarias ni con la asesoría técnica especializada para la construcción de viviendas familiares, que garanticen la seguridad de la obra. Acevedo, R y otros (2008), Zonificación de Riesgos Naturales y Antrópicos del Sector Puerto Caballo, de la Parroquia Idelfonso Vásquez, municipio Maracaibo, estado Zulia. Para lograr este objetivo fue necesario clasificar y diagnosticar los riesgos, se identificaron los fenómenos naturales y antrópicos. Determinando el efecto que tiene la degradación del medio ambiente, principalmente por la deforestación, acumulación de desechos sólidos en los márgenes y cauces de los drenajes naturales, que traen como consecuencia la sedimentación y obstrucción de los mismos, causando inundaciones y ocasionando pérdidas socioeconómicas, debido a la mala planificación urbana y la carencia de prevención alguna, que disminuya la vulnerabilidad y los riesgos. Briceño, A y otros (2008). Mapa de Riesgos Geológicos y Naturales de la Localidad de Jajó y sus Alrededores. Este análisis indicó que las unidades encontradas están 13 �afectadas por procesos geomorfológicos tales como: Solifluxión, deslizamiento, socavamiento basal de las vertientes, pendientes abruptas y empujes hidrostáticos, factores que limitan la condición de estabilidad del área de estudio. Los riesgos presentes en la zona de estudio toman más fuerza al no crear cultura ante esta gran problemática, esto es una tarea difícil debido al aumento poblacional. Sin embargo es importante destacar que existen ciertos aspectos sociales que pueden generar o aumentar la vulnerabilidad. Ruiz J, Terán Y, (2008). Mapa de Zonificación de Áreas Vulnerables a Riesgos Naturales Caso Urbanización Josefina de Paz en el estado Trujillo. Este estudio tuvo como propósito determinar las áreas vulnerables a riesgos y la vulnerabilidad correspondiente a la parroquia Carvajal un estudio evaluado, zonificado cada uno de las zonas propensas a riesgos, para luego clasificar los rasgos Intermitentes las continuas aguas servidas dependiendo del grado del riesgo en alto, medio y bajo. Posteriormente se evaluaron sucesos naturales y antrópicos mediante la elaboración de un mapa inventario de zonas afectadas de forma resaltada ubicando geográficamente los riesgos presentes en la parroquia Carvajal, se pudo bajo la evaluación microscópica correspondiente a la zona de estudio la inestabilidad de la población al construir su casa en zonas de altos riesgos en las partes céntricas de las quebradas y al borde de la misma, por otra parte la intervención humana, la acumulación de desechos sólidos el cual trae como consecuencia obstrucción del drenaje de agua en el incremento del periodo de lluvia. Curiel, E y otros (2008) Mapa de Vulnerabilidades Naturales y Antrópicas de la Zona Norte de la Localidad de Caujarao, estado Falcón. El primordial objetivo de esta investigación, es la elaboración de mapa de vulnerabilidad naturales y antrópica de la zona norte de la localidad de Caujarao estado Falcón, donde se delimitan las zonas de riesgo y puntualizando su magnitud. Por otra parte unos de los factores de mayor incidente en la problemática del desarrollo de asentamientos en área no aptas, haciéndose vulnerable a todo evento natural, igualmente en estas se presentan drenaje de aguas servidas superficialmente por toda la zona, y grandes cantidades de material de desechos aludiendo a un desarrollo de enfermedades. Para el desarrollo de este trabajo se identificaron los sectores de la zona norte cuya información de cada una de estas áreas fueron tomadas por cámaras fotográficas 14 �y filmadora de tal forma plasmar con exactitud los tipos de riesgos presentes en las zonas. Borges y otros (2003) en su trabajo Diagnostico y Zonificación de Riesgos Naturales y Antrópicos en la parroquia Coquivacoa (municipio Maracaibo - estado, Zulia), diagnostica y clasifica los riesgos en alto, medio, bajo, tomando en cuenta su intensidad dependiendo de los fenómenos que se puedan presentar, así mismo, se identificaron los distintos eventos naturales y los inducidos. Amaya, y otros (2003) realizaron su trabajo de grado referente a Riesgos Naturales y Antrópicos del municipio Mara, estado, Zulia, determina los riesgos naturales y antrópicos presentes en municipio Mara del estado Zulia, ubicado entre las coordenadas geográficas 10 45-11 07 de latitud norte y 72 48-71 55 de longitud oeste en la parte nor-occidental de la región zuliana. El método aplicado para esta investigación se basó en clasificar y zonificar los riesgos naturales mencionados alto, medio, bajo para construir un mapa de inventario y diseñar un guión con el objeto de realizar un video de las zonas más propensas a de riesgos en dicho municipio dentro de los riesgos están los hídricos y los sísmicos, afectando a los poblados debido a la inestabilidad de la de la zona de estudio. En la investigación realizada por, Alcántara F, Araujo N, Barranco C (2001) denominada, Riesgos Naturales del Sector La Vega Ejido, estado Mérida, determinaron que la zona presenta un alto nivel de riesgos sísmicos debido a que se encuentran en una traza de Falla de Boconó siendo esta una de las fallas más activas de Venezuela. Estos autores plantearon distintas recomendaciones y propuestas referentes a riesgos naturales y antrópicos. Según Nuhfer y Moser (1997), la reducción de los riesgos naturales causados ya sea por los agentes geológicos o por la acción antrópicas, podría llegar a ser lo más costoso de los proyectos medio ambientales ya que el crecimiento poblacional ha aumentado considerablemente en los últimos días, lo cual ha causado a los habitantes a edificar viviendas en áreas vulnerables a riesgos naturales. Con relación al aumento de riesgos el ministerio de energía y minas en el Léxico Estratigráfico de Venezuela (1997) describe los suelos de Maracaibo como arcilloso- arenoso por eso en un momento dado, a las condiciones climáticas favorables para ello, puede producir el deslizamiento de los mismos. Debido a estas consideraciones, cuando aumentan las precipitaciones, estos suelos semiáridos, 15 �que actualmente predominan en el perímetro de la ciudad la posibilidad de riesgo aumenta debido a la inestabilidad de los suelos. Los riesgos naturales y antrópicos son objetos importantes de investigación porque son un conjunto de procesos erosivos originados por la degradación del relieve y sub - suelo producto de la acción humana. Así mismo Starkel. (1999), diferencia muy bien entre eventos normales y eventos extremos desde el punto de vista meteorológico; para el primero de ellos denotó algunas características claves. La frecuencia es anual por lo general no alcanza una gran intensidad el proceso se adapta a las condiciones estables (clima) del sistema por lo general no rompe las condiciones de equilibrio de las vertientes. En contraste en evento extremo es el resultado de precipitaciones de una cantidad o intensidad raramente experimentada, el extremo puede ser considerado bien en términos de causas meteorológicas o de sus efectos geomorfológicos entre estos defectos destacan los flujos de detritos o lodos, verdaderos movimientos de masas que transportan a grandes velocidades volúmenes considerables de sólidos. 1.3. Características físico geográficas del área de estudio 1.3.1. Ubicación geográfica. En el municipio Maracaibo los riegos traen consigo amenazas para los seres humanos, como ocurre en la parroquia Olegario Villalobos perteneciente al estado Zulia. Esta se encuentra entre las parroquias Coquivacoa al norte (Circunvalación 2), el Lago de Maracaibo al este, las parroquias Santa Lucía y Bolívar al sur (Av. 77 5 de Julio) y las parroquias Chiquinquirá y Juana de Ávila al oeste (Av. 15 Delicias). Su ubicación astronómica está definida por las coordenadas: 10°40'33"N 71°36'21"O. Presenta una extensión de 14,5 km² de superficie, cuyo medio físico representa uno de los principales problemas; como la topografía propia de las zonas circundantes del Lago de Maracaibo, así como las inundaciones debidas al aumento del nivel freático que existe en esa zona y otros eventos como los deslizamientos de arena de la formación El Milagro. Las principales arterias viales existentes en esta localidad cuentan con buen asfaltado e iluminación; siendo estas vías de rápido acceso, así como las que se encuentran en las urbanizaciones y sectores (barrios) conformando las vías alternas a las principales, constituyendo calles y avenidas con buena iluminación y señalamiento. (Figura 1.1). 16 �Figura. 1.1 Croquis de la Parroquia Olegario Villalobos Fuente: http://Commons.Wikimedia.org/Wiki/File: Mapa _ Olegario. PNG, Año 2012 1.3.2. Hidrografía. En cuanto a la Hidrografía, la parroquia cuenta con la Cañada Zapara o Tarabas; esta cañada nace en las inmediaciones de Grano de Oro desembocando en el Lago de Maracaibo a la altura del monumento a la Marina (Mirador), en la Avenida El Milagro, luego drena por algunos sectores de la parroquia Juana de Ávila hasta llegar a los sectores Monte Claro, 18 de Octubre y Zapara, al que le debe su nombre. Esta cañada estaba en proceso de limpieza a punto de finalizar, sin embargo, en la calle 58 C (Sector 18 de Octubre), el aspecto es desfavorable. Por otra parte se sigue vertiendo aguas negras al Lago de Maracaibo, presentando además antecedentes de inundación o pérdidas. Su cuenca mide 1.284,93 ha, con una pendiente variable entre 0% y 2% y drena las aguas de las parroquias: Chiquinquirá, Juana de Ávila, Olegario Villalobos y desemboca en la parte sur-este de la parroquia Coquivacoa al Lago de Maracaibo. La cañada Zapara atraviesa la parroquia entre los sectores 19 de Abril y 18 de octubre, y desemboca en el límite norte al lado del parque Mirador del Lago, además de ésta hay otras cañadas y desagües menores como el que pasa al sur del sector San Martín. 17 �1.3.3. Relieve. La topografía del área de estudio, se puede definir como un espacio homogéneo, aunque geomorfológicamente variado, en donde el 63.9% del espacio continental lo constituyen áreas planas y el 16.8% restantes, superficies transaccionales alternas de áreas onduladas y planas, debido en gran parte a su formación geológica de origen aluvial, situada en la planicie de Maracaibo con pequeñas alturas que alcanzan los 50 m., aproximadamente (Sector de El Milagro, San José de los Altos), a la vez que pertenece en gran parte a la depresión del Lago de Maracaibo (área de influencia Lacustre), como es el caso de las siguientes parroquias: Coquivacoa, Olegario Villalobos, Juana de Ávila e Idelfonso Vásquez. Es plana en toda su extensión, pero ondulada en la zona este franco, en donde colinda con el Lago de Maracaibo, debido a las características geológicas aluviales. Los suelos se han generado sobre materiales aluviales de origen lacustre, con buen drenaje y en parte excesivo. Los horizontes superiores son de textura media, con baja fertilidad. La mayor parte del relieve que presenta esta parroquia, corresponde a una meseta llana, sobre todo hacia el oeste, en el este de la parroquia cerca de la costa hay colinas bajas en los sectores La Virginia, Creole y Cerros de Marín, en este último aflora la formación El Milagro de edad Pleistoceno, justo a la salida de la Av. 5 de Julio. Las costas que se observan luego del acantilado son producto de relleno como por ejemplo el sector Cotorrera. 1.3.4. Condiciones Climatológicas. El clima es semiárido; su temperatura se mantiene continuamente alta, con un promedio de 28 °C. La precipitación media anual es de 500-900 mm. La distribución de la misma es irregular y torrencial, lo que acarrea consecuencias de erosión laminar y formación de cárcavas. La evapotranspiración excede a las lluvias, definiendo anualmente un período seco de cinco meses y dos períodos lluviosos: mayo y octubre. Es una de las ciudades de Venezuela donde se registran las mayores temperaturas: posee un clima cálido, solo atenuado por la influencia moderadora del lago, desde donde entran los vientos alisios. El promedio de temperatura de registros históricos es de 28,1 °C. 18 �Tabla 1.1 Parámetros climáticos promedio de Maracaibo Temperatura Temperatura diaria máxima °C (°F) Temperatura diaria mínima °C (°F) Precipitación total mm (pulg) ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic Total 31 31 32 32 31 32 32 33 32 31 31 31 32 (89) (89) (90) (90) (89) (91) (91) (92) (90) (88) (89) (88) (90) 23 23 25 25 25 25 26 25 24 24 24 23 25 (74) (75) (77) (78) (78) (78) (79) (78) (78) (76) (76) (75) (77) 5 5 5 30 60 50 20 50 70 110 50 20 510 (0.2) (0.2) (0.2) (1,5) (2,6) (2,2) (1,0) (2,1) (3,0) (4,7) (2,2) (0,8) (20,3) Fuente: www.monografias.com 2010 En el pasado, el clima de la ciudad, así como en toda la costa del Lago de Maracaibo, era insalubre debido a la combinación de altas temperaturas con alta humedad, siendo la zona un importante criadero de plagas de mosquitos. En la actualidad, los efectos de la urbanización y el control de plagas han sido erradicados este mal. Presenta una formación vegetal correspondiente al bosque muy seco tropical, encontrándose muy poca representación del bosque primario o natural, ya que ha sido eliminado para dar paso a las expansiones urbanas. La parroquia cuenta con una población estimada de 83.337 habitantes, principalmente en los edificios y complejos habitacionales de los sectores Tierra Negra, San Benito, Zapara, Bella Vista y Las Mercedes, las avenidas El Milagro y Bella Vista concentran la mayor cantidad de edificios de hasta 20 pisos, incluyendo el edificio más alto de Maracaibo en la Av. 5 de Julio con Av. 3 G. También hay barrios populares de viviendas humildes y urbanizaciones de quintas y villas como La Lago, La Virginia y La Creole. La parroquia Olegario Villalobos tiene una densidad de población de 6.161,17 habitantes por km², lo cual es el resultado de la división del número total de habitantes entre la superficie. 1.4. Características geológicas regionales y locales Para los alcances de la presente investigación, orientada hacia la zonificación de riesgo por inundación de la parroquia Olegario Villalobos del municipio Maracaibo, 19 �estado – Zulia, se han estudiado detalladamente las unidades paleógenas y neógenas que conforman la geología regional del sector de Maracaibo. (Figura 1.2) 1.4.1. Estratigrafía Regional La descripción estratigráfica regional está sustentada por las unidades litoestratigráficas que se encuentran en las periferias del municipio Maracaibo y que suprayacen a las formaciones del Eoceno, las cuales se describen a continuación: Figura 1.2 Mapa Geológico de Maracaibo Fuente: N, Liseth y S, Marvin, Modificado por G. González 2014 Formación Icotea (Oligoceno) Una activa y prolongada erosión del Eoceno superior elimino una espesa sección eocena y continuó sobre grandes extensiones en la zona noreste de la cuenca de Maracaibo. Como representante del Oligoceno se encuentra en la cuenca la Formación Icotea, la cual es discordante tanto sobre el Eoceno truncado, como por debajo de la arena de Santa Bárbara de la formación La Rosa. La localidad tipo de la formación Icotea fue designada por Haas y Hubman (1937), en el sinclinal de Icotea, a lo largo de la costa oriental del lago en el estado Zulia. Litológicamente consiste de limolitas y arcillitas duras, macizas, típicamente de color blanco a gris claro, pero localmente abigarradas en verde claro, amarillo o rojo parduzco, ocasionalmente carbonáceas. En el lado oeste del Lago de Maracaibo contiene además de capas de areniscas verdes o grises, y pasa gradualmente a la parte basal del Grupo El Fausto. 20 �Algunos autores atribuyen a la formación Icotea un origen eólico con sedimentación subsiguiente en pantanos y lagunas, el espesor de dicha unidad es mayor en las áreas deprimidas siendo más delgado o ausente en las zonas elevadas de la superficie erosional pre-miocena. Se conoce un máximo de 180 m en el Sinclinal de Icotea en el Distrito Urdaneta. Formación La Rosa (Mioceno Temprano) El comienzo de la sedimentación miocena en la Cuenca de Maracaibo se caracteriza por una transgresión marina de considerable extensión territorial dentro de los límites del Lago, pero de duración relativamente corta. La base de la transgresión de la formación La Rosa está representada por un Intervalo arenoso conocido como Miembro Santa Bárbara. Por encima se encuentra el Miembro Lutitas de La Rosa, que marcan la extensión máxima de la transgresión (Zambrano et.al. 1972). La localidad tipo está en el Campo de La Rosa en el lado este del Lago de Maracaibo, área de Cabimas, y su nombre fue introducido formalmente por Hedberg y Sass (1937). En la sección tipo, la litología consiste en su mayor parte de lutitas arcillosas, verdosas, más o menos fosilíferas, con una cantidad subordinada de capas de areniscas e intercalación de areniscas y lutitas. En el lado oeste del lago la formación consiste casi completamente de lutitas arcillosas, verdosas y fosilíferas, con una pequeña cantidad de areniscas. Considerada en conjunto, la formación La Rosa es de ambiente marino oscilante y de poca profundidad. El espesor de dicha unidad en el área tipo es de 180 – 250 m, y alcanza su espesor máximo en el Sinclinal de Icotea, situado a 4 km. al norte del Campo Cabimas. En el Alto del Pueblo Viejo está ausente probablemente por no haberse sedimentado. Los espesores variables de esta formación reflejan su sedimentación sobre una superficie erosionada irregular. A la sedimentación de la formación La Rosa siguió la de los clásticos no marinos del Miembro Lagunillas Inferior identificado principalmente en el margen oriental de la cuenca. Formación Lagunillas (Mioceno Medio) Sobre la formación La Rosa en forma transicional y localmente interdigitada se sedimentó la formación Lagunillas, de la Cuenca de Maracaibo. La formación Lagunillas es una unidad del subsuelo del lago de Maracaibo, cuya área tipo es el 21 �Campo petrolífero Lagunillas. Sutton (1946) consideró que la formación es el resultado de sedimentación en ambientes de cambios rápidos de aguas salobres a marinas y de nuevo a aguas dulces. Se compone principalmente de una intercalación de lutitas, arcillitas, arenas, areniscas mal consolidadas y algunos lignitos. Esta formación se depositó de manera concordante y transicional sobre la formación La Rosa infrayacente, y lateralmente pasa a formaciones de ambiente más continental. Sutton (1946), dividió la formación Lagunillas en tres miembros: la parte inferior fue denominada Miembro Lagunillas Inferior, el cual contiene arenas petrolíferas importantes intercaladas con arcillas y lutitas carbonosas abigarradas, cuya base se coloca donde aparecen las primeras faunas marinas de la formación La Rosa, y el tope se coloca en la base de las lutitas del miembro Laguna suprayacente. El miembro Laguna contiene lutitas grises fosilíferas y lutitas arenosas que representan una breve incursión de aguas marinas normales. La mitad superior se denomina Miembro Bachaquero y se compone de intercalaciones de arcillas, lutitas arenosas y areniscas pobremente consolidadas. El ambiente de Bachaquero es marino en la base pasando en forma transicional a un ambiente más continental en el tope. El porcentaje de areniscas aumenta hacia el tope y son localmente petrolíferas en las áreas de Lagunillas y Bachaquero. El espesor de la formación Lagunillas es variable. En forma general se hace mayor en dirección oeste; en los campos de Tía Juana y Urdaneta presenta 450 y 900 m respectivamente. Algunas de las fallas del eoceno orientadas norte-sur continuaron activas durante el mioceno y obviamente tuvieron efecto notable en la migración y acumulación de hidrocarburo. Formación Isnotú (Mioceno Medio a Tardío) La formación Isnotú constituye la unidad intermedia del Grupo Guayabo, (formaciones Palmar, Isnotú y Betijoque), se reconoce en la parte suroccidental y suroriental de la Cuenca de Maracaibo. La secuencia del ambiente sedimentario continental exhibe gran variedad lateral y a veces es imposible separar definitivamente las unidades componentes. La formación Isnotú fue definida por Sutton (1946) con localidad tipo en las cercanías del pueblo Isnotú en el Estado Trujillo. Esta unidad se caracteriza por la intercalación de arcillas y areniscas, con cantidades subordinadas de arcillas 22 �laminares, carbón y conglomerados. Las arcillas, que constituyen cerca del 65% de la formación, son macizas, localmente arenosas y de color gris claro, algunas son carbonosas y contienen restos de plantas. Las areniscas se presentan en capas de 2 a 3 m, de color gris claro a blancas, de grano fino a finalmente conglomeráticas, localmente micáceas y con rizaduras; dentro de las areniscas es común encontrar pelotillas de arcilla blanca. Carece de fósiles marinos, pero contiene restos de plantas. Su edad se deduce por correlaciones laterales. Salvador (1961) indicó que el ambiente de sedimentación es fluvial, y Florillo (1976) opina que dicha formación es el resultado de la sedimentación de abanicos aluviales y ríos trenzados, controlada por variaciones climáticas y por movimientos tectónicos de levantamiento andino. La formación se extiende a lo largo de la parte occidental del estado Zulia, entre la Sierra de Perijá y el Lago de Maracaibo, desde la región de Colon al sur hasta la de Páez. Durante el Mioceno, inició el lento hundimiento de la cuenca de Lago de Maracaibo que se rellenó gradualmente de sedimentos. Formación La Villa (Mioceno Medio - Tardío) Consiste principalmente de arcillitas rojizas, grisáceas, gris verdoso, moteadas, areniscas de grano fino a medio, mal escogida, localmente conglomeráticas de color gris a amarillo claro, regularmente moteadas en rojo púrpura. Ocasionalmente, se encuentran lutitas carbonáceas y vetas de lignito. Hacia el tope se encuentran vetas de conglomerado laterítico. La formación La Villa yace concordantemente y transicionalmente sobre la formación los Ranchos. En el tope, aparece en discordancia angular local, bajo la formación El Milagro. El léxico estratigráfico de Venezuela (1997) menciona que no contiene fósiles, salvo formas retrabajadas del eoceno y cretácico. Formación Onia. Informal (Plioceno - Pleistoceno) Hedberg y Sass (1937) aplicaron el término “Capas de Onia” a sedimentos jóvenes de carácter no marino en las partes sur y central de la Cuenca del Lago de Maracaibo. El nombre proviene del Río Onia, tributario del Río Escalante en el estado Mérida. Manger (1938) describió una sección en el pozo La Rita, a 2 km. De la población de La Rita, en la Costa Oriental del Lago, que Young (1956) recomendó como sección tipo. En el citado pozo se encuentran areniscas y limolitas gris verdoso de grano Grueso a fino, arcillosas, micáceas y friables, con un conjunto detrítico de minerales pesados metamórficos característicos de las “Capas de 23 �Onia”. Las limolitas contienen localmente capas calcáreas delgadas de color amarillo. Young (1960) hallo restos de peces y escasos gasterópodos en la formación Onia. El espesor de la formación varía normalmente entre 1220 y 95 m. El contacto inferior en la parte occidental del Lago es concordante y transicional con la formación La Villa. Existen dudas sobre su correlación a través de la Cuenca de Maracaibo. Formación El Milagro (Plioceno-Pleistoceno) Está expuesta en afloramientos sobre el Arco de Maracaibo, con localidad tipo en el barrio El Milagro en la ciudad de Maracaibo, donde se puede estudiar en los acantilados occidentales de la avenida de su nombre a lo largo de la costa del Lago; la unidad se conoce también en la Costa Oriental del Lago de Maracaibo del estado Zulia. Litológicamente está constituida de facies arenosas con notables niveles de ferrolita y lechos arcillosos o ferruginosos con madera silicificada. Un marcado paleosuelo ferruginoso separa las facies arenosas de facies arcillosas de colores verdosos. El ambiente de sedimentación de la unidad es fluvio-deltaico y lacustre marginal (Kerez y San Juan, 1964), ubicado a una distancia considerable de la fuente de sedimentos (Sutton, 1946). El espesor de la formación El Milagro sobre el centro del Arco de Maracaibo varía de 0 a 35 m; aumenta rápidamente hacia el sur alcanzando unos 150 m en el pozo Regional -1, unos 10 km, al suroeste de Maracaibo (Graf, 1969). En el subsuelo del Lago el espesor se desconoce. La formación El Milagro de edad Pleistoceno aflora en el sector con un espesor aproximado de 7,32 m. Esta unidad consiste de paleosuelo lateríticos bien cementados, que aparecen interestratificados de base a tope. Suprayace en contacto cóncavo con areniscas de grano medio de color morado que presentan internamente nódulos y tallos silicificados. Esta litofacie yace bajo arenisca gris claro meteorizada superficialmente. Infrayacente a ella se localizan litofacies arcilloarenosa de color gris que gradan lateralmente a una arenisca de granos medio, micácea, con estratificación y laminación cruzada. Hacia la base se observa una arcilla rosada que contiene nódulos ferruginosos indicativos de intervalos de no sedimentación, además de un horizonte de yeso que evidencia la presencia de condiciones litorales. En cuanto al contenido paleontológico la unidad localmente es estéril, observándose solamente restos de tallos silicificados. “Graf (1969), correlaciona la formación El Milagro en su parte 24 �superior con la formación Zazárida además de las formaciones Carvajal y Necesidad en la Serranía de Trujillo”. En los sectores Primero de Mayo y El Milagro la unidad exhibe estructuras diagenéticas (nódulo) que varían de tamaño en el estudio lateral de campo; son indicativas de procesos de precipitaciones en la cuenca. Lateralmente hay cambio de salinidad y acuñamiento. De acuerdo a estos elementos geológicos la unidad designada El Milagro presenta un ambiente de formación fluvial a lacustre marginal. De acuerdo a Graf (1969), los sedimentos se depositaron en un amplio plano costero y de poco relieve y estuvieron expuestos a la meteorización y anegamiento durante el cuaternario. 1.5. Características Geomorfológicas, regionales y locales. Geomorfológicamente, la parroquia, se encuentra emplazada en barrancos escarpados a lo largo de la costa, como por ejemplo el barrio Cerros de Marín, al noroeste del lago de Maracaibo, con una topografía muy accidentada que evidencia bad lands de color marrón rojizo, rebajados y cortados por los trabajos de urbanismos. Así mismo, la evapotranspiración en la zona excede a la precipitación, lo que define un largo período seco y dos períodos lluviosos al año, además está influenciada por los vientos alisios del Noreste y por una alta insolación promedio. Teniendo una precipitación media anual de 529,8 mm, pudiendo adjudicársele un clima semiseco, debido a que los periodos de humedad no sobrepasan los tres meses los cuales son mayo (70,3 mm), octubre (123,0 mm) y noviembre (75,5 mm). En consecuencia, el periodo húmedo es relativamente corto, con tan solo un 50 % de pluviosidad, con un periodo seco largo, que ocupa, casi todo el año. La vegetación primaria la constituye el bosque muy seco tropical, formado por maleza desértica tropical, monte espinoso tropical y cardonales o matorral espinoso. 25 �CAPÍTULO II. METODOLOGÍA DEL DIÁNOSTICO DE INDICADORES DE VULNERABILIDAD EN LA PARROQUIA OLEGARIO VILLALOBOS Introducción. La evaluación del riesgo implica utilizar en forma sistemática la información disponible para determinar la posibilidad de que ocurran determinados sucesos y la magnitud de sus posibles consecuencias. Este proceso abarca identificar la naturaleza, ubicación, intensidad y probabilidad de una amenaza; determinar la existencia y el grado de vulnerabilidad y exposición a esas amenazas; definir las capacidades y los recursos de que se dispone para enfrentar o manejar las amenazas y determinar el grado de riesgo aceptable. En este capítulo se exponen las actividades que se realizan para la zonificación de las áreas inundables, donde se identificó y se estableció en campo las zonas de riesgos por inundación, las cuales fueron plasmadas sobre el mapa de la Parroquia Olegario Villalobos del municipio Maracaibo, estado Zulia. 2.1. Organización del trabajo. El estudio se organizó en una serie de fases en las que se realizaron varias actividades preparatorias para la recopilación, análisis e interpretación de la información. En la fase de recolección de información secundaria se consideró la presentación del estudio a la Corporación Municipal en este caso Parroquia Olegario Villalobos del municipio Maracaibo, estado Zulia. Este primer acercamiento sirvió para iniciar una fase de recolección de información de las diferentes comunidades, seleccionar los participantes para los talleres a desarrollar posteriormente e iniciar un primer contacto con técnicos de las diferentes instituciones presentes en la zona. Se inicia la elaboración de la cartografía base para los análisis de amenazas y de la vulnerabilidad, tales como:  Mapas de ubicación del área, hojas cartográficas 1:50.000 del IGN.  TIN (Trianguled Irregular Network) que es una estructura de datos vectoriales formados por una red de triángulos irregulares interconectados. 26 �En cada vértice esta la información de posición y cota x, y, z. Con el TIN se presenta una estructura en 3D del terreno muy semejante a la realidad.  MED (Modelo de elevación del terreno) es una estructura de datos raster que al igual que el TIN representa una variable en la cota Z; normalmente suele ser la elevación (Modelo de elevación).  Mapas temáticos de: suelo, uso del suelo, capacidad de uso, pendientes, microcuencas, mapa de comunidades. Los mapas obtenidos con la cartografía indican las zonas expuestas que podrían verse afectadas por las inundaciones o sea los bienes vulnerables incluyendo viviendas y todos los caminos utilizados en zonas pobladas debido a las graves consecuencias sociales y económicas que traen consigo. Ello se debe a que los efectos de las inundaciones dependen en gran medida de crecidas de ríos provocadas por las precipitaciones. 2.2. Recolección de información primaria En esta fase se utilizan una serie de métodos y técnicas para obtener la información requerida, algunas de estas herramientas fueron los talleres y ejercicios grupales que constituyeron un apoyo muy importante y significativo al momento de la recolección de la información. Durante el estudio se desarrollaron seis talleres; cabe destacar que por el tamaño del área se determina realizar una división de microcuencas en parte alta, media y baja para desarrollar los talleres y obtener una mayor presencia de los informantes clave, ya que los sitios quedan muy retirados además de que el transporte en la zona no es muy frecuente. El objetivo principal de los primeros tres talleres desarrollados fue la recopilación de información de la comunidad, a través de una encuesta que recopila toda la información relevante de la comunidad y que sirve para el análisis de la vulnerabilidad en la zona, además de que se emplean los talleres para educar a la población e instruirla sobre los conceptos básicos de desastres, la importancia del proceso participativo para la reducción del riesgo y la identificación participativa de las amenazas en la zona. Los talleres también siguen como objetivo principal la elaboración de los mapas de riesgo comunitario mediante el mapeo participativo que constituye una modalidad de registro gráfico, representando los diferentes 27 �componentes del área de estudio, su lugar de ubicación espacio temporal y su descripción, así como la documentación de las percepción que los pobladores tienen sobre el estado de los recursos, su distribución y manejo. 2.3. Análisis de los resultados Esta fase se realiza a partir de los siguientes aspectos:  Determinación de la vulnerabilidad global para deslizamientos e inundaciones, mediante talleres y dinámica participativa, encuestas, que permiten identificar los indicadores biofísicos y socioeconómicos.  Definición de las áreas críticas para inundaciones.  Identificación de las amenazas mediante el mapeo comunitario participativo.  Definición del riesgo por inundaciones en la microcuenca a través de la integración de la vulnerabilidad global a las áreas críticas, utilizando para ello el SIG como herramienta de análisis.  Prioridad de las zonas con mayor riesgo (inundaciones) y propuesta de lineamientos y acciones concretas para la prevención de desastres. 2.4. Metodología para determinar la amenaza Con la ayuda de la herramienta de Sistema de Información Geográfica (SIG) se obtiene el mapa de amenazas que son la forma usual de presentar las amenazas relacionadas con inundaciones. Las zonas propensas a inundaciones generalmente se clasifican según su profundidad (alta o baja), tipo (aguas tranquilas o de alta velocidad) o frecuencia. En esencia, los mapas de riesgo de crecidas se utilizan para destacar las zonas en peligro por inundaciones en los períodos de alto nivel o descarga de las aguas. Para la cuantificación del grado de amenaza se utilizan indicadores que permiten conocer el grado susceptibilidad del terreno al desarrollo de inundaciones. A continuación se describen los utilizados en la investigación: I)- Geomorfológicos.  Pendientes del terreno.  Tipo de relieve. 28 � Red fluvial. II)- Suelos.  Tipo de suelos. III)- Vegetación.  Presencia de cobertura herbácea IV)- Uso del suelo.  Obras civiles que impermeabilizan el área. Edificios, viales.  Disposición con respecto a la dirección natural de drenaje.  Sistemas de drenajes. 2.5. Evaluación de amenazas Metodología general para la evaluación de amenazas El principal objetivo de una evaluación de amenazas (o de peligros) es predecir o pronosticar el comportamiento de los fenómenos naturales potencialmente dañinos o, en su defecto, tener una idea de la probabilidad de ocurrencia de estos fenómenos para diferentes magnitudes. De esto modo, se logra una apreciación del riesgo en las zonas de influencia de las amenazas, si se utilizaran estas zonas para usos que implican niveles de vulnerabilidad alta (en particular el uso habitacional). La metodología de evaluación de amenazas inicia desde la presentación de una oferta técnica a la municipalidad interesada, y la elaboración de un plan de trabajo preliminar, con etapas de trabajo de campo para las observaciones y mediciones, y otras de oficina para el procesamiento de la información y la elaboración de mapas e informes. Esta metodología plantea trabajar con la base topográfica existente en el país a escala 1:25.000 para trasladar todas las observaciones y análisis de fenómenos peligrosos a planos o mapas hasta un nivel de detalle permitido a esta escala (mapas indicativos de amenaza). En lo referente a la información a recopilar, se define el tipo de información requerida y se desestiman datos secundarios o excesos de datos socioeconómicos, cuyas fuentes pueden ser mencionadas sin mayor detalle. Es importante identificar fuentes documentales para recabar testimonios personales sobre desastres 29 �pasados, signos indicadores de terreno, toponimia, entre otros. La información obtenida se evalúa antes de ser utilizada, con el fin de verificar su calidad, actualidad y confiabilidad utilizando para esto análisis comparativos, deductivos y correlaciones. En el caso de la información socioeconómica, debe cuidarse que ésta no sea muy antigua o con grandes diferencias temporales. La identificación de las zonas de interés especial se realiza por entrevistas a las autoridades municipalidades y a la comunidad, con los cuales se realizan talleres participativos, para obtener la información directamente de los afectados e informar a la gente sobre la naturaleza del trabajo, eliminar la desconfianza y, una vez que el trabajo ha concluido se les informa sobre las medidas que se adoptan entre las que se encuentran: eventualidad para instalar algún sistema de observación y alerta, brindar consejos prácticos para el manejo del suelo, el manejo del agua, las construcciones. La técnica empleada en este contexto es de auto-mapeo. Previo al trabajo de campo, se analizan los mapas topográficos y las fotos aéreas de la zona, con el objetivo de identificar áreas susceptibles a inestabilidades de terrenos, a inundaciones y procesos torrenciales. Estas actividades iniciales son de gran importancia ya que proporcionan una visión general previa de la situación del área de trabajo, lo que permite ahorrar esfuerzos y dinero al enfocar el trabajo de campo en zonas pre–seleccionadas, en cuya selección es importante incluir a representantes de la municipalidad. Durante el trabajo de campo se observa el área en detalle para encontrar evidencias que permitan definir límites, tipología de los fenómenos y grado de actividad en las zonas afectadas, lo cual proporciona elementos para la evaluación del grado o nivel de peligrosidad del fenómeno, así como estimar la probabilidad relativa de ocurrencia del evento o eventos bajo estudio. El énfasis está en las zonas de interés especial previamente identificadas, pero el recorrido debe cubrir toda la zona de estudio (observación desde puntos altos). 2.6. Evaluación del grado de amenaza o peligrosidad Las clases de peligrosidad que se representan en el mapa de amenaza permiten apreciar el riesgo que se correrá en un punto del espacio si se le da a éste un uso común. Son de especial interés las amenazas que ponen en peligro la vida humana y aunque en menor grado, las que ponen en peligro los bienes de la comunidad. 30 �Debido a la concentración de vidas humanas y de bienes que implica, el principal uso del espacio que puede significar riesgos elevados es el de vivienda en asentamientos humanos (pueblos, barrios, urbanizaciones). Por consiguiente, las clases de peligrosidad deberán permitir una apreciación del riesgo que correrán las vidas humanas (al exterior y al interior de casas o edificios comunes), así como los bienes en las edificaciones. Las evaluaciones siguientes sirven de referencia para establecer clases de amenaza o de peligrosidad, aunque cada tipo de amenaza pueda tener sus particularidades: Rojo: peligro alto - Las personas están en peligro tanto al exterior como al interior de las viviendas o edificios. - Existe un alto peligro de destrucción repentina de viviendas y edificios. - Los eventos se manifiestan con una intensidad relativamente débil, pero con una probabilidad de ocurrencia elevada, y las personas, en este caso, están sobre todo amenazadas al exterior de las viviendas y edificios. La zona marcada en rojo corresponde esencialmente a una zona de prohibición. Anaranjado: peligro medio - Las personas están en peligro al exterior de las viviendas o edificios, pero no o casi no al interior. - Las viviendas y edificios pueden sufrir daños, pero no destrucción repentina, siempre y cuando su modo de construcción haya sido adaptado a las condiciones del lugar. La zona anaranjada es esencialmente una zona de reglamentación, donde daños severos pueden reducirse con medidas de precaución apropiadas. Amarillo: peligro bajo - El peligro para las personas es débil o inexistente. - Las viviendas y edificios pueden sufrir daños leves, pero puede haber daños fuertes al interior de los mismos. La zona amarilla es esencialmente una zona de sensibilización. 31 �Blanco: ningún peligro conocido, o peligro despreciable según el estado de los conocimientos actuales Los resultados esperados de la evaluación de amenazas. Como resultado de la evaluación de amenazas (o peligros) en la investigación se generan dos tipos de mapas: • Mapas de inventario de fenómenos • Mapas indicativos de amenazas o peligros Por economía o por escala, no siempre es posible realizar separadamente estos mapas, por lo que, en la situación actual, y en términos realistas, lo más asequible es levantar mapas-inventarios con indicaciones genéricas sobre el grado de amenaza y algunas pautas de gestión, que se logra con esta investigación como resultado una propuesta de zonificación territorial además del uso de un Sistema de Información Geográfica (SIG) que permite contar con una cartografía sin necesidad de iniciar cada vez nuevos trabajos de base. 1- Mapa inventario de fenómenos Escala aconsejada: 1:25000 Objetivo: señalar la existencia de fenómenos o procesos o zonas susceptibles de ser escenario un evento catastrófico. Contenido: • Delimitación precisa de los fenómenos naturales, incluyendo todas las zonas afectadas. Cuando estas áreas no se pueden ubicar precisamente en los mapas topográficos actuales, es mejor marcarlas con un signo y un código, o referirlas a alguna referencia geográfica notable (progresiva de carretera, cerro importante, pueblo). En especial: • Indicación de frentes o zonas generadoras de derrumbes, coladas, deslizamientos u otros fenómenos. • Delimitación indicativa (hasta donde sea posible por la escala) de las franjas de inundación (lecho mayor y lecho menor) y de las llanuras de aluvionamiento 32 �probables (precisión muy relativa, por lo que, para evitar suspicacias, deberá insertarse una advertencia sobre su nivel de validez cartográfica). • Indicación aproximada de los lugares donde el cauce presenta estrangulación, obstáculos que puedan entorpecer el flujo de las corrientes y las áreas con material no consolidado que puede sufrir movilización por crecida o erosión. 2- Mapa indicativo de amenazas Objetivo: Indicar el grado o nivel de peligro de los diferentes fenómenos naturales identificados así como su evolución a través del tiempo. Puede incluir una propuesta de zonificación territorial considerando las amenazas identificadas y el nivel de degradación de los suelos, entre otros. Escala aconsejada: 1:25000 Contenido: • Delimitación precisa de las zonas de amenaza alta, media y baja para los diferentes fenómenos evaluados. • Ubicación indicativa de los sitios críticos y elementos expuestos. • Zonificación del territorio. Si las condiciones no permiten realizar un análisis integrado de riesgos, pueden elaborarse informes intermedios de esta fase de evaluación de amenazas, en los que deben plantearse todas las recomendaciones posibles y viables. Este informe proporcionará algunas pautas para ser integradas en los planes de desarrollo municipal. 2.7. Valoración de los indicadores de vulnerabilidad. La geomorfología que presenta el área de estudio es propicia para que ocurran inundaciones, ya que la parroquia, se encuentra emplazada en barrancos escarpados a lo largo de la costa, con presencia de ligeras depresiones y existencia de declive a lo largo del drenaje que fluye por la zona. El área de estudio está representado por el 63.9% del espacio con áreas planas y el 16.8% lo ocupan las superficies alternas de áreas onduladas y planas. Así mismo las pendientes del terreno varían entre 0% y 2% con pequeñas alturas que alcanzan los 50 m, 33 �aproximadamente. De manera general es plana en toda su extensión y ondulada en la zona este, colindante con el Lago de Maracaibo, debido a las características geológicas aluviales. Tabla: 2.1. Vulnerabilidad según las clases de pendientes. Clases de pendientes Vulnerabilidad Valoración Menor de 10o Alta 2 Mayor de 10o Baja 1 Fuente: G. González 2014 El área de estudio presenta un relieve homogéneo la mayor área corresponde hacia el oeste a una meseta llana, y en el este de la parroquia cerca de la costa existen colinas bajas y áreas onduladas y planas debido a su litología que alcanza altura de hasta 50 m. Tabla: 2.2. Vulnerabilidad según el tipo de relieve Tipo de relieve Llanuras Alturas Premontañas Vulnerabilidad Valoración Alta 3 Media 2 Baja 1 Fuente: G. González 2014 En cuanto a la red fluvial, la parroquia cuenta con la Cañada Zapara o Tarabas; esta cañada nace en las inmediaciones del sector Grano de Oro desembocando en el Lago de Maracaibo a la altura del monumento a la Marina (Mirador), en la Avenida El Milagro, drenando por sectores adyacentes, además de ésta hay otras quebradas (cañadas) y desagües menores como el localizado al sur de la sector San Martín. Las laderas del canal principal (Cañada) presentan un elevado grado de erosión y socavamiento en sus bases. De igual manera, el curso de este drenaje se encuentra obstruido por escombros y restos de árboles, lo que ocasiona desbordamiento de las aguas que fluyen en el canal hacia algunos sectores de esta 34 �comunidad, acelerando el proceso de inundación, más acentuado en período de ciclo húmedo (Período de lluvia). Tabla: 2.3. Vulnerabilidad según la distancia a la red fluvial. Distancia a la red fluvial Vulnerabilidad Valoración Sobre cauces antiguos o sobre llanura de inundación. Alta 3 Media 2 Baja 1 Cerca de los límites de llanura de inundación Alejado de cauces fluviales y llanuras de inundación. Fuente: G. González 2014 Los suelos que aparecen en el área de estudio son arenosos con notables niveles de ferrolita, y arcillosos o ferruginosos con madera silicificada. Existe un suelo ferruginoso de colores verdosos bien cementado, que separa las facies arenosas de las arcillosas con areniscas de grano medio de color morado que presentan internamente nódulos y tallos silicificados, también se observan suelos arcilloarenoso de color gris que gradan lateralmente a una arenisca de granos medio, micácea, con estratificación y laminación cruzada. El ambiente de sedimentación de la unidad es fluvio-deltaico y lacustre marginal. De acuerdo a lo observado se interpreta como un depósito de suelos poco cohesivos de origen coluvial, compuesto de arcillas-limosas y arenas impregnadas en matriz arcillosa de mediana plasticidad, con material ferruginoso. Tabla: 2.4. Vulnerabilidad según tipo de suelos. Suelos Vulnerabilidad Valoración Arcillosos-limosos Alta 3 Arenoso-limosos Media 2 Baja 1 Arenosos Fuente: G. González 2014 El área de estudio presenta una formación vegetal representada por bosque tropical muy seco, encontrándose muy poca representación del bosque primario o natural, ya que ha sido eliminado para dar paso a las expansiones urbanas, formado por 35 �maleza desértica tropical, monte espinoso tropical y cardonales o matorral espinoso. Tabla: 2.5. Vulnerabilidad según la densidad de la cobertura vegetal. Densidad de cobertura vegetal Ausente Medianamente cubierta de pasto y escasa vegetación arbustiva Abundante cubierta herbácea y arbustiva. Vulnerabilidad Valoración Alta 3 Media 2 Baja 1 Fuente: G. González 2014 2.8. Indicadores de vulnerabilidad Los indicadores se seleccionaron para la amenaza a tratar, en este caso inundaciones. En el caso de la vulnerabilidad por inundaciones la tabla muestra las variables con indicadores específicos para este tipo de amenaza en lo que respecta a la vulnerabilidad física y técnica. Tabla: 2.6. Variables e indicadores de vulnerabilidad a inundaciones. Fuente: G. González 2014 2.9. Valoración de los indicadores seleccionados Para lograr uniformidad en el análisis de los diferentes indicadores (tanto para inundaciones como para deslizamientos), sabiendo que unos son medibles cuantitativamente y otros cualitativamente, fue necesario estandarizar las variables que contienen a cada uno de los indicadores. Esta estandarización dentro de los indicadores partió del concepto de analizar el grado de influencia que los distintos 36 �valores (variable observada) tienen dentro del indicador para obtener un determinado nivel de severidad en la vulnerabilidad, es decir, entre mayor es el aporte del indicador a la vulnerabilidad, mayor valor estandarizado. La tabla: 2.7 muestra el valor otorgado a cada vulnerabilidad para lograr la estandarización y así poder definir la ponderación para la medición de la vulnerabilidad global en cada una de las comunidades. Tabla: 2.7. Caracterización y valoración de los indicadores de vulnerabilidad. Clase de vulnerabilidad Valoración Alta 3 Media 2 Baja 1 Fuente: G. González 2014 Se propone una ponderación lineal asignando valores de 1- 3, donde 1 fue asignado a la situación del indicador que presentó la menor vulnerabilidad y el valor de tres (3) se asignó a la situación más crítica del indicador, lo cual refleja la situación de mayor vulnerabilidad. A continuación se presentan en cuadros sucesivos los diferentes indicadores para la vulnerabilidad y la amenaza (inundaciones). Tabla: 2.8.Valoración del indicador número de casas en zonas bajas o sobre antiguos cauces. Disposición espacial de las viviendas En zonas bajas inundadas ó sobre cauces antiguos cauces En límites de zonas inundadas. En riveras de cauces. Lejos de áreas inundadas Vulnerabilidad Valoración. Alta 3 Media 2 Baja 1 Fuente: G. González 2014 37 �Tabla: 2.9 Valoración del indicador % de viviendas construidas con materiales resistentes. Características de las viviendas Vulnerabilidad Valoración. Bahareque, tabla. Alta 3 Adobe. Coloniales. Media 2 Baja 1 Bloque, ladrillo. Fuente: G. González 2014 Tabla: 2.10.Ponderación de la variable conducción de agua potable y su funcionalidad. Funcionalidad de red hidráulica frente a inundaciones (%) Vulnerabilidad Valoración. 50-100 Alta 3 5-25 Media 2 0-5 Baja 1 Fuente: G. González 2014 Tabla: 2.11. Ponderación de la variable de estado de la red de drenaje. Condiciones de red de drenaje, alcantarillas, puentes (% afectación) Vulnerabilidad Valoración. 50-100 Alta 3 5-25 Media 2 0-5 Baja 1 Fuente: G. González 2014 38 �Tabla: 2.12. Ponderación de la variable de funcionabilidad de las obras hidráulicas con capacidad para eventos extremos. Funcionabilidad de la red de drenaje, alcantarillas, puentes frente a inundaciones (%) Vulnerabilidad Valoración. 45-0 Alta 3 75-45 Media 2 100-75 Baja 1 Fuente: G. González 2014 2.10. Metodología para evaluar la vulnerabilidad El objetivo del trabajo de investigación realizado se ha centrado en la evaluación de los aspectos físicos de la vulnerabilidad, principalmente en relación con las amenazas por inundaciones. Para analizarlos generalmente se utiliza la superposición de las zonas de amenaza con la ubicación de elementos de infraestructura como aeropuertos, carreteras principales, instalaciones de salud y el tendido eléctrico. Como parte de este sistema, el análisis socioeconómico y de género estudia los grupos sociales en situación desventajosa, incorporándolos en el proceso de desarrollo como eficaces agentes de cambio antes que en calidad de beneficiarios. Para evaluar la vulnerabilidad se identifican todos los elementos que pudieran estar en riesgo de una amenaza particular, para lo cual se elaboró una entrevista con preguntas específicas para los informantes clave o representantes de instituciones que trabajan en actividades relacionadas al tipo de vulnerabilidad. La recolección de la información se realizó en la comunidad, a través de talleres participativos, para lo cual se tomó como punto de partida la información del último censo poblacional. Existen diversos métodos para el análisis de riesgos debido a amenazas naturales; sin embargo todos plantean una metodología de evaluación que distingue Amenazas y Vulnerabilidades. Entre los métodos que se emplean en la se encuentran los métodos de análisis cualitativos y cuantitativos. Los métodos 39 �cuantitativos aportan un grado de objetividad superior, sin embargo, la escasez de datos prohíbe generalmente su aplicación consecuente. Para el caso que nos ocupa de fenómenos hidrológicos (inundaciones, crecidas repentinas, flujos de lodo y escombros), se utiliza generalmente el análisis de frecuencia para determinar las intensidades de fenómenos asociadas a diferentes probabilidades o períodos de retorno. Por ejemplo, se puede determinar así los caudales asociados a una probabilidad de excedencia anual de 1% (probabilidad de no-excedencia de 99% ó 0,99) en una estación hidrométrica (estación donde se miden los niveles de agua de un río o una quebrada y se estiman los caudales correspondientes) y los métodos cualitativos de investigación. 2.11. Evaluación de vulnerabilidad La vulnerabilidad constituye un sistema dinámico, que surge como consecuencia de la interacción de una serie de factores y características (externas e internas) que convergen en una comunidad o área particular. A esta interacción de factores se le conoce como vulnerabilidad global. Esta vulnerabilidad global puede dividirse en varias vulnerabilidades o factores de vulnerabilidad, todos ellos relacionados entre sí: vulnerabilidad física; factores de vulnerabilidad económicos, sociales y ambientales. (Wilches - Chaux, 1993) La vulnerabilidad física se refiere a la localización de asentamientos humanos en zonas de amenaza, por ejemplo en las laderas de los volcanes, en las llanuras de inundación de los ríos, al borde de los cauces, en zonas de influencia de fallas geológicas, etc. La vulnerabilidad estructural se refiere a la falta de implementación de códigos de construcción y a las deficiencias estructurales de la mayor parte de las viviendas, lo que conlleva a no absorber los efectos de los fenómenos naturales; la vulnerabilidad natural se refiere a aquella que es inherente e intrínseca a todo ser vivo, tan solo por el hecho de serlo. Los factores de vulnerabilidades económicas y sociales se expresan en los altos niveles de desempleo, insuficiencia de ingresos, poco acceso a la salud, educación y recreación de la mayor parte de la población; además en la debilidad de las instituciones y en la falta organización y compromiso político, al interior de la 40 �comunidad o sociedad. Se ha demostrado que los sectores más pobres son los más vulnerables frente a las amenazas naturales. Un análisis de vulnerabilidad es un proceso mediante el cual se determina el nivel de exposición y la predisposición a la pérdida de un elemento o grupo de elementos frente a una determinada amenaza o peligro. La vulnerabilidad puede ser definida por tres niveles: baja, media y alta; también puede ser expresada como un porcentaje de elementos que pueden sufrir daño o destrucción (pérdida) sobre un total, aunque es difícil establecer una referencia de carácter absoluto. Los porcentajes pueden ser establecidos en función de las características del área, del tipo de fenómeno, de la densidad y frecuencia de ocupación humana, densidad de construcciones. Debido a la escala de trabajo 1:25.000, no es posible realizar verdaderos mapas de vulnerabilidad, ya que estos corresponden a una fase de estudios detallados y no es del todo viable, para áreas grandes como son las de los municipios, en realidades como las de ciudad. Por ello, se recomienda introducir la variable de vulnerabilidad dentro de los mapas de inventario o de amenaza a través de indicaciones que evidencien los elementos o grupos de elementos más vulnerables en zonas de mayor peligro. Por cuestiones de legibilidad, lo mejor es marcar la vulnerabilidad como parte de los sitios críticos, con un signo y un número que remita a una ficha. 2.12. Relaciones Intensidad – Probabilidad – Amenaza Las probabilidades asociadas a los diferentes grados de intensidad posibles para un fenómeno definen su grado de amenaza. El riesgo total se puede obtener luego, estimando el daño para cada intensidad, y calculando el total de los daños esperados ponderados por las probabilidades de ocurrencia. 2.13. Evaluación cualitativa de riesgos. La aplicación de métodos cualitativos para el análisis de riesgos implica el conocimiento preciso de las amenazas, de los elementos en riesgo y de sus vulnerabilidades, pero expresados de forma cualitativa (basados en la experiencia y observaciones de campo). Las probabilidades de los eventos peligrosos son estimaciones realizadas partiendo de la experiencia de los especialistas, las vulnerabilidades y el riesgo son determinados también de forma relativa 41 �2.14. Evaluación del riesgo Para realizar análisis de riesgos, las evaluaciones de amenazas y vulnerabilidades son el primer paso. Se elaboran a partir de una apreciación relativa del nivel de amenaza, de las indicaciones relativas a la vulnerabilidad global, y de la frecuencia de los fenómenos, mostrando una zonificación donde se indica el grado o nivel de amenaza y se correlaciona con el nivel de concentración de población y de inversiones o infraestructura. Con los recursos existentes y la escala de trabajo, no puede realizarse un mapa de riesgo propiamente dicho, pero sí pueden elaborarse mapas indicativos de amenazas con calificaciones de riesgo relativo. En particular, se puede llamar la atención sobre la existencia de lugares de alto riesgo mediante la representación de sitios críticos. 42 �Capítulo III. RIESGOS POR INUNDACIONES EN LA PARROQUIA OLEGARIO VILLALOBOS Introducción La identificación de zonas con peligro de inundación mediante mapas, constituye una herramienta que permite plantear distintas medidas no estructurales tendientes a dar pautas en la Gestión Integrada de los Recursos Hídricos, particularmente en la planificación territorial, con miras a reducir los efectos ocasionados por las inundaciones. En el presente capitulo se confeccionan los mapas de las zonas con peligro de inundación a partir de la determinación previa de los diferentes niveles de riesgo de inundación. 3.1. Rasgos geomorfológicos que condicionan las inundaciones del área de estudio. La parroquia Olegario Villalobos presenta una topografía muy accidentada que evidencia bad lands de color marrón rojizo, alterados por el desarrollo urbanístico, la misma se encuentra emplazada en barrancos escarpados a lo largo de la costa, específicamente el barrio Cerros de Marín, al noroeste del lago de Maracaibo. De manera general son áreas muy planas ubicadas a lo largo del drenaje afectadas por los procesos de erosión que producen socavamiento y cárcavas en la zona (Mapa: 3.1) 43 �Mapa:3.1: Rasgos Geomorfológico Fuente: G. González 2014 El área de estudio está representada por el 63.9% del espacio con relieve plano y el 16.8% lo ocupan las superficies alternas de áreas onduladas y planas. Así mismo las pendientes del terreno varían entre 0% y 2% con pequeñas alturas que alcanzan los 50 m, aproximadamente. De manera general el relieve es homogéneo, con una meseta llana hacia el oeste, y colinas bajas y áreas onduladas y planas en el este de la parroquia cerca de la costa con altura hasta 50 m. (mapa 3.2) 44 �Mapa:3.2: Curvas de Nivel c/ 2 m Fuente: G. González 2014 En cuanto a la red fluvial, la parroquia cuenta con la Cañada Zapara o Tarabas; que nace en las inmediaciones del sector Grano de Oro y desemboca en el Lago de Maracaibo a la altura del monumento a la Marina (Mirador) la cual drena sus aguas en los sectores adyacentes (mapa 3.3). Además existen otras cañadas y desagües menores como el localizado al sur del sector San Martín. Los cursos de agua que integran la red están sujetos al régimen de lluvias locales y se alimentan de precipitaciones en forma de lluvias. Las laderas del canal principal (Cañada) presentan un elevado grado de erosión y socavamiento en sus bases y su curso se encuentra obstruido por escombros y restos de árboles, lo que ocasiona desbordamiento de las aguas que fluyen en el canal hacia algunos sectores de esta comunidad, acelerando el proceso de inundación y acentuándolo en el período de ciclo húmedo (Período de lluvia), lo que propicia áreas inundadas y cotas de máxima inundación marcadas en algunas viviendas. 45 �Mapa:3.3: Red de Drenaje Fuente: G. González 2014 Los suelos son arenosos con notables niveles de ferrolita; y arcillosos ferruginosos con madera silicificada de color verdoso bien cementado, intercalado entre las facies arenosas y las arcillosas con areniscas de grano medio de color morado que presentan internamente nódulos y tallos silicificados, también se observan suelos arcillo-arenoso de color gris que gradan lateralmente a una arenisca de granos medio, micácea, con estratificación y laminación cruzada. El ambiente de sedimentación de la unidad es fluvio-deltaico y lacustre marginal. De acuerdo a sus características se interpreta como un depósito de suelos poco cohesivos de origen coluvial, compuesto de arcillas-limosas de mediana plasticidad y arenas impregnadas en matriz arcillosa con material ferruginoso. En el área de estudio se encuentra una formación vegetal representada por bosque tropical muy seco, con muy poca representación del bosque primario o natural, porque ha sido eliminado para dar paso a las expansiones urbanas, y en su lugar aparece maleza desértica tropical, monte espinoso tropical y cardonales o matorral espinoso. El trabajo de campo en el área de estudio permite comprobar la presencia de zonas de bajas y altas pendientes pertenecientes al sector, como muestra la foto 3.1. 46 �Zona de bajas Pendientes Foto: 3. 1: Etapa inicial del sector Cerros de Marín perteneciente a la Parroquia Olegario Villalobos. Fuente: G. González 2014 Las edificaciones presentes en el área de estudio de acuerdo a su tipología constructiva y materiales de construcción se tiene que alrededor del 85%, comprende viviendas con paredes de bloque y ladrillos, el resto a construcciones coloniales lo cual las calificas con baja vulnerabilidad atendiendo a las características constructivas. No obstante la actividad antrópica que se desarrolla en la parroquia si se considera indicador de los cambios provocados en los rasgos geomorfológicos del área de estudio, ejemplo de ello son las fotos 3.2 y 3.3 que muestran viviendas con peligro de las inundaciones, por estar situadas en el centro de la quebrada, las cuales serán afectadas al aumentar las lluvias o ser estas continuas y perdurar más de 12 horas, pues bajo estas condiciones los sistemas de drenaje colapsan convirtiéndose en torrentes que arrastran todo a su paso incluyendo los desechos sólidos. Normalmente la comunidad escoge establecer sus viviendas en zonas vulnerables, debido a la poca percepción del riesgo por inundaciones que poseen los pobladores de la parroquia, lo cual incrementa la posibilidad de riesgo debido a que la mayoría de las cañadas están obstruidas por falta de mantenimiento y por nivelación de sus cauces, que ocasiona grande inundaciones en tiempos de lluvia. También estas zonas son muy propensas a deslizamientos, los que se presentan como movimientos de grandes masas de material detrítico, escombros, rocas blandas, que se desencadenan por la acción del agua. 47 �Vivienda ubicada en la parte baja de la quebrada Altimetría de la quebrada Foto: 3.2. Ubicaciones de 2 viviendas en la parte baja de la cañada con 08 metros en la parte más céntrica de la quebrada, de vista de infraestructura en mal estado. Fuente: G. González 2014 Vivienda ubicada en una pendiente alta con bote de aguas servidas Vivienda ubicada en una pendiente baja Foto: 3. 3. Infraestructura en inicio, ubicada en el centro de la quebrada. Fuente: G. González 2014 También la foto 3.4 muestra la alta peligrosidad de algunos sectores del área de estudio a las inundaciones producida por la acción antrópica, donde se ha formado un canal con la finalidad de que al iniciarse el periodo lluvioso las corrientes de aguas superficiales fluyan a través de este canal, pero el mismo ha sido construido en dirección a la pendiente del talud sin considerar la altura del mismo ni el tipo de estratificación que presenta la litología provoca un debilitamiento del mismo y con ello que los suelos sean más inestables. 48 �Vivienda ubicada en la margen de un canal de agua superficiales Foto: 3.4 Observación de un canal de aguas superficiales ubicado a un lado formación el milagro Villalobos Fuente: G. González 2014 Otra de las causas de incremento de la peligrosidad en el área es el incorrecto empleo del ordenamiento territorial al ubicar viviendas en suelos pertenecientes a la formación El Milagro, lo cual incrementa la vulnerabilidad del área por ser suelos pocos estables, rocas mal confinadas y poco compactas. (foto 3.5). Vivienda ubicada en la margen de la formación El Milagro en el canal de agua superficiales, siendo esta inestable, alto riesgo Foto: 3.5. Observación de la parte inicial de formación El Milagro el cual pertenece a la Parroquia Olegario Villalobos. Fuente: G. González 2014 3.2. Condiciones de vulnerabilidad del área de estudio. Un análisis de vulnerabilidad es un proceso mediante el cual se determina el nivel de exposición y la predisposición a la pérdida de un elemento o grupo de elementos 49 �frente a una determinada amenaza o peligro. La vulnerabilidad puede ser definida por tres niveles: baja, media y alta; también puede ser expresada como un porcentaje de elementos que pueden sufrir daño o destrucción (pérdida) sobre un total, aunque es difícil establecer una referencia de carácter absoluto. Los porcentajes pueden ser establecidos en función de las características del área, del tipo de fenómeno, de la densidad y frecuencia de ocupación humana, densidad de construcciones. Debido a la escala de trabajo 1:25 000, no es posible realizar verdaderos mapas de vulnerabilidad, ya que estos corresponden a una fase de estudios detallados y no es del todo viable para áreas grandes como son las de los municipios, en realidades como las de ciudad. Por ello, se recomienda introducir la variable de vulnerabilidad dentro de los mapas de inventario o de amenaza a través de indicaciones que evidencien los elementos o grupos de elementos más vulnerables en zonas de mayor peligro. 3.3. Indicadores de vulnerabilidad Los indicadores que se seleccionaron para la amenaza a tratar, en este caso inundaciones. En el caso de la vulnerabilidad por inundaciones la tabla muestra las variables con indicadores específicos para este tipo de amenaza en lo que respecta a la vulnerabilidad física y técnica. La vulnerabilidad según las clases de pendientes del terreno que tiene una variación entre 0% y 2% con pequeñas alturas que alcanzan los 50 m aproximadamente, se puede considerar alta de manera general ya que es el área es plana en toda su extensión y ondulada en la zona este, colindante con el Lago de Maracaibo, debido a las características geológicas aluviales. En cuanto a la vulnerabilidad según la distancia a la red fluvial varia de media a alta por la presencia de las cañadas y afluentes que atraviesan el área y cuyos cauces se encuentran obstruidos por escombros y desechos sólidos, lo cual influye la baja densidad de cobertura vegetal. De manera general a partir de la caracterización y valoración de los indicadores de vulnerabilidad, la parroquia se clasifica como zona de vulnerabilidad media a alta mayoritariamente por la presencia de viviendas en las zonas de inundación de la cañada y en zonas bajas o sobre antiguos cauces. (foto 3.6) 50 �Se observa un tablero eléctrico, en el centro de la quebrada, riesgo alto Nivel de quebrada agua de la Foto: 3. 6: Ubicación de un tablero eléctrico a un lado de la cañada Fuente: G. González 2014 3.4. Evaluación de los riesgos por inundación implementando un sistema de información geográfica. Una vez evaluadas las condiciones de los niveles de riesgos a partir de análisis de factores empleando un Sistema de información geográfica, en la parroquia Olegario Villalobos se representan gráficamente los datos obtenidos mediante diferentes mapas temáticos: Utilizando los mapas referencial correspondiente a la Parroquia Olegario Villalobos, suministrado por la alcaldía de Maracaibo y el Instituto Venezolano Geográfico Simón Bolívar (I.V.G.S.B), Croquis y la imagen satelital obtenida con un software denominado S.A.S Planet 13.1, usándolo como mapa base, en donde se delimito el área de estudio y se procedió a la digitalización del Croquis de la parroquia con el programa de Sistema de Información Geográfica (S.I.G) Arcgis 10.1, de la red de drenaje, los sectores (Cuadras), así como también se realizó las curvas de nivel con un software denominado Global Mapper 15 construyendo curvas de nivel cada 2 m., como también se identificaron algunos rasgos geomorfológicos presentes en la zona de estudio, para posteriormente elaborar el mapa de zonificación de riesgo por inundación (Mapa 3.4). Se delimita con el color Rojo (Susceptibilidad y Vulnerabilidad Alta) y se establecen por su proximidad al cauce de la quebrada a las zonas inundadas durante los periodos de precipitaciones, que pueden resultar con mayor grado de daños debido a una crecida excepcional, de color Anaranjado (Susceptibilidad y Vulnerabilidad Media) que son aquellas zonas con un retiro 51 �aproximadamente mayor de 500 m del cauce de la quebrada, pero que se encuentra aún cerca y de color Amarillo (Susceptibilidad y Vulnerabilidad Baja) que son aquellas zonas que están retiradas del cauce de la quebrada. (Mapa 3.5) Mapa: 3.4: Croquis Delimitado con el Área de Estudio de la Parroquia Olegario Villalobos Fuente: G. González 2014 Al analizar los riesgos por inundación que afectan la zona de estudio correspondiente a la Parroquia Olegario Villalobos, estos se clasifican en alto, medio, bajo, que se muestran en el mapa de zonificación de los riesgos correspondientes a la zona a partir de la evaluación de la vulnerabilidad. 52 �Mapa:3.5: Área Delimitada y Zonas de Inundación Fuente: G. González 2014 Uno de los factores que más inciden en la clasificación del riesgo es el hídrico, debido a la presencia en el sector de aguas servidas, desechos, cursos de aguas intermitentes, entre otros factores que aceleran la probabilidad de riesgo en la zona de estudio. Esta situación debe servir de alerta a las autoridades competentes sobre los graves peligros a que están expuestos los habitantes cuando construyen sus casas cerca de los márgenes de las quebradas, así mismo deben trabajar en un plan de medidas que entre sus acciones prohíba la construcción de toda clase de vivienda que se ubiquen en zonas que se consideren peligrosas de acuerdo con los estudios previamente se efectuados. Siendo los resultados de esta investigación propicia para considerar en los planes de planificación y ordenamiento territorial. De lo expuesto anteriormente se deduce que unas de las causas que más inciden en el incremento del grado de peligrosidad y vulnerabilidad del área de estudio es la incorrecta planificación territorial y la falta de percepción para considerarlo como proceso de carácter integral para el mejoramiento de la calidad de vida de la población. Las precipitaciones intensas o no, cortas o duraderas siempre van existir pero para que sean consideradas un fenómeno natural peligroso para las personas, requiere ciertas condiciones como los asentamientos humanos mal ubicados, ambiente deteriorado, hacinamiento, escasez de recursos económicos, 53 �inadecuada educación, descuido de las autoridades, desorganización, entre otros. Todos estos elementos configuran una población altamente vulnerable. Debido a la problemática del desarrollo acelerado de la comunidad en espacios inundables se construyen infraestructuras de cualquier tipo, sin identificar las amenazas naturales del entorno y sin las normas establecidas que llevan a un riesgo socio natural a una comunidad que no tiene conciencia de ocupar espacios sin tomar en cuenta la peligrosidad que se pueda presentar y este es el caso de la parroquia Olegario Villalobos carente de percepción del riesgo. El mapa de riesgos por inundación que se obtiene en esta investigación constituye una herramienta en manos de las autoridades competentes para el control de inundaciones. Esta investigación se centra en un estudio de tipo descriptiva, exploratoria de campo, que consiste fundamentalmente en la descripción de un fenómeno o situación mediante su análisis espacio temporal determinadas, analizándose las características de la realidad o escenario que se estudia. Además está enfocada de forma conceptual y mediante fotos referenciales que definen la problemática de los riesgos y desastre naturales como un problema no resuelto del desarrollo. Por tanto a continuación se exponen elementos descriptivos que especifican las propiedades importantes de personas, grupos, comunidades y del fenómeno sujeto a análisis. La foto 3.7 muestra aspectos importantes que describen uno de los riesgos más latentes que presenta la población de la parroquia objeto de estudio como lo es vivir en riesgo por inundaciones. 54 �Insuficiente o deterioridad en las estructuras Ausencia de planes ante eventos adversos Pobre capacitación de comunidad Poca inversión en cultura colectiva Construcción en terrenos inadecuados Vivienda ubicada en la parte baja de la quebrada Inexistencia de estructuras para el manejo de eventos adversos Descontrolada urbanización de área Foto: 3. 7: Aspectos importantes sobre riegos que existen en la zona de estudio Fuente: G. González 2014 La foto 3.8 muestra una vivienda al margen de cañada, donde se aprecia el colapso de una estructura debido a la percolación de aguas residuales al ser alterado el medio arbitrariamente, el agua al continuar su movimiento por su cauce natural en suelos mal preservados, con una cobertura vegetal moderada ocasiona profundas cárcavas regresivas que provocan la socavación de la vivienda y la pérdida de suelos. , Se observa cause de aguas servidas y por donde transcurre el agua de lluvia Foto 3. 8: Ubicación de una cañada de aguas servidas correspondiente al sector Cerros de Marín Fuente: G. González 2014 55 �En esta vivienda se observa el nivel remarcado por el agua en el aumento de los periodos lluviosos, donde se encuentra ubicado un tablero eléctrico justamente a un lado de la parte baja de la cañada intermitente. (foto 3.9 y 3.10) Se observa un tablero eléctrico, en el centro de la quebrada, riesgo alto Nivel de quebrada agua de la Foto: 3. 9: Nivel de agua de la cañada en periodo de precipitación y ubicación de un tablero eléctrico a un lado de la misma Fuente: G. González 2014 Las inundaciones no son iguales, algunas se desarrollan lentamente, en ocasiones a lo largo de un periodo de varios días, pero las repetitivas se producen a gran velocidad y a veces en tan solo minutos, arrastrando rocas y provocando deslizamientos de sedimentos sueltos. Se observa viviendas en el cause bajo de la caňada Foto: 3. 10. Caserío ubicado en la parte baja de la cañada Fuente: G. González 2014 Se aprecia en la foto una caja eléctrica en el centro de la quebrada la cual se ubica en la zona de Riesgo medio, y la cual en periodo lluvioso se obstruye por los 56 �abundantes desechos sólidos que hacen que el nivel de agua ascienda bruscamente y que se visualiza en la pared de la vivienda. Las cañadas presentan un régimen de escurrimiento rápido durante épocas de crecidas, desbordándose en las partes bajas, arrastrando gran cantidad de sedimentos areno – limo – arcillosos y residuos sólidos que cierran el paso de las corrientes de agua. Estos desechos se tienden a estancar ocasionando desbordamientos generalizados e inundaciones en sus márgenes y áreas bajas. (foto 3.11 ) Máximo nivel marcado hasta donde llega el agua de la quebrada con el incremento de lluvia, se observa una cajera eléctrica, sacos de arena Foto: 3. 11. Cauce intermitente, zona de alto riesgo Fuente: G. González 2014 La foto 3.12 muestra una vivienda a la orilla de la quebrada, cerca de la cual se producen deslizamientos que provocaron el colapso de una estructura, debido a la percolación de aguas servidas, a la alteración de la red de drenaje natural, existencia de masas activas, desechos sólidos mal depositados, taludes en estado de equilibrio precario y poca vegetación. La casa es casi inaccesible debido al paso de la cañada que obstaculiza la entrada de la vivienda. En esta instantánea es evidente la intervención humana descontrolada, cuya vulnerabilidad alta en el área se confirma con el aumento de las lluvias que mantienen el área cubierta temporalmente por las aguas. 57 �Ubicación de viviendas al margen de la quebrada, de aguas servidas, alto riesgo Foto: 3. 12. Ubicación de una vivienda en la orilla de la quebrada de aguas servidas con incremento de desechos Fuente: G. González 2014 Dentro del sector Cerros de Marín con una dirección E: 215756 N: 1181669 a una altura de 16 m, las aguas albañales embauladas corren permanentemente de manera continua. Pero esto constituye una medida a medias que no resuelve el problema de inundación sino todo lo contrario lo acrecienta y es por ello que está ubicado en la zona de alto riesgo alto. Debido esta clasificación a que las aguas servidas van acompañadas de desechos sólidos que producen daños directos a la comunidad tanto desde el punto de vista epidemiológico como de obstrucción del flujo de la corriente. (foto 3.13). Cañada embaulada en ambas márgenes con flujo, de aguas servidas, Foto: 3.13. Cañada embaulada Fuente: G. González 2014 También una de las cañadas embauladas con una dirección, E: 214603, N: 1182971, altura 9 m., de aguas negras provoca la contaminación de los suelos y acuíferos por parte de las descargas residuales y la eliminación casi por completo 58 �de vegetación. Todo esto demuestra que en este sector los controles de drenaje son pocos e ineficientes (fotos 3.14, 3.15, 3.16 y 3.17). Cañada embaulada en la margen derecha con flujo, de aguas servidas, Foto: 3.14. Ubicación de una de las cañadas embauladas de aguas servidas Fuente: G. González 2014 Se observa un nivel de agua, sacos de cemento, desechos sólidos, moderada vegetación, alto riesgo Foto: 3.15. Cañada de aguas servidas pertenecientes al sector Cerros de Marín ubicada en la Parroquia Olegario Villalobos. Fuente: G. González 2014 Sacos de cemento deteriorados por la infiltración de aguas servidas, abundantes desechos sólidos, alto riesgo Foto: 3.16. Ubicación de una cañada de aguas servidas con desechos, con evidencia antrópica Fuente: G. González 2014 59 �Ubicación de viviendas al margen izquierdo de la quebrada, intermitente de aguas servidas, alto riesgo, y desechos sólidos Foto: 3.17: Ubicación de una cañada intermitente de aguas servidas y desechos sólidos dentro del lecho de la cañada Fuente: G. González 2014 Esta situación convierte a los suelos en ácidos, salinos, con vegetación de tipo gramínea, pastizales y serófila típico de clima semi-árido, situación está que la intervención antrópica hace cada vez más intensa provocando una alteración de tipo directo que afecta la comunidad expuesta dependiendo del grado del mismo. En la zona de riesgo permanente alto se encuentra esta vivienda ubicada al margen de la quebrada con desechos, aguas negras, escombros, con moderada vegetación en el centro de la cañada agua continua que incrementa la amenaza de inundación del área. (foto 3.18) Cañada intermitente con desechos sólidos,, escombros sin mantenimiento civil, Foto: 3.18. Cañada intermitente con desechos sólidos, escombros sin mantenimiento civil, perteneciente a la Parroquia Olegario Villalobos. Fuente: G. González 2014 60 �Cañada intermitente con desechos sólidos, sin mantenimiento civil. Foto: 3. 19: Perteneciente a la Parroquia Olegario Villalobos el cual presenta mantenimiento civil Fuente: G. González 2014 También en la zona de riesgo bajo se observa una quebrada embaulada con intervención antrópica mínima, moderada vegetación y poca cantidad de desechos, con mantenimiento civil por parte de la gobernación en el momento del recorrido los organismos se encontraban trabajando cerrando el paso de la misma efectuando su trabajo correspondiente para permitir que el agua fluya sin obstrucciones y evitar el desbordamiento (fotos 3.20 y 3.21). Cañada intermitente con abundante vegetación Foto: 3.20: Cañada seca con abundante vegetación, con mantenimiento civil embaulada Fuente: G. González 2014 61 �Trabajo de embaulamient o de la cañada, Foto: 3. 21. Trabajos de embaulamiento perteneciente al sector cerros de Marín correspondiente a la Parroquia Olegario Villalobos, mantenimiento civil. Fuente: G. González 2014 Durante la realización de los trabajos de campo para la investigación, en el sector Cerros de Marín se realizaban trabajos de mantenimiento y obras de protección para el proceso de embaulamiento de las distintas cañadas, con la finalidad de disminuir los riesgos de inundaciones. (fotos 3.22 y 3.23). Trabajo de remoción para embaulamiento de la cañada, Foto: 3.22. Remoción de suelos para el posterior embaulamiento Fuente: G. González 2014 62 �Cañada intermitente con desechos sólidos, Trabajo para embaulamiento de la cañada, Foto: 3.23: Mantenimiento civil perteneciente al sector cerros de Marín correspondiente a la Parroquia Olegario Villalobos Fuente: G. González 2014 Como lo demuestra el levantamiento descriptivo y la observación en el campo reflejadas en las fotografía, se demuestra que las zonas de alto riesgo por inundación en el área de estudio se debe en su mayoría a la intervención antrópica. Por tanto estudiar los riesgos es una parte de la problemática pero no la solución del problema, la idea es que la comunidad perciba el riesgo en que viven. Por tal razón, resulta de vital importancia hacer del conocimiento de los habitantes la problemática existente, de lo contrario las generaciones futuras enfrentaran problemas mayores a los actuales. 63 �CONCLUSIONES Las características geomorfológicas de la Parroquia Olegario Villalobos son un factor clave en la ocurrencia de inundaciones, ya que por su disposición generalmente plana (de planicie) favorecen el almacenamiento de las aguas de lluvia que bajo condiciones especiales de pluviosidad prolongada mantienen el área de estudio anegada, unido a la la poca vegetación y el incorrecto uso del suelo. La zona de estudio se caracteriza por un predominio de las vulnerabilidades de media a alta ocasionada por la acción antrópica al construir las viviendas en las zonas de los cauces de las cañadas o cercanas a su márgenes y a la obstrucción de las mismas por el vertido de desechos sólidos. La parroquia Olegario Villalobos se clasifica en tres zonas de riesgos por inundaciones: Alto corresponde a las áreas inundadas durante los periodos de precipitaciones por su proximidad al cauce de la quebrada y que pueden resultar con mayor grado de daños debido a una crecida excepcional, Medio aquellas zonas con una distancia mayor a 500m del cauce de la quebrada y Bajo que son aquellas zonas que están retiradas del cauce de la quebrada. 64 �RECOMENDACIONES De tal manera que se recomienda alertar a la población ante los riesgos de inundación a través de programas informativos y preventivos con el objetivo de aumentar su percepción del riesgo por inundaciones. Control por las autoridades competentes de las distancias óptimas para la construcción de viviendas a los márgenes de las cañadas. (quebradas) Implementar acciones de control y limpieza, para evitar la presencia de desechos sólidos y escombros en las cañadas (quebradas) para evitar que las mismas se desborden y causen inundaciones en la comunidad de la parroquia Olegario Villalobos. Dar a conocer planes de emergencia a la comunidad, para evitar en lo posible el relleno mal confinado en zonas que hayan sido afectadas por inundaciones y continuar con los programas para la reubicación de viviendas que se encuentren en zonas de alto riesgo, estableciendo planes de modificación, para disminuir los efectos que causan los procesos erosivos. 65 �FUENTES CONSULTADAS Acevedo, R y otros (2008), Zonificación de Riesgos Naturales y Antrópicos del Sector Puerto Caballo, de la Parroquia Idelfonso Vásquez, municipio Maracaibo, estado Zulia. . T.S.U.: José Boscán. Tesis de Grado. 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Wilmer Márquez, María Cardozo y Gerson Villasmil,; 2003 Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería Universidad del Zulia, v.26 n.3, Procesamiento digital de datos geoeléctricos mediante la aplicación de la regresión anidada en la parroquia Olegario Villalobos del municipio Maracaibo, Estado Zulia, versión impresa ISSN 0254-0770. 69 �ANEXOS 70 � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Tesis Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Zonificación de riesgo por inundación de la parroquia Olegario Villalobos del municipio Maracaibo, estado Zulia Creator An entity primarily responsible for making the resource Gerardo Antonio González Medina Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Tesis maestría https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/fba76c797109f5c080a1f2bdc3a262ca.pdf 3552adfc694169dc4c795e94f762d524 PDF Text Text TESIS EVALUACIÓN GEOLÓGICA AMBIENTAL PARA SELECCIONAR EL SITIO DE DISPOSICIÓN FINAL DE LOS DESECHOS SÓLIDOS DE LA PARROQUIA MENE DE MAUROA, ESTADO FALCÓN Simón Enrique Morales �Página legal Título de la obra: Evaluación geológica ambiental para seleccionarel sitio de disposición final de los desechos sólidos de la Parroquia Mene de Mauroa, Estado Falcón, 83 pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 1. Autor: Simón Enrique Morales Soto 2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Digitalización. Lic. Liliana Rojas Hidalgo Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015 La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas. La licencia completa puede consultarse en: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode Editorial Digital Universitaria Instituto Superior Minero Metalúrgico Ave Calixto García Íñiguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología EVALUACIÓN GEOLÓGICA AMBIENTAL PARA SELECCIONAR EL SITIO DE DISPOSICIÓN FINAL DE LOS DESECHOS SÓLIDOS DE LA PARROQUIA MENE DE MAUROA, ESTADO FALCÓN Tesis en opción al título académico de Máster en Geología, Mención Geología Ambiental. 8va Edición Autor: Simón Enrique Morales Soto. Moa, 2014 �Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología EVALUACIÓN GEOLÓGICA AMBIENTAL PARA SELECCIONAR EL SITIO DE DISPOSICIÓN FINAL DE LOS DESECHOS SÓLIDOS DE LA PARROQUIA MENE DE MAUROA, ESTADO FALCÓN Tesis en opción al título académico de Máster en Geología, Mención Geología Ambiental. 8va Edición Autor: Simón Enrique Morales Soto. Tutor: Dra. Alina Rodríguez Infante Moa, 2014 �INDICE INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………. 1 CAPÍTULO I - BASAMENTO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN……………… 8 1.1 Introducción……………………………………………………………………….. 8 1.2 Estado del arte……………………………………………………………………. 8 1.3 Marco legal………………………………………………………………………… 19 1.4 Descripción general del municipio beneficiado………………………………. 25 1.4.1Geología………………………………………………………………………... 25 1.4.2 Ubicación y marco biofísico…………………………………………………. 30 1.4.3 Marco socioeconómico………………………………………………………. 30 1.4.4 Situación actual de la disposición final de residuos sólidos municipales…………………………………………………………………………….. 32 1.4.5 Generación de residuos sólidos municipales…………………………….. 32 1.4.6 Disposición final de los residuos sólidos municipales…………………… 34 1.5 Conclusiones……………………………………………………………………… 34 CAPÍTULO II – METODOLOGIA APLICADA………………………………………. 36 2.1 Introducción………………………………………………………………………... 36 2.2 Aspectos técnicos considerados para la selección del sitio………………..... 36 2.3 Parámetros nacionales e internacionales usados para la selección de sitios…………………………………………………………………………………….. 39 2.3.1 Criterios recomendados por la Agencia de Protección Ambiental de los E.E.U.U., EPA/1991…………………………………………………………………… 39 2.3.2 Criterios Ambientales Recomendados por la Organización Panamericana de la Salud (Copenhague, 1971)…………………………...……… 40 2.3.3 Criterios nacionales usados para la selección de sitios…………………. 42 2.4 Factores usados en la evaluación de sitios para rellenos sanitarios……….. 43 2.5 Metodología aplicada en la selección del sitio para ubicar un relleno sanitario manual en la parroquia Mene de Mauroa……………………………….. 46 2.6 Conclusiones……………………………………………………………………… 49 CAPÍTULO III – RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN……………………….. 50 3.1 Introducción………………………………………………………………………... 50 3.2. Factores ambientales que condicionan el área bajo régimen de administración especial……………………………………………………………..... 51 3.3 Evaluación de alternativas………………………………………………………. 53 vii �3.4 Restricciones de ubicación………………………………………………………. 57 3.5 Geomorfología de las zonas preseleccionadas……………………………….. 61 3.6 Condiciones hidrológicas de las zonas preseleccionadas………………….. 61 3.7 Condiciones hidrogeológicas. …………………………………………………... 65 3.8 Geología…………………………………………………………………………… 67 3.9 Vida útil…………………………………………………………………………….. 71 3.10 Material de cobertura…………………………………………………………… 71 3.11 Dirección de los vientos………………………………………………………… 73 3.12 Topografía del área……………………………………………………………... 73 3.13 Selección del área. Criterios de selección …………………………………... 75 3.14 Valoración de las alternativas por orden de mérito y selección del sitio….. 77 3.15 Conclusiones……………………………………………………………………. 79 CONCLUSIONES……………………………………………………………………... 80 RECOMENDACIONES………………………………………………………………. 82 BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………… 83 viii �INDICE DE GRAFICOS Gráfico 1. Mapa de Ubicación………………………………………………… 31 Gráfico 2. Áreas naturales protegidas por el estado o zonas protectoras.. 52 Gráfico 3. Vulnerabilidad del área a desastres naturales…………………. 54 Gráfico 4. Infraestructura existente…………………………………………… 55 Gráfico 5. Accesibilidad al sitio………………………………………………… 56 Gráfico 6. Distancia a la población más cercana…………………………….. 59 Gráfico 7. Distancia a los aeropuertos o pistas de aterrizaje………………. 60 Gráfico 8. Distancia a la fuente de agua más cercana……………………… 62 Gráfico 9. Condiciones hidrológicas de las zonas preseleccionadas……... 64 Gráfico 10. Descripción de las fuentes hídricas cercanas………………….. 66 Gráfico 11. Geología del municipio Mauroa…………………………………... 69 Gráfico 12. Sismicidad dentro del municipio Mauroa………………………... 70 Gráfico 13. Sistema de clasificación de Köeppen dentro del mun icipio Mauroa……………………………………………………………………………… 72 Gráfico 13. Dirección de los vientos dentro del estado Falcón y el municipio Mauroa…………………………………………………………………. 74 ix �INDICE DE TABLAS Tabla 1. Caracterización de los desechos sólidos…………………………… 33 Tabla 2. Cuantificación de variables de evaluación de sitios para rellenos sanitarios………………………………………………………………… 44 Tabla 3. Variables priorizadas según resultados de la matriz peso y escala……………………………………………………………………………….. 45 Tabla 4. Ficha de evaluación de sitio para ubicar rellenos sanitarios…….. 47 Tabla 5. Criterios de selección. Morales………………………………………. 75 Tabla 6. Calificación de alternativas…………………………………………… 76 Tabla 7. Ponderación de alternativas………………………………………….. 76 Tabla 8. Orden de mérito por cada alternativa……………………………….. 77 x �INTRODUCCIÓN Desde su creación el ser humano para poder subsistir ha venido realizando una serie de actividades que le permiten utilizar los recursos de la naturaleza. A la par de la evolución de los procesos productivos, las necesidades de desarrollo se incrementan y es así como las diversas actividades de pesca, agricultura, ganadería, forestal, manufactura, comercio, industria, turismo, tecnología, entre otras, cada día se aceleran y requieren en gran proporción de las bondades de la tierra y del uso de mejores criterios de la gerencia ambiental para lograr con éxito un desarrollo sustentable. El acelerado e inarmónico crecimiento demográfico requiere recursos humanos, maquinarias, equipos, materiales, herramientas e infraestructuras para el desarrollo urbano local, que se concentra en pueblos, ciudades y metrópolis. A mayor población el número de viviendas, comercios, industrias, centros, instituciones y servicios aumentan y con ello, la producción de los residuos y desechos sólidos. La República Bolivariana de Venezuela no escapa a esa realidad, la presencia de desechos y residuos sólidos ha ido en continuo aumento, encontrándose entre los países generadores de más residuos sólidos per cápita, 62 % de origen doméstico y 38 % de origen industrial (BIOMA, 1991). Adicionalmente, cabe acotar la ausencia de una cultura ambiental que favorezca comportamientos y actitudes responsables con el ambiente tanto de la población como de los decisores a nivel local, lo cual evidencia la deficiente educación ambiental, lo que trae aparejado la generación de impactos ambientales ya que la producción y el manejo de los residuos sólidos se vuelven cada día más grave en la mayoría de los países latinoamericanos y particularmente en aquellas regiones donde el crecimiento poblacional es acelerado. Otra faceta del problema es que en la República Bolivariana de Venezuela el crecimiento poblacional urbano y rural no ha ido acompañado por una infraestructura adecuada y las medidas necesarias para dar un destino controlado a los residuos y desechos sólidos generados por la población, resultando que su manejo es un problema de salud pública en el ámbito urbano y más aún en ámbito rural. Se estima que en promedio en el país, cada persona produce 850 g de residuos y desechos sólidos por día. Si se agregan los residuos y desechos sólidos de 1 �comercios, hospitales y servicios, la cantidad aumenta en 25 - 50 % y alcanza hasta 1,2 kg por persona/día (ADAN, 1999). Son extensas y complejas las actividades vinculadas con el manejo de los residuos y desechos sólidos, desde sus fuentes de producción y generación, formas de almacenamiento y acopio, tipos de sistemas de recolección, transporte y transferencia, técnicas de recuperación, reutilización, reciclaje, aprovechamiento y procesamiento, hasta sus métodos de disposición final. Las evidencias mundiales indican que son muchos los avances sobre la materia del manejo integral y sostenible de los residuos y desechos sólidos y muy claramente definen dos sistemas de recolección: recolección tradicional y recolección selectiva. De los 338 municipios que existen en la República Bolivariana de Venezuela, con sus diferencias regionales, físicas, económicas y poblacionales, 89 poseen menos de 20.000 habitantes, para un total de 1.212.401 habitantes, mientras los 6 municipios mayores agrupan 6.921.969 habitantes. Esto da una idea de lo difícil que es establecer una estrategia, tanto para los municipios pequeños que generan menos residuos y desechos sólidos, como para la producida por los que superan el millón de habitantes, pero que no presentan, en muchos casos, infraestructuras urbanas adecuadas por ser áreas subintegradas. Se desea que casi la totalidad de los desechos y residuos sólidos producidos en las grandes ciudades del país sea dispuesta en rellenos controlados. Aunque el 80 % de los desechos y residuos sólidos del país permanecen a cielo abierto y solo un porcentaje reducido es separado informalmente para ser reciclado por algunas empresas. Las ciudades pequeñas generalmente planifican y desarrollan sus sistemas de aseo urbano con soluciones locales. En cambio, las ciudades grandes, densamente pobladas y urbanizadas, presentan problemas que sobrepasan los límites municipales, como son la escasez de áreas para la disposición final de los desechos y residuos sólidos, conflictos en el uso del terreno con la población establecida alrededor de las instalaciones para el tratamiento y destino final, exportación de los desechos y residuos sólidos a municipios vecinos, vertederos que contaminan los escasos recursos hídricos, entre otros. 2 �En la República Bolivariana de Venezuela la composición de los desechos y residuos sólidos es similar a la de otros países, salvo por los abundantes desechos de plástico. Asimismo, la composición de los desechos domésticos es parecida en las distintas ciudades del país; destacándose altos niveles de plástico y de vidrio (ADAN, 1999). En líneas generales, los desechos domésticos contienen más del 50 % de restos orgánicos. Según la normativa vigente, los desechos sólidos de origen doméstico no clasificados como peligrosos, deben ser dispuestos en un relleno sanitario que cuente con recolección y tratamiento de gases y lixiviados; sin embargo, la mayoría de los desechos se disponen en sitios que no cumplen estas normas, donde se queman los gases y no se tratan los líquidos tóxicos que resultan de la descomposición. La solución a este problema requiere un enfoque técnico integrado que incluya todas las etapas del proceso, comenzando por la enseñanza de valores y comportamientos adecuados y responsables de los ciudadanos con el entorno, hasta la creación de vertederos que cumplan con las condiciones para su explotación generando el mínimo impacto ambiental. No obstante prevalece la escasez de políticas públicas que permitan una cohesión entre los distintos actores de la sociedad, los organismos competentes y las instituciones comunitarias organizadas, para la búsqueda de soluciones coherentes y solidarias sobre los problemas ambientales en común. La puesta en marcha de un sistema de recolección selectiva en el marco del manejo integral y sostenible de los residuos y desechos sólidos puede contribuir a mejorar las condiciones de vida de las comunidades y de su entorno local. En tanto exista vida humana siempre van a existir residuos, porque son el resultado de nuestra necesidad de producir y consumir. Pero a diferencia de lo que ocurría en el pasado, hoy la población humana genera una cantidad de residuos sin precedentes. El impacto ambiental de la sociedad alcanza niveles alarmantes. Se debe tener presente que no todos los componentes del residuo son reciclables, algunos tipos de envases por contener en su composición varios materiales fuertemente adheridos no son recuperables, otros por encontrarse sumamente sucios, entre otros, deberán tener una disposición sin otra utilidad. Por esta razón se deberá contemplar un sitio para su soterramiento controlado en un relleno sanitario. 3 �Existe un porcentaje de residuos de tipo patológicos, como pañales descartables, remedios vencidos, entre otros; que requieren una disposición final sumamente controlada. El diseño de la disposición controlada de los residuos y desechos sólidos dependerá del lugar geográfico y será tanto más costoso en la medida que aumente la permeabilidad del suelo, el tamaño del mismo, el clima local entre otros. Una disposición final será más apropiada ambientalmente con menores complicaciones operativas cuanto más inertes sean los materiales a disponer. El hecho de eliminar el significativo porcentaje de materia orgánica 50 % en promedio de todo el peso de los residuos, con su elevado contenido de humedad, reduce sustancialmente los costos de gestión de la fracción residual que deba disponerse, por no tener utilidad. El municipio Mauroa ubicado en el estado Falcón no escapa a la realidad general del país, no cuenta con una metodología apropiada para el manejo y disposición final de los desechos y residuos sólidos; el efecto más obvio del manejo inadecuado de los desechos sólidos es la degradación del ambiente, el deterioro estético de la ciudad y del paisaje natural, así como también el desorden urbano. Otra consecuencia importante es la generación de enfermedades que repercuten en la población. El gobierno municipal de Mauroa posee una estructura organizativa, recursos humanos, financieros y técnicos propios y unidades de ingeniería, que cumplen, más que todo, funciones de vigilancia municipal y tributaria. En ese contexto lo que más se necesita es de un apoyo técnico extra que realicen estudios que den solución al método de disposición final que mejor se adapta a sus necesidades y sobre todo que esté acorde a los recursos que la municipalidad posee, sobre todo en el aspecto económico. Si consideramos que el suelo es el soporte físico de las actividades constructivas como el caso del relleno sanitario, la geología permite el conocimiento de las características y propiedades del suelo ya que considera la información de las condiciones climáticas, aspectos litológicos, geomorfológicos, geodinámicos y geohidrológicos. El problema que se plantea está en función de conocer ¿Cuál es la alternativa de ubicación más adecuada geológicamente para el relleno sanitario manual de la 4 �parroquia Mene de Mauroa de acuerdo al análisis comparativo y la confiabilidad de los métodos aplicados? El objetivo principal de este estudio es seleccionar mediante criterios técnicos geológicos el mejor sitio para ubicar un Relleno Sanitario Manual para la disposición final de los desechos sólidos generados en la parroquia Mene de Mauroa. Para lograr este objetivo, se han definido los siguientes objetivos específicos como lo son: • Identificar áreas alternativas para ubicar un espacio que permita realizar el posterior diseño de un relleno sanitario manual, que contribuya a resolver la problemática de la disposición final de los desechos sólidos de la parroquia Mene de Mauroa; • Utilizar criterios de comparación y evaluación técnica y legal para categorizar las alternativas seleccionadas y • Elegir la mejor alternativa de ubicación en base a un sustento técnico y legal La alternativa de ubicación más adecuada de un relleno sanitario manual para la disposición final de los residuos sólidos de acuerdo a la realidad urbana de la parroquia Mene de Mauroa va a depender de la evaluación planteada por los métodos reconocidos por el Ministerio del Poder Popular para la Vivienda, Hábitat y Ecosocialismo. Dada la problemática que se tiene con los residuos sólidos en el municipio Mauroa, parroquia Mene de Mauroa con la disposición final o tratamiento adecuado de estos residuos, es posible disminuir el impacto a la salud humana y al ambiente generado por esta clase de residuos evaluando la mejor alternativa que logre solucionar, adecuadamente, el problema de la disposición final de estos residuos, identificando áreas alternativas por medio de la evaluación geológico ambiental para ubicar el espacio óptimo que permitan realizar el posterior diseño de un relleno sanitario manual, que contribuya a resolver la problemática de la disposición final de los desechos sólidos de la parroquia. Los métodos de evaluación para determinar la mejor alternativa de ubicación del relleno sanitario manual, los costos en cuanto a la inversión de la infraestructura a construir así como la operación del relleno sanitario manual y el índice de 5 �confiabilidad de cada método aplicado; son las variables dependientes de la investigación. El proceso se inicia con una revisión bibliográfica, cuyo objetivo es establecer claramente los lineamientos básicos como lo son los requerimientos geológicos, hidrogeológicos, hidrológicos, geomorfológicos, arqueológicos, urbanísticos y ecológicos, establecidos por estudios previos y por normativas vigentes a nivel nacional que se considerarían posteriormente en esta investigación, como guía para determinar la aptitud de sitios para la disposición de desechos y residuos sólidos. Posteriormente se llevó a cabo la recopilación de datos geológicos, hidrogeológicos y cartográficos digitales auxiliados por las mediciones con GPS, información toda que será tratada a través de un Sistema de Información Geográfica. Una vez obtenidos los datos se utilizaron para desarrollar polígonos y polilíneas de las carreteras que conducen a cada sitio que fueron analizados. Es por ello que se propone realizar un estudio geológico que permitirá declarar la factibilidad del uso del área para el diseño de un relleno sanitario manual en la parroquia Mene de Mauroa, municipio Mauroa, estado Falcón, como el método de disposición final más conveniente, principalmente porque estos rellenos necesitan de poco mantenimiento y conocimientos técnicos para operarlo, tienen un costo relativamente bajo, pudiendo de esta manera proporcionar y cumplir con las necesidades de conservar la salud pública y el bienestar social, así como la obligatoria conservación del ambiente. La factibilidad de uso de área para relleno sanitario se sustenta en la evaluación geológica, lo cual significa fijar todos los aspectos técnico- ambientales: ubicación, accesibilidad, topografía, condiciones geológicas, climáticas, hidrológicas superficiales y subterráneas, seguridad física y los aspectos condicionantes: seguridad aérea, integridad de los recursos naturales y bienes culturales, infraestructura existente, los proyectos de desarrollo urbano, regional y nacional, entre otros. Las normas sanitarias vigentes exigen condiciones básicas para definir la factibilidad de uso del área, lo que permite realizar un análisis de variables que influyen a la hora de prevenir el impacto negativo al ambiente y a la salud pública. Para ello se parte de la premisa que un relleno sanitario involucra los tres medios bajo los que 6 �existe la vida, que son: suelo, aire y agua, por tanto es vital evaluar las características específicas de la zona de estudio, debiéndose definir y valorar dichas características de modo que se obtenga una evaluación lo más objetiva y técnicamente aceptable. 7 �CAPÍTULO I - BASAMENTO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN 1.1 Introducción 1.2 Estado del arte 1.3 Marco legal 1.4 Descripción general del municipio beneficiado 1.5 Conclusiones 1.1 Introducción El problema de la explosión demográfica y el desarrollo tecnológico ha estimulado un cambio en los hábitos de consumo de la población, incidiendo en la generación de grandes cantidades de residuos sólidos en los centros poblacionales, rebasando la capacidad de la naturaleza para neutralizar los problemas de contaminación ambiental que se asocian con la disposición final de los mismos, dada su incidencia directa en la salud de la población y en los diferentes elementos del ambiente (aire, agua, suelo), incluyendo los problemas de queja pública y del deterioro de la estética, cuando no se cumple con los requerimientos que permitan controlarlos adecuadamente, es importante señalar en el proyecto la estrecha relación entre teoría, el proceso de investigación y la realidad o entorno. 1.2 Estado del arte El proceso de los desechos sólidos tiene su punto de partida en la generación de materiales orgánicos e inorgánicos, que una vez utilizados por nosotros pierde su utilidad o su valor, es decir son almacenados en espera de ser recolectados por el servicio de aseo urbano que los concentran en los carros para ser llevados al sitio de disposición final, que es el lugar donde se depositan para compactarlos y construir así el relleno sanitario. El área donde se ubicará el relleno sanitario en una comunidad, debe ser suficiente para permitir que la vida útil sea compatible con la producción proyectada de residuos sólidos a disponer en el mismo. Este criterio se calificará en función de la cantidad de residuos sólidos que se puedan disponer. El diseño, construcción y operación de los rellenos sanitarios representan factores que la autoridad ambiental de cada comunidad tiene que vigilar lo que incluye la supervisión y control del emplazamiento de estos sitios de disposición final, aspecto 8 �poco desarrollados en nuestro país y de vital importancia para la calidad ambiental de su entorno. La selección de un sitio es el primer paso en el diseño de un relleno sanitario; la adecuada planeación del proceso de selección es vital para asegurar que el diseño cumpla con todos los requerimientos que aseguren su adecuada ubicación y futura operación. Para ello se conjugan factores técnicos, ambientales, económicos, sociales y políticos, con el fin de que la disposición de residuos afecte en lo menor posible el ambiente. La factibilidad de uso de área para relleno sanitario se sustenta en la evaluación geológica, lo cual significa fijar todos los aspectos técnico ambientales: ubicación, accesibilidad, topografía, condiciones geológicas, climáticas, hidrológicas superficiales y subterráneas, seguridad física; y los aspectos condicionantes: seguridad aérea, integridad de los recursos naturales y bienes culturales, infraestructura existente, los proyectos de desarrollo urbano, regional y nacional, entre otros razón por la cual se necesita una recopilación, análisis y síntesis de trabajos e investigaciones realizadas por diversos autores. Allende, T. (2005) en su Estudio Geológico - Geotécnico en los Proyectos de Relleno Sanitario, considera que el suelo es el soporte físico de las actividades constructivas como el caso del relleno sanitario. La geología permite el conocimiento de las características y propiedades del suelo y los estudios geológicos consideran la información de las condiciones climáticas, aspectos litológicos, geomorfológicos, geodinámicos e hidrogeológicos. Las condiciones climáticas se convierten en un parámetro que puede vulnerar la estabilidad de una obra sanitaria, como tanto en aquellas ubicadas en regiones de alta precipitación como las sometidas a la acción del viento en direcciones no compatibles con la ubicación de los centros urbanos y áreas de reserva natural. Los aspectos físicos como la vegetación, el clima, la hidrografía, los suelos y la tectónica del área definen la forma del relieve como parámetro para la implantación de un relleno sanitario. Los aspectos litológicos definen la naturaleza de los materiales suelo y/o roca, siendo el suelo un material factible para un relleno sanitario y como material de cobertura. En este sentido, son importantes las características del suelo, 9 �reconociendo los aspectos físicos, la profundidad, textura, estructura, característica hídricas y las propiedades físicas del suelo como el drenaje interno, porosidad, permeabilidad, consistencia y plasticidad, para definir el área factible de un relleno sanitario. En lo posible, el área factible debe estar conformada por suelos limo arcillosos y areno arcillosos, con porosidad y permeabilidad baja para evitar la infiltración de las aguas pluviales y de los lixiviados, tener una consistencia y plasticidad para mantener la estabilidad y permitir la excavación del suelo. Los aspectos geomorfológicos permiten comprender las diferentes geoformas de la corteza terrestre y permiten ubicar el terreno factible. Así áreas ubicadas en zonas de llanuras de inundación, cárcavas, conos aluviales de las quebradas no son recomendables. Mientras en las llanuras, laderas de colinas y depresiones, tienen condiciones para la implantación de un relleno sanitario. La geodinámica define los aspectos de seguridad física del área y define los riesgos naturales. De esta manera, toda obra constructiva ubicada en la superficie terrestre puede ser afectada por los fenómenos naturales asociados a los procesos de remoción de masa, procesos fluviales, procesos glaciares, sísmicos y volcánicos. Los aspectos hidrogeológicos pueden definir el riesgo de la contaminación de las aguas subterráneas debido a la instalación de un relleno sanitario. En este sentido, las bondades de los aspectos geohidrológicos para una obra de relleno sanitario dependerán de los factores: hidrográficos, geológicos, topográficos, del suelo y de vegetación. Guadalupe, E., et al., (2002) en su trabajo Estudio Geológico – Geotécnico para el Relleno Sanitario de Machu Picchu y Pueblos Aledaños El Santuario Histórico de Machu Picchu, así como los pueblos de Ollantaytambo, Urubamba, Guayllabamba y Yucay, presentan una gran problemática para la disposición final de los desechos sólidos que se generan. Estos desechos crean focos de infección por su tratamiento inadecuado, contaminando el Valle Sagrado de los Incas, el río Urubamba y otros lugares. Razón por la cual, se ha proyectado un Relleno Sanitario Manual en el área de Yuncacha Huayco, en el distrito de Urubamba, para lo cual se presenta el Estudio Geológico - Geotécnico, que abordará los temas de geomorfología, estratigrafía, geología económica, suelo, subsuelo, condiciones de cimentación, análisis de estabilidad de taludes, diseño antisísmico y otros. 10 �En los resultados de esa investigación se presenta un proyecto para construir un relleno sanitario manual, para lo cual se han realizado los estudios básicos valorando la topografía, la geología en sus diversos aspectos, la geomorfología, estratigrafía, tectónica, petrografía, geología económica, geotecnia, hidrología e hidrogeología, proponiendo finalmente recomendaciones para la construcción del relleno sanitario, que es una obra de gran prioridad en la zona, ya que Machu Picchu tiene un flujo de miles de turistas que generan divisas y es necesario evitar la contaminación del Valle Sagrado de los Incas y por ende el deterioro de la imagen del país. Fernández I., (2010) en su trabajo Diseño y Factibilidad de Relleno Sanitario Manual para el municipio de La Libertad, Departamento de La Libertad. Analiza los problemas ocasionados por un inadecuado manejo de los residuos que están afectando, tanto a las grandes ciudades y sus zonas marginales, como a las poblaciones rurales. En muchos municipios, el manejo empírico del servicio de aseo, se realiza con una evidente falta de criterios técnicos, económicos y sociales, ocasionando que este servicio carezca de una adecuada planificación y organización, traduciéndose en altos costos de funcionamiento, que las mismas municipalidades han tenido que subsidiar consumiendo buena parte de su presupuesto. Un relleno sanitario constituye una solución a esta problemática, pues es una técnica de eliminación final de los desechos sólidos en el suelo, que no causa molestia ni peligro para la salud y seguridad pública; tampoco perjudica el ambiente durante su operación ni después de terminado el mismo, utiliza principios de ingeniería para confinar la basura en un área lo más pequeña posible, cubriéndola con capas de tierra diariamente y compactándola para reducir su volumen. Además, prevé los problemas que puedan causar los líquidos y gases producidos en el relleno, por efecto de la descomposición de la materia orgánica. En la investigación se incluye la recopilación de información, datos, parámetros, cálculos y análisis que plantean una propuesta del diseño y la factibilidad para la construcción y operación de un relleno sanitario manual para el municipio de La Libertad, ubicado en el departamento de La Libertad. Este relleno sanitario es un proyecto de ingeniería más, destinado a la disposición sanitaria y ambientalmente segura de los residuos sólidos que se generan en dicho municipio, de acuerdo con 11 �los principios y métodos de la ingeniería sanitaria y ambiental, ayudando a resolver en gran parte de los problemas que se generan por la inadecuada disposición de los residuos sólidos, tomando en cuenta una buena planeación desde las etapas iniciales de diseño, hasta las de su clausura. Bautista, M. y otros. (2010) en su Guía para la Selección de Sitios Potenciales para la Ubicación de Rellenos Sanitarios por el Método de Peso y Escala. Con el uso de algebra de mapas, actualmente uno de los temas que mayor discusión genera en el ámbito de ambiente, conservación y desarrollo sustentable, es el relacionado con la construcción de rellenos sanitarios en lugares adecuados. En nuestro país se han documentado varios ejemplos de rellenos sanitarios que, por su mala ubicación, generan grave contaminación; por mencionar tan solo un caso, está el de Tlanepantla, estado de México, en el cual se produce contaminación al aire por escape de biogas en zonas urbanas y se seguirá produciendo en los próximos años. En la guía se plantea que en la evaluación y selección de sitios para construir un relleno sanitario, es necesario realizar un análisis de variables que influyen a la hora de prevenir el impacto negativo al ambiente y a la salud pública; por ello, se considera que un relleno sanitario involucra, los tres medios bajo los que existe la vida: suelo, aire y agua. Por tanto, es importante evaluar las características específicas de la zona de estudio, debiéndose definirlas y valorarlas de tal modo que se obtengan los resultados más objetivos y técnicamente aceptables para la autoridad ambiental competente. Finalmente se propone el uso de esta guía en evaluaciones preliminares de selección de sitios potenciales para relleno sanitario; la que contempla 15 factores o variables del terreno, como son: drenaje superficial, topografía, vocación y uso de suelo, acceso, zonas urbanas, recursos hídricos, peligros hidrometeorológicos, entre otros temas. Dichas variables son sometidas a un sistema de valorización por el método de peso y escala -que consiste en la confrontación de variables- de modo que se pueda dar prioridad, ordenando los sitios con base en el cumplimiento de las mejores condiciones. Este trabajo, realizado en gabinete con la información de que disponen las instituciones públicas y privadas que forman parte del Sistema de Información Territorial del Estado de Jalisco (SITEJ) permite valorar los predios y preseleccionar aquellos que presenten las mejores condiciones para la ubicación de un relleno 12 �sanitario y, así, hacer búsquedas en campo más eficientes y exitosas. Es decir, la presente guía sólo busca aportar elementos de juicio, elementos técnicos preliminares, con base en la normatividad vigente, para facilitar la toma de decisiones en la elección del sitio de confinamiento. Por tanto, una vez identificado el potencial del terreno, dichos sitios deberán ser visitados y analizados a detalle mediante los estudios específicos requeridos en los proyectos ejecutivos, entre los cuales destacan: topografía a detalle y mecánica de suelos, entre otros. Villarosa G. et al., (2009) en su investigación Evaluación de Sitios para la Localización de un Relleno Sanitario, la que constituye el primer Informe de las actividades desarrolladas por el INIBIOMA, cumpliendo con los términos de la Asesoría Institucional Cierre del actual Vertedero de Aluminé y propuesta de Plan de Manejo de residuos sólidos urbanos (RSU) en el marco del acuerdo subscrito entre el CONICET y el Gobierno municipal de la localidad de Aluminé, presenta los resultados obtenidos y las metodologías empleadas en la primera etapa de la asesoría cuyos objetivos han sido: iniciar las tareas para identificar sitios aptos para emplazar un relleno sanitario para la localidad de Aluminé y abordar el diseño de un plan de gestión de los residuos sólidos urbanos que incluya aspectos tales como el tratamiento de los pasivos ambientales generados (Parte II: Diagnóstico de los Sistemas de Gestión, Tratamiento y Disposición Final de los Residuos Sólidos Urbanos de la localidad de Aluminé). Para dar cumplimiento a estos dos objetivos se avanzó en la identificación de sitios adecuados mediante técnicas de Evaluación Multicriterio con herramientas SIG y teniendo en cuenta especialmente a aquellos sitios que han sido indicados como de interés para el municipio, alguno de los cuales cuenta con estudios previos. Se incluyen los mapas temáticos de vegetación, suelos, geología, hidrología, rutas y caminos y de pendientes que forman parte de la caracterización del medio natural y que constituyen la base para la elaboración del mapa de aptitud con la aplicación de la Evaluación Multicriterio (EMC), integrada en un SIG. Se presentan los resultados de la primera evaluación de aptitud en donde se han definido las restricciones. En forma simultánea, se trabajó en el Plan de manejo de RSU para la localidad. Se procedió a realizó un diagnóstico de situación, que incluye el muestreo de residuos para su caracterización (secos / húmedos / materiales recuperables / fracción menor 13 �a 50 mm), la identificación de las corrientes residuales y la determinación de la tasa de generación consolidada (urbana, domiciliaria) y su proyección a 20 años. A su vez, se presentan los resultados obtenidos sobre el diagnóstico del sistema de higiene urbana (costos y presupuestos, indicadores de eficiencia, aspectos institucionales y operativos). Se incluyen recomendaciones sobre las medidas urgentes a implementar en el actual vertedero y pautas para la separación de residuos en origen para una gestión más racional y ambientalmente sustentable hasta tanto se tenga la localización del futuro relleno sanitario y el municipio haya aceptado la propuesta del plan de gestión que se está elaborando en el marco de la presente asesoría. García K et al., (2009) en su trabajo Selección Técnica, Económica y Ambiental de un Sitio para la Ubicación del Relleno Sanitario del Municipio de San Antonio de Oriente, Honduras. El manejo inadecuado de los residuos sólidos afecta tanto a las grandes ciudades como a las pequeñas poblaciones rurales de los países en vías de desarrollo. Las principales causas de estos problemas son las deficiencias de criterios técnicos, económicos, ambientales y sociales. La ausencia de estos criterios limita la capacidad de las comunidades de manejar adecuadamente el problema de residuos sólidos. Esta problemática ocasiona que el servicio carezca de una adecuada planificación y organización lo cual incrementa los costos de funcionamiento y hace que las municipalidades tengan que subsidiar (Jaramillo, 1991). La producción y el manejo de los residuos sólidos se vuelven cada día más grave, en la mayoría de los países latinoamericanos y particularmente en aquellas regiones donde el crecimiento poblacional es acelerado. El problema es aún mayor en las áreas urbanas debido a la alta concentración poblacional, el desarrollo industrial, los cambios de hábitos de consumo y el cambio en el nivel de vida (Trajo, 1994). Según la Organización Panamericana de la Salud, la importancia de los residuos sólidos como causa directa de enfermedades no está bien determinada, sin embargo, se les atribuye una incidencia en la transmisión de algunas enfermedades, al lado de otros factores principalmente por vías indirectas como la contaminación del agua subterránea y aire (Jaramillo,1991). Según la municipalidad de San Antonio de Oriente, la situación del manejo de residuos sólidos en el municipio se encuentra en un estado crítico. Los residuos se 14 �acumulan en las orillas de las carreteras, calles y quebradas o se queman a cielo abierto sin control, no existen equipos de recolección ni servicio de tren de aseo. No se dispone de un sitio para la disposición final, solamente botaderos a cielo abierto que son criaderos de moscas y zancudos, al mismo tiempo se contamina el ambiente. Sumado a esto cabe destacar los limitados fondos con los que cuenta la Alcaldía Municipal de San Antonio de Oriente y la falta de iniciativa de los habitantes (Alcaldía del municipio de San Antonio de Oriente, s.f). En el municipio de San Antonio de Oriente la alcaldía municipal a través de la gestión realizada por la unidad municipal ambiental ha priorizado la problemática de la basura como uno de los factores que más genera contaminación en el término municipal. Es por ello que conjuntamente con el apoyo de sectores institucionales y actores locales ha iniciado un proceso de saneamiento ambiental dirigido a reducir los índices de contaminación provocados por el manejo inadecuado de los residuos sólidos. En este sentido la alcaldía debe incorporar en el proceso a representantes de la sociedad civil para que de manera integrada asuman la responsabilidad de brindar un correcto manejo de los residuos que se generan en la aldea más poblada del municipio: la aldea de El Jicarito. Para ello, se formó un grupo que encarará este compromiso, llamado: Comité Municipal de Desechos Sólidos de San Antonio de Oriente “COMADES – San Antonio de Oriente” (Municipalidad de San Antonio de Oriente, s.f). El comité municipal de desechos sólidos de San Antonio de Oriente solicitó apoyo a la escuela agrícola panamericana zamorano, para poder realizar la cuantificación de residuos sólidos del municipio y así mismo encontrar un sitio que cumpla con parámetros técnicos, ambientales y económicos para la construcción del relleno sanitario del municipio. Sánchez J et al., (2008) en su trabajo Criterios Ambientales y Geológicos Básicos para la Propuesta de un Relleno Sanitario En Zinapécuaro, Michoacán, México. Explican que el municipio de Zinapécuaro ubicado a 50 km de la ciudad de Morelia, Michoacán no está exento de los problemas de la disposición de los residuos sólidos urbanos generados por sus 14 547 habitantes; actualmente dichos residuos se depositan en un área que no cuenta con las especificaciones técnicas de un sitio de disposición, lo que genera alteraciones al medio como son: contaminación visual y del suelo, malos olores, generación de fauna nociva y degradación del recurso 15 �hídrico, entre los más significativos. La disposición inadecuada de los residuos en el municipio de Zinapécuaro es un problema vigente que debe ser tratado con urgencia. Por lo anterior, el objetivo central del presente estudio se enfocó a realizar una propuesta técnica básica, donde se señalan los elementos para la selección del sitio y los principios de diseño para la construcción de un relleno sanitario. Los trabajos de investigación se basaron en la Norma Oficial Mexicana NOM 083– SEMARNAT–2003 y las Normas Técnicas Mexicanas (NMX) que marcan los lineamientos para la caracterización de los residuos generados en una comunidad. Como resultado de la aplicación de dichas normas, se determinó que la categoría del sitio de disposición final es tipo “C”; que la densidad de población del municipio para el año 2000 fue de 94 habitantes por km 2, lo que se traduce en un incremento en la generación per cápita de residuos y que con base en el análisis estadístico realizado al muestreo de los residuos sólidos, se determinó que la generación promedio es de 0.62 kg / hab / día y su peso volumétrico es de 252.54 kg/m 3. Se identificaron cuatro unidades litológicas: rocas basálticas y depósitos volcanoclásticos del Terciario Superior y Cuaternario; así como depósitos lacustres y aluviales del Cuaternario que coronan la secuencia litológica. Es importante remarcar que las autoridades del municipio mostraron interés en aprovechar estructuras abandonadas de minas a cielo abierto donde eran explotados materiales pétreos para la construcción. Por lo anterior, el sitio Francisco Villa cumplió con las especificaciones técnicas que marca la normatividad para un sitio tipo C, aunque resultaría conveniente realizar otros estudios de mayor detalle para complementar la presente propuesta. Umaña J. et al., (2002) en su investigación sobre los Método para la Evaluación y Selección de Sitios para Relleno Sanitario. Indican que para la evaluación y selección de sitios para construir un relleno sanitario es necesario realizar un análisis de variables que influyen a la hora de prevenir el impacto negativo al ambiente y a la salud pública. Para ello se parte de la premisa que un relleno sanitario involucra los tres medios bajo los que existe la vida, que son: suelo, aire y agua, por tanto es vital evaluar las características específicas de la zona de estudio, debiéndose definir y valorar dichas características de modo que se obtenga una evaluación lo más objetiva y técnicamente aceptable para los gobiernos Locales. 16 �Es así como se ha elaborado una ficha sencilla y fácil de utilizar tanto en evaluaciones preliminares como en estudios completos de selección de sitio para relleno sanitario que contempla 19 factores de campo (variables) como son: permeabilidad, nivel freático, drenaje superficial, tipo de suelo, topografía, vocación y uso de suelo, material de cobertura, aceptación social, facilidad de acceso, distancia de recorrido, incidencia de vientos, cercanía a zonas urbanas y el costo de terreno, entre otras. Dichos factores de campo fueron sometidos a un sistema de valorización por el método de peso y escala que consiste en la confrontación de variables de modo que se pueda dar prioridad de acuerdo al orden de importancia obteniéndose una escala de valores sobre la base de 100, que es útil para pesar la variable que luego fue dividida en 5 ponderaciones que van desde la condición más desfavorable del factor de campo hasta el ideal, correspondiendo a cada uno la quinta parte del valor obtenido (n/5, en donde n adopta el valor de 1 a 5) por su importancia en la matriz de peso y escala. Con este instrumento se pretende facilitar la investigación de campo, que requiere por supuesto identificar primeramente el área de estudio, estableciendo las zonas posibles de acuerdo a los mapas topográficos (altimétricos), geológicos e hidrogeológicos, que muchas veces ya existen y se encuentran en diferentes escalas, que para la zonificación son suficiente en escala 1:25.000, permitiendo identificar sitios preferiblemente en las zonas geológicas donde se identifican suelos terciarios, los cuales son visitados y evaluados con los criterios generales como son: uso de suelo, tipo de acceso, distancia de recorrido y cercanía a viviendas, llegando a seleccionar al menos tres sitios que son sometidos a la evaluación según la ficha de selección, con la cual se obtiene la mejor opción con la que cuenta el municipio. Al analizar los trabajos de investigación se puede decir que la evaluación de parámetros es un apartado de concentración y análisis de la información, con el fin de obtener los datos de diseño necesarios para realizar el proyecto de relleno sanitario, que la caracterización en detalle del sitio seleccionado y el diseño deben ser referenciados con estudios de ingeniería que describan las características del sitio seleccionado que el conocimiento del ambiente donde va a funcionar el relleno sanitario ayuda a identificar los posibles factores sensibles a afectaciones de los 17 �factores físicos, bióticos, socioeconómicos y ambientales que posteriormente se deben ampliar, en el estudio de impacto ambiental correspondiente. La Asociación para la Defensa del Ambiente y de la Naturaleza (ADAN), (1999), expresa que: “la recolección selectiva consiste en la separación, en la propia fuente generadora, de los componentes que pueden ser recuperados, mediante un acondicionamiento distinto para cada componente o grupo de los componentes” (p.134.) Al implementar este sistema con un modelo de gerencia ambiental bajo los mejores criterios de los procesos de transformación estratégica, se mejoran las condiciones y calidad de vida de la población, al revalorizar, industrializar, mercadear y comercializar dichos materiales (residuos) como materia prima para su reducción, reutilización y/o reciclaje. La recolección selectiva de residuos y desechos sólidos, se realiza con la recolecta de los residuos, en sus mismas fuentes de generación, previamente seleccionados, para su posterior depósito, transferencia y/o transporte de forma separada a las plantas de segregación, reciclaje y/o procesamiento. Tchobanoglous, G. et al. (1994). El su trabajo sobre la Gestión Integral de Residuos Sólidos expresan que la recolección tradicional de residuos y desechos sólidos que se realiza con la recolecta de los desechos, en sus fuentes de generación, de forma mezclada para luego ser transferidos y/o transportados a los sitios de disposición y/o tratamiento final y trae consigo problemas de vida local, peligros de contaminación del ambiente y riesgos para la salud pública; cuando no se realiza con los mejores criterios de gerencia ambiental. CMMAD (1987). Informe Brundtland. Es un informe que enfrenta y contrasta la postura de desarrollo económico actual junto con el de sostenibilidad ambiental, realizado por la ex-primera ministra de Noruega Gro Harlem Brundtland, con el propósito de analizar, criticar y replantear las políticas de desarrollo económico globalizador, reconociendo que el actual avance social se está llevando a cabo a un costo ambiental alto. El informe fue elaborado por distintas naciones en 1987 para la ONU, por una comisión encabezada por la doctora Gro Harlem Brundtland, entonces primera ministra de Noruega. Originalmente, se llamó Nuestro Futuro Común (Our Common Future, en inglés). En este informe se utilizó por primera vez el término desarrollo 18 �sostenible (o desarrollo sustentable), definido como aquel que satisface las necesidades del presente sin comprometer las necesidades de las futuras generaciones. Implica un cambio muy importante en cuanto a la idea de sustentabilidad, principalmente ecológica y a un marco que da también énfasis al contexto económico y social del desarrollo. VITALIS (2013). La organización no gubernamental venezolana VITALIS presentó su balance anual sobre la situación ambiental del país, en el cual participaron 91 especialistas. El estudio identificó 65 problemas ambientales entre los cuales destaca la débil gestión integrada de los recursos hídricos, la contaminación atmosférica de las principales ciudades del país, el inapropiado manejo de los residuos y desechos sólidos, el vertido de hidrocarburos y el mal manejo de los árboles en las ciudades, entre otros. El reporte de VITALIS incluyó a profesionales de diversas disciplinas de 19 estados del país y abordó también los logros de la gestión pública y privada, entre los cuales reconocieron la declaratoria de no fumar en espacios cerrados, la ampliación de la red de voluntarios del ambiente, el desarrollo de campañas masivas de reciclaje y la creación del Plan Nacional de las Aguas, entre otros. Según Diego Díaz Martín, Presidente de VITALIS y jefe de Estudios Ambientales de la UNIMET, “este estudio es un aporte para la planificación y gestión ambiental pública y privada, y pretende centrar la atención de las autoridades competentes en torno a los temas que merecen especial atención en el país”. 1.3 Marco legal La política ambiental venezolana está enmarcada entre los instrumentos legales que definen los principios rectores en materia ambiental y se dispone mediante una organización jerárquica. Se cita, en primer lugar, la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela del año 1999, que constituye la fuente primaria del derecho administrativo, civil, penal y ambiental y, en segundo lugar, la Ley Orgánica del Ambiente. En la misma escala se encuentran las demás leyes orgánicas y la Ley Penal del Ambiente. Seguidamente, se encuentran las leyes comprendidas dentro del Código Civil, las cuales son enriquecidas por los reglamentos, decretos y resoluciones que amplían con mayor detalle aspectos específicos expuestos en las anteriores. 19 �Los principios rectores en materia de política y administración del ambiente aparecen expresados dentro del texto de la Ley Orgánica del Ambiente. La Política Ambiental del Estado comprende las distintas estrategias y procedimientos de orden político, jurídico, financiero y administrativo, que abarcan los siguientes aspectos fundamentales:  Prevención: referida a la conservación, defensa y protección del ambiente.  Recuperación y restauración del ambiente: son las medidas de restauración y obligaciones administrativas para la realización de obras de conservación.  El mejoramiento de las condiciones ambientales: esto es el saneamiento ambiental y la modificación favorable de las condiciones naturales del espacio.  La represión: aplicación de castigos a quienes incurran en ilícitos ambientales, mediante sanciones administrativas; imposición de multas. medidas precautelativas e incluso medidas privativas de la libertad. En resumen, el Estado dispone de los siguientes instrumentos legales para la gestión ambiental: Constitución de la República Bolivariana de Venezuela. Aprobada en Asamblea Nacional en diciembre de 1999, publicada en Gaceta Oficial Extraordinaria Nº 5.453, el 24 de marzo de 2000. Por primera vez en la historia constitucional de Venezuela, esta constitución incluye un capítulo dedicado a los derechos ambientales. En su Artículo 129, hace mención a la obligatoriedad de la realización de los Estudios de Impacto Ambiental y Sociocultural cuando se trate de actividades susceptibles de generar daños a los ecosistemas. Ley Orgánica del Ambiente, del 26 de junio de 2012. Su objeto primordial es establecer los lineamientos y principios rectores para la conservación, defensa y mejoramiento del ambiente en beneficio de la calidad de la vida. Todo ello dentro de la política de desarrollo integral de la Nación. Ley Orgánica de Procedimientos Administrativos, del 1° de julio de 1981. Es un instrumento legal que permite establecer los procedimientos administrativos y de aplicación de los mismos, es importante porque muchas de las tareas de la administración ambiental correspondiente a las actividades propias de la administración de gestión, tales como autorizaciones para la ocupación del territorio o la vigilancia y el control de las actividades susceptibles de degradar el ambiente; 20 �acciones que son promovidas por personas naturales o jurídicas, públicas o privadas, con fines de diversas índole, pero que, en las materias de competencia de la administración pública, requieren apego a los principios de legalidad y racionalidad administrativa. Esta ley regula los aspectos centrales de la relación entre la administración pública y los particulares y, con base a ello, prevé un conjunto de poderes, prerrogativas y obligaciones de los particulares. Además de regular las formalidades de las actuaciones de la administración pública nacional y descentralizada prevé, en sus disposiciones legales, principios y normas imperativas, que son aplicables al régimen legal ambiental, venezolano en los procedimientos autorizados y sancionatorios. Ley Orgánica para la Planificación y Gestión de la Ordenación del Territorio, del 23 de septiembre de 2005. Su objeto es establecer los principios, criterios, objetivos y las disposiciones que regularán el proceso de ordenación territorial y establecer las disposiciones que regirán la ordenación urbanística y urbana en el territorio nacional, de conformidad con la Estrategia de Planificación, Desarrollo Económico y Social de la Nación. Ley Orgánica de Planificación, del 13 de noviembre de 2001. Tiene por objeto establecer las bases y lineamientos para la construcción, la viabilidad, el perfeccionamiento y la organización de la planificación en los diferentes niveles territoriales de Gobierno, así como el fortalecimiento de los mecanismos de consulta y participación democrática en la misma. Ley Orgánica de Ciencia, Tecnología e Innovación, del 26 de septiembre de 2001. Define como de interés público y general las actividades científicas, tecnológicas y de innovación. Asimismo, determina que, entre otros, la empresa privada es sujeto de esta ley cuando se encuentra relacionada con la generación y el desarrollo de conocimientos científicos y tecnológicos y procesos de innovación y/o se dedique a la planificación, administración, ejecución y aplicación de actividades que posibiliten la vinculación efectiva entre la ciencia, la tecnología y la sociedad. El contenido de esta ley se encuentra muy bien definido en su Artículo 1º, donde cita: “El presente Decreto Ley tiene por objeto desarrollar los principios orientadores que en materia de ciencia, tecnología e innovación, 21 �establece la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela, organizar el Sistema Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación, definir los lineamientos que orientaran las políticas y estrategias para la actividad científica, tecnológica y de innovación, con la implantación de mecanismos institucionales y operativos para la promoción, estímulo y fomento de la investigación científica, la apropiación social del conocimiento y la transferencia e innovación tecnológica, a fin de fomentar la capacidad para la generación, uso y circulación del conocimiento y de impulsar el desarrollo nacional”. Leyes Complementarias son aquellas que, como su nombre indica, complementan a las anteriores, especialmente a la Ley Orgánica del Ambiente, entre las que se incluyen las siguientes: Ley Penal del Ambiente, del 3 de enero de 1992. Surge por mandato de la Ley Orgánica del Ambiente, a fin de garantizar la participación de los bienes jurídicos tutelados por dicha ley. Esto es, la conservación, defensa y mejoramiento del ambiente. Constituye el mecanismo legal para establecer el régimen sancionatorio en caso de que las disposiciones en materia de protección ambiental no sean acatadas. De acuerdo al artículo 1 de esta ley, su objeto es tipificar como delitos aquellos actos violatorios de las disposiciones en materia de conservación, defensa y mejoramiento del ambiente y establecer las sanciones y medidas precautelativas de restitución y de reparación a las que haya lugar. La ley pretende, por un lado disuadir a los transgresores y penarlos en caso de conducta atentatoria contra los valores ambientales, por otro, prevenir la ejecución de actividades que puedan ocasionar daños irreparables al ambiente y, en caso de daños causados, obtener la reparación de los mismos. Ley Forestal de Suelos y de Aguas, del 26 de enero de 1966, declara en su Artículo 3 como de interés público la conservación, fomento y utilización racional de los bosques y de los suelos. En cuanto al agua, para las actividades que requieren utilizar este recurso, la normativa a seguir está contemplada en el Decreto 1.400, Normas sobre la regulación y el control del aprovechamiento de los recursos hídricos y de las 22 �cuencas hidrográficas (Gaceta Oficial Nº 36.013. 2 de agosto de 1996). Las normas contenidas en la Ley Forestal de Suelos y de Aguas y en su Reglamento están dirigidas específicamente a la determinación de los procedimientos para la utilización del recurso (dominio público) y a la protección de la calidad de los cuerpos de aguas y sus zonas protectoras. Los Artículos 17 de esta Ley y 46 de su Reglamento contemplan lo referente a las zonas protectoras que deben ser consideradas bajo las condiciones por ellos señaladas. En cuanto a la intervención de las zonas protectoras de los cuerpos de agua, esta deberá ser aprobada y coordinada con el MPPA (Artículo 48). Ley de Protección a la Fauna Silvestre, del 11 de agosto de 1970. En el Artículo 5 se declara de utilidad pública la conservación y fomento de los recursos que sirvan de alimentación y abrigo a la fauna silvestre. Esta ley identifica en su Artículo 20, Parágrafo 1, las actividades susceptibles de degradar el ambiente, como aquellas actividades que "directa o indirectamente contaminen o deterioren el aire, el agua, los fondos marinos, el suelo o el subsuelo o incidan desfavorablemente sobre la fauna o la flora''. De manera complementaria, el Artículo 21 contempla que en el acto autorizatorio se establecerán las condiciones, limitaciones y restricciones que sean pertinentes. Indica además que "las actividades susceptibles de degradar el ambiente en forma no irreparable y que se consideren necesario por cuanto reporten beneficios económicos y sociales evidentes, solo podrán ser autorizados si se establecen garantías, procedimientos y normas para su corrección'". Ley de Diversidad Biológica, del 24 de mayo de 2000. Es una ley muy completa en cuanto a biodiversidad se refiere. Como lo cita en su Artículo 1º “Esta Ley tiene por objeto establecer los principios rectores para la conservación de la Diversidad Biológica”. Establece en sus dos primeros artículos: En su Artículo 2º cita: “La Diversidad Biológica son bienes jurídicos ambientales protegidos, fundamentales para la vida. El estado Venezolano, conforme a la Convención Sobre la Conservación de la Diversidad Biológica, ejerce derechos soberanos sobre estos recursos. Dichos recursos son inalienables, imprescriptibles, inembargables, sin perjuicio de los tratados internacionales válidamente celebrados por la república”. 23 �Asimismo, el Parágrafo Único del citado artículo indica que “Se declara de utilidad pública la conservación y el uso sustentable de la Diversidad Biológica. Su restauración, el mantenimiento de los procesos esenciales y de los servicios ambientales que estos prestan”. Ley de Tierras y Desarrollo Agrario, del 13 de noviembre de 2001. Tiene por objeto establecer las bases del desarrollo rural integral y sustentable; entendido este como el medio fundamental para el desarrollo humano y crecimiento económico del sector agrario dentro de una justa distribución de la riqueza y una planificación estratégica, democrática y participativa, eliminando el latifundio como sistema contrario a la justicia, al interés general y a la paz social en el campo, asegurando la biodiversidad, la seguridad agroalimentaria y la vigencia efectiva de los derechos de protección ambiental y agroalimentario de la presente y futuras generaciones. Ley de los Consejos Estadales de Planificación y Coordinación de Políticas Públicas, del 20 de agosto de 2002. Tiene por objeto la creación, organización y establecimiento de competencias del Consejo Estadal de Planificación y Coordinación de Políticas Públicas que funcionará, en cada estado, como órgano rector de la planificación de las políticas públicas, a los fines de promover el desarrollo armónico, equilibrado y sustentable. Ley de los Consejos Locales de Planificación Pública, del 1 de junio de 2002. Tiene por objeto establecer las disposiciones y bases para la organización y funcionamiento de los Consejos Locales de Planificación Pública, para hacer eficaz su intervención en la planificación que conjuntamente efectuará Ley de los Consejos Municipales, del 10 de abril de 2006. Tiene por objeto crear, desarrollar y regular la conformación, integración, organización y funcionamiento de los consejos comunales y su relación con los órganos del Estado, para la formulación, ejecución, control y evaluación de las políticas públicas. La ejecución de la actividad está sujeta a una serie de normas legales de carácter ambiental, a saber: El Decreto N° 2.216, sobre las Normas para el Manejo de los Desechos Sólidos de Origen Doméstico, Comercial, industrial o de Cualquier Otra Naturaleza que no sean Peligrosos. 24 �El Decreto N° 2.635 del 22/07/98, sobre Normas para Control de la Recuperación de Materiales de Desechos Peligrosos. El Decreto N° 2.212 del 23/04/92, referente a las Normas sobre Movimiento de Tierras y Conservación Ambiental. El Decreto N° 2.220 del 23/04/92, correspondiente a las Normas para Regular las Actividades Capaces de Provocar Cambios de Flujo, Obstrucción de Cauces y Problemas de Sedimentación. El Decreto N° 2.226 del 23/04/92, sobre Normas Ambientales para la Apertura de Picas y Construcción de Vías de acceso. El Decreto N° 1.400 del 10/07/96, referente a las Normas sobre la Regulación y Control del Aprovechamiento de los Recursos Hídricos y de las Cuencas Hidrográficas. El Decreto N° 2.217 del 23/04/92, correspondiente a las Normas sobre el Control de la Contaminación por Ruido. El Decreto N° 883 del 1/10/95, sobre las Normas para la Clasificación y Control de la Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos y Efluentes Líquidos. El Decreto N° 638 del 26/04/95, referente a las Normas sobre Calidad del Aire y Control de la Contaminación Atmosférica. El Decreto Nº 1.257 del 26 de abril de 1996, referente a las Normas Sobre Evaluación Ambiental de Actividades Susceptibles de Degradar el Ambiente. 1.4 Descripción general del municipio beneficiado El municipio Mauroa es uno de los 25 municipios del estado Falcón, está conformado por 3 parroquias y su capital es Mene de Mauroa, la cual vivió una etapa de desarrollo económico a principios del siglo XX basado en la explotación petrolífera. Debido a su escasa reserva petrolera reconvirtió su economía en la agricultura de regadío, basado en la represa de Matícora, con productos como el pimentón, el ají y las frutas y la ganadería, en especial la caprina. 1.4.1 Geología La cuenca de Falcón se encuentra ubicada al noroeste de Venezuela, limitada por la cuenca de Maracaibo al oeste, al norte por el Mar Caribe y por el surco de 25 �Barquisimeto y la cordillera de La Costa hacia el sur – sureste, presentando unidades litoestratigráficas que van desde el Jurásico Tardío (Formación Pueblo Nuevo), el Cretáceo (Complejo Ultramáfico Tausabana – El Rodeo) hasta las unidades sedimentarias del Paleógeno – Neógeno de la cuenca de Falcón. La cuenca comenzó a formarse a finales del Eoceno debido al desplazamiento hacia el este de la placa caribeña, iniciándose con la depositación del Grupo Agua Negra, el cual es perfectamente correlacionable con la parte superior de la Formación Misoa en la cuenca de Maracaibo y al cierre de este periodo se restringe la sedimentación marina con la facies lutítica de la Formación Cerro Misión. Hacia el Oligoceno se empezó a sedimentar la cuenca en sentido oeste – este y en el Oligo-mioceno el surco de Urumaco y la ensenada de La Vela, sentido noroeste – sureste. A continuación se describe cronológicamente la estratigrafía del área de estudio. Durante el Eoceno Medio a Tardío se depositaron en la cuenca de Falcón, ambientes marinos, con la depositación del Grupo Agua Negra, el cual es perfectamente correlacionable con la parte superior de la Formación Misoa en la cuenca de Maracaibo y al cierre de este período se restringe la sedimentación marina con la facies lutítica de la Formación Cerro Misión. Las unidades pertenecientes al Eoceno de la cuenca son: Grupo Agua Negra (Eoceno Medio a Tardío): se caracteriza por una secuencia inferior (Formación Santa Rita) de arcillitas arenosas, areniscas, conglomerados y escasas capas de calizas; una secuencia intermedia (Formación Jarillal) de lutitas con escasas calizas limosas; una secuencia superior (Formación La Victoria) de litología variada, areniscas, lutitas y algunas calizas (Senn, 1935; Guevara, 1967). Pittelli y Molina (1989) describieron una secuencia inferior (Formación Santa Rita), constituida por un conglomerado basal discontinuo, con abundantes fragmentos de rocas de composición calcárea; calizas ligeramente arenosas y bioclásticas, con abundantes fragmentos de algas, fragmentos de lepidociclínidos y otros foraminíferos grandes. Es frecuente observar afloramientos de la Formación Santa Rita, al sur de Churuguara, entre los poblados de Campo Elías y El Tupi (hacienda El Vigía), donde la unidad se presenta como acreciones carbonáticas aisladas, constituidas 26 �esencialmente de calizas arrecifales de color gris claro a medio, con abundantes macrofósiles, intercaladas con arcillas de tonalidades claras, con fuerte meteorización de color pardo a rojizo y en menor proporción areniscas varicoloreadas de variable granularidad (desde grano medio a conglomerática). Las transgresiones marinas alcanzaron su máximo durante el Oligoceno Superior al Mioceno Inferior, con la sedimentación de lutitas de ambiente marino profundo de la Formación Pecaya y sedimentos de naturaleza calcárea de tipo arrecifal (formaciones San Luis y Churuguara). Formación Castillo (Oligoceno a Mioceno inferior). De acuerdo a la descripción original de Wheeler (1960), la Formación Castillo se caracteriza por una secuencia litológica altamente variable, lateral y verticalmente y por la presencia de gruesas capas de areniscas y conglomerados. En el área tipo, la parte inferior de la formación muestra un predominio de limolitas y arcillas, de color gris, compactas, masivas; las lutitas son físiles, marrón oscuro, carbonáceas, con delgadas capas de carbón; las areniscas son de grano medio a grueso, con estratificación cruzada y se presentan en capas de 1 a 40 m de espesor. La parte superior de la unidad se caracteriza por el predominio de areniscas y conglomerados. Las areniscas son similares a las de la parte inferior, pero contienen delgados lentes de conglomerados con guijarros de cuarzo blanco, cuarzo ahumado y areniscas calcáreas, cementados generalmente por óxidos de hierro; las limolitas y arcillas en esta parte de la formación son arenosas, grises, amarillas, rojas o púrpuras y localmente carbonáceas. Estas facies ocurren, además del área tipo, en Vega Oscura y en el noroeste de Lara. En los bordes de la cuenca se desarrollaron ambientes de carácter fluvio – deltaico a litorales con influencia continental tipo formaciones Casupal, Patiecitos y Guarabal. Formación Agua Clara (Mioceno Inferior). Presenta su localidad tipo en el poblado de Agua Clara en el surco de Urumaco extendiéndose en una franja este – oeste hasta la zona de la serranía de Socopo al sur de Mene de Mauroa. En general la unidad se compone de lutitas de color gris oscuro, fosilíferas, bien estratificadas, intercaladas con paquetes delgados de calizas de color oscuro fétidas a hidrocarburo, es frecuente observar en los niveles lutíticos concreciones irregulares de material calcáreo. La Formación Agua Clara se dispone concordante y transicional con las 27 �facies de la Formación Cerro Pelado y suprayace a la Formación Castillo de edad Oligoceno. Formación Cerro Pelado (Mioceno Inferior). Esta unidad se reconoce en la Cuenca de Falcón Occidental por sus grandes desarrollos carboníferos de importancia comercial; en términos litológicos la unidad se constituye de areniscas calcáreas en su parte inferior intercalas con niveles de lutitas limosas de color gris claro a medio, además de areniscas de grano medio con marcadas bioturbaciones y capas de carbón que pueden llegar a alcanzar hasta 3 m de espesor. La Formación Cerro Pelado suprayace a la Formación Querales en contacto gradacional y se encuentra por debajo de la Formación Agua Clara en el Surco de Urumaco. Grupo La Puerta (Mioceno Medio a Plioceno) Formación Quisiro (Mioceno Medio a Mioceno Tardío). La unidad se compone de una secuencia alternante de lutitas color gris, localmente arenosas o muy arenosas, frecuentemente carbonosas y piríticas; limolitas arcillosas; areniscas grises, de grano fino, poco consolidadas; carbón en numerosos niveles delgados y en capas que pueden alcanzar hasta 5 m de espesor, llegando a constituir hasta el 40% de intervalos de 100 m de espesor, donde generalmente se encuentran asociados a calizas finas, areniscas finas muy calcáreas y ocasionalmente dolomías. En general, toda la secuencia contiene restos biogénicos y cantidades variables de carbonato, tanto en las lutitas como en las areniscas y limolitas, con tendencia a aumentar hacia el noreste, en las cercanías del poblado de Dabajuro y el surco de Urumaco. La base de la Formación Quisiro descansa discordantemente sobre las lutitas oscuras, bien consolidadas del Eoceno. Al oeste y sur de Mene de Mauroa, suprayace discordantemente sobre las formaciones Cerro Pelado o Agua Clara. El contacto superior es concordante con la Formación Bariro y se define en el tope de la última capa de carbón de espesor considerable (aproximadamente 1 m). Formación Bariro (Mioceno Tardío a Plioceno Temprano). Está constituida por una alternancia de areniscas poco consolidadas, limolitas arcillosas ferruginosas y en menor proporción lutitas muy limosas y ocasionalmente algunos niveles muy delgados de carbón, llegando hasta formar láminas. Las areniscas son de color gris parduzco, de grano medio a fino, a veces conglomeráticas y con lentes conglomeráticos; la matriz es arcillosa con clastos y lentes de lutitas, que 28 �generalmente constituyen el núcleo de nódulos ferruginosos. El espesor máximo de los paquetes de areniscas es de 60 m, con espesores individuales que varían desde láminas hasta 4 m. Es frecuente la estratificación cruzada, estratificación convoluta y los contactos erosivos hacia el tope. En el área de Mene de Mauroa, algunas areniscas presentan horadaciones verticales en la base, donde son de grano más fino y se encuentran en contacto erosivo con lutitas carbonosas. Esta unidad por presentar una litología resistente a la erosión, forma filas alargadas de orientación aproximada N 70°E, que varían en elevación entre 5 m en la región de DabajuroBariro, hasta 40 m en la región de Hombre Pintado - Mene de Mauroa. Formación Tiguaje (Plioceno). Consiste de arcillitas generalmente masivas, de color gris claro o rojizo según el contenido de material ferruginoso. Pueden ser muy limosas y ocasionalmente jarosíticas. Tienen espesores variables entre 1,50 m a 50 m. Presentan intercalaciones de hasta 5 m de areniscas friables, de color gris claro, de grano medio a fino en la base y fino hacia el tope, donde se encuentran abundantes niveles ferruginosos y capas delgadas de limolitas y lutitas. Los contactos entre capas de areniscas y lutitas son abruptos y pueden ser paralelos a la estratificación o erosivos. Pueden presentar laminación convoluta, estratificación cruzada de ángulo bajo y lentes de arcilla de 10 a 30 m de espesor por 4 m de ancho. La Formación Tiguaje fue identificada en secciones geológicas de superficie, realizadas en las localidades de Mene de Mauroa, Media, Hombre Pintado, Bariro y Tiguaje. El contacto inferior de la Formación Tiguaje es concordante con la Formación Bariro y está definido por la base de un paquete lutítico de espesor considerable (aproximadamente 30 m), que descansa sobre la última arenisca de espesor considerable (aproximadamente 1 m) perteneciente a la Formación Bariro. El tope de la formación infrayace discordantemente a las terrazas del Cuaternario o está siendo erosionado. La región de Falcón estructuralmente muestra una serie de pliegues con rumbo aproximado N 70°E que constituye lo que se ha denominado “El Anticlinorio de Falcón”. En el extremo occidental dichos pliegues cambian de rumbo hasta unirse a la serranía de Trujillo con dirección N 20°E. El anticlinorio de Falcón se extiende desde la línea fronteriza del estado Zulia hasta la depresión del rio Hueque al este, aunque estudios posteriores indican que esta 29 �estructura se extiende más hacia el este, internándose en la Cuenca de Agua Salada. El límite sur del Anticlinorio de Falcón lo constituye la línea de Ofiolitas de Siquisique (González de Juana et al., 1980). Todas las estructuras, salvo la de El Mamón, están genéticamente ligadas con las fallas transcurrentes regionales del sistema Oca – Ancón de Iturres – Mayal. 1.4.2 Ubicación y marco biofísico El municipio de Mauroa se ubica en la región costera marina del norte venezolano a la que está unida por la carretera que recorre los municipios de Coro, Cabimas y Maracaibo, de manera más específica, el municipio se sitúa en el occidente de Venezuela, al extremo occidente de Falcón, por esta región discurren los ríos Mauroa y Matícora, cuenta con una superficie de 1.904 kilómetros cuadrados, tiene una población de 21.468 habitantes. Limita al norte con el Golfo de Venezuela, al sur y al oeste, con el municipio Miranda del estado Zulia y al este con el municipio Buchivacoa del estado Falcón. Al municipio lo componen tres parroquias, estas son: Mene de Mauroa, es la parroquia capital, ubicada al sur del municipio y en el noroeste de la parroquia se ubica su capital, Mauroa. San Félix, es una parroquia ubicada en el noroeste del municipio cuya capital es San Félix y, por último, Casigua ubicada al noreste del municipio, y al norte de la parroquia, se ubica su capital, Casigua. (Gráfico 1) 1.4.3 Marco socioeconómico La economía del municipio está basada en la agricultura y ganadería, del período minero, petrolífero, queda escasa actividad. El turismo es una actividad que está comenzando. El sector primario, basado en la agricultura de regadía y la ganadería tiene su exponente en la feria que se celebra anualmente en durante la festividad de la Virgen de Lourdes. Desde principio del siglo XX hasta mediados del mismo fue el petróleo el motor económico del municipio pero después, al agotarse éste, se realizó el cambio a la actual actividad. Este cambio ha sido la causa por la que este municipio es conocido como “El Pueblo que sembró su Petróleo”. 30 �Gráfico 1. Mapa de Ubicación Fuente: División político territorial de la República Bolivariana de Venezuela 2000, Caracas. Modificado por: Ing Simón Morales. 2014 31 �1.4.4 Situación actual de la disposición final de residuos sólidos municipales En el municipio la disposición de los desechos y residuos sólidos se realiza a través de botaderos o vertederos ilegales a cielo abierto, quemas, entre otros, por mencionar algunos, propiciando de esta forma un gran problema de contaminación para sus habitantes, así como para sus poblaciones aledañas, ocasionando un gran deterioro a sus recursos naturales e incumpliendo las normativas vigentes con respecto al ambiente. En cuanto a la población atendida por el servicio de recolección de residuos y desechos sólidos no se tiene información sobre la población rural que es atendida directa e indirectamente, la población urbana atendida es del 50% tanto directa como indirectamente. El municipio Mauroa no tiene dato del total de usuarios suscritos al servicio; este municipio cuenta con una ordenanza y en la actualidad no cuenta con una zona técnicamente evaluada para la disposición final de los residuos sólidos que genera, puesto que se viene utilizando el botadero en la parroquia Mene de Mauroa. 1.4.5 Generación de residuos sólidos municipales La generación de residuos abarca actividades en las que los materiales se identifican como de valor o sin valor y se tiran bien por separado o reunidos para su eliminación. En municipio Mauroa se acumulan aproximadamente 0.8 Ton de residuos sólidos al día, se tienen implementadas las etapas de recolección domiciliaria y barrido en las parroquias que conforman el municipio, la cantidad de residuos recolectados es de 812 kg, la recolección se realiza 5 días por semana, con un total de 4 rutas de recolección y con 2 unidades operativas tipo compactadores. La composición de los desechos sólidos que se generan en un sector en específico, está determinada por los diferentes componentes que la forman y dependen fundamentalmente del tipo de procedencia y varía según los hábitos de consumo de la población de dicho sector, al igual que su indicador del nivel de desarrollo económico alcanzado. A inicios del presente año se realizó el muestreo de los desechos sólidos por parte del Consejo Comunal Los Dividives, cuyo objetivo fue cuantificar y cualificar dichos 32 �desechos generados por los habitantes del municipio y la población turística que lo visita, realizando las respectivas medidas de cantidades en peso y en volumen. El muestreo se realizó durante 14 días no consecutivos, la metodología utilizada se basó en tomar datos reales en cuanto al ingreso de los desechos al botadero a cielo abierto durante todo el día, se tomó una muestra representativa de 45 kg por cada viaje, posteriormente se procedió a clasificar manualmente cada uno de los elementos según las categorías de envases plásticos, papel en general, textiles, madera, follaje y materia orgánica en general, caucho, cuero y vidrio en general, metales varios tales como latas y otros y finalmente ripio procedente de construcción. Los resultados obtenidos al finalizar el estudio de campo en el actual botadero del municipio se muestran en la Tabla 1, tomando en cuenta parámetros en cuanto a peso medido en kilogramos y en porcentajes, ya que es de gran importancia para cualquier comunidad conocer de manera detallada el tipo de residuos que genera y cuál es la técnica idónea para tratarlos y de esta forma llevar al sitio de disposición final los residuos que realmente no pueden reutilizar brindándole un mayor tiempo de utilización al área donde se puede proyectar la construcción del relleno sanitario. Tabla 1. Caracterización de los desechos sólidos. Consejo Comunal Los Dividives. 2013 DESCRIPCIÓN Orgánicos Residuos de comida Papel Cartón Plásticos Textiles Goma Cuero Residuos de jardín Madera Sub-total Inorgánicos Sub-total Total Vidrio Metales Suciedad Cenizas Tierra PESO KILOGRAMOS 9.77 3.66 1.31 3.67 0.45 0.04 0.00 16.45 0.85 36.22 4.77 1.36 0.00 0.00 8.24 9.88 46.10 PORCENTAJE 21.20 9.75 2.84 7.97 0.99 0.09 0.00 35.68 1.85 78.56 10.35 2.96 0.00 0.00 8.12 21.44 100 33 �Por lo tanto, en porcentajes se puede decir que un 78.56 %, que es la mayoría, pertenece a materia orgánica tales como residuos de comida, papel, cartón, plásticos textiles, goma, residuos de jardín, madera, y todo tipo de materia orgánica, seguido por un 21.44 % de materia inorgánica tales como vidrio, metales y tierra. Con lo que se deduce que los desechos de mayor peso y volumen están representados por materiales desde todo punto de vista reciclable. 1.4.6 Disposición final de los residuos sólidos municipales El municipio Mauroa en la actualidad no cuenta con una zona técnicamente evaluada para la disposición final de los residuos sólidos que genera, puesto que se viene utilizando el botadero a cielo abierto ubicado en la parroquia Mene de Mauroa, por decisión de la alcaldía del municipio. En este caso en particular los desechos y residuos sólidos de este municipio están ocasionando una serie de focos de infección en la zona, ya que el gobierno municipal vierte sus desechos en un sector cerca de la represa Matícora. La mayor cantidad de desechos generados en la zona provienen de su capital Mene de Mauroa, debido a que es la más desarrollada en cuanto al comercio, aunque al sitio también llegan los desechos sólidos provenientes del cultivo y ganadería. Todos estos desechos sin importar su origen o clasificación son transportados por medio de un camión recolector de caja fija, el cual los deposita en un barranco a la orilla de la carretera. 1.5 Conclusiones El basamento teórico de la investigación, marco referencial o marco conceptual tiene el propósito de dar a la investigación un sistema coordinado y coherente de conceptos y proposiciones que permitan abordar el problema, esto permitirá, poner en claro para el propio investigador sus supuestos, indagar en investigaciones anteriores y esforzarse por orientar el trabajo de un modo coherente. De este modo, el fin que tiene el basamento teórico de la investigación es el de situar el problema que se está estudiando dentro de un conjunto de conocimientos, que permita orientar la búsqueda y ofrezca una conceptualización adecuada de los términos que se utilizaran en la investigación. El punto de partida para construir el basamento teórico de la investigación lo constituye el conocimiento previo de los fenómenos que se abordan, así como las 34 �enseñanzas que se extraigan del trabajo de revisión bibliográfica que obligatoriamente se tiene que hacer. 35 �CAPÍTULO II – METODOLOGIA APLICADA 2.1 Introducción 2.2 Factores usados en la evaluación de sitios para rellenos sanitarios 2.3 Aspectos técnicos considerados para la selección del sitio 2.4 Parámetros internacionales usados para la selección de sitios 2.4.1 Criterios Recomendados por la Agencia Protección Ambiental de los E.U, EPA/1991 2.4.2 Criterios Ambientales Recomendados Organización Panamericana de la Salud por de la 2.4.3 Parámetros nacionales usados para la selección de sitios 2.5 Metodología aplicada en la selección del sitio para ubicar un relleno sanitario manual en la parroquia Mene de Mauroa 2.6 Conclusiones 2.1 Introducción En las investigaciones para la evaluación y selección de los sitios para construir un relleno sanitario es necesario realizar un análisis de las variables que influyen directa o indirectamente a la hora de prevenir el impacto negativo que se pueda generar al ambiente y a la salud pública. En este capítulo se pretende analizar todos los elementos tenidos en cuenta en la presente investigación y la metodología seguida para ello. 2.2 Aspectos técnicos considerados para la selección del sitio Cada uno de los aspectos técnicos que se describen a continuación conforman la ficha de selección de sitio en donde fueron caracterizados en cinco condiciones, por lo que el requerimiento de cada uno de ellos se podrá comprender mejor con el uso de la matriz de selección de sitio. Vida útil del sitio. El sitio deberá tener una extensión tal que, estimada una rasante de proyecto terminado, se tenga un volumen que pueda recibir desechos sólidos, para cuando menos 10 años de operación del relleno sanitario, es preferible arriba de los 15 años en donde la factibilidad financiera resulta más viable. 36 �Para el cálculo de este volumen se deberá tomar en cuenta la proyección futura de la población y el índice de generación (tasa de incremento anual en la generación per cápita). Material para la para cobertura. El relleno sanitario debe ser lo más autosuficiente en tierra necesaria para su cobertura como sea posible. Si el sitio no contara con tierra suficiente o no se pudiera excavar, deberán investigarse bancos de material para cobertura en lugares próximos y accesibles tomando en cuenta el costo de transporte. Topografía del sitio. El relleno puede diseñarse y operarse en cualquier tipo de topografía. Sin embargo, es preferible aquella en que se logre un mayor volumen aprovechable por hectárea, como puede ser el caso de minas abandonadas a cielo abierto e inicio de cañadas, pequeñas vaguadas o depresiones naturales de cerros. Vías de Acceso. Las condiciones de tránsito de las vías de acceso al relleno sanitario afectan el costo global del sistema, retardando los viajes y dañando vehículos; por lo tanto, el sitio debe estar de preferencia a corta distancia de la mancha urbana y bien comunicado por carretera, o bien, con un camino de acceso corto no pavimentado, pero transitable en toda época del año. Vientos dominantes. La ubicación del sitio deberá seleccionarse de tal manera que los vientos dominantes soplen en sentido contrario a la mancha urbana con el fin de evitar posibles malos olores; aunque si el relleno sanitario opera correctamente, el factor “viento dominante” puede despreciarse. Ubicación del Sitio. Un relleno sanitario bien operado no causa molestias, sin embargo es preferible ubicar el sitio fuera de la mancha urbana, previendo que al final de la vida útil del relleno, éste se pueda usar como área verde. Se recomienda que el sitio para el relleno sanitario esté cercano a la mancha urbana (2 km mínimo y 12 km máximo) ya que se reducen los costos de transporte y se asegura que los problemas operativos (ruidos, tránsito, entre otros.) no afectarán a la misma. Geología. Un contaminante puede penetrar al suelo y llegar al acuífero, contaminándolo y haciéndolo su vehículo, por lo tanto es muy importante conocer el tipo de suelo (estratigrafía) del sitio para el relleno sanitario. 37 �Los suelos sedimentarios con características areno-arcillosas son las más recomendables ya que son suelos poco permeables. Por lo cual la infiltración del líquido contaminante se reduce sustancialmente. Por otra parte, este tipo de suelo es suficientemente manejable como para realizar excavaciones, cortes y usarlo como material de cubierta. Hidrogeología. Uno de los factores básicos para la selección del sitio es el de evitar que pueda haber alguna contaminación de los acuíferos. Por eso es muy importante realizar un estudio hidrogeológico para conocer la profundidad a la que se encuentra el agua subterránea, así como la dirección y velocidad del escurrimiento o flujo de la misma. En algunos casos esta información ya existe, con lo cual es factible que no sea necesario realizar el estudio. Hidrología Superficial. Una parte de los problemas de operación causados por la disposición de desechos sólidos son consecuencia de una deficiente captación de agua de escurrimiento; partiendo de esa base es muy importante que el sitio seleccionado esté lo más lejos posible de corrientes superficiales y cuerpos receptores de agua y cuente con una adecuada red de drenaje pluvial para evitar escurrimientos dentro del relleno sanitario. Factibilidad de compra y costo de terreno. Una vez realizado todo el análisis técnico es necesario iniciar la gestión de factibilidad de compra de la propiedad y su costo para luego realizar en el terreno más factible la propuesta del área a comprar, aproximando las terrazas que se pueden conformar para estimar la vida útil del relleno, la cual se calcula con una restitución fotogramétrica a escala de 1:5.000, se elabora una tabla de proyecciones en donde se estima el volumen y área requerida del relleno, si el terreno resulta con una vida útil mayor de 10 años, se le hacen los estudios de campo que son: las características del suelo, cuyo principal objetivo es establecer la permeabilidad, nivel freático y tipo de suelo para realizar cortes, así como la identificación y utilización del material de cubierta. Tenencia de la tierra. En cualquier hipótesis, un proyecto de relleno sanitario deberá iniciarse solamente cuando la entidad responsable del relleno (municipio), tenga en sus manos el documento legal que la autorice a construir sobre el terreno el relleno 38 �sanitario con todas las obras complementarias, estipulando también el periodo y la utilización futura u opciones. Es muy usual que el municipio obtenga, de particulares, el arrendamiento del terreno para el relleno sanitario. En caso de que esto suceda será necesario siempre contar con un convenio o contrato firmado y debidamente legalizado por ambas partes. En cualquier caso el terreno utilizado para la disposición final de desechos deberá quedar debidamente registrado en el catastro de la propiedad, señalando que será de uso restringido y en ningún caso se permitirá en el futuro la construcción de instalaciones habitables. A continuación se presentan los parámetros recomendados por algunos organismos especializados y que fueron la base para ponderar las condiciones de cada factor de campo en la ficha de selección de sitio propuesta y que son muy útiles para la zonificación de áreas de estudio. 2.3 Parámetros nacionales e internacionales usados para la selección de sitios Dentro de esta investigación se presentan los parámetros recomendados por algunos organismos especializados para ubicación de relleno sanitarios, los cuales servirán para definir los factores de localización y áreas de exclusión del presente estudio, además los parámetros exigidos por la legislación venezolana para realizar este tipo de proyectos, entre estos criterios se encuentran 2.3.1 Criterios recomendados por la Agencia de Protección Ambiental de los E.E.U.U., EPA/1991 a) Seguridad Aeroportuaria. Se indica que los rellenos deben estar alejados por lo menos a 3 km de aeropuertos que sirven a aviones con motor de turbina y a 1.5 km con motor de pistón. b) Llanuras de Inundación. Se requiere que los rellenos se ubiquen fuera de las zonas de inundación con períodos de retorno de 100 años. c) Pantanales, Marismas y Similares. El reglamento limita la ubicación de instalaciones para rellenos sanitarios en zonas pantanosas, marismas y similares. d) Fallas Geológicas. Las instalaciones para rellenos sanitarios se ubicarán a 60 m o más de las fallas que hayan tenido desplazamiento durante el Holoceno. 39 �e) Zonas Sísmicas. En toda instalación de relleno de residuos sólidos municipales que se localice en una “zona de impacto sísmico”, las estructuras incluyendo las membranas, taludes y sistema de control de aguas superficiales y de lixiviados, deberán estar diseñados para resistir la aceleración local de material lítico. f) Zonas Inestables. Se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos: - Condiciones del suelo que puedan causar asentamientos diferenciales. - Características geomorfológicas o geológicas locales. - Características especiales causadas por obras previas hechas por el hombre. 2.3.2 Criterios Ambientales Recomendados por la Organización Panamericana de la Salud (Copenhague, 1971). 1. Acceso vial. El terreno debe tener un adecuado acceso vial desde el área de recolección y la zona inmediata a la entrada debe diseñarse de manera que permita la concentración de gran número de vehículos. 2. Ubicación. La cercanía de edificios habitados será un factor importante en la selección del terreno. En este sentido, no existen reglas fijas, mucho dependerá de la topografía del terreno, la duración probable de la operación del relleno sanitario, el número y tipo de establecimientos vecinos y la dirección predominante de los vientos. Sin embargo, la experiencia indica que los límites de un relleno, por lo general, deben estar trazados a una distancia no menor de 200 m del área residencial más cercana. 3. Como las aves pueden ser atraídas por las descargas de residuos, introduciendo así riesgos potenciales para la aeronavegación a baja altura, cuando se contemple la posibilidad de establecer un relleno sanitario en la proximidad de alguna de terminal aérea, se deberá consultar a las autoridades respectivas. 4. Proximidad al área de recolección de desechos. De ser posible, el relleno sanitario debe encontrarse a una distancia que permita el uso económico de los vehículos recolectores; en caso contrario deberá tener capacidad suficiente para justificar las inversiones de capital y los costos de operación de una estación de transbordo en el área de recolección. 5. Consideraciones hidrogeológicas y geológicas. Deben realizarse investigaciones hidrológicas completas del área de relleno y de sus alrededores para determinar, 40 �si es necesario, tomar medidas para proteger los cursos de agua superficial y subterráneos contra la contaminación ocasionada por el percolado o drenaje del relleno. También será necesaria la acción preventiva cuando exista el riesgo de que los gases producidos por la descomposición de los residuos orgánicos puedan llegar a través de fisuras en el terreno circundante hasta las propiedades privadas adyacentes. 6. Disponibilidad de material de cobertura. Es indispensable disponer de suficiente material de cobertura durante toda la operación del relleno y esto debe ser estudiado para cada caso. Si en este sitio elegido no se dispone de material adecuado, habrá que traerlo de otro lugar. En base en los criterios anteriores se puede cuantificar o pesar los factores de campo asignándoles un valor alto a los de mayor incidencia de forma que se someten a un análisis de priorización y valorización (matriz de peso y escala), obteniendo como resultado una matriz de selección de sitios, que estará constituida por 25 variables cuyo valor máximo lo alcanza con la ponderación 5, que es una manera de diferenciar las condiciones que una misma variable puede presentar en el estudio de sitios, desde la condición más desfavorable hasta la ideal. Con el uso de este instrumento y con la ayuda de la información básica recopilada sobre las condiciones de la región en estudio y los resultados de la investigación de campo se logra identificar las mejores opciones con las que cuenta un municipio para construir un relleno sanitario. Una vez realizado este análisis es necesario iniciar la gestión de factibilidad de compra de la propiedad y su costo para luego realizar en el terreno más factible la propuesta del área de terreno a comprar, aproximando las terrazas que se pueden conformar para estimar la vida útil del relleno, la cual se calcula con una restitución fotogramétrica a escala de 1:5.000, se elabora una tabla de proyecciones en donde se estima el volumen y área requerida del relleno, si el terreno resulta con una vida útil mayor de 10 años, se le hacen los estudios de campo que son: las características del suelo, cuyo principal objetivo es establecer la permeabilidad, nivel freático y tipo de suelo para realizar cortes, así como la identificación y utilización del material de cobertura. 41 �2.3.3 Criterios nacionales usados para la selección de sitios En la República Bolivariana de Venezuela los criterios ambientales recomendados por las normas sanitarias para proyecto y operación de un relleno sanitario de residuos sólidos de índole atóxico establecen: 1. No se ubicará un relleno sanitario en aquellos sitios que carezcan de los servicios públicos indispensables para una buena ejecución del mismo. 2. No se permitirá le ubicación de un relleno sanitario en las áreas de expansión de los núcleos poblacionales; en consecuencia previamente a la selección del sitio, deberán determinarse: a. La dirección y magnitud del crecimiento de la población. b. El desarrollo de los nuevos cambios consiguientes en características y densidad de los residuos. c. El desarrollo futuro del área. d. El desarrollo comercial e industrial. 4. El sitio deberá tener rutas donde no se permitan límites altos de velocidad y con entradas y salidas en ambas direcciones. 5. Los terrenos para la construcción de un relleno sanitario deberán ser fáciles de trabajar, con promedios de 50% a 60 % de arena y el resto constituido por cantidades iguales de arcilla y sedimentos fluviales. Deberá evitarse en lo posible los terrenos pedregosos o arcillosos que puedan dificultar los trabajos de excavación y movimiento de los vehículos. 6. Para evitar la posible contaminación de las aguas superficiales y subterráneas se establece que: a) No se deberán efectuar rellenos sanitarios en tierras con estratos rocosos superficiales. b) No se permitirá situar los rellenos sanitarios en minas u otras áreas en donde puedan ocurrir infiltraciones que lleguen a la capa acuífera o a los pozos. c) El coeficiente de permeabilidad máximo permisible en los sitios de disposición final de los residuos sólidos es del orden de 10-7 cm/s, en el caso de que se practique el método de trinchera las paredes laterales admitirán un máximo de permeabilidad de 10-6 cm/s. 42 �7. La extensión de terrenos requeridos para la ejecución de un relleno sanitario deberá determinarse en base a las cantidades de residuos de que se va a disponer al momento y prever las cantidades futuras de residuos. 8. La selección del sitio deberá efectuarse acorde con la jurisdicción del área para disposición de residuos sólidos y leyes vigentes 2.4 Factores usados en la evaluación de sitios para rellenos sanitarios Un relleno sanitario involucra los tres medios bajo los que existe la vida como lo son el suelo, el aire y el agua, por lo tanto es vital evaluar las características específicas de cada una de las zona que se consideran dentro del estudio, debiéndose definir y valorar dichas características de modo que se obtenga una evaluación lo más técnica, objetiva y aceptable para los gobiernos locales. Es así como se ha elaborado una ficha sencilla y fácil de utilizar tanto en evaluaciones preliminares como en estudios completos de selección de sitio aptos para construir rellenos sanitarios que contemplan 19 factores de campo (variables) como son: distancia a la población más cercana, distancia a granjas de crianza de animales, distancia a aeropuertos o pistas de aterrizaje, área del terreno, vida útil, uso actual del suelo y del área de influencia, propiedad del terreno, accesibilidad al sitio (distancia a vía de acceso principal), pendiente del terreno, posibilidad del material de cobertura, profundidad de la napa freática, distancia a fuentes de agua superficiales, geología del suelo (permeabilidad), opinión pública, área natural protegida por el estado, área arqueológica, vulnerabilidad a desastres naturales (inundaciones, deslizamientos), dirección predominante del viento, cuenta con barrera sanitaria natural. Estos factores de campo serán sometidos a un sistema de valorización por el método de peso y escala que consiste en la confrontación de variables de modo que se pueda dar prioridad de acuerdo al orden de importancia obteniéndose una escala de valores sobre la base de 100, que es útil para pesar la variable que luego es dividida en 5 ponderaciones que van desde la condición más desfavorable del factor de campo hasta el ideal, correspondiendo a cada uno la quinta parte del valor obtenido (n/5, en donde n adopta el valor de 1 a 5) por su importancia en la matriz de peso y escala.(Tablas 2 y 3) 43 �44 Tabla 2. Cuantificación de variables de evaluación de sitios para rellenos sanitarios. Umaña 2002. Morales. 2014 �Tabla 3. Variables priorizadas según resultados de la matriz peso y escala. Umaña.2002. Morales. 2014 45 �El objetivo de la escala es obtener una tasación de los criterios de selección demostrando que cuando la escala obtiene el valor de 5 existen condiciones óptimas del criterio seleccionado, si el valor asignado es 4 las condiciones son buenas, si el valor es 3 las condiciones son regulares, si el valor es 2 las condiciones son malas y si el valor es 1 no existen condiciones mínimas o son las peores. Con este instrumento se pretende facilitar la investigación de campo, que requiere básicamente la identificación de las área de estudio, estableciendo las zonas posibles de acuerdo a los mapas topográficos (altimétricos), geológicos e hidrogeológicos, que muchas veces se encuentran en diferentes escalas, que para la zonificación son suficiente en escala 1:25.000, permitiendo identificar sitios preferiblemente en las zonas geológicas donde se identifican suelos Paleógenos o Neógenos, los cuales son visitados y evaluados con los criterios generales llegando a seleccionar al menos tres sitios que son sometidos a la evaluación según la ficha de selección, con la cual se obtiene la mejor opción con la que cuenta el municipio. (Tabla 4) A continuación se describe cada uno de los aspectos técnicos considerados en la selección de un sitio para construir un relleno sanitario, también se ha incluido un resumen de los parámetros propuestos. 2.5 Metodología aplicada en la selección del sitio para ubicar un relleno sanitario manual en la parroquia Mene de Mauroa La metodología que se propone tiene una etapa inicial en la cual debe definirse la zona de búsqueda, las etapas siguientes del procedimiento de selección incluyen 2 niveles de decisión uno negativo, en el que se identifican áreas mediante la exclusión de sitios y uno positivo (el que puede ser dividido en varios pasos), que consiste en una selección entre los sitios restantes. En este caso particular la selección de áreas disponibles se ha basado en la identificación de criterios de selección que permiten la eliminación de áreas no favorables y un ranking de las áreas favorables, las que serán sometidas a una evaluación. Con esta metodología a medida que se avanza en las etapas se va disminuyendo el número de sitios a considerar. 46 �47 Tabla 4. Ficha de evaluación de sitio para ubicar rellenos sanitarios. Umaña .2002. Morales. 2014 �La metodología consta de las etapas siguientes: definición del área de búsqueda, identificación de sitios, selección de sitios y evaluación de sitios. Las áreas que se describen como alternativas están en función a sus características principales como son la calidad del suelo, accesibilidad, forma y relieve topográfico, riesgos geodinámicos y esencialmente su disponibilidad de uso, de manera que no se afecten los planes de expansión urbana. De acuerdo a ello se consideran las siguientes alternativas: Área N° 01: El terreno propuesto es propiedad de la alcaldía del municipio Mauroa, se encuentra ubicado entre los caserío La Puerta y Los Dividives; teniendo una distancia a la población de La Puerta de 3.6 Km y 3.4 Km del poblado Los Dividives. Se puede llegar al terreno propuesto saliendo del pueblo de Mene de Mauroa en dirección Sur hacia el caserío La Puerta siguiendo la carretera que comunica los pueblos de sur del municipio con un recorrido aproximado de 7.3 km; hasta llegar al terreno en mención localizado del lado derecho de la vía. La zona que corresponde al terreno y sus alrededores está constituida, por el Este por una estrecha franja de planicie, en el extremo Oeste por una pendiente moderada, en el extremo Noreste por una planicie, en el extremo Noroeste por una pendiente muy marcada y en el extremo sur por una zanja que cruza el terreno de Oeste a Este. El terreno presenta una cobertura vegetal de poca altura, no se observan cursos hídricos permanentes cercanos; el vértice más cercano al embalse Matícora se encuentra a 2.73 km. El área total del terreno es de 2.5 hectáreas; los vértices que encierran el terreno forman un polígono. La presente alternativa está ubicada en la localidad Mene de Mauroa, municipio Mauroa y presenta una cota de 450 m.s.n.m. Área N° 02: El terreno propuesto, de propiedad del Sr. Juan López, se encuentra ubicado entre la localidad de Mene de Mauroa y el caserío La Puerta; teniendo una distancia lineal recta a la población Mene de Mauroa de 3.3 Km y hacia el caserío La Puerta de 2.7 Km, se puede llegar al sitio saliendo de pueblo Mene de Mauroa en dirección Sur y a 1.22 km se toma un camino de tierra al lado izquierdo recorriendo aproximadamente 1.6 km en dirección Este. 48 �El terreno y sus alrededores están constituidos por una pendiente leve, con una vegetación de mediana altura, no se observan cursos hídricos permanentes cercanos. El área total del terreno es de 1.5 hectáreas; los vértices que encierran el terreno forman un polígono irregular. La presente alternativa está ubicada en la localidad de Mene de Mauroa, municipio Mauroa y presenta una cota de 100 m.s.n.m. Área N° 03: Se encuentra ubicada entre las localidades de El Lamedero y La Ceiba; de propiedad del Sr. Freddy Guzmán, teniendo una distancia a la población La Ceiba de 2.1 km y hacia el caserío El Lamedero de 4.2 Km. Para llegar al terreno propuesto saliendo del pueblo Mene de Mauroa en dirección Sur hacia el caserío La Ceiba siguiendo la carretera que comunica los pueblos de Sur del municipio con un recorrido aproximado de 12.4 km; luego se toma una vía con carretera de tierra en dirección Noreste recorriendo aproximadamente 1.75 Km para llegar al terreno en mención. Este terreno corresponde a una colina con pendiente suave, presenta una cobertura vegetal de mediana altura, no se observan cursos hídricos permanentes cercanos. El área total del terreno es de 1.75 hectáreas; los vértices que lo encierran forman un polígono irregular. Esta área está ubicada en la localidad de Mene de Mauroa, municipio Mauroa y presenta una cota de 560 m.s.n.m. 2.6 Conclusiones La selección de un sitio es el primer paso que hay que considerar en el diseño de un relleno sanitario; la adecuada planeación o planificación del proceso de selección es vital para asegurar que el diseño cumpla con todos los requerimientos que aseguren su adecuada ubicación y futura operación. Para ello se conjugan factores geológicos, ambientales, técnicos, económicos, sociales y políticos, que son analizados a profundidad con el fin de que la disposición final de los residuos sólidos afecte en el menor grado posible al ambiente. De esta forma, existen disposiciones a nivel internacional y nacional que condicionan y restringen la ubicación de estos sitios. 49 �CAPÍTULO III – RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN 3.1 Introducción 3.2 Factores ambientales que condicionan el área bajo régimen de administración especial 3.3 Evaluación de alternativas. 3.4 Restricciones de ubicación. 3.5 Geomorfología de las zonas preseleccionadas 3.6 Condiciones hidrológicas de las zonas preseleccionadas. 3.7 Condiciones hidrogeológicas. 3.8 Geología. 3.9 Vida útil. 3.10 Material de cobertura. 3.11 Dirección de los vientos. 3.12 Topografía del área. 3.13 Selección del área. Criterios de selección 3.14 Valoración. 3.15 Conclusiones 3.1 Introducción Actualmente, uno de los temas que mayor discusión genera en el ámbito del ambiente, conservación y desarrollo sustentable, es el relacionado con la construcción de rellenos sanitarios en lugares adecuados. El proceso de identificación de áreas o sitios para la disposición final de los residuos sólidos no es problema sencillo de resolver, de hecho no existe un procedimiento universal de localización. Es por ello que la metodología aplicada permitirá evaluar una serie de alternativas, a partir de una serie de criterios que combinan los diferentes aspectos. Lo cual ayuda a tener una perspectiva más amplia del problema a solucionar y permitirá tomar en cuenta los diversos aspectos que intervienen dentro del proyecto con un enfoque integral y multidisciplinario, ya que en el desarrollo de las diversas etapas del proceso se podrán evaluar y definir las alternativas de manera conjunta. 50 �Para el desarrollo de la presente investigación se tomaron en cuenta algunos aspectos de métodos utilizados en los trabajos descritos en el capítulo 2 y posteriormente se realizaron adaptaciones que se adecuaran mejor a las necesidades propias del caso de estudio. 3.2. Factores ambientales que condicionan el área bajo régimen de administración especial Toda región o área que se le ha considerado bajo régimen especial debe preservar, lo menos alterado posible, las condiciones físicas naturales que permitieron ser consideradas como tal. Preservación del patrimonio arqueológico, cultural y monumental de la zona. Para determinar las preservaciones del patrimonio arqueológico, cultural y monumental de las 3 áreas preseleccionadas se realizó el siguiente trámite. Se envió un oficio a la alcaldía del municipio Mauroa, en el cual se solicita el Informe Técnico de Inspección Ocular de las Áreas Alternativas para la construcción del relleno sanitario, adjuntando el croquis de ubicación de las 3 áreas alternativas. En respuesta, la alcaldía puntualiza que luego de seleccionar el sitio más adecuado para la construcción del relleno sanitario se realizará una inspección del sitio para constatar de que no estén áreas de interés arqueológico para el municipio. Identificación de áreas naturales protegidas por el estado o zonas protectoras Para determinar la identificación de áreas naturales protegidas por el estado venezolano de las 3 áreas preseleccionadas, se procedió a identificar si están o no dentro de Bosques de Protección o de Zonas Protectoras, para ello se tomó en cuenta el mapa de Áreas Bajo Régimen de Administración Especial (ABRAES) y se identificó que: Las áreas 01, 02 y 03, respectivamente, se encuentran dentro del Área Natural Protegida de la cuenca de los ríos Matícora y Cocuizas (ZP3) y dentro del área boscosa de protección de ambos ríos (ABBP). (Gráfico 2). Después de haber identificado la ubicación exacta de las 3 áreas preseleccionadas se recomienda que se deba incorporar en la estructura del 51 �Gráfico 2. Áreas naturales protegidas por el estado o zonas protectoras Fuente: Ing Simón Morales. 2014 52 �proyecto de inversión, actividades presupuestadas para dotar de seguridad óptima el área seleccionada frente a las amenazas que pudiesen generarse. Vulnerabilidad del área a desastres naturales Para determinar la vulnerabilidad a desastres naturales de las 3 áreas preseleccionadas para el relleno sanitario, se tomó como base el mapa de Geología, Geomorfología y Amenazas Naturales realizado en el proyecto Plan de Ordenación del Territorio del estado Falcón, siendo consideradas geomorfológicamente como áreas de pie de monte o llanuras costeras, como medianamente estable y con un riesgo sísmico de medio a bajo. (Gráfico 3). Infraestructura existente En el estudio de diagnóstico realizado en la parroquia Mene de Mauroa se puede observar que en la zona de influencia de las tres áreas propuestas para el relleno sanitario existe una infraestructuras importante como lo es en embalse de Matícora y la presa que lleva el mismo nombre. (Gráfico 4). 3.3 Evaluación de alternativas. Para poder realizar la selección del sitio óptimo para ubicar el relleno sanitario, se siguieron los criterios y restricciones y de esta forma poder identificar los posibles lugares a ser utilizados. El marco sobre el cual se identificaron los lugares alternativos se basa en que el funcionamiento del relleno no ocasionará problemas a la salud de las poblaciones aledañas, tampoco afectará la seguridad pública y mucho menos causará daños significativos al ambiente procurando una disposición adecuada de residuos sólidos municipales si el sitio llegase a ser seleccionado. Accesibilidad al sitio (distancia a la vía de acceso principal (km)). La accesibilidad se calculó en función a la facilidad con que se puede desplazar y llegar a los lugares propuestos, empleando los caminos existentes, ya sean carreteras asfaltadas, caminos carreteros, trochas caminos de tierra, mediante vehículos motorizados, teniendo en cuenta que el recorrido será empleado todo el tiempo por vehículos pesados (camiones compactadores, furgonetas, camiones de volteo, entre otros). (Gráfico 5). 53 �Gráfico 3. Vulnerabilidad del área a desastres naturales. Fuente: Ing Simón Morales. 2014 54 �Gráfico 4. Infraestructura existente. Fuente: Ing Simón Morales. 2014 55 �56 Fuente: Ing Simón Morales. 2014 Gráfico 5. Accesibilidad al sitio. �Al área 01 se puede acceder mediante la carretera asfaltada desde el pueblo de Mene de Mauroa en dirección Sur hacia el Caserío La Puerta siguiendo la carretera que comunica los pueblos de sur del municipio con un recorrido aproximado de 7.3 km; hasta llegar al terreno en mención localizado del lado derecho de la vía. Al área 02 se puede llegar saliendo de pueblo de Mene de Mauroa en dirección sur y a 1.22 km se toma un camino de tierra al lado derecho recorriendo aproximadamente 1.6 km en dirección Este. Al área 03 es accesible mediante la carretera asfaltada, saliendo del pueblo de Mene de Mauroa en dirección Sur hacia el Caserío La Ceiba, siguiendo la carretera que comunica los pueblos al Sur del municipio con un recorrido aproximado de 12.4 km; luego se toma una vía por carretera de tierra en dirección Noreste recorriendo aproximadamente 1.75 Km para llegar al terreno en mención. Disponibilidad y propiedad del terreno Área 01. El propietario del terreno es la alcaldía del municipio. Área 02. El propietario del terreno es Sr. Juan López, está dispuesto a ceder el área a la municipalidad sin solicitar nada a cambio. Área 03. El propietario del predio es el Sr. Freddy Guzmán con quien se realizó la coordinación de la revisión del sitio, está a disposición para brindar las facilidades a fin de realizar los estudios de selección del lugar y, de resultar seleccionado, está dispuesto a negociar con la municipalidad la venta de dicho terreno. Localización de las zonas preseleccionadas Las áreas o terrenos propuestos como alternativas están localizados todos dentro de la parroquia Mene de Mauroa. 3.4 Restricciones de ubicación. Distancia a la población más cercana (km) Área 01. Ubicada a un distancia de la población La Puerta de 3.6 km y 6.4 km del poblado Los Dividives. 57 �Área 02. Ubicada a un distancia de la población de 2.33 km del pueblo Mene de Mauroa y 2.27 km del poblado La Puerta. Área 03. Ubicada a una distancia de la población La Ceiba de 2.1 km y del caserío El Lamedero de 4.2 km. (Gráfico 6). Distancia a la vivienda más cercana (m) Área 01. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la vivienda más cercana es de 1728 m. Área 02. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la vivienda más cercana es de 1467 m. Área 03. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la vivienda más cercana es de 1572 m. Distancia a granjas de crianza de animales (m) Área 01. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la ganadería más cercana es de 1766 m. Área 02. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la ganadería más cercana es de 1465 m. Área 03. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la ganadería más cercana es de 1232 m. Distancia a aeropuertos o pistas de aterrizaje (m) El pueblo de Mene de Mauroa se encuentra ubicado a 44 km de la pista de aterrizaje El Lucero del Zulia Airport y a 58 Km del aeropuerto de Dabajuro. En consecuencia, los tres puntos seleccionados como posibles áreas para el relleno sanitario se encuentran a una distancia mayor de 3,000 metros del aeropuerto más cercano. (Gráfico 7). Distancia a fuentes de aguas superficiales (m) Área 01. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la fuente de agua más cercana es de 1500 m. Área 02. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la fuente de agua más cercana es de 3900 m. 58 �59 Fuente: Ing Simón Morales. 2014 Gráfico 6. Distancia a la población más cercana. �60 Fuente: Ing Simón Morales. 2014 Gráfico 7. Distancia a los aeropuertos o pistas de aterrizaje �Área 03. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la fuente de agua más cercana es de 2610 m. (Gráfico 8). Distancia a la carretera (m) Área 01. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia el punto más cercano de la carretera es de 1 m. Área 02. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia el punto más cercano de la carretera es de 1600 m. Área 03. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia el punto más cercano de la carretera es de 1500 m. 3.5 Geomorfología de las zonas preseleccionadas. La determinación de la geomorfología de las zonas preseleccionadas se desarrolló tomando como base el informe temático el mapa de Geología, Geomorfología y Amenazas Naturales, referido anteriormente; del cual después de haber utilizado el informe temático anteriormente mencionado se obtuvo como resultado lo siguiente: Área 01. Está el 100% de su área dentro de áreas de piedemonte y llanuras costeras. Área 02. Está el 100% de su área dentro de áreas de piedemonte y llanuras costeras. Área 03. Está el 100% de su área dentro de áreas de piedemonte y llanuras costeras. 3.6 Condiciones hidrológicas de las zonas preseleccionadas. La determinación de las condiciones hidrológicas de las áreas preseleccionadas se desarrolló tomando como base el mapa temático por el visualizador geográfico Plan Nacional de Agua del Instituto Geográfico de Venezuela Simón Bolívar; del cual después de haber generado el mapa de hidrografía se obtuvo como resultado lo siguiente: Área 01. Al Noreste se encuentra el embalse Matícora, a una distancia en línea recta mayor de 2000 m y al Oeste se encuentra el rio Las Cocuizas a una distancia de 1560 m, desde el vértice más desfavorable. 61 �62 Fuente: Ing Simón Morales. 2014 Gráfico 8. Distancia a la fuente de agua más cercana �Área 02. Al Noreste se encuentra el embalse Matícora, a una distancia en línea recta mayor de 3500 m y al Oeste se encuentra el rio Las Cocuizas a una distancia de 2200 m, desde el vértice más desfavorable. Área 03. Al Norte se encuentra el embalse Matícora, a una distancia en línea recta mayor de 2420 m, al Suroeste se encuentran el rio Las Cocuizas a una distancia de 2980 m y al Sureste se encuentra la quebrada La Uca a una distancia de 2050 m, desde el vértice más desfavorable. (Gráfico 9). 63 �64 Fuente: Ing Simón Morales. 2014 Gráfico 9. Condiciones hidrológicas de las zonas preseleccionadas �Descripción de las fuentes hídricas cercanas Rio Cocuiza. Es un flujo intermitente (class H - Hidrográfica) en estado Zulia, Venezuela. Se encuentra a una altitud de 0 A 500 metros sobre el nivel del mar. Se conoce también como Rio Barúa, Rio Cenizo, desemboca al Mar Caribe, tiene una longitud de aproximadamente 95 km. Este rio presenta un conjunto de corrientes que semejan las ramificaciones de un árbol frondoso, propio de un patrón dendrítico ya que las rocas presentan una resistencia a la erosión uniforme y no ejercen control sobre la dirección de crecimiento del valle. Esta situación se crea por tratarse de rocas sedimentarias que pueden ser cortadas con igual facilidad en un lugar o en otro; este patrón es, en cierto sentido, el resultado de la orientación al azar de las corrientes. Quebrada La Uca. Es un flujo intermitente que tiene una longitud de aproximadamente 14 km y desemboca al embalse Matícora. La misma tiene muy pocas ramificaciones, presentando un patrón prácticamente rectilíneo ya que las rocas presentan una resistencia a la erosión uniforme. Embalse Matícora. Fue construido en el año 1978, con una capacidad de 450 millones de m3 y una superficie de 3.560 hectáreas, en un principio tenía como finalidad ser utilizada como soporte para la agricultura pero más tarde se utilizó el agua para consumo humano.(Gráfico 10). 3.7 Condiciones hidrogeológicas. De acuerdo al trabajo de campo realizado en las tres áreas presentadas como alternativas, se obtuvo los siguientes resultados. Área 01. La profundidad del nivel freático oscila entre los 70 m y los 120 m constatados en cuatro pozos de agua para riego ubicados en el sector a una distancia entre los 1800 m y los 2000 m, respectivamente. Área 02. La profundidad del nivel freático oscila entre los 90 m y los 150 m verificados en cinco pozos de agua para riego y consumo humano ubicados en el sector a una distancia entre los 1600 m y los 2000 m, respectivamente. Área 03. La profundidad del nivel freático oscila entre los 50 m y los 110 m verificados en tres pozos de agua para riego y consumo humano ubicados en el sector a una distancia entre los 1200 m y los 1400 m, respectivamente. 65 �66 Fuente: Ing Simón Morales. 2014 Gráfico 10. Descripción de las fuentes hídricas cercanas �3.8 Geología. En las zonas de estudio destacan las llanuras costeras. a su vez dicha área bordea el sistema de Coriano, formando por sierras, valles, depresiones y piedemonte, con alturas de hasta 1400 msnm. Son considerados relieves con desarrollos y evoluciones prolongadas, producidos por tectónicos e los diversos eventos intensos procesos erosivos. Su formación está vinculada a dos procesos bien marcados: la primera originada por procesos epirogénico y la segunda está vinculada a los intensos y constantes procesos erosivos y de meteorización que se manifestaron para adquirir el mayor porcentaje de su conformación actual. Constituyen principalmente los sistemas de montañas bajas y colinas. Se localizan adyacentes al río Matícora. Se le observa en las proximidades de las localidades de El Lamedero, Los Dividives, La Ceiba, Caracolí y Los Tigrecitos. Ocupa un área aproximada de 436 Km2, que representa el 23,94 % del total. En el área objeto de estudio su constitución litológica es una de las más diversas, correspondiente a secuencias sedimentarias depositadas en ambientes marino y transicional, como es la Formación Tiguaje, que consiste de arcillitas generalmente masivas, de color gris claro o rojizo según el contenido de material ferruginoso. Pueden ser muy limosas y ocasionalmente jarosíticas. Tienen espesores variables entre 1,50 m a 50 m. Presentan intercalaciones de hasta 5 m de areniscas friables, de color gris claro, de grano medio a fino en la base y fino hacia el tope, donde se encuentran abundantes niveles ferruginosos y capas delgadas de limolitas y lutitas. Los contactos entre capas de areniscas y lutitas son abruptos y pueden ser paralelos a la estratificación o erosivos. Pueden presentar laminación convoluta, estratificación cruzada de ángulo bajo y lentes de arcilla de 10 a 30 m de espesor por 4 m de ancho y la Formación Bariro que está constituida por una alternancia de areniscas poco consolidadas, limolitas arcillosas ferruginosas y, en menor proporción, lutitas muy limosas y ocasionalmente algunos niveles muy delgados de carbón, llegando hasta formar láminas. Las areniscas son de color gris parduzco, de grano medio a fino, a veces conglomeráticas; la matriz es arcillosa con clastos y lentes de lutitas, que generalmente constituyen el núcleo de nódulos ferruginosos. El espesor máximo de los paquetes de areniscas es de 60 m, con espesores individuales que varían 67 �desde láminas hasta 4 m. Es frecuente la estratificación cruzada, estratificación convoluta y los contactos erosivos hacia el tope. En el área de Mene de Mauroa, algunas areniscas presentan horadaciones verticales en la base, donde son de grano más fino y se encuentran en contacto erosivo con lutitas carbonosas. En estos relieves, los procesos bioclimáticos permiten una aceleración en la fragmentación mecánica de masa rocosa, lo que origina coluvionamiento. (Gráfico 11). La sismicidad dentro del municipio Mauroa es de moderada a baja con un coeficiente de aceleración sísmica con fines de ingeniería de 0.20, por lo tanto está expuesto al peligro que ella representa, por esta razón es imprescindible para la planificación y diseño de obras de ingeniería efectuar estudios de sismicidad y riesgo sísmico en las áreas consideradas.(Gráfico 12). De acuerdo al trabajo realizado en las tres zonas presentadas como alternativas, se obtuvieron los siguientes resultados. Área 01. El suelo está constituido por arcillitas generalmente masivas con contenido de material ferruginoso, presenta un promedio de humedad de 8 %, una densidad de peso volumétrico de granulométrico en el tamiz Nº 200 de 2.05 kg/m 3, tiene un promedio 72 %, y un promedio de índice de permeabilidad acumulado de 8.250 x10-5 m/seg. Área 02. Acá el suelo está constituido por areniscas friables intercaladas con capas delgadas de limolitas y lutitas, presenta un promedio de humedad de 6.25 %, una densidad de peso volumétrico de 2.15 kg/m 3, teniendo un promedio granulométrico en el tamiz Nº 200 de 45 %, y un promedio de índice de permeabilidad acumulado de 3.854 x10-5 m/seg. Área 03. Suelo constituido por areniscas poco consolidadas, limolitas arcillosas ferruginosas y lutitas muy limosas, presenta un promedio de humedad de 6.02 %, una densidad de peso volumétrico de 1.90 kg/m3, tiene un promedio granulométrico en el tamiz Nº 200 de 85 %, y un promedio de índice de permeabilidad acumulado de 6.027 x 10-5 m/seg. Al analizar los aspectos climatológicos, los vientos alisios actúan constantemente sobre la costa del estado, modificando las condiciones climáticas. La temperatura 68 �69 Fuente: Ing Simón Morales. 2014 Gráfico 11. Geología del municipio Mauroa �Gráfico 12. Sismicidad dentro del municipio Mauroa Fuente: Ing Simón Morales. 2014 70 �promedio en las llanuras costeras es de 28,7 ºC, mientras que en la zona montañosa el promedio es de 21,2 ºC. Las precipitaciones son escasas hacia la costa, aumentando hacia las zonas montañosas, con una media anual de 750 mm. De acuerdo al sistema de clasificación de Köeppen, en la entidad se dan diversos climas, como el de la estepa (Bs), sabana (Aw) y desierto (Bw). (Gráfico 13). 3.9 Vida útil. Está en función al volumen de residuos sólidos producidos, para fines de proyección se consideran los siguientes parámetros. Con las tres opciones Área 01, Área 02 y Área 03 la proyección es mayor de 10 años de vida útil, sin considerar el porcentaje de seguridad que significa la reducción de volumen por selección y reciclaje, teniendo en cuenta que la calidad paisajística del área no se verá afectada debido a su posición al interior del terreno y rodeado por otros terrenos vecinos con vegetación de regular altura. 3.10 Material de cobertura. De los terrenos propuestos como alternativas y según análisis de los diversos estudios realizados (estudio de suelos, geológicos, geomorfológicos) se puede deducir lo siguiente: Área 01. Se puede utilizar el mismo ya que tiene características medianamente adecuadas para cubrir las necesidades del proyecto, pues el terreno está conformado por arcillitas generalmente masivas con contenido de material ferruginoso, compactas, de mediana plasticidad, con 73.98 % de finos. Área 02. El material de suelo y subsuelo se presenta adecuado a usarse como fuente de abastecimiento de agregados de tamaño medio a fino, por estar conformado por areniscas friables intercaladas con capas delgadas de limolitas y lutitas de baja plasticidad, con 54.59 % de finos. Área 03. El material de suelo y subsuelo se presenta adecuado a usarse como fuente de abastecimiento de agregados de tamaño medio a fino, por estar conformado por areniscas friables intercaladas con capas delgadas de areniscas poco consolidadas, limolitas arcillosas, ferruginosas y lutitas muy limosas de media plasticidad, con 83.59 % de finos. 71 �Gráfico 13. Sistema de clasificación de Köeppen dentro del municipio Mauroa Fuente: Ing Simón Morales. 2014 72 �3.11 Dirección de los vientos. La dirección del viento ayuda a conocer si las emisiones, los olores y materiales volátiles que sean depositados en el interior del relleno sanitario tendrán influencia sobre las áreas ocupadas por la población, este análisis se realiza con la finalidad de evitar efectos negativos principalmente sobre las poblaciones cercanas a pesar de las medidas de mitigación implementadas. En el municipio Mauroa, parroquia Mene de Mauroa, la dirección de los vientos tienen una dirección preferencial Noreste - Suroeste. Las tres áreas evaluadas se encuentran en zonas que la incidencia de los vientos no afecta a la población, por lo que no se verá afectada ninguna de estas localidades; además las tres áreas contaran con una barrera sanitaria constituida por los bosques de mediana-gran altura que rodeara a cada uno de los terrenos preseleccionados. (Gráfico 14). 3.12 Topografía del área. Área 01. Es una zona relativamente plana adyacente a una ladera que lo rodea en los extremos Oeste y Este; no existen áreas donde se acumule el agua de lluvias; asimismo, su declive para trabajar con maquinaria en las diferentes etapas del relleno sanitario presenta valores tan bajos de 5 a 15 %, por lo que el terreno se considera adecuado para la ubicación de un relleno sanitario, no existiendo afloramientos de rocas ni elevaciones bruscas. Área 02. Es una zona plana; por lo tanto, no presenta zonas en las que pueda existir acumulación de agua de lluvias; su declive para trabajar con maquinaria en las diferentes etapas del relleno sanitario presenta valores tan bajos como 5 a 10 %, por lo que el terreno se considera adecuado para la ubicación de un relleno sanitario, no existiendo afloramientos de roca ni desniveles significativos. Área 03. Se caracteriza por presentar un relieve y formas poco adecuadas para operaciones en relleno sanitario, brindando un plano inclinado en la cual se identifican 3 zonas bien marcadas; una zona baja, una zona intermedia y una zona alta. Sobre el terreno existen afloramientos geológicos que podrían impedir hacer excavaciones, por lo antes expuesto la topografía presenta un declive de aproximadamente 20% en la zona intermedia; un 25 % en la zona alta y 15 % en la zona baja. 73 �Gráfico 13. Dirección de los vientos dentro del estado Falcón y el municipio Mauroa Fuente: Ing Simón Morales. 2014 74 �3.13 Selección del área. Criterios de selección En los siguientes cuadros se presenta un criterio práctico y sencillo para evaluar por medio calificativo, a los diferentes lugares seleccionados. (Tabla 5) Tabla 5. Criterios de selección. Morales, 2014 ITEM CRITERIOS DE SELECCIÓN 1 2 3 4 5 Distancia a la Población más cercana (m) Distancia a granjas crianza de animales (m) Distancia a aeropuertos (m) Área del terreno (m2) Vida útil 6 Uso actual del suelo y del área de influencia 7 8 9 10 Propiedad del terreno distancia a vía de acceso principal km Pendiente del terreno Posibilidad del material de cobertura 11 Profundidad de la napa freática (m) 12 Distancia a fuentes de agua superficiales (m) 13 Geología del suelo (permeabilidad) 14 Opinión Publica 15 Área natural protegida por el estado 16 Área arqueológica 17 Vulnerabilidad a desastres naturales 18 19 Dirección predominante del viento Cuenta con barrera sanitaria natural AREAS ALTERNATIVAS (CALIFICACION) AREA 1 AREA 2 AREA 3 1728 1467 1572 1766 1465 1232 >3000 >3000 >3000 25.000 15.000 17.500 > 5 años > 5 años > 5 años Ganadería Ganadería Ganadería extensiva de extensiva de extensiva de caprinos y caprinos y caprinos y cultivos en cultivos en cultivos en zonas áridas zonas áridas zonas áridas Publica Privada Privada 0 1.5 1.6 5 a 15%, 5 a 10%, 15 a 25%, Buena Buena Buena Entre 70 m y los entre los 90 m y entre los 50 m y 120 m los 150 m. los 110 m 1560 3500 2420 8.250 x10-5 3.854 x10-5 6.027 x 10-5 m/seg. m/seg. m/seg. Favorable Favorable Favorable Se encuentra Se encuentra Se encuentra dentro del Área dentro del Área dentro del Área Natural Natural Natural Protegida de la Protegida de la Protegida de la cuenca de los cuenca de los cuenca de los ríos Matícora y ríos Matícora y ríos Matícora y Cocuizas y Cocuizas y Cocuizas y dentro del área dentro del área dentro del área boscosa de boscosa de boscosa de protección de protección de protección de ambos ríos ambos ríos ambos ríos se realizara una se realizara una se realizara una inspección del inspección del inspección del sitio para sitio para sitio para constatar de constatar de constatar de que no estén que no estén que no estén áreas de interés áreas de interés áreas de interés arqueológico arqueológico arqueológico Amenaza de Amenaza de Amenaza de media a baja media a baja media a baja con un riesgo con un riesgo con un riesgo sísmico de sísmico de sísmico de medio a bajo. medio a bajo. medio a bajo. NE NE NE No No No 75 �Tabla 6. Calificación de alternativas. Morales, 2014 ITEM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 CRITERIOS DE SELECCIÓN Distancia a la Población más cercana (m) Distancia a granjas crianza de animales (m) Distancia a aeropuertos (m) Área del terreno (m2) Vida útil Uso actual del suelo y del área de influencia Propiedad del terreno distancia a vía de acceso principal km Pendiente del terreno Posibilidad del material de cobertura Profundidad de la napa freática (m) Distancia a fuentes de agua superficiales (m) Geología del suelo (permeabilidad) Opinión Publica Área natural protegida por el estado Área arqueológica Vulnerabilidad a desastres naturales Dirección predominante del viento Cuenta con barrera sanitaria natural PUNTAJE DE LAS ALTERNATIVAS ASIGNADOS AREA 1 AREA 2 AREA 3 5 3 4 5 4 3 5 5 5 5 5 5 5 5 5 3 3 3 5 3 3 5 3 4 4 4 4 5 4 3 5 4 3 5 4 4 5 4 4 5 5 5 5 5 5 4 4 4 1 1 3 2 2 2 1 1 1 Calificación Muy malo Malo Regular Bueno Muy bueno Puntaje 1 2 3 4 5 Tabla 7. Ponderación de alternativas. Morales. 2014 ITEM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 CRITERIOS DE SELECCIÓN Distancia a la Población más cercana (m) Distancia a granjas crianza de animales (m) Distancia a aeropuertos (m) Área del terreno (m2) Vida útil Uso actual del suelo y del área de influencia Propiedad del terreno distancia a vía de acceso principal km Pendiente del terreno Posibilidad del material de cobertura Profundidad de la napa freática (m) Distancia a fuentes de agua superficiales (m) Geología del suelo (permeabilidad) Opinión Publica Área natural protegida por el estado Área arqueológica Vulnerabilidad a desastres naturales Dirección predominante del viento Cuenta con barrera sanitaria natural Total Peso Asignado % 7 4.5 4.5 5 5 6 4.5 4 6.5 6 7 7 8 5 5 5 5 3 2 100 Resultado Obtenido (Calif. x Peso) AREA 1 AREA 2 AREA 3 35 22.5 55.5 25 25 18 22.5 20 26 30 35 35 40 25 25 20 5 6 2 440 21 18 22.5 25 25 18 13.5 12 26 24 28 28 32 25 25 20 1 6 2 376 28 13.5 22.5 25 25 18 13.5 16 26 18 21 28 32 25 25 20 1 6 2 366 76 �Tabla 8. Orden de mérito por cada alternativa. Morales. 2014 OEDEN DE MERITO 1 2 3 NOMBRE DEL AREA Area 01 Area 02 Area 03 PUNTAJE TOTAL 440 376 366 . 3.14 Valoración de las alternativas por orden de mérito y selección del sitio La situación actual de los desechos sólidos para el municipio Mauroa constituye uno de los mayores problemas de saneamiento ambiental para sus pobladores y sobre todo para su municipalidad. Por un lado porque constituye un aspecto de la vida diaria que repercute en los índices de contaminación en el suelo, aire y agua del municipio, que va desmejorando en gran medida las condiciones de la calidad de vida de su población, principalmente de las comunidades de escasos recursos económicos y sobre todo de las que se encuentran localizadas en terrenos marginales. Y por otro lado porque es un problema que tiene una gran incidencia en el aspecto económico para su municipalidad, pues un alto porcentaje de su presupuesto es destinado al aseo, recolección, transporte y disposición final de los desechos sólidos generados en el municipio. Para poder analizar los requerimientos necesarios en la ubicación del sitio para construir un relleno sanitario, se creó una tabla donde se le asigna un valor por característica a cada sitio dentro del estudio. El sitio con el puntaje más alto obtenido es el Área 01 con un puntaje total de 440 puntos, por cumplir a satisfacción la mayoría de los requisitos analizados para ubicar rellenos sanitarios, seguido por el Área 02 con un puntaje total de 376, ambos cumpliendo con los parámetros de impermeabilidad de suelos, distancia de áreas urbanas, distancia de perímetro y suficiente material de cobertura. En el Área 03 se encontraron en igual condición en su cumplimiento de los parámetros utilizados para ubicar rellenos sanitarios, esta calificación es igual a 366 puntos, siendo no adecuado para la ubicación de un relleno sanitario, ya que el porcentaje de pendiente s mayor o igual a 20 %. 77 �Teniendo en consideración el análisis efectuado en la ubicación de las tres áreas seleccionadas, se puede concluir que el Área 01, sitio actual, es el que cumple los parámetros utilizados para la ubicación de rellenos sanitarios, obteniendo en su valoración el mayor puntaje, presenta mejores facilidades para ser designado para construir el relleno sanitario, por las siguientes consideraciones: La vida útil del sitio tiene la capacidad de recibir residuos sólidos por un período no menor de 10 años. El material para cobertura se encuentra en la cantidad adecuada y en el sitio de relleno, es decir se tiene asegurada su procedencia, por lo que no se incrementarán los costos de manejo. En las tres áreas se cumple con este parámetro a cabalidad. La topografía del sitio del Área 01 cumple con el parámetro de pendiente (5 % y 15 %), no mayor al 18%. Logrando un mayor volumen aprovechable por hectárea Presenta buenas vías de acceso encontrándose en buenas condiciones en cualquier época del año. Los vientos dominantes soplan en sentido contrario al urbanismo y poblados, ya que vienen del Noreste evitando posibles malos olores. La factibilidad de compra y costo de terreno en el Área 01 no es un problema ya que pertenece a la municipalidad. La geología indica que el terreno está conformado por arcillitas generalmente masivas con contenido de material ferruginoso compacta de mediana plasticidad, El grado de meteorización de las litologías encontradas facilita el desarrollo de suelos arcillosos, apropiados como sello y cobertura. La evaluación hidrogeología de los pozos cercanos al sitio Área 01 indicó que la profundidad del nivel freático está entre 70 m y los 120 m y los cursos de aguas superficiales están lo suficientemente retirados del área. El Área 01 se encuentra dentro del Área Natural Protegida de la cuenca de los ríos Matícora y Cocuizas y dentro del área boscosa de protección de ambos ríos, por lo que corresponde a un área natural protegida por el estado, condición que le da mayor peso al área seleccionada pues en la actualidad, la disposición final de los 78 �desechos sólidos se realiza a través de un botadero a cielo abierto, que se encuentra ubicado en la parroquia Mene de Mauroa y al obtener el mayor valor analizando los criterios se puede recuperar parte del deterioro ambiental causado en el entorno. La vulnerabilidad a desastres naturales en la zona indica que la misma está dentro de un área de amenaza de media a baja, con un riesgo sísmico de medio a bajo. 3.15 Conclusiones. La selección del sitio de disposición final de los residuos sólidos no aprovechables de forma controlada, constituye una de las actividades más importantes dentro del proceso de gestión de residuos sólidos, ya que el sitio deberá tener como prioridad minimizar los efectos de la disposición final sobre la salud pública, el bienestar de la comunidad y el ambiente. Una vez determinada el área que se requiere para el emplazamiento del relleno sanitario, ya sea este manual o mecanizado, se procede a identificar de forma preliminar los sitios que reúnen la mayor cantidad de características favorables para el emplazamiento del relleno sanitario. En esta selección del sitio para ubicar el sistema de relleno sanitario como alternativa de disposición final; se consideran una serie de criterios generales y específicos, los cuales se aplican por separado a cada uno de los sitios seleccionados permitiendo así tener una evaluación de las condiciones ambientales locales, los impactos ambientales, sociales y técnicos que se tendría en cada uno de ellos. El objetivo primario de la selección de los terrenos consiste en garantizar el sitio más idóneo, para ello se tendrán en cuenta las características naturales del lugar y el entorno productivo de los suelos con el fin de garantizar la salud pública y del ambiente, ambas características sirven como prevención en caso de que algunas empresas no cumplan con esto requisitos. De la evaluación realizada el sitio idóneo para emplazar el relleno sanitario fue el denominado como Área 01. 79 �CONCLUSIONES La ubicación de un sitio para la disposición final de residuos sólidos urbanos, provoca en el ambiente un impacto más o menos importante dependiendo de la instalación y el medio donde se ubique. Por ello es fundamental que se definan aquellos factores geológicos y ambientales más importantes y se valore la capacidad del terreno en función del impacto que puede provocar la instalación. Una vez de desarrollada la investigación se llega a las siguientes conclusiones: Se han estudiado tres posibles áreas que pueden verse afectadas por la ubicación de la instalaciones, como resultado de la consulta de una extensa bibliografía y toda la normativa aplicable a nivel nacional e internacional, se han obtenido un total de 19 factores a considerar, se da una relación de los mismos y de las variables que los definen. Para Identificar las áreas alternativas para ubicar un espacio que permita realizar el posterior diseño de un relleno sanitario manual, que contribuya a resolver la problemática de la disposición final de los desechos sólidos de la parroquia Mene de Mauroa; están sujeta al cumplimiento de las disposiciones de zonificación y otras establecidas en las leyes y normas, que hacen hincapié en la seguridad y bienestar de la población en general y la no afectación del ambiente y la disponibilidad del área donde se construirá. Para ello se tendrá en cuenta los criterios técnicos y se sujeta a la normativa vigente y la operación durante su vida útil no debe causar riesgo a la salud, el ambiente y el bienestar de la población en general. Las áreas que se describen como alternativas, están en función a sus características principales como son la calidad del suelo, accesibilidad, forma y relieve topográfico, riesgo geodinámicos y esencialmente su disponibilidad de uso, de manera que no se afecten los planes de expansión urbana. 80 �Al Utilizar los criterios de comparación y evaluación técnica y legal para categorizar las alternativas seleccionadas como lugares para la ubicación del sitio de disposición final de los residuos sólidos municipales, se realiza una acertada selección del lugar en cuestión, en vista que no todos los lugares disponibles reunían las condiciones dadas para tal fin. Debido a que la mejor alternativa de ubicación, en base a un sustento técnico y legal, en el presente trabajo ha sido seleccionada de manera técnica, geológica y ambientalmente favorable, el Área 01, por lo que se sugiere a la alcaldía del municipio revise y manifieste su conformidad respecto al lugar seleccionado ya que el mismo coincide con el actual sitio de disposición o vertedero de residuos sólidos municipales. El análisis de alternativas partió de la factibilidad técnica para luego considerar la factibilidad ambiental; usando, para esta última, criterios de comparación y escalas de calificación de aplicación homogénea y transparente, válidos para todas las alternativas. Los resultados y los análisis de las alternativas son presentados en forma de cuadros o matrices en las que figuran los criterios de selección y las valoraciones. 81 �RECOMENDACIONES La presente investigación no llevó a cabo estudios geotécnicos, biológicos, forestales ni arqueológicos de detalle en los sitios propuestos, por lo que, antes de seleccionar definitivamente un sitio, se recomienda que se efectúen todos los estudios técnicos, físicos y socioeconómicos que especifiquen las condiciones y características para soportar los criterios de selección del sitio. Entre los estudios técnicos que se recomiendan llevar a cabo, se hace especial énfasis en el espesor de la zona no saturada, porosidad de las distintas capas, modelado del sistema de flujo, dirección de flujo del agua subterránea, gradiente hidráulico, tiempos de tránsito de contaminantes, entre otros. El manejo y disposición final de desechos sólidos es un servicio cuyos costos todos debemos pagar. Por ello, esta actividad es lo suficientemente rentable para permitir que en el sitio se apliquen técnicas de ingeniería apropiadas para el desarrollo de un proyecto ejemplar, con el mínimo de impactos al ambiente. Además, dicho servicio permite la generación de ingresos económicos para el municipio o la comunidad que se involucre con el proyecto, brindando vigilancia y seguimiento. Es recomendable efectuar una campaña de información y divulgación en las parroquias que conforman el municipio Mauroa, para que se conozcan los alcances, virtudes y ventajas de usar sitios apropiados para el desarrollo de rellenos sanitarios regionales. 82 �BIBLIOGRAFIA Allende Teófilo (2005). ESTUDIO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO EN LOS PROYECTOS DE RELLENO SANITARIO, Departamento Académico de Ingeniería Geológica, Universidad Nacional Mayor de San Marcos. 2005. 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For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Evaluación geológica ambiental para seleccionar el sitio de disposición final de los desechos sólidos de la parroquia Mene de Mauroa, estado Falcón Creator An entity primarily responsible for making the resource Simón Enrique Morales Soto Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Tesis maestría Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2014 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/efb7cda3331872ecabe7b37e51c0f618.pdf 4128e6163bbfa7fc43f4259bc8f3e62e PDF Text Text TESIS Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela Isnaudy José Toro Fonseca �Página legal Título de la obra: Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela,86 pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 1. Autor: Isnaudy José Toro Fonseca 2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Digitalización. Miguel Ángel Barrera Fernández Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015 La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas. La licencia completa puede consultarse en: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode Editorial Digital Universitaria Instituto Superior Minero Metalúrgico Ave Calixto García Iñeguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología Título: Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. (Tesis en opción al título académico de Máster en Geología) Autor: Isnaudy José Toro Fonseca Moa, 2014 �Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología Título: Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. (Tesis en opción al título académico de Máster en Geología) Autor: Isnaudy José Toro Fonseca Tutor: Dr. Gerardo Orozco, Msc. Frank Cabrera, Msc. Jhaisson Vásquez. Moa, 2014 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. INDICE INDICE ......................................................................................................................... 7 CAPÍTULO I. MARCO TEÓRICO .............................................................................. 17 1.1 Introducción ...................................................................................................... 17 1.2 Antecedentes .................................................................................................... 17 1.3. Geoquímica de yacimientos ............................................................................ 18 1.3.1 Geoquímica de yacimientos petrolíferos .................................................... 19 1.4 Parámetros geoquímicos .................................................................................. 19 1.5 Azufre ............................................................................................................... 20 1.6. Mecanismos de acidificación en yacimientos: ................................................. 20 1.7. Sulfuro de hidrógeno (H2S) .............................................................................. 21 1.8 Geoquímica de azufre en los sedimentos......................................................... 21 1.9. Definición, mineralogía y ambientes de formación de morfologías framboidales en sulfuros de hierro y otros minerales. .................................................................. 23 1.10 Ambientes de formación de la pirita framboidal .............................................. 28 1.11 Ubicación geográfica ...................................................................................... 29 1.12 Características geólogo-tectónicas ................................................................. 37 1.12.1 Estratigrafía del área de Moporo y Franquera ......................................... 37 1.12.2 Estratigrafía regional campo La Ceiba ..................................................... 40 1.12.3 Geología estructural campo Franquera.................................................... 41 1.12.4 Geología estructural campo Moporo ........................................................ 43 1.12.5 Geología estructural campo La Ceiba ...................................................... 44 7 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 1.13 Conclusiones .................................................................................................. 46 CAPÍTULO II. MARCO METODOLÓGICO................................................................ 48 2.1 Introducción ...................................................................................................... 48 2.2 Tipo de investigación ........................................................................................ 48 2.3 Nivel de la investigación ................................................................................... 49 2.4 Diseño de la investigación ................................................................................ 49 2.5 Diseño Experimental ........................................................................................ 50 2.6 Métodos y procesamiento................................................................................. 50 2.6.1 Selección y corte de muestras de núcleo................................................... 50 2.6.2 Toma de muestras de núcleo ..................................................................... 51 2.6.3 Extracción con equipo Soxhlet ................................................................... 52 2.6.4 Técnicas geoquímicas de roca total ........................................................... 53 2.6.5 Analizador elemental LECO ....................................................................... 55 2.7 Conclusiones .................................................................................................... 56 CAPÍTULO III. RESULTADOS .................................................................................. 57 3.1 Introducción ...................................................................................................... 57 3.2 Morfología y textura de la pirita en las muestras de núcleo .............................. 57 3.3 Contenidos de pirita en las muestras de núcleo ............................................... 58 3.4 Caracterización mineralógica de las muestras de núcleo del yacimiento Eoceno B-Superior .............................................................................................................. 60 3.5 Conclusiones .................................................................................................... 79 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................. 80 Conclusiones .......................................................................................................... 80 Recomendaciones. ................................................................................................. 82 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 83 8 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. ANEXOS .................................................................................................................... 85 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 106 4.- Lista de Fases Identificadas ............................................................................ 107 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 110 4.- Lista de Fases Identificadas ................................................................................ 111 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 114 4.- Lista de Fases Identificadas ................................................................................ 117 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 120 4.- Lista de Fases Identificadas ................................................................................ 121 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 125 4.- Lista de Fases Identificadas ................................................................................ 126 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 129 4.- Lista de Fases Identificadas ................................................................................ 132 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 136 4.- Lista de Fases Identificadas ................................................................................ 139 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 143 4.- Lista de Fases Identificadas ............................................................................ 145 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 147 4.- Lista de Fases Identificadas ................................................................................ 151 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Morfologías relacionadas con pirita framboidal. A. Framboides irregulares. B. Cluster de framboides con escala = 10 μm. C. Framboides velados D. Cristales euhedrales junto a framboides E. Aureolas de oxidación alrededor de framboides de 9 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. pirita. F. Framboides disuelto con crecimiento de pirita masiva en los intersticios. Fuente: Rosario Lunar Hernandez et al. .................................................................... 27 Figura 2. Ubicación geográfica del área de FRAMOLAC. Fuente: PDVSA. (2013) ... 30 Figura 3. Ubicación geográfica del Campo Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) ....... 33 Figura 4. Datos básicos y parámetros de producción del campo Franquera. Fuente: PDVSA. (2013)........................................................................................................... 34 Figura 5. Columna estratigráfica del área Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) ......... 36 Figura 6. Columna estratigráfica generalizada del Campo Ceuta-Tomoporo. Fuente: PDVSA. (2013)........................................................................................................... 39 Figura 7. Columna Estratigráfica Campo La Ceiba. Fuente: PDVSA. (2013) ............ 41 Figura 8. Marco Estructural Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) ............................... 42 Figura 9. Marco Estructural Yacimiento B-Superior VLG-3729. Fuente: PDVSA. (2013) ......................................................................................................................... 44 Figura 10. Mapa Estructural de los Yacimientos MISB6 CEI0003, MISB6 CEI0001 y MISB6 CEI0004. Fuente: PDVSA. (2013) .................................................................. 45 Figura 11. Mapa Estructural de los Yacimientos MISB6 CEI0005 y MISB6 CEI0006. Fuente: PDVSA. (2013) ............................................................................................. 46 Figura 12. Ubicación de los pozos seleccionados para toma de muestra de núcleo. Fuente: PDVSA (2013). ............................................................................................. 51 Figura 13. Pulverización de la muestra de núcleo...................................................... 54 Figura 14. Fundamentos Físico-Químicos C,H,N y S (LECO) .................................. 56 Figura 15. Muestra VLG-3863. Edad Eoceno, profundidad 16271'4'' ........................ 61 Figura 16. Espectro de Rayos X (EDX) de la muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16271'4'' ..................................................................................................................... 62 Figura 17. Muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' ............................................ 63 10 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Figura 18. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3''.............................................................................................. 64 Figura 19. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' ............................................ 65 Figura 20. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' ........................................................................... 66 Figura 21. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' ................................................ 67 Figura 22. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' ............................................................................... 68 Figura 23. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16191'8'' ............................................ 69 Figura 24. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16191'8'' ........................................................................... 70 Figura 25. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9'' ............................................ 71 Figura 26. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9''.............................................................................................. 72 Figura 27. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' ................................................ 73 Figura 28. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' .......................................................................................................... 74 Figura 29. Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14755'7'' ............................................ 75 Figura 30. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) VLG-3891, Edad Eoceno, 14755'7'' ....................................................................................................... 76 Figura 31. Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' ........................................... 77 Figura 32. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' ........................................................................... 78 11 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. INDICE DE TABLAS Tabla 1. Datos oficiales de los yacimientos del campo Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) ......................................................................................................................... 32 Tabla 2. Muestras seleccionadas de las muestras de núcleo .................................... 51 Tabla 3. Porcentaje de pirita (FeS2) a partir del contenido de azufre total de la muestra de núcleo, determinada a través del analizador elemental LECO ................ 59 Tabla 4. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16271'4'' ..................................................................................................................... 62 Tabla 5. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' ..................................................................................................................... 64 Tabla 6. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' ..................................................................................................................... 66 Tabla 7. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' ........................................................................................................................ 68 Tabla 8. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16191'8'' ..................................................................................................................... 70 Tabla 9. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9'' ..................................................................................................................... 72 Tabla 10. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' ........................................................................................................................ 74 Tabla 11. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14755'7'' ..................................................................................................................... 76 Tabla 12. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' ..................................................................................................................... 78 12 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. INTRODUCCIÓN La geoquímica de yacimientos ha avanzado y alcanzado un gran interés por parte de la industria petrolera, pues permite establecer a partir de la caracterización mineralógica y elemental, los procesos de llenado en los yacimientos. El azufre, décimo elemento en el universo y décimo cuarto elemento más abundante en la superficie de la tierra, es el que define los minerales de sulfuro y proporciona información detallada sobre los orígenes de los mismos. (Seal, 2006). La pirita (FeS2) es un producto mineral común de la diagénesis temprana en sedimentos ricos en materia orgánica. Es el resultado de la reacción de sulfuro producida a través de reducción sulfato bacteriana, (Berner, 1970), ya sea con Fe (III) en los sedimentos o Fe (II) producido por reducción de Fe(III) bacteriana (Lovley, 1991). Los últimos trabajos sobre hierro, azufre y geoquímica de carbono en los sedimentos y, en particular, la naturaleza y el mecanismo de la formación de pirita diagenética temprana, han llevado al desarrollo de indicadores paleoambientales geoquímicos. La pirita diagenética temprana puede tener variadas morfologías. Dos de las morfologías más comúnmente observadas son framboides (agregados esféricos de cristales de pirita de tamaño micrométrico, Love y Amstutz, 1966; Sweeney y Kaplan, 1973) y cristales euhedrales de tamaño micrométrico (Raiswell, 1982; Passier et al, 1997). Varios estudios (Kohnenet al., 1990; Mossmannet al., 1991; Ferdelmanet al., 1991; Schimmelmann y Kastner, 1993; Zaback y Pratt, 1992; Aplin y Macquaker, 1993; Raiswellet al., 1993) han enfatizado la importancia de la materia orgánica y el azufre elemental como importantes sumideros diagenéticos recientes de azufre reducido y Parcialmente oxidados en sedimentos marinos. La incorporación de azufre dentro de la materia orgánica parece ser más favorable bajo condiciones donde las especies 13 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. de azufre acuosas parcialmente oxidadas tales como los polisulfuros pueden estar presentes. (Mossmannet al., 1991; Raiswellet al., 1993; Aplin y Macquaker, 1993). Consecuentemente, cambios en la abundancia relativa del azufre mineral, orgánico y elemental pueden ser usados para interpretar las condiciones del agua intersticial en el pasado. De tal manera, debido a la presencia de pirita en los pozos de las unidades estratigráficas del yacimiento Eoceno “B” Superior, en el Distrito Lago Sur Trujillo, existe la necesidad de saber la naturaleza y el mecanismo de la formación de la pirita que se presenta en estos pozos. Como parte de la investigación se realizó una revisión bibliográfica cuidadosa de la documentación existente en la empresa y artículos técnicos referentes con el objetivo de comprobar la existencia de estudios anteriores sobre morfología de la pirita diagenética, relación genética entre el azufre elemental, orgánico y pirítico en los sedimentos, también se revisaron artículos técnicos publicados por profesionales de la empresa. Como conclusión de esta revisión se comprobó que existen documentos de estudios realizados en otras áreas. La investigación es de tipo experimental y de diseño experimental de campo y de laboratorio, pues requiere de la manipulación de variables independientes, empleándose los métodos y técnicas de laboratorio y campo necesarias, con el propósito de establecer una relación causa-efecto entre las variables consideradas en la investigación y así dar respuestas a los objetivos propuestos. Esta investigación tiene como objetivo caracterizar la pirita y su mecanismo de formación en las muestras de núcleo de las unidades estratigráficas del yacimiento eoceno “B” Superior, en la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Problema científico Existe la necesidad de conocer el mecanismo de formación de la pirita, su morfología y la información sobre los procesos diagenéticos de formación relacionados con las condiciones paleoambientales de sedimentación. 14 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Hipótesis Si se realiza la caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita en las muestras de núcleo de las unidades estratigráficas del yacimiento Eoceno “B” Superior, en el distrito Lago Sur Trujillo podría proporcionar información sobre los procesos diagenéticos, morfología de la pirita y su tamaño, e inferir el paleoambiente de formación. Objetivo general Caracterizar la pirita presente en las muestras de núcleo del yacimiento Eoceno “B” Superior Formación Misoa, Distrito Lago Sur Trujillo y su mecanismo de formación que permitan inferir las condiciones paleoambientales. Objetivos específicos  Determinar el contenido de pirita en las muestras de núcleo a partir del cálculo del azufre inorgánico elemental.  Caracterizar la pirita diagenética morfológica y texturalmente por medio de los análisis de Microscopia Electrónica de Barrido (MEB) con EDX (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy).  Caracterizar desde el punto de vista mineralógico muestras de núcleo del Eoceno B-Superior aplicando Difracción de Rayos X (DRX) e inferir condiciones paleoambientales de formación. En el desarrollo de la investigación se utilizaron diferentes métodos y técnicas para cumplir con los objetivos propuestos. Métodos teóricos: Análisis y síntesis de la información obtenida a partir de la revisión de la documentación y literatura especializada. Inductivo – deductivo: para estudiar las diferentes morfologías de la pirita través de los análisis geoquímicos. 15 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Métodos empíricos: en la presente investigación se aplican: Las entrevistas y criterios de expertos: para comprobar la existencia de investigaciones y antecedentes relacionados con el tema. Métodos y herramientas de la química analítica. Procesamiento para la elaboración de mapas por medio del simulador Discovery. El trabajo se ha ordenado de la siguiente manera: resumen, introducción, a continuación tres capítulo: el capítulo I, denominado geoquímica de yacimientos y morfología de la pirita. El capítulo II, presenta los métodos y técnicas empleados en la investigación. El capítulo III, el análisis e interpretación de los resultados. Finalmente las conclusiones, recomendaciones y bibliografía empleada en la investigación. También se presenta un conjunto de anexos. 16 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. CAPÍTULO I. MARCO TEÓRICO 1.1 Introducción El marco teórico es la etapa donde se recopila la información documental para confeccionar el diseño metodológico de la investigación, es decir, el momento en que se establece cómo y qué información se recogerá. Simultáneamente, la información recogida para el marco teórico proporcionará un conocimiento profundo de la teoría que le da significado a la investigación. Es a partir de las teorías existentes sobre el objeto de estudio, como pueden generarse nuevos conocimientos. 1.2 Antecedentes A continuación, se citan aquellos estudios que se han realizado a nivel nacional sobre el tema, que son similares al ejecutado; por tal motivo, se han seleccionado aquellos que guardan relación con el estudio propuesto, para lo cual se consideró su relevancia y cercanía en el tiempo. - K.G. Taylor, J.H.S. Macquaker (1999) realizaron un estudio sobre la morfología de la pirita diagenética temprana en una sucesión de lutitas: la formación Cleveland de arena con óxido de hierro del Jurásico Inferior, Este de Inglaterra, donde la pirita presenta dos morfologías diferentes: pirita framboidal, comúnmente asociado con la materia orgánica (bitumen y kerógeno), y la pirita euhedral, asociado con gránulos de arcilla detrítica. Estas dos morfologías son únicas. La pirita framboidal está presente en lutitas ricas en arcilla, arena con óxido de hierro, unidades ricas en apatita y algunas lutitas ricas en limo. La Pirita euhedral está presente en lutitas ricas en limo y arena. El análisis isotópico del δ34S (isótopo del azufre 34) de las seis muestras de pirita sugieren que ambos tipos de morfología de pirita precipitaron durante la diagénesis temprana a partir del agua intersticial con acceso abierto al agua de mar, 17 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. aunque ambos tipos probablemente actuaron como sitios para continuar la precipitación de la pirita durante el enterramiento. - Alfred V. Hirner, Brian W. Robinson (1992) estudiaron la relación genética entre el azufre elemental, Orgánico y Pirítico en los sedimentos, donde plantean que bajo condiciones reductoras, las especies de azufre orgánico e inorgánico interactúan unos con otros en el curso del ciclo del azufre sedimentario. Esto último se discute en conexión con estudios de crudos de Alemania, Nueva Zelanda y Kuwait. Las formas orgánicas e inorgánicas del azufre pueden ser utilizadas en la solución de problemas prácticos de exploración y geoquímica ambiental: el azufre elemental es incorporado en la materia orgánica sin fraccionamiento isotópico significativo, y conduce a distribuciones intermoleculares características de 32 S y 34 S en las fracciones orgánicas. - J. Borrego, J. Monteverde, J.A. Morales, B. Carro y N. López (2003) estudiaron la morfología de la pirita diagenética en sedimentos recientes del estuario del Río Odiel (SO de España), donde resaltan que los azufres muestran tres morfologías diferentes: agregados de microcristales, agregados de framboides y macrocristales de pirita euhedral. La génesis de estas morfologías de pirita se producen en ambientes no estrictamente anóxicos con un continuo aporte de hierro y sulfato donde la actividad bacteriana induce un rápido crecimiento de microcristales. - J. Alonso-Azcárate et al (1999) plantean el estudio textural e isotópico de los sulfuros diseminados en los sedimentos de la cuenca de Cameros (La Rioja, España), donde los materiales lutíticos de la Cuenca de Cameros presentan en su composición mineralógica muy pequeñas cantidades de sulfuros diseminados (pirita y pirrotita). La pirita sedimentaria aparece fundamentalmente formando framboides, cristales euhedrales y sustituyendo la concha de fósiles. Las piritas sedimentarias se generaron por reducción bacteriana de sulfatos sedimentarios. 1.3. Geoquímica de yacimientos La geoquímica de yacimientos abarca el estudio de los fluidos en los yacimientos de petróleo (crudo, agua y gas), sus orígenes e interacciones con el yacimiento (Larter y Aplin, 1994). También puede ser definida como la elucidación mediante 18 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. caracterización elemental, isotópica y molecular, los procesos de entrampamiento, llenado de fluidos en el yacimiento, la naturaleza de las interacciones y las variaciones en composición y propiedades en el tiempo (López, 2005). 1.3.1 Geoquímica de yacimientos petrolíferos La geoquímica de yacimientos abarca el estudio de los fluidos en los yacimientos de petróleo (crudo y gas), sus orígenes e interacciones con el yacimiento (Larter y Aplin, 1994). También puede ser definida como la elucidación mediante caracterización elemental, isotópica y molecular, los procesos de entrampamiento, llenado de fluidos en el yacimiento, la naturaleza de las interacciones y las variaciones en composición y propiedades en el tiempo (López, 2005). Algunas de las áreas de estudio de la geoquímica de yacimientos son las siguientes:  Distancia de migración y dirección de llenado del yacimiento  Grado de mezcla de crudos  Continuidad del yacimiento  Monitoreo de producción  Determinación de heterogeneidades (calidad de yacimientos y fluidos)  Predicción y explicación de fenómenos relevantes para el manejo de los yacimientos (por ejemplo, precipitación de sólidos) 1.4 Parámetros geoquímicos Los parámetros geoquímicos son entidades químicas de origen natural que están presentes en los yacimientos de petróleo y gas. Su ocurrencia puede ser evidenciada en la forma de un elemento o de un compuesto químico (Xuet al., 2003; Zielinski R. y Budahn, 2007; Molsonet al., 2008). En términos prácticos, los parámetros geoquímicos de yacimientos son: elementos mayoritarios, minoritarios, trazas y sus relaciones, isótopos estables y radiogénicos, especies disueltas, aniones, cationes, complejos, compuestos relacionados con la materia orgánica como los biomarcadores, compuestos organometálicos, macromoléculas como los ácidos fúlvicos y húmicos, pH, Eh, composición mineralógica de la roca yacimiento, entre otros. 19 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 1.5 Azufre El azufre, décimo elemento en el universo y décimo cuarto elemento más abundante en la superficie de la tierra, es el que define los minerales de sulfuro y proporciona información detallada sobre los orígenes de los mismos a través de sus isótopos estables. Las variaciones en la composición isotópica de minerales de sulfuro y componentes relacionados, tales como minerales de sulfato o especies de azufre acuosas, causados por la partición preferencial de isótopos entre fases que contienen azufre, se conoce como fraccionamiento. Estas variaciones surgen de las diferencias en la temperatura, o más importante, reacciones de oxidación y reducción actuando sobre el azufre. Las reacciones de oxidación y reducción pueden ocurrir a altas temperaturas, tales como en sistemas ígneos, a temperaturas intermedias, tales como en sistemas hidrotermales y a bajas temperaturas durante la diagénesis sedimentaria. A altas temperaturas, las reacciones tienden a ocurrir en condiciones de equilibrio, mientras a baja temperatura, el desequilibrio prevalece. (Seal, 2006). 1.6. Mecanismos de acidificación en yacimientos: Las concentraciones de H2S y CO2 normalmente son de origen natural (presencia de bacterias), pero sin embargo hay ciertas circunstancias que incitan a su generación, esta puede ser promovida por la influencia antrópica (Es la influencia que realiza el hombre en determinados ámbitos. Un ejemplo muy claro de la influencia antrópica se encuentra en el medio ambiente, en donde se realizan prácticas como la tala, contaminación por agroquímicos, etc. Que modifican el entorno, creando en muchas ocasiones condiciones adversas) en la búsqueda de optimizar la tasa de producción de hidrocarburos para el yacimiento, por medio de recuperaciones secundaria utilizando técnicas de inyección de agua y gases inmiscibles. Para que el H2S pueda ser generado es necesario la existencia de ciertos factores ambientales y la presencia de bacterias y compuestos con azufre en su estructura. Si existen las condiciones ambientales propicias como temperatura, bajo contenido de oxígeno disuelto, flujo lento y un pH adecuado, entre otros, las bacterias del tipo Desulfivitrio reducirán los sulfatos presentes en el flujo produciendo una serie de sulfuros que pasarán a la corriente del fluido. 20 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. La mayor parte de las concentraciones de H2S en los reservorios, se deben a la presencia de bacterias sulfato reductoras (BSR) las cuales son bacterias que tienen la facultad de reducir sulfato, sulfito o tiosulfato de manera no asimilatoria. De forma usual, el agua que es inyectada en algunos casos en pozos para un aumento de presión y producción del petróleo contienen disuelta cantidades se azufre (iones sulfitos) tal como el agua de mar.Por lo tanto se puede decir que la escasez de azufre en el agua debería de impedir o limitar las actividades de BSR y la generación respectiva de H2S. De tal forma es recomendable que las aguas reinyectadas en los pozos, realizarle tratamientos biocidas (destrucción de microorganismos) en las instalaciones periódicamente. Otro aspecto para que el sulfuro de hidrogeno puede estar presente en yacimientos, sería la inyección de soluciones ácidas como el ácido clorhídrico (HCl) en reservorios para la disolución de incrustaciones en tuberías, esta se realiza para tratar pozos con formación de carbonatos (CO3=) 1.7. Sulfuro de hidrógeno (H2S) El sulfuro de hidrógeno es un hidruro covalente de fórmula H2S, estructuralmente ligado al agua ya que el oxígeno y el azufre se encuentran en el mismo grupo de la tabla periódica. El mismo es incoloro, inflamable, toxico y posee un olor característico muy desagradable. Se encuentra naturalmente en yacimientos de petróleo, gas natural, gases volcánicos y aguas termales. Las bacterias reductoras de sulfatos SO4= son los principales responsables de la generación de H2S bajo condiciones anaerobias. Propiedades del H2S se muestran en la tabla siguiente: 1.8 Geoquímica de azufre en los sedimentos La especiación, abundancia y composición isotópica de las fases diagenéticas que contienen azufre resultan de un sistema complejo que involucra, entre otras variables de control, el grado de oxigenación bentónica. Las relaciones entre carbono orgánico y azufre de la pirita o azufre total han sido ampliamente utilizadas en sedimentos marinos antiguos y recientes como indicadores de la oxigenación relativa de paleoambientes (Raiswell y Berner, 1985; Raiswellet al., 1988; Dean y Arthur, 1989; Beinet al., 1990; Middelburg, 1991). Un número de estudios, han mostrado que los 21 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. gráficos carbono/azufre suministran información útil pero tienen el potencial para múltiples interpretaciones (Dean y Arthur, 1989; Beinet al., 1990; Zaback y Pratt, 1992). Varios estudios (Kohnenet al., 1990; Mossmannet al., 1991; Ferdelmanet al., 1991; Schimmelmann y Kastner, 1993; Zaback y Pratt, 1992; Aplin y Macquaker, 1993; Raiswellet al., 1993) han enfatizado la importancia de la materia orgánica y el azufre elemental como importantes sumideros diagenéticos recientes de azufre reducido y parcialmente oxidado en sedimentos marinos. La incorporación de azufre dentro de la materia orgánica parece ser más favorable bajo condiciones donde las especies de azufre acuosas parcialmente oxidadas tales como los polisulfuros pueden estar presentes. (Mossmannet al., 1991; Raiswellet al., 1993; Aplin y Macquaker, 1993). Consecuentemente, cambios en la abundancia relativa del azufre mineral, orgánico y elemental pueden ser usados para interpretar las condiciones del agua en los poros antigua e inferir los ambientes bentónicos en el pasado. Un obstáculo importante para la interpretación de paleoambientes basado en la abundancia de productos diagenéticos proviene de la incertidumbre acerca del tiempo relativo de formación de los compuestos azufrados. La formación de compuestos de azufre diagenéticos puede continuar por mucho tiempo después de la depositación del sedimento o comenzar sobre la interfase agua-sedimento. Limitaciones en el tiempo de formación de especies de azufre pueden ser proporcionadas por la composición isotópica del azufre estable (Goldhaber y Kaplan, 1980; Chantonet al., 1987; Mossmannet al., 1991; Zaback y Pratt, 1992). A pesar de que el ciclo diagenético y deposición temprana del azufre no es claramente comprendido, la composición isotópica de la especie azufre individual puede ser usada para evaluar su génesis, secuencia de incorporación y condiciones presentes en el ambiente bentónico durante la formación de productos de azufre. Las relaciones carbono/azufre, abundancia relativa de las especies de azufre (pirita, ácidos volátiles, azufre elemental, querógeno, bitumen y sulfato), así como las abundancias isotópicas de estas especies de azufre son usadas para reconstruir las condiciones diagenéticas y deposicionales durante los últimos 160 mil años en la cuenca de California. 22 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 1.9. Definición, mineralogía y ambientes de formación de morfologías framboidales en sulfuros de hierro y otros minerales. El término framboide proviene del francés framboise (frambuesa) y fue usado por primera vez por Rust (1935) para referirse a agregados subesféricos de pequeños cristalitos de pirita en depósitos de yacimientos minerales tipo Mississipi Valley. Su estudio ha ocupado a muchos científicos durante gran parte del siglo XX (por ejemplo Schneiderhöhn 1923; Love y Amstutz 1966; Kalliokoski 1974; Ramdohr 1980; Schallreuter 1984; Wilkin y Barnes 1997) y los primeros años del siglo XXI (Merinero 2005, Merinero et al 2005a, 2006b, 2008a; Ohfuji y Rickard 2005; González et al. 2006a, 2006b). Se ha publicado una gran cantidad de literatura sobre los framboides con especial interés a su posible relación con procesos biológicos. Durante un tiempo se llegó a considerar que se trataba de microorganismos fosilizados (Schneiderhöhn 1923; Love 1957; 1962), e incluso, colonias de bacterias. Berner (1969) y Farrand (1970) fueron los primeros en demostrar, de manera experimental, que la actividad bacteriana no es un prerrequisito necesario para la formación de framboides, empezando a considerarse como un término textural, y no genético, para describir agregados de microcristales. Las definiciones de framboides más modernas se desarrollan a partir de los tres principales atributos de los mismos (Ohfuji y Rickard 2005): 1. Morfología externa: agregados microscópicos esféricos o subesféricos, usualmente con diámetros entre 1 y 20 μm, siendo raros los framboides de tamaño superior a 50μm (Wilkin et al. 1996). 2. Estructura interna: constituidos por un empaquetado hexagonal o cúbico compacto de 103 a 106 microcristales, es decir, el interior no es homogéneo. Además, la estructura interna puede presentar un determinado orden o puede estar totalmente desordenada (microcristales dispuestos totalmente al azar). 3. Uniformidad de tamaños y morfologías: todos los microcristales tienen el mismo tamaño (entre 0,1 y 20 μm, aunque usualmente no tienen más de 2μm de diámetro) y 23 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. presentan el mismo hábito (normalmente euhedral, octaédrico, piritoédrico, o, menos común, cúbico o esferoidal). Por lo tanto, se puede definir framboide como un agregado microscópico esférico o subesférico de microcristales del mismo tamaño y morfología. Esta definición puede extenderse para incluir otras morfologías externas, como por ejemplo agregados irregulares no esféricos, con formas elípticas o poligonales. La textura framboidal se asocia habitualmente con la pirita y otros sulfuros de hierro, pero también ha sido observada en otros minerales, como óxidos, hidróxidos y carbonatos. Como se verá en apartados posteriores, la greigita y la mackinawita son monosulfuros de hierro relacionados con la formación de pirita, y en algunas ocasiones pueden ser precursores de la misma. Las propiedades ferrimagnéticas de estos minerales se han propuesto para explicar la formación de framboides. Existen muchas referencias de greigita y mackinawita framboidal (Nuhfer y Pavlovic 1979; Bonev et al. 1989; Ariztegui y Dobson 1996; Wilkin y Barnes 1997; Rowan y Roberts 2006), además de coexistencia de greigita y pirita con morfologías framboidales (Roberts y Turner 1993; Jiang et al. 2001; Roberts y Weaber 2005; Roberts et al. 2005; Ortega et al. 2006). También se ha obtenido greigita y mackinawita framboidal de manera experimental (Sweeney y Kaplan 1973; Wilkin y Barnes 1996; Wang y Morse 1996; Morse y Wang 1997; Butler y Rickard 2000). Es posible la formación de marcasita framboidal, probablemente a pH muy bajo (Ixer y Vaughan 1993; Youngson 1995; Falconer et al. 2006). Se han descrito framboides de sulfuros de cobre en sedimentos de yacimientos minerales (Alyanak y Vogel 1974; Sawłowicz 1990) aunque algunos de ellos pueden ser seudomorfos de framboides de pirita (Sawłowicz 1992; Oszczepalski 1999). Los framboides de sulfuros de zinc son más raros, pero existen varios trabajos que describen formas parecidas a framboides (Lebedev 1967; Degens et al. 1972; Luther et al. 1980; Gammons y Frandsen 2001). 24 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Especialmente interesantes son las referencias sobre magnetita framboidal y otras formas esféricas similares, ya que existen descripciones en materiales terrestres, sobre todo en carbonatos, (Bethke y Marshak 1990; Suk et al. 1990a; Evans y Elmore 2006) y en meteoritos y polvo cósmico (Kerridge 1970; Jedwab 1971; Zolensky et al. 1996; 2002; Hua y Buseck 1998; Boctor et al. 2003; Abreu y Brearley 2005; Gounelle et al. 2005). El principal origen propuesto para la magnetita framboidal es la oxidación de framboides de pirita (Lu et al. 1990; Suk et al. 1990a, 1990b; 1991; Saffer y McCabe 1992; Housen et al. 1993a, 1993b; Evans y Elmore 2006), aunque también se ha propuesto un origen primario para este tipo de textura en la magnetita (Wilkin y Barnes 1997), o incluso a partir de pirrotina framboidal (Zolensky et al. 2002). Por otro lado, existen varias referencias sobre morfologías framboidales o similares en carbonatos. Se han descrito formas esféricas de dolomita de tamaño entre 0,2 y 1 μm compuestas a su vez de esferas de 100 nm de diámetro en lagos del sur de Australia (Von-der-Borch y Jones 1976). También se han producido, de manera experimental, formas similares de dolomita de tamaño entre 1 y 5 μm a partir de geles de carbonato (Müller y Fishbeck 1973). En el sistema kárstico de Visean (Nielsen et al. 1997) se han descrito framboides de pirita junto con cristales esferoidales de dolomita con una posible relación con actividad bacteriana. Nehrke y Cappellen (2006) describen framboides de vaterita con posterior transformación a calcita. En cuanto a oxihidróxidos de hierro framboidales existen diversas referencias, aunque en la mayoría de ellas se trata de productos de oxidación y reemplazamiento de pirita. Las mineralogías descritas son goethita (Mucke et al. 1999; Dill y Melcher 2004), lepidocrocita, szomolnokita y hematites (Lougheed y Mancuso 1973). Son comunes las descripciones de oxihidróxidos de hierro asociadas a oxidación de pirita framboidal formando halos y recubrimientos externos de las estructuras esféricas de pirita (Weber et al. 2004; Sapota 2005; Merinero et al. 2005a; 2008a; Evans y Elmore 2006). 25 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Existen otras morfologías relacionadas con los framboides subesféricos que presentan muchas de las características de estos, por ejemplo, la presencia en su interior de microcristales del mismo tamaño y forma. En los próximos apartados se describen algunas de estas morfologías que, aunque no pueden clasificarse estrictamente como framboides, comparten propiedades y orígenes comunes. Entre ellos se encuentran: (Ver figura 1) Framboides irregulares En sedimentos naturales, especialmente en sedimentos actuales, es posible encontrar pirita formando masas irregulares de microcristales que presentan hábitos y tamaños idénticos, e incluso desarrollan cierta organización, similar a la que se puede encontrar en el interior de algunos framboides (Bertolin et al. 1995; Jiang et al. 2001; McKay y Longstaffe 2003). Framboides en forma de girasol (Sunflower framboids) Los framboides en forma de girasol son texturas constituidas por un núcleo framboidal y por cristales alargados dispuestos en forma radial alrededor del núcleo (Love y Brockley 1973; Ostwald y England 1977; Kosacz y Sawłowicz 1983; Brown y McClay 1998; England et al. 2002; Freitag et al. 2004). Los cristales exteriores pueden ser tanto de pirita como de marcasita y pueden crecer de manera continua desde los microcristales más externos del núcleo framboidal o de manera separada. Asimismo, se han descrito granos esféricos de pirita con textura framboidal en el núcleo y masiva en la parte externa, con un posible origen secundario de esta última (Paktunc y Davé 2002; Merinero et al. 2005a; 2008a; Rowan y Roberts 2006; Dekov et al. 2007; Zielinski et al. 2007). Racimos de framboides y poliframboides El término poliframboide fue introducido por Love (1971) para describir agregados de numerosas unidades de framboides y otras morfologías asociadas (Massaad 1974; Stene 1979; Sawłowicz 1993; Ohfuji y Akai 2002; Roberts y Weaber 2005; Roberts et al. 2005; Merinero et al. 2005a; 2006b; 2008a; Wignall et al. 2005). Cuando estos agregados están formados por framboides de tamaño uniforme y empaquetado 26 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. denso se utiliza el término racimo o cluster (Böttcher y Lepland 2000; Taylor y Macquaker 2000; Paktunc y Davé 2002; Otero et al. 2005). El tamaño de los poliframboides y racimos de framboides es variable: desde unas pocas micras hasta varios milímetros. Los bordes pueden ser irregulares, estar modificados por los minerales de alrededor o adaptados a la forma del hueco que rellenan (por ejemplo, una concha de foraminífero, Love 1967; Merinero et al. 2005a; 2006b, 2008a). Finalmente, a los grupos de numerosos framboides, con microcristales en los espacios entre ellos, se les ha denominado framboides velados (Passier et al. 1999), y se interpretan como estructuras de reemplazamiento en conchas de carbonato de microfósiles que han sido disueltas previamente. Figura 1. Morfologías relacionadas con pirita framboidal. A. Framboides irregulares. B. Cluster de framboides con escala = 10 μm. C. Framboides velados D. Cristales euhedrales junto a framboides E. Aureolas de oxidación alrededor de framboides de pirita. F. Framboides disuelto con crecimiento de pirita masiva en los intersticios. Fuente: Rosario Lunar Hernandez et al. 27 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Cristales euhedrales La presencia de cristales euhedrales con rangos de tamaños similares a los que presentan los framboides (Raiswell 1982; Passier et al. 1999; Taylor y Macquaker 2000), y de otras morfologías parecidas a framboides con desarrollo de caras y/o hábitos poligonales (Martínez-Frías et al. 1997; Merinero et al. 2005a; 2008a; Ohfuji y Rickard 2005), es bastante común en ambientes naturales con una más que posible relación genética con las morfologías framboidales (Sawłowicz 2000; Merinero 2005; Merinero et al 2008a) con las que coexisten en muchas ocasiones (Passier et al. 1999; Liagathi et al. 2005; Price y Pichler 2006). Los framboides y los cristales euhedrales comparten un origen primario y muchas veces se forman de manera conjunta, posiblemente debido a variaciones en la velocidad de nucleación. Sin embargo, las morfologías masivas que acompañan a la pirita framboidal (agregados, recrecimientos, rellenos, etc.) se consideran texturas con un origen secundario (Wilkin et al. 1996). 1.10 Ambientes de formación de la pirita framboidal La morfología más común de la pirita en ambientes sedimentarios es la framboidal, incluyendo sedimentos no consolidados recientes, tanto marinos como lacustres (Sweeney y Kaplan 1973; Perry y Pedersen 1993), columnas de agua anóxicas (Ross y Degens 1974; Muramoto et al. 1991; Wilkin y Barnes 1997; Suits y Wilkin 1998), incluso rocas sedimentarias antiguas del Arcaico (Hallbauer 1986). Los framboides de sulfuros son especialmente comunes en sedimentos anóxicos, donde la reducción bacteriana de sulfatos es muy activa y la cantidad disponible de metales, principalmente hierro, es suficiente para que precipiten los sulfuros. Sin embargo, la pirita framboidal también está presente en acuíferos arenosos someros, donde la velocidad de reducción bacteriana de sulfatos es tres órdenes de magnitud más baja que en ambientes marinos (Jakobsen y Postma 1999). También se encuentra pirita framboidal en sedimentos marinos bajo condiciones oxidantes, donde la reducción bacteriana de sulfatos queda reducida a pequeños nichos (Jørgensen 1977). 28 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. El sulfuro más abundante en yacimientos minerales de carbones es la pirita con morfología framboidal (Weise y Fyfe 1986; Kostova et al. 2005; Hower et al. 2007). La asociación de pirita framboidal con restos fósiles de plantas es bastante común (García-Guinea et al. 1998; Bajpai et al. 2001; Grimes et al. 2002), incluso se han descrito framboides de pirita en el interior de libros antiguos (García-Guinea et al. 1997). Es importante destacar la abundancia de pirita framboidal en residuos procedentes de explotaciones mineras, con gran cantidad de estudios sobre la oxidación de la misma en estas condiciones y sus repercusiones medioambientales (Velasco et al, 1998; Sánchez-España et al. 2005; Weber et al. 2004; 2006). Además de los ambientes sedimentarios, la pirita framboidal es muy abundante en rocas asociadas a yacimientos hidrotermales (Kanehira y Bachinski 1967; Ostwald y England 1977; England y Ostwald 1993; Martínez-Frías et al. 1997; Agusto et al. 2004; Bölücek et al. 2004). También se ha descrito pirita con morfología framboidal en rocas volcánicas (Love y Amstutz 1969) y metamórficas (Schieber y Baird 2001; Boyle et al. 2003). La textura framboidal es la más común en los sulfuros de hierro que precipitan de manera conjunta a los carbonatos autigénicos asociados a emisiones de metano (Orpin 1997; Stakes et al. 1999; Peckmann et al. 2001; Han et al. 2004; Mazzini et al. 2004; 2006; Kocherla et al. 2006; Merinero 2005; Merinero et al 2005a; 2006b; 2008a). 1.11 Ubicación geográfica La Cuenca Occidental se encuentra situada en la parte noroccidental del país en lo que se conoce como Cuenca del Lago de Maracaibo, siendo ésta la de mayor historia de producción en Venezuela. Dentro de la misma al sureste, la comprenden los yacimientos del Eoceno B de las regiones de Lago y Tierra (Campos Moporo, Franquera, La Ceiba, San Lorenzo, Tomoporo Tradicional y Área 8 Norte) las cuales están en procesos de exploración y producción de hidrocarburos.Los campos Franquera, Moporo y La Ceiba (FRAMOLAC) están ubicados al sureste de la Cuenca 29 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. del Lago de Maracaibo, comprende los yacimientos del Eoceno B de las regiones Lago y Tierra con una extensión areal de 620 Km2 (Figura 2). Los campos Franquera, Moporo y La Ceiba (FRAMOLAC) ubicados en tierra y adscritos a la División Sur Lago Trujillo, se encuentran situados entre el Estado Trujillo y el Estado Zulia de Venezuela, son campos en desarrollo cuyos datos oficiales indican un POES de 7.749 MMBNP, unas reservas recuperables de crudo liviano de 1.483 MMBNP, cuentan actualmente con 9 yacimientos en producción, 35 pozos activos, proporcionando un caudal de producción de aproximadamente 65.000 BNPD de crudo y 21 MMPCND de gas. El primer pozo perforado en estos campos de tierra se realizó en La Ceiba en el año 1998, y de allí en adelante se ha continuado con la perforación de pozos en estos campos, contando con un plan de explotación a 20 años. Area Proyecto FRAMOLAC Bloque VII Ceuta Campos Moporo, Franquera, La Ceiba, San Lorenzo, Tomoporo Tradicional y Área 8 Norte VII Figura 2. Ubicación geográfica del área de FRAMOLAC. Fuente: PDVSA. (2013) 30 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 1.10.1 Descripción del Campo Franquera El Campo Franquera se encuentra ubicado a 6 km en dirección Este Franco del parcelamientoTomoporo entre el Estado Zulia y Trujillo, referenciado con las siguientes coordenadas Nor-oeste X=276830 Y=1066994 y Sur-este X=288990 Y=1050949. Esta área cuenta con 17 pozos completados hasta el cierre de Abril2013 y 3 en actividad de perforación. El pozo descubridor fue el FRA-1X, ubicado geográficamente en el parcelamiento Ciénaga del Carrillo al norte del Caño Carrillo y al sureste del parcelamiento Tomoporo, en el Municipio Baralt del Estado Zulia, a 3.2 Km al sureste del pozo TOM0001X, 5.2 Km. al noreste del pozo TOM0008 y 4.3 Km al noreste del TOM0019. Geológicamente, está situado en el bloque deprimido de la Falla Pasillo 1, la cual limita el área hacia el este con el Yacimiento Eoceno B-SUP VLG3729. El FRA-1X inició actividades de perforación el 24 de Junio del año 2004, cuando inició las operaciones de mudanza a la locación, como pozo exploratorio se propuso perforar para evaluar la prospectividad de las arenas de la Formación Paují (Arenas Basales) y Misoa (desde B-Superior hasta C-Superior) de edad Eoceno hasta el Grupo Cogollo de edad Cretácea; sin embargo, debido a problemas operacionales, el pozo no alcanzó la profundidad final estimada, llegando hasta una profundidad de 19090 pies, por lo cual únicamente se logró evaluar las arenas de edad Eoceno, descubriendo tres (03) nuevos yacimientos, B-4 FRA0001, B-3 FRA0001 y B-1 FRA0001, Unidades Informales “B-1”, “B-3” y “B-4” de la Formación Misoa. Con el fin de delimitar los yacimientos descubiertos por el pozo FRA-1X, el 5 de Noviembre del 2007 comenzaron las actividades para la perforación del pozo delineador FRA-2X, el mismo se encuentra ubicado geográficamente en la región sur oriental del Lago de Maracaibo en los predios del Parcelamiento Buyai, al sureste de los Parcelamientos Ciénaga del Carrillo, al sur del Caño Carrillo y al sureste del ParcelamientoTomoporo, al oeste del Pueblo 3 de Febrero, del Estado Trujillo en el Municipio la Ceiba. Este pozo probó la continuidad de los yacimientos B-4 FRA0001, B-3 FRA0001 y B-1 FRA0001, e incorporó nuevas reservas, aprobando oficialmente la incorporación de nuevas reservas, con un POES de 1027 MMBN, 87 MMBN y 498.7 MMBN, con reservas recuperables en el orden de 83000MBN (FR/8.1), 8600 31 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. MBN (FR/9.9) y 62300 MBN (FR/12.5), para las unidadesinformales “B-1”, “B-3” y “B4”, respectivamente. Ver figura 3. Actualmente el campo Franquera tiene dos yacimientos activos, el B-1 FRA0001 y B-4 FRA0001. La tabla 1 muestra los datos oficiales de ambos yacimientos. Tabla 1. Datos oficiales de los yacimientos del campo Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) Campo Yacimiento Gravedad API Franquera B-1 FRA0001 y B-4 FRA0001 22 Formación Misoa Porosidad 16% (B-1) y 10-12% (B2) Permeabilidad Reservas probadas (crudo) 100-600 mD (B-1) y 15-85 mD (B-4) 1581,85 MMBLS Reservas recuperables 151,9 MMBLS Reservas probadas (gas) 214,6 MMMPC Reservas recuperables 20,2 MMMPC Factor de recobro 8,1 - 12,5% (crudo y gas) Presión original 7300 lpc Presión de burbujeo 1500 lpc Pozos TIPO Tipo de completación Verticales y desviados Flujo natural (PTN) 32 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Figura 3. Ubicación geográfica del Campo Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) 1.10.1.1 Área del Campo Franquera. El Campo Franquera se encuentra integrado por 3 Yacimientos oficiales; B-1 FRA0001, B-3 FRA0001 y B-4 FRA0001. Los mismos abarcan una extensión de mas de 8500 acres con un total de 17 pozos terminados hasta ahora y 3 pozos en fase de perforación. El Campo vio un incremento sustancial en su producción diaria de petróleo durante el año 2012, pasando de 10 MBPPD a casi 35 MBPPD, debido básicamente al aporte de nuevos pozos perforados. Ver figura 4. 33 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. • FRANQUERA UBICACIÓ UBICACIÓN GEOGRAFICA • Yacimientos: 3 • POES: 1905 MMBLS • Reservas Recuperables: 189 MMBLS 13600 FRA-6 L D 14000 FRA-4 L FRA-3 FRA-1 L D D FRA-5 N L • Petró Petróleo Acumulado: 18,2 MMBLS • Reservas Remanentes: 171 MMBLS • Mecanismo de Producció Producción: Compresibilidad de FRA-2 L la Roca y Expansión de Fluidos. D • Prof. Pozo: 15000’ 15000’ – 19100’ 19100’ FRA-DEL-2 FRA-DEL-3 • Producció Producción Pozo: 400-3000 BNPD D L • Método de Producció Producción: FN / BES / LAG • Producció Producción Marzo 2013: 36,14 MBls/d • Nº Pozos Completados: 17 • Nº Pozos Activos: 15 Figura 4. Datos básicos y parámetros de producción del campo Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) El método de producción predominante en el Campo Franquera es por levantamiento artificial, utilizando en muchos casos bombeo electro sumergible (BES) requerido para cubrir la deficiencia de energía dentro de la boca del pozo para levantar la columna de petróleo debido principalmente a las altas profundidades de los yacimientos (entre 15.000 a 19.100 pies). Los yacimientos presentan características volumétricas que envuelven un total de 189 MMBN de reservas recuperables, distribuidas mayoritariamente en las unidades de B-1 y B-4 del miembro B-Superior; para un total de 171 MMBN de reservas remanentes aun disponibles en el Campo Franquera. 1.10.2 Área del Campo Moporo. Comprende tanto el área del lago (Moporo Lago) como de tierra (Moporo Tierra) ubicado hacia el este de la Falla de Pueblo Viejo, cuyo yacimiento es el B4 VLG3729, Formación Misoa de edad eoceno medio, situado al sureste del Campo Ceuta. Al igual que muchos yacimientos del Eoceno de la Formación Misoa en la Cuenca de Maracaibo, constituye uno de los reservorios más productivos para la corporación (Chacín et al., 2012). 34 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 1.10.3 Área de la Ceiba. Se encuentra ubicado en el área de tierra, en la costa este del Lago de Maracaibo, Municipio La Ceiba, Estado Trujillo. Limita con el Campo Moporo al oeste, extendiéndose hasta el límite sur de los Campos Barúa y Motatán por el norte, llegando hasta el flanco andino en su límite sur, dando una superficie total de 1081,62 Km2. Geológicamente los yacimientos del Campo La Ceiba se encuentran en trampas estructurales con acumulaciones probadas y estimadas principalmente en las estructuras de pliegues de inversión de las fallas de orientación NNE-SSO, interactuando con un sistema de fallas transcurrentes en dirección aproximada E-O, paralelas al sistema de fallas de rumbo del yacimiento vecino al norte (B4 VLG3729) (Chacín et al., 2012). 1.10.4 Aspectos Geológicos del Campo Franquera. El estudio Integrado Fase II del campo Franquera, se está realizando en conjunto con los campos vecinos Moporo y la Ceiba; a fin de construir un modelo geológico integrado semiregional del área Framolac. El estudio contempla realizar el modelo estático de yacimientos para las unidades de edad Eoceno pertenecientes a las formaciones Misoa y Paují, desde B1 hasta B6, y a los sedimentos suprayacentes de las arenas Basales de Paují (arenas A-9 y A-10). Ver figura 5. 35 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Figura 5. Columna estratigráfica del área Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) 1.10.5 Descripción litológica macroscópica Campo Franquera Las descripciones litológicas del Campo Franquera se describen a continuación: Formación Misoa (Arenas B1) 15653’ - 16202’6” : Este cuerpo arenoso consiste de areniscas de color gris claro a oscuro, compactas, cuarzosas, de grano medio a fino en partes muy finos, limosas con bioturbaciones, en parte lutíticas de color gris a gris oscuro, se observan algunas muestras con granos medio a grueso, generalmente micáceas y carbonáceas. 36 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Formación Misoa (Arenas B4) 15653’ - 16202’6”: Esta consiste en areniscas de color gris claro a oscuro, bien estratificadas a macizas, cuarzosas, de grano medio a fino en partes muy finos, limosas con bioturbaciones lutíticas de color gris medio a oscuro, son generalmente micáceas y carbonáceas. 1.12 Características geólogo-tectónicas 1.12.1 Estratigrafía del área de Moporo y Franquera La secuencia estratigráfica que se perfora en el área de Moporo y Franquera, está constituida de lo más reciente (tope) a lo más antiguo (base) por las siguientes formaciones (figura 6): Formación El Milagro (Plioceno Tardío-Pleistoceno): Arenas friables, finas a gruesas, limos micáceos, interestratificados con arcillas arenosas y lentes lateríticos bien cementados. Estos sedimentos son de aguas dulces y llanas de carácter fluvial y paludal, que se depositaron sobre un amplio plano costanero de poco relieve, y estuvieron expuestos a la meteorización y anegamiento por lo menos tres veces durante el Cuaternario. Formación Onia (Plioceno Tardío-Pleistoceno): Areniscas y limolitas de grano grueso a fino, arcillosas, micáceas y friables, localmente con capas calcáreas. El contacto superior es transicional y ocasionalmente interdigitado con la formación El Milagro (suprayacente). La formación Onia es una de varias formaciones no marinas en la Cuenca de Maracaibo (tal como la formación El Milagro) y de probable correlación lateral con el flanco norandino por medio de las formaciones Carvajal y Necesidad. Existen dudas sobre sus correlaciones a través de la cuenca. Formación La Puerta (Mioceno Tardío): Está compuesta por argilitas abigarradas, limolitas, areniscas macizas y friables. La unidad contiene intercalaciones marinas de menor espesor y está subdividida en tres miembros denominados en secuencia ascendente Poro, Playa y Timoteo. El Miembro Timoteo es el más superior y su contacto es concordante con la formación Onia (suprayacente). El Miembro Playa es 37 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. el intermedio de la formación La Puerta y se caracteriza por su predominio de areniscas que lo distinguen de la litología fundamentalmente arcillosa de los miembros adyacentes (Poro y Timoteo). El Miembro Poro es el más inferior y posee grandes desarrollos de capas de arcilla y menos proporción de areniscas. En general, la formación La Puerta correlaciona en su parte media y tope (miembros Playa y Timoteo) con la formación Isnotú en el Flanco Norte de Los Andes. Formación Lagunillas (Mioceno Medio): En el campo Bachaquero la formación Lagunillas está subdividida en tres miembros, que de base a tope son: Lagunillas Inferior, Laguna y Bachaquero. El Miembro Bachaquero es el superior y está formado por areniscas arcillosas potentes y su contacto es de carácter concordante con el Miembro Poro de la formación La Puerta. El Miembro Laguna es el intermedio de la formación Lagunillas y consiste en alternancias de areniscas bioturbadas correspondiente a canales de marea o estuarinos junto a lutitas fosilíferas depositadas en ambientes marinos de plataforma de aguas someras a medias. El Miembro Lagunilllas Inferior, constituye el intervalo basal de la formación Lagunillas y representa la evolución de un sistema deltáico destacándose hacia su base los depósitos más antiguos correspondientes a canales fluviales (rellenos de paleovalles); progresivamente Lagunillas Inferior-Laguna es concordante y transicional. La formación Lagunillas es equivalente lateral de la formación Isnotú en el Flanco Norte de Los Andes. Formación La Rosa (Mioceno Temprano): Constituida principalmente por sedimentos marinos (predominantemente lutíticos), ha sido subdividida en dos miembros que en orden ascendente son Santa Bárbara y Lutitas de la Rosa (Informal). El miembro Lutitas de La Rosa está constituido primordialmente por lutitas grises marinas, mientras que el miembro Santa Bárbara, está conformado por areniscas arcillosas poco consolidadas. Formación Paují (Eoceno Medio): Esta formación es infrayacente en forma discordante a la Formación La Rosa. Se encuentra constituida de una espesa secuencia de lutitas, claramente diferenciable de las areniscas de la formación Misoa infrayacente. Las lutitas típicas tienen color gris medio a oscuro y son macizas a 38 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. físiles y concrecionarias. Frecuentemente exhiben fractura concoidal. Hacia la base de esta formación existe el desarrollo de unas capas de areniscas glauconíticas. Formación Misoa (Eoceno Temprano): En contacto concordante a la formación Paují se encuentra la formación Misoa. A grandes rasgos, está constituida por areniscas, limolitas y lutitas intercaladas. Las areniscas presentan tamaño de grano variado, pero en general, son de grano fino y gradan a limolitas; son duras, micáceas y carbonáceas. Esta localización se perforó hasta la sub-unidad B-1 de la formación Misoa. Figura 6. Columna estratigráfica generalizada del Campo Ceuta-Tomoporo. Fuente: PDVSA. (2013) 39 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 1.12.2 Estratigrafía regional campo La Ceiba La secuencia estratigráfica en el campo La Ceiba está constituida de base a tope como se describe a continuación (ver figura 7): La secuencia se inicia con la formación Colón, de edad Cretácico, la cual está integrada por lutitas microfosilíferas de color gris oscuro a negras, posteriormente se depositaron en forma discordante la formación Misoa durante el Eoceno, formada por la intercalación de areniscas y lutitas. Suprayacente a esta, se encuentra en forma discordante los sedimentos de la formación Palmar, correspondientes a intercalaciones de areniscas y argilitas. Posteriormente se depositaron los sedimentos de la formación Isnotú durante el Mioceno, conformados predominantemente por arcillas e intercalaciones de areniscas. Sobre estas formaciones del Mioceno se sedimentaron en forma concordante la formación Betijoque de edad Mio-Plioceno, conformados por conglomerados macizos, arcillas macizas y areniscas poco consolidadas. En forma concordante la cuenca se terminó de rellenar con sedimentos de la formación Carvajal de edad reciente, que consiste de arenas y gravas macizas mal cementadas. La formación Misoa corresponde a la unidad estratigráfica prospectiva en el área y está dividida operacionalmente en los miembros informales denominados “Arenas B” y “Arenas C”. La sección superior de la formación Misoa la integran las “Arenas B" clasificadas en B-Superior (B-1 a B-5) y B-Inferior (B-6 y B-7); mientras que la sección inferior la constituyen las “Arenas C”, divididas a su vez en C-Superior (C1C3) y C-Inferior (C4-C6). Como se mencionó anteriormente, la formación Misoa en el Campo La Ceiba se encuentra erosionada hacia el tope producto de la Discordancia del Eoceno, encontrándose que hacia el norte (Pozo CEI-6X), la Unidad B-1 y parte de B-2 fueron removidas, mientras que hacia el sur (Pozo CEI-3X), la erosión fue mayor, alcanzando incluso hacia la base de la Unidad B-4. Las Unidades B-4 y B-6, son las más prospectivas en el área. Las mismas están separadas verticalmente por una lutita regional (Unidad B-5), de un espesor menor de 500 pies, que separa hidráulicamente las zonas de B Inferior y B Superior. 40 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Figura 7. Columna Estratigráfica Campo La Ceiba. Fuente: PDVSA. (2013) 1.12.3 Geología estructural campo Franquera Estructuralmente, el campo Franquera está constituido por un monoclinal contra la falla normal VLG-3729, la cual fue parcialmente invertida durante el Eoceno Medio y Mioceno, de rumbo NO-SE con un buzamiento suave de 3º a 5º hacia el sur. Las fallas que lo cruzan son normales y desplazamientos que varían entre 50 y 200 pies. Las fallas principales tienen una dirección preferencial N-S. Esta estructura está delimitada hacia el norte por la Falla VLG-3729 de dirección general O-E y buzamiento al norte, originalmente de tipo normal, la cual fue parcialmente invertida durante el Eoceno Medio y Mioceno, alcanzando saltos verticales entre 50 y 200 pies a nivel del Terciario. Debido al aumento de espesor de los niveles más profundos, el salto inverso solo se observa en los niveles someros, (Paují, Tope de Misoa), mientras que en los niveles subyacentes, el salto es aparentemente normal, aunque el último movimiento de la falla haya sido inverso. El límite oeste lo constituye la falla normal denominada Pasillo 1, que buza hacia el este y tiene una dirección preferencial NNO-SSE, la cual se profundiza hasta el 41 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Paleoceno y presenta saltos verticales de hasta 400 pies. Hacia el este, el límite está definido por una falla normal con buzamiento hacia el este, que se denomina Falla TOM-1, la cual presenta un salto vertical de hasta 600 pies. Hacia el sur la estructura monoclinal es cortada preferencialmente en dirección oeste-este por la falla VLG-3783, con buzamiento al norte y de componente normal, posee saltos verticales que alcanzan los 300 pies aproximadamente. El pozo FRA0003 estructuralmente a nivel del Eoceno (Unidades B-1 y B-4), está ubicada al oeste del bloque homoclinal fallado, el cual a este nivel presenta suaves buzamientos (3-5°). Este bloque monoclinal está delimitado por las fallas principales que enmarca el Campo Franquera y presenta además cortes transversales de fallas secundarias normales e inversas de dirección preferencial NNO-SSE, con saltos que oscilan entre 100-150 pies, relacionadas con la extensión del margen de la cuenca durante el Eoceno y con los eventos de compresión de la cuenca durante el Mioceno (Figura 8). Figura 8. Marco Estructural Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) 42 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 1.12.4 Geología estructural campo Moporo El yacimiento "B Sup VLG-3729" ha sido dividido estructuralmente en seis regiones, delimitadas por fallas claramente definidas a partir de los levantamientos sísmicos del área. Cada región presenta rasgos estructurales que las diferencian entre sí, tal como se describen a continuación: Los bloques estructurales correspondientes a las regiones 1 y 3, en rasgos generales están conformados por un homoclinal de rumbo ENE-OSO y un buzamiento aproximado de 3 a 7° hacia el sur-sureste, aunque hacia el oeste de ambos bloques estructurales, se observa un cambio en el buzamiento hacia el suroeste, producto de los esfuerzos compresivos contra la falla mayor del yacimiento (Falla VLG-3686). La región 2, está conformada por un homoclinal de rumbo NE-SO, con un buzamiento promedio de 4° al noroeste. La región 4, corresponde a un anticlinal con eje en dirección SO-NE, cuyos flancos poseen un buzamiento entre 5 y 10° hacia el NO, SO y SE. La región 5, está conformada por un anticlinal, cuyo eje se orienta en dirección N-S y un buzamiento entre 3 y 5° al sureste. La región 6 está representada por un homoclinal de rumbo O-E y buzamientos entre 3 y 5° al sur. El yacimiento "B Superior VLG-3729", está limitado como se describe a continuación: Al norte, por la falla normal VLG-3729 de dirección preferencial O-E y buzamiento hacia el norte, la cual separa el área 8 sur del Área 8 Norte, hacia el sur en las regiones 3 y 5, el yacimiento está limitado por un C.A.P. @ -17150' b.n.l., mientras que en la región 6 el límite lo constituye el C.A.P. @ -17270' b.n.l., Al oeste está limitado por la falla inversa VLG-3686 de dirección NO-SE y buzamiento hacia el noreste, la cual separa el área 8 sur del área 2 sur mientras que al este el límite lo constituye la falla normal pasillo 1, de dirección N-S y buzamiento al este (Figura 9). 43 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Figura 9. Marco Estructural Yacimiento B-Superior VLG-3729. Fuente: PDVSA. (2013) 1.12.5 Geología estructural campo La Ceiba El área La Ceiba está localizada entre dos estructuras de carácter regional (ambas de comportamiento transgresivo), al oeste por la Falla de Pueblo Viejo en dirección NNO-SSE, y al este por los sistemas de fallas del Alto de Barúa, con rumbo N-S. Localmente, el área La Ceiba está cortada por dos sistemas de fallas, un sistema de fallas normales NO-SE, relacionadas con la extensión del margen de la cuenca durante el Eoceno y un sistema de fallas inversas E-O, relacionadas con los eventos de compresión de la cuenca durante el Mioceno y la consiguiente subsidencia. El área presenta una alta continuidad, con acumulaciones probadas y estimadas principalmente en las estructuras de pliegues de inversión de las fallas tipo pasillo, propiciados en un sistema de fallas transcurrentes en dirección aproximada E-O 44 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. paralelas al sistema de fallas VLG-3729, VLG-3783 y Ceiba 5; intersectado, a su vez, por el sistema de fallas normales de dirección noreste-sureste de edad Eoceno y el sistema de fallas inversas de edad Mioceno, de dirección NE-SO, creando un grupo de bloques o compartimentos que entrampan el hidrocarburo al nivel de las Arenas B Inferior y Arenas B Superior de la formación Misoa. Se estima que la inversión del sistema de fallas ocurrió durante el período del Eoceno hasta el Mioceno, después de la depositación de las arenas B de la formación Misoa, de edad Eoceno Superior (figuras 10 y 11). Figura 10. Mapa Estructural de los Yacimientos MISB6 CEI0003, MISB6 CEI0001 y MISB6 CEI0004. Fuente: PDVSA. (2013) 45 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Figura 11. Mapa Estructural de los Yacimientos MISB6 CEI0005 y MISB6 CEI0006. Fuente: PDVSA. (2013) 1.13 Conclusiones Después de analizar el estado del arte de las diferentes morfología de la pirita y las investigaciones que han tributado al conocimiento de la geoquímica de los yacimientos de petróleo, se caracterizaron los yacimientos del Eoceno B Superior de las regiones Franquera, Moporo y La Ceiba, en cuanto a la geología del área en que se encuentran emplazados. Estratigráficamente el área correspondiente a los campos Franquera y Moporo está representada por secuencias terrígenas: areniscas, arcillas, lutitas y argilitas y en ocasiones material calcáreo, que van desde el Eoceno Temprano hasta el Plioceno Tardío-Pleistoceno. El campo La Ceiba está conformado estratigráficamente por unidades cretácicas como la formación Colón, formada por lutitas microfosilíferas y en su tope, la formación Carvajal de edad reciente, constituida por arenas y gravas. 46 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Estructuralmente los tres campos muestran como rasgo común la presencia de fallas normales de dirección noroeste-sureste, aun cuando presentan algunos rasgos tectónicos específicos. 47 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. CAPÍTULO II. MARCO METODOLÓGICO 2.1 Introducción El marco metodológico es la sección del trabajo que expone la manera de realizar el estudio. La investigación científica requiere que estos sistemas; así como también, las relaciones existentes entre estos, los resultados obtenidos y las evidencias vinculadas con el problema propuesto, reúnan las condiciones de fiabilidad, objetividad y validez interna, para lo cual es necesario delimitar los procedimientos de orden metodológico, con el propósito de dar respuestas a las interrogantes objeto de estudio. Según Balestrini (2001), el marco metodológico de la investigación es: “La instancia referida a los métodos, las diversas reglas, registros, técnicas, y protocolos con los cuales una Teoría y su Método calculan las magnitudes de lo real. De allí pues, se deberán plantear el conjunto de operaciones técnicas que se incorporarán en el despliegue de la investigación en el proceso dela obtención de los datos.” (p. 126). En atención a lo anteriormente expuesto, para alcanzar los objetivos delimitados al inicio de la investigación, fueron implementados diversos procedimientos tecnooperacionales de laboratorio para recopilar los datos relacionados al estudio, con la intención de alcanzar el objetivo general del proyecto, Caracterización Geoquímica y Mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Desde este punto de vista, son desarrollados importantes aspectos relacionados al tipo de estudio y el diseño de la investigación, así como las técnicas e instrumentos de recolección de datos. 2.2 Tipo de investigación Son variados los conceptos y clasificaciones que sobre la investigación científica existen. La investigación es un proceso, una fase, es una forma operativa en la búsqueda de respuestas y soluciones a una problemática. Para resolver un problema desde el punto de vista científico, es conveniente ubicarse en un tipo de investigación, a fin de seleccionar métodos adecuados y procedimientos específicos de trabajo. Según Tamayo (2004), existen tres tipos de investigaciones: la histórica, 48 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. la descriptiva y la experimental, siendo la investigación experimental la que “se presenta mediante la manipulación de una variable experimental no comprobada, en condiciones rigurosamente controladas, con el fin de describir de qué modo o por qué causa se produce una situación o acontecimiento particular.” (p. 47). Conforme a la conceptualización anterior y a los objetivos propuestos, el tipo de investigación es considerada experimental, ya que la misma está orientada a la caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo del Distrito Lago Sur Trujillo, Occidente de Venezuela, a través de la manipulación de variables bajo condiciones controladas que permiten la obtención de resultados, con la finalidad de dar respuesta a dichos objetivos. 2.3 Nivel de la investigación Según Arias (1999) el nivel de investigación “se refiere al grado de profundidad con que se aborda un objeto o fenómeno. Aquí se indicará si se trata de una investigación exploratoria, descriptiva o explicativa”. Basado en estos tres tipos de niveles, la investigación es explicativa debido a que “se encarga de buscar el porqué de los hechos mediante el establecimiento de relaciones causa-efecto” (Arias, 1999). 2.4 Diseño de la investigación En relación a la investigación experimental, existen diversos tipos de diseños. Según Balestrini (2001): Un diseño de la investigación se define como el plan global de la investigación que se integra de un modo coherente y adecuadamente correcto, técnicas de recogida de datos a utilizar, análisis previstos y objetivos, el diseño de una investigación intenta dar de una manera clara y no ambigua respuestas a las preguntas planteadas en la misma. (p. 131). De acuerdo a la definición de Balestrini (2001), la investigación es de diseño experimental de laboratorio, pues no solo permite observar, sino recolectar los datos directamente de la realidad objeto de estudio para posteriormente analizar e interpretar los resultados de estas indagaciones en un laboratorio experimental, con el propósito de establecer una relación causa-efecto entre las variables consideradas en la investigación. 49 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.5 Diseño Experimental En los laboratorios de PDVSA-INTEVEP, las muestras de núcleo de las secuencias del yacimiento Eoceno B Superior de la formación Misoa fueron sometidas a diferentes análisis geoquímicos. Los resultados obtenidos a través de los estudios de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) con EDX (Energy Dispersive X-ray spectroscopy), Difracción de rayos X (DRX) y porcentaje del azufre (S) determinado con el analizador elemental LECO, permitieron evaluar las muestras de núcleo generando una caracterización geoquímica y mineralógica de los pozos del campo Franquera y Moporo. Para ello, es necesario realizar el siguiente procedimiento experimental, el cual está dividido en dos fases: la primera fase referida a la recolección de las muestras de núcleos, para determinar, indagar la morfología de la pirita a través de los estudios de MEB con EDX, DRX y el porcentaje de azufre de las muestras de núcleo determinado con el analizador elemental LECO, donde se llevó a cabo una selección de las profundidades de corte de las muestras, la cual se realizó en la nucleoteca La Concepción, con la ayuda de los especialistas de corte de núcleos, tomando como base los aspectos texturales, mineralogía detrítica y autigénica de las muestras de los pozos VLG-3863, VLG-3873, VLG-3890 y VLG3891, los pozos FRA-08, TOM-09ST y TOM-25 del estudio de Cantillo (2013) el cual generó un registro mineralógico de todos los pozos que hasta la fecha presentaban análisis de Difracción de Rayos X (DRX) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). Luego, la segunda fase, relacionada con la metodología correspondiente a los estudios mineralógicos, tales como difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB) con EDX con la finalidad de identificar la presencia de pirita (FeS2), su morfología y estudiar las características texturales de la pirita. 2.6 Métodos y procesamiento 2.6.1 Selección y corte de muestras de núcleo La selección de las profundidades y corte de las muestras fue realizado tomando como base los aspectos texturales y Mineralogía detrital y autigénica de las muestras de los pozos VLG-3863, VLG3873, VLG-3890 y VLG-3891 que contienen presencia de pirita y los pozos FRA-08, TOM-09ST y TOM25 del estudio de Cantillo (2013) que generó un registro mineralógico de todos los pozos que hasta la 50 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. fecha presentaban análisis de Difracción de Rayos X (DRX) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). 2.6.2 Toma de muestras de núcleo Se recolectaron muestras de núcleo de los pozos: VLG-3863, VLG-3873, VLG-3890, VLG-3891, FRA-08, TOM-25 y TOM-09ST. Estas muestras fueron recolectadas en la nucleoteca de La Concepción, ubicada en el Estado Zulia. En la figura 12 se muestran lo la ubicación de los pozos donde se tomaron las muestras de núcleos y en la tabla 2 las muestras son relacionadas según la profundidad en que fueron tomadas. Figura 12. Ubicación de los pozos seleccionados para toma de muestra de núcleo. Fuente: PDVSA (2013). Tabla 2. Muestras seleccionadas de las muestras de núcleo N° Muestra Nombre de la Muestra Unidad Estratigráfica Profundidad Núcleo (Pies) 1 VLG-3863 B-4.2 16271'4'' 2 VLG-3863 B-4.8 16584'3'' 3 VLG-3873 B- 4.2 15905'6'' 4 VLG-3873 B- 4.7 16164' 5 VLG-3873 B- 4.8 16191'8'' 6 VLG-3890 B- 1.2 16019'9'' 7 VLG-3890 B- 1.3 16086' 8 VLG-3890 B- 1.6 16287' 51 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 9 VLG-3891 B-1.3 14755 7" 10 VLG-3891 B- 1.4 14824'7'' 11 FRA-08 17082'3'' 12 FRA-08 17149'8'' 13 TOM-09ST 16982'11'' 14 TOM-09ST 17506'1'' 15 TOM-25 B4 16549'9'' 16 TOM-25 17 TOM-25 B4 B4 16607' 16661'2'' 2.6.3 Extracción con equipo Soxhlet La extracción Soxhlet realizada a las muestras de núcleo del yacimiento Eoceno “B” Superior, se realizó mediante extracción por reflujo Soxhlet, empleando el método EPA 3540C (1996a), es un procedimiento para la extracción de compuestos orgánicos volátiles y semivolátiles de sólidos tales como suelos, lodos, desechos y núcleos, este método de extracción asegura el contacto íntimo de la matriz de la muestra con el disolvente (Diclorometano) Metodología Extracción Soxhlet La extracción Soxhlet se fundamenta en las siguientes etapas:  La operación comienza por la preparación de la muestra, La muestra con frecuencia debe ser dividida en fragmentos de mayor o menor tamaño. Luego la muestra se carga al cartucho de extracción.  Colocación del solvente en un balón.  Ebullición del solvente (Diclorometano) que se evapora hasta un condensador a reflujo  El condensado cae sobre un recipiente que contiene un cartucho poroso con la muestra en su interior.  Ascenso del nivel del solvente cubriendo el cartucho hasta un punto en que se produce el reflujo que vuelve el solvente con el material extraído al balón. 52 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela.  Se vuelve a producir este proceso la cantidad de veces necesaria para que la muestra quede agotada. Lo extraído se va concentrando en el balón del solvente (diclorometano). 2.6.4 Técnicas geoquímicas de roca total Microscopía Electrónica de Barrido con Energía Dispersiva de Rayos X (Energy dispersive X-Ray spectroscopy). Para la determinación de la morfología de la pirita por medio de microscopia electrónica de barrido (SEM) con EDX, se seleccionaron diecinueve (17) muestras tomadas de los núcleos de los pozos VLG-3863, VLG-3873, VLG-3890, VLG-3891, FRA-08, TOM-09ST y TOM-25, pertenecientes a la Formación Misoa arenas “B” Superior, con el propósito de identificar a detalle la morfología de la pirita y los eventos diagenéticos relevantes, que influyen en la calidad de la roca. De las diecinueve (17) muestras seleccionadas, ocho (8) corresponden a la arena B4, y cinco (5) a la arena B-1 según nomenclatura proporcionada por EEII de PDVSA, de las cuales tres (3) muestras corresponden a sublitorenitas, cuatro (4) a arenitas cuarzosas, una (1) a arenisca calcárea, una (1) a arenisca carbonática, dos (2) Areniscas y una (1) a arenisca sideritizada. Procedimiento analítico: Para el estudio de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) con EDX, las muestras fueron partidas para generar superficies frescas, seleccionando la cara de la arena a estudiar donde se observe posible presencia de pirita, azufre elemental y tipos de sulfuros de interés. Cada muestra de núcleo fue montada en un soporte de aluminio, fijada con una pega conductiva de plata con la finalidad de que la muestra no se cargue de electrones Las fotomicrografías de SEM son imágenes digitales de electrones secundarios tomadas con una cámara anexa a un microscopio electrónico de barrido que opera a 20kv. Las mismas se realizaron tomando una a baja magnificación de 120 aumentos, con la finalidad de observar de manera general la textura y morfología de la pirita y de la roca en general, e identificar el litotipo. Una última toma a alta magnificación permite detallar morfológicamente los minerales neoformados y su cristalización típica bien definida, si está presente. 53 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. La evaluación de los datos cualitativos elementales se realizó en la fotografía de alta magnificación, mediante la Espectroscopia de Rayos X. El proceso de metalización de las muestras para lograr una mejor conductividad de los electrones, incide en una mejor calidad de las imágenes. Difracción de Rayos X. La mineralogía se determinó mediante difracción de rayos X (DRX) usando el método del polvo cristalino. El equipo empleado fue un difractómetro con radiación CuKα (Philips PW-1830). Las muestras se molieron en mortero de ágata (figura 13) hasta que la muestra fue totalmente pulverizada Las condiciones de medida son: Voltaje 40 Kv Intensidad 20 mA Intervalo de barrido (2Θ) 3 - 80º Velocidad de barrido Mortero de Agata Dos grados por minuto Proceso de trituración de la muestra Muestra pulverizada Figura 13. Pulverización de la muestra de núcleo 54 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. La mineralogía de una muestra de núcleo puede ser determinada por difracción de rayos X con el montaje de muestras pulverizadas orientadas al azar. La orientación aleatoria asegura que la incidencia de los rayos X tenga la misma oportunidad de difracción en cualquiera de las caras de la red cristalina de los minerales en la muestra. El uso de una prensa para hacer montajes de muestras pulverizadas orientadas aleatoriamente es indeseable debido a una fuerza excesiva que podría causar una orientación preferencial de los cristales. Aunque alguna orientación es inevitable (minerales laminares tienden hacia alguna orientación preferencial), el método descrito a continuación es suficiente para la mayoría de las aplicaciones. Las muestras son comúnmente secadas a 60 ºC antes de la preparación y montaje de muestras pulverizadas orientadas aleatoriamente. Las muestras pulverizadas son típicamente radiografiadas entre los ángulos de 2 y 80º, el grado de 2θ (theta) utilizando radiación (CuKα) a una velocidad de escaneo de 2 grados por minuto. 2.6.5 Analizador elemental LECO El contenido de azufre total de las muestras de núcleo se determinaron a través del analizador elemental LECO. El principio de operación del analizador elemental se basa en la combustión completa de la muestra, en condiciones de 950ºC, los compuestos resultantes de la combustión son transportados con ayuda de un gas de arrastre (He) a través del analizador elemental, donde se van separando a través de un sistema de trampas y finalmente se van registrando las señales por medio de detectores específicos para cada elemento. Las señales emitidas por el carbono, hidrógeno y azufre son registrados por un detector infrarrojo a una determinada longitud de onda (nm). El procesamiento de la señal es realizado a través de un software del equipo. Según el equipo utilizado, son medidos teniendo en consideración el peso de la muestra y los datos proporcionados por una muestra patrón obteniéndose de este modo el contenido porcentual de cada elemento en la muestra. Ver figura 14. 55 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra Procesador Datos He O2 CuO Célula IR H2O Célula IR SO2 Célula IR CO2 Célula CT N2 Cu -H2O -H2O -CO2 Figura 14. Fundamentos Físico-Químicos C,H,N y S (LECO) 2.7 Conclusiones Los métodos de investigación expuestos formaron parte de la investigación y fueron aplicados para caracterizar la mineralogía de la muestra del núcleo para poder identificar la morfología y textura de los diferentes tipos de pirita en las Arenas B del yacimiento Eoceno B Superior. 56 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. CAPÍTULO III. RESULTADOS 3.1 Introducción A partir de los métodos empleados en la determinación de la cantidad de pirita presente a través del analizador experimental y las características mineralógicas de las muestras del núcleo del yacimiento se procede en este capítulo a analizar los resultados obtenidos. 3.2 Morfología y textura de la pirita en las muestras de núcleo La Pirita diagenética en las lutitas y en las arenas “B” Superior de la formación Misoa en el Distrito Lago Sur Truljillo, presentan dos morfologías diferentes: pirita framboidal, comúnmente asociado con la materia orgánica (bitumen y kerógeno), y la pirita euhedral, asociado con granulos de arcilla detrítico. Estas dos morfologías son únicas. La pirita framboidal está presente en lutitas ricas en arcilla y algunas lutitas ricas en limo. La Pirita euhedral está presente en lutitas ricas en limo y arenas. El control sobre la morfología de la pirita fue probablemente la cantidad y la reactividad de la materia orgánica dentro de los sedimentos depositados. Las lutitas contienen materia orgánica menos reactiva debido a la dilución clástica y depositación en ambientes someros con aguas profundas ricas en oxígeno (O2). Se ha argumentado que la pirita euhedral precipita a partir del agua intersticial sobresaturada con respecto a la pirita pero subsaturada con respecto a monosulfuros de hierro (Goldhaber y Kaplan, 1974; Raiswell, 1982; Wang y Morse, 1996; Rickard, 1997). En contraste, la pirita framboidal se cree comúnmente haber precipitado, a través de intermediarios de monosulfuros de hierro, a partir del agua intersticial sobresaturada con respecto a la pirita y monosulfuros de hierro (Sweeney y Kaplan, 1973; Morse et al, 1987; Roberts y Turner, 1993). 57 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Un control clave en la formación de pirita es la cantidad y la reactividad de la materia orgánica en el sedimento, que controla la tasa a la que el sulfuro es producido por las bacterias reductoras de sulfato (Berner, 1970; Westrich y Berner, 1984). La naturaleza y el estilo de la formación de pirita dependen de si las aguas intersticiales están dominadas por Fe2+ o sulfuro (Canfield y Raiswell, 1991; Raiswell, 1997). 3.3 Contenidos de pirita en las muestras de núcleo A partir del analizador elemental LECO se determinó el contenido porcentual de azufre total de las muestras de núcleo, a partir de ese valor se determinó el valor porcentual de pirita. Esta correlación directa entre concentración de azufre y pirita se ha realizado a partir de los resultados de la difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido, donde se corroboró que el mineral con contenido de azufre predominante es la pirita. Los resultados de estas determinaciones se recogen en la tabla 3. 58 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Tabla 3. Porcentaje de pirita (FeS2) a partir del contenido de azufre total de la muestra de núcleo, determinada a través del analizador elemental LECO Muestra VLG-3863 VLG-3863 VLG-3863 VLG-3873 VLG-3873 VLG-3873 VLG-3873 VLG-3873 VLG-3873 VLG-3873 VLG-3873 VLG-3890 VLG-3890 VLG-3890 VLG-3890 VLG-3890 VLG-3890 VLG-3890 VLG-3891 VLG-3891 VLG-3891 VLG-3891 VLG-3891 FRA-08 FRA-08 TOM-09ST TOM-09ST TOM-09ST TOM-09ST TOM-25 TOM-25 TOM-25 TOM-25 TOM-25 TOM-25 TOM-25 TOM-25 TOM-25 Unidad Profundidad EstratiNúcleo gráfica (Pies) B-4.2 16271'4'' B-4.8 16584 3" B-4.8 16584 3" B- 4.2 15905'6'' B- 4.2 15905 6" B- 4.2 15905 6" B- 4.7 16164' B- 4.7 16164 B- 4.7 16164 B- 4.8 16191 8" B- 4.8 16191 8" B- 1.2 16019'9'' B- 1.2 16019 9" B- 1.3 16086' B- 1.3 16086 B- 1.3 16086 B- 1.6 16287 B- 1.6 16287 B-1.3 14755 7" B-1.3 14755 7" B- 1.4 14824'7'' B- 1.4 14824 7" B- 1.4 14824 7" * 17082'3'' * 17149'8'' * 16982 11" * 16982 11" * 17506 1" * 17506 1" B4 16549'9'' B4 16549 9" B4 16549 9" B4 16607' B4 16607 B4 16607 B4 16661'2'' B4 16661 2" B4 16661 2" Peso (mg) S % FeS2 % Clasificación de la Roca según Pettijohn (1987) 2,608 4,290 3,300 2,348 3,010 3,822 2,496 1,183 3,555 3,741 3,690 2,846 2,996 2,902 3,110 3,238 3,832 3,410 3,826 3,748 2,735 1,270 0,963 2,853 2,941 3,946 3,722 0,940 1,018 3,226 3,236 3,767 3,096 1,014 1,059 3,190 3,356 3,511 0,190 0,320 0,398 0,510 0,595 0,501 0,330 0,435 0,562 0,091 0,110 0,521 0,507 0,264 0,232 0,283 0,520 0,335 0,323 0,381 0,337 0,403 0,345 0,342 0,150 0,630 0,466 0,080 0,148 2,334 1,688 2,014 0,770 0,258 0,305 0,973 0,860 0,762 0,355 0,599 0,745 0,954 1,113 0,937 0,617 0,814 1,051 0,170 0,206 0,975 0,949 0,494 0,434 0,529 0,973 0,627 0,604 0,713 0,630 0,754 0,645 0,640 0,280 1,179 0,872 0,150 0,277 4,370 3,158 3,768 1,441 0,483 0,571 1,820 1,609 1,426 Arenita Cuarzosa Arenita Cuarzosa Arenita Cuarzosa Sublitarenita Sublitarenita Sublitarenita Arenita cuarzosa Arenita cuarzosa Arenita cuarzosa Arenita cuarzosa Arenita cuarzosa Arenisca Calcárea Arenisca Calcárea Arenisca Carbonática Arenisca Carbonática Arenisca Carbonática Arenisca Arenisca Arenisca Arenisca Arenisca Arc. Sideritizada Arenisca Arc. Sideritizada Arenisca Arc. Sideritizada Sublitorenita Sublitorenita Sublitorenita Sublitorenita Arenisca Arcósica * Unidades estratigráficas no determinadas 59 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.4 Caracterización mineralógica de las muestras de núcleo del yacimiento Eoceno B-Superior En la caracterización de las muestras del núcleo desde el punto de vista mineralógico se utilizó la técnica de Microscopía electrónica de barrido (Scanning Electron Microscope) con EDX y los datos aportados por la difracción de rayos X (DRX). La composición mineralógica cualitativa reportada por los ambos métodos es comparada al final del análisis de cada muestra. 60 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 1: VLG-3863 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 16271'4'' Empaquetados esféricos y subesféricos compactos de microscristales de framboides del mismo tamaño y hábito, compuestos de pequeños cristalitos estrechamente empaquetados, Los framboides se presentan como cristales aislados, tales como los que se observan en la figura 15. La morfología es distintiva y fácilmente reconocible en la micrografía obtenida a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los agregados de framboides forman una esfera de 10 um de diámetro y los pequeños cristalitos están alrededor de 1 um o menores. Figura 15. Muestra VLG-3863. Edad Eoceno, profundidad 16271'4'' 61 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 16) realizado en la toma magnificada (círculo rojo figura 15), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2). Los contenidos de aluminio, silicio, sodio y magnesio (Anexos muestra 1) revelan la posible presencia de esmectita (montmorillonita) (Na,Ca)0,3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2•n(H2O) dada por la relación Si/Al de 2,011 semejante a la relación teórica de la montmorillonita de 2,08; la montmorillonita posiblemente rodea a los agregados microscópicos esféricos de framboides. En la tabla 4 se muestra la comparación de la composición mineralógica cualitativa Figura 16. Espectro de Rayos X (EDX) de la muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16271'4'' Tabla 4. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16271'4'' Muestra Profundidad Núcleo (Pies) Composición mineralógica Cualitativa (DRX) Composición mineralógica Cualitativa (MEB) % Pirita VLG-3863 16271'4'' Cuarzo (fase principal) + Caolinita + Siderita Cuarzo + Esmectita (montmorillonita) + Pirita 0,355 62 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 2: VLG-3863 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 16584'3'' Agregados esféricos y subesféricos de microscristales de framboides piritoédricos (figura 17). Los framboides piritoédricos reconocibles en la foto a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los agregados de framboides euhedrales tienen 4 um de diámetro aproximadamente, también se observan pequeños cristalitos menores a 1 um. Figura 17. Muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' 63 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 18) realizado en la toma magnificada (circulo rojo figura 17), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2). Los contenidos de aluminio, silicio, sodio y magnesio (Anexos muestra 2) revelan la posible presencia de esmectita (montmorillonita) (Na,Ca)0,3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2•n(H2O) dada por la relación Si/Al de 2,19 semejante a la relación teórica de la montmorillonita de 2,08; la montmorillonita posiblemente rodea a los agregados microscópicos esféricos de framboides piritoédricos. En la tabla 5 se muestra la comparación de la composición mineralógica cualitativa Figura 18. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' Tabla 5. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' Muestra Profundidad Núcleo (Pies) Composición mineralógica Cualitativa (DRX) Composición mineralógica Cualitativa (MEB) % Pirita VLG-3863 16584'3'' Cuarzo (fase principal) + Caolinita + Dolomita Cuarzo + Esmectita (montmorillonita) + Pirita 0,672 64 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 3: VLG-3873 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 15905'6'' Empaquetados esféricos y subesféricos compactos de microscristales de framboides del mismo tamaño y hábito, compuestos de pequeños cristalitos estrechamente empaquetados, los framboides se presentan como cristales aislados, además se observan una serie de framboides rellenando oquedades irregulares más o menos longitudinales y pequeños cristales aislados tales como los que se observan en la figura 19. La morfología es reconocible en la microfrafía obtenida a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los agregados de framboides forman una esfera de 8 um de diámetro y los pequeños cristalitos están alrededor de 1 um o menores. Figura 19. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' 65 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 20) realizado en la toma magnificada (círculo rojo de la figura 19), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2), aluminio, silicio, magnesio y sodio (Anexos Muestra 3) revelan la posible presencia de illita (K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10((OH)2,(H2O) dada por la relación Si/Al de 2,98 semejante a la relación teórica de la illita de 2,8. A pesar de la extracción soxhlet de las muestras de nucleo con diclorometano durante la preparación previa, la presencia de contenido de carbono indica que quedó materia orgánica dentro de las oquedades donde crecieron los framboides de pirita. En la tabla 6 se muestra la comparación de la composición mineralógica cualitativa revelan la posible presencia de Figura 20. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' Tabla 6. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' Muestra Profundidad Núcleo (Pies) Composición mineralógica Cualitativa (DRX) Composición mineralógica Cualitativa (MEB) % Pirita VLG-3873 15905'6'' Cuarzo (fase principal) + Caolinita + jarosita + pirita + albita + ilmenita Cuarzo + illita + Pirita 1,002 66 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 4: VLG-3873 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 16164' Agregados microscópicos subesféricos de microscristales de framboides irregulares los cuales presentan hábitos y tamaños similares, aislados en la masa de cuarzo detrítica con tamaños tales como los que se observan en la figura 21. La morfología es reconocible en la foto obtenida a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los framboides irregulares están alrededor de 5 um a 18 um aproximadamente. Figura 21. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' 67 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 22) realizado en la toma magnificada (círculo rojo figura 21), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2), silicio y oxígeno revelan la posible presencia de cuarzo, potasio, aluminio, magnesio y silicio (Anexos Muestra 4) revelan la posible presencia de illita (K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10((OH)2,(H2O) dada por la relación Si/Al de 2,98 semejante a la relación teórica de la illita de 2,8. A pesar de la extracción soxhlet de las muestras de núcleo con diclorometano durante la preparación previa, la presencia de contenido de carbono indica que quedó materia orgánica dentro de las oquedades donde crecieron los framboides de pirita. En la tabla 7 se muestra la comparación de la composición mineralógica cualitativa. Figura 22. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' Tabla 7. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' Muestra Profundidad Núcleo (Pies) Composición mineralógica Cualitativa (DRX) VLG-3873 16164' Cuarzo (fase principal) + Caolinita + jarosita Composición mineralógica % Pirita Cualitativa (MEB) Cuarzo + Pirita 0,828 68 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 5: VLG-3873 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 16191'8'' Agregados microscópicos esféricos y subesféricos de microscristales de framboides y pirita octaédrica se observan en la figura 23, los framboides se presentan como cristales aislados rellenando oquedades irregulares la morfología es reconocible en la micrografía obtenida a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). La pirita octaédrica con un tamaño de 2 um aproximadamente y los pequeños cristalitos framboidales menores a 0,5 um. Figura 23. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16191'8'' 69 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 24) realizado en la toma magnificada (círculo rojo figura 23), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2), aluminio, silicio, (Anexos Muestra 5) revelan la posible presencia de esmectita (montmorillonita) (Na,Ca)0,3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2•n(H2O) dada por la relación Si/Al de 2,09 semejante a la relación teórica de la montmorillonita de 2,08. A pesar de la extracción soxhlet de las muestras de núcleo con diclorometano durante la preparación previa, la presencia de contenido de carbono indica que quedó materia orgánica dentro de las oquedades donde crecieron los framboides de pirita. Figura 24. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16191'8'' Tabla 8. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16191'8'' Muestra Profundidad Núcleo (Pies) Composición mineralógica Cualitativa (DRX) VLG-3873 16191'8'' Cuarzo (fase principal) + Caolinita Composición mineralógica % Pirita Cualitativa (MEB) Cuarzo (fase principal) + Esmectita (montmorillonita) + Pirita 0,188 70 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 6: VLG-3890 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 16019'9'' Agregados esféricos de microscristales de framboides del mismo tamaño y morfología, también se visualiza en la micrografía pirita octaédrica, los framboides se presentan como cristales aislados tales como los que se observan en la figura 25. La morfología es reconocible en la foto obtenida a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los pequeños cristalitos de framboides son de 0,8 um aproximadamente de diámetro y el tamaño de la pirita octaédrica entre 1,5 um y 7 um. Figura 25. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9'' 71 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 26) realizado en la toma magnificada (círculo rojo figura 25), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2), aluminio, silicio, sodio, calcio y magnesio (Anexos Muestra 6) revelan la posible presencia de esmectita (Na,Ca)0,3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2•n(H2O) (montmorillonita) dada por la relación Si/Al 1,91 semejante a la relación teórica de la montmorillonita de 2,08. A pesar de la extracción soxhlet de las muestras de núcleo con diclorometano durante la preparación previa, la presencia de contenido de carbono indica que quedó materia orgánica dentro de las oquedades donde crecieron los framboides de pirita. En la tabla 9 se muestra la comparación de la composición mineralógica cualitativa Figura 26. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9'' Tabla 9. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9'' Muestra VLG-3890 Profundidad Núcleo (Pies) Composición mineralógica Cualitativa (DRX) Composición mineralógica Cualitativa (MEB) % Pirita 16019'9'' Cuarzo (fase principal) + Calcita + Dolomita + Microclina + Caolinita + Yeso Cuarzo (fase principal) + Esmectita (montmorillonita) + Pirita 0,962 72 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 7: VLG-3890 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 16086' Presencia de cristales euhedrales con rangos de tamaños similares a los que presentan los framboides (figura 27), es bastante común en ambientes naturales con posible relación genética con las morfologías framboidales. La morfología es reconocible en la micrografía obtenida a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los cristales euhedrales tienen un tamaño 1um aproximadamente. Figura 27. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' 73 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 28) realizado en la toma magnificada (círculo rojo figura 27), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2), silicio y oxígeno (Anexos muestra 7) revelan la posible presencia de cuarzo. En la tabla 10 se muestra la comparación de la composición mineralógica cualitativa Figura 28. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' Tabla 10. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' Muestra Profundidad Núcleo (Pies) VLG-3890 16086' Composición mineralógica Cualitativa (DRX) Composición mineralógica Cualitativa (MEB) Cuarzo + Calcita + Caolinita Cuarzo (fase principal) + + Microclina + Dolomita + Pirita Pirita + Illita % Pirita 0,486 74 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 9: VLG-3891 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 14755'7'' Empaquetados esféricos compactos de microcristales de framboides del mismo tamaño y hábito, además se observan una serie de pequeños cristales framboidales aislados rellenando oquedades irregulares, también pirita octaédrica coexistiendo con la pirita framboidal como se observa en la figura 29. La morfología es distintiva y fácilmente reconocible en la micrografía obtenida a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los empaquetados esféricos compactos de framboides tienen 5 um de diámetro, los pequeños cristalitos están alrededor entre 0,3 um y 0,8 um y la pirita octaédrica un tamaño de aproximado de 4 um. Figura 29. Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14755'7'' 75 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 30) realizado en la toma magnificada (círculo rojo figura 29), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2). Los contenidos de aluminio, silicio, sodio y magnesio (Anexos muestra 9) revelan la posible presencia de esmectita (montmorillonita) (Na,Ca)0,3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2•n(H2O) dada por la relación Si/Al de 2,30 semejante a la relación teórica de la montmorillonita de 2,08, A pesar de la extracción soxhlet de las muestras de núcleo con diclorometano durante la preparación previa, la presencia de contenido de carbono indica que quedó materia orgánica dentro de las oquedades donde creció los framboides y la pirita octaédrica. Figura 30. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) VLG-3891, Edad Eoceno, 14755'7'' Tabla 11. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14755'7'' Muestra VLG-3890 Profundidad Composición mineralógica Composición mineralógica % Pirita Núcleo (Pies) Cualitativa (DRX) Cualitativa (MEB) 14755'7'' Cuarzo (fase principal) + Caolinita + Siderita + pirita Cuarzo (fase principal) + Esmectita (montmorillonita) + Pirita 0,659 76 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 10: VLG-3891 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 14824'7'' Agregados subesféricos de microscristales de framboides irregulares los cuales presentan hábitos y tamaños similares, aislados en la masa de cuarzo detrítica con tamaños tales como los que se observan en la figura 31. Los framboides irregulares reconocibles en la micrografía a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los framboides irregulares tienen un tamaño entre 2 y 5 um aproximadamente. Figura 31. Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' 77 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 32) realizado en la toma magnificada (círculo rojo figura 31), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2), silicio y oxígeno revelan la presencia de cuarzo, aluminio, silicio, sodio, magnesio y potasio (Anexos Muestra 10) revelan la posible presencia de una matriz arcillosa. A pesar de la extracción soxhlet de las muestras de núcleo con diclorometano durante la preparación previa, la presencia de contenido de carbono indica que quedó materia orgánica dentro de las oquedades donde crecieron los framboides de pirita y espacios intersticiales de la pirita Figura 32. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' Tabla 12. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' Muestra VLG-3891 Profundidad núcleo (pies) Composición mineralógica cualitativa (DRX) Composición mineralógica cualitativa (MEB) % pirita 14824'7'' cuarzo (fase principal) + illita + siderita + caolinita + clinocloro + pirita cuarzo (fase principal) + illita + pirita 0,677 78 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.5 Conclusiones La aplicación de los métodos de investigación permitieron determinar en las muestras de núcleo del yacimiento Eoceno “B” Superior Formación Misoa, Distrito Lago Sur Trujillo las siguientes características: La fase principal constituyente del esqueleto mineral es el cuarzo. En la muestras analizadas se observaron arcillas de composición variada, del tipo esmectita (montmorillonita) asociada generalmente a las muestras líticas con matriz arcillosa, hasta caolinita e illita relacionadas con areniscas de madurez avanzada y posterior formación de minerales autigénicos. A todas las muestras se les determinó presencia de pirita con cuatro morfologías diferentes, las cuales se caracterizan por:  empaquetados esféricos compactos de microcristales de framboides, típicos de condiciones en que existe exceso de Fe, con formas esféricas y subesféricas con un tamaño entre 0,3um y 1,0 um.  Framboides euhedrales con un tamaño de 4 um de diámetro aproximadamente  framboides piritoedricos con un tamaño de 4 um aproximadamente  pirita octaédrica con un tamaño entre 1,5 um y 7 um. 79 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones Después de haber desarrollado el complejo de métodos de la investigación sobre las muestras de núcleo del yacimiento Eoceno “B” Superior Formación Misoa, Distrito Lago Sur Trujillo, se arriba a las siguientes conclusiones:  El contenido de pirita en las muestras de núcleo a partir del cálculo del azufre inorgánico elemental oscila entre 0,150% y 4,370%, alcanzando un valor promedio de 0,941 % FeS2.  La morfología de framboides simples o en agregados de microcristales equigranulares de pirita son las texturas dominantes confirmando lo que estos autores (Sweeney y Kaplan 1973; Perry y Pedersen 1993) argumentan que la morfología más común de la pirita en ambientes sedimentarios es la framboidal.  A todas las muestras se les determinó presencia de pirita con cuatro morfologías diferentes, las cuales se caracterizan por:  Empaquetados esféricos compactos de microcristales de framboides, típicos de condiciones en que existe exceso de Fe, con formas esféricas y subesféricas con un tamaño entre 0,3um y 1,0 um.  Framboides irregulares con un tamaño entre de 5 a 18 um aproximadamente.  Framboides euhedrales con un tamaño de 4 um de diámetro aproximadamente  Framboides piritoedricos con un tamaño de 4 um aproximadamente  pirita octaédrica con un tamaño entre 1,5 um y 7 um. 80 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela.  La acumulación de materia orgánica en estos sedimentos como elemento fundamental, el exceso de hierro y presencia de bacterias sulfato reductoras favoreció la formación de pirita (FeS2).  La presencia predominante de pirita en todas las muestras de núcleo de las arenas “B” de la formación Misoa permite inferir un ambiente deltaico con influencia marina.  El uso combinado de las técnicas de Microscopía electrónica de barrido (Scanning Electron Microscope) con EDX y los datos aportados por la difracción de rayos X (DRX) permitieron caracterizar desde el punto de vista mineralógico las muestras de núcleo. La composición mineralógica cualitativa según la DRX muestra al cuarzo como fase principal, así como la presencia de caolinita, siderita, illita, dolomita y pirita. Otros minerales con menor representación presentes en las muestras son albita, ilmenita, jarosita, calcita, microclina, yeso y clinocloro. Los resultados de la MEB con EDX por su parte muestran también al cuarzo como fase mineralógica principal, el cual aparece acompañado esmectita (montmorillonita) y pirita, exceptuando una muestra que también presenta illita  En la muestras analizadas se observaron arcillas de composición variada, del tipo esmectita (montmorillonita) asociada generalmente a las muestras líticas con matriz arcillosa, hasta caolinita e illita relacionadas con areniscas de madurez avanzada y posterior formación de minerales autigénicos. 81 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Recomendaciones.  Realizar análisis isotópico del azufre (δ34S) a las muestras de núcleo que contienen pirita, para obtener información de cómo precipitaron la pirita framboidal y euhedral durante la diagénesis, a partir de cuales sitios de suministro y mecanismos de formación.  Realizar una selección más amplia del área de estudio que incluya un mayor número de pozos.  Se propone realizar el análisis de microsonda electrónica (EPMA) a las muestras de núcleo de las arenas “B” de la formación Misoa del area FRAMOLAC, para obtener información cualitativa y cuantitativa en análisis elemental para volúmenes micrométricos en la superficie de la muestra de núcleo. es la técnica disponible más precisa y exacta en el ámbito del microanálisis, pudiendo analizarse todos los elementos desde el Berilio hasta el Uranio. 82 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALFRED V. HIRNER, BRIAN W. ROBINSON. Genetic Relationship Between Elementary, Organic, and Pyritic Sulfur in Sediments. 1992. ALONSO-AZCÁRATE, J.; et al. Estudio textural e isotópico de los sulfuros diseminados en los sedimentos de la cuenca de Cameros (La Rioja, España). 1999. BALESTRINI, M. Como se elabora un proyecto de investigación. Consultores Asociados. 248 p. 2001. BORREGO, J.; MONTEVERDE, J.; MORALES, J.A., CARRO, B.; N. LÓPEZ. Morfología de la pirita diagenética en sedimentos recientes del estuario del Río Odiel (SO de España). 2003. BRUCHERT, VOLKER; et al. Abundance and isotopic composition of organic and inorganic sulfur species in laminated and bioturbated sediments from hole 893a, Santa Barbara basin. Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results, Vol. 146 (Pt. 2). 1995. CENTENO, J. Estudio de la Interacción de la interacción de H2S y CO2 con el material cementante utilizado en la construcción de pozos petroleros. 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KILLOPS, S.; KILLOPS, V. Introduction to Organic Geochemistry. Second Edition Blackwell Publishing.USA. 393 p. 2005. PALOMARES, RAÚL. Procesos mineralógicos y geoquímicos en chimeneas submarinas de carbonatos metanógenos del golfo de cádiz: biogeomarcadores framboidales de sulfuros y oxihidróxidos de hierro. Trabajo de Grado. Universidad Complutense de Madrid, 213p. 2008 SEAL, ROBERT. Sulfur Isotope Geochemistry of Sulfide Minerals. Reviews in Mineralogy & Geochemistry. Vol. 61, pp. 633-677. 2006. TAMAYO, M. El proceso de la investigación científica: incluye evaluación y administración de proyectos de investigación. Limusa, 440 p. 2004. TAYLOR, K.G.; MACQUAKER, J.H.S. Early diagenetic pyrite morphology in a mudstone-dominated succession: the Lower Jurassic Cleveland Ironstone Formation, eastern England. 1999. VASQUEZ, J. Comportamiento geoquímico de las interacciones fluido-fluido enyacimientos de crudos extrapesados provenientes de los pozos del Distrito Cabrutica, Faja Petrolífera del Orinoco. Trabajo de Grado, Universidad NacionalExperimental de las Fuerzas Armadas (UNEFA), 183 p. 2012. WILKIN, R. T.; BARNES, H. L.; BRANTLEY, S. L. The size distribution of framboidal pyrite in modern sediments: An indicator of redox conditions. Elsevier Science. 1996. 84 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. ANEXOS 85 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 1. VLG-3863. Edad Eoceno, profundidad 16271'4'' (Muestra 1) Anexo 2. Muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' (Muestra 2) 86 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 3. Muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' (Muestra 2) 87 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 4. Muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' (Muestra 2) 88 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 5. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' (Muestra 3) 89 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 6. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' (Muestra 3) 90 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 7. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' (Muestra 3) 91 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 8. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' (Muestra 3) 92 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 9. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' (Muestra 4) 93 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 10. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' (Muestra 4) 94 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 11. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' (Muestra 4) 95 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 12. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16191'8'' (Muestra 5) 96 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 13. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9'' (Muestra 6) 97 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 14. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9'' (Muestra 6) 98 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 15. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' (Muestra 7) 99 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 16. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' (Muestra 7) 100 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 17. Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14755'7'' (Muestra 9) 101 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 18. Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' (Muestra 10) 102 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 19. Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' (Muestra 10) 103 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 1 DRX: VLG-3863 (16271'4''), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name RT-16271 File name F:\Frank Cabrera\RT-16271.RD Sample Identification RT-16271 Measurement Date / Time 10/09/2014 01:39:00 p.m. Raw Data Origin PHILIPS-binary (scan) (.RD) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 3.0250 End Position [°2Th.] 79.9750 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 1.0000 Scan Type Continuous Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 1.0000 Specimen Length [mm] 10.00 Receiving Slit Size [mm] 0.2000 Measurement Temperature [°C] 0.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 20 mA, 40 kV Diffractometer Type PW3710 Diffractometer Number 1 Goniometer Radius [mm] 173.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 91.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 104 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts RT-16271 15000 10000 5000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 01-078-1252 01-083-1764 01-080-0886 10 20 30 40 50 60 70 80 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 105 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM [°2Th.] d-spacing Rel. [Å] Int. [%] Tip width [°2Th.] Matched by 12.3179 20.7968 24.7969 39.39 2978.56 28.77 0.1313 0.1186 0.0996 7.17977 4.26778 3.58764 0.23 17.73 0.17 0.1575 0.1424 0.1195 3.35120 100.00 0.1481 0.1834 2.79000 0.12 0.2200 1314.98 24.81 701.97 0.1217 0.3531 0.1156 2.46222 2.33528 2.28530 7.83 0.15 4.18 0.1461 0.4237 0.1387 40.2605 479.35 0.1476 2.24008 2.85 0.1771 42.3889 563.77 0.1297 2.13064 3.36 0.1556 44.7130 45.7221 38.35 488.61 0.1045 0.1147 2.02514 1.98276 0.23 2.91 0.1254 0.1376 50.0875 54.8165 2640.23 627.63 0.1008 0.1304 1.81970 1.67337 15.72 3.74 0.1209 0.1564 55.2755 153.15 0.1693 1.66056 0.91 0.2032 57.1921 38.78 0.1070 1.60938 0.23 0.1284 59.9031 1048.96 0.1335 1.54286 6.25 0.1602 63.9648 153.38 0.1441 1.45433 0.91 0.1729 65.0601 65.7278 67.7009 30.24 43.55 637.52 0.1629 0.1058 0.1333 1.43247 1.41953 1.38288 0.18 0.26 3.80 0.1955 0.1269 0.1600 68.1316 1199.96 0.2836 1.37518 7.14 0.3403 01-080-0886 01-078-1252 01-0831764; 01080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-0831764; 01080-0886 01-078-1252 01-080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-0781252; 01083-1764; 01-080-0886 01-080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-078-1252 01-0781252; 01080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-080-0886 01-078-1252 01-0781252; 01083-1764 01-0781252; 01083-1764; 26.5774 16795.05 0.1234 32.0543 19.94 36.4617 38.5197 39.3965 106 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 73.4060 75.5876 262.54 241.29 0.1302 0.1640 1.28884 1.25697 1.56 1.44 0.1563 0.1968 77.6038 168.50 0.1278 1.22927 1.00 0.1534 01-080-0886 01-078-1252 01-0781252; 01083-1764 01-078-1252 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Name Displaceme nt [°2Th.] Scale Factor Chemical Formula * 01-078-1252 87 Quartz $alpha, syn 0.000 0.918 Si O2 * 01-083-1764 14 Siderite 0.000 0.006 Fe ( C O3 ) * 01-080-0886 12 Kaolinite 0.000 0.017 Al2 ( Si2 O5 ) ( O H )4 5.- Difractograma Original. 107 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 2 DRX: VLG-3863 (16584'3''), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name VGL-3863_16584'3'' File name F:\Frank Cabrera\VGL-3863_16584'3''\VGL3863_16584'3''.RD Sample Identification RT-16584 Measurement Date / Time 10/09/2014 02:09:00 p.m. Raw Data Origin PHILIPS-binary (scan) (.RD) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 3.0250 End Position [°2Th.] 79.9750 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 1.0000 Scan Type Continuous Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 1.0000 Specimen Length [mm] 10.00 Receiving Slit Size [mm] 0.2000 Measurement Temperature [°C] 0.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 20 mA, 40 kV Diffractometer Type PW3710 Diffractometer Number 1 Goniometer Radius [mm] 173.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 91.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 108 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts 20000 VGL-3863_16584'3'' 10000 0 10 20 30 40 50 60 70 70 80 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 01-083-2465 01-074-1687 01-075-0938 20 30 40 50 60 90 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 109 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM d-spacing Rel. Int. Tip width [°2Th.] [Å] [%] [°2Th.] Matched by 12.3000 15.24 0.0900 7.19616 0.08 0.1080 01-075-0938 20.8045 3670.68 0.1070 4.26623 20.25 0.1285 01-083-2465; 01-075-0938 23.9694 26.65 0.1690 3.70960 0.15 0.2028 01-074-1687 26.5919 18125.18 0.1138 3.34940 100.00 0.1366 01-083-2465 30.7387 106.84 0.1935 2.90634 0.59 0.2321 01-074-1687 36.4915 1741.70 0.0958 2.46029 9.61 0.1149 01-083-2465 38.3702 56.39 0.1687 2.34403 0.31 0.2025 01-075-0938 39.4014 1113.53 0.1178 2.28503 6.14 0.1414 01-083-2465 40.2175 490.23 0.1320 2.24052 2.70 0.1584 01-083-2465; 01-075-0938 42.3818 768.52 0.1210 2.13098 4.24 0.1452 01-083-2465; 01-075-0938 45.7233 469.77 0.1365 1.98272 2.59 0.1638 01-083-2465 50.0720 1805.26 0.1325 1.82023 9.96 0.1590 01-083-2465 54.8322 692.52 0.1296 1.67293 3.82 0.1555 01-083-2465; 01-075-0938 55.2656 230.01 0.1082 1.66083 1.27 0.1299 01-083-2465 57.1970 50.10 0.1291 1.60925 0.28 0.1549 01-083-2465 59.8984 1356.86 0.1252 1.54297 7.49 0.1503 01-083-2465; 01-074-1687 63.9974 298.24 0.1196 1.45367 1.65 0.1436 01-083-2465; 01-075-0938 65.0518 30.22 0.2320 1.43263 0.17 0.2784 01-075-0938 65.7354 50.25 0.1515 1.41938 0.28 0.1818 01-083-2465 67.7032 997.66 0.1489 1.38283 5.50 0.1787 01-083-2465 68.1550 912.15 0.2630 1.37476 5.03 0.3156 01-083-2465; 01-075-0938 73.4146 243.15 0.1339 1.28871 1.34 0.1607 01-083-2465; 01-075-0938 110 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 75.5967 359.65 0.1450 1.25684 1.98 0.1740 01-083-2465; 01-075-0938 77.6068 402.08 0.1476 1.23025 2.22 0.1771 01-083-2465; 01-075-0938 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Displaceme Scale Name nt [°2Th.] Factor Chemical Formula * 01-083-2465 35 Quartz 0.000 0.935 Si O2 * 01-074-1687 10 Dolomite 0.000 0.012 Ca Mg ( C O3 )2 * 01-075-0938 5 Kaolinite 0.000 0.097 Al2 Si2 O5 ( O H )4 5.- Difractograma Original. 111 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 3 DRX: VLG-3873 (15905'6''), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name File name Sample Identification Comment date=7/20/2012 9:56:13 AM RT-15905 F:\Frank Cabrera\VGL-3863_15905'6''\RT-15095.xrdml RT-15095 Configuration=Monocromador, Owner=User-1, Creation Goniometer=PW3050/60 (Theta/Theta); Minimum step size 2Theta:0.001; Minimum step size Omega:0.001 Sample stage=PW3071/xx Bracket Diffractometer system=XPERT-PRO Measurement program=Programa de Prueba, Owner=User-1, Creation date=8/27/2012 10:59:31 AM Prueba de parametros Measurement Date / Time 10/09/2014 03:41:18 p.m. Operator LABORATORIO Raw Data Origin XRD measurement (*.XRDML) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 5.0251 End Position [°2Th.] 79.9751 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 99.4291 Scan Type Continuous PSD Mode Scanning PSD Length [°2Th.] 2.12 Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 0.4354 Specimen Length [mm] 10.00 Measurement Temperature [°C] 25.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 40 mA, 45 kV Diffractometer Type 0000000011024517 Diffractometer Number 0 Goniometer Radius [mm] 240.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 100.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 112 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts RT-15095 10000 5000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 01-083-2465 00-001-0527 01-071-1777 00-001-1295 00-001-0739 01-075-1212 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 113 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. Height [cts] FWHM [°2Th.] [°2Th.] d-spacing Rel. Int. [Å] [%] Tip width [°2Th.] Matched by 12.3068 190.25 0.1547 7.18624 1.43 0.1857 00-001-0527 17.4244 45.82 0.3121 5.08544 0.34 0.3746 01-071-1777 18.7503 120.82 0.0972 4.72871 0.91 0.1166 19.9730 91.04 0.6567 4.44191 0.68 0.7881 00-001-0527 20.8013 2303.36 0.1092 4.26686 17.32 0.1310 01-0832465; 00001-0527 23.9728 503.54 0.1476 3.71215 3.79 0.1771 01-075-1212 24.8192 171.13 0.1476 3.58744 1.29 0.1771 00-0010527; 01071-1777 26.6111 13296.71 0.1476 3.34980 100.00 0.1771 01-083-2465 27.9258 69.05 0.5028 3.19237 0.52 0.6033 00-001-0739 28.5636 79.24 0.1968 3.12511 0.60 0.2362 01-0711777; 00001-1295 29.0732 72.04 0.2952 3.07148 0.54 0.3542 01-071-1777 30.0088 39.01 0.2460 2.97782 0.29 0.2952 01-0711777; 00001-0739 32.8782 35.52 0.2101 2.72194 0.27 0.2522 01-075-1212 34.9127 56.79 0.2952 2.56997 0.43 0.3542 00-0010527; 00001-0739 35.4500 58.75 0.0900 2.53224 0.44 0.1080 01-075-1212 36.4955 1217.92 0.1252 2.46002 9.16 0.1503 01-083-2465 114 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 38.4316 71.69 0.1476 2.34237 0.54 0.1771 00-0010527; 01071-1777; 01-075-1212 39.4172 961.17 0.1235 2.28415 7.23 0.1482 01-0832465; 01071-1777 40.2448 361.04 0.1329 2.23907 2.72 0.1595 01-083-2465 42.3946 439.33 0.1332 2.13037 3.30 0.1599 01-0832465; 00001-0739 44.5704 46.94 0.1968 2.03297 0.35 0.2362 01-071-1777 45.7375 439.91 0.1326 1.98213 3.31 0.1592 01-0832465; 00001-0527; 01-0711777; 00001-0739 47.8699 28.54 0.1712 1.89870 0.21 0.2054 00-0010527; 00001-0739 50.0983 1395.86 0.1324 1.81934 10.50 0.1589 01-083-2465 53.6128 32.40 0.1544 1.70807 0.24 0.1853 01-075-1212 54.8418 377.56 0.1362 1.67266 2.84 0.1635 01-0832465; 00001-0527; 00-001-0739 55.2799 128.02 0.1760 1.66043 0.96 0.2112 01-0832465; 01071-1777 57.1861 48.38 0.1417 1.60953 0.36 0.1700 01-0832465; 01075-1212 115 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 59.9063 1116.05 0.1357 1.54278 8.39 0.1628 01-0832465; 00001-0527; 01-0711777; 01075-1212 62.1681 19.61 0.9444 1.49197 0.15 1.1332 00-0010527; 01075-1212 63.9819 139.98 0.1261 1.45398 1.05 0.1513 01-0832465; 00001-1295 65.7475 37.76 0.1330 1.41915 0.28 0.1596 01-0832465; 01071-1777; 01-075-1212 67.6936 514.30 0.1424 1.38301 3.87 0.1709 01-0832465; 01071-1777; 00-001-0739 68.1375 668.96 0.2605 1.37507 5.03 0.3126 01-0832465; 01071-1777; 00-001-0739 73.4220 128.39 0.1675 1.28860 0.97 0.2009 01-0832465; 00001-0527 75.6055 213.78 0.1776 1.25672 1.61 0.2131 01-083-2465 77.6463 134.07 0.1659 1.22871 1.01 0.1991 01-0832465; 01071-1777 116 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Displacement Scale Name [°2Th.] Factor Chemical Formula * 01-083-2465 79 Quartz 0.000 0.880 Si O2 * 00-001-0527 40 Kaolinite 0.000 0.011 Al2 Si2 O5 ( O H )4 * 01-071-1777 30 Jarosite, syn 0.000 0.016 K ( Fe3 ( S O4 )2 ( O H )6 ) * 00-001-1295 3 Pyrite 0.000 0.022 Fe S2 * 00-001-0739 15 Albite 0.000 0.011 Na Al Si3 O8 * 01-075-1212 26 Ilmenite, syn 0.000 0.011 Fe Ti O3 5.- Difractograma Original. 117 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 4 DRX: VLG-3873 (16164'), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name 16164-RT File name F:\Frank Cabrera\VGL-3863_16164'\16164-RT.RD Sample Identification VLG-3873 16164'RT Measurement Date / Time 28/08/2014 06:34:00 p.m. Raw Data Origin PHILIPS-binary (scan) (.RD) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 3.0250 End Position [°2Th.] 79.9750 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 1.0000 Scan Type Continuous Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 1.0000 Specimen Length [mm] 10.00 Receiving Slit Size [mm] 0.2000 Measurement Temperature [°C] 0.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 20 mA, 40 kV Diffractometer Type PW3710 Diffractometer Number 1 Goniometer Radius [mm] 173.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 91.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 118 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts 16164-RT 10000 5000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 00-010-0443 01-085-0796 00-014-0164 20 30 40 50 60 70 80 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 119 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM d-spacing Rel. Int. [°2Th.] [Å] [%] Tip width Matched by [°2Th.] 12.2000 22.28 0.0900 7.25492 0.19 0.1080 00-014-0164 17.4503 14.32 0.9840 5.08215 0.12 1.1808 00-010-0443 20.7077 2797.06 0.1356 4.28594 23.91 0.1627 01-085-0796 26.4990 11700.62 0.1334 3.36093 100.00 0.1601 01-085-0796; 00014-0164 28.6750 9.98 0.0900 3.11322 0.09 0.1080 00-010-0443; 00014-0164 28.9590 22.05 0.4023 3.08078 0.19 0.4828 00-010-0443; 00014-0164 34.7781 14.57 0.6340 2.57747 0.12 0.7608 00-014-0164 36.4054 675.00 0.1226 2.46591 5.77 0.1472 01-085-0796 39.3634 1543.02 0.1067 2.28715 13.19 0.1281 00-010-0443; 01085-0796; 00-0140164 40.1631 491.89 0.1084 2.24343 4.20 0.1300 01-085-0796; 00014-0164 42.3239 530.06 0.1274 2.13376 4.53 0.1529 01-085-0796; 00014-0164 44.5403 214.99 0.1770 2.03259 1.84 0.2124 45.6794 524.34 0.1269 1.98452 4.48 0.1523 00-010-0443; 01085-0796; 00-0140164 50.0257 1603.68 0.1295 1.82181 13.71 0.1554 00-010-0443; 01085-0796 54.7630 314.78 0.1200 1.67488 2.69 0.1440 01-085-0796; 00014-0164 120 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 55.2189 177.31 0.1268 1.66213 1.52 0.1522 01-085-0796; 00014-0164 57.1309 35.29 0.1330 1.61096 0.30 0.1596 01-085-0796; 00014-0164 59.8472 1470.72 0.1201 1.54417 12.57 0.1441 00-010-0443; 01085-0796; 00-0140164 63.9036 187.47 0.1214 1.45558 1.60 0.1456 01-085-0796 65.6775 33.02 0.1133 1.42049 0.28 0.1359 01-085-0796 67.6445 846.32 0.1221 1.38389 7.23 0.1465 01-085-0796 68.0446 700.42 0.2584 1.37673 5.99 0.3101 01-085-0796 73.3664 181.94 0.1418 1.28944 1.55 0.1701 01-085-0796 75.5572 304.37 0.1291 1.25740 2.60 0.1549 01-085-0796 77.5555 273.69 0.1171 1.22992 2.34 0.1406 01-085-0796 4.- Lista de Fases Identificadas Visible * Ref. Code 00-010-0443 Score 18 Compound Displacement Name [°2Th.] Jarosite -0.035 Scale Chemical Formula Factor 0.026 K Fe3 ( S O4 )2 ( O H )6 * 01-085-0796 95 Quartz -0.125 1.008 Si O2 * 00-014-0164 9 Kaolinite- 0.038 0.113 Al2 Si2 O5 ( O H )4 1\ITA\RG 121 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 5.- Difractograma Original. 122 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 5 DRX: VLG-3873 (16191'8''), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name 16198-RT File name F:\Frank Cabrera\VGL-3863_16191'8''\16198-RT.RD Sample Identification VGL-3873 16191'8''RT Measurement Date / Time 29/08/2014 12:52:00 p.m. Raw Data Origin PHILIPS-binary (scan) (.RD) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 3.0250 End Position [°2Th.] 79.9750 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 1.0000 Scan Type Continuous Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 1.0000 Specimen Length [mm] 10.00 Receiving Slit Size [mm] 0.2000 Measurement Temperature [°C] 0.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 20 mA, 40 kV Diffractometer Type PW3710 Diffractometer Number 1 Goniometer Radius [mm] 173.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 91.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 123 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts 16198-RT 10000 5000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 00-001-0527 01-085-0930 20 30 40 50 60 70 80 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 124 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM d-spacing [°2Th.] [Å] Rel. Int. [%] Tip width Matched by [°2Th.] 12.1733 28.80 0.1936 7.26475 0.26 0.2323 00-001-0527 20.7413 3331.42 0.1420 4.27907 29.51 0.1704 01-085-0930 24.1316 53.49 0.1443 3.68503 0.47 0.1731 26.4780 11289.21 0.1438 3.36356 100.00 0.1726 01-085-0930 36.3657 775.68 0.1322 2.46851 6.87 0.1587 01-085-0930 38.2306 39.00 0.2505 2.35227 0.35 0.3006 00-001-0527 39.2964 659.05 0.1338 2.29089 5.84 0.1605 01-085-0930 40.1304 343.68 0.1381 2.24519 3.04 0.1657 01-085-0930 42.3216 773.72 0.1481 2.13387 6.85 0.1778 01-085-0930 45.6364 431.60 0.1408 1.98629 3.82 0.1689 01-085-0930 49.9942 1334.21 0.1394 1.82288 11.82 0.1672 01-085-0930 54.7370 439.36 0.1551 1.67561 3.89 0.1861 00-0010527; 01085-0930 55.1787 199.68 0.1548 1.66324 1.77 0.1858 01-085-0930 57.0870 25.15 0.2015 1.61209 0.22 0.2417 01-085-0930 59.8161 1121.78 0.1558 1.54490 9.94 0.1869 00-0010527; 01085-0930 63.8873 125.70 0.1476 1.45591 1.11 0.1771 01-085-0930 65.6705 53.41 0.1846 1.42062 0.47 0.2216 01-085-0930 67.6089 651.18 0.1507 1.38453 5.77 0.1808 01-085-0930 67.9990 803.79 0.1653 1.37754 7.12 0.1984 01-085-0930 68.1910 788.25 0.1556 1.37413 6.98 0.1868 01-085-0930 125 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 73.3429 223.85 0.1574 1.28980 1.98 0.1889 00-0010527; 01085-0930 75.4974 282.91 0.1453 1.25825 2.51 0.1744 01-085-0930 77.5285 117.76 0.1859 1.23028 1.04 0.2231 01-085-0930 79.7453 254.09 0.2101 1.20156 2.25 0.2522 01-085-0930 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Displacemen Scale Name t [°2Th.] Factor Chemical Formula * 00-001-0527 12 Kaolinite -0.145 0.022 Al2 Si2 O5 ( O H )4 * 01-085-0930 97 Quartz -0.133 0.968 Si O2 5.- Difractograma Original. 126 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 6 DRX: VLG-3890 (16019'9''), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name File name Sample Identification Comment date=7/20/2012 9:56:13 AM RT-16019'9'' F:\Frank Cabrera\VGL-3890_16019'9''\RT-16019'9''.xrdml RT-16019'9'' Configuration=Monocromador, Owner=User-1, Creation Goniometer=PW3050/60 (Theta/Theta); Minimum step size 2Theta:0.001; Minimum step size Omega:0.001 Sample stage=PW3071/xx Bracket Diffractometer system=XPERT-PRO Measurement program=Programa de Prueba, Owner=User-1, Creation date=8/27/2012 10:59:31 AM Prueba de parametros Measurement Date / Time 19/09/2014 10:23:15 a.m. Operator LABORATORIO Raw Data Origin XRD measurement (*.XRDML) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 5.0251 End Position [°2Th.] 79.9751 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 99.4291 Scan Type Continuous PSD Mode Scanning PSD Length [°2Th.] 2.12 Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 0.0286 Specimen Length [mm] 10.00 Measurement Temperature [°C] 25.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 40 mA, 45 kV Diffractometer Type 0000000011024517 Diffractometer Number 0 Goniometer Radius [mm] 240.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 100.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 127 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts RT-16019'9'' 10000 5000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 01-083-2465 00-024-0027 00-019-0926 01-076-1746 01-078-2110 01-074-1687 00-022-0827 00-001-1295 00-002-0462 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 128 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM d-spacing Rel. Tip width [°2Th.] [Å] Int. [%] [°2Th.] Matched by 8.8000 3.00 0.0900 10.04884 0.02 0.1080 00-002-0462 11.6243 118.72 0.1357 7.60656 0.84 0.1628 01-076-1746 12.3472 64.90 0.2259 7.16280 0.46 0.2710 01-078-2110 17.3975 57.89 0.1763 5.09326 0.41 0.2115 00-022-0827 18.8239 73.20 0.1281 4.71040 0.52 0.1537 01-076-1746; 01-078-2110 20.8650 3598.48 0.0918 4.25398 25.44 0.1102 01-083-2465; 00-019-0926; 01-076-1746 23.0991 141.49 0.0886 3.84735 1.00 0.1063 00-024-0027; 00-019-0926; 01-078-2110 24.0252 532.67 0.1057 3.70110 3.77 0.1269 00-019-0926; 01-076-1746; 01-078-2110; 01-074-1687 25.5272 167.78 0.1476 3.48953 1.19 0.1771 00-019-0926 26.6428 14142.68 0.0839 3.34312 100.00 0.1007 01-083-2465; 01-076-1746; 01-078-2110; 00-002-0462 27.4237 278.06 0.1561 3.24967 1.97 0.1873 00-019-0926; 01-076-1746; 01-078-2110 28.6228 63.43 0.1476 3.11878 0.45 0.1771 01-076-1746; 00-022-0827; 00-001-1295; 00-002-0462 29.4819 1316.61 0.1968 3.02982 9.31 0.2362 00-024-0027; 00-019-0926; 00-022-0827 129 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 30.7180 278.68 0.3181 2.90826 1.97 0.3818 00-019-0926; 01-076-1746; 01-074-1687; 00-002-0462 33.0242 25.14 0.4270 2.71024 0.18 0.5124 01-076-1746; 01-078-2110; 00-001-1295 36.0276 78.29 0.2977 2.49089 0.55 0.3572 00-024-0027; 00-019-0926; 01-076-1746; 01-078-2110 36.5551 733.35 0.0973 2.45615 5.19 0.1167 01-083-2465; 01-076-1746; 01-078-2110 37.1078 42.86 0.3674 2.42082 0.30 0.4409 00-019-0926; 00-001-1295 39.4754 758.09 0.1002 2.28091 5.36 0.1202 01-083-2465; 00-024-0027; 01-076-1746; 01-078-2110; 00-022-0827 40.3048 341.84 0.0980 2.23587 2.42 0.1176 01-083-2465; 01-076-1746; 01-078-2110 40.8637 57.59 0.4445 2.20657 0.41 0.5334 01-076-1746; 01-078-2110; 01-074-1687; 00-001-1295 42.4619 759.65 0.0778 2.12714 5.37 0.0933 01-083-2465; 01-076-1746; 01-078-2110 43.2511 104.56 0.2066 2.09014 0.74 0.2479 00-024-0027; 00-019-0926; 01-076-1746; 01-078-2110 45.0666 62.36 0.1476 2.01173 0.44 0.1771 01-074-1687 45.8005 402.66 0.1019 1.97955 2.85 0.1222 01-083-2465; 130 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 00-019-0926; 01-076-1746; 01-078-2110; 00-022-0827 47.5894 104.67 0.4571 1.90923 0.74 0.5486 00-024-0027; 00-019-0926; 01-076-1746; 00-022-0827; 00-001-1295 48.6018 96.56 0.2782 1.87180 0.68 0.3338 00-024-0027; 00-019-0926; 01-076-1746 50.1457 1253.52 0.1166 1.81773 8.86 0.1399 01-083-2465; 00-019-0926; 01-076-1746; 01-074-1687; 00-022-0827 53.7084 44.80 0.0866 1.70525 0.32 0.1039 01-076-1746; 01-078-2110 54.8949 415.56 0.1109 1.67117 2.94 0.1331 01-083-2465; 01-078-2110 55.3513 137.51 0.1088 1.65846 0.97 0.1306 01-083-2465; 01-076-1746; 01-078-2110; 00-022-0827 56.3000 12.12 0.0900 1.63410 0.09 0.1080 01-078-2110; 00-001-1295 57.4036 36.82 0.4143 1.60395 0.26 0.4972 01-083-2465; 00-024-0027; 01-076-1746; 01-078-2110 59.9803 1038.49 0.1057 1.54106 7.34 0.1268 01-083-2465; 01-078-2110 64.0465 127.26 0.1018 1.45267 0.90 0.1221 01-083-2465; 01-076-1746; 01-078-2110; 01-074-1687; 131 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 00-001-1295 65.7912 87.46 0.1951 1.41831 0.62 0.2342 01-083-2465; 00-024-0027; 01-076-1746; 01-078-2110; 01-074-1687; 00-002-0462 67.7792 395.36 0.2172 1.38147 2.80 0.2606 01-083-2465; 01-078-2110; 00-022-0827; 00-002-0462 68.3230 486.25 0.1540 1.37179 3.44 0.1848 01-083-2465; 01-076-1746; 01-078-2110 73.4887 78.50 0.1476 1.28866 0.56 0.1771 01-083-2465; 00-022-0827 75.6669 207.19 0.1200 1.25585 1.46 0.1440 01-083-2465 77.6899 138.16 0.1410 1.22813 0.98 0.1692 01-083-2465 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Displacement Scale Chemical Name [°2Th.] Factor Formula * 01-083-2465 84 Quartz 0.000 0.337 Si O2 * 00-024-0027 54 Calcite 0.000 0.073 Ca C O3 * 00-019-0926 38 Microcline, 0.000 0.023 K Al Si3 O8 ordered * 01-076-1746 32 Gypsum 0.000 0.015 Ca S O4 ( H2 O )2 * 01-078-2110 26 Kaolinite 0.000 0.020 Al4 ( O H )8 ( Si4 O10 ) * 01-074-1687 25 Dolomite 0.000 0.025 Ca Mg ( C O3 )2 * 00-022-0827 19 Jarosite, syn 0.000 0.012 K Fe3 ( S O4 )2 ( O H )6 * 00-001-1295 17 Pyrite 0.000 0.009 Fe S2 * 00-002-0462 11 Illite, 1M 0.000 0.059 K Al2 ( Si3 Al O10 ) ( O H )2 132 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 5.- Difractograma Original. 133 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 7 DRX: VLG-3890 (16086'), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name 16086-RT File name F:\Frank Cabrera\VGL-3890_16086'\16086-RT.RD Sample Identification VLG-3890 16086'RT Measurement Date / Time 29/08/2014 05:04:00 p.m. Raw Data Origin PHILIPS-binary (scan) (.RD) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 3.0250 End Position [°2Th.] 79.9750 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 1.0000 Scan Type Continuous Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 1.0000 Specimen Length [mm] 10.00 Receiving Slit Size [mm] 0.2000 Measurement Temperature [°C] 0.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 20 mA, 40 kV Diffractometer Type PW3710 Diffractometer Number 1 Goniometer Radius [mm] 173.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 91.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 134 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts 16086-RT 4000 2000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 01-072-1650 01-078-2109 01-076-1239 01-074-1687 00-024-0076 01-086-1560 00-002-0056 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 135 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM d-spacing [°2Th.] [Å] Rel. Int. [%] Tip width Matched by [°2Th.] 8.7208 37.22 0.0346 10.13992 0.73 0.0415 00-002-0056 12.2981 39.92 0.2839 7.19128 0.78 0.3407 01-078-2109 19.9384 26.17 0.6089 4.44953 0.51 0.7307 01-078-2109; 00-002-0056 20.7897 1415.30 0.1492 4.26923 27.80 0.1791 01-076-1239; 01-086-1560; 00-002-0056 22.2532 39.00 0.1682 3.99165 0.77 0.2019 01-076-1239; 01-074-1687; 00-002-0056 23.1143 51.91 0.3299 3.84486 1.02 0.3959 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239; 00-002-0056 23.8784 33.28 0.3690 3.72353 0.65 0.4428 01-078-2109; 01-076-1239; 01-074-1687; 00-002-0056 24.8898 23.66 0.8619 3.57447 0.46 1.0343 01-078-2109; 01-076-1239 26.5947 5091.13 0.2196 3.34905 100.00 0.2635 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560; 00-002-0056 27.2250 46.56 4.0000 3.27294 0.91 4.8000 01-078-2109; 01-076-1239; 00-002-0056 29.4955 393.29 0.2076 3.02596 7.73 0.2491 01-072-1650; 01-076-1239; 00-002-0056 136 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 30.6161 185.20 0.3743 2.91770 3.64 0.4492 01-076-1239; 01-074-1687 33.0029 26.59 0.2488 2.71195 0.52 0.2986 01-078-2109; 01-074-1687; 00-024-0076 35.0279 24.47 0.7623 2.55966 0.48 0.9147 01-078-2109; 01-076-1239; 01-074-1687; 00-002-0056 36.1080 60.23 0.5033 2.48553 1.18 0.6040 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239; 00-002-0056 36.5351 605.69 0.1370 2.45745 11.90 0.1644 01-076-1239; 01-086-1560; 00-002-0056 37.0425 58.93 0.3553 2.42495 1.16 0.4264 01-076-1239; 01-074-1687; 00-024-0076; 00-002-0056 39.4380 310.53 0.1936 2.28299 6.10 0.2323 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560 40.2474 267.41 0.1333 2.23893 5.25 0.1599 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560 42.4009 230.21 0.1379 2.13007 4.52 0.1655 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560; 00-002-0056 43.3220 93.60 0.2124 2.08689 1.84 0.2549 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239 137 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 44.5743 37.95 0.3258 2.03112 0.75 0.3909 01-078-2109; 01-076-1239; 01-074-1687 45.7352 281.50 0.1086 1.98223 5.53 0.1303 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560; 00-002-0056 47.7242 65.52 0.3761 1.90415 1.29 0.4513 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239; 00-024-0076 48.7277 75.99 0.3312 1.86726 1.49 0.3974 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239 50.0862 528.87 0.1517 1.81975 10.39 0.1821 01-078-2109; 01-076-1239; 01-074-1687; 01-086-1560 54.8430 198.29 0.1795 1.67263 3.89 0.2154 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560 55.2814 84.94 0.2008 1.66039 1.67 0.2410 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560; 00-002-0056 56.2354 35.78 0.0781 1.63447 0.70 0.0937 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239; 00-024-0076; 00-002-0056 57.6061 27.51 0.1953 1.59879 0.54 0.2344 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560; 138 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 00-002-0056 59.9011 523.00 0.1337 1.54290 10.27 0.1604 01-078-2109; 01-076-1239; 01-074-1687; 01-086-1560; 00-002-0056 63.9873 181.54 0.1206 1.45387 3.57 0.1447 01-078-2109; 01-076-1239; 01-074-1687; 00-024-0076; 01-086-1560 67.7045 393.64 0.1687 1.38281 7.73 0.2025 01-078-2109; 01-074-1687; 01-086-1560 68.2711 351.42 0.1941 1.37271 6.90 0.2330 01-086-1560 73.4206 97.68 0.1607 1.28862 1.92 0.1929 01-072-1650; 01-086-1560 75.6335 114.42 0.1946 1.25632 2.25 0.2336 01-086-1560 77.6281 139.13 0.1461 1.22895 2.73 0.1753 01-072-1650; 01-074-1687; 01-086-1560 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Displacement Scale Name [°2Th.] Factor Chemical Formula * 01-072-1650 53 Calcite 0.000 0.086 Ca C O3 * 01-078-2109 34 Kaolinite 0.000 0.081 Al4 ( O H )8 ( Si4 O10 ) * 01-076-1239 30 Microcline 0.000 0.040 K ( Si3 Al ) O8 * 01-074-1687 27 Dolomite 0.000 0.028 Ca Mg ( C O3 )2 * 00-024-0076 26 Pyrite 0.000 0.011 Fe S2 * 01-086-1560 84 Quartz low 0.000 1.016 Si O2 * 00-002-0056 19 Illite 0.000 0.022 K Al2 Si3 Al O10 ( O H )2 139 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 5.- Difractograma Original. 140 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 9 DRX: VLG-3891 (14755'7''), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name 14755-RT File name F:\Frank Cabrera\VGL-3891_14755'7'\14755-RT.RD Sample Identification VLG-3891 14755'7''RT Measurement Date / Time 29/08/2014 12:02:00 p.m. Raw Data Origin PHILIPS-binary (scan) (.RD) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 3.0250 End Position [°2Th.] 79.9750 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 1.0000 Scan Type Continuous Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 1.0000 Specimen Length [mm] 10.00 Receiving Slit Size [mm] 0.2000 Measurement Temperature [°C] 0.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 20 mA, 40 kV Diffractometer Type PW3710 Diffractometer Number 1 Goniometer Radius [mm] 173.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 91.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 141 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts 14755-RT 15000 10000 5000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 01-078-2315 01-083-1764 01-075-1593 00-024-0076 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 142 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM d-spacing [Å] [°2Th.] Rel. Int. [%] Tip width Matched by [°2Th.] 12.2639 102.31 0.2899 7.21130 0.64 0.3479 01-075-1593 17.4077 14.09 0.4091 5.09028 0.09 0.4910 20.7377 2145.97 0.1310 4.27980 13.38 0.1571 01-078-2315 24.7341 56.94 0.2177 3.59661 0.36 0.2612 01-083-1764 26.5284 16036.40 0.1085 3.35728 100.00 0.1302 01-078-2315; 01-075-1593 29.0013 20.23 0.1832 3.07639 0.13 0.2199 01-075-1593 30.4808 85.51 0.2646 2.93034 0.53 0.3175 31.9967 56.12 0.1886 2.79489 0.35 0.2263 01-083-1764 32.9962 19.92 0.2585 2.71248 0.12 0.3102 00-024-0076 36.4290 884.23 0.1180 2.46436 5.51 0.1416 01-078-2315; 01-075-1593 38.3799 30.36 0.3410 2.34346 0.19 0.4092 01-083-1764; 01-075-1593 39.3617 1024.42 0.0992 2.28724 6.39 0.1191 01-078-2315; 01-075-1593 40.1932 408.76 0.1037 2.24182 2.55 0.1245 01-078-2315; 01-075-1593 42.3379 530.63 0.1352 2.13309 3.31 0.1622 01-078-2315; 01-083-1764; 01-075-1593 45.6831 463.25 0.1075 1.98437 2.89 0.1290 01-078-2315; 01-075-1593 50.0436 1557.15 0.1041 1.82120 9.71 0.1249 01-078-2315; 01-075-1593 143 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 54.7824 463.70 0.1335 1.67433 2.89 0.1602 01-078-2315; 01-075-1593 55.2235 136.80 0.1380 1.66200 0.85 0.1656 01-078-2315; 01-075-1593 57.1343 27.72 0.1042 1.61087 0.17 0.1250 01-078-2315 57.5500 8.09 0.0900 1.60154 0.05 0.1080 01-075-1593 59.8623 830.92 0.1253 1.54381 5.18 0.1504 01-078-2315; 01-075-1593 63.9602 289.36 0.1267 1.45443 1.80 0.1521 01-078-2315; 01-075-1593; 00-024-0076 65.6811 47.13 0.1922 1.42042 0.29 0.2306 01-078-2315; 01-075-1593 67.6529 579.08 0.1254 1.38374 3.61 0.1505 01-078-2315; 01-083-1764; 01-075-1593 68.2286 1080.86 0.2952 1.37460 6.74 0.3542 01-078-2315; 01-083-1764; 01-075-1593 73.3879 116.84 0.1217 1.28912 0.73 0.1461 01-078-2315; 01-075-1593 75.5768 309.69 0.1216 1.25712 1.93 0.1459 01-078-2315; 01-083-1764 77.5699 94.67 0.1302 1.22973 0.59 0.1563 01-078-2315; 01-083-1764 144 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Displacement Scale Name [°2Th.] Factor Chemical Formula * 01-078-2315 92 Quartz -0.096 0.974 Si O2 * 01-083-1764 22 Siderite -0.066 0.006 Fe ( C O3 ) * 01-075-1593 20 Kaolinite -0.038 0.023 Al2 Si2 O5 ( O H )4 * 00-024-0076 3 Pyrite -0.168 0.004 Fe S2 5.- Difractograma Original. 145 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 10 DRX: VLG-3891 (14824'7''), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name File name Sample Identification Comment date=7/20/2012 9:56:13 AM RT-14824'7'' F:\Frank Cabrera\VGL-3891_14824'7''\RT-14824'7''.xrdml RT-14824'7'' Configuration=Monocromador, Owner=User-1, Creation Goniometer=PW3050/60 (Theta/Theta); Minimum step size 2Theta:0.001; Minimum step size Omega:0.001 Sample stage=PW3071/xx Bracket Diffractometer system=XPERT-PRO Measurement program=Programa de Prueba, Owner=User-1, Creation date=8/27/2012 10:59:31 AM Prueba de parametros Measurement Date / Time 10/09/2014 04:32:57 p.m. Operator LABORATORIO Raw Data Origin XRD measurement (*.XRDML) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 5,0251 End Position [°2Th.] 79,9751 Step Size [°2Th.] 0,0500 Scan Step Time [s] 99,4291 Scan Type Continuous PSD Mode Scanning PSD Length [°2Th.] 2,12 Offset [°2Th.] 0,0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 0,4354 Specimen Length [mm] 10,00 Measurement Temperature [°C] 25,00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1,54060 K-Alpha2 [Å] 1,54443 K-Beta [Å] 1,39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0,50000 Generator Settings 40 mA, 45 kV Diffractometer Type 0000000011024517 Diffractometer Number 0 Goniometer Radius [mm] 240,00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 100,00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 146 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts RT-14824'7'' 6000 4000 2000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 01-083-2465 00-029-0696 00-001-0527 01-079-1270 00-001-1295 00-043-0685 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 147 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM d-spacing [°2Th.] [Å] Rel. Tip width Int. [%] [°2Th.] Matched by 6,1487 64,93 0,6705 14,37469 0,96 0,8046 01-079-1270 8,6215 29,96 0,5647 10,24805 0,44 0,6776 00-043-0685 12,4519 172,81 0,3790 7,10283 2,54 0,4547 00-001-0527; 01-079-1270 18,8037 87,10 0,1476 4,71930 1,28 0,1771 01-079-1270 19,9131 99,24 0,2952 4,45883 1,46 0,3542 00-001-0527; 01-079-1270; 00-043-0685 20,8197 2020,13 0,1189 4,26314 29,72 0,1427 01-083-2465; 00-001-0527; 01-079-1270; 00-043-0685 23,9942 260,79 0,0903 3,70581 3,84 0,1083 01-079-1270; 00-043-0685 24,7758 103,68 0,1968 3,59362 1,53 0,2362 00-029-0696; 00-001-0527 25,2904 116,21 0,2952 3,52165 1,71 0,3542 01-079-1270; 00-043-0685 26,5929 6797,30 0,1199 3,34928 100,00 0,1439 01-083-2465; 00-043-0685 32,0218 188,41 0,2871 2,79276 2,77 0,3445 00-029-0696; 01-079-1270; 00-043-0685 32,9330 26,87 0,2305 2,71754 0,40 0,2766 00-001-1295 34,7752 50,62 0,3936 2,57982 0,74 0,4723 00-029-0696; 00-001-0527; 01-079-1270; 148 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 00-043-0685 36,4844 864,14 0,1361 2,46075 12,71 0,1633 01-083-2465; 01-079-1270; 00-043-0685 38,3605 47,97 0,4743 2,34461 0,71 0,5692 00-029-0696; 00-001-0527 39,4377 614,72 0,1175 2,28301 9,04 0,1410 01-083-2465; 01-079-1270; 00-043-0685 40,2497 246,30 0,1402 2,23881 3,62 0,1683 01-083-2465; 01-079-1270; 00-043-0685 42,4224 424,62 0,1368 2,12904 6,25 0,1642 01-083-2465; 00-029-0696; 01-079-1270 44,6283 47,22 0,3490 2,02879 0,69 0,4188 01-079-1270 45,7663 202,32 0,1440 1,98095 2,98 0,1728 01-083-2465; 00-001-0527 50,1095 880,22 0,1411 1,81896 12,95 0,1693 01-083-2465; 01-079-1270 52,8329 49,06 0,5248 1,73143 0,72 0,6298 00-029-0696; 01-079-1270 54,8255 242,28 0,1415 1,67312 3,56 0,1698 01-083-2465; 00-001-0527; 01-079-1270; 00-043-0685 55,2775 86,85 0,1455 1,66050 1,28 0,1746 01-083-2465; 01-079-1270; 00-043-0685 56,2467 17,91 0,0904 1,63417 0,26 0,1085 01-079-1270; 00-001-1295; 00-043-0685 149 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 56,3989 8,95 0,0904 1,63417 0,13 0,1085 59,9150 525,74 0,1606 1,54258 7,73 0,1927 01-083-2465; 00-001-0527; 01-079-1270 61,6037 29,79 0,8382 1,50428 0,44 1,0058 00-029-0696; 01-079-1270; 00-001-1295; 00-043-0685 64,0060 102,23 0,1715 1,45349 1,50 0,2058 01-083-2465; 01-079-1270; 00-001-1295 65,8463 29,23 0,2952 1,41726 0,43 0,3542 01-083-2465; 01-079-1270 67,7252 446,02 0,1554 1,38244 6,56 0,1865 01-083-2465; 00-029-0696 68,0972 817,43 0,1293 1,37579 12,03 0,1552 01-083-2465; 01-079-1270 68,2619 785,63 0,1416 1,37287 11,56 0,1699 01-083-2465; 01-079-1270 72,1555 9,45 0,4862 1,30807 0,14 0,5834 00-001-0527; 01-079-1270 73,4308 134,96 0,1312 1,28847 1,99 0,1574 01-083-2465; 00-001-0527; 01-079-1270 75,6587 242,30 0,1339 1,25597 3,56 0,1607 01-083-2465; 00-029-0696; 01-079-1270 77,6435 59,88 0,1815 1,22874 0,88 0,2177 01-083-2465; 00-029-0696; 01-079-1270 150 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Displacement Scale Factor Name [°2Th.] Chemical Formula * 01-083-2465 83 Quartz 0,000 0,869 Si O2 * 00-029-0696 46 Siderite 0,000 0,025 Fe C O3 * 00-001-0527 33 Kaolinite 0,000 0,015 Al2 Si2 O5 ( O H )4 * 01-079-1270 34 Clinochlore 0,000 0,049 ( Mg2.96 Fe1.55 Fe.136 Al1.275 ) ( Si2.622 Al1.376 O10 ) ( O H )8 * 00-001-1295 3 Pyrite 0,000 0,024 Fe S2 * 00-043-0685 21 Illite- 0,000 0,237 K Al2 ( Si3 Al ) O10 2\ITM\RG#2 ( O H )2 5.- Difractograma Original. 151 � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Tesis Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela Creator An entity primarily responsible for making the resource Isnaudy José Toro Fonseca Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Tesis maestría Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2014 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/992166ee6551cc8dff80cdda41dfa3c2.pdf 7e255022139097aa7d04fc75e57f0321 PDF Text Text TESIS CARACTERIZACIÓN PETROLÓGICA Y GEOQUÍMICA DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS, SECTOR CAMARIOCA SUR Yurisley Valdés Mariño �Página legal Título de la obra: Caracterización petrológica y geoquímica de las rocas metamórficas, Sector Camarioca Sur, 94pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 1. Autor: Yurisley Valdés Mariño 2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Digitalización. Lic. Liliana Rojas Hidalgo Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015 La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas. La licencia completa puede consultarse en: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode Editorial Digital Universitaria Instituto Superior Minero Metalúrgico Ave Calixto García Íñiguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �REPUBLICA DE CUBA MINISTERIO DE EDUCACION SUPERIOR INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALURGICO DE MOA “Dr. ANTONIO NUÑEZ JIMENEZ” FACULTAD DE GEOLOGÍA Y MINERÍA DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA CARACTERIZACIÓN PETROLÓGICA Y GEOQUÍMICA DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS, SECTOR CAMARIOCA SUR. Tesis presentada en opción al Título Académico de Máster en Geología Maestría en Geología, Mención Prospección y Exploración de Yacimientos Minerales Sólidos 9na Edición Autor: Ing. Yurisley Valdés Mariño Tutores: Dr. C. José Nicolás Muñoz Gómez Dr. C. María Margarita Hernández Sarlabous Dr. C. Idael Francisco Blanco Quintero Dr. C. Kurt Mengel Moa, 20 de marzo del 2015 “Año 57 de la Revolución” Ing. Yurisley Valdés Mariño 1 �Tesis de Maestría INDICE INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 1 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL DE LA INVESTIGACIÓN ....................................... 6 CAPÍTULO 1: CARACTERÍSTICAS FÍSICO-GEOGRÁFICAS, GEOLÓGICAS REGIONALES Y PARTICULARES DEL ÁREA DE ESTUDIO. .................................... 15 1.1 Introducción ................................................................................................................ 15 1.2 Características geográficas del área de estudio ........................................................... 15 1.3 Relieve ........................................................................................................................ 16 1.4 Hidrografía .................................................................................................................. 16 1.5 Clima ........................................................................................................................... 17 1.7 Economía .................................................................................................................... 18 1.8 Características geológicas regionales ......................................................................... 19 CAPÍTULO 2. METODOLOGÍA Y VOLÚMENES DE LOS TRABAJOS REALIZADOS .............................................................................................................................................. 34 2.1 Introducción ................................................................................................................ 34 2.2 Etapa preliminar .......................................................................................................... 35 2.3 Trabajos de campo ...................................................................................................... 50 2.4 Trabajos de laboratorio ............................................................................................... 53 2.4.1 Análisis petrográfico ............................................................................................ 53 2.4.2 Método de fluorescencia de rayos X (FRX)......................................................... 55 2.4.3 Método de difracción de rayos-X (DRX) ............................................................. 55 2.5 Etapa de gabinete ........................................................................................................ 56 CAPÍTULO 3. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS. ...................................................................................................................... 57 3.1 Introducción ................................................................................................................ 57 3.2 Petrografía .................................................................................................................. 57 Ing. Yurisley Valdés Mariño VI �Tesis de Maestría 3.2.1. Anfibolitas gneisicas .......................................................................................... 58 3.2.2 Granofels anfibolíticos ........................................................................................ 60 3.3 Interpretación de los análisis de difracción de rayos-X .............................................. 67 3.5 Interpretación de los análisis de fluorescencia de rayos-X ......................................... 69 3.4 Consideraciones finales .............................................................................................. 78 Conclusiones......................................................................................................................... 80 Recomendaciones ................................................................................................................. 81 Bibliografía ........................................................................................................................... 82 Ing. Yurisley Valdés Mariño VII �Introducción INTRODUCCIÓN La actividad tectónica de la litosfera terrestre origina que las rocas ígneas y sedimentarias formadas en determinados ambientes y condiciones ambientales precisas, sean sometidas a nuevas condiciones de presión y temperatura. Estas nuevas condiciones, asociadas frecuentemente a la acción de esfuerzos tectónicos conllevan a la formación de cadenas montañosas, las rocas preexistentes se transformen textural, estructural y mineralógicamente en estado sólido, dando lugar a las rocas metamórficas (K. Bucher y R. Grapes. 2011). Estas rocas presentan características petrográficas especialmente complicadas, debido a los procesos de transformación que han sufrido, generalmente acompañados de intensa deformación (Eskola, P. 1915, 1920 y 1939). Las condiciones metamórficas de presión y temperatura pueden ser más o menos altas, pero en una misma composición se encuentran minerales y texturas distintas en función de la intensidad de las condiciones metamórficas o grado metamórfico. Se diferencian así rocas de grado muy bajo (entre 100 °C y 200 °C - 250 °C), bajo (entre 200 °C – 250 °C y 400 °C - 450 °C), medio (entre 400 °C - 450 °C y 600 °C - 650 °C) y alto (más de 600 °C - 650 °C) Miyashiro (1973). La intensidad de las condiciones metamórficas también se describe mediante el concepto de facies metamórfica, (Humphris y Thompson 1978; Bucher y Frey 1994; Frey y Robinson 1999), que aluden al conjunto de rocas formadas en determinados rangos de condiciones de presión y temperatura, donde las rocas de composición basáltica (se toman de patrón) porque desarrollan asociaciones minerales típicas de condiciones de presión y temperatura. En numerosos sectores del territorio cubano afloran rocas metamórficas generadas por procesos de carácter regional, cuyos protolitos ya sean de naturaleza oceánica o continental, constituyen formaciones y complejos de edad Mesozoica, específicamente Jurásicos y Cretácicos, que pueden llegar a constituir grandes macizos rocosos. En Cuba Algunos complejos o formaciones están compuestos esencialmente por anfibolitas, tales como el complejo Mabujina (Bibikova, E.V. et al. 1988), la formación Yayabo en el macizo Escambray, las anfibolitas Perea en el norte de Cuba central y vinculada con el cinturón ofiolítico y la Fm. Güira de Jauco en el extremo oriental cubano. También se destacan bloques de anfibolitas de alta y baja presión incluidos en las serpentinitas del cinturón ofiolítico (Lázaro 2013 y 2014). Ing. Yurisley Valdés Mariño 1 �Introducción Knipper y Cabrera (1974), hacen una caracterización completa de la asociación ofiolítica, donde relacionan a los gabros y las diabasas con las rocas del complejo ultramáfico y consideran que el conjunto de los complejos ofiolíticos estudiados son parte de la corteza oceánica. Sin embargo Somin y Millán (1981) dudan de las relaciones que puedan existir entre estos complejos y un perfil oceánico típico. Por otra parte, en una estrecha faja de melange serpentinítico que constituye la prolongación oriental del macizo ofiolítico de Cajálbana, en Cuba occidental, se destacan numerosos bloques de anfibolitas metadiabásicas y metagabroídicas, incluidos en peridotitas tectoníticas muy serpentinizadas y cizalladas. Estas son anfibolitas normales compuestas por hornblenda y oligoclasa a andesina, que generalmente conservan restos de estructuras y minerales magmáticos, que frecuentemente presentan una marcada foliación metamórfica (Somin y Millán, 1981; Millán 1996 b). En la composición de los melanges serpentiníticos que aparecen incluidos en peridotitas tectoníticas serpentinizadas en el cinturón ofiolítico cubano, suelen destacarse, bloques de rocas metamórficas de alta presión, cuyos protolitos son principalmente elementos constituyentes de una corteza oceánica (ofiolíticos) metamorfizados en una zona de subducción, constituyendo lo que se conoce en la literatura como un complejo de subducción (Somin y Millán, 1981; Kubovics et al. 1989; Millán, 1996 b, 1997c). En algunos complejos ofiolíticos se han descrito rocas ígneas que presentan afinidades geoquímicas entre basaltos de dorsal medio oceánica (MORB) y basaltos de arco de isla (IOB) Lázaro et al. 2013. Entre las características geoquímicas que distinguen los basaltos MORB de los IOB se incluyen: >1 wt% TiO2, empobrecimiento en elementos de tierras raras ligeras (LREE) y ausencia de empobrecimientos en elementos de alto potencial iónico (HFSE, p.e. Nb, Ta), ejemplificados en diagramas multielementales normalizados. Las rocas básicas tipo MORB de complejos ofiolíticos se han caracterizado como basaltos de antearco generados en etapas tempranas de subducción (Stern et al. 2012). Por el contrario, los basaltos tipo IOB tienen menores contenidos en TiO2, están enriquecidos en elementos móviles en fluidos/fundidos, tales como elementos de alto radio iónico (LILE, incluyendo LREE) y presentan fuertes empobrecimientos en HFSE relativos a los LREE (Pearce, 2003). El reconocimiento de estas composiciones, tipo MORB y tipo arco, en un mismo complejo ofiolítico ha permitido a algunos autores proponer que se trata de secciones Ing. Yurisley Valdés Mariño 2 �Introducción basálticas de complejos ofiolíticos en ambientes de antearco (Reagan et al. 2010). A esto se suma que basaltos de antearco del arco Marianas-Izu-Bonin presentan razones Ti/V menores que los MORB, lo que posiblemente se debe a un incremento de la tasa de fusión en los contextos de antearco en los estadios incipientes de desarrollo de las zonas de subducción (Reagan et al. 2010), (Lázaro et al. 2013). En los últimos años los trabajos realizados en la región se han encaminado fundamentalmente al esclarecimiento e identificación de las principales fases minerales portadoras de los componentes útiles: hierro, níquel y cobalto en los yacimientos lateríticos de Moa. (Rojas Purón, L.A. et al. 1994); (Almaguer, A. 1995 y 1996) (Brand, N. W.1998); (Muñoz J. N. 2004); (Galí, S. et al. 2006). En el sector Camarioca Sur se inician los trabajos en 1976, (Sitnikov, V. et al. 1976), ellos describen que las peridotitas serpentinizadas están representadas por dunitas y harzburgitas serpentinizadas y en casos aislados por lherzolitas y wherlitas. Además identifican áreas con la presencia de serpentinitas, variedad antigorita, asociadas a las zonas de falla y describen que el basamento está constituido por las serpentinitas antigoríticas; concluyendo que en estas zonas se localizan cortezas de intemperismo poco desarrollas y con bajos contenidos de níquel. En el 2010 se desarrolla un proyecto de exploración geológica en esta área por investigadores del Departamento de Geología del Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa, los cuales describen la secuencia mantélica que está presente en el área de estudio, constituido mayoritariamente por harzburgítas y dunítas, con alto por ciento de cromititas podiformes y la ausencia de xenolitos de alta presión. El límite inferior de estas ofiolitas está definido por fallas inversas de bajo ángulo, indicando que su emplazamiento está relacionado con un evento de acortamiento cortical, que puede relacionarse con una colisión o subducción con polaridad reversa (subduction polarity reversal). (IturraldeVinent, 2003; Cobiella-Reguera, 2005; Lewis et al.2006). En conformidad con las rocas pertinentes al macizo, las principales rocas ultramáficas del basamento son harzburgitas con una distribución del 76%, un grado variable de serpentinización, asociado principalmente a zonas de fracturas y cizalla. En menor porcentaje de representación aparecen serpentinitas, dunita y lherzolitas, las que sugieren un origen mantélico de las litologías del basamento. (Muñoz et al. 2007). Ing. Yurisley Valdés Mariño 3 �Introducción También se observan rocas peridotíticas alteradas como las antigorititas y talcititas, con predominio de talcitización hacia la parte Norte y la carbonatización hacia el Sur. Estas litologías pueden tener influencia local en el desarrollo y composición de la corteza laterítica. Se documentaron bloques dispersos de variados tamaños de rocas compactas de grano fino a muy fino, muy duras, de color gris oscuro sobre las cuales apenas se desarrollan las lateritas. En las mismas se identificaron rasgos estructurales, texturales y mineralógicos que le confieren un carácter exótico con respecto a las asociaciones litológicas presentes. Llama la atención que en estas no se presenten el cuarzo y las micas lo que es típico del protolito pelítico. Se han reportado de manera puntual rocas félsicas muy compactas y duras, que contienen plagioclasas ácidas, donde el cuarzo está ausente o se presenta en poca cantidad, y además contienen abundantes minerales metamórficos. Estas rocas podrían ser consideradas trondhjemitas, lo que debe ser precisado en futuras investigaciones, ya que implicaría la presencia de un posible melange de subducción similar al descrito en Sierra del Convento y La Corea. (Blanco Quintero, I. F. et al. 2011) El estado de actual de la investigación en este campo permite plantear como problema el insuficiente conocimiento sobre el origen y formación de las rocas metamórficas presentes en el sector Camarioca Sur, asociado al complejo ofiolítico Moa-Baracoa. Objeto de estudio Las rocas metamórficas afloradas en el sector Camarioca Sur. Campo de acción. Petrología y geoquímica de las rocas metamórficas. El objetivo general Caracterizar petrológica y geoquímicamente las rocas metamórficas presentes en el sector Camarioca Sur, asociados al complejo ofiolítico Moa-Baracoa para contribuir al grado de conocimiento sobre la evolución geológica del complejo ofiolítico. Ing. Yurisley Valdés Mariño 4 �Introducción Hipótesis Si se determinan los principales rasgos petrológicos y geoquímicos de las rocas metamórficas que conforman el sector Camarioca Sur, a partir de la identificación de las principales paragénesis minerales y texturas, entonces se establece la génesis de las rocas metamórficas, que permite definir los protolitos que le dieron origen y sus implicaciones en la evolución geológica del complejo ofiolítico. Objetivos específicos: • Identificar y clasificar desde el punto de vista petrográfico las rocas metamórficas presentes en el sector de estudio a partir del establecimiento de las principales paragénesis minerales y texturas. • Determinar sus posibles protolitos • Determinar el ambiente tectónico de formación • Aporte científico La novedad científica está dada en que a partir de la caracterización petrológica y geoquímica realizada a las rocas analizadas se han establecido la existencia de rocas básicas metamórficas de grado medio en el complejo ofiolítico Moa-Baracoa. Ing. Yurisley Valdés Mariño 5 �Introducción MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL DE LA INVESTIGACIÓN PROCESOS METAMÓRFICOS Y CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS La actividad tectónica de la litosfera terrestre origina que las rocas ígneas y sedimentarias formadas en determinados ambientes y condiciones ambientales precisas, sean sometidas a nuevas condiciones de presión y temperatura. Estas nuevas condiciones, asociadas frecuentemente a la acción de esfuerzos tectónicos conllevan a que por ejemplo, a la formación de cadenas montañosas, las rocas preexistentes se transformen textural, estructural y mineralógicamente en estado sólido, dando lugar a las rocas metamórficas. (K. Bucher and R. Grapes. 2011). Estas rocas presentan características petrográficas específicas, debido a los procesos de transformación que han sufrido, generalmente acompañados de intensa deformación (Eskola,P. 1915, 1920 y 1939). Las condiciones metamórficas de presión y temperatura pueden ser más o menos altas, pero en una misma composición se encuentran minerales y texturas distintas en función de la intensidad de las condiciones metamórficas o grado metamórfico. Se diferencian así rocas de grado muy bajo (entre 100 °C y 200 °C -250 °C), bajo (entre 200 °C -250 °C y 400 °C -450 °C), medio (entre 400 °C -450 °C y 600 °C -650 °C) y alto (más de 600 °C -650 °C) (Miyashiro 1973). La intensidad de las condiciones metamórficas también se describe mediante el concepto de facies metamórfica, (Bucher y Frey 1994), (Frey M., y Robinson 1999). El concepto de facies fue definido por Eskola. P. (1915) el que planteo “Una facies metamórfica es un grupo de rocas caracterizadas por un conjunto definido de minerales que, bajo las condiciones de su formación, alcanzaron el equilibrio perfecto entre ellos. La composición mineral cualitativa y cuantitativa en las rocas de una facies dada varia gradualmente en correspondencia con las variaciones en la composición química de las rocas”. Eskola. P (1920) también definió el concepto de facies mineral, en un sentido más amplio y aplicable tanto a rocas metamórficas como ígneas. “Una facies mineral comprende todas Ing. Yurisley Valdés Mariño 6 �Introducción las rocas que se han originado bajo condiciones de temperatura y presión tan similares que una composición química concreta produce el mismo conjunto de minerales...” Subsecuentemente, Eskola. P (1939) escribió: “En una facies dada se agrupan rocas para las que composiciones (químicas) globales idénticas exhiben asociaciones minerales idénticas, pero cuya composición mineral para composiciones (químicas) variables varía de acuerdo con leyes definidas”. La IUGS define las facies metamórficas, siguiendo a Eskola y otros autores, como: “Una facies metamórfica es un conjunto de asociaciones minerales repetidamente asociadas en el tiempo y el espacio y que muestran una relación regular entre composición mineral y composición química global, de forma que diferentes facies metamórficas (conjunto de asociaciones minerales) se relacionan con las condiciones metamórficas, en particular temperatura y presión, aunque otras variables, como PH2O pueden ser también importantes”. Eskola definió 8 facies: esquistos verdes, anfibolitas con epidota, anfibolitas, corneanas piroxénicas, sanidinitas, granulitas, esquistos con glaucofana (o esquistos azules, como ahora se las denomina), y eclogitas. Coombs et al. (1959) añadió las facies de las zeolitas, y una zona de prehnita-pumpellyita, que Turner (1968) llamó facies de las metagrauvacas con prehnita-pumpellyita. Miyashiro (1973) usó las diez facies anteriores, aunque renombró la última como facies de prehnita-pumpellyita (que se ha subdividido en facies de prehnitapumpellyita, prehnita-actinolita, y pumpellyita-actinolita, aunque colectivamente que se agrupan bajo el término facies sub-esquistos verdes). Figura 1. Ing. Yurisley Valdés Mariño 7 �Introducción Figura 1. Gráfico de variabilidad de las condiciones de presión y temperatura. Tomado de Miyashiro 1973. Las clasificaciones de las rocas metamórficas se realizan teniendo en cuenta 3 parámetros fundamentales (Fettes 2007). La composición química y mineralógica de la misma El origen de la roca original o protolito (ígneo o sedimentario) Sus características texturales, estructurales y de fábrica En cuanto al criterio composicional, se pueden diferenciar grandes grupos tales como rocas de composición máfica y ultramáfica (procedentes de rocas ígneas, máficas como gabros y ultramáficas como peridotitas), pelítica (rocas sedimentarias detríticas arcillosas) y gnéisica (rocas ígneas ácidas como granitos y riolitas, y sedimentarias de tipo areniscas arcósicas), carbonáticas (calizas y dolomías) y calcosilicatadas (carbonatadas impuras con cierta proporción de componente arcilloso y margas). (Turnbull et al. 2001). TIPOS DE METAMORFISMO Los tipos de metamorfismo más importante son metamorfismo regional y metamorfismo de contacto. Las rocas del primer tipo de metamorfismo se forman en áreas orogénicas amplias, a lo largo de cientos de km, soliendo presentar foliaciones e importantes Ing. Yurisley Valdés Mariño 8 �Introducción deformaciones. Las del segundo tipo se forman en torno a los contactos entre cuerpos magmáticos intrusivos y las rocas encajantes, en respuesta al incremento de temperatura que sufren las rocas adyacentes al ponerse en contacto con los cuerpos ígneos. Este tipo de rocas no sufre esfuerzos dirigidos especialmente intensos durante la blastesis mineral, por lo que suelen ser rocas no foliadas (exclusivamente blásticas). Existen, no obstante, otros tipos de metamorfismo. (Bucher y Grapes, 2011). La clasificación del metamorfismo se basa en criterios variados: 1. La extensión areal sobre la que se produce el proceso (i.e., m. regional, m. local). 2. Contexto geológico (orogénico, de enterramiento, de fondo oceánico, de dislocación, de contacto, de lámina caliente –“hot-slab”,...). 3. El principal factor (P, T, PH2O, esfuerzo desviatorio, deformaciones) del metamorfismo (m. térmico). 4. La causa particular de un metamorfismo específico (m. de impacto, m. hidrotermal) 5. Si el metamorfismo resultó de un solo evento o de más de uno (monometamorfismo, polimetamorfismo). 6. Si va acompañado de incremento o descenso de temperatura (m. progrado, m. retrogrado). Texturas Las texturas principales que pueden encontrarse en las rocas metamórficas son cuatro (Spry et al. 1969), que se describen a continuación. Textura granoblástica. Los cristales forman un mosaico de granos más o menos equidimensionales. Los contactos entre granos tienden a formar angulos de 120º en puntos donde se juntan tres de ellos (denominados puntos triples). Esto se debe a que esta disposición morfológica en más estable, ya que se minimiza la superficie total de contactos entre granos y por ende la energía de superficie, por comparación con otras disposiciones que implican contactos al azar. Esta textura es común en rocas monominerales como cuarcitas y mármoles, así como en rocas de grado metamórfico muy alto como granulitas. Textura lepidoblástica. Está definida por minerales tabulares (en general filosilicatos, normalmente micas y cloritas) orientados paralelamente según su hábito planar. El hecho Ing. Yurisley Valdés Mariño 9 �Introducción de que esta textura presente orientación preferente de sus componentes minerales supone que las rocas con esta textura presentan fábrica planar (o plano-lineal), lo que confiere a la roca una anisotropía estructural (foliación) según la cual tiende a exfoliarse. Estas rocas presentan, por tanto, comportamientos mecánicos contrastados según las direcciones perpendicular y paralela a la superficie de foliación. Esta textura es la típica de metapelitas (pizarras, micacitas, esquistos y gneises pelíticos). Textura nematoblástica. Está definida por minerales prismáticos o aciculares (e.g., inosilicatos, normalmente anfíboles), orientados paralelamente según su hábito elongado en una dirección. Las rocas con esta textura presentarán fábrica lineal (o plano-lineal), lo que igualmente les confiere una anisotropía estructural (lineación) según la cual las rocas tienden a escindirse. Esta textura es típica de anfibolitas y algunos gneises y mármoles anfibólicos. Textura porfidoblástica. Está definida por la presencia de blastos de tamaño de grano mayor (i.e., porfidoblastos) que el resto de los minerales que forman la matriz en la que se engloban. La matriz por su parte puede tener cualquiera de las texturas anteriores (grano-, lepido- o nematoblástica), o una combinación de ellas. Cualquier tipo de roca metamórfica puede tener textura porfidoblástica, y los porfidoblastos pueden ser de cualquier mineral que la forme. Estructuras, microestructuras y fábrica Las estructuras encontradas en las rocas metamórficas dependen de si ésta ha sufrido o no deformación, y del tipo de estructuras de las rocas originales, ígneas o sedimentarias. (Yardley 1989). En el caso de no haber sufrido deformación (como sería el caso típico de las rocas de metamorfismo de contacto), no suele existir orientación preferencial de los blastos minerales. La fábrica sería por lo tanto generalmente isótropa. En estos casos, se encuentran estructuras bandeadas, que pueden ser relictas de estructuras sedimentarias antiguas (como superficies de estratificación), o desarrolladas durante el propio proceso metamórfico (e.g. diferenciados metamórficos, migmatitas estromáticas), estructuras masivas (e.g. granulitas y mármoles corneánicos, algunas serpentinitas) y estructuras nodulosas (e.g. corneanas nodulosas o moteadas). Ing. Yurisley Valdés Mariño 10 �Introducción En el caso de que las rocas hayan sufrido deformación contemporánea con el metamorfismo (rocas de metamorfismo regional), todos o parte de los blastos minerales presentan orientaciones morfológicas (fábrica) y/o cristalográficas (fábrica cristalográfica) preferentes. Las estructuras y las fábricas encontradas son en parte equivalentes. La estructura más común es la bandeada que, además, presentará orientación preferente de los minerales paralelamente al bandeado. Tanto en las rocas no deformadas como en las deformadas (aunque especialmente en estas últimas) se pueden encontrar características estructurales penetrativas en grandes volúmenes de rocas, independientemente de su estructura básica. Se dice que una característica es penetrativa cuando se encuentra homogéneamente distribuida por toda la roca a una escala determinada, lo cual supone que se repite en el espacio de manera constante. Normalmente, la escala es pequeña, esto es microscópica o de muestra de mano. En las rocas metamórficas las estructuras penetrativas son la foliación y la lineación, caracterizadas por la existencia de cualquier superficie o línea, respectivamente, presentes en la roca de forma penetrativa. Estas estructuras imprimen la facilidad de rotura a favor de las mismas. En las rocas metamórficas deformadas, tanto las foliaciones como las lineaciones son el resultado de la deformación sufrida ante la acción de esfuerzos dirigidos (i.e., esfuerzos no hidroestáticos) (Turnbull, et al. 2001) A partir de los criterios de tipo y grado de metamorfismo, texturas, estructuras y fábricas, y composición de la roca original (Bucher y Grapes 2011), se clasifican las rocas metamórficas entre las que se destacan: Pizarra y filita. Rocas pelíticas de grano muy fino a fino. Está compuestas esencialmente de filosilicatos (micas blancas, clorita,...) y cuarzo (si es muy abundante puede denominarse entonces cuarzofilita); los feldespatos (albita y feldespato potásico) también suelen estar presentes. Este tipo de roca presentan foliación por orientación preferente de los minerales planares (filosilicatos), y son fácilmente fisibles. Esquisto. Roca pelítica de grano medio a grueso y con foliación marcada (en este caso se denomina esquistosidad). Los granos minerales pueden distinguirse a simple vista (en contra de las filitas y pizarras). Los componentes más abundantes son moscovita, biotita, plagioclasas sódicas, clorita, granates, polimorfos del silicato de aluminio (andalucita, Ing. Yurisley Valdés Mariño 11 �Introducción silimanita, distena), etc. A veces pueden tener altas concentraciones de grafito, por lo que toman un color oscuro (al igual que las pizarras y filitas). Gneiss. Rocas cuarzofeldespática de grano grueso a medio, con foliación menos marcada que en los esquistos debido a la menor proporción de filosilicatos (esencialmente moscovita y/o biotita). Para definir una roca como gneiss debe contener más de un 20 % de feldespatos. Su origen es diverso, pudiendo derivar tanto de rocas ígneas (ortogneisses) como sedimentarias (paragneisses); algunos gneises se producen en condiciones de alto grado por fusión parcial de esquistos u otros gneises, denominándose gneises migmatíticos. Anfibolita. Roca compuestas esencialmente por anfíboles (en general hornblenda) y plagioclasa de composición variable. La esquistosidad no suele estar muy desarrollada, aunque los prismas de anfíbol suelen estar orientados linealmente (lo cual genera lineación). Proceden en su mayoría de rocas ígneas básicas (ortoanfibolitas) y margas (paraanfibolita). Mármol. Roca de grano fino a grueso compuesta esencialmente por carbonatos (calcita y/o dolomita) metamórfico. Normalmente, los mármoles no presentan foliación, debido a la ausencia o escasez de minerales planares. Su estructura es variada, aunque abunda la masiva y bandeada, y su textura es típicamente granoblástica. Su color es muy variado, desde blanco, gris, rosa a verde. Resultan de la recristalización de rocas calizas de cualquier tipo, por lo que no pueden observarse los componentes originales como bioclastos, oolitos, etc. Los mármoles no deben confundirse con calizas esparíticas sedimentarias, que sí presentan los componentes originales, aunque más o menos modificados por los procesos diagenéticos. De hecho, gran parte de las rocas que comercialmente se conocen con el nombre de mármol, son rocas carbonatadas sedimentarias. Cuarcita. Roca de grano medio a fino, constituida esencialmente por cuarzo (más del 80 %) y algo de micas y/o feldespatos. Las cuarcitas derivan de rocas sedimentarias detríticas ricas en cuarzo (areniscas cuarcíticas) con las que no deben confundirse. Son rocas masivas o bandeadas, sin foliación marcada y textura granoblástica deformada o no. Corneana. Roca no esquistosa desarrollada por metamorfismo de contacto sobre rocas originariamente pelíticas. La composición mineral es muy similar a la de los esquistos, aunque presentan algunas diferencias mineralógicas, como cordierita y andalucita. La textura es granoblástica, la estructura generalmente masiva y la fábrica no orientada. Ing. Yurisley Valdés Mariño 12 �Introducción Cuando una roca metamórfica es de contacto suele ser nombrada con el término “corneánico/a”, independientemente que su composición sea o no pelítica (e.g., mármoles corneánicos). Serpentinita. Roca compuesta esencialmente por minerales del grupo de la serpentina (antigorita, crisotilo, lizardita, carlosturanita), con proporciones variadas de clorita, talco, y carbonatos (calcita, magnesita). Son rocas generalmente masivas, aunque pueden presentar cierto bandeado composicional. Proceden de rocas ultrabásicas, constituidas esencialmente por olivino y piroxenos, hidratadas durante el proceso metamórfico. Estos tipos descritos se forman a partir de una misma roca, difiriendo en cuanto al grado metamórfico sufrido. Así por ejemplo, una pelita (o metapelita) de grado muy bajo se denomina en general filita o pizarra, en grado bajo sería una micacita o un esquisto, en grado medio un esquisto y en grado alto un esquisto o un gneis pelítico; una roca máfica sería un esquisto verde en grado bajo (esquisto con abundante clorita y albita) o una anfibolita en grado medio. Las rocas metamórficas foliadas (e.g., esquistos, gneises) no han sido especialmente utilizadas como material de construcción debido a la fuerte anisotropía que presentan en cuanto a sus características mecánicas, que suponen una fácil exfoliación y rotura paralelamente a la superficie de foliación y/o lineación. Los prefijos meta, orto y para suelen utilizarse en las denominaciones de las metamorfitas: Meta: el prefijo meta se usa, en casos necesarios, acompañado del nombre de la roca primaria para indicar que esta última se encuentra metamorfizada. Por ejemplo: metagabro, metabasalto, metaarenisca, etc. Este prefijo, acompañado de la denominación de la roca primaria, también suele utilizarse a continuación del nombre de una metamorfita nominada. Por ejemplo: anfibolita metagabroídica, gneiss feldespato micáceo granatífero metagranitoídico, eclogita metagabroídica, esquisto cuarzo moscovítico metaterrígeno o metaarenoso, etc. Orto: el prefijo orto se usa, en casos necesarios, acompañado del nombre de la roca metamórfica para indicar que esta última tiene un origen ígneo o magmático. Por ejemplo: ortoanfibolita, ortogneiss plagioclaso micáceo granatífero, ortoesquisto albito clorito actinolítico, ortoesquisto verde, etc. Ing. Yurisley Valdés Mariño 13 �Introducción Para: el prefijo para, se usa, en casos necesarios, acompañado por el nombre de la metamorfita para indicar que esta última tiene un origen sedimentario. Por ejemplo: paraanfibolita, paragneiss cuarzo plagioclaso micáceo con cianita y granate, paraesquisto verde actinolito clorito albítico, etc. . Ing. Yurisley Valdés Mariño 14 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. CAPÍTULO 1: CARACTERÍSTICAS FÍSICO-GEOGRÁFICAS, GEOLÓGICAS REGIONALES Y PARTICULARES DEL ÁREA DE ESTUDIO. 1.1 Introducción En el presente capítulo se describen los principales rasgos geomorfológicos, tectónicos, hidrogeológicos, climáticos y geológicos del sector analizado así como también las características de la vegetación y la economía, lo cual permitirá tener una panorámica general acerca del área de estudio. 1.2 Características geográficas del área de estudio El área de estudio se encuentra ubicada geográficamente en el extremo nororiental del territorio cubano específicamente en el municipio Moa, provincia Holguín y en el sector norte del yacimiento Camarioca Sur, como se puede observar en la (Figura 1.1). Según el sistema de coordenadas Lambert el sector de estudio se encuentra delimitado por las coordenadas: X: 693 900 – 700 900 y Y: 213 200 – 205 400 Figura 1.1. Fotografía del mapa de ubicación geográfica, sector Camarioca sur. Ing. Yurisley Valdés Mariño 15 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. 1.3 Relieve El relieve del territorio se caracteriza por el predominio del relieve de montaña, las que se manifiestan de forma continua hacia la parte centro sur, con predominio de las cimas aplanadas y vertientes abruptas hacia los cursos de aguas principales, destacándose como cota máxima la elevación El Toldo con una altura de 1174,6 metros sobre el nivel del mar. Geomorfológicamente el territorio está clasificado genéticamente dentro del tipo de horst y bloques que corresponde a los cuerpos de rocas ultrabásicas elevados en la etapa geotectónica (Oliva 1989). Para la región se han determinado dos zonas geomorfológicos: de llanuras y montañas (Rodríguez 1998). Las llanuras fluviales, acumulativas y abrasivo – acumulativas presentan un desarrollo limitado a algunas cuencas fluviales de la zona. Por su parte, la llanura litoral que se dispone como una estrecha franja paralela a la costa, es de tipo acumulativa marina, apareciendo ligeramente diseccionada con alturas que pueden alcanzar hasta los 20 – 25 metros. Hacia la parte Sur predominan las montañas bajas y premontañas de cimas aplanadas o ligeramente diseccionadas. El área de estudio se encuentra ubicada específicamente en el borde occidental del bloque morfotectónico de mayor levantamiento de la región, lo que le confiere una mayor inestabilidad e irregularidad de la topografía, por lo que aun cuando predomina el relieve de montañas bajas aplanadas, en su morfología aparecen numerosos barrancos, escarpes y deslizamientos, así como sectores diseccionados. Los barrancos son frecuentes en la parte alta y media de los ríos que atraviesan el complejo ofiolítico y que tienen un fuerte control estructural, alcanzando su mayor expresión en la parte centro meridional y llegan a desarrollar pendientes de hasta 45º con alturas máximas de 240 m, lo cual hace susceptible a estos sectores al deslizamiento y arrastre de suelos. 1.4 Hidrografía La red hidrográfica en la zona se encuentra bien desarrollada, representada por numerosos ríos y arroyos entre los que se destacan: Aserrío, Cabañas, Moa, Yagrumaje, Punta Gorda, Cayo Guam, Semillero, El Medio, Cupey, Yamanigüey y parte de su curso del Jiguaní, los que en su mayoría corren de Sur a Norte, desembocando en el océano Atlántico, formando deltas cubiertos de mangles. En general predomina la configuración fluvial de tipo dendrítica, aunque debido al control tectónico del relieve, pueden observarse sectores Ing. Yurisley Valdés Mariño 16 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. fluviales con red enrejada. Los ríos forman terrazas al llegar a la zona de pie de monte, sus orillas son abruptas y erosionadas en la zona montañosa mientras que en las partes bajas son llanas y acumulativas y en todos los casos son alimentados por las precipitaciones atmosféricas teniendo como nacimiento las zonas montañosas del grupo Sagua – Baracoa. En el sector analizado la red hidrográfica aunque mantiene sectores con configuración dendrítica, presenta un gran control tectónico debido a la alta fracturación de las rocas. 1.5 Clima El clima de la zona es del tipo tropical húmedo, el cual se ve influenciado por la orografía, ya que las montañas del grupo Sagua-Baracoa sirven de barrera a los vientos alisios del NE, los cuales descargan toda su humedad en forma de abundantes precipitaciones en la parte norte de la región. En la misma se distinguen de acuerdo a la distribución de las precipitaciones dos períodos de lluvia (Mayo-Junio) y (Octubre-Enero) y dos períodos de seca (Febrero-Abril) y (Junio-Septiembre). Según análisis estadístico de 21 años (1989– 2009), referente al comportamiento de las precipitaciones en Moa, el total anual varía entre 767 - 3560mm. La cantidad de días con lluvias anuales que se registran en la serie analizada para cada pluviómetro, manifiestan una regularidad cada cuatro años, en que existe un ascenso en la cantidad de días lluviosos. Por tanto este comportamiento corrobora la existencia de períodos húmedos comprendidos entre los meses octubre - enero con un promedio de lluvia que oscila entre 155 - 336 mm y el mes de mayo con un promedio de 169.7 mm; y períodos secos que se dividen entre los meses febrero, marzo, abril con un promedio de lluvia entre 113 - 151 mm y el que abarca los meses junio, julio, agosto con un acumulado promedio entre 120 - 122 mm de precipitaciones. La temperatura media anual oscila entre 22.26 C y 30.5 C, siendo los meses más calurosos desde julio hasta septiembre y los más fríos enero y febrero, siendo los meses más lluviosos noviembre y diciembre y los meses más secos marzo, julio y agosto. 1.6 Vegetación La flora del municipio Moa es muy variada en toda su magnitud, por eso se destaca tanto por su endemismo genérico, como especifico; también hay especies significativas por considerarse relictos de eras pasadas. La vegetación presente forma parte de 5 formaciones vegetales: Ing. Yurisley Valdés Mariño 17 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. Pinares: es un bosque siempre verde, con hojas en forma de agujas, generalmente con un solo estrato arbóreo dominante (Pinus Cubensis), con altura de 20-30m y una cobertura entre 80 y 90% de la superficie pudiendo llegar en ocasiones hasta el 100%. Especies más representativas pinus cubensis, framboyán azul, guao y copey. Pluvisilvas: es la formación vegetal más vigorosa y puede alcanzar hasta 40m de altura. Especies más representativas: majagual azul, ocuje colorado, roble y yagruma. Carrascales: son formaciones de bosques siempre verde o matorrales bajos siempre verde. Alcanzan una altura de 6 y 8 m. Especie más representativa jaracanda arbórea. Bosques de galería: se desarrollan en las laderas de los ríos, arroyos, cañadas y diferentes cursos de agua. Pueden alcanzar hasta 20 m de altura o más. Especie representativa: ocuje colorado y diferentes tipos de helechos. Manglares: son bosques siempre verdes que pueden oscilar desde 5 a 15 m y en ocasiones hasta 25 de acuerdo a las condiciones ecológicas de las zonas. Se localizan en zonas costeras bajas, fangosas, parcial o totalmente inundadas por agua salada, con acción directa del agua de mar. Especies características: mangle rojo, mangle prieto, patabán, yana. Esta formación vegetal resulta extremadamente importante no solo económica y biológicamente sino desde el punto de vista ecológico ya que funciona como la barrera principal en la interacción de todos los acontecimientos entre los ecosistemas marinos y terrestres 1.7 Economía Las principales actividades económicas de la región son: el desarrollo de la industria minera y el procesamiento de las menas niquelíferas, trayendo como consecuencia que sea una de las zonas más industrializadas de nuestro país, debido a que cuenta con plantas procesadoras de níquel como: La empresa Comandante Pedro Soto Alba y la empresa Comandante Ernesto Che Guevara. Además existen otras industrias y empresas relacionadas con la actividad minero metalúrgica tales como: La Empresa Mecánica del Níquel, Las Camariocas (en construcción), la Empresa Constructora y Reparadora de la Industria del Níquel (ECRIN) y el Centro de Proyecto del Níquel (CEPRONIQUEL) y otros organismos de los cuales depende la economía de la región como son: Empresa Geólogo-Minera, la EMA y Ing. Yurisley Valdés Mariño 18 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. diferentes instalaciones de apoyo social, tales como: la presa Nuevo Mundo (la más profunda del país), el Tejar de Centeno, y el Combinado Lácteo. En la región se explotan también los recursos forestales por la Empresa Municipal Agroforestal (EMA), al constituir los recursos forestales un eslabón importante de la economía de la región. 1.8 Características geológicas regionales El área de estudio se encuentra dentro de la región oriental de Cuba, la cual desde el punto de vista geológico se caracteriza por la presencia de las secuencias del cinturón plegado cubano y las rocas del Neoautóctono (Pushcharovsky 1988).(Figura.1.2). En el macizo montañoso Sagua-Moa afloran principalmente unidades oceánicas correspondientes a las ofiolitas septentrionales y a los arcos de islas volcánicas del Cretácico y el Paleógeno (Cobiella, 1988, 1997, 2000; Quintas, 1989; Iturralde-Vinent, 1996, 1998; Proenza, 1997; Proenza y otros, 1999c). Figura 1.2 Fotografía del Mapa geológico de Pushcharovsky 1988. Ing. Yurisley Valdés Mariño 19 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. A continuación se hace una breve descripción de las principales unidades estructuroformacionales mencionadas anteriormente. Ofiolitas Septentrionales Estas rocas afloran como una serie de cuerpos alargados en la mitad septentrional de la isla de Cuba a lo largo de una franja discontinua de más de 1000 km de largo y hasta 30 km de ancho, entre la localidad de Cajálbana al oeste y Baracoa al este, ocupando una extensión areal superior a los 6500km2 (Figura 1.3). Desde el piso hasta el techo estos complejos rocosos se encuentran divididos estratigráficamente en las siguientes zonas fundamentales: a) una zona de harzburgitas con textura de tectonitas; b) una zona de harzburgita que contiene principalmente cuerpos de dunitas, peridotitas “impregnadas” (con plagioclasa y clinopiroxeno), sills y diques de gabros y pegmatoides gabroicos, así como cuerpos de cromititas. Esta zona correspondería a la denominada Zona de Transición de Moho (MTZsiglas en inglés); c) una zona de gabros, y d) el complejo volcano-sedimentario. La zona correspondiente al complejo de diques paralelos de diabasas aún no ha sido identificada en este macizo. Figura 1.3 Fotografía del mapa esquemático que muestra la extensión superficial del Cinturón ofiolítico cubano. Blanco-Quintero, 2010. El Complejo Peridotítico (tectonitas), se caracteriza por presentar harzburgitas, en menor grado websteritas y lherzolitas, con bolsones aislados de dunitas, todas serpentinizadas (Iturralde, 1998). La zona de gabros forma grandes cuerpos incluidos en el complejo de Ing. Yurisley Valdés Mariño 20 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. tectonitas. Las dimensiones de estos cuerpos oscilan entre 1 y 3 km. de ancho, por 10 a 15 km de longitud (Fonseca, et al. 1985). El contacto entre el complejo de tectonitas y el de gabros es mayoritariamente tectónico. La parte inferior del complejo de gabros se caracteriza por presentar un marcado bandeamiento, mientras que la parte superior es isótropa. En este macizo también existen numerosos cuerpos de cromititas y sills de gabros, así como diques de gabros y de pegmatoides gabroicos (Fonseca et al. 1985; Proenza, et al. 1998). Los sills de gabros y las cromititas se localizan en la parte más alta de la secuencia mantélica, en la zona de transición entre las peridotitas con texturas de tectonitas y los gabros bandeados. El Complejo Transicional (MTZ) se constituye principalmente de harzburgitas, lherzolitas y websteritas con bolsones y bandas duníticas, todas serpentinizadas, a veces con cromititas podiformes, diques de gabroides y diques aislados de plagiogranitos. En ocasiones se observan complejos de haces entrecruzados de diques zonados de plagioclasitas, gabroides y pegmatitas, impregnando una masa de serpentinitas brechosas, probables representantes de antiguas cámaras magmáticas colapsadas. (Iturralde 1998). El complejo cumulativo se caracteriza por presentar cúmulos máficos de gabros olivínicos, noritas, y anortositas y ultramáficos como lherzolitas, websteritas, harzburgitas y raras dunitas, todos serpentinizados. Existen ocasionales cuerpos podiformes y venas de cromititas. Además de los diques gabroides, plagioclasitas y plagiogranitos, en la parte superior de la sección pueden aparecer cuerpos potentes de gabros isotrópicos. (Iturralde 1998). El complejo de diques paralelos de diabasas no ha sido reconocido en todo el complejo ofiolítico Moa-Baracoa y aunque su presencia ha sido invocada en el extremo noroeste de la Meseta Pinares de Mayarí, los últimos resultados obtenidos indican que estos cuerpos de diabasas poseen rasgos geoquímicos propios de arcos de islas. (Díaz y Proenza 2005). El complejo vulcanógeno-sedimentario contacta tectónicamente con los demás complejos de la secuencia ofiolítica. Está compuesto por basaltos amigdaloidales y porfíricos (algunas veces con estructura de almohadillas), con intercalaciones de hialoclastitas, tobas, capas de cherts y calizas. Estas litologías afloran en Morel, La Melba, Cañete, Quesigua y Centeno. (Díaz y Proenza 2005). Ing. Yurisley Valdés Mariño 21 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. ARCO DE ISLAS VOLCÁNICAS DEL CRETÁCICO (PALEOARCO) El arco se compone de depósitos volcánicos que datan desde el Aptiense hasta el Campaniense Medio, estas rocas volcánicas están situadas mediante contacto tectónico bajo las ofiolitas del cinturón septentrional. Según Iturralde Vinent (1994, 1996a), el basamento del arco volcánico es una corteza oceánica de edad pre– Aptiense. Las rocas volcánicas y vulcanógeno-sedimentarias del arco Cretácico están ampliamente desarrolladas en la región de estudio y representadas por las rocas de las formaciones Quibiján, Téneme, Santo Domingo y el Complejo Cerrajón. La Fm Quibiján según Quintas (1989), se puede dividir en tres secuencias: inferior, media y superior. La secuencia inferior tiene un espesor de 550 m y está compuesta por basaltos, la media es parecida a la inferior, pero predominan las lavas-brechas y las tobas lapilíticas de grano grueso a fino, litoclásticas y litocristaloclásticas con estratificación gradacional y laminar. La secuencia superior no está bien aflorada y las rocas se presentan con agrietamientos intensos y metamorfizadas, aunque se puede observar diversos mantos de lavas basálticas microfaneríticas porfiríticas, a veces amigdaloidales con algunas intercalaciones andesito-basálticas porfiríticas de color verde oscuro. La Fm. Téneme (Cretácico Superior-Inferior), se encuentra en las cuencas de los ríos, Cabonico y Téneme y en la región de Moa. Está compuesta principalmente por flujos de basaltos, andesitas basálticas, tobas y brechas y en menor medida dacitas, cabalgadas por rocas ultramáficas serpentinizadas (Proenza et al. 2006). Las rocas volcánicas están cortadas por pequeños cuerpos de cuarzo-diorita intrusivas de 89,70 ± 0,50 Ma (en Río Grande). La composición química de las rocas volcánicas indica una afinidad geoquímica que varía entre toleítas de arco pobres en Ti y boninitas (Proenza et al. 2006). La Fm. Santo Domingo (Albiense -Turoniense) está compuesta por tobas y lavabrechas andesíticas, dacitas, tufitas, argilitas, lutitas volcanomícticas, lavas basálticas, liparitodacíticas, conglomerados y calizas. También aparecen pequeños cuerpos de pórfidos dioríticos, andesitas y diabasas (Iturralde-Vinent, 1996, 1998; Proenza y Carralero, 1994; Gyarmati y otros, 1997), se incluyen en esta formación las calizas pizarrosas finamente estratificadas y muy plegadas de color grisáceo, que afloran en la localidad de Centeno. Aflora además hacia la parte centro occidental (al norte y sur de la Sierra Cristal), en la parte alta de la cuenca del río Sagua y en la región de Farallones-Calentura. Los materiales Ing. Yurisley Valdés Mariño 22 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. de la Fm. Santo Domingo se encuentran imbricados tectónicamente con las ofiolitas de la Faja Mayarí-Baracoa. Muchas veces los contactos coinciden con zonas que presentan una mezcla de bloques de vulcanitas pertenecientes al arco y de ofiolitas (Iturralde-Vinent 1996). El complejo Cerrajón (Aptiense-Turoniense) está compuesto por diques subparalelos de diabasas y gabrodiabasas (Gyarmati y Leyé O’Conor, 1990; Gyarmati y otros, 1997). La actividad volcánica se extendió desde el Aptiense al Campaniense Medio (Iturralde-Vinent, 1996). Restos de este basamento ofiolítico del arco afloran actualmente y están representados por las anfibolitas de la Formación Güira de Jauco, al sur de la región de estudio (Millán 1996; Iturralde-Vinent 1996). En la zona de contacto de estas rocas cretácicas con las ofiolitas, las mismas se encuentran deformadas, generalmente trituradas hasta brechas. En ocasiones los contactos coinciden con zonas muy fisuradas y foliadas, o con masas caóticas que contienen mezcla de bloques de ofiolitas y vulcanitas cretácicas (Iturralde-Vinent, 1996, 1998; Cobiella 2000). CUENCAS DE "PIGGY BACK" DEL CAMPANIENSE TARDÍO-DANIENSE Estas cuencas, se desarrollaron sobre las rocas pertenecientes al arco de isla volcánico y están representadas en la región por las Fm. Micara, La Picota y Gran Tierra. Todas con un gran componente terrígeno, con clastos de la asociación ofiolítica y rocas pertenecientes al arco. La Fm. Mícara de edad Maestrichtiense-Paleoceno, está compuesta por fragmentos y bloques procedentes de la secuencia ofiolítica y de las rocas volcánicas cretácicas. La secuencia inferior es de tipo molásica y la superior de tipo flysch. El límite inferior no se ha observado, pero se supone discordante sobre la formación Santo Domingo (Cobiella et al. 1977; Quintas, 1989, 1996; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990). La Formación Picota de edad Maestrichtiense es una secuencia típicamente olistostrómica. Posee una composición muy variable en cortas distancias, a veces con apariencia brechosa y en ocasiones conglomerática, presentando en proporciones variables la matriz y el cemento, este último carbonatado. De acuerdo a las características de esta formación se estima que la misma se acumuló a finales del Cretácico e incluso en el Paleoceno inicial, asociada al emplazamiento de las ofiolitas, que constituyeron su principal Ing. Yurisley Valdés Mariño 23 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. fuente de suministro. Aflora en los flancos meridionales de la Sierra del Cristal, cuenca de Sagua de Tánamo, la base de la Sierra del Maquey y en la meseta de Caimanes. La Formación Gran Tierra, se compone de calizas brechosas, conglomerados volcanomícticos, brechas, margas, tobas, calizas organo-detríticas, areniscas volcanomícticas con cemento calcáreo, lutitas y tufitas (Cobiella, 1978; Quintas, 1989). En algunas localidades los depósitos Maestrichtiense-Daniense de tipo olistostrómicoflyschoide (formaciones Mícara y La Picota) transicionan a la secuencia del DanienseEoceno Superior (formaciones Gran Tierra, Sabaneta, Charco Redondo y San Luis) (Iturralde-Vinent, 1996, 1998; Cobiella 2000). La formación Gran Tierra es una secuencia terrígeno-carbonatada que aflora en los flancos meridionales de la Sierra Cristal. En las rocas arcillosas y margosas de esta formación se han registrado los primeros vestigios del vulcanismo paleogénico en forma de tobas. En consecuencia, estas formaciones constituyen un registro temporal del proceso de emplazamiento tectónico (obducción) de las ofiolitas, el cual estuvo enmarcado en el tiempo de desarrollo de estas cuencas. ARCO VOLCÁNICO (ARCO VOLCÁNICO TERCIARIO) Entre el Paleoceno y el Eoceno Medio-Inferior, se desarrolló otro régimen geodinámico de arco de islas volcánicas en Cuba. Esta actividad volcánica estuvo restringida fundamentalmente a la parte oriental de la isla, y en nuestra zona se considera como materiales distales del vulcanismo paleogénico. Estas secuencias están compuestas por tobas vitroclásticas, litovitroclásticas, cristalovitroclásticas con intercalaciones de tufitas calcáreas, areniscas tobáceas, calizas, conglomerados tobáceos, lutitas, margas, gravelitas, conglomerados volcanomícticos y algunos cuerpos de basaltos, andesitas y andesitasbasálticas, los cuales alcanzan hasta 60m de espesor (Formación Sabaneta) (IturraldeVinent, 1996, 1998; Cobiella 1997; Proenza y Carralero 1994) la cual yace sobre una secuencia de transición que contiene finas intercalaciones de tufitas (Fm. Gran Tierra) (Iturralde-Vinent 1976) o descansa discordantemente sobre las formaciones Mícara y La Picota, y sobre las ofiolitas y vulcanitas Cretácicas (Nagy y otros 1983). Esta formación aflora en los flancos septentrional y meridional de la Sierra Cristal, en la cuenca de Sagua de Tánamo, en un área extensa de la región de Cananova hasta Farallones y en un pequeño bloque en Yamanigüey. Ing. Yurisley Valdés Mariño 24 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. CUENCAS POSTVOLCÁNICAS Estas cuencas desarrolladas hasta el Eoceno Superior están formadas en sus inicios por rocas carbonatadas de mares profundos, las que van transicionando a rocas terrígenas. Las secuencias estratigráficas del Eoceno Medio-Oligoceno están representadas por las formaciones Puerto Boniato, Charco Redondo, Sagua, Sierra de Capiro, Cilindro, Mucaral, y Maquey. La Fm. Puerto Boniato (Eoceno Medio), se compone principalmente de calizas organodetríticas, aporcelanadas, algáceas y margas (Nagy y otros 1976). La Fm. Sagua está compuesta por margas y calizas (Albear y otros 1988; Quintas 1989, 1996). La Fm. Charco Redondo (Eoceno Medio) está compuesta por calizas compactas organodetríticas, fosilíferas, de color variable. En la parte inferior del corte son frecuentes las brechas. En esta parte predomina la estratificación gruesa, mientras que en la superior la fina (Cobiella 1978; Quintas 1989,1996; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990). La Fm. Sierra de Capiro pertenece al Eoceno Superior y se compone de lutitas y margas con intercalaciones de lutitas y conglomerados con fragmentos de calizas arrecifales, serpentinitas y rocas volcánicas (Cobiella 1988; Quintas 1989; Gyarmati y Leyé O’Conor, 1990). Aflora en la región de Yamanigüey formando una franja a lo largo de toda la costa. La Fm. Cilindro, perteneciente al Eoceno Medio-Superior se conforma de conglomerados polimícticos con estratificación enticular y a veces cruzadas, débilmente cementada con lentes de areniscas que contienen lignito. La matriz es arenítica polimíctica, conteniendo carbonato (Quintas 1989; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990; Crespo 1996). La Fm. Mucaral de edad Eoceno Medio-Oligoceno Inferior está compuesta por margas con intercalaciones de calizas arcillosas, areniscas polimícticas, conglomerados polimícticos, lutitas y tobas (Quintas 1989; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990). La Fm. Maquey de edad Oligoceno-Mioceno Inferior está compuesta fundamentalmente por alternancia de lutitas, areniscas, arcillas calcáreas y espesor variable de calizas biodetríticas (Cobiella 1988; Quintas 1989; Crespo 1996). NEOAUTÓCTONO El "Neoautóctono" está constituido por formaciones sedimentarias depositadas en régimen de plataforma continental que yacen discordantemente sobre las unidades del cinturón plegado. Ing. Yurisley Valdés Mariño 25 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. Las rocas del Neoautóctono constituyen una secuencia terrígeno-carbonatada poco deformada que aflora en las cercanías de la costa formando una franja que cubre discordantemente los complejos más antiguos y que estructuralmente se caracterizan por su yacencia monoclinal suave u horizontal (Quintas 1989; Iturralde-Vinent, 1994, 1996; Rodríguez 1998). Son representativas de esta secuencia las formaciones Cabacú, Yateras, Jagüeyes, Majimiana, Júcaro, Río Maya y Jaimanitas. La Fm. Cabacú (Oligoceno Medio-Mioceno Inferior) está compuesta por gravelitas, areniscas y lutitas polimícticas (proveniente principalmente de ultramafitas y vulcanitas) de cemento débilmente arcilloso-calcáreo y a veces algunos lentes de margas arcillosas en la parte inferior (Nagy y otros 1976; Quintas 1989; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990). La Fm. Yateras (Mioceno Inferior) se compone de alternancia de calizas biodetríticas y detríticas y calizas biogénicas de granos finos a gruesos, duras, de porosidad variable y a veces aporcelanadas (Iturralde-Vinent, 1976; Nagy y otros 1976; Cobiella 1978; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990; Manso 1995; Crespo 1996). La Fm. Jagüeyes (Mioceno Medio Temprano) se compone de lutitas, areniscas, gravelitas polimícticas de matriz arenácea y arcillosa, con escaso cemento carbonático y margas arcillosas y arenáceas. Esta formación, se caracteriza por ser fosilífera, en la cual alternan calizas biodetríticas, biohérmicas, calcarenitas y arcillas. Las arcillas y lutitas, pueden ser yesíferas (Nagy y otros 1976; Albear y otros, 1988; Manso 1995). La Fm. Júcaro (Mioceno Superior-Plioceno) está compuesta por calizas generalmente arcillosas, calcarenitas, margas, lutitas, a veces con gravas polimícticas y arcillas yesíferas (Nagy y otros 1976; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990). Esta formación aflora por toda la costa en la región de Cananova y Yamanigüey. La Formación Majimiana está constituida por calizas organodetríticas típicas de complejos arrecifales y bancos carbonatados con intercalaciones de margas. Las secuencias de esta formación, presentan bruscos cambios faciales en cortas distancias, conteniendo una abundante fauna de foraminíferos bentónicos y planctónicos, lo que ha permitido asignarle una edad Oligoceno Superior hasta el Mioceno, aflora en la región de Yamanigüey, formando una franja por toda la costa. Se presenta en forma de franja paralela al litoral, con un relieve poco accidentado representado por pequeñas colinas onduladas de poca pendiente. Ing. Yurisley Valdés Mariño 26 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. La Fm. Río Maya (Plioceno Superior-Pleistoceno Inferior) se conforma de calizas biohérmicas algáceas y coralinas muy duras, de matriz micrítica, frecuentemente aporcelanadas, conteniendo corales en posición de crecimiento, así como subordinadamente moldes y valvas de moluscos, todas muy recristalizadas, las calizas frecuentemente están dolomitizadas. El contenido de arcillas, es muy variable (Nagy y otros 1976; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990). La Fm. Jaimanitas (Pleistoceno Medio-Superior) se compone de calizas biodetríticas masivas, generalmente carsificadas, muy fosilíferas, contiene conchas bien preservadas y corales de especies actuales y ocasionalmente biohermas (Gyarmati y Leyé O’Conor 1990). Tectónica regional Desde el punto de vista tectónico, el área analizada se ubica dentro del denominado Bloque Oriental Cubano, el mismo constituye el más oriental de los tres grandes bloques tectónicos en que ha sido subdividida la estructura geológica del territorio cubano (Figura.1.4). Sus límites se encuentran definidos por los siguientes sistemas de fallas regionales: Sistema de fallas Cauto-Nipe. Sistema de fallas rumbo-deslizantes Bartlett-Caimán. Falla de sobrecorrimiento Sabana. N SFS Placa Norte Americana SFCN Bloque Oriental Cubano SFB Placa Caribe Figura 1.4 Mapa Esquemático del Bloque Oriental Cubano. Nombre de los Sistemas de Fallas: SFS, Sistema de Falla Sabana; SFB, Sistema de falla Barttlet; SFCN, Sistema de Fallas Cauto-Nipe. Tomado de Blanco-Quintero, 2003. Ing. Yurisley Valdés Mariño 27 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. En las secuencias más antiguas (rocas metamórficas y volcánicas), de edad Mesozoica, existen tres direcciones fundamentales de plegamientos: noreste-suroeste; noroeste-sureste y norte-sur, esta última, característica para las vulcanitas de la parte central del área. Las deformaciones más complejas, se observan en las rocas metamórficas, en la cual en algunas zonas aparecen fases superpuestas de plegamientos (Campos 1983, 1990). A fines del Campaniano Superior – Maestrichtiano ocurre la extinción del Arco Volcánico Cretácico Cubano, iniciándose la compresión de sur a norte que origina, a través de un proceso de acreción, el emplazamiento del complejo ofiolítico, según un sistema de escamas de sobrecorrimientos con mantos tectónicos altamente dislocados, de espesor variable y composición heterogénea. Los movimientos de compresión hacia el norte culminaron con la probable colisión y obducción de las paleounidades tectónicas del Bloque Oriental Cubano sobre el borde pasivo de la Plataforma de Bahamas. En las rocas Paleogénicas y Eocénicas la dirección de plegamiento es este-oeste, mientras que las secuencias del Neógeno poseen yacencia monoclinal u horizontal (Campos 1983 y 1990). Los movimientos verticales son los responsables de la formación del sistema de horts y grabens que caracterizan los movimientos tectónicos recientes, pero hay que tener en cuenta la influencia que tienen sobre Cuba Oriental los desplazamientos horizontales que ocurren a través de la falla Oriente (Bartlett-Caimán) desde el Eoceno Medio-Superior, que limita la Placa Norteamericana con la Placa del Caribe, generándose un campo de esfuerzos de empuje con componentes fundamentales en las direcciones norte y noreste, que a su vez provocan desplazamientos horizontales de reajuste en todo el Bloque Oriental Cubano. (Figura.1.5). Ing. Yurisley Valdés Mariño 28 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. Figura 1.5 a) Foto de mapa geológico esquemático que muestra las principales unidades geológicas, de Cuba Oriental, mostrando su relación con las ofiolitas. b) Corte generalizado de Cuba Oriental. Tomado de (Blanco-Quintero 2010). Geología del área de estudio Los trabajos de exploración geológica realizados por Sitnikov en 1976, en la concesión minera de Camarioca Sur, empleando la red de 100 x 100 metros; permitieron identificar y diferenciar las principales litologías que conforman el basamento sobre el que se desarrolló la corteza ferro-niquelífera. Entre las litologías del basamento se destacan las peridotitas y serpentinitas; en menor grado de abundancia aparecen diferentes variedades de gabros y diseminaciones de espinelas cromíferas; como se muestra en el mapa geológico del basamento del área de estudio. (Aleojin, V. et al. 1977). (Ver Figura.1.6) Ing. Yurisley Valdés Mariño 29 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. Figura. 1.6 Fotografía del mapa geológico del basamento tomado de Aleojin, 1977. En correspondencia a los trabajos efectuados en 1976, (Sitnikov, V. et al. 1976), las peridotitas serpentinizadas están representadas por dunitas y harzburgitas serpentinizadas y en casos aislados por lherzolitas y wherlitas. Asimismo, se identifican áreas con la presencia de serpentinitas, variedad antigorita, asociadas a las zonas de falla. Las características geológicas del área de estudio son complejas como se observa en la (Figura.1.7), ya que existe una distribución heterogénea de los diferentes tipos de litologías y las mismas presentan génesis diferentes. Las litologías predominantes en la zona son rocas ultramáficas del complejo inferior de la asociación ofiolítica que están metamorfizadas, tales como harzburgitas y dunitas todas ellas afectadas en mayor o menor grado por procesos metamórficos tales como serpentinización, cloritización, talcitización, antigoritización, anfibolitización y carbonatización. Este complejo de rocas se encuentra muy tectonizado formando parte de un conjunto de mantos de cabalgamiento que Ing. Yurisley Valdés Mariño 30 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. constituyen fragmentos del manto superior y corteza oceánica, que han sido emplazados tectónicamente por encima de las secuencias de rocas pertenecientes al antiguo arco de islas volcánicas del Cretácico en el Maastrichtiano-Campaniano (Iturralde Vinent et al. 2006). Petrológicamente este sector se caracteriza por la presencia de dunitas, harzburgitas, lerzholitas, peridotitas ricas en plagioclasa, serpentinitas, esquistos antigoríticos, esquistos cloríticos, rocas anfibolitizadas y diques de trondhjemitas. Encima de estas litologías se desarrollan diferentes espesores de cortezas de intemperismo ferrroniquelíferas las cuales ocupan una gran extensión superficial del área estudiada. En muchos afloramientos aparecen abundantes fragmentos de cuarzo criptocristalino relacionados con lineaciones tectónicas, estos materiales están relacionados con eventos hidrotermales de baja temperatura posteriores al emplazamiento de los mantos ofiolíticos. Figura 1.7 Fotografía del mapa geológico del área de estudio, escala original 1:3500. Ing. Yurisley Valdés Mariño 31 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. El sector Camarioca sur se encuentra en el límite occidental de un bloque de máximo ascenso tectónico, el cual es afectado por estructuras disyuntivas de diferentes períodos de la evolución geotectónica, lo que determina el alto grado de complejidad del mismo. Las fallas más antiguas se corresponden al período de compresión hacia el norte que culminaron con la probable colisión y obducción de las paleounidades tectónicas del Bloque Oriental Cubano sobre el borde pasivo de la Plataforma de Bahamas que ocurrió en el Eoceno Medio (Lewis et al. 1989; Morris et al. 1990; Pindell y Barret 1990). Otros investigadores consideran que este proceso sólo se alcanzó hasta el Paleoceno Inferior (Iturralde 1996; Proenza, 1998). Desde el punto de vista estructural, las mediciones realizadas en los sistemas de grietas son escasos y la dirección predominante es: NW–SE (Figura.1.8), las zonas de fallas se identifican, por la presencia de sílice rellenando los sistemas de grietas, se estableció la relación entre las serpentinitas antigoritizadas y las manifestaciones de sílice. Figura 1.8 Fotografía del mapa tectónico del sector Camarioca Sur. Ing. Yurisley Valdés Mariño 32 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. CAPÍTULO 2. METODOLOGÍA Y VOLÚMENES DE LOS TRABAJOS REALIZADOS 2.1 Introducción El presente capítulo, contiene la metodología aplicada en la investigación para la caracterización petrográfica y mineralógica de las rocas (Figura. 2.1). La cual parte de la recopilación bibliográfica a partir de la búsqueda de materiales y datos de trabajos ejecutados en la región y el área de estudio, describiéndose el procedimiento utilizado en el procesamiento de las bases de datos, así como en las características petrográficas generales de las rocas que componen el complejo ofiolítico. Se dividió el trabajo en tres etapas fundamentales:  Etapa I: Recopilación de la información  Etapa II: Trabajo de campo  Etapa III: Trabajo de gabinete Para dar cumplimiento a los objetivos propuestos se trazaron varias tareas las cuales fueron cumplidas satisfactoriamente. A continuación, se describen las tres etapas de trabajo. Figura 2.1 Flujograma de la investigación. Ing. Yurisley Valdés Mariño 34 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. 2.2 Etapa preliminar Durante esta primera etapa de la investigación, se hizo una búsqueda de información bibliográfica, través de la revisión de una serie de artículos científicos, trabajos de diploma, tesis de maestría, doctorados y otros documentos relacionados con la evolución geologia de Cuba oriental y del complejo ofiolítico. Para ello se utilizó la base de datos del Centro de información del ISMMM, así como información suministrada por el fondo geológico y sitios web de la INTERNET especializados en el tema. Luego de haber desarrollado la búsqueda bibliográfica de dicha información, se comenzó a procesar e interpretar los datos obtenidos previamente para posteriormente ser llevados a formato digital como parte de la memoria escrita del trabajo y también como documentos gráficos incluidos. Los primeros estudios geológicos sobre las rocas en Cuba datan desde principios de siglo XX cuando los geólogos comenzaron a interesarse por las rocas de composición ultramáficas presentes en la región de Moa. Así Hayes et al. (1901) relacionaron estas rocas con el zócalo metamórfico de edad Paleozoica. Spencer (1907), Kemp (1910), Cox (1911), Hayes (1911,1915) y Leite (1915), realizan varios trabajos de exploración sobre las menas lateríticas cubanas se llevaron a cabo por numerosos geólogos norteamericanos. Ya en el año 1918, investigadores tales como Burch y Burchard realizaron trabajos de carácter evaluativo para el pronóstico de los yacimientos minerales de la antigua provincia de Oriente, entre ellos se pueden citar, las menas lateríticas, cromitas y minerales de manganeso, (Burch, A. y Burchard, E. F. 1919). M. Goldschmidt (1922) en su estudio clásico sobre la región de Olso, examinó un grupo de rocas del Paleozoico de la secuencia pelítica, cuarzo feldespática, calcárea y básica que fueron sometidas a metasomatismo por intrusión de stocks. P. Eskola (1939) estudió las rocas metamórficas del norte de Europa, principalmente las de Finlandia y comparándolas con las estudiadas por Goldschmidt, en Olso, lo condujo a introducir el concepto de roca metamórfica. En Cuba, en los tiempos previos al triunfo de la Revolución, son muy pocos los trabajos que salen a la luz, destacando los de Lewis (1955) y Kozary (1968). Los primeros hicieron una pormenorizada descripción de la geología de la porción central de la antigua provincia de Oriente, cuyos puntos de vista acerca de la secuencia ofiolítica no se diferencian Ing. Yurisley Valdés Mariño 35 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. sustancialmente de los conceptos anteriores. En 1962 se destaca el trabajo realizado por los geólogos soviéticos Adamovich y Chejovich, que consistió en un levantamiento geológico regional a escala 1:50 000 del nordeste de Cuba oriental. Las investigaciones fueron ejecutadas con un bajo número de perforaciones de mapeo; no obstante, sirvió de documento geológico primario para futuros proyectos y campañas de prospección. Los trabajos de prospección acompañantes permitieron ofrecer un pronóstico de los recursos minerales de las lateritas, (Adamovich, A. Chejovich, V, 1962), (Muñoz1977). Por su parte Kozary (1968) hace un meritorio trabajo acerca de la estratigrafía de la zona y además, trató de explicar la presencia de las rocas magmáticas como una posible intrusión (en estado frío) hacia la superficie de la corteza terrestre, producto de la tectónica. En 1972 se comienzan las investigaciones de carácter regional en el territorio oriental cubano por especialistas del Departamento de Geología de la Universidad de Oriente, luego el Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa, estableció en 1976 que la tectónica de sobreempuje afecta a las secuencias sedimentarias fuertemente dislocadas, detectándose en numerosas localidades la presencia de mantos alóctonos constituidos por rocas terrígenas y volcánicas del Cretácico Superior sobreyaciendo las secuencias terrígenas del Maestrichtiano-Paleoceno Superior, planteando el carácter alóctono de los conglomeradosbrechas de la formación la Picota, demostrándose en investigaciones posteriores (Cobiella, J. y Rodríguez, J. 1978) el carácter predominantemente autóctono de estas secuencias formadas en las secuencias superpuestas del arco volcánico del cretácico. Con estos nuevos elementos se reinterpreta la geología del territorio y se esclarecen aspectos de vital importancia para la acertada valoración de las reservas minerales. Cobiella en 1978 propone un esquema tectónico que resume una nueva interpretación estratigráfica y paleogeográfica de Cuba Oriental delimitando cinco zonas estructuro faciales. Entre los años 1973 y 1976, se realizaron los trabajos de exploración orientativa y el cálculo de reservas en los yacimientos Camarioca Norte y Camarioca Sur dirigidos por V. Sitnikov, en los cuales se recoge una detallada información geológica, que incluye, la geologia, tectónica y petrología del yacimiento, además fue posible valorar las reservas de ambos yacimientos lateríticos (Stinikov, 1976). Es importante destacar en este periodo el trabajo de levantamiento geológico a escala 1: 250 000 realizado en la antigua provincia de Ing. Yurisley Valdés Mariño 36 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. Oriente por la Brigada Cubano - Húngara de la Academia de Ciencias de Cuba, siendo el primer trabajo que generaliza la geología de Cuba Oriental. En este trabajo la región oriental se divide en cinco unidades estructuro faciales y tres cuencas superpuestas como se muestra en la Figura 2.2. Nagy, 1976. Figura 2.2. Esquema tectónico según E. Nagy, 1976 1A- Margen Norte; 1B- Margen Sur; 2- Cuenca Guacanayabo - Guantánamo; 3- Sinclinorium Central; 4- Cuenca de Guantánamo; 5-Zonas pre-cubanas; 6Zona Caimán y 7- Zona Remedios. Al mismo tiempo se desarrollan trabajos fotogeológicos sobre diferentes áreas del territorio por especialistas del Centro de Investigaciones Geológicas, entre los que se encuentran la caracterización de la corteza de intemperismo del sector occidental de las hojas cartográficas de Moa y Palenque desarrollados por Teleguin V. , quien realiza una clasificación de las fracturas que afectan al substrato serpentinítico y el levantamiento fotogeológico de Farallones a escala 1: 50 000 desarrollado por Pérez R. (1976), donde se realizó un estudio detallado de las distintas formaciones geológicas del área. De igual forma se realizaron reconstrucciones paleogeográficas que le permitieron caracterizar el relieve pre-Maestrichtiano de la región y clasificaron el relieve actual. Mantuvieron la opinión de que las ultramafitas son intrusiones magmáticas emplazadas en estado cristalino; reconocen por primera vez la yacencia estratiforme de las ultramafitas, las que definen como un macizo con forma de lente. Además, consideraron que la serpentinización de las ultramafitas se debía a los procesos de autometamorfismo. En la década de los 60 autores como Furrazola-Bermúdez (1964), Semionov et al. (1968), Ing. Yurisley Valdés Mariño 37 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. mantuvieron la opinión de que las ultrabasitas son intrusiones magmáticas clásicas, aunque con ciertas diferencias en las edades, Dudoz y Vagnat (1963) se suman a la idea propuesta por Kozary (1968) considerando a las ultramafitas como fragmentos del manto, asignando una edad pre-Cretácica para su emplazamiento y otra posterior para la serpentinización. Knipper y Cabrera (1974), hacen una caracterización más completa de la asociación ofiolítica, relacionan a los gabros y las diabasas con las rocas del complejo ultramáfico, los autores consideran que el conjunto de los complejos ofiolíticos estudiados son parte de la corteza oceánica. Sin embargo Somin y Millán (1981) dudan de las relaciones que puedan existir entre estos complejos y un perfil oceánico típico. En 1976 establecieron que la tectónica de sobreempuje afecta también a las secuencias sedimentarias, dislocadas fuertemente, detectando en numerosas localidades la presencia de mantos alóctonos constituidos por rocas terrígenas y volcánicas del Cretácico Superior, yaciendo sobre secuencias terrígenas, del Maestrichtiano– Paleoceno Superior, planteando además el carácter alóctono de los conglomerados brechas de la formación La Picota, demostrándose en investigaciones posteriores el carácter predominantemente autóctono de estas secuencias formadas en las cuencas superpuestas al arco volcánico del Cretácico. Los últimos trabajos relacionados con el estudio de las secuencias ofiolíticas y que ofrecen una caracterización más completa de las mismas, son los presentados por Fonseca y Zelepugin (1985), en los mismos se completa el estudio del perfil de la corteza oceánica, ya que aparecen, bien definidos desde el punto de vista de su composición química, todos los complejos de la asociación. Según Heredia y Terepin (1984) la zona de los cumulados máficos está compuesta por gabros, gabronoritas, troctolitas y anortositas, relacionados por una transición gradual; en los puntos donde los contactos son tectónicos, los gabroides están cataclastizados y milonitizados y las serpentinitas son esquistosas. Según Ríos y Cobiella (1984) estas rocas componen cerca de un 10 % del área del macizo; están estructuradas en grandes bloques en contacto tectónico con las ultramafitas sin embargo, aparecen zonas de alternancia entre ambas litologías lo que hace pensar en contactos primarios transicionales. Las rocas de afinidad ofiolítica de la zona de cumulados máficos fueron descritas por estos autores, al este de Punta Gorda, en el municipio de Moa, en un cuerpo de gabroide denominado por ellos como Gabroides Quesigua, donde se Ing. Yurisley Valdés Mariño 38 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. reportó y describió una variedad de gabros: entre ellos gabros normales, gabros olivínicos y gabronorita con yacencia estratificada. En el periodo 1980-1985 el Departamento de Geomorfología de la Empresa Geológica de Oriente en la búsqueda y categorización de las reservas lateríticas, en colaboración con la Facultad de Geología del Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa, desarrolló el tema de investigación “Análisis estructural del Macizo Mayarí –Baracoa” donde se realizó por primera vez de forma integral para todo el nordeste de Holguín, el grado más o menos perspectivo para la prospección de cortezas de intemperismo ferro-niquelíferas en dependencia de las condiciones geólogo geomorfológicas. Dublan, L. et al. (1985). En 1989, Quintas F., en su tesis doctoral realizó el estudio estratigráfico de Cuba Oriental donde propone las Asociaciones Estructuro Formacionales (AEF) que constituyen el territorio así como las formaciones que lo integran, realizando la reconstrucción del Cretácico al Paleógeno, intervalo cronológico de mayor complejidad para la geología de la región oriental. En 1990 se concluye el levantamiento geológico a escala 1:50 000 en el polígono CAME Guantánamo por especialistas cubanos y húngaros, el cual constituye uno de los trabajos más integrales que sobre la geología de la región se hayan realizado, al abordar todas las vertientes del trabajo geológico con un gran volumen de información textual y gráfica (Gyarmati 1990). En los últimos años los trabajos realizados en el sector de estudio han estado encaminados fundamentalmente al esclarecimiento e identificación de las principales fases minerales portadoras de los componentes útiles: hierro, níquel y cobalto. (Rojas Purón, L.A. et al.1994); (Almaguer, A, 1995) (Brand, N. W.1998); (Muñoz J. N. 2004); (Galí, S. et al. 2006); (Muñoz, et al. 2007). Entre los trabajos más reciente se encuentra el proyecto de exploración geológica del yacimiento Camarioca Sur llevado acabo por especialistas del departamento de geología del ISMMM, Geominera Oriente y Moa Níquel S.A, los trabajos se iniciaron en agosto del 2010 y finalizaron en enero del 2012, a partir del cual, surge la propuesta de realizar el presente trabajo investigativo motivado por el descubrimiento de tipos de rocas metamórficas que no se habían reportado asociadas al complejo ofiolítico. Ing. Yurisley Valdés Mariño 39 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. Metamorfismo en Cuba Debido a las características de las rocas metamórficas, hasta el momento no se ha establecido una clasificación jerárquica de las mismas, universalmente aceptada para su uso práctico, a diferencia del caso de las rocas ígneas y sedimentarias. Por eso se tomó la decisión de utilizar como base para este trabajo la Clasificación y Terminología empleadas en Fry (1995) y Castro Viejo (1998), aunque adecuadas a las particularidades de las metamorfitas expuestas en Cuba. En el territorio cubano afloran rocas metamórficas generadas durante procesos de carácter regional, cuyos protolitos, tanto de naturaleza oceánica como continental de edad Mesozoica, específicamente Jurásicos y Cretácicos, que pueden llegar a constituir grandes macizos rocosos. La única excepción son unos afloramientos pobres y aislados de mármoles y calcifiros de un basamento siálico del Proterozoico Superior localizados en la parte noroccidental de Cuba central (Rene, et al. 1989; Somin y Millán 1981). El metamorfismo regional en Cuba tuvo lugar en diferentes épocas del período Cretácico, hasta el Campaniano inclusive. La génesis de las metamorfitas se relacionó esencialmente con procesos de subducción, suprasubducción y colisión de distintas microplacas o complejos oceánicos y continentales, donde las rocas casi siempre fueron además muy deformadas y multiplegadas. Excepcionalmente, aparecen afloramientos de cierta significación de metamorfitas de contacto, vinculadas con la intrusión de granitoides de los arcos volcánicos Cretácico y Paleógeno (Millán, Somin, Díaz, 1985). Metamorfismo de Contacto Este tipo de metamorfismo ocurre formando una aureola alrededor de los cuerpos intrusivos de rocas ígneas a distintas profundidades. Corneana u Hornfelsa: La corneana u hornfelsa es el tipo de roca que caracteriza este tipo de metamorfismo. En general, son rocas con textura granoblástica de grano muy fino a medio, fractura concoidal y con frecuencia una estructura moteada, formada por un mosaico de granos minerales, generalmente equidimensionales, donde a veces se observan también porfiroblastos de mayor tamaño. Raras veces presentan una verdadera foliación o esquistosidad. Son metamorfitas de baja presión y grado metamórfico bajo, medio o alto, lo cual está en dependencia del tipo y dimensiones del intrusivo, su profundidad, así como de su cercanía o Ing. Yurisley Valdés Mariño 40 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. lejanía del contacto con la intrusión. El metamorfismo de contacto vinculado con intrusivos suele destacarse también en las regiones donde los complejos rocosos han sido afectados por el metamorfismo regional. Ambos tipos de metamorfismo pueden incluso ocurrir durante un mismo proceso geodinámico. En Cuba se conoce el denominado cinturón Sierra de Rompe (Victoria de las Tunas), donde las vulcanitas cretácicas de la Fm. Guáimaro fueron instruidas por un plutón de granitoides del Cretácico Superior, formando una aureola de contacto de varios centenares de metros de potencia en la parte sur de la intrusión. Estas fueron convertidas en hornfelsa, que con frecuencia se tratan de verdaderas anfibolitas granoblásticas que suelen tener una estructura moteada y a veces una foliación metamórfica (Belmustakov, E. et al. 1981). Skarn: El skarn es una roca granular que se forma cuando un cuerpo de granitoides intruye un horizonte o formación calcárea, constituyendo una aureola de contacto enriquecida en diferentes minerales calcosilicatados, característicos para este tipo de metamorfismo de baja presión. En Cuba este tipo de roca aparece en varios lugares, destacándose particularmente en una localidad cercana al extremo noroccidental del macizo Escambray en Cuba central, donde los granitoides del Cretácico Superior intruyen un horizonte calcáreo de la secuencia del arco volcánico Cretácico. Aquí aparece, entre otros minerales calcosilicatados, la wollastonita, mineral típico para el metamorfismo de contacto o regional de muy baja presión (Somin y Millán 1981) (Schneider, J. et al. 2004). Metamorfismo Dinámico Este tipo de metamorfismo es el que ocurre en las fallas o zonas de fallas. Es bien conocido que a lo largo de las fallas de cierta envergadura, generalmente se localizan zonas estrechas de stress o esfuerzos muy elevados, donde la actividad de fluidos suele ser intensa, lo cual está en dependencia también de las diferencias en la temperatura, debido a la profundidad de los cortes rocosos. Esto da lugar a que las rocas puedan ser metamorfizadas y foliadas, aunque generalmente conservan restos primarios muy deformados. Este tipo de metamorfismo es de carácter local, en Cuba no se conocen ejemplos significativos, Fry (1995) y Castro Viejo (1998). Blastomilonita: Este nombre se utiliza cuando la milonita tiene la matriz casi o totalmente recristalizada, pero conserva restos deformados visibles de la roca primaria. Ing. Yurisley Valdés Mariño 41 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. Brecha tectónica: Es una roca fragmentada y masiva, con los fragmentos de un tamaño superior a medio centímetro, sin recristalización ni deformaciones apreciables. No se trata de una metamorfita propiamente. Cataclasita: Es una roca fragmentada con estructura masiva, sin recristalización ni deformaciones apreciables de los fragmentos. A diferencia de las milonitas, no se trata de una metamorfita propiamente. Esquisto milonítico o gneiss milonítico: Estos apelativos se utilizan, según el caso, cuando debido a la recristalización, la milonita pierde sus características propias, formándose un agregado de minerales metamórficos visibles a simple vista. En estos casos la denominación de la roca se rige de la misma forma que en los esquistos y gneises, aunque se especifica su carácter milonítico. Por ejemplo: esquisto milonítico cuarzo moscovito granatífero. Milonita: en sentido general, el término milonita ha sido usado para describir a las metamorfitas foliadas y bandeadas generadas en las zonas de falla. Sin embargo, este nombre, sin prefijo alguno, se usa en los casos de que la roca conserve numerosos restos primarios en forma de porfiroclastos deformados y elongados, con una matriz de grano muy fino parcialmente recristalizada (Piotrowski, J. 1976). Protomilonita: este término se utiliza cuando la milonita tiene muy escasa matriz, predominando los restos primarios deformados. Ultramilonita: este apelativo se usa cuando la milonita no contiene restos primarios visibles y la matriz de grano muy fino se encuentra casi o totalmente recristalizada y generalmente bien bandeada. Metamorfismo Regional Es un proceso de reelaboración mineralógica, estructural y textural de las rocas en estado sólido, que ocurre debido a la interacción de las placas tectónicas bajo muy diferentes condiciones corticales de temperatura, presión y actividad de fluidos. En las zonas de convergencia de placas tiene lugar un metamorfismo regional en ambientes geodinámicos de subducción, de suprasubducción y de colisión, mientras que en las regiones donde las placas divergen y se genera nueva corteza oceánica, ocurre un metamorfismo regional de muy baja presión y elevada actividad hidrotermal, donde las rocas son mucho menos deformadas y reelaboradas, que se conoce como metamorfismo Ing. Yurisley Valdés Mariño 42 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. oceánico. Este último tipo de metamorfismo también puede suceder en un ambiente de suprasubducción, siempre que haya formación de corteza oceánica. ´ En los procesos de metamorfismo regional la reelaboración de las rocas es generalmente polifásica, destacándose las asociaciones minerales progresivas que quedan impresas en la roca cuando el grado metamórfico se eleva y posteriormente, las asociaciones regresivas que se imprimen en la roca cuando el grado metamórfico disminuye. Tanto unas como otras pueden preservarse en mayor o menor grado. En las metamorfitas con frecuencia se conservan restos de minerales, texturas y estructuras de la roca primaria, lo cual está en dependencia del grado y tipo de metamorfismo. A continuación se expone una caracterización general de las metamorfitas de carácter regional. Los términos utilizados aquí fueron tomados de Fry (1995) y Castro Viejo (1998). Anfibolita: roca metamórfica compuesta esencialmente por hornblenda y plagioclasa, producida por el metamorfismo de rocas magmáticas básicas y ocasionalmente margas magnesianas. Puede ser masiva, esquistosa o bandeada. Las anfibolitas se generan en condiciones de diferentes grados y tipos de metamorfismo, incluso en condiciones de un metamorfismo de contacto, lo cual se refleja en el tipo de hornblenda, tipo de plagioclasa y los otros minerales asociados. En Cuba existen complejos o formaciones compuestas esencialmente por anfibolitas, tales como el complejo Mabujina en el sur de Cuba central Blein (2003), la formación Yayabo en el macizo Escambray, (M. L. Somin y G. Millán 1976; Schneider, J. et al. 2004), las anfibolitas Perea en el norte de Cuba central y vinculada con el cinturón ofiolítico y la Fm. Güira de Jauco en el extremo oriental cubano (Millán y Somin 1975). También se destacan bloques de anfibolitas de alta y baja presión incluidos en las serpentinitas del cinturón ofiolítico. Cuarcita: roca metamórfica prácticamente monomineral o con cuarzo muy predominante. Pueden formarse en condiciones de cualquier grado de metamorfismo regional, ya sea de presión alta, media o baja, así como también en el metamorfismo de contacto. Sus protolitos son generalmente pedernales o silicitas (chert), o areniscas cuarcíferas. Si la cuarcita presenta una estructura orientada bien manifiesta, sería una cuarcita esquistosa, y si tiene bandeamiento visible es una cuarcita bandeada. Si presenta además otro mineral visible, éste será destacado en la denominación de la roca: cuarcita bandeada con granate, Ing. Yurisley Valdés Mariño 43 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. cuarcita granatífera si tiene una cantidad apreciable de granate, cuarcita con mica blanca y glaucofana, etc. Cuarcitas de diferentes orígenes, grados y tipos de metamorfismo son frecuentes en los macizos Escambray e Isla de la Juventud, en la Faja Metamórfica Cangre (Cruz-Gámez 2003) y como inclusiones en las serpentinitas del cinturón ofiolítico. Se puede destacar también el origen de la cuarcita en su propia denominación, por ejemplo: cuarcita metaterrígena, cuarcita metapedernálica o metasilicítica. Eclogita: son metamorfitas de origen principalmente magmático y carácter básico (gabros, diabasas y basaltos), formadas en condiciones de un metamorfismo de alta presión y grado medio a alto. Están constituidas esencialmente por clinopiroxeno omfacítico y granate. Generalmente, son granulares o bandeadas y pueden contener otros minerales asociados. En Cuba se conocen formando cuerpos intercalados en secuencias de protolito terrígeno y carbonático de edad Jurásica en el macizo Escambray, así como en bloques incluidos en las tectonitas ultramáficas serpentinizadas del cinturón ofiolítico cubano. Esquisto: roca metamórfica de grano fino a medio, caracterizada por una foliación o esquistosidad bien definida, cuyos minerales suelen reconocerse a simple vista. Si presenta además una estructura bandeada, la roca se denomina esquisto bandeado. Los esquistos pueden contener uno o más minerales formando porfiroblastos de mayor tamaño. Su grado metamórfico generalmente es de bajo a medio. Esquisto azul: son esquistos originados en condiciones de alta presión y grado bajo a medio, en cuya composición juega un rol fundamental la glaucofana. Cuando es de grano fino, la abundancia de este mineral imprime a la roca una coloración azulada o gris azulada. Esquisto verde: son esquistos derivados principalmente de rocas magmáticas básicas efusivas y piroclásticas, o también de areniscas de composición adecuada, generados en condiciones de un metamorfismo de bajo grado y presión baja a media. Se componen básicamente por clorita, albita, actinolita y epidota. Fels: Roca granular carente de una esquistotosidad o bandeamiento manifiesto. Su grano puede ser medio a grueso y su grado metamórfico medio o alto. En los esquistos, gneiss y fels, la denominación de la roca incluye los minerales formadores dominantes, los cuales son nominados de forma decreciente con respecto a su cantidad, debiendo destacarse además la existencia de minerales indicadores visibles, aunque sean escasos. Por ejemplo: esquisto cuarzo micáceo con granate, esquisto micáceo cuarcífero Ing. Yurisley Valdés Mariño 44 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. con cianita y estaurolita, gneiss cuarzo feldespato biotítico con cianita y granate, fels plagioclásico cuarcífero con clinopiroxeno y granate, etc. Si un mineral determinado predomina ampliamente en la composición de la roca o se trata de una roca prácticamente monomineral, éste caracteriza su apelativo, por ejemplo: esquisto granatífero, fels granatífero o granatita, fels zoisítico o zoisitita, cuarcita, esquisto cuarcífero, esquisto antigorítico o antigoritita. Los esquistos de diferente tipo, composición y grado metamórfico predominan en la composición de los macizos metamórficos de la Isla de la Juventud y el Escambray. En el Escambray existen además típicos esquistos azules y esquistos verdes. Los gneises metaterrígenos aparecen en el macizo Isla de la Juventud, en el sector donde se alcanzó un metamorfismo de alto grado. En los macizos Isla de la Juventud y Escambray también se destacan típicos fels. El caso más característico es el de la unidad rocosa conocida como esquistos cristalinos Algarrobo, en el macizo Escambray, que se trata de un fels polimineral cuarzo albito granate micáceo y otros minerales asociados. El denominado complejo Socorro se trata del representante de un basamento siálico del Neoproterozoico pobremente expuesto en el extremo noroccidental de la prov. Villa Clara, en las localidades La Teja y Socorro (Somin y Millán, 1981; Renne et al. 1989). Este se compone esencialmente de mármoles y calcifiros o fels calcáreos de grano grueso. Aquí es característico el fels calcito flogopito forsterítico, a veces también con diópsido. Filita: Roca de grano muy fino (menor de 0,5 mm), con foliación bien definida y aspecto lustroso, debido a la abundancia de sericita, clorita, o sericita con clorita (filosilicatos). Su metamorfismo es de grado muy bajo. La Faja Metamórfica Cangre, expuesta en el extremo meridional de Alturas de Pizarras del Sur, Subzona Los Órganos de la Zona Guaniguanico, está compuesta básicamente por filitas cuarcíferas y filitas. En el complejo Purial extremo oriental de Cuba, las metatobas de grano fino o metatufitas, así como las intercalaciones metaterrígenas y metacalcáreas, constituyen filitas, filitas cuarcíferas, filitas calcáreas y mármoles foliados (Boiteau 1972 y Hernández, M. 1979). Mármol: Roca metamórfica compuesta predominantemente por calcita o dolomita. Los mármoles se pueden formar en condiciones de cualquier grado de metamorfismo regional, ya sea de presión baja, media o alta, así como en el metamorfismo de contacto. Sus Ing. Yurisley Valdés Mariño 45 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. protolitos son principalmente calizas, calizas dolomíticas o dolomitas. Si tiene esquistosidad es un mármol esquistoso, con bandeamiento es un mármol bandeado. Si presenta otro mineral visible, éste será destacado en la denominación de la roca: mármol bandeado con diópsido, mármol tremolítico, mármol flogopítico, etc. Mármoles de diferentes tipos y grados metamórficos afloran en los macizos Isla de la Juventud y Escambray, en la Faja Metamórfica Cangre y en los complejos Purial y Asunción del extremo oriental de Cuba. (Cruz-Gámez, E.M. et al. 2003). Migmatita: Roca compuesta por una mezcla de material metamórfico e inyecciones cuarzo feldespática de composición granítica. Son formadas por la granitización de las metamorfitas en las regiones con alto grado metamórfico y elevada actividad de fluidos. Son rocas bandeadas y son de grano medio a grueso. Verdaderas migmatitas solo se conocen en el macizo Isla de la Juventud, en el sector donde el metamorfismo regional alcanzó su mayor grado, se han documentado además en la zona de la Corea (Leyva, C. et al. 1998). Metamorfítas vinculadas con el Cinturón Ofiolítico Metamorfítas de Alta Presión En la composición de los melanges serpentiníticos que aparecen incluidos en peridotitas tectoníticas serpentinizadas del cinturón ofiolítico cubano, suelen destacarse, en diferentes lugares del territorio cubano, bloques de metamorfitas de alta presión, cuyos protolitos son principalmente elementos constituyentes de una corteza oceánica (ofiolíticos) metamorfizados en una zona de subducción, constituyendo lo que se conoce en la literatura como un complejo de subducción (Somin y Millán, 1981; Kubovics et al. 1989; Millán, 1996 b, 1997c). De acuerdo con numerosas dataciones de edad absoluta de muestras de estos bloques tomadas en distintos sitios, este complejo pudo haberse generado en una subducción norteña buzante al sur, suturada antes del inicio del arco volcánico calcoalcalino a partir del Aptiano-Albiano (Millán, 1996 b, 1997 c; Millán et al. 1998). Cabe señalar, que de 33 dataciones K-Ar realizadas en estas metamorfitas, 20 arrojaron edades entre 100 y 128 millones de años (Iturralde-Vinent et al. 1996). Por otra parte, dos dataciones Ar-Ar, de muestras de eclogitas tomadas en diferentes localidades, una publicada (García-Casco et al. 2002) arrojaron una edad de 118 millones Ing. Yurisley Valdés Mariño 46 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. de años para la época en que debió ocurrir la exhumación de estos bloques desde las profundidades en melanges serpentiníticos. En Kerr et al. (1999) se señaló que durante la ocurrencia de esta subducción norteña tuvo lugar la generación de un arco volcánico de tipo boninítico de corta duración. Las principales localizaciones de estos bloques de metamorfitas de alta presión son, de oeste a este: olistostromas en el Miembro.Vieja de la Fm. Manacas del Eoceno Inferior en Guaniguanico; melange tectónico de Rancho Veloz; ultrabasitas tectoníticas serpentinizadas en la regiones de Santa Clara, Holguín, Alto de Corea en la Sierra de Cristal (Blanco Quintero, I. F. 2011) y en la Sierra del Convento del extremo occidental de la Sierra del Purial (Blanco Quintero, I.F, 2003). Las eclogitas típicas, parcialmente diaftoritizadas, se componen por la asociación básica de omfacita y granate, pudiendo contener además zoisita y rutilo. Sin embargo, debido al metamorfismo regresivo en condiciones de alta presión o en la facies de los esquistos verdes, suelen contener también diferentes tipos de anfíbol, mica blanca, clinozoisita o epidota, plagioclasa, clorita, esfena, etc. Estas pueden encontrarse en distintas localidades, particularmente en las regiones de Santa Clara y de Holguín. Investigaciones petrológicas realizadas recientemente con microsonda electrónica en dos muestras de rocas eclogíticas, una tomada al norte de la ciudad de Santa Clara y otra en la región de Holguín, incluidas ambas dentro de un mismo tipo de melange serpentinítico (García-Casco et al. 2002), demostraron que éstas se tratan de eclogitas anfibólicas con rutilo accesorio, en las cuales el granate y la omfacita se asocian paragenéticamente con abundante anfíbol sódico-cálcico. Se destaca además una asociación regresiva, débilmente impresa, compuesta por anfíbol cálcico, albita, epidota y esfena. La inexistencia de efectos difusionales marcados en los halos de los cristales de granate, sugiere que el diaftoresis ocurrió justo a continuación del pico del metamorfismo progresivo, ocurriendo un enfriamiento relativamente rápido de las eclogitas durante su exhumación en melanges serpentiníticos. Estas investigaciones precisaron que el pico del metamorfismo progresivo de las eclogitas de ambas localidades ocurrió entre 450 y 650 grados centígrados y bajo una presión superior a los 15 kilobars, mientras que el metamorfismo retrógrado tuvo lugar a una Ing. Yurisley Valdés Mariño 47 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. temperatura inferior a los 500 grados centígrados y una presión por debajo de los 10 kilobars. Son frecuentes las anfibolitas de alta presión, que se componen por anfíbol de tipo hornblenda asociada con plagioclasa ácida, granate, mica blanca, clinozoisita y rutilo, es decir, anfibolitas micáceo granatíferas. En ocasiones pueden encontrarse restos de una eclogita más antigua. Los bloques de estas anfibolitas, aunque sin restos eclogíticos, son abundantes en el Alto de Corea, formando parte de una secuencia estratificada donde además aparecen intercalaciones de cuarcitas metapedernálicas con mica blanca y granate. Los bloques de cuarcitas de este tipo, a veces además con glaucofana, pueden destacarse en otras localidades. Los esquistos glaucofánicos de grado medio son frecuentes en diferentes localizaciones, donde la glaucofana se asocia con mica blanca, granate, plagioclasa ácida, clinozoisitaepidota o lawsonita y rutilo. Se tratan de esquistos glaucofano granato micáceos. Por otra parte, en la región de Santa Clara son frecuentes unos esquistos glaucofánicos de bajo grado y grano fino (metaturbiditas), donde la glaucofana se asocia con albita, clorita, lawsonita y pumpelleita, con grafito accesorio. Se tratan de esquistos glaucofano lawsonito pumpelleíticos. En la misma región encontramos un esquisto muy particular de composición cuarzo mica blanca psilomelánico. Blanco- Idael (2012) plantea que en la Sierra del Convento son usuales unos esquistos bandeados zoisíticos o zoisito clinopiroxénicos, a veces además cuarcíferos, de grano fino a medio. Además puede encontrarse un fels zoisítico. También aparecen esquistos jadeito glaucofano micáceos (mica blanca) y esquistos enriquecidos en clinopiroxeno jadeítico. Son usuales aquí unas anfibolitas con clinozoisita, plagioclasa ácida y a veces también granate, las cuales aparecen intruidas por unos metagranitoides trondjemíticos esquistosos con mica blanca y zoisita. Los bloques de antigorititas o de esquistos antigoríticos de grano muy fino son frecuentes en diferentes localidades, al igual que los esquistos actinolíticos o actinolititas no esquistosas, así como también los esquistos talcosos. Metamorfítas de Baja Presión Vinculadas con el cinturón ofiolítico cubano se destacan metabasitas de baja presión, las cuales parecen derivarse, al menos en parte, de gabros y diabasas de la propia asociación ofiolítica, formando bloques incluidos tectónicamente dentro del horizonte del complejo de Ing. Yurisley Valdés Mariño 48 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. las peridotitas tectoníticas. Principalmente se tratan de unas anfibolitas poco plegadas y deformadas que como regla conservan muchos restos de minerales y estructuras magmáticas. Pueden ser anfibolitas masivas, con esquistosidad imperfecta, o esquistosas y con menor cantidad de restos magmáticos. Estas se componen por la asociación de hornblenda y plagioclasa (oligoclasa hasta labrador). En menor grado también aparecen esquistos o rocas verdes de menor grado metamórfico, cuyos protolitos pueden ser basaltos, diabasas y gabros. Se consideraba que la reelaboración de estas basitas fue debido a un metamorfismo regional de muy baja presión de tipo oceánico, probablemente relacionado con la génesis de las ofiolitas, ya sea en condiciones de MORB o de suprasubducción, por lo que se suponía su edad como Jurásico Superior a Cretácico Inferior (Somin y Millán, 1981). Sin embargo, de acuerdo con datos recientes, la cuestión relacionada con estas metabasitas de baja presión vinculadas con el cinturón ofiolítico es más complicada, pues las mismas parecen tener diferentes tipos de protolitos (García-Casco et al. 2003). En Cuba central, al este de Santa Clara, las anfibolitas metadiabásicas y metagabroídicas de baja presión constituyen una faja coherente conocida en la literatura como metamorfitas Perea, las cuales además aparecen formando inclusiones en las peridotitas serpentinizadas del complejo tectonítico. Esta faja se compone por anfibolitas metagabroídicas y metadiabásicas desde esquistosas a masivas, que generalmente contienen restos de minerales y estructuras magmáticas. Las asociaciones metamórficas están compuestas por hornblenda y plagioclasa (Somin y Millán, 1981; Millán, 1996 b). De acuerdo con datos petrológicos recientes destacados en García-Casco et al. (2003), una muestra de anfibolita metadiabásica con restos magmáticos, tomada en el cinturón de Perea, presentó una asociación metamórfica de magnesiohornblenda con andesina, cuyos parámetros de presión y temperatura fueron de 650 a 800 grados centígrados y menos de 3 kilobars; mientras que una muestra de metagabroide tomada en una localidad cercana de la misma faja arrojó unos parámetros de temperatura-presión de 900 a 1100 grados centígrados y 3 kilobars en una asociación metamórfica de andesina, anfíbol (pargasitakaesuitita) y clinopiroxeno, sin restos primarios, que parece corresponder con la facies granulítica de baja presión. Ing. Yurisley Valdés Mariño 49 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. Por sus características geoquímicas ambas muestras tienen una afinidad calcoalcalina típica de un magmatismo de arco volcánico, pero no de tipo ofiolítico. Además, una datación ArAr indicó una edad del metamorfismo de aproximadamente 90 millones de años, por lo que éste pudiera estar relacionado con la propia colisión del Cretácico Superior y no con un proceso de tipo oceánico vinculado propiamente con las ofiolitas, a pesar de que las metabasitas de Perea aparecen actualmente asociadas espacial y estructuralmente con el cinturón ofiolítico e incluso sus bloques aparecen incluidos dentro de las peridotitas tectoníticas serpentinizadas de la base de una asociación ofiolítica original. Por otra parte, en una estrecha faja de melange serpentinítico que constituye la prolongación oriental del macizo ofiolítico de Cajálbana, en Cuba occidental, se destacan numerosos bloques de anfibolitas metadiabásicas y metagabroídicas, incluidos en peridotitas tectoníticas muy serpentinizadas y cizalladas. Estas son unas anfibolitas normales compuestas por hornblenda y oligoclasa andesina a andesina, que generalmente conservan restos de estructuras y minerales magmáticos, aunque con frecuencia presentan una marcada foliación metamórfica (Somin y Millán, 1981; Millán 1996 b; Grafe, F. et al. 2001). Una muestra analizada de un cuerpo incluido de anfibolita metadiabásica (García-Casco et al.2003), indicó que su protolito tiene una afinidad propia de las toleitas de suprasubducción, mientras que su metamorfismo ocurrió en la facies anfibolítica de muy baja presión, dentro de un rango de temperatura de 550 a 750 grados centígrados y una presión inferior a los 3 kilobars, probablemente en condiciones oceánicas. Este metamorfismo tuvo lugar, de acuerdo con una datación Ar-Ar, hace aproximadamente 130 millones de años. De acuerdo con esto, las ofiolitas de Cajálbana pudieran tratarse de ofiolitas de suprasubducción y fueron afectadas por un proceso de metamorfismo de tipo oceánico durante el Neocomiano. 2.3 Trabajos de campo El trabajo de campo se desarrolló en varias campañas de corta duración. El objetivo general del levantamiento geológico en esta área fue realizar un mapa geológico donde se representen las características geológicas a una escala de 1:50 000, la base topográfica con que se contó fue la hoja topográfica. Ing. Yurisley Valdés Mariño 50 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. Los recorridos realizados (Figura 2.3) estuvieron dirigidos a ubicar los contactos entre las principales unidades geológicas presentes en dicha área, con énfasis en las pertenecientes a la Asociación Ofiolítica. Los recorridos de mayor interés se efectuaron fundamentalmente a lo largo de trochas y caminos mineros, debido a que es precisamente en ella donde las diferentes unidades geológicas presentan su mayor aflorabilidad y donde las rocas se encuentran más frescas. Figura 2.3 Fotografía del mapa de redes de datos del sector Camarioca Sur. Las muestras de rocas seleccionadas para el presente trabajo investigativo fueron tomadas previamente en el campo durante los itinerarios geológicos de levantamiento a escala 1: 5000 ejecutados por comisiones geológicas, según perfiles coincidentes con las líneas de perforación E – W correspondientes a la red de 33.33 x 33.33 m, con el objetivo de documentar los afloramientos y tomar muestras de las litologías principales que afloran en el área de estudio (Figura.2.4). El método de toma de muestras utilizado fue el de fragmento de roca, el tamaño de las muestras tomadas fue aproximadamente de 10x8x8 cm. Para la toma de muestras se utilizó una piqueta. Siempre se escogieron las rocas menos afectadas por los procesos de intemperismo, luego de obtenidos los fragmentos rocosos se procedió a enumerar y marcar la muestra utilizando un marcador permanente. Ing. Yurisley Valdés Mariño 51 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. Figura. 2.4 Fotografía de los afloramientos de rocas metamórficas, donde se observa el agrietamiento y bandeamiento. (Coordenadas: x- 695,657.45; y- 210,305.11; z- 659.020) Ing. Yurisley Valdés Mariño 52 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. 2.4 Trabajos de laboratorio Para el análisis de las muestras de rocas seleccionadas en la presente investigación fue necesario realizar trabajos de laboratorio de preparación de muestras del Departamento de Geología del ISMMM, los cuales estuvieron dirigidos hacia la petrografía microscópica, y las técnicas analíticas de difractometría y fluorescencia de rayos-X para una mayor precisión en las determinaciones mineralógicas de las muestras y determinar la composición química total de las rocas respectivamente. Para el análisis por difracción de rayos X se pulverizaron las muestras, hasta una granulometría de 0.07mm, para obtener una masa de aproximadamente 50 g. Las rocas fueron cortadas con una sierra de borde de diamante (Figura.2.5 a) máquina cortadora Minocecar) para obtener una superficie plana con el objetivo de que sea más cómoda la preparación de estas muestras para ser pulidas y desbastadas. Después de haberse cortado las muestras se procedió a su procesamiento en la máquina esmeriladora (Foto. 2.5 b) con el objetivo de desgastarla y eliminar las rugosidades. El proceso de pulido se realizó con el objetivo de eliminar las huellas dejadas mediante el corte y obtener un plano de superficie que refleje la luz, para esto se utilizó la máquina pulidora (PG-20) de dos platos (Figura.2.5 c). a b c Figura. 2.5 a) Máquina cortadora (Minocecar). b) Máquina Esmeriladora (Montasuial). c) Máquina pulidora de dos platos (PG-20) 2.4.1 Análisis petrográfico Para la realización de los análisis petrográficos se confeccionaron secciones delgadas en el taller de preparación de muestras de rocas del ISMMM, para luego ser analizadas bajo el microscopio petrográfico de luz polarizada, modelo NP-400B, marca NOVEL de Ing. Yurisley Valdés Mariño 53 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. procedencia China en el laboratorio de petrografía de la misma institución (Figura 2.5 a). Las descripciones petrográficas se realizaron tanto con nicoles cruzados como paralelos, objetivo 10X, foco 17.13mm y una distancia de trabajo aproximada de 7.316mm. Para dicho análisis se tuvieron en cuenta los parámetros ópticos: color, forma, pleocroísmo, birrefringencia, ángulo de extinción, clase óptica (Figura de interferencia), signo óptico, exfoliación, granulometría de los granos, índices de refracción(n). Además de los parámetros ópticos anteriormente expuestos se realizó la cuantificación porcentual de los minerales por el método de estimación visual y se determinaron los principales tipos de texturas presentes en las rocas; para lo cual las descripciones fueron apoyadas con el uso de bibliografías tales como: Mineralogía Óptica de Paul f. Kerr, Atlas de Asociaciones Minerales en láminas delgada de Joan Charles Melgarejo, Metamorfic texture de a. Spray, entre otras. Las microfotografías fueron tomadas por medio de la inserción al microscopio de la cámara fotográfica digital, modelo Power Shot A360, de 8.0 megapíxel con zoom óptico de aproximación 4x, con ocular especial diseñado para cámaras Canon de 52 mm y de la video-cámara digital, modelo MDCE-5A con cable USB 2.0 (Figura 2.6 a y b). A B Figura 2.6 a) Microscopio de luz polarizada modelo NP-400B, marca NOVEL. b) video cámara digital ocular MDCE-5. Ing. Yurisley Valdés Mariño 54 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. 2.4.2 Método de fluorescencia de rayos X (FRX) Para determinar la composición química total de las muestras se realizó en el laboratorio de la Universidad de Clausthal en Alemania para realizarles análisis de la composición química cualitativa y cuantitativa utilizando el equipo de fluorescencia de rayos-X (FRX) marca Axios (Figura 2.7). El método consiste en hacer incidir un haz de rayos-X con energía suficiente para excitar los diferentes elementos que componen la muestra. Los átomos excitados al pasar al estado normal emiten radiaciones X, cuya longitud de onda va a ser característica de cada elemento, y la intensidad de su fluorescencia es proporcional al contenido de dicho elemento en la muestra. El espectrómetro es capaz de separar las diferentes longitudes de onda y determinar su intensidad. Mediante la resolución de un sistema de ecuaciones se calcularon los contenidos de los diferentes elementos, a través de la correspondencia con una serie de muestras patrones con las que se calibra el equipo. Figura 2.7 Fotografía del equipo de florescencia de rayos-X, marca Axios. 2.4.3 Método de difracción de rayos-X (DRX) Debido a la granulometría en micrones de algunas muestras analizadas fue difícil determinar algunos minerales bajo el microscopio, por lo que fueron estudiadas con ayuda del método de difracción de rayos-X. El cual consiste en hacer incidir un haz de rayos-X de radiación monocromática sobre la muestra de roca finamente pulverizada la cual se extiende por la superficie de un vidrio porta usando una pequeña cantidad de aglomerante Ing. Yurisley Valdés Mariño 55 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. adhesivo. El instrumento está construido de tal manera que el porta, cuando se sitúa en posición, gira sobre un brazo hasta registrar los rayos X reflejados. Las variaciones de intensidad en los rayos reflejados se obtienen gráficamente en un registro denominado difractograma en el cual se ven manifestados los diferentes picos de reflexión provenientes de la muestra. La altura de los mismos son directamente proporcionales a las intensidades de las reflexiones que las provocaron. (Figura 2.8). Figura 2.8 Fotografía del equipo de difracción de rayos-X, marca Phillips. 2.5 Etapa de gabinete Después de obtenidos los datos de los análisis realizados durante la ejecución del trabajo, los mismos fueron procesados con la ayuda de programas informáticos tales como Surfer.11, Sigma Plot 12.0 y Analyse, permitiendo la comparación de las fases minerales con las obtenidas en los difractográmas para luego ser interpretados por medio de tablas y gráficos que forman parte de la memoria escrita. (Figura 2.9). Figura 2.9. Fotografía de los Software Surfer.11, Sigma Plot 12.0 y ANALYSE . Ing. Yurisley Valdés Mariño 56 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos CAPÍTULO 3. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS. 3.1 Introducción El siguiente capítulo tiene como objetivo presentar las principales características petrográficas, mineralógicas y geoquímicas de las muestras seleccionadas para la investigación, así como la interpretación realizada a partir de los resultados obtenidos de las técnicas analíticas empleadas. 3.2 Petrografía Macroscópicamente las muestras de rocas se caracterizan por presentar una granulometría de fina a media que dificulta la correcta identificación de los minerales constituyentes (Figura 3.1). Figura 3.1 Fotografía de muestras de rocas analizadas. Presentan una coloración oscura debido al predominio de minerales máficos (anfíboles), y la elevada densidad. Se caracterizan además por presentar dos tipos principales de estructuras: masiva y gnéisica (ver Figuras 3.2 y 3.3). En la estructura masiva, los granos minerales se encuentran distribuidos de forma homogénea sin ningún signo de orientación preferente, mientras que en la gnéisica se observa una alternancia de bandas claras y oscuras que provocan cierto alineamiento de los minerales, paralelamente a los planos de bandeamiento. Ing. Yurisley Valdés Mariño 57 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Figura 3.2 Estructura gnéisica en anfibolita gnéisica. Figura 3.3 Estructura masiva en granofels anfibolítico. Las rocas metamórficas del sector Camarioca sur petrográficamente se clasifican según la SCMR (2007) en dos tipos litológicos fundamentales: 1. Anfibolitas gneisicas 2. Granofels anfibolíticos 3.2.1. Anfibolitas gneisicas Se caracterizan por presentar una textura granonematoblástica (gnéisica) en la cual se observa una alternancia de niveles ricos en anfíboles cálcicos (edenita, pargasita) y niveles constituidos por plagioclasa y feldespatos potásicos (ver Figura 3.4). Los anfíboles presentan forma prismática, mostrando cierto grado de orientación en una dirección determinada, mientras los cristales de plagioclasa su composición oscila desde andesina a oligoclasa, se presentan en forma subidiomórfica y con maclas polisintéticas y en cuña producto a los esfuerzos desviatorios. Los feldespatos potásicos son anhedrales y su tamaño de grano es de aproximadamente 0,2 mm. Ing. Yurisley Valdés Mariño 58 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Muestra No: M1 (20232-1) Coordenadas: X: 699425 Y: 207925 Tipo de laboreo: Levantamiento geológico Estructura: Gnéisica Nombre de la roca: Anfibolita gnéisica Textura: Granonematoblástica (gnéisica) Color: Presenta alternaciones de bandas claras y oscuras Composición general: edenita, pargasita, plagioclasa (oligoclasa-andesina), feldespato potásico y clorita Descripción La muestra está constituida por un 64% de anfíboles (edenita y pargasita, según DRX), 24% de plagioclasa, 6% de feldespato potásico y clorita. Presenta una fábrica lineal o planolineal muy marcada definida por la alternancia de niveles ricos en cristales de anfíboles y de minerales félsicos tales como plagioclasa y feldespato potásico (Figuras 3.4 y 3.5). Los granos de anfíboles tienen formas prismáticas alargadas, coloración parda, relieve alto y los colores de interferencia varían desde el amarillo-naranja de primer orden y algunos llegan hasta el azul de 2do orden. Los cristales de plagioclasa (oligoclasa-andesina) son xenomórficos y subidiomórficos, incoloros, baja birrefringencia y maclas polisintéticas en forma de cuña producto a la deformación. Los feldespatos potásicos presentan características similares a las plagioclasa pero no presentan maclas y tienen un mayor grado de agrietamiento. La roca presenta grietas muy finas rellenas por un material de baja birrefringencia al parecer de clorita. Ing. Yurisley Valdés Mariño 59 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos 3.2.2 Granofels anfibolíticos (Muestras M2, M3, M5, M6, M8, M9) Se caracterizan por ser rocas con estructura masiva (Figura 3.3), en la cual a diferencia de la anterior no presentan orientación preferente de sus minerales constituyentes definiendo una textura granoblástica decusada (diablástica) y su variedad fibroblástica (ver muestra M8, Figuras 3.16 y 3.17). La textura porfidoblástica es otra clase textural presente en dichas rocas, la cual puede observarse en la muestra M5, (Figuras 3.10 y 3.11). Desde el punto de vista mineralógico se caracterizan por el predominio de anfíboles hornblenda y minerales de bajo grado metamórfico tales como la clorita y minerales del grupo de la serpentina. Los anfíboles presentan hábito prismático largo, acicular, fibroso, mientras la clorita y los minerales de la serpentina son tabulares. Es importante destacar la ausencia de plagioclasas que presentan estos tipos de rocas. Ing. Yurisley Valdés Mariño 60 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Muestra No: M2 CS-OV163-2 Coordenadas: X: 695675 Y: 210175 Tipo de laboreo: Levantamiento geológico Estructura: masiva Nombre de la roca: Granofels con edenita y oxihornblenda Textura: Granoblástica decusada Color: Oscuro Composición general: edenita, oxihornblenda Descripción La muestra está constituida totalmente por minerales del grupo de los anfíboles. Los anfíboles se presentan en dos generaciones diferentes, unos con colores de interferencia que varían del amarillo-naranja de primer orden hasta el azul de segundo orden con un ángulo de extinción de 21º y otros que se caracterizan por bajos colores de interferencia (grisamarillo pálido de primer orden) y ángulos de extinción que varían aproximadamente desde 3º- 12º, el color natural de estos minerales varía desde el azul-verdoso pálido hasta el amarillo. Al parecer por sus características ópticas cada uno de estos grupos de anfíboles se corresponden respectivamente con las variedades de hornblenda: edenita y oxihornblenda. (Figuras 3.6 y 3.7). En algunos cristales se presenta un cierto zonado evidenciado por el contraste de tonalidad del color de interferencia, existente entre la parte central y periférica de los minerales, lo cual pudiera estar dado por un cambio composicional a lo largo de su estructura cristalina. Ing. Yurisley Valdés Mariño 61 �1mm Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Muestra No: M3 (5774-2) Coordenadas: X: 694800 Y: 212450 Tipo de laboreo: Levantamiento geológico Estructura: masiva Nombre de la roca: Granofels con magnesio-hornblenda, clorita y serpentina Textura: Granoblástica decusada. Color: Verde claro. Composición general: Magnesio-hornblenda, clorita y serpentina. Descripción Roca de grano fino cuyo tamaño de grano varían entre 0,01mm y 0,5mm aproximadamente. Está constituida por un 57% de magnesio-hornblenda, 26% de clorita y 18% de serpentina. Presenta una textura granoblástica decusada en la cual se destacan bandas o vetillas de cristales de clorita en una masa de anfíboles y clorita de granulometría más fina. Los cristales de magnesio-hornblenda son prismáticos largo con colores de interferencia que llegan hasta el azul de segundo orden, su coloración varía desde incolora a amarillo pálido, presentando un relieve elevado. Por su parte los granos de clorita y serpentina son muy similares, solo se han podido diferenciar por medio de los análisis químicos realizados. Se caracterizan por presentar bajos colores de interferencia hasta el gris de primer orden, incoloros, forma alargada, muy bajo relieve y extinción recta. Ing. Yurisley Valdés Mariño 62 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Muestra No: M5 (161_1) Coordenadas: X: 695625 Y: 210225 Tipo de laboreo: Levantamiento geológico. Estructura: Porfidoblástica. Nombre de la roca: Granofels con pargasita y clinocloro. Textura: Porfidoblástica. Color: Verde oscuro. Composición general: pargasita y clinocloro Descripción La muestra está constituida por una matriz anfibolítico-clorítica de grano fino, la cual engloba porfidoblastos de clinocloro (variedad de clorita) cuyas dimensiones superan los 2,0mm (ver Figuras 3.10 y 3.11). Los anfíboles por sus características ópticas se corresponden con minerales del grupo de la hornblenda (pargasita), presentan colores de interferencia que alcanzan el azul de segundo orden, coloración verde-pálido a incolora y los ángulos de extinción oscilan entre 16º y 24º. Por su parte los cristales de clorita presentan bajos colores de interferencia (gris de primer orden), incoloros, y extinción recta, presentan además forma tabular a diferencia de los anfíboles que son prismáticos. En los porfidoblastos de clorita se observan maclas las cuales en determinados puntos del mineral se encuentran deformadas productos a la acciones de débiles esfuerzos tectónicos. Figura 3.10. Microfotografía muestra M5. Porfidoblastos de clinocloro (Cln) en matriz constituída Figura 3.11. Microfotografía muestra M5. Igual a la foto anterior. (Nicoles paralelos). por anfíboles (Anf) y cristales de clinocloro de menor tamaño. Nombre de la roca: granofels anfibolito-clorítico con textura porfidoblástica (Nicoles cruzados, aumento 10 x). Ing. Yurisley Valdés Mariño 63 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Muestra No: M9 (CS-B10435-1) Coordenadas: X: 697175 Y: 209925 Tipo de laboreo: Levantamiento geológico. Estructura: masiva Nombre de la roca: Granofels con actinolita y clorita. Textura: Granoblástica decusada. Color: Verde oscuro. Composición general: actinolita, clorita. Descripción La muestra está constituida por un 64% de clorita y 36% de anfíboles, los anfíboles se caracterizan por ser prismáticos alargados y aciculares, así como elevados colores de interferencia que varían desde el amarillo de 1º orden hasta el azul-verdoso de 2º orden, coloración amarillo-verdoso pálido y ángulos de extinción que oscilan entre 10º y 15º lo cual se corresponde con el anfíbol actinolita. Los cristales de clorita se caracterizan por presentar forma tabular, birrefringencia muy baja alcanzando solamente los gris claro de 1º orden, incoloros y extinción recta. Ing. Yurisley Valdés Mariño 64 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Muestra No: M6 CSMG 5020-1 Coordenadas: X: 695949 Y: 210216 Tipo de laboreo: Levantamiento geológico. Estructura: masiva Nombre de la roca: Granofels con pargasita y tremolita. Textura: Granoblástica decusada. Color: Verde oscuro. Composición general: pargasita y tremolita. Descripción La muestra constituida totalmente por los anfíboles pargasita y tremolita (según DRX) (Figuras 3.14 y 3.15). Presenta una granulometría fina a media, donde el tamaño de los granos minerales oscila entre 0,06 y 0,2 mm. Los cristales de anfíboles son prismáticos alargados y presentan colores de interferencia que varían desde el gris claro de primer orden a el azul de segundo orden, su color natural es amarillo pálido a incoloro, su relieve es elevado y sus ángulos de extinción son muy variables oscilando entre 8º y 27º. Ing. Yurisley Valdés Mariño 65 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Muestra No: M8 Mg195 Coordenadas: X: 695675 Y: 210225 Tipo de laboreo: Levantamiento geológico. Estructura: masiva Nombre de la roca: Granofels con hornblenda, tremolita y clorita Textura: Granoblástica decusada (variedad fibroblástica). Color: Verde oscuro. Composición general: hornblenda, tremolita, clorita y minerales accesorios. Descripción La muestra está constituida por un 45% de hornblenda (pargasita), 37% de tremolita y un 14% de clorita (nimita), el resto está representado por minerales accesorios. La hornblenda se presenta de forma prismática alargada mientras la tremolita presenta forma acicular, formando generalmente grupos radiales de cristales que se han desarrollado a partir de un centro común a manera de fibrolitas (Figuras 3.16 y 3.17), el color natural de los mismos varía de verde muy pálido a incoloro, sus colores de interferencia llegan hasta el azul verdoso de segundo orden, su relieve es elevado y los ángulos de extinción se encuentran en el rango de 15º-23º. La clorita se presenta en agregados de cristales microcristalinos de muy baja birrefringencia e incoloros. Ing. Yurisley Valdés Mariño 66 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos 3.3 Interpretación de los análisis de difracción de rayos-X A partir de los resultados de análisis de difractometría de rayos-x realizados, se obtuvieron 4 gráficos difractométricos correspondientes a las muestras M1, M5, M6 y M8 (ver Figuras 3.18, 3.19, 3.20 y 3.21 respectivamente), en los cuales se muestran los picos difractométricos correspondientes a las fases minerales presentes en dichas muestras. El difractograma de la muestra M1 (Figura 3.18) indica la presencia de dos fases minerales principales correspondientes a los picos de mayor intensidad: pargasita (Na Ca2 Mg4 Al3 Si6 O22 (OH)2) y edenita (Na Ca2 Mg5 Al Si7 O22 (OH)2). En la muestra M8 se encuentran como fases minerales principales: pargasita, tremolita (Ca2 Mg5 O22 (OH)2) y en menor medida la nimita ((Ni, Mg, Al)6 (Si, Al)4 O8 (OH)8) (grupo de la clorita). En las dos últimas muestras se siguen presentando los anfíboles cálcicos pargasita y tremolita excepto en la muestra M5 donde en lugar de la tremolita se encuentra el clinocloro (Mg5 Al (Si, Al)4 O10 (OH)8). Indicando que las fases minerales se corresponden a un metamorfismo de grado medio a bajo. Figura 3.18 Difractograma de fases minerales en la muestra M1. Ing. Yurisley Valdés Mariño 67 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Figura 3.19 Difractograma de fases minerales en la muestra M8. Figura 3.20 Difractograma de fases minerales en la muestra M6. Ing. Yurisley Valdés Mariño 68 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Figura 3.21 Difractograma de fases minerales en la muestra M5. 3.5 Interpretación de los análisis de fluorescencia de rayos-X Se realizaron análisis geoquímicos de roca total de 7 muestras una de ellas correspondiente a las Anfibolitas gneisicas y 6 a Granofels anfibolíticos. Por los análisis de fluorescencia de rayos-X realizados al total de muestras, se obtuvieron los datos de porcentajes en óxidos del contenido de elementos mayores presentes en las mismas (ver tabla 1) y en ppm de los elementos químicos (ver tabla 2). Ing. Yurisley Valdés Mariño 69 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Tabla 1. Contenido expresado en por ciento en peso para los óxidos de los elementos mayores en las muestras de rocas seleccionadas. Por ciento en M1 M2 M3 M5 M6 M8 M9 peso 20232 163 5774 161 5020 195 10435 SiO2 42,99 45,59 44,37 45,35 42,09 39,83 45,76 Al2O3 17,44 13,73 14,56 12,22 16,45 22,36 0,97 MnO 0,16 0,17 MgO 13,24 17,95 27,3 23,56 15,66 16,09 43,46 Na2O 3,02 1,8 0,74 1,98 2,78 Ca 11,04 9 4,33 8,3 10,79 5,5 0,48 TiO2 1,01 0,37 0,32 0,47 0,57 1,15 0,01 P2O5 0,01 0,02 0,01 0,01 0,02 0,02 0,01 K2O 0,2 0,07 0,06 0,06 0,12 0,05 0 10,69 11,29 8,17 7,87 10,88 13,82 9,09 Fe2O3 Ing. Yurisley Valdés Mariño 0,14 0,09 0,16 0,12 1,06 0,12 0,1 70 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Tabla 2. Contenido expresado en ppm de los elementos químicos en las muestras de rocas seleccionadas. M1 M2 M3 M5 M6 M8 M9 20232 163 5774 161 5020 195 10435 Ba 74 35 21 84 188 156 11 Ce LLD LLD 6 15 22 LLD 0 Co 76 83 457 111 66 81 116 Cr 791 903 1187 1355 1255 1330 Cu 40 109 70 14 133 159 0 La LLD LLD 15 1 16 LLD 0 Nb 3 5 2 4 4 8 0 Ni 831 Ga 16 9 8 8 12 15 2 Pb 44 13 15 66 456 116 10 LLD 1 0 3 LLD 0 0 LLD Pr 1175 4370 2033 1902 2825 Rb LLD LLD LLD LLD LLD Sr 25 Th 2 V 211 101 Y 18 Zr 67 7 2596 2538 44 240 23 LLD 2 11 6 1 129 185 178 244 31 14 48 29 42 18 LLD 50 28 19 25 30 45 9 Zn 89 83 77 116 232 265 42 Nd LLD LLD 3 LLD 30 LLD 3 U 4 7 LLD 3 LLD 6 5 LLD LLD A partir de los resultados obtenidos se confeccionó el diagrama de clasificación TAS (total álcalis vs. sílice) para rocas volcánicas, de Le Maitre et al (2011) (Figura 3.22), con el objetivo de determinar el tipo de protolito. La mayoría de las muestras ploteadas caen dentro de un campo composicional correspondiente a rocas tipo basaltos y picrobasaltos. Las que se corresponden con rocas volcánicas ultramáficas. Ing. Yurisley Valdés Mariño 71 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Figura 3.22 Diagrama de clasificación TAS (total álcalis vs. sílice) para rocas volcánicas, de Le Maitre et al. (2011), mostrando los puntos de ploteo de las muestras analizadas. Los elementos mayoritarios de las anfibolitas se representaron en diagramas para discriminar la serie magmática a la cual corresponden. Se utilizó el diagrama (Na2O + K2O) vs. SiO2 de Irvine y Baragar (1971). (Figura. 3.23), donde las anfibolitas se ubican en el campo subalcalino, excepto la muestra M1 y M5 que corresponde en el campo alcalino. Ing. Yurisley Valdés Mariño 72 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Figura 3.23: Diagrama SiO2 vs. (Na2O + K2O) de Irvine y Baragar (1971). En general, las anfibolitas muestran una afinidad toleítica según el diagrama MgO-FeOt(Na2O + K2O) de Irvine y Baragar (1971, Figura 3.24) y el de FeOt-(FeOt/MgO) de Miyashiro (1974, Figura 3.25). Los contenidos obtenidos en los análisis químicos varían entre 39,83 % a 45,76 % para SiO2; de 0,02 % a 0,12 % para K2O y de 0,01% a 1,15% para TiO2. Estos valores son similares a los propuestos por Miyashiro (1975) para rocas toleíticas abisales de un ambiente de dorsal mesoceánica (MORB). La relación FeOt/MgO da valores entre 0,21% y 0,86 %; esta relación puede ser un discriminante entre las rocas toleíticas abisales (MORB) para los valores menores a 1,7 % y de toleítas de arcos de islas (IOB) o toleítas de fondo oceánico marginal, para valores mayores a 1,7 %. Otro discriminante para estos ambientes serían los contenidos de K2O, pero como los álcalis son móviles ante procesos de metamorfismo y meteorización, no contarían como discriminante, mientras que los rangos de SiO2 y FeOt/MgO son más estrechos. Ing. Yurisley Valdés Mariño 73 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Figura 3.24: Diagrama MgO-FeOt-(Na2O+K2O) de Irvine y Baragar (1971). Figura 3.25: Diagrama FeOt -(FeOt/MgO) de Miyashiro (1974). Toleítico (TH) y calcoalcalino (CA). Ing. Yurisley Valdés Mariño 74 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Las variaciones que presentan las anfibolitas en algunos elementos mayoritarios (tabla 1). Los valores de SiO2 dan una media de 43,71%, con la muestra M9 con el contenido más elevado 45,76% y la muestra M8 con el más bajo 39,83 %. La muestra M1 tiene los contenidos más elevados de Na2O 3,02% y K2O 0,2%. En el caso del Cr, se encuentran contenidos mayores a 2590 ppm, excepto la muestra M1 que tiene 791 ppm. Los contenidos de Ni varían entre 1175 ppm y 4370 ppm, en el caso del V varían entre 101 ppm y 244 ppm. Estos valores determinan el carácter mantélico de las rocas. Ver figura 3.27. 5000,00 Mg 4000,00 Ti 3000,00 Co 2000,00 Cr Ni 1000,00 V 0,00 M1 M2 M3 M5 M6 M8 M9 Cu Figura 3.27. variograma de los elementos quimicos Se utilizaron diagramas de discriminación tectónica, entre ellos Ti-V (Figura. 3.28) de Shervais (1982), Zr-TiO2 (Figura. 3.29) para determinar el posible ambiente tectónico de los protolitos de las rocas metamórficas. Ing. Yurisley Valdés Mariño 75 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Figura 3.28: Diagramas de discriminación tectónica Ti - V de Shervais (1982). Referencias: basaltos de arco (ARC) y basaltos de fondo oceánico (Ofib). Figura 3.29: Diagramas de discriminación tectónica Zr - TiO2 de Pearce y Cann (1973). Referencias: toleítas con bajo K (LKT); basaltos calcoalcalinos (CAB) y basaltos de fondo oceánico (Ofib). Sun y Nesbitt en 1978 discuten las regularidades geoquímicas y el significado genético de basaltos asociados con complejos ofiolíticos usando las relaciones entre Al2O3/TiO2 y CaO/TiO2 para establecer la génesis de basaltos con bajo y alto contenido de TiO2, en una serie ofiolítica. Los autores proponen que incrementando los grados de fusión del manto puede producirse un progresivo aumento en las relaciones Al2O3/TiO2 y CaO/TiO2 en el fundido, pero a partir de un punto crítico estas relaciones no cambian. Esto se explica Ing. Yurisley Valdés Mariño 76 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos porque el Ti es incompatible, mientras que los contenidos de Al y Ca son compatibles. Si la cantidad de fundido aumenta, Al-Ca son retenidos en la fase de la fuente, y las relaciones Al2O3/TiO2 y CaO/TiO2 no aumentarán en el fundido resultante. Sobre estas bases, Sun y Nesbitt (1978) proponen que los basaltos derivados de magmas tipo MORB tienen altos contenidos de Ti (> 0,7% TiO2), mientras que los basaltos de arcos de islas y cuenca de interarco tienen bajos contenidos de Ti (< 0,4% TiO2). Utilizando estos diagramas y los contenidos en TiO2, para las anfibolitas, se encuentra una afinidad con basaltos tipo MORB con alto Ti (> 0,7 % TiO2) y con basaltos de arcos de islas o cuencas de interarco con bajo Ti (> 0,4% TiO2, Figura. 3.30). M9 M2 M6 M5 M3 M1 M8 M3 M2 M6 M5 M8 M1 Figura 3.30 Diagrama de relaciones entre Al2O3/ TiO2 y CaO/TiO2 para establecer la génesis de basaltos con bajo TiO2 (modificado de Sun y Nesbitt, 1978). Referencias: basaltos con alto Mg (HMB); basaltos de dorsales mesoceánicas (MORB); Papua (Pa); fosa Mariana (M; Pa y M son basaltos de arcos de islas); Betts Cove (B; basalto ofiolítico). Otra relación que se usa como discriminante tectónico es la relación Zr/ Nb, donde valores mayores a 30ppm serían de N-MORB (Shrivastava, R. K. et al. 2004) y valores entre 415ppm de tipo E-MORB o IOB; para las anfibolitas los valores oscilan entre 7 y 15ppm, en el rango del E- MORB o IOB. Ing. Yurisley Valdés Mariño 77 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos 3.4 Consideraciones finales A partir de los análisis petrográficos realizados y los resultados obtenidos a partir de las técnicas analíticas de difracción y fluorescencia de rayos X, se ha llegado a establecer que las rocas metamórficas presentes en el sector Camarioca sur , de acuerdo con su estructura y mineralogía dominante se clasifican en anfibolitas gnéisicas y granofels anfibolíticos según la SCMR caracterizadas por presentar una granulometría de fina a media, elevada densidad y muy bajo grado de recristalización. Las fases minerales identificadas en las mismas son predominantemente minerales del grupo de los anfíboles hornblenda tales como pargasita y edenita, según los análisis de difracción de rayos-X (DRX), además de otros minerales tales como tremolita, magnesiohornblenda, oxihornblenda, minerales del grupo de la clorita (clinocloro, nimita) y de la serpentina, y en menor medida plagioclasa (oligoclasa-andesina) y feldespatos potásicos. Es característico en las mismas el desarrollo de una textura granoblástica decusada consistente en un mosaico de cristales hipidiomorfos inequidimensionales (prismáticos o tabulares) dispuestos aleatoriamente; solo en algunas muestras se observan texturas granonematoblástica (gnéisica) y porfidoblástica (ver Figuras 3.1 y 3.10). Es interesante destacar la ausencia de plagioclasa en la mayoría de las muestras, solo en algunas muestras tales como la M1 (Figuras 3.4 y 3.5), se advierte la presencia de las mismas. Este hecho esta en correspondencia con la composición mineralógica de sus protolitos, los cuales según el diagrama TAS (total álcalis vs. sílice) de Le Maitre et al. (2011), confeccionado partir del ploteo de los datos geoquímicos obtenidos por fluorescencia de rayos-X, se corresponden con rocas tipo picro-basalto y basaltos. En estas litologías se observan determinados rasgos petrográficos que implican la ocurrencia de un metamorfismo de baja presión correspondiente a la parte inferior de la facies anfibolita, tales rasgos son los siguientes: la ausencia de minerales de alta presión tales como glaucofana, granate, etc.; el predominio de estructuras sin foliación (masiva) lo cual es un indicativo de que durante su formación los esfuerzos desviatorios no fueron de gran intensidad y la presencia de clorita primaria, tremolita y serpentina. Por las características petrológicas expuestas anteriormente y su forma de yacencia en el campo, se Ing. Yurisley Valdés Mariño 78 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos considera que las rocas anfibolitizadas del sector estudiado constituyen fragmentos de una antigua corteza oceánica sometida a metamorfismo de grado medio-bajo. Según el comportamiento geoquímico de estas rocas, se pueden observar diferencias entre estos dos tipos de anfibolitas. A su vez, la muestra M1 correspondiente a las anfibolitas, presenta un comportamiento geoquímico diferente al resto de las anfibolitas, que estarían referidos al protolito correspondiente a picro-basalto metasomático metamorfizado; lo que evidencia la existencia de rocas vulcanógenas ultramáficas asociados al complejo ofiolítico. Las anfibolitas basados en el análisis geoquímico, se encuentran dentro de la serie subalcalina y en el campo toleítico. Más específicamente, corresponderían a rocas toleíticas abisales. En los diagramas de discriminación tectónica utilizados, donde intervienen en general Ni, Cr, Cu, Co, V, Mg y Ti, las anfibolitas analizadas se ubican en el campo de las toleítas de arcos de islas o en el campo MORB. Utilizando los diagramas Al 2O3/TiO2 y CaO/TiO2 y los contenidos en TiO2, se encuentra una afinidad con basaltos tipo MORB. Las relaciones entre elementos trazas Zr/Nb se utilizaron como discriminantes tectónicos, dando valores correspondientes al campo E-MORB o IOB. Ing. Yurisley Valdés Mariño 79 �CONCLUSIONES En función de las fases minerales identificadas y de los rasgos texturales, las rocas anfibolitizadas del sector de estudio se clasifican según la SCMR en dos grupos petrológicos principales: anfibolitas gneisicas y granofels anfibolíticos. Se identifican por primera vez las paragénesis minerales siguientes: hornblenda (Hbl) + tremolita (Trm) + clorita (Chl) magnesio-hornblenda + clorita(Chl) + (minerales del grupo de la serpentina) pargasita (Prg) + clinocloro(Cln) actinolita (Act) + clorita (Chl) pargasita(Prg) + tremolita (Trm) hornblenda (Hbl) + pargasita (Prg) + edenita (Edn) + plagioclasa (oligoclasaandesina) + feldespato potásico (Fk) Se ha corroborado que las rocas tienen composición de picro-basalto y basaltos según el diagrama TAS (total álcalis vs. sílice) de Le Maitre et al (2011); lo que ha permitido identificar la existencia de rocas vulcanógenas ultramáficas metarmorfizadas asociadas a las rocas del macizo ofiolítico. Se ha demostrado que las rocas identificadas constituyen fragmentos de una antigua corteza oceánica sometida a metamorfismo de grado medio-bajo correspondiente a la parte inferior de la facies anfibolita. Se demuestra el carácter mantélico de las rocas vulcanógenas ultramáficas metamorfizadas, sustentado en la existencia y contenidos de los elementos químicos: Ni, Cr, Cu, Co, V, Mg y Ti. Se ha corroborado que la génesis de los basaltos presenta una afinidad con basaltos tipo MORB y basaltos de arcos de islas, sustentado en las relaciones entre Al2O3/ TiO2 y CaO/TiO2. Ing. Yurisley Valdés Mariño �RECOMENDACIONES Profundizar en el estudio de las rocas vulcanógenas ultramáficas metamorfizadas para conocer la trayectoria de P-T ocurrido durante el metamorfismo y determinar con mayor exactitud el ambiente geotectónico de formación mediante el uso de elementos trazas. Confeccionar diagramas de paragénesis mineral para conocer los tipos de reacciones químicas ocurridas entre las fases minerales en el proceso metamórfico. Realizar investigaciones avanzadas en el campo de la mineralogía para caracterizar los minerales metamórficos de cada paragénesis identificada. Incrementar el conocimiento geológico y distribución de las rocas volcánicas ultramáficas metamorfizadas y la relación con las rocas del complejo ofiolítico del nordeste de Cuba Oriental. Ing. Yurisley Valdés Mariño �BIBLIOGRAFÍA Adamovich A.; Chejovich. 1962: Principales características de la geología y minerales útiles de la región norte de la provincia de oriente. Revista Tecnológica. Universidad de Oriente. Albear, J. et al. 1988: Mapa geológico de Cuba. Escala 1:250 000. Almaguer F. A. 1995: Composición de las pulpas limoníticas de la planta Pedro Soto Alba, parte II, Periodo de crisis de sedimentación. Revista Minería y Geología (No 2). Almaguer Furnaguera, A.1996. Petrología y corteza de intemperismo del yacimiento Vega Grande, Nícaro, Cuba. Minería y Geología, 13 (1): 9-12 Almaguer, A. 1995: Cortezas de intemperismo: algunas características de sus partículas finas. Minería y Geología XII (1): 9-19. 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Yurisley Valdés Mariño � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Tesis Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Caracterización petrológica y geoquímica de las rocas metamórficas, sector Camarioca Sur Creator An entity primarily responsible for making the resource Yurisley Valdés Mariño Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Tesis maestría Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2015 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/8932ed017652ced9a2983cb5fe905588.pdf 2f35bb831bc9da18cfa6a865dba93528 PDF Text Text TESIS Evaluación de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní como material pulzolánico Danicer Sánchez González �Página legal Título de la obra: Evaluación de las tobas vítreas del yacimiento jiguaní como material puzolánico, municipio Moa, Holguín, 80pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2016 -- ISBN: 1.Autor: Danicer Sánchez González 2.Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Digitalización. Lic. Liliana Rojas Hidalgo Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2016 La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas. La licencia completa puede consultarse en: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode Editorial Digital Universitaria Instituto Superior Minero Metalúrgico Ave Calixto García Íñiguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �República de Cuba INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO DE MOA “DR. ANTONIO NÚÑEZ JIMÉNEZ” FACULTAD DE GEOLOGÍA Y MINERÍA DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA EVALUACIÓN DE LAS TOBAS VÍTREAS DEL YACIMIENTO JIGUANÍ COMO MATERIAL PUZOLÁNICO Tesis presentada en opción al Título Académico de Máster en Geología Maestría en Geología, Mención Prospección y Exploración de Yacimientos Minerales Sólidos 9na Edición Autor: Ing. Danicer Sánchez González Tutor: Dr.C. Carlos Alberto Leyva Rodríguez MSc. Leonardo Calderius Espinosa MOA, 2015 Año 57 de la Revolución �ÍNDICE PÁG. INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1 CAPÍTULO 1. MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL ................................................ 8 1.1 Generalidades ................................................................................................... 8 1.2 Las sustancias nocivas al hormigón. ................................................................. 9 1.3 Propiedades físico - mecánicas de los áridos ................................................. 10 1.4 El cemento en el hormigón .............................................................................. 11 1.5 Las puzolanas ................................................................................................. 13 1.5.1 Clasificación de las puzolanas según su origen .................................... 14 1.5.2 Normativas de las puzolanas ................................................................ 16 1.5.3 Actividad puzolánica.............................................................................. 17 1.5.4 Aplicación de las puzolanas .................................................................. 18 1.6 Antecedentes de la investigación .................................................................... 19 1.7 Características físico-geográficas del yacimiento Jiguaní ............................... 28 1.8 Marco geológico regional y local ..................................................................... 30 CAPÍTULO 2. MATERIALES Y MÉTODOS ......................................................... 44 2.1 Metodología de la investigación ...................................................................... 44 2.2 Etapa preliminar .............................................................................................. 45 2.3 Etapa de trabajo de campo ............................................................................. 45 2.4 Etapa de laboratorio ........................................................................................ 46 2.4.1 Métodos y técnicas analíticas, empleados en la investigación .............. 47 2.4.2 Método utilizado en la investigación ...................................................... 47 2.4.3 Determinación de la composición granulométrica ................................. 47 2.4.4 Determinación del índice de actividad puzolánica ................................. 49 2.4.5 Determinación de resistencias mecánicas en morteros ........................ 49 2.4.7 Determinación de resistencias mecánicas en hormigones .................... 54 �2.4.8 Ensayo de resistencia a la compresión en bloques............................... 55 2.5 Etapa de gabinete ........................................................................................... 56 CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ...................................................... 58 3.1 Resultados experimentales y su análisis ......................................................... 58 3.1.1 Caracterización granulométrica ............................................................. 58 3.1.2 Resistencias mecánicas en morteros .................................................... 63 3.1.3 Resistencia mecánica en hormigones. .................................................. 66 3.1.4 Determinación de la resistencia a la compresión en bloques ................ 68 3.2 Análisis de las perspectivas de utilización del material estudiado como aditivo puzolánico ............................................................................................................. 68 3.2.1 Evaluación del índice de actividad puzolánica ...................................... 68 3.2.2 Valoración socioeconómica y ambiental ............................................... 71 CONCLUSIONES ................................................................................................. 75 RECOMENDACIONES ......................................................................................... 76 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 77 ANEXOS �INTRODUCCIÓN Desde la antigüedad las necesidades del hombre y las inventivas de este para darle solución a los problemas constructivos, siempre han estado presentes en el devenir de los tiempos; siendo una de las más importantes la actividad constructiva, con vistas a dar mayor seguridad y confort al seno familiar. El hormigón constituye el 90 % del capital construido por el hombre, cuyo componente fundamental es el cemento, el consumo del mismo se asocia al nivel de desarrollo de un país, siendo sin embargo responsable del deterioro del medio ambiente en el planeta, generado por la explotación de grandes recursos no renovables, materias primas y combustibles. Paralelamente a la industria del cemento Portland la industria del hormigón, ha introducido avances, mediante el empleo de materiales puzolánicos tales como, cenizas volantes, escorias siderúrgicas, micro sílice, puzolanas naturales y artificiales, que mejoran las propiedades del hormigón en estado fresco y endurecido, en cuanto a durabilidad, resistencia mecánica, disminución del consumo de cemento y del contenido de clínquer. La industria del cemento es particularmente susceptible a las características de las materias primas, pues de ellas depende el tipo y propiedades del cemento producido y la posibilidad de optimización del proceso de fabricación. La diversidad de aplicaciones que tiene el cemento en la actualidad hace que sea necesario elaborar productos que obedezcan a las distintas necesidades de resistencia mecánica y química, tiempos de fraguado, costos, entre otras. De aquí que las puzolanas naturales sean un importante componente para la producción de cementos Pórtland ordinario y puzolánico, que contribuyen a la conservación del medio ambiente, al reducir la emisión de gases nocivos como CO2 y SO2, ya que no es necesario someter la materia prima (puzolana) a la tostación. Poseen propiedades puzolánicas los materiales con un elevado contenido de componentes ácidos como la sílice, la alúmina y el óxido férrico, con una estructura desordenada o amorfa capaces de reaccionar con el hidróxido de calcio producto de la hidratación del cemento. 2 �Las tobas vítreas son rocas volcánicas que poseen altos contenidos de estos compuestos. Esta propiedad, junto a ser finamente divididas, les hace candidatas para su utilización como puzolana. Las tecnologías constructivas han ido en continuo desarrollo en los últimos años condicionado por el mayor crecimiento de las urbanizaciones en lugares donde la agresividad del medio ambiente al hormigón es mayor, así como, las necesidades de construcciones con fines turísticos e industriales, tales como: diques, presas, embalses, puentes, edificación de viviendas y hoteles en zonas costeras, han requerido la introducción de variaciones en los diseños del hormigón para cumplir las cualidades reológicas específicas para su colocación y conformación en estado fresco y con los requisitos, de altas resistencias mecánicas y elevada durabilidad en el estado de endurecimiento. En Cuba, la situación de la vivienda es una problemática que crece gradualmente; visto principalmente por el deterioro constante de las existentes y el azote de fenómenos naturales; esto ha motivado la actividad inventiva y multidisciplinaria de los hombres de ciencia en nuestro país, con vista a dar una mayor y más efectiva respuesta a las multiformes actividades constructivas que se necesitan en el orden social y económico, debido a la notable escasez para satisfacer a la creciente demanda de materiales de la construcción por parte de la población. Las diversas investigaciones se han encaminado al estudios de las rocas y minerales que por diversas génesis pudieran presentar una determinada actividad puzolánica bajo condiciones específicas dígase una molienda más efectiva y una activación térmica; tales rocas pueden ser de origen ígneo o sedimentario que puedan constituir puzolanas, tales como: las tobas vítreas, tobas zeolitizadas y algunas arcillas caoliníticas calcinadas, Rabilero (1992); Dopico (2009); Costafreda; et. al. (2011b); Rosell; et. al. (2011) y Martirena (2004) entre otros. Los estudios abarcan la caracterización de estos materiales minerales y los ensayos físico-mecánicos, que evidencian incrementos de la resistencia mecánica en morteros y hormigones como efecto de la actividad puzolánica, Según Mather (1982); Rabilero y Muños (1974) y Howland; et. al. (2006), estas adiciones confieren al cemento y al hormigón propiedades de gran importancia 3 �práctica, principalmente cuando se trata de lograr una mayor estabilidad química y por tanto una mayor durabilidad. Los trabajos de Calleja (1966), Pérez; et. al. (2013), han confirmado la racionalidad de aprovechar en la práctica las propiedades puzolánicas de algunos materiales. Lo anterior se encuentra determinado, por el bajo costo de las operaciones a las que deben ser sometidas las puzolanas de origen natural, hasta adquirir la forma adecuada para su utilización en la práctica industrial. Por otra parte, cuando los materiales puzolánicos son subproductos y desechos de la industria, su empleo constituye una salida de importancia económica y ambiental. A partir de las investigaciones realizadas, en la provincia de Granma se han tomado acciones evaluando encaminadas a disminuir el consumo de cemento, las perspectivas de utilización de los materiales puzolánicos y aditivos químicos, en mezclas de hormigones aditivados, obteniéndose resultados satisfactorios; Zaldivar (2011) realiza su investigación para el caso del yacimiento de zeolitas en la localidad de Bueycito donde efectúa una experimentación para su uso como puzolana natural. El aprovechamiento de estos recursos naturales como aditivo mineral activo en la sustitución parcial de cemento, ha estado limitado, al menos en parte, porque no ha sido resuelto lo que en este trabajo, se declara como problema de la investigación: El insuficiente conocimiento de las propiedades puzolánicas de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní. Por ello el objeto de estudio se define como: Las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní. Campo de acción Las propiedades puzolánicas de las tobas vítreas utilizadas en la elaboración de morteros y hormigones. Objetivo general Evaluar las propiedades puzolánicas de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní a través de los ensayos físico-mecánicos para la sustitución parcial de cemento. 4 �A partir de ello se plantea como hipótesis la siguiente afirmación: Sí se determinan las características geológicas generales y se evalúan las propiedades puzolánicas de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní, mediante los ensayos físico-mecánicos, entonces se dispondría de un nuevo material puzolánico que contribuiría a la sustitución parcial de cemento en la provincia Granma. Para dar respuesta a esta hipótesis se proyectan los siguientes: Objetivos específicos:  Determinar el índice de actividad puzolánica de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní en morteros.  Evaluar las propiedades físico-mecánicas que caracterizan el comportamiento puzolánico de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní en morteros y hormigones hidráulicos.  Valorar la posibilidad de empleo de las tobas vítreas como material puzolánico. Tareas de la investigación:  Recopilación y análisis de los trabajos relacionados con los materiales de construcción y puzolánicos, así como la exploración de la problemática mundial, nacional y local.  Preparación de las muestras; apoyado en la trituración, homogenización, molienda y cribado de las mismas.  Caracterización de la materia prima desde el punto de vista granulométrico, y su comparación con los parámetros normalizados.  Determinación del índice de actividad puzolánica a través del ensayo de resistencia a la compresión en morteros a los 28 días.  Valoración socioeconómica y ambiental. Métodos de investigación La tesis se compone de introducción, tres capítulos, conclusiones generales, referencias bibliográficas y los anexos que esclarecen y complementan los temas tratados en los capítulos. 5 �Capítulo 1. Marco Teórico Conceptual En este capítulo se exponen y discuten los criterios más actualizados que se reportan en la literatura sobre la industria del cemento, el hormigón y las puzolanas. Mediante el método histórico – lógico, se realizó el estudio del estado del arte sobre la valoración y el aprovechamiento de las tobas vítreas como puzolanas naturales, se logró determinar el alcance de la investigación. Se presentan las características geográficas, geológicas y mineralógicas, que permitieron sustentar la evaluación de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní como material puzolánico. Capítulo 2. Materiales y métodos Mediante el método lógico se seleccionan las técnicas, normativas a aplicar en la investigación y se establece la metodología para la evaluación del material tobáceo como aditivo puzolánico que permita comprobar la hipótesis científica planteada. Capítulo 3. Resultados y discusión Se analizan los resultados de la caracterización granulométrica, el índice de actividad puzolánica y evaluación experimental de los efectos de la adición de las tobas vítreas en morteros y hormigones hidráulicos, lo que permite comprobar los fundamentos teóricos a nivel de laboratorio, mediante el método experimental, el método lógico y el método de análisis – síntesis que contribuyan a la confiabilidad de los resultados obtenidos. Aporte de la investigación  La solución a la disponibilidad de un material puzolánico para su uso generalizado en las empresas constructoras de la provincia Granma. 6 �CAPÍTULO 1 7 �CAPÍTULO 1. MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL En el capítulo se realiza un análisis sobre los diferentes aspectos que se encuentran relacionados con los temas discutidos en la bibliografía consultada, sobre los materiales puzolánicos, con el objetivo de disponer de los elementos básicos para la realización del trabajo. Se expone el estado del arte, la conceptualización y consideraciones teóricas sobre las puzolanas, su importancia económica y tecnológica. 1.1 Generalidades Para contribuir a una mejor comprensión de los conceptos que se reflejan a lo largo del trabajo se definen algunos términos empleados en el ámbito de los materiales de construcción, como son: el hormigón, cemento, áridos y puzolana. El hormigón hidráulico también denominado concreto es el material constituido por la mezcla de cemento, árido grueso, árido fino y agua, con o sin la incorporación de aditivos o adiciones, que desarrolla sus propiedades al hidratarse el cemento, NC 120: (2007a). Por su parte se denomina ´´mortero de albañilería´´ a la mezcla de uno o varios conglomerantes minerales, áridos finos, agua y a veces adiciones y/o aditivos, NC 175: (2002b) El cemento, con propósitos constructivos, puede ser descrito como un material calcáreo y silíceo capaz de unir los áridos, la arena, los ladrillos o bloques. Los cementos de interés en la fabricación de concreto tienen la característica de fijarse y endurecerse debajo del agua, en virtud de una reacción química con ella y siendo llamados cementos hidráulicos. Las puzolanas son materiales de naturaleza silícea o sílico-aluminosa, las cuales por si misma poseen poca o ninguna propiedad cementante, pero finamente divididas y en presencia de humedad, reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio para formar como puestos con propiedades cementantes, NC TS: 528 (2007d). Los áridos son aquellas materias de forma granular o fibrosa que, con preparación especial o sin ella han de ser unidos entre sí por un aglomerante, para conformar los hormigones y morteros, De Armas (2008). 8 �Los áridos constituyen la mayor parte de la masa en el hormigón, pudiendo llegar hasta 80-85 % en peso, de ahí que las propiedades física-químicas y mineralógicas del árido tienen una profunda influencia en la resistencia, elasticidad y demás propiedades del hormigón. El fino o filler es el material inerte finamente dividido, empleado para disminuir la retracción, actuar como extensores, mejorar la laborabilidad y la coherencia en morteros y hormigones, NC 251: (2005b) . Existen diversas clasificaciones de los áridos, siendo las más empleadas las que los agrupan según su origen y tamaño. En la norma NC 251: (2005b) se define como árido al material mineral procedente de rocas que se encuentran desintegradas en estado natural o precisan de trituración mediante procesos industriales. Las dimensiones son diferentes, varían desde 0,149 mm hasta un tamaño máximo especificado. Se clasifican según su tamaño en dos tipos fundamentales, en árido grueso o grava y en árido fino o arena, los cuales, aunque no contribuyen de manera activa al endurecimiento del mortero deben poseer por lo menos la misma resistencia y durabilidad que se exija al hormigón. El árido que tiene mayor responsabilidad en el conjunto es la arena. El árido grueso (grava) es aquel que posee principalmente, partículas de un tamaño superior a 4,76 mm. Nota: El árido grueso puede describirse como grava (sin beneficiar o beneficiada) o como roca triturada, NC 251: 2005b). El árido fino (arena) es aquel que posee partículas de un tamaño desde 0,149 mm hasta 4,76 mm. Nota: El árido fino puede estar descrito como arena natural (cernida o beneficiada) y como arena de grava triturada y arena de roca triturada, NC 251: (2005b). 1.2 Las sustancias nocivas al hormigón. Las propiedades deseables de un árido para utilizarlo en hormigón son: que sea químicamente inerte, duradero, duro, resistente a los esfuerzos mecánicos, de forma aproximadamente cúbica después de triturado y capaz de dar una buena adherencia con la pasta de cemento. Químicamente los áridos deben ser inertes, 9 �pero lamentablemente muchos áridos naturales contienen sustancias nocivas al hormigón, clasificándose químicamente en cuatro grupos.  Sustancias solubles en agua que pueden causar la lixiviación del árido debilitándolo o provocando eflorescencia en el hormigón. Ej.: sal común (NaCl)  Sustancia solubles que pueden interferir el fraguado del aglomerante y la hidratación posterior. Ej.: yeso  Sustancias que pueden reaccionar con los constituyentes alcalinos. (Na 2O, K2O, etc.) de los cementos. Ej.: ópalo  Sustancias que puedan causar la corrosión del acero de refuerzo. Ej.: la sal común, sulfuros (pirita). Los áridos deben ser inertes por sí mismos, pero pueden contener incrustaciones, o estar cubiertos con una película de materiales dañinos, compuestas de los siguientes materiales: limos, arcillas, yesos, carbonatos impuros de calcio y magnesio, sílice opalina, óxido de magnesio, óxido de hierro y mezclas de estos materiales. 1.3 Propiedades físico - mecánicas de los áridos Las propiedades físicas y mecánicas de los áridos naturales deben ser consideradas en función de su resistencia a la compresión, resultando conveniente que las rocas utilizadas para la fabricación de áridos presenten un mínimo de resistencia a compresión. No obstante al emplearse la resistencia a compresión de los áridos como un índice de su calidad, no debe plantearse como una limitante en la aceptación del árido. El módulo de elasticidad del hormigón depende en un considerable grado del árido empleado en su fabricación, la resistencia a flexión depende también de estas propiedades, por lo general a medida que es más alto el módulo de elasticidad del árido, mayor es la resistencia a flexión manteniendo los otros factores iguales. El tamaño, abundancia y continuidad de los poros del árido es su más importante propiedad física. El tamaño y naturaleza de los poros afectan la resistencia a los esfuerzos mecánicos de los áridos, la absorción y la permeabilidad. Esta última a 10 �su vez da idea de la resistencia a los ataques químicos y la resistencia a las heladas, que tenga un árido. El peso específico, influye en la elección de un árido donde este sea un factor a considerar, por ejemplo, los paneles de aislamiento sonoro, donde interesan pesos específicos bajos o una presa de gravedad donde interesan pesos específicos altos, por motivos de seguridad y económicos. El peso específico de los áridos comunes varía desde 2,2 en el caso de las cuarcitas a 2,9. Las propiedades térmicas como el calor específico de los áridos, pueden tener importancia en ciertos trabajos tales como grandes presas y estructuras masivas similares. La conductividad térmica tiene importancia desde el punto de vista de su resistencia al fuego y en la construcción de algunas estructuras tales como chimeneas de hormigón reforzado. La resistencia a la abrasión es importante en la elección del árido para su aplicación en pisos industriales, pavimentos, algunos tipos de silos y canales para el traslado de líquidos. También podemos destacar la composición granulométrica, el termino granulometría se refiere a la distribución de los tamaños de las partículas del árido, este factor tiene una influencia grande sobre el comportamiento del hormigón en cuanto a la facilidad de mezclado, transporte, colocación y compactación sin que se produzca separación de las partículas de diferentes tamaños que integran el árido. 1.4 El cemento en el hormigón El cemento Portland, es un aglomerante hidráulico, material pulverulento que se obtiene de la mezcla y molienda del clínker más aditivos. Mezclado con agua se solidifica y endurece, uniendo cuerpos sólidos. Tiene un color gris oscuro o claro, por lo que comúnmente se le nombra cemento gris. Las materias minerales útiles para fabricar cemento se dividen en: componentes carbonatados (calizas, margas, pizarras), sílico – aluminoso (arcillas, caolín, areniscas, feldespatos) y aditivos (yeso, arenas cuarzosas, puzolanas, carbonato de calcio y óxidos e hidróxidos de hierro). Se utilizan también residuos de otras industrias como escorias 11 �metalúrgicas o colas mineras. La composición química promedio en % del cemento Pórtland es: CaO 60-67; SiO2 17-25; Al2O3 3-8; Fe2O3 0.5-6; MgO 0.1-5.5; Na2O y K2O (álcalis) 0.5-5.5; SO3 1.3. La calidad del cemento depende de su composición química y la finura del molido, se expresa en la resistencia a la compresión alcanzada por el mortero a los 28 días. Ej.: Cemento Pórtland de 250 kgf/cm2 mínimo, se comercializa bajo la denominación de P-250. El cemento Romano, tiene su origen en la Grecia antigua, se obtiene mezclando cal 70 % y puzolana 30 %. En la actualidad se pueden apreciar numerosas construcciones de ese periodo en muy buen estado de conservación, pese a tener más de 2000 años de construidas. El cemento Pórtland puzolánico, se define como un cemento hidráulico compuesto de una mezcla uniforme de cemento Pórtland y un material puzolánico finamente dividido, su adición va desde un 3 % hasta un 40 %. Algunos autores plantean que se puede llegar al 60-70 %. Se les denominan cementos mezclados, cuando sobrepasa los 15 % de adición, en el mundo del cemento se conoce como cemento PP, (Batista; et. al., 2011). El fraguado de cementos que contienen puzolanas naturales no difiere de los valores típicos encontrados en los cementos Pórtland, por el contrario, cementos compuestos con ceniza volante o humo de sílice tienden a prolongar el fraguado. La fluencia es la propiedad que se relaciona estrictamente con la resistencia, relación agua/cemento y el curado del hormigón. Ya que esta adición retarda la ganancia temprana de resistencia, la fluencia específica de cementos puzolánicos es mayor que la de los Pórtland. El desarrollo de la resistencia en hormigones con puzolanas, tiene como regla general el incremento en las resistencias finales comparadas con los cementos Pórtland puros. La capacidad del hormigón de mantener el desempeño estructural con el paso del tiempo aunque no depende exclusivamente de las propiedades del cemento, sino de una gama de propiedades del hormigón, en la práctica se ha demostrado que las adiciones puzolánicas inciden en una mayor durabilidad del concreto para 12 �determinados tipos de ambientes. 1.5 Las puzolanas Según el Instituto Americano del Hormigón, en su Guía 232.1R (2000), es a la civilización romana a quien se le debe el origen del nombre ´´puzolanas´´, como derivado del término ―pozzuolana‖, con el que se referían a unas cenizas volcánicas consolidadas, encontradas en las proximidades del sitio de Pozzuoli o Puzzoli, cerca de Nápoles y con las que se constituían los célebres morteros romanos. Vitruvius en el siglo I a.c. ya menciona el uso de estos aditivos al mortero que se confeccionaba en la proporción de una unidad de cal por tres de arena o dos por cinco - según la calidad de la arena - con el agregado de cenizas volcánicas. En Grecia, particularmente en la ciudad de Thera, alrededor del 1400 a.c. se introdujo a la mezcla cal-arena, el polvo volcánico de la "tierra de Santorin" explotada en la isla; de esta forma se obtuvieron morteros estables al agua. A falta de roca volcánica en otras latitudes, se utilizaba teja o ladrillo picado. En este sentido, se registra su uso en la época de la construcción de los aljibes de Jerusalén (bajo el mandato de Salomón, siglo X a.c). Esta costumbre parece haber sido introducida por los obreros fenicios que construyeron el templo de dicho rey y que conocían empíricamente las propiedades de los materiales llamados actualmente puzolanas artificiales (Quintana, 2005). En la isla de Bali, al este de Java, los habitantes utilizan desde hace más de dos mil años para la construcción de muros y terrazas, una mezcla de caliza coralina, nueces de coco cocidas y cenizas de su volcán sagrado, Agung Deloye (1993). En 1952 el departamento de restauración de los Estados Unidos brinda una definición del término puzolana, incorporada en las normas ASTM (1958) y mantenida hasta hoy como la definición que dice: "las puzolanas son materiales silíceos o alumino-silíceos quienes por sí solos poseen poco o ningún valor cementante, pero cuando se encuentran finamente divididos y están en presencia de agua, reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio a temperatura ambiente para formar compuestos con propiedades cementantes" (Almenares, 2011). 13 �En un sentido más particular las puzolanas, o por lo menos algunas de ellas, son de naturaleza zeolíticas, capaces de reaccionar con otras sales cálcicas, así como otros óxidos alcalinotérreos, siempre en presencia de agua y a temperatura ambiente, para dar lugar a la formación de silicatos y aluminosilicatos hidratados similares a los resultantes de la hidratación del cemento Pórtland, principalmente la tobermorita. 1.5.1 Clasificación de las puzolanas según su origen Se clasifican en dos grandes grupos: naturales y artificiales, aunque existe un grupo intermedio constituido por puzolanas naturales que necesitan tratamientos térmicos de activación, con el objeto de aumentar su reactividad. Las puzolanas composicionales naturales, son productos (sílico-aluminosos), minerales estructurales con (estructura características imperfecta o amorfa) y texturales (grano fino) que los hacen aptos para su uso como aditivos en la industria del cemento, entre éstas están: Las acumulaciones de cenizas generadas durante las erupciones volcánicas explosivas, que por su alto contenido de materiales vítreos son propensas a sufrir reacciones como las requeridas para las puzolanas. Más tarde por procesos geológicos de enterramiento estas cenizas se convierten en tobas, las cuales son rocas volcánicas bastante porosas, característica que les confiere una gran superficie interna, lo que favorece su reactividad, entonces, como puzolana sirve tanto el sedimento como la roca. Cuando se habla de rocas y materiales volcánicos, hay que considerar dos factores controladores de la actividad puzolánica; por una parte, la composición química del magma originario que determina la de los productos, y por otra, la constitución y textura de los minerales de dichas rocas, las cuales dependen de la velocidad de enfriamiento y de los procesos de meteorización que los hallan afectado. En las rocas volcánicas son especialmente interesantes las rocas ácidas (ricas en cuarzo y feldespato). En las puzolanas artificiales, su condición puzolánica se debe a un tratamiento térmico adecuado. Dentro de esta denominación se incluyen los subproductos de determinadas operaciones industriales; tales como, residuos de bauxita, escorias y 14 �polvos de chimeneas de altos hornos, cenizas volantes, etc. Las de mayor uso en la actualidad, en el mundo, son las cenizas volantes en función de las ventajas económicas y técnicas que ofrecen, ya que es un material residual y con ello los cementos aumentan la trabajabilidad y disminuyen el calor de hidratación por sus excelentes propiedades puzolánicas. Cenizas volantes: Son un subproducto de los hornos que emplean carbón mineral como combustible para la generación de potencia, constituyen en sí las partículas no combustibles removidas de la chimenea de los gases. Las características de las cenizas volantes pueden variar significativamente en dependencia de la fuente del carbón mineral que se quema. Las cenizas de Clase F son normalmente producidas de la quema de la antracita o de carbones bituminosos y generalmente poseen un contenido bajo de calcio. Las cenizas de Clase C son producidas cuando se queman carbones sub-bituminosos y poseen típicamente propiedades puzolánicas. Las cenizas volantes utilizadas en el hormigón deben tener conformidad con la especificación normativa ASTM C 618 (2002a). Escorias granuladas de alto horno: Subproductos no metálicos producidos en un alto horno cuando el mineral de hierro es reducido a hierro dulce. La escoria líquida es enfriada rápidamente para formar gránulos, que son molidos hasta una finura similar a la del cemento portland. Las escorias granuladas de alto horno tienen por sí mismas propiedades cementicias pero estas son mejoradas cuando se utilizan con cemento portland, se recomienda utilizarlas entre el 20 y el 70% en peso de los materiales cementicios. Deben tener conformidad con la especificación normativa ASTM C 989. En esta norma se definen tres grados de escorias: 80, 100 y 120, donde el grado más alto contribuye más al potencial resistente. Humo de sílice: Es un material puzolánico de alta reactividad y es un subproducto de la producción de metal silíceo o ferro-silíceo. Se recolecta de la chimenea de gases de los hornos de arco eléctrico. El humo de sílice es un polvo extremadamente fino, con partículas alrededor de 100 veces más pequeñas que un grano promedio de cemento. Su utilización oscila entre el 5 y el 12% en peso de los materiales cementicios para las estructuras de hormigón que necesitan alta 15 �resistencia o una permeabilidad significativamente reducida al agua. El humo de sílice está disponible como un polvo densificado o en forma de slurry acuoso. La especificación normativa para el humo de sílice es la ASTM C 1240. Debido a su extrema finura, deberán garantizarse procedimientos especiales para la manipulación, el vertido y el curado del hormigón con este material. Puzolanas mixtas o intermedias: Son aquellas puzolanas que, naturales por su origen, se someten a un tratamiento térmico con el objeto de cambiar sus propiedades para aumentar su reactividad química. Dentro de éstos se incluyen, la ceniza de la cáscara de arroz y las arcillas; un representante típico de éstas últimas es el polvo de ladrillo, producto obtenido como desecho de la industria de la cerámica roja. Dentro de las puzolanas comercialmente disponibles se incluyen el metacaolín y las arcillas o esquistos calcinados. Estos materiales son producidos mediante la calcinación controlada de minerales de origen natural. El metacaolín es producido a partir de arcillas caoliníticas relativamente puras y se emplean entre el 5 y el 15 % en peso como aditivo puzolánico. Las arcillas o esquistos calcinados son utilizados a mayores porcentajes en peso. 1.5.2 Normativas de las puzolanas Las evaluaciones de la actividad puzolánica en nuestro país estuvieron dirigidas inicialmente al cumplimento de requisitos de los cementos mezclados clasificados como Pórtland Puzolánicos PP-250 y PP-350 en correspondencia con las primeras introducciones producidas en la fábrica José Mercerón en Santiago de Cuba y se experimentaron diversos métodos entre ellos Fratini, para verificar la actividad de las adiciones de tobas cubanas (Rosell, 2010). Con carácter experimental con plazo de 2 a 3 años el Comité de Normalización de cemento, presentó y se aprobó en el 2007, la norma de especificaciones NC 528 (2007d) Cemento Hidráulico Puzolanas-Especificaciones. Esta norma homologa los criterios de la ASTM C 618 (2002a) y en ella se enmarcan incluso aquellos materiales obtenidos como subproductos de la generación eléctrica a partir de carbón mineral, cenizas volantes, no existentes en el país y cualquier otra puzolana natural, independientemente de su génesis y mineralogía y no tiene en 16 �cuenta que nuestro país tiene formación geológica diferente a la de norte América continental. Los métodos de ensayo en que se sustenta esta norma es la NC 527: (2007b) Cemento hidráulico. Método de ensayo. Evaluación de puzolanas. En la NC 120: (2007a). Hormigón hidráulico. Especificaciones, se establece requisito para el uso de adiciones tanto activas como inertes, pero no establece un requisito respecto a composición, granulometría u otro aspecto. Se regula en el caso de las activas que deben ser de probada aptitud mediante el uso del coeficiente ―k‖ de acuerdo a la relación agua/cemento y el contenido de cemento especificado en dicha norma para la prestación a que será sometida. 1.5.3 Actividad puzolánica La actividad puzolánica se refiere a la capacidad y velocidad de reacción entre los aluminosilicatos de la puzolana y el hidróxido de calcio, producto de la hidratación del cemento para formar productos cementantes. La reacción principal en estos sistemas es la que se describe en la reacción (III), donde se obtiene como producto el hidróxido de calcio hidratado, también comúnmente formulado en esta rama con las siglas C-S-H: Ca(OH)2 (s) + SiO 2 (s) + H 2 O = CaO.SiO 2 .2H 2 O(s) (III) La reacción puzolánica consiste en la solubilización de los compuestos de sílice y alúmina amorfos, o débilmente cristalizados en un medio altamente alcalino como el creado por una solución de hidróxido de calcio, con la formación de aluminosilicatos bicálcicos y tricálcicos similares a los obtenidos en el fraguado del cemento Pórtland (Quintana, 2005). La actividad puzolánica no se ha podido comprender con claridad debido a la estructura heterogénea de las puzolanas y a la compleja naturaleza de la hidratación Erdogdu (1996), no obstante, los principales factores que intervienen en su actividad se pueden ilustrar a continuación, (Erdogan, 2002). Las características generales que le confieren a las puzolanas gran reactividad son:  La suma de los componentes ácidos (SiO2+ Al2O3+Fe2O3) >70 %.  Estructuras amorfas o parcialmente desordenadas. 17 � Alta superficie específica. Por lo tanto, para evaluar una puzolana, se debe tener en cuenta su área superficial, composición química y mineralógica. 1.5.4 Aplicación de las puzolanas El primer criterio que apoyó la producción de cementos puzolánicos fue, corregir el cemento Pórtland tipos I y II al fijar la cal libre, generada durante la formación de los silicatos bicálcicos y tricálcicos, la cual es inestable a pH menores de 12, para formar compuestos estables que no son vulnerables a la acción lixiviante de las aguas ácidas. La adición de puzolanas confiere al cemento Portland y al hormigón, propiedades de gran importancia práctica como son:  Aumento de su estabilidad química y por tanto aporta una mayor durabilidad.  Disminuye la liberación del calor de hidratación confiriendo menor permeabilidad en los hormigones, que los hace idóneos para la construcción de presas y obras que necesiten grandes masas de este material.  Minimiza la expansión volumétrica durante el fraguado; lo que elimina o reduce las grietas y con ello aumenta la resistencia mecánica.  Mejora la maniobrabilidad de la mezcla de hormigón, con menor tendencia a la segregación de sus componentes.  Menor costo de producción (ahorro de combustible al disminuir el consumo de clínker).  Mayor homogeneidad del hormigón.  Reduce la presencia de cal libre, porque proporciona los elementos necesarios para completar la reacción química de formación de las fases cristalinas principales que acompañan al cemento. La cal libre presente en el clínker afecta la resistencia química del cemento y del hormigón, exponiéndolo al ―lavado químico‖ que produce la lluvia y la humedad atmosférica. 18 �Sin embargo, los cementos puzolánicos presentan también desventajas, como:  Necesidad de una mayor cantidad de agua de mezclado para una consistencia dada.  Menor resistencia a la compresión en edades cortas, pero mayores a partir de los 28 días de fraguado.  En ocasiones provoca una mayor retracción al secado.  Durante el fraguado del cemento Portland, se libera calor y grandes cantidades de hidróxidos de calcio Ca(OH) 2, el cual no posee propiedades cementantes y puede ser lixiviado del hormigón por acción del agua o reaccionar con determinados agentes químicos provocando la expansión y el debilitamiento de la masa del hormigón. La presencia de la puzolana logra por medio de su reacción con el hidróxido de calcio Ca(OH)2, que este desaparezca o disminuya en gran parte. Para evaluar las puzolanas se tienen en cuenta diferentes parámetros como la composición química, siempre puntualizando la importancia de altos contenidos de los óxidos de SiO2; Al2O3 y Fe2O3 y mínimos para los componentes alcalinos y alcalinotérreos. (Gener, 2006); (Rabilero, 1988; Rabilero, 2005; Rabilero y Muños, 1974). A partir del análisis de los efectos que las puzolanas provocan sobre el cemento se pueden utilizar en:  Morteros de albañilería (colocación de ladrillos, bloques, entre otros).  Producción de prefabricados ligeros de hormigón (bloques, adoquines, entre otros).  Fundición de hormigón masivo de baja resistencia. El uso de las puzolanas mejora la durabilidad de los hormigones por lo que las construcciones tienen una vida útil mayor (Howland; et. al., 2006). 1.6 Antecedentes de la investigación Las puzolanas se conocen desde hace más de 2500 años, algunos autores plantean que en la Grecia clásica se conocía y se utilizaban los aglomerantes del tipo cal – puzolanas, pero no fue hasta la época en la Roma clásica donde este 19 �tipo de aglomerante alcanzo su máximo esplendor. Ya para el año de 1824 en Leed, Inglaterra el albañil y maestro de obras Joseph Aspdin, patentó un nuevo producto aglomerante que denominó: cemento Pórtland, lo cual contribuyó en gran manera al desarrollo del hormigón al revolucionar las obras de ingeniería y las construcciones. Entre las bondades que representaba se destacan, las propiedades químicas y mecánicas superiores y la posibilidad de su producción industrial masiva. El patrimonio construido en el mundo es hoy un 90 % de hormigón y es el principal destino del cemento. Tanto la producción y consumo del cemento y del hormigón se asocian con el nivel de desarrollo de un país. Sin embargo también han resultado ser, de forma paradójica, los principales responsables de la degradación ambiental del planeta, debido a que su proceso productivo, en lo fundamental, está basado en la explotación intensiva de recursos no renovables (RNR), (materias primas y combustibles) quienes emiten significativos volúmenes de gases de efecto invernadero (GEI), (Rosell, 2010). La vulnerabilidad del hormigón al medio ambiente es consecuencia de las propiedades del clínquer del cemento Pórtland y de las características del sistema de poros de la matriz del hormigón, esto ha conllevado a realizar ajustes en la tecnología de producción del cemento, para hacerlos más resistentes a los ataques de los agentes agresivos, lo cual se ha logrado con la aparición de nuevos aditivos tanto químicos como minerales para mejorar la impermeabilidad de los hormigones (Aitcin, 2000; Babak y Mohammad, 2010; Xing.; et. al., 2004). En el capítulo 1 del ―Supplementary cementing materials for concrete‖ sobre minerales de Rheinisch, Alemania, demuestra la actividad puzolánica de minerales con 10 a 15% de cuarzo, 15 a 20% de feldespato sobre una matriz de vidrio con zeolitización Mehta (1987) refiere que las zeolitas del tipo analcima, chabasita, clinoptilolita, philipsita y leucita presentan actividad puzolánica (Harold, 1990). Saricimen; et. al. (1992) destaca que en los países árabes del golfo donde las condiciones ambientales son agresivas y seriamente corrosivas, el uso de las puzolanas naturales por ellos investigadas en las tecnologías del hormigón contribuye a lograr una mayor resistencia y durabilidad en la vida útil de las 20 �estructuras. La finura del cemento es un factor importante que afecta el índice de desarrollo de la resistencia, para ello Day y Shi (1994), estudiaron la influencia de la finura de la puzolana en la resistencia de las pastas de cemento - cal - puzolana natural. Los resultados demostraron que la resistencia a la compresión aumenta cuando el material es más fino, y la finura de la puzolana natural tiene su efecto más significativo en el desarrollo temprano de la resistencia. Day y Shi (1994) también analizaron el efecto del agua inicial de curado en la hidratación de los cementos que contienen puzolana natural. Como resultado obtuvieron, que las pastas de cemento Pórtland son más sensibles en el período inicial de curado que las de cemento Pórtland Puzolánico (contenido de puzolana 30 %) porque ocurre la hidratación del cemento Pórtland más rápidamente que la reacción puzolánica en pastas de cemento Pórtland Puzolánico. La hidratación del cemento Pórtland y la reacción puzolánica continúan después que las probetas se extraen a un ambiente seco (humedad relativa de 20%, aproximadamente). La presencia de puzolanas naturales retarda la hidratación normal del cemento Pórtland en las primeras horas, pero la acelera después de un día. Shannag y Yeginobali (1995) recomiendan la adición de puzolana natural al cemento Pórtland y al hormigón por separado, ya que reduce el calor de hidratación, prolonga el tiempo de fraguado y mejora la consistencia del cemento. En tiempos donde el desarrollo de las nuevas tecnologías constructivas van tomando un espacio cada vez más preponderante con vistas de mejoras en las prestaciones de los morteros y hormigones hidráulicos en las diferentes edificaciones. Ya nuestro país a partir de la década de los años 70 viene dando los primeros pasos, donde numerosas investigaciones han ido elevado el conocimiento geológico del territorio nacional, y otras encaminadas a la aplicación de materiales con propiedades puzolánicas y aditivos químicos al cemento Pórtland en la confección de los morteros y hormigones hidráulicos a nivel de laboratorio; semi-industriales e industriales. Uno de los experimentos llevados a cabo fue el caso del estudio del comportamiento cinético de la reacción de los cementos con adición de zeolitas 21 �naturales cubanas. Al respecto ha llegado a la conclusión de que la portlandita originada por la hidratación del silicato tricálcico (C 3S) reacciona con la zeolita, para dar lugar a una fase tobermorítica secundaria. (Rabilero, 1988). En su tesis doctoral Rabilero (1992), aborda la introducción del mineral zeolítico del yacimiento Palmarito de Cauto en el proceso de la fábrica de cemento José Mercerón como extensores del clínquer en la producción de cemento. Por otro lado Jimenéz (1999) utilizó las escorias ultrabásicas de los hornos de fundición de arco eléctrico de la provincia Las Tunas para obtener un material puzolánico que contenía fase belita y la utilizó en hormigones reduciendo los contenidos de cemento por m3 de hormigón. Son referencia obligada en nuestro país los trabajos realizados al respecto por Martirena que introduce el empleo de cenizas de paja de caña en la producción de un aglomerante cal-puzolana de alta finura a utilizar en sustitución de altos volúmenes de cemento como adición mineral activa demostrando su efectividad en la mejora de las propiedades mecánicas y de durabilidad, así como del perfil ecológico del material, al reducir drásticamente el contenido de clínquer de cemento Pórtland y fue posible sustituir hasta un 20% de cemento Pórtland en la mezcla por igual masa de aglomerante cal-puzolana, mejorando significativamente las propiedades mecánicas y la durabilidad, en comparación con el hormigón sin adiciones (Martirena, 2004). Calvo; et. al. (2005) determinan las propiedades puzolánicas de materiales de origen volcánico ubicados en la zona sureste de España, a través de estudios de las características composicionales, ensayos mecánicos y químicos de puzolanidad. Gayoso y Rosell reportan sustituciones de zeolita por cemento en hormigones, bajo diferentes conceptos de utilización, ya sea incorporado finamente molido como MCS o como corrector de granulometría de áridos. De manera general han obtenido hasta 12 % de sustitución de zeolita por cemento, logrando altas prestaciones donde se engloba no solo la resistencia sino las propiedades físico químicas que garantizan la durabilidad. Cabe destacar el hormigón diseñado para el edificio Atlantic que con adición de 12% de zeolita logra 62 MPa a los 28 días, 22 �llegando al año a 96 MPa (Gayoso y Rosell, 2005). Pérez (2006) establece la caracterización geológica y tecnológica del vidrio volcánico del yacimiento de Guaramanao, orientada hacia su aplicación como material de construcción alternativo. El sistema propuesto se aplica en el municipio de Holguín y permite demostrar que el uso del vidrio volcánico de esta región puede ser utilizado como material para la construcción. Como principal resultado de la investigación propone entre otros, el empleo de la materia prima como materiales de construcción alternativos, específicamente áridos y hormigones ligeros. Sin embargo no realiza pruebas encaminadas a su utilización como puzolana natural, lo que en nuestra investigación nos dimos la tarea de investigar, refiriéndonos no solo a las características geológicas generales del yacimiento de tobas vítreas sino ya más directamente a las pruebas en el laboratorio que me indiquen con mayor certeza su posible utilidad enfocándonos bajo el concepto de rendimiento del cemento con vistas a contribuir al ahorro del cemento. Varios autores como López (2006); De Armas (2008) y Muxlanga (2009) han estudiado materiales similares como es el yacimiento tobas vítreas y zeolitizadas del municipio Sagua de Tánamo para su utilización como árido ligero y puzolana natural. En estas investigaciones se evaluó la sustitución de 15 y 30 % de tobas por cemento, con la obtención de resultados favorables; sin embargo, estos se consideran preliminares, al no contar, con las técnicas y métodos empleados para la realización de los ensayos con las debidas certificaciones de calidad, lo cual no permite homologar sus resultados, para dar lugar a la necesidad de efectuar nuevas investigaciones. Costafreda y Calvo (2007) plantean que la mezcla de cemento Pórtland con agua produce reacciones de hidratación muy activas, dando lugar a la formación de productos estables, tales como la portlandita y tobermorita, a partir de la hidratación de fases minerales anhidras que están en su composición primaria. La presencia de zeolita en morteros, produce ciertas influencias en el comportamiento de esta reacción, que favorecen la formación de productos igualmente estables y duraderos. Los morteros preparados con adición de zeolita natural, exhiben valores bajos de resistencias iniciales a edades tempranas (2 y 7 días); sin 23 �embargo, el cemento de referencia sin adiciones, para este intervalo de tiempo, adquiere resistencias cuyos valores duplican los de los morteros con adición de puzolana, lo que demuestra que la presencia de zeolita natural produce una evidente ralentización de los mecanismos que rigen la reacción de hidratación, lo que posterga la ganancia de resistencias mecánicas. A los 28 días, las resistencias de los morteros con agregado de zeolita adquieren un incremento significativo que se manifiesta en sentido ascendente incluso a los 90 días de edad, cuando en ocasiones supera las resistencias del cemento de referencia. Según Costafreda; et. al. (2009) plantea que las zeolitas naturales pueden comportarse como puzolanas activas en sistemas hidróxido de calcio-puzolana, en los cuales provocan abatimientos sensibles en los contenidos de carbonato de calcio Ca(OH)2 y de la cal libre en disolución a medida que transcurre el tiempo. Llegando a la conclusión de que muchas especies de zeolitas interfieren drásticamente en la concentración de carbonato de calcio Ca(OH)2 en disolución y en la conductividad eléctrica de la misma, lo que es un aspecto inherente al tamaño de la partícula, la composición química y la capacidad de intercambio iónico de estos materiales. La aplicación de estos materiales puzolánicos con alta superficie específica trae consigo un mayor consumo de agua en relación al cemento. De igual modo, Dopico aborda similar temática pero utilizando en este caso la zeolita finamente molida y logra hormigones con un 20% de sustitución de cemento con resistencias de 45 MPa, cuyas cualidades de compacidad lo definen como durable, (Dopico, 2009). Rosell (2010) en su investigación confirma que la demanda de agua que provoca el uso de la zeolita como material puzolánico, es controlada con el uso de aditivo químico incrementando la dosis con respecto al patrón, en función de la finura de la adición y el asentamiento que requiere la tecnología. Se manifiesta el incremento de la resistencia mecánica con el uso de la zeolita como material cementicio suplementario (MCS), lo cual evidencia su reactividad puzolánica y eficacia en el objetivo de aumentar el rendimiento del cemento logrando economías y sustentabilidad del proceso producción de hormigón de resistencias 24 �típicas del país. Según Cabrera (2010), valora un grupo de materiales tobáceos para su utilización como puzolana natural dentro de los cuales se encuentra las tobas de Sagua de Tánamo, Guaramanao, Caimanes y San Andrés. En la investigación se logra determinar la resistencia a la flexotracción y a la compresión de morteros elaborados con la sustitución de 15 y 30 % de tobas por cemento, cuyos resultados evaluados fueron favorables. No obstante, en la investigación no determina el índice de puzolanidad y la caracterización granulométrica se realiza por vía seca, lo que quiere decir que los resultados pudieron verse afectados, debido a que lo recomendado para clases de tamaño pequeñas es el método por vía húmeda. Además se analiza el material sólo a los 7 y 28 días, lo que impide, conocer si las resistencias se incrementan en el tiempo, como se ha planteado por investigadores como Rabilero y Muños (1974), Gener y Alonso (2002) y otros, que lo establecen como característica fundamental de los materiales puzolánicos. Los materiales puzolánicos son muy conocidos actualmente, así como sus ventajas en la mejora de gran número de cementos; según Costafreda; et. al. (2011a) mostraron resultados prácticos, obtenidos de recientes investigaciones de tobas de composición dacítica, capaces de sustituir al cemento Pórtland de alta resistencia inicial en morteros y hormigones. Los contenidos apreciables en sílice y en alúmina, los bajos contenidos en sulfato y materias orgánicas, y una molienda adecuada, entre otros, son las causas, al parecer, de la eficacia de este material a la hora de aportar valores apreciables de resistencias mecánicas a edades cercanas y superiores a los 28 días. Costafreda; Díaz y Calvo (2011b), determinaron las propiedades físicas, mecánicas y químicas de algunas zeolitas naturales procedentes de México, Cuba y España y su incidencia en ciertas aplicaciones eminentemente prácticas. Plantean que los resultados indican que cada variedad de zeolita natural aporta respuestas diferentes frente a los ensayos, posiblemente influenciado por la sutil variabilidad de su composición química. Es evidente que las propiedades físicas, químicas y mecánicas de las zeolitas naturales varían sensiblemente de un tipo a otro dentro de la propia familia mineralógica. Es un hecho que se refuerza cuando 25 �estas zeolitas se encuentran en paragénesis con otros minerales distintos, como ocurre en el sureste de España, donde es frecuente encontrar representantes de los filosilicatos, fundamentalmente montmorillonita, como especie mayoritaria del grupo de las esmectitas que son singenéticas con la mordenita en los yacimientos zeolíticos españoles. En el caso de las zeolitas de México y de Cuba, plantean los autores Costafreda; Díaz y Calvo (2011b) que puede deducirse su pureza a partir de la gran estabilidad de volumen y del tiempo de fraguado; asimismo, por las resistencias mecánicas elevadas que ofrecen sus probetas ante la compresión. Costafreda (2011) establece la relación que existe entre el diámetro de las partículas de muestras compuestas esencialmente por zeolitas y esmectitas y su comportamiento puzolánico. El estudio de tres muestras, tras su trituración en tres fracciones distintas (0,080 mm, 0,063 mm y 0,045 mm), demuestra que la superficie específica y la puzolanidad aumentan en la medida en que disminuye el diámetro de las partículas. Por tal razón para la utilización de los materiales señalados anteriormente se hace necesaria la realización de pruebas que validen su utilización en los diferentes campos de aplicación. Almenares (2011) realiza una evaluación de los materiales tobáceos de los yacimientos Sagua de Tánamo, Caimanes, Guaramanao y San Andrés como puzolanas naturales al 15 y 30 %, determinando la composición química, la caracterización granulométrica, mineralógica y la determinación del índice de actividad puzolánica, poseen perspectivas para su utilización como aditivo puzolánico, por lo menos al ser utilizados en sustitución de un 15 % de cemento. Cuando sustituyo el 30 % de cemento con material tobáceo, obtuvo morteros cuyas resistencias son suficientes para su utilización en aplicaciones de albañilería. En su trabajo señala que los materiales puzolánicos que actúan como aglomerantes le conceden baja resistencia mecánica a una edad temprana, y su fraguado es algo más lento que el del cemento Pórtland ordinario. Por esta razón lo considera como un cemento para aplicaciones de albañilería. Aunque el destaca que en los últimos años ha adquirido una aplicación en la fabricación de hormigones hidráulicos, confiriéndole propiedades ventajosas a los cementos, 26 �tales como mayor resistencia a mayor edad, menor calor de hidratación y durabilidad. Investigadores como Rosell y Gayoso (2001), dirigieron sus investigaciones al empleo de las zeolitas naturales, como material de construcción, principalmente en la producción de cementos y otros aglomerantes, y como aditivos o agregados ligeros, para la producción de hormigones de altas prestaciones con excelentes cualidades técnicas, como la impermeabilidad y durabilidad. Rosell; et. al. (2011), plantean que las adiciones activas en los hormigones son cada día más usuales, no solo debido a razones económicas, sino porque los efectos que se desarrollan son beneficiosos para las prestaciones del hormigón, dígase durabilidad y resistencias mecánicas. Destacó también el desarrollo de estudios de algunos minerales industriales nacionales de génesis ígnea como los vidrios volcánicos, las tobas vítreas o zeolitas, han demostrado su actividad puzolánica. Pérez; Carballo y Ruiz (2013) estiman la ventaja económica que supondría un mejor uso del material zeolítico con granulometría menor de 0.8 mm donde se incluye un material conocido como fillers según NC 120: (2007a) en la elaboración de hormigones para la construcción, mezclándolo directamente en las plantas hormigoneras con los demás componentes y reduciendo el empleo del cemento. Su aplicación en la fábrica de traviesas de la provincia de Villa Clara permitió disminuir un 12 % el cemento empleado, además de reducir el tiempo de desmolde de 12 a 6 horas, con mejor acabado en las piezas y mayor resistencia de las mismas en el tiempo. Las primeras producciones de lo que comenzó a ser llamado cemento romano en Cuba, se realizaron en nuestro país en una pequeña planta instalada a tal fin en el lugar conocido por El Brujo a mediados de 1987 en Santiago de Cuba. Algo más tarde sucedió en la provincia Granma donde se realizaron investigaciones ingeniero geológicas por un grupo de especialistas encabezado por el entonces Ing. Rolando Rizo Beria y la Ing. Milagros Bridón, pertenecientes a la Empresa Geominera Oriente en las tobas zeolitizadas de la localidad de Bueycito, municipio Buey Arriba, para ese entonces en dicho yacimiento se contó con una planta de 27 �procesamiento del mineral, el por qué hoy día no contamos con dicha planta sufre de varias interrogantes al paso de los años, una de ellas pudo haber sido las reiteradas violaciones en todo proceso tecnológico del mineral desde que es extraído de la mina hasta su paso por la planta de procesamiento. En su investigación Zaldivar (2011) realiza una reevaluación del mencionado yacimiento de las tobas zeolitizadas de Bueycito donde se evidencia la posibilidad del uso de este material puzolánico en las mezclas de hormigón y morteros hidráulicos de fck 20 MPa con adiciones de 5 y 10 %, logrando rendimientos del cemento superiores a la unidad. La evaluación entonces de materiales puzolánicos consiste obviamente en encontrar materiales que por sus características químicas, mineralógicas y petrológicas, incluso morfológicas hagan suponer la posibilidad de actividad puzolánica. Las tobas vitroclásticas de origen volcánico, constituyen una fuente prácticamente inagotable de puzolanas. Por lo que se puede considerar que el empleo actual de materiales puzolánicos es una aplicación innovadora de una tecnología antigua para depósitos de materiales con características adecuadas que permitan su utilización para estos fines. 1.7 Características físico-geográficas del yacimiento Jiguaní Según Llull (1995) en su Informe de Prospección Detallada y Exploración Orientativa de vidrio volcánico en el yacimiento Jiguaní da a conocer las siguientes características físico-geográficas y geológicas generales del yacimiento. Ubicación El yacimiento se encuentra ubicado al Norte de la ciudad de Jiguaní, en la localidad conocida como Pozo Viejo, en la provincia Granma, se localiza en la plancheta topográfica 4977-II. Según el sistema de coordenadas Lambert el sector de estudio se encuentra ubicado en el siguiente punto, X: 541 900; Y: 195 500. Relieve El área de estudio se caracteriza por tener una superficie suavemente ondulada, a veces llana, con cotas que oscilan entre 5 - 100 m.s.n.m., resultando el límite Sur del valle con cota de 100 m; reflejo de los intensos cambios estructurales y morfológicos transcurridos en el tiempo. 28 �Clima Es un área típica de un clima tropical húmedo, sometida a la acción de los vientos alisios del NW en el invierno y de ENE en verano. De acuerdo a la distribución de las precipitaciones atmosféricas, se determinan en el año dos períodos, el húmedo (Mayo-Octubre) y el período seco (Noviembre-Abril) con 200-300 mm que resulta insuficiente para el abastecimiento de agua a algunos tipos de cultivos y para el consumo de animales, en comparación con el lluvioso (600 y hasta 1100-1200 mm), con una media anual de la provincia de 1350 mm. La distribución de las precipitaciones es irregular y juegan un papel significativo en los escurrimientos superficiales y en el régimen subterráneo, las cuales aumentan con las alturas topográficas. Los valores más bajos de lluvia en la provincia se registran hacia zonas de Cauto Cristo, Río Cauto, Jiguaní y Pilón. En el Valle del Cauto las zonas de muy baja pluviosidad, reflejan láminas de 800 mm anuales o menos, convirtiéndose en una de las llanuras más secas de la isla, provocando la concentración de altos contenidos de sales. La temperatura media anual se oscila entre los 24 y 26°C, con mínimas entre 19.6 y 22.2°C y máximas que fluctúan entre los 30.0 y 32.5°C. Figura 1.1. Mapa de ubicación geográfica 29 �1.8 Marco geológico regional y local Estratigrafía de la región La región es típica de sedimentos con edades que fluctúan entre el Holoceno y el Eoceno Medio (Brull; et. al., 1998), según el levantamiento cubano-húngaro a escala 1:250 000 (figura 1.2.), siendo características las formaciones geológicas siguientes: - Grupo El Cobre: Subdivisiones (eco): Fm. El Caney y Fm. Pilón. Se puede localizar en los alrededores del poblado El Cobre y otras áreas de las provincias de Granma y Santiago de Cuba. Constituida por diferentes tipos de rocas vulcanógenas y vulcanógeno-sedimentarias en distintas correlaciones y combinaciones alternantes, muy variables en sentido vertical y lateral. Las transiciones entre ellas a veces son bruscas y otras graduales y en muchos casos es prácticamente imposible establecer delimitaciones entre ellas. Las rocas más abundantes son: tobas, tobas aglomeráticas, lavas y lavas aglomeráticas de composición andesítica, andesito-dacítica y dacítica, raramente riolítica, riodacítica y basáltica. Con estas rocas se intercalan tufitas y calizas, además se asocian a este complejo vulcanógeno-sedimentario cuerpos hipabisales y diques de diversa composición. En su composición también participan tobas cineríticas, tufitas, tobas calcáreas, calizas tobáceas, areniscas polimícticas y vulcanomícticas y grauvacas. Yace discordantemente sobre las formaciones Manacal, Palma Mocha y Tejas. Está cubierta concordantemente por la Fm. Puerto Boniato y discordantemente por las formaciones Cauto, Charco Redondo, Dátil, Jaimanitas (parte indiferenciada y su Mbro. Tortuguilla), Río Maya, San Luis, los Grupos Guacanayabo (Fm. Manzanillo), Guantánamo (Miembros Guardarraya y Yacabo de la Fm. Punta Imías) y el Mbro. Quintero (Fm. La Cruz). Edad: Paleoceno- Eoceno Medio parte baja. -Formación Mícara (mc): Se desarrolla en las provincias de Granma, Holguín y Santiago de Cuba. Por su composición esta unidad se puede dividir en tres partes: inferior, media y superior. Inferior: Constituida por aleurolitas masivas, mal estratificadas, brechas, areniscas, arcillas y calizas. 30 �Media: Secuencia olistostrómicas de margas, areniscas, aleurolitas, gravelitas y conglomerados. Los olistolitos son de brecha y ultrabasitas serpentinizadas. La estratificación es buena. Superior: Predominan las aleurolitas y subordinadamente brechas y areniscas tobáceas, en su parte más alta, con intercalaciones de tobas ácidas bentonizadas y calizas. Presentan buena estratificación. Las areniscas, aleurolitas, brechas, gravelitas y conglomerados son polimícticos. Las calizas son biodetríticas, arenosas y brechosas. Algunas veces en la parte alta de la formación, las areniscas y aleurolitas tienen un contenido alto de tobas vitroclásticas y cristaloclásticas y de tufitas psammíticas. En estos depósitos se observa estratificación gradacional y en ocasiones cruzada. Yace discordantemente sobre las formaciones La Picota y Santo Domingo. Es cubierta concordantemente por la Fm. Gran Tierra y discordantemente por las formaciones Charco Redondo, Mucaral, Puerto Boniato y Sabaneta. Su parte inferior transiciona lateralmente a la parte alta de la Fm. La Picota. Edad: Cretácico Superior Maestrichtiano Superior- Paleoceno Inferior Daniano basal. -Formación Charco Redondo (chr): Sus depósitos están ampliamente distribuidos en todo el Norte de la Sierra Maestra incluyendo la Cordillera de la Gran Piedra. Son calizas compactas organodetríticas, fosilíferas, de color variable. En la parte inferior del corte, son frecuentes las brechas y en la base en ocasiones conglomerados basales. Pueden aparecer calcarenitas, y algunas areniscas escasas intercaladas. Yace discordantemente sobre las formaciones Caney, Tejas, y el Grupo El Cobre (parte indiferenciada). Está cubierta discordantemente por las formaciones Barrancas, Bayamo, Dátil, Farallón Grande y San Luis. Aparece cortada en los pozos Granma 1, Embarcadero, Santa Regina 1, Manzanillo 1, Oruita 1 y Vicana 2. Edad: Eoceno Medio. - Formación Barrancas (bs): Se extiende en forma de franja irregular por la parte Noroccidental de la Sierra Maestra, entre los ríos Buey y Mabay, provincia Granma. Son características las tobas riolíticas-riodacíticas, cristalo-vitroclásticas 31 �y vitroclásticas, margas, areniscas calcáreo-tobáceas, calizas biodetríticas y calcilutitas. Cubre discordantemente a las formaciones Charco Redondo y El Caney, no estando clara su relación con la Fm. Farallón Grande. Está cubierta discordantemente por las formaciones Cauto y Dátil. Esta unidad representa un vulcanismo remanente del Arco Volcánico Paleogénico, el cual se manifiesta también en una serie de diques que cortan las unidades Farallón Grande y San Luís. Los sedimentos siliciclásticos, del Eoceno Medio (parte alta) - Eoceno Superior, afloran ampliamente bordeando la cuenca desde el Sur y hasta el Noreste. Edad: Eoceno Medio (parte alta)-Eoceno Superior. - Formación San Luis (sl): Se desarrolla ampliamente en la vertiente Sur y Este de la cuenca, de gran potencia, compuesta predominantemente por areniscas polimícticas, limolitas, margas, arcillas, calizas arcillosas, biodetríticas, arenosas y conglomerados polimícticos. Se encuentra muy bien estratificada. Está cortada por diques y cuerpos de basaltos. Yace concordantemente sobre las formaciones Farallón Grande y Puerto Boniato, cubierta discordantemente por las formaciones Casanova, Cauto, Río Maya, Manzanillo, Sevilla Arriba, Cabo Cruz, Bitirí y Camazán. Los mayores espesores de la cuenca están formados por los paquetes de rocas carbonatado-arcillosas y fragmentario-carbonatadas desde el Oligoceno al Reciente. Edad: Eoceno Medio (parte alta)-Eoceno Superior. - Formación Camazán (cz): Aflora en grandes áreas en la región central de la cuenca, siendo una de las unidades más ampliamente distribuidas. Se corresponde con una secuencia de calizas coralino-algáceas (biolititas), calizas biodetríticas a veces arcillosas, calcarenitas, calciruditas, limolitas calcáreas, con intercalaciones de margas y arcillas, ocasionalmente yesíferas; su coloración es variable, desde el amarillo, crema, carmelita y gris. Se observa en relación discordante con las formaciones Charco Redondo, San Luis y Tejas. Es cubierta concordantemente por las formaciones Paso Real y Río Jagüeyes, y discordantemente por las formaciones Bayamo y Cauto. Transiciona lateralmente a la Fm. Bitirí, y en parte a la Fm. Paso Real. 32 �Edad: Oligoceno Superior -Mioceno Inferior por asociación fosilífera. - Formación Bitirí: Ocupa áreas discontinuas en la región de Contramaestre y Jiguaní. Litológicamente está constituida por calizas algáceas de matriz fina, duras, compactas y carsificadas, que contienen ocasionalmente fragmentos de corales y grandes Lepidocyclinas. Colores amarillo-grisáceo a carmelitoso. Yace discordantemente sobre las formaciones Charco Redondo y San Luis. Es cubierta discordantemente por las formaciones Cauto, Río Jagüeyes y la cobertura aluvial Cuaternaria. Lateralmente transiciona a las calizas algáceas de la Fm. Camazán. Edad: Oligoceno Superior- Mioceno Inferior. - Formación Rio Macío (rio): Está constituida por bloques, cantos rodados, gravas, arenas, aleurolitas y arcillas. Se extiende en el cauce, orillas y desembocadura de los ríos. Yace discordantemente sobre numerosas formaciones, que abarcan desde las formaciones más antiguas hasta el Cuaternario. Edad: Holoceno. - Formación Bayamo (by): Puede observarse al Sureste y centro de la cuenca, principalmente en los alrededores de la ciudad de Bayamo. Se compone de arenas grises y amarillo-grisáceas de grano fino, con lentes de areniscas y conglomerados de guijarros finos e intercalaciones de arcillas arenosas. Cubre discordantemente las formaciones Camazán, Charco Redondo, Manzanillo y Paso Real. La sobreyace concordantemente la Fm. Cauto. Edad: Plioceno Superior- Pleistoceno Inferior. - Formación Cauto (cau): Ocupa la mayor parte del área de la Cuenca Cauto. Son depósitos mal consolidados de arcillas, limos, arenas, gravas polimícticas y conglomerados polimícticos, con estratificación horizontal y cruzada. Coloración gris y gris-parduzca. Yace concordantemente sobre la Fm. Bayamo y discordantemente sobre las formaciones Barrancas, Bitirí, Camazán, Dátil, Manzanillo, Paso Real, Río Jagüeyes, San Luis, Manzanillo, Paso Real y el Grupo El Cobre. En el Cuaternario también se han depositado abundantes sedimentos, los cuales aún no son reconocidos como una formación, pero se agrupan por los ambientes de sedimentación predominantes. 33 �Edad: Pleistoceno Superior. - Formación Dátil (dt): Está constituida por un conglomerado seleccionado, mal cementado y sin estratificación polimíctico mal visible, color rojizo con manchas de ocre. En la mayoría de los casos, los cantos son sub-angulosos y sus diámetros varían entre 0.5 cm y 35.0 cm. Están constituidos por distintos tipos de rocas de la Fm. Cobre, incluyendo rocas abisales, hipabisales e hidrotermales, entre los cuales predominan las variedades más resistentes, calcedonia y ágata en menor medida. La matriz del conglomerado es una arenisca arcillosa, de color rojo con manchas de ocre, poco resistente, friable y limonitizada. Edad: Plioceno Superior- Pleistoceno basal. - Formación Yayal (yay): Constituida por arcillas calcáreas y compactas de color crema y blanco; calizas organodetríticas, agrietadas, cavernosas de color blanco y crema; margas carbonatadas, nodulares, agrietadas, verde grisácea y dolomitas arcillosas, duras cavernosas, a veces organógenas, color blanco y verde cremoso. Las estructuras son masivas y la estratificación está enmarcada por cambios litológicos. Edad probable: Mioceno medio. - Formación Caney: Solo aflora en el borde noroccidental de la Sierra Maestra, o sea, la parte Sur y Este de la cuenca. Está representada por una alternancia de tobas cineríticas, tufitas, tobas calcáreas, tobas lapíllitas, calizas tobáceas. Se han reportado un conjunto de rocas volcánicas y piroclásticas bien estratificadas: conglobrechas tobáceas, tobas de diferente granulometría de colores desde amarillento, verdes o abigarradas, tufitas y calizas tobáceas de color verdoso, calizas de color gris claro y margas. Se depositó concordantemente sobre la Fm. Pilón y la secuencia indiferenciada del Grupo El Cobre, con la cual transiciona lateralmente también. Está cubierta concordantemente por la Fm. Puerto Boniato y discordantemente por las formaciones Barrancas, Charco Redondo y San Luis. Edad: Eoceno Medio (parte baja). -Formación Puerto Boniato (pb): Se desarrolla en forma de franja discontinua en la Sierra Maestra, al S de la Sierra de Cristal y al S de Baracoa, provincias de Santiago de Cuba, Holguín y Guantánamo. Litológicamente presenta una 34 �alternancia de calizas organodetríticas aporcelanadas, algáceas y margas, con intercalaciones de sílice negro- parduzco. Yace concordantemente sobre las formaciones El Caney, Sabaneta y Gr. El Cobre (parte indiferenciada) y discordantemente sobre la Fm. La Picota. Es cubierta concordantemente por las formaciones Mucaral, San Luis y Sierra de Capiro. Se depositó en un ambiente de aguas medianamente profundas. Edad: Eoceno Medio. - Depósitos palustres (pQ4): Estos sedimentos costeros se forman en dos ambientes esencialmente diferentes, distinguiéndose dos tipos de depósitos: los pantanos costeros de agua dulce y los pantanos de mangles. Los primeros prácticamente no reciben material terrígeno y sus depósitos están representados fundamentalmente por residuos vegetales y limos carbonatados; y los segundos se representan en facies carbonatado-arcillosas y arcillosas. La facie terrígena de los pantanos de mangles es característica de arcillas de color gris oscuro y pardo oscuro fuertemente salinizadas, y las arcillas arenosas con restos carbonizados de troncos y raíces de mangles. La facie carbonatada de los depósitos de pantanos de mangles es característica de limos finos carbonatado-organógenas con una cantidad variable de detrito vegetal. - Depósitos aluviales (alQ4): Característicos de arenas, arenas arcillosas y arcillas arenosas, de color carmelita pardusco con manchas rojizas y grises de granulometría media a fina, e intercalaciones de gravas y guijarros pequeños de cuarzo, fragmentos de areniscas cuarzosas, concreciones ferruginosas, y localmente, sedimentos carbonatados con fragmentos de caliza organógena. Su espesor varía de 1-5 m. La composición de los clastos depende directamente de las fuentes de aporte, mientras que la granulometría se vincula con la cercanía de estas, pues a medida que avanza hacia las costas los sedimentos son más finos. Comportamiento tectónico regional La tectónica de la parte Suroriental de Cuba está determinada por su posición en la zona de interacción de las placas litosféricas Norteamericana y Caribeña, encontrándose relacionadas indisolublemente con la fosa profunda de Oriente al Sur, la depresión graben sin forma Cauto-Nipe al NW y la depresión Central35 �Cuenca de Guantánamo al NE (Flores & Millán 1998). La Cuenca Cauto ubicada al Oeste de Cuba Oriental tiene la forma de un triángulo alargado, representando una zona deprimida rellena de grandes espesores de sedimentos del Terciario y el Cuaternario. Limita tectónicamente al Norte con la Falla Axial y el Elevado de Nipe; al Oeste con el sistema de fallas rumbo deslizantes Cauto-Nipe (Noroeste) que limita a Las Tunas con Granma; al Sur con la falla Bartlett y al Este con el sistema de fallas rumbo deslizantes Cauto-Nipe (Sureste) que limita a la Sierra Maestra de la Cuenca Cauto). Los movimientos tectónicos recientes de la corteza terrestre han sido objeto de valoraciones según la evaluación ingeniero-geomorfológica de los datos geodésicos de la red altimétrica nacional de alta precisión. El análisis conjunto de los perfiles geólogo-geomorfológicos complejos y de las velocidades relativas de los movimientos (Almirall et al. 1994), permitió la confección del esquema de las tendencias generales de la geodinámica reciente del sector centro-meridional de la cuenca del río Cauto, del cual se infiere que:  Para la periferia septentrional (incluyendo toda la llanura Sabanilla, paleosector de la cuenca hidrográfica del Cauto, situada al Sur de Campechuela y Manzanillo) es característico un incremento general de los descensos relativos del SW (-2 a -3 mm/año) al NE (-6 a -7 mm/año), en dirección a la depresión Cauto.  El carácter general del incremento de los descensos refleja que la llanura no posee una morfoestructura plicativa sino de bloque-falla. La depresión Cauto se caracteriza por descensos generales, los cuales crecen hacia el Este, alcanzando en su parte central de -12 a -15 mm/año. Investigaciones sobre la geodinámica de Cuba Oriental reflejan descensos entre -2,5 y -7 para la región axial de la Cuenca del Cauto, las cuales se evidencian en el perfil complejo de la línea geodésica Holguín-Bayamo y en el mapa general de los movimientos de ese móvil territorio. El análisis de los gradientes de las velocidades relativas de los movimientos tectónicos recientes, refleja una fuerte actividad neotectónica en la depresión, la cual se corresponde con la diferenciación morfoestructural, las manifestaciones sísmicas y los jóvenes procesos de formación de grietas, que determinan en 36 �ocasiones la formación de generaciones de deslizamientos en el joven cañón del río Cauto, como ocurrió pocos años atrás en el poblado La Yaya. La interpretación de la estructura profunda a través del corte transversal de Cuba Suroriental, refleja la correspondencia entre la diferenciación morfoestructural, el campo gravimétrico y el régimen espacial de la endodinámica reciente de la Cuenca Cauto, región cubana de marcada y sostenida subsidencia durante la segunda parte del presente siglo. En Cuba, durante la etapa neotectónica (Mioceno-Cuaternario) del desarrollo del relieve se originaron numerosas cuencas superpuestas de subsidencia, entre las que sobresale la depresión Cauto-Nipe, la cual en el Pleistoceno SuperiorHoloceno experimentó una inversión de su régimen tectónico, con ascensos débiles que originaron la formación de varios pisos de llanuras y espectros de terrazas marinas, fluviomarinas y fluviales. De acuerdo a las mediciones geodésicas repetidas se detectó una tendencia actual a los descensos (nueva inversión geodinámica), que alcanza en su zona central valores de hasta -14 mm/año y menos acentuados hacia las partes periféricas de Cabo CruzManzanillo con valores entre -1 y -6 mm/año, y aún más actualizados del orden de -2,5 a -7 mm/año. Paralelamente a los cambios glacioeustáticos, en este caso de sentidos opuestos, el régimen natural de interacciones hidrológicas entre el acuatorio marino del Golfo de Guacanayabo y el potencial freático de la Cuenca Cauto ha sufrido sensibles rupturas de su equilibrio dinámico, debido a la transformación ingenieril del gasto fluvial de esta última por la construcción de embalses con fines socioeconómicos y preventivos ante los riesgos por devastadoras inundaciones. En este contexto, la intrusión salina avanza tierra adentro, lo cual entre otros procesos adversos contribuye a la desertificación de su paisaje geográfico. Otras evidencias de los descensos continuos de la corteza terrestre de la depresión superpuesta Cauto-Nipe lo constituyen:  La extensión y ampliación de los geosistemas transicionales litorales (manglares) en la zona de Cabo Cruz, obtenidas mediante cartografía comparativa de la década de los años 50 y la actualidad 37 � La desaparición de tramos del camino colonial de la región bajo algunos sectores cenagosos o de su acercamiento a la costa actual  La reconstrucción del poblado de Cabo Cruz en la terraza abrasiva más elevada, al Este del asentamiento original  La transgresión marina total sobre cayos y formas acumulativas del litoral manzanillero, entre muchas. Geomorfología regional Constituye la tercera megamorfoestructura general de Cuba Suroriental, en la cual transcurrieron los descensos neotectónicos más intensos del archipiélago cubano. Esta es una zona marginal transitoria de tipo isostático de compensación, entre las regiones de los arcos insulares septentrional y meridional de Cuba Oriental (Almirall; et. al., 1994). En esta paleodepresión se depositaron grandes espesores de sedimentos carbonatados y terrígenos durante el Oligoceno-Mioceno. Según los datos de perforación, se distinguen tres depresiones: Guacanayabo (1750 m), Cacocum (1300 m) y Nipe (900 m), divididas por los ascensos de Babiney-Mir y BarajaguaMarcané. En la etapa neotectónica tardía fue de gran importancia la activación de algunas fallas regionales y zonas de fallas transregionales de dirección SW-NE. Las grandes zonas de morfoalineamientos transverso-diagonales, que dividen el macrobloque montañoso de la Sierra Maestra en mesobloques, atraviesan la morfoestructura longitudinal-sublatitudinal original de la depresión y la fraccionan en un mosaico de mesounidades transverso-diagonales. En la depresión-graben del Cauto predominan amplias llanuras bloque-monoclinales escalonadas, en las cuales, en ocasiones aflora el basamento plegado y cuerpos intrusivos. En la región de Jiguaní, se refleja claramente la continuación de las morfoestructuras montañosas por medio del sistema de fallas que determinan un claro escalonamiento de las llanuras hacia el NE, y en Bayamo hacia el NW. En el relieve de la llanura se destacan el horst lineal El Yarey y una morfoestructura circular, relacionados con el desarrollo de intrusiones basálticas. 38 �En la parte occidental de la depresión-graben están ampliamente desarrolladas las llanuras monoclinales planas, con alto desarrollo de meandrización. En el Pleistoceno Tardío, la depresión experimentó, en esta región, una inversión del régimen tectónico; los descensos fueron sustituidos por ascensos en la zona de intersección de la morfoestructura local, lo que produjo un profundo cortamiento del cauce del río Cauto. Hacia el Este, las altas llanuras bloque-monoclinales Remanganaguas- Buenaventura constituyen una zona de tránsito hacia la depresión Central, esas grandes morfoestructuras son cortadas por valles tectóno-estructurales como el del río Contramaestre, y más al Este por sectores deprimidos de graben como San Luis-Dos Caminos. Al Norte de estas llanuras el relieve se caracteriza por el diseño paralelo de la red fluvial de los ríos Cauto y Salado, y también en el caso de La Rioja. Las formas fluviales pequeñas y de cárcavas en esta región, son paralelas. Los elementos de disección erosiva en conjunto, cortaron las zonas lineales de formación de grietas recientes, esto permitió una nueva zona sublatitudinal-longitudinal de alineamientos morfoestructurales. La morfoestructura de los flancos septentrional y meridional de la depresión se diferencia claramente en las variaciones de los espectros de terrazas fluviales. En el flanco Norte de los valles fluviales están desarrolladas unas terrazas bajas escalonadas; mientras que en el flanco meridional de los valles predominan terrazas erosivas altas. El extremo más oriental de la cuenca hidrográfica del Cauto, ocupa las llanuras altas de la depresión central (H=200-220, 260-280 m), siendo en el contexto geólogogeomorfológico de Cuba Oriental una de las depresiones más antiguas. Está ocupada por conglomerados, areniscas y arenas arcillosas de las formaciones molásicas del Eoceno Tardío. En la etapa neotectónica, la depresión experimentó ascensos débiles y la falla ―Oriente‖ la separó de la depresión CautoNipe. Las llanuras del fondo de la depresión representan una formación de zócalo y no existen huellas de acumulación Plioceno-Cuaternaria significativa. Morfológicamente, esta depresión no es un hundimiento intermontañoso típico, sino la depresión de la zona de ascensos. 39 �En el período reciente está deformada por un complejo sistema de bloques morfoestructurales. En su porción central están desarrolladas las llanuras bloqueescalonadas subhorizontales, las cuales al Norte y al Sur transitan al sistema de escalones premontañosos, lo que demuestra el incremento de los ascensos hacia la periferia montañosa. La depresión está fracturada por las fallas diagonales de dirección SW-NE, las cuales también limitan el bloque central más elevado del macizo de la Gran Piedra. Características geológicas del yacimiento Jiguaní Figura 1.2. Mapa geológico de Jiguaní La Fm. Caney (Eoceno Medio - Inferior) está representada por una alternancia de tobas cineríticas, tufitas, tobas calcáreas, tobas lapíllitas y calizas tobáceas. La Fm. Charco Redondo (Eoceno Medio) está compuesta por calizas compactas organodetríticas, fosilíferas, de color variable. Pueden aparecer calcarenitas, y algunas areniscas escasas intercaladas. 40 �La Fm. San Luis (Eoceno Medio - Eoceno Superior): se compone predominantemente por areniscas polimícticas, limolitas, margas, arcillas, calizas arcillosas, biodetríticas, arenosas y conglomerados polimícticos. Se encuentra muy bien estratificada. La Fm. Camazán (Oligoceno Superior - Mioceno Inferior), se corresponde con una secuencia de calizas coralino-algáceas (biolititas), calizas biodetríticas a veces arcillosas, calcarenitas, calciruditas, limolitas calcáreas, con intercalaciones de margas y arcillas, ocasionalmente yesíferas. La Fm. Bayamo (Plioceno Superior - Pleistoceno Inferior) se compone de arenas grises y amarillo-grisáceas de grano fino, con lentes de areniscas y conglomerados de guijarros finos e intercalaciones de arcillas arenosas. La Fm. Cauto (Pleistoceno Superior.) presentan depósitos mal consolidados de arcillas, limos, arenas, gravas polimícticas y conglomerados polimícticos, con estratificación horizontal y cruzada. Coloración gris y gris-parduzca. Tectónica: Atendiendo a las particularidades geológicas en el área del yacimiento, a la forma de ocurrencia y disposición en el corte geológico de las tobas vitroclásticas, se piensa en la presencia de fallas que provocaron la formación de bloques de tipos horstmonoclinales. Movimientos neotectónicos tardíos reactivaron estas fallas y gracias a ello fue posible que aflorara el basamento, en este caso lo constituyen las tobas vitroclásticas. Rocas encajantes: Tobas vitroclásticas de color gris, de granulometría fina a media, en mayor o menor grado abrasivas al tacto. Estructura vitroclástica, roca compuesta por vidrio volcánico en forma de vitroclastos de diferentes formas. Características morfológicas del cuerpo mineral: Por su morfología el yacimiento asemeja un cuerpo con forma de bolsón, se observan acuñamientos del horizonte tobáceo, hacia el Norte y Sur, la potencia de la zona mineralizada, alcanza 17.80 m en la parte de mayor espesor. A lo largo del rumbo, el cuerpo mineral alcanza una extensión aproximada de 285 m. Por el buzamiento el cuerpo mineral se entierra hacia el Este (con buzamiento aproximado de 12º) por debajo del paquete de calizas que sobreyacen el horizonte de tobas y que afloran en la parte más elevada del área del yacimiento. 41 �Composición mineralógica: Las tobas vitroclásticas del yacimiento, mineralógicamente están constituidas esencialmente por vidrio volcánico y montmorillonita, subordinadamente contienen, aunque en bajos por cientos, feldespatos, calcita, cuarzo y raramente zeolita. Calidad de la materia prima: Se aprecia que los compuestos que aparecen como constituyentes son: en mayores cantidades óxido de silicio y óxido de aluminio, con composición media el óxido de hierro III, óxido de calcio y en menores cantidades los óxidos de sodio, magnesio, potasio y manganeso. Contenido, (%) Compuesto Tabla 1.2. Composición química (media) SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO Na2 O K2O MgO MnO2 P2O5 TiO2 SO3 PPI 61.27 13.20 3.15 3.58 1.75 2.29 0.05 0.09 0.38 0.1 10.32 3.73  Contenido medio de vidrio volcánico 60.22%  Contenido medio de montmorillonita 35.06%  Contenido medio de intercambio catiónico 31.82 meq  Contenido medio de CaCO3 4.09  Peso volumétrico seco 1.008 t/m3  Peso volumétrico saturado 29.82% 42 �CAPÍTULO 2. MATERIALES Y MÉTODOS En el presente capítulo se hace una descripción detallada de la metodología empleada durante la caracterización geológica general y evaluación de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní como material puzolánico. 2.1 Metodología de la investigación La investigación desarrollada contempló una metodología basada en 4 etapas de investigación, las cuales se sintetizan en la recopilación, análisis, procesamiento e interpretación de la información, así como su posterior representación, las cuales son esquematizadas a continuación en la figura 2.1. Para dar cumplimiento a los objetivos propuestos se trazaron varias tareas las cuales fueron cumplidas satisfactoriamente. A continuación, se describen las tres etapas de trabajo. Figura 2.1 Flujograma de la investigación 44 �2.2 Etapa preliminar Se desarrolló la consulta de un volumen de literaturas relacionadas con la temática a nivel mundial, nacional y provincial basadas en búsquedas bibliográficas en el Centro de Información Científico–Técnica (ICT) del Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa y en otros centros docentes del país de artículos científicos, Trabajos de Diploma, Maestrías y Doctorados, etc.; en el Archivo Técnico de la Oficina Nacional de Recursos Minerales en Santiago se procedió a la revisión de la información geológica referente al yacimiento de tobas vítreas en Jiguaní, de conjunto con los especialistas de la Unidad Empresarial Base Laboratorio en Granma perteneciente a la ENIA Holguín, se consultaron las normas referidas a la investigación en particular nacionales e internacionales. 2.3 Etapa de trabajo de campo Toma y preparación de las tobas vítreas Para la realización de la investigación las muestras fueron tomadas del yacimiento de tobas vítreas en la localidad de Pozo Viejo en el municipio de Jiguaní. El método aplicado de toma de muestras fue el método por puntos, que consistió en la toma de trozos típicos de la materia prima. Seguidamente fueron sometidas a un proceso de reducción de su tamaño mediante tres etapas de trituración, cada una por separado. Figura 2.2. Molino de disco U/B Loma de Piedra En la primera etapa se utilizó la trituración por impacto de forma manual hasta lograr obtener fragmentos máximos de 25 y 30 mm aproximadamente. Después de la trituración manual en que se obtuvieron tamaños máximos de 30 mm, se llevaron a cabo dos etapas de trituración en el molino de disco figura 2.2; el cual 45 �tiene un diámetro de alimentación de 30 mm regulando la salida del material a 3 mm respectivamente. El material es recirculado en una segunda etapa en el mismo molino de disco regulando la salida del material para la obtención de las clases granulométricas menores de 1 mm. Esta última fracción granulométrica fue la escogida por el colectivo del Departamento de Producción de la Empresa Provincial de Construcción y Mantenimiento Constructivo, después de haberse analizado la factibilidad económica de procesar el mineral con el equipamiento tecnológico con que dicha entidad cuenta, en el caso de una producción a escala industrial para la elaboración de morteros, hormigones y bloques hormigón de 40 x 20 x 15 cm. 2.4 Etapa de laboratorio Para el análisis de las muestras seleccionadas en la presente investigación fue necesario realizar trabajos de laboratorio de preparación de muestras donde primeramente todo el material utilizado fue verificado por el tamiz No. 20 de 0.8 mm. Materiales utilizados La aplicación de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní como puzolanas naturales se realiza bajo el concepto de contribuir al ahorro del cemento, abaratar el costo en la producción de morteros y hormigones hidráulicos con el aporte que este hecho realiza al medio ambiente y la economía del país. Los materiales utilizados en las mezclas de morteros y hormigones son:  Las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní.  Cemento Portland Gris P-350, según NC 95: (2001). Cemento Portland. Especificaciones.  Áridos Finos (5 - 0.15 mm) según NC 251: (2005b) Áridos para Hormigón Hidráulico. Especificaciones.  Áridos Gruesos (19 - 5 mm) según NC 251: (2005b). Áridos para Hormigón Hidráulico. Especificaciones. Los áridos provienen del molino Ramón Viamonte (El Cacao) de la Empresa de Materiales de la Construcción de Granma. 46 �2.4.1 Métodos y técnicas analíticas, empleados en la investigación La investigación se desarrolló siguiendo el método tradicional de experimentación, el cual estuvo apoyado para su valoración en técnicas de análisis de caracterización granulométrica, el índice de actividad resistente y en la determinación de las resistencias mecánicas de morteros y hormigones hidráulicos. La elección del método y las técnicas analíticas se fundamentan en los aspectos teóricos a los cuales se hizo referencia en el capítulo 1. 2.4.2 Método utilizado en la investigación La obtención de los resultados a partir del método tradicional de experimentación, en las investigaciones exploratorias, hacen de este método, candidato para ser utilizado en esta investigación. Los porcentajes escogidos para la sustitución de cemento Portland por tobas se fundamenta, en que la adición de la puzolana para la producción de cemento Portland Puzolánico, constituye entre un 15 y 40 %, de acuerdo a lo establecido en la ASTM C 595, no obstante, los cementos puzolánicos más difundidos llegan hasta un 30 % en contenido de puzolana. Por otro lado, la cantidad de material utilizado como aditivo varía frecuentemente según su actividad puzolánica. Algunas puzolanas naturales son utilizadas en un rango de 15 a 30 %, con respecto al peso total del cemento Stanton (1950). La cantidad óptima de material puzolánico depende de dónde va a ser utilizado y las especificaciones requeridas ACI 232. 1R, (2000). Por lo tanto, al considerar que no es objetivo de este trabajo encontrar la dosificación óptima de material a ser empleado como aditivo sino determinar la existencia de propiedades puzolánicas en estos materiales, se tomó un porcentaje mínimo de 10 % y un porcentaje máximo de 20 %. Para ello se partió del análisis previo, realizado en las investigaciones de: (De Armas, 2008); (Muxlanga, 2009); (Cabrera, 2010) y (Almenares, 2011). 2.4.3 Determinación de la composición granulométrica El análisis granulométrico realizado se empleó para la determinación de la 47 �composición granulométrica y la distribución sumaria por clases de los áridos y del material tobáceo en la elaboración de los morteros y hormigones hidráulicos en las muestras analizadas. Para el caso de los áridos, el procedimiento se basa en la determinación de las fracciones granulométricas por medio de un movimiento lateral y vertical del tamiz, acompañado de una acción de sacudida de manera que la muestra se mueva continuamente sobre la superficie de los tamices, mediante la utilización de la tamizadora mostrada en la figura 2.3, hasta lograr cernir todo el material posible en cada tamiz para las diferentes muestras analizadas. Las muestras del árido fino se separaron en las clases de tamaño, -4.76 + 2.38; 2,38 + 1,19; -1,19 + 0,59; -0,59 + 0,297 y -0,297 + 0,149; las muestras del árido grueso se separaron en las clases de tamaño, -19.1 +9.52; -9.52 + 4.76 y -4.76 + 2.38, realizándose mediante el proceso de cribado por vía seca. Figura 2.3. Tamizadora Para determinar los porcentajes granulométricos de las tobas vítreas se tuvo en cuenta el tratamiento de muestras utilizando el método de tamizaje para el mezclado de una muestra de 1000g de tobas vítreas logrando un control de la homogenización y que esta a su vez sea representativa dando lugar a la posterior reducción del peso de la muestra por el método de cuarteo de forma manual utilizando una regla graduada, el peso de la muestra analizada fue de 500 g para la obtención de los porcientos granulométricos utilizando la tamizadora que se muestra en la figura 2.3, la cual fue programada para 10 minutos. 48 �2.4.4 Determinación del índice de actividad puzolánica Para la determinación de este índice se tomaron los resultados de las pruebas de resistencia a la compresión a los 28 días del ensayo, calculándose a través de la ecuación (2): I . A.R  A 100 B (2) Dónde: IAR: Índice de actividad resistente A: Promedio de la resistencia a la compresión de las probetas del mortero de ensayo (puzolana y cemento), MPa. B: Promedio de la resistencia a la compresión de las probetas del mortero patrón (cemento), MPa. El método de ensayo para la determinación del índice de actividad puzolánica de las muestras de morteros con adiciones del aditivo mineral, se recoge en la norma cubana NC TS 527 (2007c), mediante el ensayo de resistencia a la compresión de mezclas de cemento y arena normalizada (arena sílice). 2.4.5 Determinación de resistencias mecánicas en morteros Los ensayos de la resistencia a la flexotracción y a la compresión de las tobas vítreas a través de pruebas de morteros se detallan a continuación. Preparación de los materiales para la conformación de los morteros Se elaboraron un total de 45 probetas con material tobáceo del yacimiento analizado; en la adición del 10 y 20 % de material tobáceo se confeccionaron un total de 30 probetas, además de 15 probetas sin adición de tobas (patrones o de referencia). Para garantizar la calidad de la arena primeramente se tomó la arena y se sometió a un proceso de tamizado por el tamiz 2,36 mm, se lavó para eliminar las partículas extrañas y contaminantes, se puso en la estufa por 24 horas para eliminar su humedad. Luego se procedió a la dosificación para la elaboración de los morteros. Las probetas prismáticas de dimensiones 40x40x160 mm se fabrican con una mezcla plástica, en la figura 2.2 se observa que en todos los casos se utilizó una 49 �relación cemento/arena 1:4 determinándose una relación agua-cemento-tobas por la necesidad de alcanzar la fluidez requerida según los ensayos de consistencia normal para cada material, debido a que en la práctica el agua se añade en la mezcla hasta obtener la plasticidad y consistencia de la masa requerida. Se conservan en atmósfera húmeda durante 24 h, las probetas desmoldadas se sumergen inmediatamente en agua hasta el momento de los ensayos de resistencia. Tabla 2.1. Dosificación para la conformación de los morteros Material Sustitución (%) Patrón Tobas Vítreas Tobas Vítreas 10 20 Cemento (g) 268.4 241.6 214.7 Dosificación Arena (g) Tobas (g) 1632 1632 26.84 1632 53.75 Agua (mL) 245 245 245 Tabla 2.2. Relación (cemento: arena: tobas vítreas) Muestra Patrón 1: 4 Muestra con adición de 1 1: 3: 1 Muestra con adición de 1.5 1: 2.5: 1.5 Para la elaboración de los morteros se usó la mezcladora que aparece en la figura 2.4, en la cual se vertió el agua previamente medida con una probeta graduada en correspondencia con la cantidad a utilizar en cada una de las mezclas diseñadas que aparecen en la tabla 2.1. Luego se realizó la adición del cemento en las cantidades previamente calculadas, según las sustituciones (10 y 20 % de material tobáceo) y con el 100 % para la elaboración de los morteros de referencia o patrón, y se procedió a la mezcla de los mismos durante 30 segundos a velocidad lenta, hasta lograr la mezcla homogénea, luego se vertió la arena y sin detener la mezcladora, se mezcló por 30 segundos más. Después se dejó en reposo durante 90 segundos y se mezcló nuevamente a una velocidad rápida por 60 segundos. Lo que permitió una buena homogenización de los materiales. El material mezclado se vertió en dos capas en el molde. La primera capa permite que a los 60 segundos se expulse el aire atrapado en el material y la humedad suba a la superficie. La segunda capa permite emparejar y enrasar los moldes, los 50 �que seguidamente fueron compactados manualmente y situados en un local donde se garantizaba la buena conservación de los mismos, y pasadas 24 horas se extrajeron los morteros y se colocaron en el área de curado hasta las edades correspondientes a los ensayos de resistencia. Figura 2.4. Mezcladora para morteros Ensayo de resistencia a la flexotracción El ensayo de la resistencia a la flexotracción, se realizó con la ayuda de tres cilindros de acero de 10 mm de diámetro figura 2.5; dos de ellos, sobre los cuales se apoya el mortero, situados en un mismo plano y paralelos a la distancia de 100 mm el tercero equidista de los dos primeros y se apoya sobre la cara opuesta de la probeta. Uno de los cilindros de soporte y el cilindro de carga serán capaces de oscilar ligeramente con relación a sus centros para mantener una distribución uniforme de la carga a todo lo ancho del mortero sin someterlo a esfuerzos de torsión. La máquina empleada para el ensayo a compresión posee una precisión de 2,5 kN, se encuentra calibrada por la Oficina Territorial de Normalización de Holguín acreditada por la norma NC ISO 17025: 2005. Requisitos Generales para la Competencia de Laboratorios de Prueba y Calibración, lo cual asegura una adecuada trazabilidad en sus mediciones. No se observaron anomalías en el funcionamiento del equipo de medición durante la realización del ensayo. El mortero se colocó sobre los cilindros de soportes, de forma que su eje longitudinal sea perpendicular a los ejes de estos y su eje transversal y el del cilindro de carga se encuentren en el mismo plano y paralelos entre sí. 51 �La carga P será aplicada verticalmente por el cilindro de carga sobre la cara lateral de la probeta y deberá crecer progresivamente a razón de ( 5  1 kgf / s49  10N / S ). El módulo de rotura R, está dado por la ecuación (3). R 6  M 1,5  P  l  b3 b3 (3) Dónde: b: lado de la sección cuadrada de la probeta M: momento flector que es hallado por la fórmula siguiente: M PI 4 Dónde: P : Carga de rotura aplicada en el medio del mortero l : Distancia entre los cilindros de soporte Si l y P se expresan en cm, la fórmula se transforma en: R  0,234 P para l  10.00 cm R  0,250 P para l  10,67 cm R se expresa en kgf/cm2, cuando P está en kgf o en kN/cm2 cuando P está en kN. Figura 2.5. Plato superior e inferior Ensayo de resistencia a la compresión En el ensayo de resistencia a la compresión cada probeta se sometió a un 52 �esfuerzo sobre las dos caras laterales de la misma. Para ello se utilizaron dos placas de acero de dureza no inferior a HRC 60, de 40  0,1 mm de ancho y largo, y de espesor mínimo de 10 mm, las cuales son planas con un error menor de 0,02 mm. El conjunto se colocó entre los platos de 10x10 cm de la prensa que aparece en la figura 2.5, cuya rótula está centrada sobre el eje de las secciones sometidas a compresión. Los platos se guiaron sin fricción apreciable durante el ensayo para poder mantener siempre la misma proyección horizontal. En el aditamento la placa inferior fue introducida en la platina inferior. La placa superior con rótula recibe la carga trasmitida por el plato superior de la prensa a través del conjunto de deslizamiento el cual debe ser capaz de oscilar verticalmente, sin apreciable fricción en el aditamento que guía. Después de triturada la probeta el conjunto retorna automáticamente a la posición inicial. La velocidad de carga estará comprendida entre 10 y 20 kgf·s/cm2 (0,10 a 0,20 kN·s/cm2) pero se reducirá en caso necesario para que el ensayo no dure más de 10 segundos. La resistencia a la compresión R se calculó mediante la ecuación (4): P P R  S l b (4) Dónde P: carga aplicada a la probeta. S: superficie de la sección transversal de la probeta, cm2 R: se expresará en kgf/cm2 cuando P esté en kgf o en kN/cm2, cuando P esté en kN. Los ensayos de resistencia a la flexotracción y compresión se realizaron a las edades de rotura de 3, 7, 28, 60 y 90 días. Para cada material ensayado a las diferentes edades, se consideró que la resistencia del mortero, tanto a la flexotracción como a la compresión, viene expresada por el valor medio de los resultados obtenidos. 53 �2.4.7 Determinación de resistencias mecánicas en hormigones Se elaboraron tres series de probetas, la primera fue la del patrón, las otras dos fueron para las muestras con adiciones del 10 y 20 % de tobas vítreas a las edades de 3, 7, 28, 60 y 90 días, todos las series se elaboraron con 6 probetas por días de ensayo para un total de 90 probetas. Preparación de los materiales para la conformación de los hormigones Se diseña un hormigón que requiere una resistencia característica a compresión de 25 MPa, con fluidez de 75 -100 mm y compactación manual. Para preparar el hormigón se utiliza una hormigonera de tiro forzado de 50 litros figura 2.6. La cantidad de amasadas propuestas son seis, la primera amasada de cada serie se utiliza para ajustar la cantidad de agua requerida para la mezcla de hormigón, mediante el cono de Abrams. Las restantes cinco se toman como repeticiones a las que se le verifica el asentamiento, las probetas a utilizar son cilíndricas de 150 x 300 mm para realizar ensayos de resistencia mecánica a compresión a las edades de 3, 7, 28, 60 y 90 días, aplicando una carga axial de compresión figura 2.7, hasta llegar a la rotura en la prensa hidráulica de 125 tn. Este ensayo se realizó de acuerdo con NC ISO 6275: 2005 y NC 244: 2002. Figura 2.6. Mezcladora para hormigones Figura 2.7. Prensa hidráulica Para la determinación de la resistencia de cada una de las probetas ensayada se empleó la siguiente expresión recogida en la NC 244: (2005a). fci  10 * F  A (MPa) F= Carga en rotura (kN) 54 �A = Área de la sección transversal de la probeta (cm2) fci= Resistencia de la probeta (MPa) Todas las probetas se compactan por vía manual utilizando una varilla normalizada y se mantienen en cámara de curado por inmersión, hasta la edad del ensayo, en la tabla 2.3 se muestran las dosificaciones de las adiciones mineral y química utilizadas en la investigación. Tabla 2.3. Dosificación de hormigones de 25.0 MPa, con Tobas vítreas al 10 y 20 %. Serie Patrón Materiales U/M Cemento Portland P -350 Kg Toba como MCS Serie 10 % Serie 20 % 1m3 0.045m3 1m3 0.045m3 1m3 0.045m3 415 18.7 373 16.8 332 14.94 Kg - - 42 1.89 83 3.73 Gravilla 19-5 mm Kg 1007 45.3 1007 45.3 1007 45.3 Arena 0.15-5 mm Kg 706 31.8 706 318 706 31.8 Litros 201 9.0 201 9.0 201 9.0 0.52 0.52 a/c+p = 0.62 a/c+p = 0.72 75-100 75-100 Agua A/C Asentamiento Abrams 75-100 2.4.8 Ensayo de resistencia a la compresión en bloques En la investigación se realizaron pruebas con adición del material puzolánico al 10 % del material tobáceo en bloques hormigón de 40x20x15 cm con compactación mecánica figura 2.8, las características granulométricas de las tobas con las que se realizaron estas pruebas son las mismas con las que se trabajaron los morteros y hormigones hidráulicos. Estos ensayos se tomaron como punto de partida de la aplicación de las tobas vítreas como material puzolánico, a continuación en la tabla 2.4 se muestran la dosificación que se utilizaron en su confección, los materiales fueron premezclados y compactados mecánicamente en la máquina de producción de bloques que se presenta en la figura 2.8. Para llegar a estas dosificaciones se procedió a sustituir pesando 50 kg del cemento P-350 el 10 % de tobas vítreas, representando 5 kg del cemento pesado, 55 �la granulometría de las tobas vítreas es la misma utilizada en morteros y hormigones hidráulicos. Se usó un cubo metálico con 10 litros de capacidad representando un volumen de 0.01 m3. Se realizaron dos series de bloques que fueron mezclados en la parte superior de la máquina de bloques, donde se encuentra el cajón con eje rotatorio en su interior, permitiendo una mejor homogenización de los materiales, obteniéndose un total de 12 bloques. Tabla 2.4. Dosificación para la conformación de los bloques de 40x20x15 cm Cemento Arena 6.5 kg 0.015m3 Polvo de piedra 0.005m3 Granito 0.015m3 Figura 2.8. Máquina compactadora de bloques 2.5 Etapa de gabinete En la cuarta etapa de la investigación se procesaron los datos obtenidos en los análisis realizados durante la ejecución del trabajo, lo que permitió una representación visual de los parámetros de resistencias mecánicas, rendimiento del cemento e índice de puzolanidad en figuras y tablas, se desarrolló una interpretación conjunta de estos resultados lo que resultó de gran ayuda para conocer si se cumplieron los objetivo trazados. 56 �CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se presentan los resultados experimentales que confirman la hipótesis científica sobre las potencialidades de los materiales tobáceos del yacimiento Jiguaní como material puzolánico; mediante el análisis granulométrico de los áridos, el material tobáceo y los ensayos mecánicos a las probetas de morteros y hormigones hidráulicos, para ser empleados como material puzolánico. 3.1 Resultados experimentales y su análisis 3.1.1 Caracterización granulométrica El procedimiento utilizado para la determinación de la composición granulométrica de los áridos y del material tobáceo empleado en la elaboración de los morteros se realizó según las metodologías descritas en el acápite 2.4.1. Características generales y normativas del cemento P-350. Tabla 3.1. Resultados comparativos, obtenidos en los ensayos físicos – mecánicos. Resultados obtenidos Especificaciones NC 95: 2001 Índice Físicos Mecánicos Requisitos UM P-350 Cemento P-350 a granel Retenido en el tamiz 4900 % (máximo) 10 3.7 Tiempo fraguado inicial minuto (minuto) 45 70 Tiempo fraguado final hora (máximo) 10 3h 15 min Resistencia a la flexotracción (mínima) 3 días 7 días 28 días MPa 3.0 4.0 6.0 5.30 8.28 9.44 Resistencia a la compresión (mínima) 3 días 7 días 28 días MPa 17.0 25.0 35.0 22.8 26.8 38.0 En la tabla 3.1 se puede apreciar los resultados del análisis comparativo de los ensayos físicos – mecánicos realizados al cemento P-350 con la NC 95: (2001) 58 �donde este cumple con las especificaciones para ser utilizado en nuestra investigación para la obtención de hormigones hidráulicos de 25 MPa. Caracterización granulométrica de los áridos El conocimiento de la granulometría de los áridos, ya sean finos o gruesos es una cuestión primordial para el diseño y la elaboración de las mezclas de hormigón, ya que nos permite determinar la distribución del tamaño que poseen los áridos, aspecto importante en las propiedades de los hormigones que lo contienen. En las tablas 3.2 y 3.3 se muestran los resultados comparativos de los ensayos realizados a los áridos finos fracción 5 – 0.15 mm proveniente del molino Ramón Viamonte (El Cacao) con las especificaciones establecidas en la NC 251: (2005b). Tabla 3.2. Análisis granulométrico, fracción 5-0,15 mm (Árido Fino) vs NC 251: (2005b). Especificaciones de la Resultados obtenidos NC 251:2005 Rangos de calidad Tamiz % pasado Rango mínimo Rango máximo 4.76 95 90 100 2.38 60 70 100 1.19 34 45 80 0.59 20 25 60 0.297 8 10 30 0.149 3 2 10 Tabla 3.3. Resultados comparativos, fracción 5-0,15 mm (Árido Fino) vs. NC 251: (2005b). Ensayos Peso específico corriente Resultados obtenidos 2.65g/cm Especificaciones de la NC 251: 2005 Superior 2.5 g/cm Absorción 1% No supera 3 % Más fino que el tamiz 200 1.80 % Hasta un 5% Partícula arcilla 0 No superará 1% 3 Peso unitario suelto 1.560 Kg/m Peso de 3 volumen Peso unitario compactado 1.760 Kg/m Módulo de finura 3.72 Será entre 2.2 y 3.58 La desviación que se aprecia en el Módulo de Finura promedio es de un 0.14 % con relación al límite superior del rango especificado en la NC 251: (2005b), lo 59 �cual es aceptable teniendo en cuenta la Nota incorporada en la mencionada Norma, que cita: ―Para el suministro continuo de áridos finos de una fuente dada, el Módulo de Finura promedio admitirá una desviación (mayor o menor) en el orden de un 0,20 (20%)‖. Figura 3.1. Curva granulométrica del árido fino Según los resultados obtenidos, los mayores porcentajes de material retenido forman las tres clases significativas cuyos diámetros se encuentran ubicados en las fracciones - 2.38 + 1.19; - 1,19 + 0,59 y – 0,59 + 0,297 mm respectivamente. En la tablas 3.4 y 3.5 se muestran los resultados comparativos obtenidos en la fracción 5 – 19 mm (Árido Grueso) vs la NC 251: (2005b). Tabla 3.4. Análisis Granulométrico, fracción 5-19 mm (Árido Grueso) vs NC 251: (2005b). Resultados obtenidos Tamiz 19.1 9.52 4.76 2.38 % pasado 99 22 3 2 Especificaciones de la NC 251: 2005 Rangos de calidad Rango mínimo Rango máximo 90 100 20 55 0 10 0 5 60 �Tabla 3.5. Comparación del árido Molino Ramón Viamonte, Fracción 5-19 mm (Árido Grueso) vs. NC 251: (2005b) Ensayos Peso específico corriente Resultados obtenidos 2.65 g/cm Especificaciones de la NC 251:2005 Superior 2.5 g/cm Absorción 1% No supera 3 % Más fino que el tamiz 200 0.64 % Hasta un 1 % Partícula arcilla 0 No superará 1 % 3 Peso unitario suelto 1.464 Kg/m Peso de volumen Peso unitario compactado 1.579 Partículas Planas y Alargadas 2.38 No superará 10 % % de vacíos 40.4 - Figura 3.2. Curva granulométrica fracción 5 – 19 mm (Árido Grueso) Como se observa en el gráfico anteriormente expuesto la fracción 5 – 19 mm cumple con los requisitos especificados por la NC 251: (2005b). Las características de los áridos responden en gran medida a la trituración de la roca, es por ello que se recomienda que en el caso de aplicar una clase de áridos tanto finos como gruesos que no tengan precisamente una naturaleza caliza y 61 �estos a su vez no dieran resultados satisfactorios, no desecharlo como material para los áridos sino solicitar una revisión al proceso de trituración de estos así como las mallas de clasificación de las distintas fracciones, las cintas trasportadoras del material y el lavado de los mismos. Caracterización granulométrica de las tobas vítreas Para la obtención de las clases granulométricas deseadas a utilizar en la investigación se utilizó el cribado de las mismas por el tamiz No. 20 de 0.8 mm. Esta fracción granulométrica ha sido estudiada por Pérez; Carballo y Ruiz (2013) en la confección de hormigones hidráulicos, lo cual fue analizado por el colectivo del Departamento de Producción; teniendo en cuenta la factibilidad de su elaboración o procesamiento en las condiciones actuales de trituración y molienda que posee la entidad, y la potencialidad de ser aplicada a escala industrial en la producción de bloques hormigón y prefabricados con hormigones armados. El análisis granulométrico de las tobas vítreas obtenidas en las condiciones actuales de procesamiento arrojo los siguientes resultados. Figura 3.3. Características de tamaño de las tobas vítreas Se evidencia que el tamaño medio de las partículas está en el rango de 0,074 a 0,149 mm y que es mayoritario el contenido de partículas mayores a 0.074 mm 62 �según expresa la figura 3.3. Las condiciones actuales de trituración y molienda que existen en la entidad permiten obtener una granulometría comparable con un filler que posibilita el uso de este material según las pruebas realizadas en esta investigación. Tabla 3.6. Análisis granulométrico de las tobas vítreas PESO INICIAL TAMICES mm ASTM 500 g Peso (g) % Retenido No. 50 44 8.8 0.149 No. 100 188 37.6 0.074 No. 200 211 42.2 Fondo 57 11.4 Ʃ 500 100 0.295 + 3.1.2 Resistencias mecánicas en morteros Se ofrecen los resultados de los ensayos mecánicos a la flexotracción y a la compresión por muestras con tobas y muestras patrones, a las edades de 3, 7, 28, 60 y 90 días (ver anexo 1). Los resultados de las resistencias mecánicas son de gran importancia para las posibles aplicaciones y control de la calidad de cementos, morteros y hormigones, principalmente la resistencia a la compresión, la cual puede ser utilizada como criterio principal para seleccionar el tipo de mortero de colocación (ver anexo 2), ya que es relativamente fácil de medir y comúnmente se relaciona con otras propiedades, como la adherencia y absorción del mortero. En el trabajo se emplea precisamente, para verificar cómo se comportan las resistencias en el tiempo, y para determinar el índice de puzolanidad de los materiales con adición de tobas. Resistencia a la flexotracción La comparación de los diferentes resultados obtenidos según la adición del 10 y el 20 % del material tobáceo es representado en la figura 3.4, lo que permite confirmar un incremento de la resistencia a la flexotracción en el tiempo transcurrido entre los 3 y 90 días, período en el cual los valores medios calculados de las edades han pasado de los 3.03, 4.08, 5.29, 5.93 y 6.42 MPa para el patrón; 63 �de 2.94, 3.07, 4.29, 5.29 y 5.94 MPa para el caso del 10 % y de 1.69, 1.91, 3.58, 3.86 y 4.23 MPa para la sustitución del 20 % de tobas vítreas respectivamente, lo que indica que el aumento de las resistencias mecánicas a la flexotracción es directamente proporcional al incremento de la magnitud tiempo. Los morteros de referencia, muestran un aumento de resistencia, las cuales varían de 1.05 a 1.21 MPa, pero el incremento es menor en comparación con los morteros con adición de tobas al 10%. Se puede observar que tanto para las tobas con adición de 10 % como para las de 20 % de adición existe un crecimiento ascendente, desde el punto de vista cualitativo. Se refleja una tendencia al acercamiento de la resistencia a la flexotracción de la mezcla patrón cuando se sustituye el 10 % del cemento el material tobáceo, aunque estas no lograsen alcanzar valores superiores a los patrones a partir de los 28 días. Se observa que los morteros con adición del 10 % de tobas ofrecen mejor resistencia a la flexotracción que los elaborados con 20 %. Figura 3.4. Resistencia a la flexotracción de los morteros 64 �Resistencia a la compresión La observación de la figura 3.5 permite distinguir un desfase ascendente experimentado por todas las muestras en comparación con la muestra patrón. De forma similar a los resultados de la resistencia a la flexotracción, se puede observar que la resistencia a la compresión de los morteros con adición de tobas, muestran un incremento de 3 a 90 días, y los morteros con 10 % de tobas poseen mayor resistencia a la compresión que los de la sustitución al 20 % del material tobáceo durante todos los ensayos realizados. Las muestras de morteros al 10 % de adición de tobas con una relación de cemento/arena de 1: 4 no logran igualar la resistencia del cemento de referencia a los 60 días; aunque Almenares (2011) hace referencia en su investigación que al sustituir el 15 % del cemento con una relación de cemento/arena de 1: 3 sí logra igualar la resistencia a la compresión del mortero de referencia a los 60 días. Esto puedo estar referido a que una de las propiedades de las puzolanas es la de aportar resistencias mecánicas muy bajas a edades tempranas, sin embargo, adquieren altas resistencias a edades superiores, generalmente a partir de los 28 días de fraguado; aunque este fenómeno se explica si se tiene en cuenta que las puzolanas tienen una fuerte tendencia a reaccionar con el hidróxido de calcio y otras sales cálcicas en presencia de agua a temperatura ambiente, y que el fraguado del mortero de referencia, se considera prácticamente completo a los 28 días, lo cual da lugar a la reacción puzolánica y, por consiguiente, la resistencia mecánica crece a partir de este tiempo (Rabilero, 1988). A la edad de 90 días, las muestras de morteros con adición de 10 % de puzolana, muestran resistencias a la compresión cercanas a la del mortero de referencia. No así para el 20 % de adición de tobas, que aunque exhiben un comportamiento similar, las resistencias no alcanzan las resistencias desarrolladas por los morteros con adición del 10 % de tobas vítreas. Esto pudiera estar dado por las características granulométricas de las tobas vítreas utilizadas en esta investigación, resultado que está en correspondencia con las investigaciones realizadas por Day y Shi (1994); Costafreda; Calvo y Parra (2011a); Rosell; et. al. (2011) y Muxlanga (2009); entre otros, los cuales obtuvieron 65 �valores de resistencias más acentuados a menor tamaño de partícula del material, lo que permite una mayor posibilidad de reacción del óxido de silicio, con el hidróxido de calcio que se libera durante las reacciones de hidratación del cemento Pórtland, con la formación de silicatos de calcio estables con propiedades cementantes. 3.1.3 Resistencia mecánica en hormigones. Se puede observar en la figura 3.6 que los valores de resistencias mecánicas en función del tiempo con adiciones del 10 y 20 % de tobas vítreas van teniendo un aumento discreto en los primeros días; siendo esta una característica propia de los materiales puzolánicos, al retardar el fraguado del cemento y con esto la ganancia de mayores resistencias a edades posteriores. Figura 3.5. Resistencia a la compresión de los morteros Los valores de resistencias a la compresión de los hormigones con la adición del 10 % de tobas vítreas alcanzan la resistencia diseñada en la investigación de 25 MPa a los 28 días (ver anexo 3); no siendo el caso con la adición del 20 % del material tobáceo, lo cual puede estar dado muy significativamente por la granulometría seleccionada en la investigación, la cual fue tomada en cuenta para la producción en una industria local con características tecnológicas propias donde 66 �sería muy costo a la vez que imposible alcanzar tal nivel de finura del material donde según la norma NC 528: (2007d), la cantidad máxima retenida de todo el material a evaluar seria de un 34 %, aunque se debe hacer especial mención sobre la presencia en el yacimiento de las arcillas del tipo montmorillonita con un contenido medio del 35.06 % las cuales podrían estar afectando dicha resistencia a medida que se realiza el aumento de las tobas vítreas. Estos valores de resistencias a la compresión se deben tomar en cuenta a la hora de la toma de decisión en cuanto a su aplicación de las estructuras que la requieran, en el caso de una vivienda las resistencias características son de 20 MPa para los elemento que van a recibir la mayor carga dígase, las columnas, los cimientos, la placa. Figura 3.6 Resistencia a la compresión con adición de tobas La composición promedio de las muestras del material tobáceo se corresponde con la exigida para su utilización como puzolana según la norma NC 528: (2007d), donde la suma de SiO2, Al2O3 y Fe2O3 supera el 70 %. Se muestra un carácter ácido, con contenido de SiO2 mayor que el 60 %. La composición promedio de las muestras de tobas analizadas se corresponde con la exigida para su utilización como puzolana, y corrobora además, los resultados obtenidos por investigadores como Tapia (2003); Pérez (2006) y (Frazao, 2007), los cuales determinaron su composición para otros estudios. 67 �3.1.4 Determinación de la resistencia a la compresión en bloques Los resultados obtenidos en los valores de resitencia a compresion de los bloques de 40x20x15 cm nos permite determinar que las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní, puede ser utilizado en la sustitución de cemento Portland P-350 al menos en un 10 %, al ser la dosificicación que mejores resultados experimento en morteros y en hormigones. En orden ascedente se observa en la figura 3.7 el crecimiento de las resistencias a la compresón de los bloques con adicion del 10 % de tobas vitreas, alcanzando a los 28 dias una resistencia de 5.04 MPa que es la resistencia caracteristica de estos bloques. Figura 3.7. Resistecistencia a la compresion con adicion de las tobas al 10 % 3.2 Análisis de las perspectivas de utilización del material estudiado como aditivo puzolánico 3.2.1 Evaluación del índice de actividad puzolánica En la tabla 3.7 se representa el valor del índice de actividad resistente por muestras en morteros al sustituir el 35 % del volumen absoluto del cemento a los 28 días de ensayado según lo establece la referida norma cubana NC TS 527: (2007); se establece una comparación en relación al 75 % del valor del índice de actividad puzolánica establecido en la norma cubana NC TS 528: 2007 a la compresión del mortero patrón. 68 �Se debe destacar que la reacción puzolánica prevalece en el tiempo, mucho después de los períodos de fraguado vigentes en las normas cubanas de (28 días) para realizar dichos ensayos, es decir, mientras se produzca hidróxido de calcio la acción inhibidora de la puzolana persiste, por lo que se puede considerar un proceso de larga duración. Según Campolat; et. al. (2003), en el aspecto práctico, este proceso es beneficioso, ya que con la neutralización del hidróxido de calcio Ca(OH)2 se obtendrán morteros y hormigones cada vez más resistentes, lo cual representa un aporte de estabilidad para las estructuras que se proyecten con el empleo de estas adiciones. Tabla 3.7. Índice de actividad puzolánica Muestras 1 2 3 4 5 6 Media Patrón (MPa) 41.6 41.3 40.9 40.3 39.9 39.5 40.58 Prueba (MPa) 26.8 26.9 26.07 28.68 27.3 26.8 26.43 Índice de Actividad Puzolánica NC TS 528: 2007 % % 67 75 Como se puede apreciar, el valor del índice de actividad puzolánica obtenido, con adición del 35 % del material tobáceo en sustitución del volumen absoluto del cemento en peso a los 28 días del ensayo, no llega a superar el valor de 75 % que establece la norma NC TS 528: (2007d). La actividad puzolánica puede verse afectada por la composición química, granulométrica, mineralógica y por el contenido de agua en la mezcla, entre otros factores, sin embargo, las propiedades puzolánicas varían considerablemente según el origen del material debido a la variabilidad de las características mineralógicas de los materiales activos y otras fases constituyentes. Por lo tanto, para determinar la actividad puzolánica, no es suficiente la cuantificación de la presencia de dióxido de silicio, alúmina y óxido de hierro. La disminución del diámetro de las partículas, favorece el proceso de aglomeración que se desarrolla en la mezcla con el cemento según se ha planteado por Rabilero (1988); Erdogdu (1996); Gener y Alonso (2002); entre otros. Por otro lado se explica la influencia que tiene dicho porcentaje de adición 69 �de material puzolánico utilizado para este ensayo, lo cual se comporta de manera similar a lo reportado por Massazza y Costa (1979); Mehta (1981) y Rabilero (1988), los cuales variaron las proporciones de cemento Pórtland con puzolana natural. La resistencia aumenta en el tiempo, sin embargo disminuye con el porcentaje de adición de puzolana. Otro factor que pudiera influir en la baja actividad resistente en la adición del 35 %, es la composición mineralógica del mineral, con un contenido medio arcilloso de 35.06 % y por otros constituyentes asociados a este. En su tesis doctoral Alujas (2010) obtiene un material puzolánico a partir de la activación térmica de la fracción arcillosa multicomponente de un yacimiento arcilloso cubano; teniendo identificadas las principales fases arcillosas, caolinita (~40%), montmorillonita (~30%) e Illita (~10%), lo cual avalan la utilización de la fracción arcillosa del yacimiento como fuente para la obtención de materiales puzolánicos. En el caso del yacimiento estudiado se presenta un contenido de 35.06 % de arcilla montmorillonita. Por ello para cado caso, los materiales tobáceos, donde el material es más rico en contenido vítreo, y menor porcentaje de arcilla, es más activo. La composición química, al parecer no tiene incidencia significativa en la diferencia de la actividad puzolánica del material tobáceo analizado. Entiéndase que lo que si pudiera determinar esta diferencia es la forma en que se encuentran los compuestos químicos. El análisis de estos resultados conduce a plantear que la diferencia en la actividad puzolánica de los morteros ensayados respecto al 75 % normado en la NC TS 528: 2007, en función del aumento del contenido en peso del material tobáceo con relación al cemento, podría estar dada por el contenido de agua de la mezcla y la composición mineralógica. Es evidente que los procesos que se verifican aquí parecen ser muy complejos, por lo que se debe profundizar en el conocimiento de su naturaleza. 70 �3.2.2 Valoración socioeconómica y ambiental El presente trabajo constituye un paso muy importante para la implementación de este material puzolánico, es por ello que una correcta valoración socioeconómica y ambiental contribuya a orientar su desarrollo de acuerdo con las condiciones establecidas para su uso. Todo esto, unido al déficit de materiales de construcción para acometer los diferentes programas de construcción de viviendas y obras sociales, llevó a la realización de esta investigación. Se ha podido constatar de manera particular que en la provincia de Granma en especial en el municipio de Jiguaní existen las posibilidades de explotar recursos minerales para la construcción, donde la valoración técnica ha resultado positiva. En muchos casos, bajo una valoración de su consumo local, esto puede resultar de un impacto importante para estas comunidades. Las puzolanas como aditivos son de capital importancia dentro de la industria del cemento, ya que intervienen en la calidad del producto final, aumentan la eficiencia del proceso de fabricación, y reducen los costos de producción y las emisiones al medio ambiente. El uso de puzolanas permite el diseño de mezclas de concretos más impermeables, cuyo período de deterioro por el lixiviado de la cal libre se reduce. Además aportan resistencia al concreto contra el ataque del agua de mar, sulfatada, ácida o que contengan dióxido de carbono en solución. Con los resultados obtenidos del trabajo y con el objetivo de tener una idea acerca de los aportes económicos de estos por concepto de sustitución de cemento por tobas; se tiene en cuenta lo siguiente: La industria cubana del cemento presenta altos consumos de energía, tanto eléctricas como de portadores energéticos (combustibles), el consumo anual de las seis fábricas con las que cuenta el país, están en alrededor de 240 000 MW·h y 250 000 t de combustible. De acuerdo a las operaciones y procesos involucrados en la obtención de cemento se establece el balance de consumo energético que se muestra en la tabla 3.8. En la actualidad el consumo de combustible y energía eléctrica se ha incrementado debido a las transformaciones de expansión que se ha llevado a 71 �cabo en estas empresas cementeras. Se han incrementado los costos del petróleo y la importación de insumos y materiales auxiliares, unido a la lejanía y escasez de recursos minerales que se emplean como materia prima para la producción de cemento. La implantación de una pequeña industria para la producción de materiales puzolánicos de los yacimientos analizados en este trabajo, por sólo requerir la activación física, sería necesario únicamente, las operaciones de preparación mecánica inicial, cuyo esquema de tratamiento, en un principio, constaría de las siguientes etapas: extracción de la materia prima, trituración, molienda y clasificación, y de concebirse la mezcla del cemento con la puzolana, una etapa de homogeneización o mezclado. Lo anterior permite comprender el ahorro considerable de energía al practicar la producción de puzolanas a nivel local y una razonable disminución del impacto negativo al hombre y al medio ambiente; con la disminución del número de operaciones en comparación con el proceso productivo del cemento Pórtland, junto a la reducción de las emisiones de gases nocivos (CO 2, SO2 y otros), de polvos finos calcinados, que se producen durante el proceso de clinkerización, que para la producción de puzolana a partir de los materiales tobáceos analizados no es necesario, así como la reducción de la exposición del hombre a las altas temperaturas. Tabla 3.8. Balance de consumo de energía eléctrica de las empresas cubanas de cemento. Fuente: (ENERGÉTICA, 2000) Operaciones y procesos Extracción, preparación de la materia prima y transporte a la fábrica Consumo, % 3 Prehomogeneización y molienda de crudo 18 Homogeneización y clinkerización 29 Molienda de clinker 24 Servicios generales y auxiliares 23 Iluminación 3 72 �Tabla 3.9. Precios de tobas vítreas menores de 0,8 mm Material U/M Precio CUP Precio CUC Precio Total Material tobáceo a granel (Ø -- 0,8 mm) T 230.34 24.27 275.49 Tabla 3.10. Beneficios generados por la sustitución de tobas por cemento CM T CA AAC T T 143 1716 172 Costo del cemento CATS AEAST Mensual Anual Ahorrado CUP CUP CUP 17711 212537 21253 CUP CUP 47384 26131 Si se tiene en cuenta que la Empresa Provincial de Construcción y Mantenimiento Constructivo del Poder Popular de Granma consume 1716 toneladas de cemento anualmente e invertir en la compra de cemento 212 537 CUP, en la siguiente tabla con los beneficios generados. Leyenda: CM: Consumo Mensual de cemento. CA: Consumo Anual de cemento. AAC: Ahorro del 10 % Anual de Cemento. CATS: Costo Anual de Tobas en Sustitución. AEAST: Ahorro Económico Anual por Suministro de Tobas. De forma general los resultados son alentadores, de ahí la necesidad de continuar el estudio de este material y fundamentar la viabilidad económica de una tecnología de explotación y procesamiento adecuado. El empleo de las tobas vítreas estudiadas en la presente investigación contribuye al desarrollo de nuevos materiales de construcción y con ello, ahorrar un volumen importante de recursos minerales. La posibilidad de efectuar una producción descentralizada, en zonas alejadas de los grandes centros industriales como el caso del municipio Jiguaní, contribuiría al desarrollo de nuevas producciones de la Industria Local, al obtener bajos costos de producción en comparación con la producción de cemento Pórtland y propiciar el comercio local del producto. 73 �Además fundamenta la creación de nuevas fuentes de empleo, con oportunidades para la ocupación de fuerza de trabajo de poca calificación. El incremento sustancial de la construcción de nuevas viviendas y otras obras sociales, con indicadores económicos de racionalidad. Otro aspecto que pudiera hacerse referencia, es la racionalidad de explotar integralmente estos yacimientos, con la posibilidad de realizar en el mismo ciclo productivo variadas producciones con diversos fines de aplicación, dentro de las cuales se pueden mencionar la producción de áridos ligeros, bloques naturales, polvo limpiador y como abrasivo para el pulido de las prótesis dentales. La Empresa Provincial de Construcción y Mantenimiento Constructivo del Poder Popular en Granma durante todo el 2014 ha venido incursionando en varias de estas producciones con los riesgos que estos conllevan pero sacando de ellas las mejores experiencias para ser a partir de este año 2015 en lo adelante la producción local de materiales de la construcción fortaleza de nuestra producción. 74 �CONCLUSIONES Se evaluaron las propiedades puzolánicas de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní, a través de ensayos físico-mecánicos. En este sentido se especifica lo siguiente.  El índice de actividad puzolánico obtenido del material tobáceo del yacimiento Jiguaní en morteros fue de 67 %.  El yacimiento de tobas vítreas en Jiguaní es parte del Grupo El Cobre y específicamente la Fm. El Caney y tiene como una composición química media superior al 70 % de SiO2, Al2O4, Fe2O3 y mineralógica (vidrio volcánico, montmorillonita, feldespatos, calcita cuarzo y raramente zeolita).  Al sustituir el 10 y 20 % en peso del cemento con material tobáceo, se obtuvieron morteros cuyas resistencias son suficientes para su utilización en aplicaciones de albañilería.  Al sustituir el 10 % de cemento con material tobáceo, se obtuvieron hormigones hidráulicos de 25 MPa cuyas resistencias pueden ser aprovechadas en la industria de prefabricado de la provincia Granma, mientras que con el 20 % de sustitución se obtuvieron resistencias de 20 MPa, las que pueden ser empleadas por las empresas constructoras del municipio Jiguaní.  Al sustituir el 10 % de cemento con material tobáceo, se obtuvieron resistencias a la compresión en bloques de 40x20x15 cm, que permiten su aplicación en la producción local de materiales de la construcción. 75 �RECOMENDACIONES De acuerdo a los resultados obtenidos y su valoración se recomienda:  Determinar las características y parámetros de la molienda para proponer una tecnología de explotación de estos materiales.  Estudiar la cinética de la reacción química, lo que al ser vinculado a los ensayos mecánicos, permitirá establecer las dosificaciones correspondientes a cada aplicación específica.  Investigar acerca de la posibilidad de utilizar las tobas vítreas como aglomerante cal – puzolana.  Evaluar las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní como material puzolánico, activadas térmicamente. 76 �BIBLIOGRAFÍA ACI 232. 1R-00 Use of Raw or processed Natural Pozzolans in Concrete. 2000 AITCIN, C. 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Resistencia a la flexotracción y compresión de los morteros con tobas vítreas. Flexión Días 3 7 28 Compresión 60 90 3 7 28 60 90 Patrón 3.03 4.08 5.29 5.93 6.42 11.44 14.56 18.07 20.59 22.63 10 % 2.94 3.07 4.29 5.29 5.94 9.44 12.19 16.39 19.16 21.70 20 % 1.69 1.91 3.58 3.86 4.23 6.67 9.19 13.26 15.30 17.56 Anexo 2. Recomendaciones para morteros de colocación. Fuente: NC 175: 2002 Anexo 3. Resistencia a la compresión de los hormigones con tobas vítreas Día 3 7 28 60 90 Rel. Cemento Toba A/C Kg/cm3 Kg 415 415 415 415 415 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 - Serie Patrón fc1 12.85 17.50 28.20 33.20 34.80 fc2 13.25 17.80 27.80 34.50 35.10 fc3 12.90 18.20 28.70 34.80 35.60 fc4 12.80 17.90 28.10 33.90 34.90 fc5 13.10 18.20 27.90 35.10 35.80 fc6 12.50 18.90 29.70 35.40 34.20 fci 12.90 18.08 28.40 34.48 35.07 �Anexo 3. Resistencia a la compresión de los hormigones con tobas vítreas (Continuación) Día Cemento Rel. Toba Kg/cm3 A/C Kg C+T Serie con 10 % Tobas vítreas fc1 fc2 fc3 fc4 fc5 fc6 fci 3 373 0.62 42 415 12.40 12.45 12.80 11.00 12.55 13.20 12.40 7 373 0.62 42 415 17.53 17.20 16.57 17.80 18.20 17.50 17.47 28 373 0.62 42 415 26.50 26.60 27.10 26.30 26.91 27.50 26.82 60 373 0.62 42 415 32.40 33.10 31.30 33.80 33.60 31.80 32.67 90 373 0.62 42 415 32.00 33.30 33.90 32.40 34.60 33.60 33.30 Día Cemento Rel. Toba Kg/cm3 A/C Kg C+T Serie con 20 % Tobas vítreas fc1 fc2 fc3 fc4 fc5 fc6 fci 3 332 0.72 83 415 10.90 12.10 11.80 11.40 12.60 11.90 11.78 7 332 0.72 83 415 14.90 15.90 16.30 15.00 16.00 15.20 15.55 28 332 0.72 83 415 22.70 22.40 21.90 22.20 22.50 21.10 22.13 60 332 0.72 83 415 25.40 26.00 24.90 23.30 24.80 25.70 25.02 90 332 0.72 83 415 26.90 28.60 27.20 26.40 27.50 28.40 27.50 Anexo 4. Resistencia a la compresión de los bloques Bloque Patrón Día 7días 28días Cant. Cant. cemento Toba Kg Kg 12.96 - Resultados fc1 fc2 fc3 fc4 fc5 fc6 fci 4.70 4.43 4.73 4.48 4.71 4.69 4.62 5.42 5.34 5.48 5.28 5.42 5.31 5.38 Bloque con 10 % Tobas Día 7días 28días Cant. Cant. cemento Toba Kg/cm3 Kg 11.66 1.296 Resultados fc1 fc2 fc3 fc4 fc5 fc6 fci 4.25 4.20 4.06 4.32 4.22 4.12 4.20 5.23 5.12 4.97 4.94 5.19 4.80 5.04 � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Tesis Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Evaluación de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní como material pulzolánico Creator An entity primarily responsible for making the resource Danicer Sánchez González Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Tesis maestría Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2015 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/5996a1e86f420dd5b9cfd55c0e00ffba.pdf 3517739f4834861a9cefec430a45bddf PDF Text Text TESIS Procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS 101 del campo Boscán de la cuencadel Lago Maracaibo Deisy Margarita Castellanos �Página legal Título de la obra: Procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del Yacimiento IB/BS 101 del Campo Boscán de la cuenca del Lago Maracaibo, 77pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 1. Autor: Deisy Margarita Castellanos 2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Digitalización. Lic. Liliana Rojas Hidalgo Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015 La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas. La licencia completa puede consultarse en: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode Editorial Digital Universitaria Instituto Superior Minero Metalúrgico Ave Calixto García Íñiguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología Titulo: PROCEDIMIENTO PARA LA CARACTERIZACIÓN DE LOS INDICADORES DEL PROCESO DE INYECCIÓN DE AGUA DEL YACIMIENTO IB/BS 101 DEL CAMPO BOSCÁN DE LA CUENCA DEL LAGO MARACAIBO. Maestría en Geología, Mención Geología Ambiental (Prospección y Exploración de Yacimientos de Petróleo y Gas). 8va Edición Autor: Deisy Margarita Castellanos Tutor: Dr. C Rafael Guardado Lacaba Cabimas, julio de 2015 �vii ÍNDICE GENERAL RESUMEN…………………………………………………………………........ INTRODUCCIÓN……………………………………………………………….. V 1 CAPÍTULO I. I. FUNDAMENTOS TEORÍCOS DE LOS INDICADORES DEL PROCEDIMIENTO DE INYECCIÓN DE AGUA.………………………... 1.1. Antecedentes……………………………………….……………………… 1.2. Conclusión………………………….……………………………………… 9 9 16 CAPITULO II II. FUDAMENTOS TEÓRICOS……………………………………………….. 2.1. Introducción………………………………………………………………. 2.2 Geología Regional……………………………………………………… 2.3. Geología Local del área de estudio …………………………………… 2.3.1. Geología Estratigráfica….…………….………………..……………… 2.4. Geología Estructural…...…………………………………………………. 2.5. Contacto Agua - Petróleo ……..…………………………………………. 2.6. Conclusiones….…………………………………………………………… 18 18 18 21 21 24 25 26 CAPÍTULO III. III. PROCEDIMIENTO PARA DESARROLLAR LA INYECCIÓN DE AGUA EN LOS YACIMIENTOS PETROLÍFEROS…………………………. 3.1. Introducción…………………..……………………………………………. 3.2. Procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS 101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo………………………………………........... 3.3. Caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua 3.3.1. Geometría del Yacimiento………..………………………………… 3.3.2. Litología………..………………………..……………………………... 3.3.3. Profundidad del Yacimiento………………………………………….. 3.3.4. Porosidad………………………………………………………………... 3.3.5. Permeabilidad……………………...………………………..………… 3.3.6. Geomecánica de los yacimientos petrolíferos: Propiedades de la roca………………………………....…………………………………………… 3.3.7. Magnitud y Distribución de la saturación de los fluidos…………….. 3.3.8. Propiedades de los Fluidos y permeabilidad relativa………………. 3.4. Selección del Tipo de Inyección………………………………………… 28 28 28 30 30 31 32 34 34 36 36 36 37 �viii 3.4.1. Inyección Periférica o Central………………………………………… 3.4.2. Inyección por Arreglos…………………………………………………. 3.5. Reservas de Hidrocarburos...……………………………………………. 3.5.1. Clasificación de la reserva de hidrocarburos……………………….. 3.6. Eficiencia del recobro del petróleo por agua...………………………… 3.6.1. Eficiencia de barrido areal ……………………………………….…… 3.6.2. Eficiencia de barrido vertical …...……………………………………… 3.6.3. Eficiencia de desplazamiento…………………………………………. 3.7. Aspecto Económico……….………………………………………………. 3.7.1. Cálculo del flujo de agua……………………………………………….. 3.7.2. Valor actual neto...……………………………………………………… 3.7.3. Período de recuperación de la inversión……………………………… 3.7.4. Relación costo/beneficio………………………………………………... 3.8. Impacto ambiental...………………………………………………….…… 3.9. Acápite. Resultados de la aplicación del procedimiento de inyección de agua en el yacimiento IB/BS101 del Campo Boscán…………….……. 3.9.1. Método de Staags…………………………………………………….. 3.9.2. Análisis de proyectos de inyección de agua en yacimientos subsaturados……………………………………………………………………… 3.9.3. Comportamiento de reducción primaria…………………………….. 3.9.4. Comportamiento de Producción Secundario………………………. 3.9.5. Resultados de la aplicación del procedimiento de inyección de agua en el yacimiento IBS/BS101 del Campo Boscán………………….... 3.10. Conclusión………………………………………………………………... Conclusiones…………………………………………………………………… Recomendaciones……………………………………………………………. Referencias Bibliográficas……………………………………………………. Glosario de Términos Básicos………………………………………………… 37 38 40 40 41 41 42 43 43 44 44 44 45 46 47 48 48 49 50 53 57 58 59 60 66 �1 INTRODUCCIÓN En el mundo, el petróleo, es una de las principales fuentes de ingresos para la economía de un país, el cual genera alrededor del 80% del producto interno bruto (PIB), por concepto de exportación, por ende, la Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP,2000); refiere que el petróleo es el energético más importante en la historia de la humanidad; un recurso natural no renovable que aporta el mayor porcentaje de la energía que se genera en el mundo. Cada año se consume alrededor de 30 millones de barriles siendo los mayores consumidores de esta energía, las naciones mas desarrolladas. La extracción, producción o explotación del petróleo se hace de acuerdo con las características propias de la zona de estudio; por tanto, un campo petrolífero puede incluir más de un yacimiento, es decir, más de una única acumulación continua y delimitada de petróleo; de hecho, pueden haber varios depósitos estructurados uno encima de otro o aislados por capas intermedias de areniscas y rocas impermeables. El tamaño de esos depósitos puede variar desde unas pocas decenas de hectáreas hasta decenas de kilómetros cuadrados, y su espesor desde unos pocos metros hasta varios cientos o incluso más. El proceso de recuperación primaria, se basa en la salida espontanea del crudo, una vez que se ha perforado un conductor entre el estrato de petróleo y la superficie. No obstante con el empleo de este procedimiento no se puede conseguir la extracción total del crudo, ya que a media que se extrae, disminuye la presión, hasta llegar a un punto en que el petróleo no tiene presión suficiente para acceder hasta la superficie. �2 Esto se produce en un periodo relativamente corto, por lo que la afluencia de petróleo a la superficie se puede interrumpir cuando no se ha extraído más que la cuarta parte del contenido del yacimiento. Por esta razón, se han desarrollado procedimientos secundarios de extracción, también llamados sistemas complementarios de recuperación de petróleo. Existen dos tipos básicos de sistemas de recuperación complementarios: la inyección de agua y de vapor. El proceso por inyección de agua, consiste en introducir agua líquida a presión por el pozo, de forma que se inyecta sobre el estrato de petróleo. Esto aumenta la presión a la que está sometido el petróleo, con lo que se consigue que pueda volver a subir hacia la superficie, como además el agua tiene una densidad mayor que la mayoría de los petróleos, el mismo se coloca por encima del agua, lo que facilita su extracción. La recuperación terciaria o mejorada, es el conjunto de métodos que emplean fuentes externas de energía o materiales para recuperar el petróleo que no puede ser producido por medios convencionales (recuperación primaria y secundaria). Las fuerzas primarias que actúan en los yacimientos de petróleo como mecanismo de recuperación, generalmente se han complementado, mediante la inyección de agua y gas como procesos secundarios de recobro con el fin de aumentar la energía. Paris (2001), plantea que en el caso de la recuperación primaria final, los porcentajes varían entre un 12% y un 15% del petróleo original en sitio (POES), mientras que en el caso de la recuperación secundaria están en el orden entre un 5% a un 20% del POES, siendo del 4% al 11% del POES para la terciaria. En consecuencia con esto, la inyección de agua y de gas continúan siendo los métodos convencionales más utilizados para obtener un recobro extra de los yacimientos. �3 La Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP, 2000), reconocen a Venezuela, como uno de los principales productores de crudo del planeta, al contar con yacimientos abundantes en gran parte del territorio nacional, teniendo la séptima reserva mundial, con una producción 2 398 000 barriles anuales. De este modo, la principal zona productora venezolana ha sido, a lo largo del siglo XX, la Cuenca del lago de Maracaibo, constituida tanto por depósitos terrestres como por yacimientos submarinos; según petróleos de Venezuela (PDVSA, 2005),la zona tiene más de 13 000 pozos en explotación y produce más del 40% del petróleo del país. Uno de los yacimientos de la Cuenca del Lago de Maracaibo, Campo Boscán, está situado a 40 Km al suroeste de la ciudad de Maracaibo en el estado de Zulia y abarca un área aproximada de 660 Km2, se ubica entre las coordenadas UTM este 156 000 – 184 000 y norte 1 136 000 – 1 172 000. El campo produce crudo asfáltico de 10,5 °API de la formación Misoa de edad Eoceno, localmente denominadas Arenas de Boscán. El yacimiento presenta un buzamiento sur-suroeste de aproximadamente 2° con variaciones en profundidad entre los 4000-9500 pies. Debido a que el yacimiento ha sido sometido a diferentes regímenes de producción, y a lo viscoso del crudo, diferentes zonas del mismo presentan hoy en día distintos niveles de presión, por otra parte, las presiones hacia la región sur del yacimiento se mantienen altas, influenciadas por la presencia de un acuífero activo y buena parte de la recuperación de petróleo ocurre con altos porcentajes de corte de agua. Al ser el yacimiento IB/BS 101 de Campo Boscán un yacimiento que presenta grandes retos y oportunidades de explotación; ya que, el mismo cuanta con un POES de 35,3 MMMBP, pero que sus condiciones son bastante peculiares (crudo pesado de 10,5 ᵒAPI y profundidades alrededor de los 9000 pies) que produce por gas en solución y al ver que existían �4 zonas muy agotadas incluso con una presión por debajo del punto de burbuja. El nivel de presión de un yacimiento está estrechamente relacionado con el mecanismo de producción presente en el yacimiento. Por ello, se debe tener un buen control de las mediciones de presión que permitan definir a tiempo el comportamiento de esta, lo cual ayudaría a definir los métodos dominantes de la producción. A partir de lo anterior, se hace necesario caracterizar los indicadores del procedimiento de inyección de agua del yacimiento IB/BS 101 del Campo Boscán, en el cual, los fluidos son inyectados para forzar al crudo que se encuentra en ciertas capas del yacimiento a seguir líneas de flujo particulares para luego fluir a la superficie y, de esta manera, aumentar la producción; siendo la inyección de agua el proceso común y constituye una forma económica de desplazar el petróleo y proveer el soporte de presión, considerándose imprescindible para la eficiencia de ello, tomar en cuenta geometría, litología, profundidad, porosidad, permeabilidad, geomecánica de los yacimientos, magnitud, distribución de la saturación de los fluidos propiedades de los fluidos, selección del tipo de inyección, reservas de hidrocarburos, eficiencia de recobro de petróleo, análisis técnico económico e impacto ambiental. Problema científico Necesidad de proponer el procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS 101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago Maracaibo. El objeto de estudio Los indicadores del proceso de recuperación secundaria del petróleo con inyección de agua. Objetivo de la investigación �5 Proponer el procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS 101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago Maracaibo. Objetivos específicos  Desarrollar los fundamentos teóricos de los indicadores del procedimiento de inyección de agua.  Analizar los aspectos geológicos del yacimiento IB / BS101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo.  Diseñar el procedimiento para desarrollar la inyección de agua en los yacimientos petrolíferos. Campo de acción El yacimiento IB / BS 101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo. Hipótesis Si se logra analizar los aspectos geológicos del yacimiento Campo Boscán de la cuenca del Lago de Maracaibo y desarrollar los fundamentos teóricos sobre la recuperación secundaria es posible caracterizar los indicadores del proceso de inyección de agua para incrementar el recobro del petróleo. Aportes teóricos Contribuyen a un mejor conocimiento para la aplicación de este procedimiento entre los cuales se mencionan; la geometría, litología, profundidad, porosidad, permeabilidad, geomecánica de los yacimientos, magnitud, distribución de la saturación de los fluidos propiedades de los fluidos, selección del tipo de inyección, reservas de hidrocarburos, eficiencia de recobro de petróleo, análisis técnico económico e impacto ambiental para �6 su aplicación en los yacimientos petrolífero sometidos a recuperación secundaria. Aporte práctico El diseño del procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua en la explotación de yacimientos petrolíferos. Tareas Para el cumplimiento de los objetivos será necesario realizar las siguientes actividades:  Revisión bibliográfica sobre los factores petrofísicos como referencia de los procesos de inyección de agua.  Recopilación de datos geológicos, el comportamiento de presión, producción e inyección.  Desarrollar la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua.  Determinar la eficiencia volumétrica del tipo de inyección seleccionada.  Ejecutar la estimación de los costos generados del proceso de inyección de agua.  Valorizar el impacto ambiental generado por la inyección de agua.  Ejecutar el procesamiento de la información recolectada en la tarea uno y dos, tomando en cuenta la metodología ejecutada.  Analizar, interpretar y dar a conocer los resultados obtenidos. �7 Diagrama de flujo 1.Utilizado para el diseño de caracterización de los indicadores de inyección de agua. Castellanos, D. (2015) Estructura y contenido de la tesis El trabajo se estructuró en tres capítulos, en correspondencia con los objetivos planteados: Capítulo I. El capítulo I fue titulado fundamentos teóricos de los indicadores del procedimiento de inyección de agua, el cual constituyo la base de los estudios previos que represento los aportes de otros estudios sobre el tema de recuperación secundaria, en virtud de dar validez histórica y cognitiva al tema de la investigación. �8 Capítulo II. El capítulo II fue denominado fundamentos teóricos, dando especificaciones de la geología regional en virtud de dar características de la Cuenca del Lago de Maracaibo; así como también, la geología local del área de estudio como lo fue el yacimiento IB/BS101 del Campo Boscán, representando la geología estratigráfica, estructural y contacto agua – petróleo. Capítulo III. El capítulo III que recibió por título procedimiento para desarrollar la inyección de agua en los yacimientos petrolíferos, se desarrollo los procedimientos para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo, la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua representado por la geometría del yacimiento, litología, profundidad, porosidad, permeabilidad, geomecánica de los yacimientos petrolíferos: propiedades de la roca, magnitud y distribución de la saturación de los fluidos y propiedades de los fluidos. Además formó parte del capítulo III, la selección del tipo de inyección conformado por inyección periférica o central, inyección por arreglos, recobro de hidrocarburos, eficiencia de recobro de petróleo, aspecto económico e impacto ambiental como también el acápite denominado resultados de la aplicación del procedimiento de inyección de agua del yacimiento IB/BS101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo, para dar origen finamente las conclusiones y recomendaciones. �9 CAPÍTULO I: FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE LOS INDICADORES DEL PROCEDIMIENTO DE INYECCIÓN DE AGUA. 1.1.- Antecedentes En el presente estudio, el cual se dirige a proponer los procedimientos para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB / BS 101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago Maracaibo; se hace importante tomar en cuenta otros estudios que anteceden el tema sobre la recuperación secundaria: inyección de agua, sean científicos históricos como trabajos de grado para ser analizados, así como tomar en cuenta los aportes de los mismos a esta investigación, los cuales son presentados a continuación. Según Forrest F. Craig Jr. (1971). La inyección de agua es el método dominante entre los de inyección de fluidos e indudablemente este método se debe el elevado nivel actual de los ritmos de producción y de reservas en Estado Unidos y Canadá. Su popularidad se explica por : La disponibilidad general de agua, la relativa facilidad con la que se inyecta, debido a la carga hidrostática que se logra en el pozo de inyección, la facilidad con que el agua se extiende a través de una formación petrolífera y la eficiencia del agua para el desplazamiento del hidrocarburo. Así también, John F. Carll (1880), llego a la conclusión de que el agua, al abrirse camino en el pozo desde arenas poco profundas, se movería a través de la arena petrolífera y seria benéfica para incrementar la recuperación del petróleo. El primer patrón de flujo, denominado una invasión circular, consistió en inyectar agua en un solo pozo, a medida que aumentaba la zona invadida y que los pozos productores que la rodeaban eran invadidos con agua, estos se iban convirtiendo en inyectores para crear un frente circular más amplio. �10 Como modificación de esta técnica, la Forest Oíl Corp, convirtió simultáneamente una serie de pozos a la inyección de agua, formando un empuje lineal. La primera inyección con patrón de 5 pozos fue intentada en la parte sur del Campo Bradford en 1924. En 1931 se inició una inyección de agua en la arena Bartlesville de poca profundidad del condado Nowata, Okia y unos años más tardes, muchos de los yacimientos de la arena Bartlesville estaban bajo este método. En Texas se inició la inyección de agua en el yacimiento Fry del Condado Brown en 1936. En el curso de 10 años estaba en operación en la mayoría de las aéreas productoras de petróleo. Sin embargo fue hasta principios de la década de los años 1950 se reconocieron las posibilidades de la aplicación de la inyección de agua. Tomando en cuenta lo expuesto por los autores Forres F. Craig Jr (1982) dan un aporte científico en referencia a las características hidrostáticas como indicador a tomarse en cuenta en el proceso de inyección de agua, sin embargo, las teorías presentadas por los mismos carecen de una estructuración práctica de manejo procedimental de tales indicadores, lo cual, no evidencia en profundidad los resultados de producción de petróleo sin determinar los parámetros de porosidad, permeabilidad de los yacimientos. En Venezuela la recuperación secundaria se inicio en 1966, en el Campo Oficina en el Estado Anzoátegui, (Paris de Ferrer M, 2001); después de haber inyectado gas; pero la mayoría de estos proyectos fueron suspendidos por problemas dé canalizaciones. En el occidente las experiencias se remontan al año 1959 cuando se inyectaban las aguas efluentes de los yacimientos del lago de Maracaibo con fines de mantenimiento de presión y de disponibilidad (PDVSA, 2000). En 1979 comenzó la inyección de agua mediante arreglos en la cuenca de Maracaibo, extendiéndose al Oriente del país tal como se refleja en la figura 1.1, donde se observa que en Venezuela �11 existen 66 proyectos de inyección de agua por flanco, con un recobro final que varía entre 35 y 40 %; 13 proyectos de inyección de agua por arreglos de pozo, con un factor promedio 29 %; y 10 proyectos combinados de agua y gas, con un porcentaje final promedio de 41 %. Figura 1.1.Proceso de recobro por inyección de agua y gas en Venezuela. Fuente: PDVSA (2000). Según Paris de Ferrer M. (2001), el 85 % de la producción mundial de crudo se obtiene actualmente por métodos de recuperación primaria y secundaria, etapas resultantes de la subdivisión tradicional: primaria, secundaria y terciaria, históricamente, estas etapas describen la producción de un yacimiento como consecuencia cronológica. La etapa primaria, de producción inicial, resulta del desplazamiento por la energía natural existente en el yacimiento. La secundaria, que actualmente es casi sinónima de inyección de agua, se implementa usualmente una vez determinado el límite económico de la etapa primaria de producción. Reconociendo que Paris de Ferrer M. (2001), hace un aporte significativo que avala los diferentes métodos de recuperación, para el recobro, aunque no da fundamentos específicos de los indicadores que generan la exactitud �12 de ejecución de los procedimientos para la caracterización del proceso de inyección de agua, considerándose que ello, resulta una práctica común inyectar agua con la intención de aumentar la producción y mantener la presión del medio. Annia P y Carlos E. (2004). En su investigación INYECCION DISPERSA DE AGUA EN YACIMIENTOS DEL MIEMBRO C-2-X DEL CAMPO CENTRO LAGO. Plantean: El Miembro C-2-X es una formación rocosa de edad Eoceno conformada por trampas geológicas de mucha complejidad estructural y estratigráfica, ubicado en el Campo Centro Lago de la Cuenca del Lago de Maracaibo y a una profundidad promedio de 11200 pies. Inicialmente, contenía 567.2 MMBNP de petróleo subsaturado de 24 ᵒAPI a una presión de 5125 Ipca, considerando al miembro C-2-X como un solo yacimiento e inyectar el agua de manera dispersa para mejorar la eficiencia volumétrica de barrido; ubicando los pozos inyectores de manera que se adapten a las heterogeneidades de las arenas, logrando una efectiva comunicación entre inyectores y productores. Desde el punto de vista económico, la estrategia de explotación propuesta estima un valor presente neto de 32.727 MMBs, una tasa interna de retorno modificada de 22.6% y una eficiencia de la inversión de 1.91%, considerándose un retorno económico en base a la productividad considerables, pero sin hacer estudios de minimización del impacto ambiental, tomando en cuenta los indicadores de ejecución de los procedimientos para la caracterización del proceso de inyección de agua, para así, no solo dar observación a el impacto productivo sino humano. Otro trabajo de investigación, fue el presentado por Gutiérrez, Oscar J. (2004), el cual llevo como titulo EVALUACIÓN DE ESQUEMAS DE INYECCIÓN DE AGUA EN YACIMIENTOS MADUROS A TRAVÉS DE �13 UN MODELO DE SIMULACIÓN, el mismo tuvo como finalidad dar a conocer los resultados obtenidos de la simulación numérica 3D, para diferentes esquemas de inyección de agua en un área de un yacimiento maduro de edad Mioceno, a fin de poder establecer un plan de desarrollo estratégico que maximice el recobro de reservas de manera rentable. El área seleccionada para este trabajo es parte de uno de los principales yacimiento que se encuentra en al Lago Maracaibo, el cual tiene un área total de 300 km2 aproximadamente, un petróleo original en sitio de 6,900 MMBNP. El siguiente trabajo compara la inyección de agua con pozos verticales versus horizontales y multilaterales a través de un modelo de simulación, donde el escenario más favorable para el desarrollo óptimo y rentable de las reservas se alcanza haciendo uso de la tecnología de pozos multilaterales, la cual favorece los indicadores económicos, dado el programa de actividad operacional que está involucrado en cada caso estudiado. Es reconocido que el estudio de Gutiérrez, Oscar J. (2004), presenta la referencia de que la recuperación secundaria, también puede ser aplicado en pozos verticales versus horizontales y multilaterales, siendo un aporte significativo, sin embargo, no puede desapartarse de igual modo de la necesidad del estudio de los indicadores del el procedimiento para la caracterización del proceso de inyección de agua, para evidenciarse la mayor productividad en virtud de los datos de favorables para el recobro del yacimiento. En el trabajo presentado por Araujo B, José G, (2009); se titulo OPTIMIZACIÓN DE LA INYECCIÓN DE AGUA EN EL YACIMIENTO C-2 DEL ÁREA NOROESTE VLE-305; expreso que el yacimiento se encuentra ubicado en Bloque V Lamar y el mismo presenta un POES de 1527,4 MMBNP. En este yacimiento predomina una alta complejidad tanto �14 estructural como estratigráfica, así como también diferentes niveles de presión, por lo cual ha sido dividido en tres regiones: región noroeste (área objeto de este estudio), este y suroeste. Según estudios realizados, el mismo muestra un avance irregular del frente de inyección, lo cual origina una deficiencia en el barrido de hidrocarburos en el yacimiento. Debido al problema planteado, se propuso realizar una revisión y optimización del proyecto de inyección de agua en la U.E. Lago cinco, el tipo de arreglo de pozo logrando establecer un plan que permitirá reducir la producción de agua y mantener los niveles de presión, con el objeto de reducir la sobre inyección de agua y poder realizar un desplazamiento de petróleo en zonas que no habían sido drenadas eficientemente. Adicionalmente, esto permitirá reducir costos e incrementar la producción de petróleo. El trabajo de grado presentado por Araujo B, José G, (2009); refiere la importancia de tomar en cuenta la heterogeneidad del yacimiento, lo cual genera la interpretación del comportamiento del desplazamiento durante procesos de recuperación secundaria y mejorada es la organización y utilización de toda la información proveniente de análisis de núcleos, sin embargo, el estudio descrito no detalla un procedimiento de indicadores de inyección de agua. En el trabajo de investigación presentado por Guerrero M., Reinaldo A.(2013), se titulo, EFECTO DE LA INYECCIÓN DE AGUA SOBRE LA PRODUCCIÓN EN LOS YACIMIENTOS C-4 / C-5 LAG3047, BLOQUE X DEL LAGO DE MARACAIBO; se expone que los yacimientos se encuentran sometidos a un proyecto de recuperación secundaria desde hace aproximadamente seis años, implantado con la finalidad de contrarrestar la declinación e incrementar el recobro de las reservas existentes, ya que se trata de yacimientos volumétricos con un mecanismo de producción de empuje por gas en solución, además; el fuerte drenaje al que han sido �15 sometidos ha contribuido a la pérdida rápida de la energía; existen otros factores desfavorables como el aumento progresivo del corte de agua en los pozos productores, la heterogeneidad de las arenas y la presencia de varios tipos de arcilla. En cuanto a la inyección de agua es importante recalcar que se han presentado problemas operacionales que han afectado la eficiencia del proyecto. Hasta el momento la inyección no ha dado los resultados esperados, en este sentido; surge la necesidad de realizar un análisis sobre el comportamiento de producción/inyección/presión para evaluar el proceso y su efecto sobre la producción de los yacimientos, para ello se integró la información geológica y petrofísica disponible, se recopiló y analizó la información sobre registros de presión, volúmenes de inyección, análisis físico - químicos y trabajos realizados en los pozos, luego se analizó el comportamiento histórico de producción/inyección/presión, se calculó la razón de movilidad y la eficiencia volumétrica de reemplazo (EVR). En el estudio de yacimientos se realizó un análisis sobre los mecanismos de producción presentes, declinación y las propiedades inherentes a la roca entre ellas la movilidad de los fluidos. Finalmente se generaron una serie de conclusiones y recomendaciones que permitirán tomar decisiones para mejorar el recobro de las reservas, sin embargo, no se denota la especificidad de los procedimientos de cada indicador pertinente para el desarrollo de la recuperación secundaria con alcance de pertinencia en el cien por ciento de producción y de prevención en el impacto ambiental. En cuanto al estudio de Morales B. Omar E. (2014) titulada, ESTIMACIÓN DEL FACTOR DE RECOBRO DE PETROLEÓ MEDIANTE LA INYECCIÓN DE AGUA EN EL YACIMIENTO IB / BS 101 DEL CAMPO BOSCÁN, propone que al ser el yacimiento IB/BS 101 de Campo Boscán un yacimiento que �16 presenta grandes retos y oportunidades de explotación; ya que, el mismo cuanta con un POES de 35,3 MMMBP, pero que sus condiciones son bastante peculiares (crudo pesado de 10,5 ᵒAPI y profundidades alrededor de los 9000 pies) que produce por gas en solución y al ver que existían zonas muy agotadas incluso con una presión por debajo del punto de burbuja, se toma la decisión de arrancar proyectos de inyección de agua de tal forma de restaurar presiones en el campo y además de lograr una recuperación mejorada de petróleo. Este trabajo de especial de grado planteo el estudio de esta recuperación secundaria de petróleo, desde un punto de vista de recuperación de reservas evaluando dos escenarios de producción, el primero donde se supone la no inyección de agua y el segundo que representa la realidad donde se está inyectando agua; se comparan ambos escenarios y de esta forma se puede medir el impacto que tiene la inyección de agua obteniendo como resultado final que gracias a esta se han logrado recuperar 45,2 MMBP lo que representa un aumento local del 1,1 % en el factor de recobro. Por lo que se llega a la conclusión, que la inyección de agua en campo Boscán es un método de recuperación mejorada de petróleo que ha dado resultados positivos en las zonas donde ha sido aplicado por lo que la recomendación es expandir los proyectos de inyección de agua a otras zonas del campo y de esta forma aportar energía al yacimiento y lograr recuperar mayor numero de reservas, haciéndose ver que este es un estudio de caso representativo del yacimiento de Campo Boscán como el de la presente investigación. 1.2.- Conclusión: Los estudios tomados en cuenta, permiten reconocer que los arreglos de un pozo son considerados de acuerdo a las características de los yacimientos, en función de obtener un mejor recobro de producción, así �17 como también, estos procedimientos son aplicados en pozos de diferentes profundidad y diferentes tipos de perforación, sin embargo, además de tomar en cuenta la geología de ello, no da orientación sobre el procedimiento de caracterización por indicador del proceso de inyección de agua. �18 CAPÍTULO II: FUNDAMENTOS TEORICOS 2.1 Introducción El presente capitulo tiene como propósito realizar una revisión teórica sobre los yacimientos sometidos a inyección de agua con la finalidad llevan a cabo estudios geológico, tectónico, geomecánico e hidrogeológico que permiten un mejor conocimiento del medio geológico y de las condiciones necesarias para establecer los procesos de recuperación secundaria terciarios como medio de optimización o procesos la extracción de crudos de los yacimientos, la cual juega un papel importante en la economía mundial. Por esta razón, al identificarse la presencia de un yacimiento o una acumulación de hidrocarburo cuya explotación es económicamente rentable, se genera un plan de explotación con el objetivo aumentar la recuperación de petróleo de los yacimientos, por encima de la que se tendría por la recuperación primaria. Es importante implementar métodos secundarios de producción o recuperación con el fin de mantener el pozo produciendo a una tasa fija y aumentando el factor de recobro del yacimiento. 2.2 Geología regional Según González (1980). La Cuenca de Maracaibo, ocupa la parte noroccidental de Venezuela y se extiende en dirección suroeste hacia Colombia, cubriendo un área total superior a los 50.000 kilómetros cuadrados. La cuenca es de tipo intermontano y geográficamente coincide con la hoya hidrográfica del Lago de Maracaibo. Genéticamente esta cuenca pertenece al sistema de cuencas pericratónicas de la América del Sur, y quedó aislada de la Cuenca Barinas-Apure al sureste y de la Cuenca del Cesar y Magdalena al oeste, debido al levantamiento de Los Andes y de la Sierra de Perijá en el Terciario. El límite norte está señalado por el sistema �19 transcurrente dextral de la Falla de Oca, que actuó como límite original entre la Placa Sudamericana al sur y la Placa del Caribe al norte. La cuenca recibió sedimentación en ambientes marinos someros y plataformales durante el Cretáceo. Los ambientes del Paleoceno fueron parálicos, y el ciclo termina con nuevos pulsos tectónicos. Después de un periodo de erosión regional, se empezó a desarrollar una cuenca subsidente hacia el noreste, alcanzando espesores eocenos mayores de 4.200 metros. (Ver figura 2.1). Posteriormente, debido a los severos movimientos tectónicos del Eoceno medio, la cuenca fue invertida y la parte norte de la misma sufrió una gran erosión, estimada entre 2 400 y 3 600 metros de sedimentos removidos. Según Petróleos de Venezuela-Centro de Formación y Adiestramiento (CEPET, 1991), Existen dentro de la cuenca unos 40 campos petrolíferos con cerca de 700 yacimientos activos. Diez de los campos han sido clasificados como gigantes, habiendo alcanzado una producción acumulada de manera individual superior a los 80 millones de metros cúbicos. �20 Figura 2.1. Columna estratigráfica generalizada de la Cuenca de Maracaibo. Fuente: Villalobos Carideli (2015) �21 2.3. Geología local del área de estudio PDVSA (1997). El campo Boscán está situado 40 km al suroeste de la ciudad de Maracaibo. Fue descubierto por la Richmond Exploration Company en 1945, con el pozo 7-F-1 (9598', 700 B/D). Se han perforado cerca de 600 pozos que han determinado un área probada de 660 km². Como se muestra en la figura 2.2 se ubica entre las coordenadas UTM este 156 000 – 184 000 y norte 1 136 000 - 1 172 000. El campo produce crudo asfáltico de 10,5 °API de la formación Misoa de edad Eoceno, localmente denominadas Arenas de Boscán. El yacimiento presenta un buzamiento sur-suroeste de aproximadamente 2° con variaciones en profundidad entre los 4000-9500 pies Figura 2. 2 Ubicación del campo Boscán. Fuente: Morales, O. (2014) 2.3.1 Geología estratigráfica La sección estratigráfica principal del campo Boscán consiste de sedimentos de edad Oligoceno y Eoceno depositados en un ambiente fluvio deltaico y los sedimentos de edad Oligoceno comúnmente no están impregnados de hidrocarburos y son predominantes lutiticos. Las areniscas del Eoceno son parte de la formación Misoa y forman la sección productiva del yacimiento, como se muestra en la figura 2.3. �22 Figura 2.3. Modelo depositacional de Boscán sistema deltaico próximal Mareal. Fuente: Morales, O. (2014). Las arenas de la formación Misoa de edad Eoceno, fueron depositadas en un gran complejo fluvio deltaico influenciado por mareas cubriendo gran parte de la cuenca de Maracaibo y siendo la unidad de yacimiento principal la cual consiste primeramente de canales y barras amalgamados. La dirección de transporte, basada en estudio regionales de núcleo es SE – NO, la relación arena neta – arena bruta esta entre 70 y 80 por ciento. En el campo Boscán, el yacimiento ha sido dividido en Boscán Superior y Boscán inferior. Estas dos unidades están separadas por la lutitas de Boscán, la cual consiste de un intervalo lutitico denso, más desarrollado hacia el norte del campo y adelgazándose hacia el sur, como se muestra en la figura 2.4 Figura 2.4. Intervalos yacimientos del campo Boscán. Superior e Inferior. Fuente: Morales, O. (2014). �23 Debido a su naturaleza erosiva y de presiones Paleo – Topográficas rellenas con sedimentos fluviales Oligoceno, el tope de la discordancia Eoceno / Oligoceno es usualmente difícil de identificar en algunos registros de pozos. Depositaciones de arena – arena son comúnmente vistas en las correlaciones a través del campo. El tope se reconoce como el tope de la discordancia Eoceno – Oligoceno. Las arenas productivas del yacimiento Boscán superior al oeste del campo han sido truncados por la discordancia angular del Eoceno / Oligoceno, por lo que dicho miembro se acuña de esa dirección, disminuyendo de espesor. Los datos sísmicos muestran que Boscán superior e inferior se encuentra en diferentes niveles estratigráficos hacia el norte y hacia el sur del campo por lo que las arenas productivas son estratigráficamente más profundas en la parte sur del campo, aumentando también el espesor de la roca yacimiento hacia el sur como se muestra en la sección transversal SE –NO. (Ver figura 2.5). Figura 2.5. Columna estratigráfica de Boscán. Fuente: Almaza, R. (1998) �24 Aunque la relación arena neta – arena bruta es alta y el yacimiento esta efectivamente conectado en las arenas en un cien por ciento, las correlaciones de cuerpos de arenas y lutitas entre pozos individuales a una distancia de 577 metros, que es la distancia aceptada para el Eoceno en campo Boscán virtualmente no existe. Aún en un espaciamiento de 333 metros las correlaciones son tenues. Las unidades de flujo en cada pozo pueden ser claramente identificables, pero frecuentemente no se observa que se extiendan a los pozos circundantes. 2.4. Geología estructural El anticlinal de Boscán, que constituye la estructura más importante del área. Tiene un rumbo Norte-Sur, declive hacia el sur y el cierre se efectúa poco antes de llegar al campo García. Su flanco occidental constituye el homoclinal de Boscán, de rumbo noreste y extensión regional, que buza de 8 a 10 grados hacia el suroeste. La acumulación del campo Boscán se encuentra en una trampa estructural-estratigráfica del homoclinal de Boscán como muestra la figura 2.6. Figura 2.6. Mapa Estructural Campo Boscán Tope Icotea Basal. Fuente Almaza, R. (1998) �25 El homoclinal está cortado al este por la falla de Boscán, que se extiende norte-sur por 40 km desde el sur del campo La Concepción hasta el campo García, y constituye un sello estructural que limita el yacimiento; es una falla normal, tiene buzamiento pronunciado hacia el este, y desplazamiento de más de 1.000 pie en el norte y centro del campo. Existen fallas menores, que no constituyen barreras de acumulación. (Ver figura 2.7). } Figura 2.7. Campo Boscán, sección estructural. Fuente: Almaza, R, (1998). Hacia el norte y noroeste las arenas de Misoa desaparecen por truncamiento gradual de las areniscas de Boscán superior y gradación a lutitas del miembro Boscán inferior, dando lugar a trampas estratigráficas. Al sur y suroeste se encuentra un contacto agua-petróleo estimado en base a un acuífero determinado en el Campo los Clavos. 2.5 Contacto agua – petróleo En el flanco SE del campo solo seis pozos encontraron un contacto dentro de la sección perforada: el pozo BN-135 (Marzo 1971), BN-134, BN-237, BN246, BN-198 y BN-253. Los pozos perforados tempranamente entre los años 1950 y 1970 en la parte norte del campo no ofrecen datos confiables debido a su profundidad somera y la penetración parcial del yacimiento. Los pozos �26 perforados entre 1970 y 1980 en la parte sur del campo con penetración total del yacimiento fueron claves en la interpretación. La figura 2.8, indica que el contacto original agua – petróleo (CAPO) en la parte SO del campo se encuentra en el rango de los -9.345 y -9.420 pies mientras que hacia el SE el rango oscila entre -9.400 y -9.585 pies, siendo el valor más probable -9.525 pies. Figura 2.8. Pozo BN-0135 mostrando el contacto agua petróleo original a -9345 pies. Fuente: Morales, O. (2014) 2.6.- Conclusión. Analizar los aspectos geológicos del yacimiento se especificó las manifestaciones de las rocas o un constituyente de la misma, para de esa forma expresar el ambiente de depositación o de formación, la composición �27 litológica y además una asociación geográfica. El conocimiento en detalle de las rocas sedimentarias tiene una gran importancia para la industria petrolera por diferentes razones, la principal de ellas es que este grupo de rocas se originan y se entrampan los hidrocarburos. �28 CAPITULO III PROCEDIMIENTO PARA DESARROLLAR LA INYECCION DE AGUA EN LOS YACIMIENTOS PETROLIFEROS. 3.1 Introducción Según el grado o nivel de profundidad con el cual se abordo el problema, se analizó e interpreto el impacto que tiene la recuperación mejorada de petróleo mediante la inyección de agua en el yacimiento IB/BS 101 del Campo Boscán; para establecer la eficiencia del mismo mediante diversos métodos. Para el logro del objetivo planteado se confeccionó un mapa de la ingeniería conceptual de los procedimientos a desarrollar en el proceso de inyección de agua en los pozos de los yacimientos de petróleo, se consultó bibliografía en el tratamiento y manejo de aguas de producción, especificaciones de los parámetros de calidad para el agua salada establecidos por los lineamientos señalados en el decreto 883 artículo N° 17 de la normativa ambiental para tales fines. 3.2 Procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS del 101 Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo. A continuación se presenta un diagrama de flujo que permite dar a conocer el procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS 101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo; el cual esta representada por la geometría, litología, profundidad, porosidad, permeabilidad, geomecánica de los yacimientos, magnitud, distribución de la saturación de los fluidos propiedades de los fluidos, selección del tipo de inyección, reservas de �29 hidrocarburos, eficiencia de recobro de petróleo, análisis técnico económico e impacto ambiental. Diagrama de flujo 2. Procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo. Fuente: Castellanos, D. (2015) �30 3.3 Caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua La caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua se considera esencial para dar veracidad a la aplicación del conjunto de métodos que emplean fuentes externas de energía o materiales para recuperar el petróleo, los cuales dan presentación de la proyección veraz de la configuración geológica del yacimiento, en el caso del presente estudio se detallada cada indicador que esta especificada por la geometría, litología, profundidad, porosidad, permeabilidad, geomecánica de los yacimientos, magnitud, distribución de la saturación de los fluidos propiedades de los fluidos, selección del tipo de inyección, reservas de hidrocarburos, eficiencia de recobro de petróleo, análisis técnico económico e impacto ambiental. 3.3.1. Geometría del yacimiento Según Paris de Ferrer M. (2001), uno de los primeros pasos al recabar la información de un yacimiento para el estudio de inyección de agua, es determinar su geometría, la estructura y estratigrafía de un yacimiento controlan la localización de los pozos productores y por consiguiente los métodos por los cuales éste será producido a través de inyección de agua o gas. La estructura geológica es el principal factor que rige la segregación gravitacional, así en presencia de altas permeabilidades, la recuperación por segregación gravitacional, particularmente en yacimientos de petróleo, puede reducir la saturación de petróleo a un valor el cual no resulta económicamente la aplicación de la inyección de agua. Si existe una estructura apropiada y la saturación de petróleo justifica un proceso de inyección de agua, la adaptación de una invasión periférica puede producir mejores eficiencia de barrido arial que una inyección en un �31 patrón línea directa. La existencia de zonas con altos relieves sugiere la posibilidad de un programa de inyección de gas. La forma de campo y la presencia o no de una capa de gas también influenciara en esta decisión. Por otro lado, la mayoría de las operaciones de las mayorías de las operaciones de inyección de agua han sido llevadas a cabo en campos que exhiben un moderado relieve estructural, donde la acumulación del petróleo se encuentra en trampas estratigráficas. Como estos yacimiento por regla general, han sido producidos con empuje de gas en solución y no han recibido beneficio de un empuje natural de agua o de otro tipo de energía de desplazamiento, usualmente poseen altas saturaciones de petróleo después de una producción primaria, haciéndose atractivos para operaciones de recuperación secundaria. Así, la localización de los pozos de inyección y producción deben adaptarse a las propiedades y condiciones que se conocen la arena. A menudo es importante realizar un análisis de la geometría del yacimiento y de su composición pasado, para definir la presencia y la fuerza de un empuje de agua y así decir sobre las necesidades de inyección suplementaria, pues estas pueden ser innecesarias si existe un fuerte empuje natural de agua. Tal decisión depende también de la existencia de problemas como fallas o presencias de lutitas, o de otro tipo de barrena de permeabilidad. Por otra parte, un yacimiento altamente fallido hace poco atractivo cualquier programa de inyección. 3.3.2 Litología Según Paris de Ferrer M. (2001), la litología tiene una profunda influencia en la eficiencia de la inyección de agua o de gas en un yacimiento en particular. De hecho, la porosidad, la temperatura y el contenido de arcilla son factores litológicos que afectan la invasión. En algunos sistemas complejos, una pequeña porción de porosidad total, como por ejemplo las porosidades �32 creadas por fracturas, tendrán suficientes permeabilidad para hacer efectivas las operaciones de inyección de agua. En este caso, solamente se ejercerá una pequeña influencia sobre la porosidad de la matriz, la cual puede ser cristalina, granular u vugular. La evaluación de estos efectos requieren estudios de laboratorios, detallado del yacimiento y pruebas pilotos experimentales. A pesar de que se conoce que la presencia de minerales arcillosos en algunas arenas petrolíferas pueden taponar los poros por hinchamientos o floculación al inyectar agua o existen datos disponibles sobre la extensión de este problema, pues eso depende de la naturaleza de dicho mineral; no obstante se pude obtener una aproximación de estos efectos mediantes estudios de laboratorios. Se sabe por ejemplo que en el grupo de la montmorillonita es el que mas puede causar una reducción de la permeabilidad por hinchamiento y que la caolinita es la que menos causa problemas. La extensión que puede tener esta reducción de permeabilidad también puede depende de la salinidad de agua inyectada; de hecho, usualmente se sustituye el agua fresca por salmuera para propósitos de invasión. Parámetros como la composición mineralógica de las arena y el material cementante se deben tomar en cuenta ya que dependiendo del fluido que se inyecte se pueden ocasionar diferencias en la saturación de petróleo residual, esto se debe a que el fluido puede reaccionar con la arena o arcilla y modificar la porosidad, ya sea aumentándola o disminuyéndola. 3.3.3 Profundidad del yacimiento La profundidad del yacimiento es otro factor que debe considerarse en una inyección con agua ya que:  Si es demasiado grande para permitir reperforar económicamente y si �33 los pozos viejos deben ser utilizados como inyectores y productores, no se pueden esperar altos recobros.  En los yacimientos profundos, las saturaciones de petróleo residual después de las operaciones primarias son más bajas que en yacimientos someros, debido a que estuvo disponibles un gran volumen de gas en solución para expulsar el petróleo ya que el factor de encogimiento fue grande, y por lo tanto, quedando menos petróleo.  Grandes profundidades permiten utilizar mayores presiones y un espaciamiento más amplio, si el yacimiento posee un grado suficiente de uniformidad lateral. Se debe actuar con mucha precaución en yacimientos poco profundo donde máxima presión que puede aplicarse en operaciones de inyección esta limitada por la profundidad de yacimiento. Durante la inyección de agua, se ha determinado que existe una presión crítica, usualmente aproximada a la presión estática de la columna de roca superpuesta sobre la arena productora y cerca de 1lpc/pie de profundidad de la arena que al excederse, ocasiona que la penetración del agua expanda aberturas a lo largo de fracturas o de cualquier otro plano de fallas, así como juntas o posiblemente nos de estratificación. Esto nos da lugar a la canalización del agua inyectada o al sobrepeso de largas porciones de la matriz del yacimiento. Consecuentemente, en operaciones que impliquen un gradiente de presión 0,75 lpc/pie de profundidad, generalmente permite suficiente margen de seguridad para evitar el fracturamiento. Al fin de prever cualquier problema, debe tenerse en cuenta la información referente a presión de fractura o de rompimiento en una localización determinada, ya ella fijará un límite superior para la presión de inyección. �34 3.3.4 Porosidad La recuperación total de petróleo de un yacimiento es una función directa de la porosidad, ya que ella determina la cantidad de petróleo presente para cualquier porcentaje de saturación de petróleo dado. Como el contenido de este fluido en una roca de yacimiento varía desde 775,8 Bbls/acres-pie para porosidades de 10 y 20% respectivamente según Paris Ferrer (2001), es importante tener una buena confiabilidad en estos datos. Esta propiedad de la roca es muy variable algunas veces oscila desde 10 hasta 35% en una zona individual, otras como en la limolitas y dolomitas, pueden variar desde 2 hasta 11%debido a las fracturas y en rocas llenas de agujeros como panales de abejas y porosidades cavernosas, pueden ir desde 15 a hasta 35%. Para establecer el promedio de porosidad, es razonable tomar el promedio aritmético de las medidas de las porosidades de un núcleo de arenas. Si existe suficientes datos sobre este aspecto, se puede construir mapas de distribución de porosidades que pueden ser pesados areal o volumétricamente para dar una porosidad total verdaderas. 3.3.5.- Permeabilidad La magnitud de la permeabilidad de un yacimiento controla, en un alto grado, la tasa de inyección de agua que se puede mantener en un pozo de inyección para determinar presión en la cara de la arena por lo tanto, en la determinación de la factibilidad de inyección de agua en un yacimiento, es necesario conocer: a) la máxima presión de inyección tomando en cuenta la profundidad del yacimiento; b) la relación entre tasa y espaciamiento a partir de datos de presión y permeabilidad. Esto permite determinar rápidamente a partir de datos los pozos adicionales que deben perforarse para cumplir el programa de invasión en un lapso razonable. La prospectividad del proyecto puede calcularse comparando el recobro que se estima lograr con los gasto que involucran el programa de inyección. �35 El grado de variación de permeabilidad ha recibido mucha atención en los últimos años, pues determina la cantidad de agua que es necesario utilizar; entre menos heterogénea sea esa propiedad, mayor existo se obtendrá en un programa de inyección de agua. Si se observan grandes variaciones de permeabilidad en estratos individuales dentro del yacimiento, y si eso estratos mantiene continuidad sobre aéreas extensas, el agua inyectada alcanzara la ruptura demasiado temprano en los estratos de alta permeabilidad y se transportará grandes volúmenes de agua antes que los estratos menos permeables hayan sido barrido eficienteme. Esto influye en la economía del proyecto y sobre la factibilidad de la invasión del yacimiento. No se debe dejar a un lado la continuidad de estos estratos es tan importantes como la variación de permeabilidad. Si no existe una correlación de perfiles de permeabilidades entres pozos individuales, existe la posibilidad de que las zonas más permeables no sean continuas y que la canalización de agua inyectada sea menos severa que la indicada por los procedimientos aplicados. La figura 3.1 muestra el efecto de la distribución de permeabilidad sobre la inyección de agua. Figura 3.1. Efecto de la distribución de permeabilidad sobre la inyección de agua. Fuente: París de Ferrer (2001) �36 3.3.6.- Geomecánica de los yacimientos petrolíferos: propiedades de la roca Es muy importante tener en cuenta la continuidad de las propiedades de la roca en relación con la permeabilidad y la continuidad vertical, al determinar la factibilidad de aplicar la inyección de agua o de gas en un yacimiento. Como el fluido en el yacimiento es esencialmente en dirección de los planos de estratificación, a continuidad es de interés primordial. Si el cuerpo del yacimiento esta dividido en estratos separados por lutitas o rocas densas, el estudio de una sección transversa de un horizonte productor podría indicar si los estratos individuales tienen tendencia a reducirse en distancias laterales relativamente cortas, o si esta presente una arena uniforme. 3.3.7 Magnitud y distribución de la saturación de los fluidos En efecto, cuando mayor sea la saturación de petróleo en el yacimiento al comienzo de la invasión, mayor será la eficiencia de recobro y si este es elevado, el petróleo sobrepasado por el agua será menor y el retorno de la inversión por lo general, será mayor, igualmente, la saturación de petróleo residual que queda después de la invasión, esta relacionada con la adaptabilidad del proceso, y mientras mas se pueda reducir este valor, mayor será el recobro final y mayores ganancias. Por esa razón la mayoría de los nuevos métodos de desplazamiento de petróleo tiene como objetivo lograr reducir la saturación de petróleo residual detrás del frente de invasión. 3.3.8 Propiedades de los fluidos y permeabilidades relativas Los factores que afectan la razón de movilidad son esencialmente la viscosidad del petróleo y las permeabilidades relativas de la roca, es por ello que tiene grandes efectos en la convivencia de un proceso de inyección de fluidos en un yacimiento. En un proceso de desplazamiento la razón de movilidad está relacionada con la movilidad del fluido desplazante y la movilidad del petróleo en la zona de petróleo. �37 3.4.- Selección del tipo de inyección Uno de los primeros pasos de un proyecto de inyección de agua es la selección del modelo de inyección, el objetivo es seleccionar un modelo apropiado que mejore la inyección del fluido contactando la mayor cantidad de petróleo posible en el yacimiento. Cuando se realiza la selección del modelo de inyección se debe considerar los siguientes factores: Proporcionar una capacidad productiva deseada, proporcionar la suficiente tasa de inyección de agua para un adecuado rendimiento en la productividad del petróleo, maximizar el recobro de petróleo con un mínimo de producción de agua, tomar ventajas de las anomalías conocidas en el yacimiento como: permeabilidad regionales y direccionales, fracturas entre otros, ser compatible con el patrón de pozos existentes y requerir un mínimo de nuevos pozos, ser compatibles con modelos de inyección ya existentes en el campo. En general la selección de un modelo de inyección para un yacimiento depende del número y la localización de pozos existentes, en algunos casos los pozos productores pueden convertirse en pozos inyectores mientras que en otros casos puede ser necesaria la perforación de nuevos pozos, por lo cual, de acuerdo con la posición de los pozos inyectores y productores, la inyección de agua se puede llevar a cabo de tres maneras diferentes. 3.4.1. Inyección periférica o central Es aquella inyección en la cual los pozos inyectores están agrupados en la parte central del yacimiento y los productores en la periferia del yacimiento estos tipos de inyección ocurre en los siguientes casos:  Yacimiento Anticlinal Con un acuífero en el cual se inyecta: en este caso los pozos forman un anillo alrededor del yacimiento como muestra la figura 3.2. �38 Figura 3.2. Inyección en yacimiento anticlinal con acuífero. Fuente: PDVSA Occidente (2008)  Yacimiento Monoclinal Con una capa de gas o acuífero donde se inyecta agua o gas: como se observa en la figura 3.3, los pozos inyectores están agrupados en una o mas líneas localizados hacia la base del yacimiento (flanco) en el caso de inyección de agua, o hacia el tope en el caso de inyección de gas. Figura 3.3. Inyección en yacimiento monoclinal con acuífero. Fuente: PDVSA Occidente (2008) 3.4.2.- Inyección por arreglos Este tipo de inyección se emplea, particularmente en yacimientos con bajo buzamiento y una gran extensión areal. Para obtener un barrido unifoerme del yacimiento, los pozos inyectores se distribuyen entre productuctores. Esto se lleva a cabo convirtiento los pozos productores existentes a inyectores o �39 perforando pozos pozos inyectores interespaciado. Los arreglos de pozos se clasifican en irregulares y geométricos:  Irregulares Los pozos de producción e inyección estan colocados en forma desordenadas y cada caso particular requiere de una línea de estudio.  Geométricos Los pozos de produccion e inyección estan distribuidos arealmente formando ciertas formas geométricas conocidas. En sí, este arreglo consiste en inyectar agua en la capa de crudo, formando un cerco de pozos inyectores alrededor de los pozos productores con el obejtivo de empujar lo volumenes de crudos remanentes en el yacimiento hacia dichos pozos productores. Cabe comentar sobre la figura 3.4 que los arreglos de dos y tres pozos que aparecen identificados como 1 y 2 son patrones para posibles pruebas piloto de inyección de agua, también el término “invertido” que identifica a los arreglos f y h insertas en la misma figura nombrada, es utilizado para hacer referencia a un tipo de arreglo en especial, señalando que tiene un solo pozo inyector por patrón. Se da de una manera resumida las características de los tipos de arreglos más comunes. Figura 3.4 Arreglos de pozos para la inyección de agua. Inyección en yacimiento anticlinal con acuífero. Fuente: Morales, O. (2014) �40 3.5 Reservas de hidrocarburos La dirección general de exploración, reserva y tierra del ministerio de energía y petróleo es la responsable de la verificación como aprobación de todo lo relacionado con las reservas de hidrocarburos, considerándose estas, los volúmenes de petróleo crudo, condensado, gas natural y líquidos del gas natural que se pueden recuperar comercialmente de acumulaciones conocidas, desde una fecha determinada en adelante. 3.5.1 Clasificación de las reservas de hidrocarburos Según la certidumbre de ocurrencia, las facilidades de producción o el método de recuperación, las reservas se clasifican según los siguientes criterios; en primer lugar el de certidumbre de ocurrencia en probadas, probables y posibles; segundo criterio de facilidades de producción en probadas desarrolladas como probadas no desarrolladas y por ultimo el método de recuperación en primarias y suplementarias como se muestra en la tabla 1. TABLA 1. Clasificación de las reservas de hidrocarburos Fuente: Ministerio del Poder Popular para la Energía y Petróleo. (2005) De acuerdo con las necesidades del estudio, se hizo pertinente detallar la fundamentación teórica y práctica referida a los métodos de recuperación �41 como lo es el caso de las reservas primarias se define como las cantidades de hidrocarburos que se pueden recuperar con la energía propia o natural del yacimiento; así también las reservas suplementarias son las cantidades adicionales de hidrocarburos que se pudieran recuperar, como resultado de la incorporación de una energía suplementaria al yacimiento a través de métodos de recuperación suplementaria, tales como inyección de agua, gas, fluidos miscibles o cualquier otro fluido o energía que ayude a restituir la presión del yacimiento y a desplazar los hidrocarburos para aumentar la extracción del petróleo. 3.6 Eficiencias de recobro del petróleo por agua La eficiencia de recobro se puede definir como la fracción de petróleo inicial recuperado del yacimiento. Durante el barrido de un yacimiento, la eficiencia al desplazamiento coincidiría con ER, si hipotéticamente el fluido inyectado contactara todo el petróleo del yacimiento Asumiendo barrido volumétrico completo, la cual asume la fórmula 3-1: …………………………………………….. (3 -1) Esta variable se puede analizar en términos de: eficiencia de barrido areal (EA) , eficiencia de barrido vertical (Ev) y eficiencia de desplazamiento (ED) para dar datos de la esencia de la recuperación secundaria por inyección de agua, especificándose cada una de las nombradas en los párrafos posteriores con las definiciones pertinentes. 3.6.1 Eficiencia de barrido areal (EA). Es el área barrida por el agua inyectada dividida por el área del patrón. Esta eficiencia es difícil de determinar sólo con los datos de campo. Se requiere una combinación de estudios de campo, de laboratorio y matemáticos, para �42 hacer una mejor estimación. Como muestra la figura 3.5; en general la eficiencia areal depende de la relación de movilidad, configuración geométrica del patrón de inyección, distribución de presión del yacimiento, heterogeneidad del yacimiento, volumen acumulado de agua inyectada dentro del área del patrón. Figura 3.5 Eficiencia de barrido areal (EA). Fuente: Fuente: PDVSA Oriente (2008) 3.6.2 Eficiencia de barrido vertical (Ev). Hay muchos factores que afectan la eficiencia de barrido vertical, tales como la variación vertical de permeabilidades horizontales, la diferencia de gravedad, la saturación inicial de gas, la presión capilar, la relación de movilidad, el flujo cruzado y las tasas de inyección. Los factores que afectan Ev: heterogeneidades, relación de movilidades, volumen de fluido inyectado, flujo cruzado entre capas como muestra la figura 3.6. Figura 3.6. Eficiencia de barrido vertical (Ev). Fuente: PDVSA Oriente (2008) �43 3.6.3 Eficiencia de desplazamiento (Ed): Se define como la fracción de aceite en sitio en la región de barrido, desplazada por el agua de inyección, así pues, las variaciones de las propiedades del yacimiento y de los procesos, pueden afectar la eficiencia de desplazamiento, variables tales como fracturas, ángulo de buzamiento, saturaciones iníciales, relación de viscosidad, diferencial de gravedad, relación de permeabilidad relativa, presión capilar, mojabilidad y tasas de inyección la cual es afectada por los siguientes factores: fuerzas de tensión superficial e interfacial, mojabilidad, presión capilar, permeabilidad relativa. (Ver figura 3.7) Figura 3.7. Eficiencia de desplazamiento(Ed). Fuente: PDVSA Oriente (2008) 3.7 Aspecto económico Basándose en la inversión inicial que se debe hacer para poner en marcha el proyecto , en el costo que representa producir 1 barril de fluido del yacimiento, y en el ingreso que se obtiene de la venta del petróleo producido, se puede realizar un análisis económico el cual abarca un análisis de flujo de caja, valor presente Neto (VAN), tasa interna de retorno (TIR), período de recuperación de la Inversión (PRI), y relación costo-beneficio (RCB), dando reconocimiento que el límite económico del proyecto se supera con un corte de agua de 90%. �44 3.7.1 Cálculo de flujo del agua. El flujo de caja es un análisis de la variación de la inversión y costos de producción frente a los ingresos en un período de tiempo determinado, por ejemplo meses, trimestres, semestres, años, entre otros. En los primeros meses de un proyecto se obtienen valores negativos de flujo de caja debido a que los egresos son mayores que los ingresos, luego toma el valor de cero lo cual indica que la inversión se ha recuperado; a partir de este punto el flujo de caja toma valores positivos lo cual indica que se están obteniendo ganancias. 3.7.2 Valor actual neto (VAN) Es un procedimiento que consiste en llevar cada uno de los valores de flujo de caja a lo largo de la vida del proyecto hacia el año cero y sumarlos entre si. Se puede expresar mediante la fórmula 3-2. ………………………………………………….. (3-2) Para realizar este procedimiento se usa una tasa de actualización o tasa de rendimiento esperada de la inversión r. 3.7.3 Período de recuperación de la inversión (PRI) El período de recuperación de la inversión de un proyecto es simplemente el tiempo necesario para recuperar la inversión mediante los flujos netos de caja, por ende, una forma fácil de hallar este valor es mediante una gráfica de VAN vs. Tiempo. Al tiempo en el cual en VAN tome un valor de 0 será el PRI. �45 3.7.4 Relación costo / beneficio (RCB) La relación costo/beneficio (RCB), es otro método de evaluación de proyectos que al igual que los anteriores muestra de forma clara la rentabilidad de un proyecto considerando los ingresos generados, los gastos y la inversión, todos calculados en el período de la inversión, este método es relativamente simple y se tiene los siguientes criterios de aceptación del proyecto especificados en la fórmula 3-3: …………………………(3-3) Si RCB > 1 Proyecto es aceptable (los ingresos son mayores que los egresos) Si RCB = 1 Proyecto es indiferente (los ingresos son iguales a los egresos) Si RCB < 1 Proyecto no es aceptable (los ingresos son menores que los egresos) 3.8. Impacto Ambiental En virtud de estudiar el impacto ambiental, se hace pertinente enfocar la importancia del conocimiento de la normativa ambiental para fundamentar el desempeño profesional, los conocimientos de las obligaciones en los diseños, dependen de la Constitución Nacional en la normativa ambiental venezolana en los artículos 127, 128 y 129, establece las referencias sobre los derechos ambientales al referir que se supera con visión sistemática o de totalidad, la concepción de la denominación del término conservación clásica, que sólo procuraba la protección de los recursos naturales. Dentro de los estudios sobre el impacto ambiental generado por la explotación de yacimientos petrolíferos, actualmente se sigue una tendencia �46 mundial: políticas ambientales de amplio alcance (tratados internacionales), que dan para las empresas dedicadas a estos indicadores de evaluación como lo son descripción del proyecto, caracterización del ambiente físico, biótico, socio-económico, análisis de sensibilidad, identificación de las actividades generadoras del impacto, formulación de medidas preventivas, mitigantes correctivas y compensatorias, plan de supervisión, programa de seguimiento. En las últimas cuatro décadas ha habido un creciente interés por las cuestiones ambientales, en cuanto a la sostenibilidad y al mejor manejo de los recursos para una correcta relación con el medio ambiente. Así pues se puso en marcha la creación de mecanismos de control que llegarían a declarar previo procedimiento, si la actividad propuesta impacta o no al medio ambiente y, por otra parte, la persona, así también, Aguirre (2014), hace referencia sobre el impacto en la atmosfera donde se extrae y se comprime el gas o petróleo para su posterior distribución, el cual contiene entre otros componentes, metano, dióxido de carbono e hidrocarburos pesados, así también, las emisiones de gases de efecto invernadero , afectan la calidad del aire en diferentes aspectos. Por otra parte, el impacto ambiental también se denota en la contaminación de los suelos, el cual la infiltración de la mezcla de inyección de agua produce derrames en el proceso, ya sea por los transportistas de los residuos, o de las mismas estructuras que no quedan bien ajustadas; como también la deliberación de los gases tóxicos que se expande en las distintas capas de los suelos, lo cual puede producir consecuencias contaminantes. �47 3.9 Acápite. Resultados de la aplicación del procedimiento de inyección de agua en el yacimiento IB/BS101 del Campo Boscán. Dando reconocimiento que el presente estudio es documental, lo presentado posteriormente representa solo un ejemplo práctico de recuperación secundaria, haciéndose énfasis en los indicadores necesarios de utilización de acuerdo con las características descritas del yacimiento como modelo teórico práctico del tipo de inyección ejecutado. La tasa de inyección de fluidos en un yacimiento está controlada por la permeabilidad, es por ello que en la determinación de la factibilidad de inyección de agua (por ejemplo) en un yacimiento es necesario conocer: la máxima presión de inyección tomando en cuenta la profundidad del yacimiento y la relación entre tasas y espaciamiento a partir de datos de presión. Para este estudio, se usará un modelo regular con un patrón de siete pozos invertidos. El espaciamiento mínimo para cada arreglo es de 577 m. lo que representa un área aproximada de 214 acres por arreglo de inyección. Bajo el arreglo actual como se muestra en la figura 3.8; la zona I (superior izquierda) cuenta con 4 pozo inyector y 16 productores representa un POES de 700 MMBP, el piloto de inyección (superior derecha) con 8 pozos inyectores y 36 productores representa un POES de 1500 MMBP mientras 45 que en el área de expansión del piloto de inyección (inferior) representa un POES de 1600 MMBP, se tienen 8 pozos inyectores y 34 pozos activos que están directamente influenciados por la inyección de agua por ser productores de primera línea; además, el Campo Boscán posee una permeabilidad de es ~ 500 Md. �48 Figura 3.8. Arreglo de pozos en el área de estudio. Fuente: Morales, O. (2014) 3.9.1 Método de Staggs Es posible desarrollar ciertas técnicas analíticas para monitorear proyectos de inyección de agua basados en la ecuación de balance de materiales. Mientras esas relaciones son derivadas para yacimientos sencillos homogéneos con desplazamiento tipo pistón (Sor en la región barrida), ellas pueden ser usadas frecuentemente en sistemas mas complejos, estratificados, para obtener un mejor conocimiento de la eficiencia del proceso con inyección. La metodología fue primero publicada por Staggs y esencialmente representa un grafico de eficiencia de recobro contra volumen neto de agua inyectada al yacimiento, en papel cartesiano. El análisis de yacimientos puede hacerse en proyectos de inyección de agua en progreso en el cual la presión del yacimiento al comienzo de la inyección este arriba o debajo de la presión de burbujeo. 3.9.2 Análisis de proyectos de inyección de agua en yacimientos subsaturados: La evaluación de un proyecto de inyección de agua, iniciado en cualquier momento cuando la presión del yacimiento este aun sobre la presión de burbujeo, implica que en el sistema existe liquido en una sola fase y no hay presencia de una saturación de gas libré. �49 3.9.3 Comportamiento de producción primaria: La eficiencia de recuperación primaria definida como lo demuestra la fórmula 3-4: …………………………………….. (3-4) Donde, ERP = Eficiencia de recuperación primaria, fracción Noi = Petróleo original en sitio al descubrimiento, BN No = Petróleo original en sitio al comienzo de la inyección de agua, BN NP = Producción primaria de petróleo, BN Además, Noi = Vp.Soi / Boi ….………………………………………..……… (3-5) No = Vp. So / Bo ….………………………………………………... (3-6) Y, So = Soi …………………………………………………….. (3-7) Por encima del punto de burbujeo y despreciando la expansión del fluido y la compresibilidad de los poros. Donde, Vp = Volumen poroso sujeto a invasión por agua, BY Boi = Factor volumétrico inicial del petróleo, BY/BN Bo = Factor volumétrico del petróleo al comienzo del proyecto de inyección, BY/BN Soi = Saturación del petróleo original. Combinando las ecuaciones 3-4 a las 3-7 conduce a: ERP =1- Bo/Bo ……………………………………..………………….. (3-8) �50 Representa el factor de recuperación primaria. 3.9.4 Comportamiento de producción secundario: Durante la fase secundaria del proyecto se asume que la presión del yacimiento es mantenida sobre el punto de burbujeo y que el sistema de fluidos del yacimiento es incompresible. En otras palabras, la inyección de un barril de agua resultara en la producción de un barril del fluido del yacimiento. El factor de recuperación secundario se expresa: ERS = (No - Not) / Noi …………………..…………………………….. (3.9) Donde, Not = Petróleo en sitio en cualquier momento durante la inyección, BN Para un desplazamiento tipo pistón, la saturación de petróleo en la región barrida, como se estableció, es Sor. Esto es representado por la fórmula 310, Not = Vp * Evol * Sor / Bo + Vp (1 – Evol) Soi / Bo ……….………….. (3-10) Donde, Evol = Eficiencia volumétrica de barrido, fracción. Para un sistema homogéneo. ………………………………………….. (3-11) El denominador representa el volumen poroso desplazable. En la ecuación 3-11, �51 Donde, Bw = Factor volumétrico de formación del agua, BY/BN Swir = Saturación de agua irreducible, fracción Wi = Barriles acumulados de agua inyectada, BN Wp = Barriles acumulados de agua producida, BN. La eficiencia de desplazamiento esta definida por, …………………………………………………………….(3-12) Combinando las ecuaciones 3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10, 3-11 y 3-12 se tiene: ERS = Boi * Evol * ED / Bo ………………………………………….. (3-13) La eficiencia de recuperación total (primaria más secundaria) es la suma de las ecuaciones 3-8 y 3-13. ER = ERP + ERS ………………………………………………………………….. (3-14) ER = [1 - Boi / Bo] + [Boi / Bo * ED] * Evol……………………….……… (3-15) Si Boi, Bo y ED pueden determinarse o estimarse separadamente, entonces la ecuación define una relación lineal en papel cartesiano entre ER y Evol, en donde la intersección con el eje vertical es la recuperación primaria. La figura 3.9 presenta un gráfico de Staggs relacionando ER y Evol. �52 Figura 3.9 Gráfico de Staggs teórico. Fuente: Montiel E. y otros (2007) Para utilizar la Figura 3.9 es necesario graficar la recuperación total ER, contra Evol. Donde, ER = N / Noi ……………………………………………………………… (3-16) y Evol está definida por la ecuación 3-11. Al analizar un proyecto de inyección de agua existente, el comportamiento actual puede graficarse y compararse con el comportamiento teórico descrito por la ecuación 3-15. Las desviaciones pueden ser analizadas para permitir mejorar las operaciones de campo. Experiencias en muchos proyectos indican que la inyección de agua puede ir hacia “otras zonas o yacimientos” o dentro de zonas “ladronas”, causando ineficiencia en el proyecto. La figura 3.10 es un ejemplo de un gráfico del comportamiento actual y teórico de Staggs. �53 Figura 3.10 Gráfico del comportamiento actual y teórico de Staggs. Fuente: Montiel E. y otros (2007) Si se asume que Vp, Swir y Sor son correctos, y si Wp puede medirse, se puede determinar un factor de eficiencia de inyección máximo para el yacimiento (Einj). El procedimiento usual es determinar un valor de Einj, que al multiplicarse por Wi causará que los últimos valores de los datos de campo cotejen con la curva teórica. 3.9.5 Resultados de la aplicación del procedimiento de la inyección de agua en el yacimiento IB/BS101 del Campo Boscán. Se asumirán datos supuestos ya que no se reflejan suficiente información para dicho yacimiento. En donde se tiene: Boi = 1.35 BY/BN, Bo = 1.42 BY / BN, Bw = 1.0 BY/h, Soi = 65 %, Sor = 40 %, Swir = 35 %, A = 640 acres, h = 25 pies (promedio), = 15 % (promedio), Noi = 8965 MB de petróleo �54 Wi, MBls Wp, MBls Np, Mbls ER=NP/Noi 0 0 439 0.049 1000 140 717 0.8 2000 280 1076 0.12 3000 480 1434 0.16 4000 780 1703 0.198 5000 1180 1883 0.21 Tabla 3.2. Datos generales del yacimiento. Fuente: Fuente: Montiel E. y otros (2007) De la ecuación 3.8, el recobro primario es: ERP = 1-Boi/Bo ERP = 1- 1.35/1.42 = 0.049 ó 49% Vp = 7758 * A * h *  Vp = 7758 * 640 *25 * 0.15 = 18619 Mb Sustituyendo en la ecuación 3-15 se obtiene la recuperación teórica la cuál es: ER= 0.049 + 1.35 / 1.42 * 0.3842 * Evol ER= 0.049 + 0.3846 * Evol Para ello se dan valores a Evol de la figura 3.10 para ello se dan valores a Evol: �55 (Ejemplo: 0.2, 0.4, 0.6……..1.0), se calcula ER con la expresión anterior, y se gráfica el comportamiento teórico. Vp (1 - Swir - Sor) = (18619) (1 –0.35 – 0.40) = 4655 Mbls Wi,MBW Wp,MBW Evol ER 0 0 0.000 0.049 1000 140 0.185 0.0808 2000 280 0.369 0.120 3000 480 0.541 0.160 4000 780 0.692 0.190 5000 1180 0.821 0.210 Tabla 3. 3 Cálculos de Evol y ER. Fuente: Montiel E. y otros (2007) Graficando ER contra Evol, indica una diferencia entre el comportamiento teórico y el comportamiento actual. Se asume el último valor de recuperación correspondiente a un factor de recuperación de 0.21 es correcto, el valor de Evol seria de 0.45. (Entrar a la figura 3.10, con el valor de eficiencia de recuperación 0.21 y leer el valor de la eficiencia volumétrica (Evol) de 0.45). También se puede calcular el valor de Evol con la ecuación. ER = 0.049 + 0.365641 * Evol, con el valor de ER de 0,21. Este valor es más exacto. Luego. Einj = 0.655 o 65.5 % Aplicando éste factor de eficiencia de inyección a todos los puntos de datos, resulta lo siguiente: �56 Wi, MBW 0,655 Wi, MbW Wp; MBls Evol ER 0 0 0 0.000 0.049 1000 655 140 0.111 0.080 2000 1310 280 0.221 0.120 3000 1965 480 0.319 0.160 4000 2620 780 0.395 0.190 5000 3275 1180 0.450 0.210 Tabla 3.4 Tabla con valores ajustados de Wi Fuente: Fuente: Montiel E. y otros (2007) El gráfico con los valores ajustados del comportamiento actual y teórico se muestra en la figura 3.11. Puede observarse un buen ajuste. Se concluye que solamente alrededor del 66 % del agua inyectada entra a la formación productora; debe aclararse del ejemplo anterior que puede existir incertidumbre en varias variables. Por ejemplo, errores en los volúmenes de agua producida, volumen poroso, saturación de agua irreducible, o impropia selección de las saturaciones residuales de petróleo, pueden causar desviaciones entre el comportamiento actual del teórico. En consecuencia, puede ser necesario determinar si otros parámetros distintos a la eficiencia de inyección podrían causar una desviación significante del modelo teórico. Figura 3.11. Gráfico de staggs teórico y corregido con eficiencia de inyección de 65.5 Fuente: Montiel E. y otros (2007) �57 La eficiencia de inyección es del 100 % pero el volumen poroso estimado es muy pequeño, los datos de puntos actuales caerán hacia la derecha de la línea; cuando los datos caen a la izquierda de la línea, esto pudiera indicar que el volumen poroso estimado es muy grande. 3.10 Conclusión. El análisis y evaluación del procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS101 Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo para el estudio de caso se concluyó que solamente alrededor del 66% del agua inyectada entra a la formación productora; y además si la eficiencia de inyección es del 100 %; el volumen poroso estimado es muy pequeño, los datos de los puntos presentado en particular en la figura 3.11, si estos se caerán hacia la derecha de la línea y si están a la izquierda de la línea, esto pudiera indicar que el volumen poroso estimado es muy grande y esto indica un alto volumen de inyección. �58 Conclusiones 1. En cuanto a los antecedentes, se observo que ninguno de los estudios previos presentados evidencia procedimientos para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento. 2. Tomando en cuenta la revisión documental referida a los elementos geológicos del yacimiento, es importante resaltar que los datos sísmicos muestran que Boscán superior e inferior se encuentra en diferentes niveles estratigráficos por lo que las arenas productivas más profundas están en la parte sur del campo, debido al espesor de la misma ; esto permite determinar la factibilidad en la aplicación de la inyección de agua, teniendo en cuenta la continuidad de las propiedades de las rocas en relación con la permeabilidad y la continuidad lateral. 3. Se concluye haber diseñado el procedimiento de caracterización de los indicadores de inyección de agua, en virtud de responder a la necesidad de establecer un sistema de extracción de petróleo basado en los factores que controlan la recuperación por inyección y así obtener un mayor recobro de petróleo en el yacimiento; reconociendo que en el caso estudio alrededor del 66 % del agua inyectada entra a la formación productora. �59 Recomendaciones 1. Profundizar la caracterización de los indicadores de inyección de agua, al llevar a cabo este procedimiento para mejorar el recobro de producción petrolífera. 2. Dar especificaciones de los factores geológicos de incidencia en la explotación del pozo petrolífero, especialmente detallar el reconocimiento de las rocas sedimentarias porque este grupo de rocas se originan y entrampan los hidrocarburos. 3. Mantener en actualización los procesos de estimaciones de costos – ganancias. 4. Se debe tomar en cuenta las normativas de impacto ambiental, en cualquier aplicación de proyectos en yacimientos petrolíferos porque se ha determinado daño atmosférico y de los suelos. �60 Referencias Bibliográficas ALMAZA R. 1998: Campo Petrolífero de Venezuela. Campo Boscán Maracaibo – Edo Zulia. ANGULO C. 2007: Recuperación Secundaria por Inyección de Agua a los Yacimientos U y T del Campo Yuca. Trabajo de grado presentado escuela politécnica nacional. Tutor: Ing. Raúl Valencia, MSc. Quito- Ecuador ANNIA P. CARLOS E. 2004: Inyección Dispersa de Agua en Yacimientos del Miembro C-2-X del Campo Centro Lago. Trabajo de Grado presentado en la Universidad del Zulia. Maracaibo. Tutor: José Udón Colina. ARAUJO B. & JOSÉ G. 2009: Optimización de la inyección de Agua en el Yacimiento C-2 del Área Noroeste VLE-305. Trabajo Magíster Scientiarum en ingeniería de petróleo presentado ante la Universidad del Zulia. Tutor: Américo Perozo. Zulia- Maracaibo. 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Trabajo de Magíster Scientiarum en ingeniería de gas presentado en la Universidad del Zulia. Tutor: Jorge Barrientos Soto, I. 2014: Factores Geológicos que Influyen en la Continuidad Espacial DEL Flujo de Inyección de Agua en las Unidades del Yacimiento LGITJ – 0102. Trabajo de grado presentado opción al Título Académico de Máster en Geología. Instituto Superior Minero Metalúrgico Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología. Convenio Cuba- Venezuela Zulia. Tutor industrial: Dr. C José Quintín Cuador Gil STAGGS, H. 1980: An Objective Approach to Analyzing Waterflood Performance, Paper presented at Southwest Petroleum Short Course, Lubbock, and Texas.5.2 VILLALOBOS, CARIDELI. 2015: Modelo Estratigráfico de la Formación Misoa Edad Eoceno, en las Arenas Superiores del Bloque III, Yacimiento URD-01. Lago de Maracaibo. Trabajo de grado presentado opción al Título Académico de Máster en Geología. Instituto Superior Minero Metalúrgico �65 Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología. Convenio CubaVenezuela Zulia. Tutor industrial: M.sc Yusbelis Gómez VALDÉS, C. 2014: Instituto Universitario de Ciencias Ambientales de la Universidad Complutense de Madrid. Doctorado en Medio Ambiente Dimensiones Humanas y Socioeconómicas. �66 Glosario de Términos Agua Connata: Cuando se depositan sedimentos bajo los mares, parte del agua del mar es retenida en los intersticios. Al depositarse encima sedimentos impermeables, parte de esta agua puede quedar aprisionada y retenida en el sedimento, hasta que sea descubierta en forma accidental o intencionada. El agua atrapada en los sedimentos en el momento de su depósito se llama agua connata o intersticial. Agua de formación: Cantidad de agua producida en forma libre y/o emulsionada con los hidrocarburos producidos por los pozos. Agua y sedimento: Cantidad de agua y sedimento en suspensión, presente en los hidrocarburos líquidos, determinada como un porcentaje en volumen (%AYS) del total de líquido contenido en los tanques, mediante el método de centrifugación. Área de explotación: Área donde se agrupan los yacimientos que presentan características similares, en cuanto a propiedades de las rocas y de los hidrocarburos producidos. Arena petrolífera: Porción de arena, la cual contiene volúmenes de hidrocarburos. Arena: Porción estratigráfica permeable de cada yacimiento en el subsuelo que puede ser o no petrolífera. Se utiliza para definir el tipo de formación. Barril: Medida "estándar" de volumen, equivalente a 42 galones Americanos y 0,158988 metros cúbicos. BBPD: Abreviatura de Barriles Brutos de Petróleo por Día. BNPD: Abreviatura de Barriles Netos de Petróleo por Día. �67 Buzamiento: Ángulo entre una superficie y un plano horizontal. Su valor es el de la inclinación de la línea de máxima pendiente de esta superficie. Canalización: Irrupción de fluidos a través de zonas de alta permeabilidad en una formación, en forma de canales. Capa de Gas: es el gas natural atrapado en la parte superior de un reservorio y permanece separado del crudo, agua salada u otro líquido en el pozo. Condiciones normales del gas: el volumen y otras propiedades físicas del gas se comedido a 14.7 lpca y a 32° C de temperatura. Conificación de Agua: Superficie en forma de cono que toma el contacto agua-petróleo alrededor de un pozo productor de hidrocarburos, debido al movimiento vertical hacia arriba del contacto, causado por una alta tasa de producción o al empuje hidrostático de fondo y a una alta permeabilidad vertical (Kv) de la formación cerca del pozo. Conificación de gas: Ocurre en el pozo cuando el mismo produce desde una zona libre de gas. El contacto gas- petróleo se ubica alrededor del pozo al flujo radial de petróleo y a la caída de presión que resulta de ese proceso. Para equilibrar la caída de presión causada por el flujo de petróleo hacia la zona de gas, se necesita una columna de gas más alta cerca del pozo. Datum: Profundidad a la cual son referidas las presiones tomadas en los pozos, con el propósito de que las mismas sean comparativas. Facies: Un facie sedimentario es una unidad litológica definida por un conjunto de parámetros físicos, químicos y biológicos, que la caracterizan y diferencian de las rocas adyacentes. �68 Factor de Recobro: El factor de recobro (FR) es la relación que existe entre el volumende Reservas originalmente recuperables y el volumen original en sitio, POES, GOES. Generalmente se expresa como un porcentaje. Factor de Reemplazo: También llamada Eficiencia Volumétrica de Reemplazo (EVR). Es la relación entre los fluidos inyectados y los fluidos producidos. Lógicamente sí esta relación es superior a 100% el yacimiento se represuriza (aumenta la presión del yacimiento) mientras que una relación menor a 100% indica que no se ha inyectado lo suficiente y, por ende, la presión del yacimiento disminuirá. Factor Volumétrico del Petróleo (Bo): Es un factor que representa el volumen de petróleo saturado con gas, a la presión y temperatura del yacimiento, por unidad volumétrica del petróleo a condiciones normales. Fallamiento: Es una discontinuidad que se forma en las rocas por fracturamiento, cuando concentraciones de fuerzas tectónicas exceden la resistencia de las rocas. La zona de ruptura tiene una superficie más o menos bien definida denominada plano de falla y su formación va acompañada de un deslizamiento tangencial (paralelo) de las rocas a este plano. Los estratos que antes coincidían se separan o desplazan uno respecto al otro. En resumen, es un deslizamiento relativo entre bloques rocosos adyacentes. Flujo en Estado Estable: Condición de flujo en un sistema, donde la presión, velocidad y densidad de las fases son constantes con el tiempo, en cada sección transversal a la dirección de flujo. Fracturamiento: Técnica de estimulación de pozos que se basa en crear un canal altamente conductivo, que se extiende desde el pozo hasta una cierta �69 profundidad horizontal en la formación, para mejora la permeabilidad en las zonas aledañas al pozo, para así aumentar su productividad. Gravedad API (API gravity): Escala arbitraria de gravedad empleada generalmente en la industria petrolera y la cual es aplicada a petróleos y condesados líquidos Heterogeneidad: se refiere a las variaciones areales y verticales en las propiedades del yacimiento. Homoclinal (homocline): es una estatigrafia de buzamiento constante. Humectabilidad: Se conoce con el nombre de humectabilidad, a la tendencia de un fluido a adherirse a una superficie sólida, en presencia de otro fluido inmiscible, tratando de ocupar la mayor área de contacto posible con dicho sólido. Esta tensión de adhesión ocurre cuando existe más de un fluido saturando el yacimiento, y es función de la tensión interfacial. En la siguiente figura pueden observarse dos líquidos, agua y petróleo, en contacto con una superficie sólida, y se pueden apreciar tres casos de equilibrio de fuerzas en la interfase agua – petróleo – sólido. Libro de Reserva: Registro oficial que contiene los datos básicos de todos los yacimientos de hidrocarburos explotados en el país, además de la estadística total de las reservas probadas sometidas y aprobadas, según los datos suministrados por las empresas operadoras de los yacimientos. Este registro es realizado por el Ministerio del Poder Popular para la Energía y Petróleo anualmente. Memoria Descriptiva: Documento que describe y define proyectos y programas técnicos aplicados a un área específica en cualquier nivel del negocio petrolero y que, según su objetivo, permite alcanzar una mayor rentabilidad y optimización en la capacidad de producción de petróleo. Este �70 documento engloba un plan de desarrollo donde, generalmente, se reflejan cálculos reales y proyecciones según el alcance del proyecto, y es presentado por las empresas operadoras ante el Ministerio del Poder Popular para la Energía y Petróleo para su aprobación. Petróleo no saturado o subsaturado: Se dice que un petróleo no saturado cuando a la presión y temperatura a la que se encuentra puede aceptar más gas en solución (si existe gas disponible en el yacimiento) y si ocurre una disminución de presión no se produce liberación del gas en solución. Petróleo Original en Sitio (POES): Es el volumen total estimado de petróleo contenido originalmente en un yacimiento a condiciones normales de presión y temperatura (14,7 lpc y 60 °F). Petróleo Saturado: Se dice que el petróleo está saturado cuando la presión y temperatura a la cual se encuentra no permite más gas en solución, y si ocurre una disminución de presión se produce una liberación de parte del gas en solución. Productividad: Capacidad que tiene el pozo de producir hidrocarburos, recuperables y no recuperables, que posee un determinado yacimiento. Unidades Sedimentarias: Es una asociación de facies que coexisten en equilibrio de un determinado ambiente de sedimentación. � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Tesis Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS 101 del campo Boscán de la cuencadel Lago Maracaibo Creator An entity primarily responsible for making the resource Deisy Margarita Castellanos Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Tesis maestría Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2015 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/b5be7ad2aa3a85d5a95061210f4d69df.pdf 33c8fb0534741fac3e1a74261451f9bd PDF Text Text TESIS Licuefacción de los suelos generada por sismos de gran magnitud. Caso de estudio Caimanera y Santiago de Cuba Liuska Fernández Diéguez �Página legal Título de la obra: Licuefacción de los suelos generada por sismos de gran magnitud. Caso de estudio Caimanera y Santiago de Cuba, 123pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2016 -- ISBN: 1.Autor: Liuska Fernández Diéguez 2.Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Digitalización. Lic. Liliana Rojas Hidalgo Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2016 La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas. La licencia completa puede consultarse en: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode Editorial Digital Universitaria Instituto Superior Minero Metalúrgico Ave Calixto García Íñiguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �REPUBLICA DE CUBA MINISTERIO DE EDUCACION SUPERIOR INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALURGICO FACULTAD DE GEOLOGIA Y MINERIA DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA Tesis presentada en opción al Título Académico de Máster en Geología Maestría en Geología, Mención Geotecnia e Hidrogeología. 9 na Edición “Licuefacción de los suelos generada por sismos de gran magnitud. Caso de estudio Caimanera y Santiago de Cuba.” Elaborado por: Ing. Liuska Fernández Diéguez Tutor(es): DrC. Rafael Guardado Lacaba DrC. Fernando Guasch Hechavarría Consultante. Ricardo Oliva Álvarez Moa, 2015 �ÍNDICE DEDICATORIA ..................................................................................................................... I AGRADECIMIENTOS........................................................................................................... II PENSAMIENTO .................................................................................................................. III RESUMEN........................................................................................................................ IV Índice de Figura ............................................................................................................ VIII Índice de Tablas ............................................................................................................... X INTRODUCCION ............................................................................................................. 11 CAPÍTULO I. CARACTERÍSTICAS GENERALES. ESTADO DEL ARTE DEL FENÓMENO GEOLÓGICO INDUCIDO. .......................................................................... 18 1.1 Características generales del municipio Santiago de Cuba ................................. 18 1.1.1 Ubicación Geográfica del municipio Santiago de Cuba ....................................18 1.1.2 Geodinámica de la región de estudio. ..............................................................19 1.1.3 Condiciones geológicas del municipio Santiago de Cuba ................................21 1.1.4 Características geomorfológicas ......................................................................24 1.1.5 Condiciones geotécnicas .................................................................................25 1.2. Características generales del municipio Caimanera .............................................. 26 1.2.1 Ubicación Geográfica del municipio Caimanera ...............................................26 1.2.2 Geología regional.............................................................................................26 1.2.3 Geología local ..................................................................................................28 1.2.4 Geomorfología regional....................................................................................29 1.2.5 Características ingeniero – geológicas de la región .........................................29 1.3 Estado del arte del fenómeno natural inducido. ....................................................... 30 1.4. Factores que condicionan la ocurrencia de la licuefacción ................................. 32 1.4.1 Criterios de susceptibilidad de los suelos licuables ..........................................34 1.4.2 Condición de un suelo para que sea licuable ...................................................36 1.5 Evidencias históricas del fenómeno de licuefacción de suelos ........................... 37 1.5.1 Reportes históricos de licuefacción de los suelos en Cuba ..............................46 1.6 Sismicidad de Cuba como factor catalizador de la licuefacción de los suelos.47 1.7 Investigaciones realizadas en Cuba. ............................................................................ 49 CAPITULO II: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN PARA EVALUAR LA SUSCEPTIBILIDAD A LA LICUEFACCIÓN DE LOS SUELOS. .................................... 53 VI �2.1. Metodología de la investigación ................................................................................... 54 2.2. Metodologías para el estudio de la licuefacción de los suelos ........................... 54 2.3. Métodos utilizados para evaluar la susceptibilidad a la licuefacción ................ 56 2.4. Procedimiento para el estudio de la susceptibilidad a la licuefacción de los suelos en la región oriental de Cuba. ............................................................................................... 58 CAPITULO III:EVALUACIÓN DE LAS CONDICIONES INGENIERO GEOLÓGICAS EN LAS ÁREAS DE ESTUDIO. ............................................................................................ 70 3.1 Criterios para la selección de escenarios susceptibles a la licuefacción.......... 70 3.2. Validación del procedimiento propuesto en el consejo popular Guillermón Moncada, municipio Santiago de Cuba. ................................................................................................ 71 3.2.1. Condiciones geológicas ..................................................................................72 3.2.2. Sismicidad ......................................................................................................72 3.2.3. Características hidrográficas ...........................................................................73 3.2.4. Condiciones ingeniero geológicas ...................................................................74 3.2.5. Esquema ingeniero geológico por tipo de suelos ............................................76 3.2.6. Resultados del Cálculo del Factor de Seguridad. ............................................81 3.2.7. Esquema pronóstico de susceptibilidad a la licuefacción ante terremotos fuertes. 83 3.3. Validación del procedimiento propuesto en el municipio Caimanera, provincia Guantánamo .............................................................................................................................. 84 3.3.1. Condiciones geológicas ..................................................................................84 3.3.2. Sismicidad ......................................................................................................84 3.3.3. Características hidrográficas ...........................................................................87 3.3.4. Condiciones ingeniero geológicas ...................................................................88 3.3.5. Esquema ingeniero geológico por tipo de suelos en Caimanera .....................91 3.3.6. Factor de seguridad para la Licuefacción ........................................................94 3.3.7. Esquema pronóstico de susceptibilidad a la licuefacción ante terremotos fuertes. 96 3.4. Evaluación integral de los resultados. ....................................................................... 97 CONCLUSIONES .......................................................................................................... 100 RECOMENDACIONES .................................................................................................. 101 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................. 102 ANEXOS ....................................................................................................................... 111 VII �índice de Figura Figura 1.1 Ubicación geográfica del municipio Santiago de Cuba Figura 1.2 Esquema de fallas activas en el municipio Santiago de Cuba Figura 1.3 Esquema geológico del municipio Santiago de Cuba. Fuente:(I.G.P, 2008). Figura 1.4 Modelo digital del terreno del municipio Santiago de Cuba. Figura 1.5 Ubicación geográfica del municipio Caimanera Figura 1.6 Esquema geológico de la región. Suministrado por INRH de Guantánamo Figura 1.7 Perfil de los suelos arenosos arcillosos del valle de la Ciudad de Puerto Príncipe, generador de altas intensidades durante el proceso sísmico. Figura 1.8 Grietas, provocadas por licuefacción del terreno, afectando a una casa en Cahuil.L Figura 1.9 Imágenes del Terremoto de Nepal Figura 1.10 Foto de licuefaccion de los suelos en la Alameda, Santiago de Cuba Figura 1.11 Sismicidad en el Caribe y Centroamerica en los últimos 1o años Figura 1.12 Ocurrencia de los terremotos de magnitud mayor a 5 reportados en la región suroriental de Cuba desde 1900. Figura 1.13 Suelos que se caracterizan a licuar en la región de Cuba Oriental. Figura 2.1 Mapa de flujo de la metodología de la investigación Figura 2.2 Relación entre razones de tensiones causantes de licuefacción y valores corregidos del SPT (para MW=7.5 y σ,v=1 atm) con ajuste de contenido de finos. Fuente: Seed, et al 2003. Figura 2.3 Susceptibilidad de licuefacción de un suelo en función de (N1) 60 y la razón del esfuerzo cortante cíclico CSR (Ho et al., 1986) tomado de (González, 2002) Figura 3.1 Zonificación sísmica para la República de Cuba NC 46- 2014 Figura 3.2 Esquema ingeniero geológico por tipos de suelos. Figura 3.3 Perfil Ingeniero Geológicos I-- Í del Área de Estudio. Figura 3.4 Perfil Ingeniero Geológicos II-- IÍ del Área de Estudio. Figura 3.5 Columna litoestratigráfica de los perfiles I-I´ y II- II´. Consejo popular Guillermón Moncada. Figura 3.6 Esquema pronóstico de susceptibilidad a la licuefacción de los suelos en el consejo popular Guillermón Moncada. Figura 3.7 Recorte de la Tabla de principales localidades ubicadas en las VIII �diferentes zonas sísmicas del territorio nacional. NC 46- 2014 Norma sísmica Figura 3.8 Esquema de profundidad del nivel freático en el municipio Caimanera, provincia Guantánamo. Figura 3.9 Esquema ingeniero geológico a partir del tipo de suelo Figura 3.10 Esquema de tipos de suelos y densidad habitacional de la ciudad de Caimanera Figura 3.11 Esquema de riesgo sísmico a partir de la velocidad de propagación de las ondas sísmicas y tipo de suelos según la SUCS para la ciudad de Caimanera. Figura 3.12 Esquema del potencial de licuefacción en el municipio Caimanera, provincia Guantánamo. IX �Índice de Tablas Tabla 1 Unidades geomorfológicas que se tienen en cuenta en la susceptibilidad de licuefacción (Iwasaki et al 1982.) tomado de (Fernández, 2000)ades Geomorfologicas Tabla 2 Susceptibilidad de licuefacción de los sedimentos de acuerdo a su edad y profundidad de las aguas subterráneas. (Iwasaki et al 1982.) Tomado de (Fernández, 2000) de los cedimentos Tabla 3 Unidad geomorfológica detallada de susceptibilidad de licuefacción sujeta a un grupo de movimientos de intensidad VIII según la escala de M.M. (Iwasaki et al 1982.) Tomado de (Fernández, 2000).Unidad Geomorfologica detallada Tabla 4 Reportes de sismos perceptibles Tabla 5 Clasificación de algunos métodos para evaluar el potencial de licuefacción, PHRI (1997) Tabla 6 Correciones SPT (Skempton ,1986) Tabla 7 Clasificación geotécnica del suelo del área de estudio Tabla 8 Resultados del Cálculo del Factor de Seguridad en el Perfil I-Í. Izquierda y perfil II- II´ a la derecha. Tabla 9 Velocidad de propagación de las ondas elásticas y la rigidez sísmicas de los suelos del territorio de Caimanera. X �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Introducción INTRODUCCION La licuefacción es uno de los fenómenos geologicos más importantes, interesantes y controversiales de la ingeniería geotécnica. Sus efectos provocaron la atención de los ingenieros geotécnicos desde los terremotos de Alaska (USA) y Niigata (Japón), ambos ocurridos en el 1964 y recientemente en Haití en el 2010, todos con magnitudes superiores a 7.5. Cuando se habla de la licuefacción de los suelos surgen varias dudas, lo que está dado por el escaso conocimiento sobre los mecanismos de rotura y deformación asociados a este fenómeno, lo que limita el uso de ensayos elementales para estudiarlo. El limitado conocimiento relativo a este fenómeno se debe a: Dificultad en observar sus características en condiciones reales. Complejidad del fenómeno, pues además de ser el resultado de una acción símica de carácter altamente variable, induce en el suelo un comportamiento fuertemente no lineal, con fuerte degradación de las características mecánicas del suelo de cada ciclo determinada por la generación de presiones neutras en la muestra. Durante los terremotos el movimiento del terreno puede causar una pérdida de la resistencia del suelo que da como resultados el colapso de edificaciones, deslizamientos de tierra, roturas, etc. Este fenómeno está principalmente asociado con suelos saturados poco cohesivos. El término licuefacción, representa entonces todos los fenómenos donde se dan excesivas deformaciones o movimientos como resultado de transitorias o repetidas perturbaciones de suelos saturados poco cohesivos. (Perucca, 2006). Las áreas de estudio se encuentran muy cerca de la zona sismogeneradora Bartlett-Caimán capaz de generar sismos fuertes, como hay reportes históricos y aceleraciones mayor de 0,2g. Las investigaciones sismológicas de Cuba sitúan a la 11 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Introducción provincia Santiago de Cuba como la de mayor peligro sísmico del territorio nacional. Más del 60% de los sismos fuertes reportados en el país han tenido su epicentro en Santiago de Cuba. Existen reportes en el municipio Santiago de Cuba, específicamente en su ciudad cabecera, el terremoto ocurrido el 3 de febrero de 1932 donde se reportaron serios daños en la ciudad de Santiago de Cuba, fundamentalmente en los alrededores de la bahía. Caimanera se encuentra ubicada en la bahía en la parte que corresponde a tierras bajas donde los suelos son relleno sobre pantano en algunas partes del municipio y en otras ocaiones en tierras bajas y por lo tanto con bajos valores del nivel freático. Las experiencias derivadas de las catástrofes de Santiago de Cuba 1932, y Haití 2010, nos convoca a no dejar de prestar atención a la sismicidad como una premisa de desastres para Cuba, resaltando por tanto este tema de investigación como imprescindible para la Seguridad Nacional. La investigación se lleva a cabo dada la necesidad de analizar y evaluar la susceptibilidad a la ocurrencia de la licuefacción como fenómeno geológico inducido y como generador de riesgos. Problema de la investigación Necesidad de evaluar las condiciones ingeniero geológicas de los suelos del municipio Caimanera y el consejo popular Guillermón Moncada para predecir si son licuables ante un sismo de gran magnitud. Campo de acción: La licuefacción de los suelos como fenómeno geológico inducido por sismos de gran magnitud. Objeto de Estudio: los suelos del municipio Caimanera y del consejo popular Guillermón Moncada del municipio Santiago de Cuba. 12 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Introducción Objetivo General Evaluar las condiciones ingeniero geológicas de los suelos en el municipio Caimanera y en el consejo popular Guillermón Moncada para saber si son licuables ante un sismo de gran magnitud. Objetivos Específicos:  Determinar el potencial de licuefacción mediante un sistema de indicadores propuestos por diversos autores.  Caracterizar las condiciones ingeniero geológicas que favorecen la ocurrencia de la licuefacción.  Zonificar el potencial de licuefacción según las condiciones ingeniero geológicas del área de estudio. Hipótesis: Si se establece un procedimiento y se caracterizan los suelos a partir de las condiciones ingeniero geológicas entonces será posible evaluar el potencial de licuefacción ante un sismo de gran magnitud y zonificar los escenarios susceptibles. Novedad de la Investigación:  Se establece por un procedimiento mediante un sistema de indicadores ingeniero sismológicos que permiten la evaluación integral de los escenarios susceptibles a la licuefacción del suelo.  Por primera vez se hace una caracterización ingeniero geológica de los suelos que permite la evaluación de forma cuantitativa del potencial de licuefacción. 13 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Introducción Resultados esperados  Un sistema de indicadores unificado para evaluar el potencial de licuefacción en las condiciones geológicas típicas de Cuba Sur Oriental.  Caracterización de los suelos a partir de las condiciones ingeniero geológicas y el efecto de sitio, que favorecen la ocurrencia de la licuefacción.  Mapa pronóstico de susceptibilidad a la licuefacción a partir del modelo geológico. Impacto Social Permite a la población disminuir la incertidumbre ante lo desconocido y alcanzar un mayor conocimiento sobre los fenómenos inducidos a los que están expuestos dada su la ubicación geográfica. Impacto Económico Permitirá la racionalización de los recursos al seleccionar las áreas favorables para la construcción de obras ingenieriles, logrando un mejor ordenamiento territorial y gestión integral del riesgo sísmico. Impacto Científico Se logra cuantificar el potencial de licuefacción de los suelos teniendo en cuenta las variables geotécnicas y sismo generadora de Cuba. Permite zonificar el potencial de licuefacción según las condiciones ingeniero geológicas del área de estudio. Acerca de la investigación Esta investigación se enmarca en el ámbito de la Geotecnia y los Riesgos Geológicos a partir de datos generales empíricos, pues se tuvo en cuenta los 14 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Introducción informes de los terremotos ocurridos en Cuba y en el mundo que hayan propiciado la ocurrencia de licuefacción de los suelos aplicando el método histórico lógico. Para dar cumplimiento a la investigación se tendrá en cuenta el método de inducción- deducción para analizar los datos de investigaciones e informes ingeniero geológicos realizados por la ENIA y otras empresas que permitan la caracterización ingeniero geológica y geológica del área de estudio. Se aplicó el método de análisis y síntesis a partir de la revisión de tesis y artículos de otros autores que hablan del tema de estudio aplicando diversas metodologías para caracterizar el potencial de licuefacción. Se puede aplicar una metodología teniendo en cuenta el objeto que se investiga y la finalidad de la obra que se pretende construir o simplemente evitar un desastre. La investigación está conformada por Introducción donde parte se expone los argumentos que sustentan el planteamiento del problema central de este estudio. Asimismo, se definen los objetivos que guían el desarrollo del trabajo; la justificación, en la que se explica la pertinencia del mismo; los alcances y limitaciones. Se resumen una serie de elementos conceptuales relacionados con el tema de la presente investigación que sirven de base al desarrollo de la misma. En él se describe el fenómeno de licuefacción, los factores que influyen en el mismo y sus efectos. Incluye una revisión sobre las diferentes técnicas experimentales, semi-empíricas y numéricas existentes para analizar el fenómeno de licuefacción. El Capítulo 1 trata sobre el estado del arte de la investigación donde se brindan aspectos de importancia para el estudio del fenómeno como los lugares donde ha ocurrido con sus características, criterios para la selección de sectores susceptibles y factores que condicionan su ocurrencia del fenómeno. 15 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Introducción El Capítulo 2: Métodos para estimar el potencial de licuefacción: Se presentan diferentes metodologías para analizar el fenómeno de licuefacción a partir de diferentes pruebas tales como el ensayo de penetración estándar (SPT), el ensayo del cono eléctrico (CPT), la velocidad de onda de corte (V s ), la prueba de penetración Becker (BPT) y el ensayo del Dilatómetro de Marchetti (DMT).Se desarrolla la metodología a aplicar en el área de estudio partiendo de la información con que se cuenta y las condiciones del área de estudio. Se propone un procedimiento para estimar el potencial de licuefacción a partir de calcular el factor de seguridad para la licuefacción. En el capítulo 3 se valida el procedimiento propuesto en dos áreas de estudio, en el municipio Caimanera de la provincia de Guantánamo y en el consejo popular Guillermón Moncada del municipio Santiago de Cuba provincia Santiago de Cuba. Conclusiones: Se presentan de manera sucinta los aspectos derivados del análisis de los resultados en relación al fenómeno de la licuefacción. Recomendaciones y la Bibliografía consultada. Justificación de la investigación El resultado de la investigación que se lleva a cabo permitirá evaluar el potencial de licuefacción y analizar todos aquellos fenómenos o procesos que representen un peligro para la vida de los hombres o para sus pertenencias, en un determinado espacio de la superficie terrestre. De modo que, al plantear la peligrosidad de un lugar, debe hacérselo con sentido integral, teniendo en cuenta tanto los peligros naturales como los peligros sociales. El no considerarlos juntos, especialmente en el estudio de problemas ambientales, es solo una abstracción metodológica. Dado que el peligro y la vulnerabilidad representan una dupla inseparable en el análisis de riesgos, al investigar estos en un área se impone un paralelismo en la investigación, puesto que tan necesario es conocer los peligros que la acechan como la vulnerabilidad de sus habitantes. Por lo tanto, otro propósito del trabajo ha 16 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Introducción sido encontrar variables que permitan medir la vulnerabilidad global de la población. La cuantía de daños que puede provocar un fenómeno peligroso está directamente relacionada con el grado de vulnerabilidad de la población, pero esta no depende de aquel, sino más bien de la situación socioeconómica y cultural previa del grupo humano. La catástrofe pone en evidencia tanto la peligrosidad de un fenómeno como la vulnerabilidad de su población. Por ello, tan importante es identificar los peligros ambientales como la capacidad de los individuos para enfrentarlos. Ambos aspectos se han tenido en cuenta en esta investigación y aplicados al área de estudio. 17 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I CAPÍTULO I. CARACTERÍSTICAS GENERALES. ESTADO DEL ARTE DEL FENÓMENO GEOLÓGICO INDUCIDO. Introducción 1.1. Características generales del municipio Santiago de Cuba 1.2. Características generales del municipio Caimanera 1.3. Marco teórico conceptual: estado del arte del fenómeno natural inducido. 1.4. Factores que condicionan la ocurrencia de la licuefacción. 1.5. Evidencias históricas del fenómeno de licuefacción de 1.6. Sismicidad en Cuba como catalizador de la licuefacción de los suelos. 1.7. Trabajos precedentes en Cuba. Conclusiones parciales Introducción El capítulo tiene como objetivo establecer el estado del arte del fenómeno de la licuefacción de suelos ante sismos de gran magnitud, expresando las condiciones ingeniero geológicas y los efecto de sitio. Se brinda un resumen de las condiciones geológicas típicas para su desarrollo. Se tratarán los principales métodos empleados para su estudio, así como las evidencias históricas de la licuefacción en el mundo y en Cuba. 1.1 Características generales del municipio Santiago de Cuba 1.1.1 Ubicación Geográfica del municipio Santiago de Cuba El municipio Santiago de Cuba se encuentra situado al sur de la provincia de igual nombre y colinda por el norte con los municipios San Luis y Songo La Maya; por el sur con el Mar Caribe; por el este con la provincia Guantánamo y por el oeste con los municipios Guamá y Palma Soriano (figura 1.1) siendo sus Coordenadas Lambert aproximadas 18 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I X min: 579319.500 Xmax: 651778.500 Ymin: 137356.000 Ymax: 164642.000 Figura 1.1 Ubicación geográfica del municipio Santiago de Cuba en el contexto provincial y nacional. 1.1.2 Geodinámica de la región de estudio. El sistema de fallas de Mar Verde a El Cristo, en la línea Boniato - Quintero, ha llegado a tomar valores de 40 mm de separación en el período de 1983-1990, lo cual indica, una secuencia de esfuerzos de distensión en el intervalo de tiempo señalado, observado a lo largo de toda esta estructura. Sin embargo, la estructura que se encuentra al norte de este sistema de fallas, se define en toda su longitud por la presencia de deformaciones de componente compresiva, y una tercera estructura, localizada al norte se comporta de forma distensiva, a lo largo de toda esta zona de fallas, se evidencia la presencia de movimientos horizontales a partir de los desplazamientos del cauce de los diferentes arroyos que la atraviesan, y de las pequeñas colinas que forman el relieve al norte de la bahía de Santiago de Cuba, constituidas por rocas vulcanógenas sedimentarias del grupo El Cobre de edad Eoceno Medio; las cuales están muy deformadas tectónicamente.(Figura 1.2) Es contradictorio el hecho de que la falla Boniato, no refleje valores anómalos de las deformaciones de los movimientos verticales, que permitan definirla en la actualidad 19 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I como una falla activa de importancia en la región. Se trata de una estructura expresada muy bien en el relieve con una dirección E - O, que limita al norte la cuenca de Santiago de Cuba con la meseta monoclinal de Boniato, la cual ha sido señalada por varios autores como una estructura activa, e incluso sismogeneradora. Figura 1.2 Esquema de fallas activas en el municipio Santiago de Cuba. Fuente CENAIS Por otro lado, la Formación La Cruz y las formaciones calcáreas arrecifales, que forman el litoral costero de la cuenca de Santiago de Cuba (Maya –Plioceno Cuaternario y Jaimanitas-Holoceno), presentan un desarrollo considerable de terrazas marinas que llegan hasta 8 niveles con una altura total de 110 metros sobre el nivel del mar. Si se considera de 1.64 millones de años la edad del límite Plioceno a Pleistoceno, se obtiene una velocidad de ascenso promedio hasta la actualidad de aproximadamente 0.06 mm/año, la cual es muy inferior en comparación con la velocidad promedio del movimiento relativo de ambas placas que es de 17 mm/año. Lo anterior confirma el predominio e importancia de los movimientos horizontales que rigen la dinámica actual en la zona límite de placas, sobre los verticales relacionados con la etapa de desarrollo neotectónico de la plataforma cubana.(Herrera, 2015) 20 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I 1.1.3 Condiciones geológicas del municipio Santiago de Cuba En los macizos montañosos del municipio predominan las rocas ígneas del tipo granítico hacia el noreste, rocas máficas alrededor de la cuenca Santiago, del tipo vulcanógenas y vulcanógenas-sedimentarias hacia el suroeste en distintas correlaciones, combinaciones alternantes y muy variables, tanto en sentido vertical como lateral. Las rocas del tipo sedimentarias predominan sobre todo en la Cuenca Santiago (centro sur) y en su parte meridional se observa una alternancia de calizas biodetríticas, calizas limosas y limoso- arcillosas, calcarenitas de matriz margosa, margas, aleurolitas y más subordinadamente arcillas, conglomerados y areniscas polimícticas con cemento calcáreo, formadas principalmente por vulcanitas; aunque también es posible encontrarlas metamorfizadas hacia el sureste principalmente. (Carrillo, 2009). Estratigráficamente, las formaciones más antiguas provienen del período Cretácico Superior, donde predominan las rocas sedimentarias, vulcanógenas y vulcanógeno sedimentarias, aunque se revelan algunas del tipo metamórficas en los contactos con los macizos de origen vulcanógeno y vulcanógeno sedimentarios hacia la parte suroeste (Mármoles Jurásico: (Kozary, 1970); (Carrillo, 2009). Se representan además formaciones del Paleógeno representadas abundantemente por formaciones pertenecientes al grupo El Cobre, ampliamente distribuidas a lo largo de la Sierra Maestra; las rocas más abundantes son: tobas, tobas aglomeráticas, lavas y lavas aglomeráticas de composición andesítica, andesidacítica y dacítica, raramente riolítica, riodacítica y basáltica. Con estas rocas se intercalan tufitas y calizas, además, se asocian a este complejo vulcanógeno- sedimentario cuerpos hipoabisales y diques de diversa composición. En su constitución también participan tobas cineríticas, tufitas, tobas calcáreas, calizas tobáceas, areniscas polimícticas, vulcanomícticas y grauvacas. En el Paleógeno también se desarrollan formaciones sedimentarias de origen terrígeno y de ambientes marinos, entre las que se destacan la Formación Jaimanitas en la faja 21 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I costera, Formación Cauto, terrígena ubicada hacia la parte centro oeste, y otras formaciones tales como Punta Imías, Bitirí, etc. (Carrillo, 2009). Dentro de la evolución geológica del Neógeno se encuentran un grupo de formaciones sedimentarias fundamentalmente carbonatadas representadas por la Formación La Cruz (periferia de la bahía de Santiago de Cuba), Formación San Luis, Formación Camarones y otras predominantemente terrígenas como la Formación Puerto Boniato. Las formaciones más recientes, predominantemente sedimentarias, pertenecen al Cuaternario y se desarrollan en forma discontinua en pequeñas áreas de la cuenca de Santiago de Cuba; representadas en las formaciones Camaroncito y Maya, desarrollándose depósitos arrecifales que alternan con episodios de intenso aporte de materiales clásticos terrígenos (Carrillol, 2009). Figura 1.3 Esquema geológico del municipio Santiago de Cuba. Fuente:(I.G.P, 2008). Las formaciones Cuaternarias presentes en el área son las siguientes: 1. Formación Maya (Rm) N2-Q1. Sus depósitos corresponden a episodios de desarrollo arrecifal que alternan con episodios de intenso aporte de materiales clásticos 22 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I terrígenos, predominando los de desarrollo arrecifal. Está compuesta fundamentalmente por calizas biohérmicas algáceas y coralinas muy duras de matriz micrítica, frecuentemente aporcelanadas conteniendo corales en posición de crecimiento y fragmentarios, así como subordinamente moldes y valvas de moluscos, todos muy recristalizados, siendo abundante el coral Acropora prolifera. Las calizas se encuentran frecuentemente dolomitizadas. El contenido de arcilla es muy variable. Contiene intercalaciones de clastos terrígenos de variada granulometría. El color es blanco, amarillento, rosado o grisáceo. Su espesor oscila entre 30 y 80 m. Yace discordantemente sobre la formación La Cruz. Es cubierta discordantemente por la Formación Jaimanitas. 2. Formación Jaimanitas (Js) Q111. La formación bordea todo el territorio insular cubano, constituida por calizas biodetríticas, masivas, cársicas y fosilíferas, calcarenitas y a veces margas. Yace discordantemente sobre la formación Río maya. El espesor medio de esta formación parece ser de 8 a 10 m, aunque es probable que sea mayor. Su posición estratigráfica sobre sedimentos pliocénicos o pleistocénicos y el alto grado de preservación de su fauna equivalente a la actual, apoyan una edad Pleistoceno superior, presenta marcadas formas de carso superficial de tipo lapiés. Sobreyace discordantemente a la formación Maya y la Cruz es sobreyacida discordantemente por la formación Camaroncito en la zona de Aguadores. 3. Formación Camaroncito (Crt) Q111.Se desarrolla en forma discontinua, en pequeñas áreas, en la Santiago de Cuba. Compuesta por calcarenitas laminares de grano medio a grueso, bien cementadas, con diseminaciones de gravas polimícticas predominantemente finas. La coloración es abigarrada. Su subyacente no se ha observado. Es cubierta por la Formación Jaimanitas, aunque no se conoce el carácter del contacto. Su espesor oscila entre 3 y 4 m aunque en ocasiones puede ser mayor. Es posible que esta unidad forme parte de la Formación Río Maya, aunque su definitiva ubicación requiere estudios. Tiene la misma edad que la Formación Jaimanitas. 23 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I Por último aparecen en las formaciones más recientes los depósitos marinos, arenas, guijarros de playas y bancos de tormenta (m Q1v) y otros depósitos de tipo aluvial (al Q1v) compuestos por limo gris y pardusco, limos arenosos y arcillas arenosas. Miembro Tejar (tj) N13-N2 1a . Se desarrolla en los alrededores de la bahía de Santiago de Cuba, prolongándose en forma discontinua hacia ella. Se observa una alternancia de calizas biodetríticas, calizas limosas y limoso- arcillosas, calcarenitas de matriz margosa, margas, aleurolitas y más subordinadamente arcillas conglomerados y areniscas polimícticas con cemento calcáreo, formadas principalmente por vulcanitas. Colores crema en los carbonatos, y gris verdoso-parduzco abigarrado en los sedimentos terrígenos. Yace concordantemente sobre el miembro Quintero. Es cubierta concordantemente por el miembro Santiago. 1.1.4 Características geomorfológicas En el municipio de Santiago de Cuba el relieve es accidentado y variado. Hacia el norte semimontañoso, constituido por elevaciones jóvenes y alargadas, las cuales forman un arco bordeando la cuenca de pendientes medianamente abruptas y cimas en forma de crestas separadas por pequeños valles. Este sistema montañoso forma parte de la Sierra Maestra aunque con menores alturas (la Sierra del Cobre, la Sierra de Boniato y la Sierra de la Gran Piedra), con pendientes que en varios casos sobrepasan el 45%, un factor favorable para la ocurrencia de deslizamientos. Al sur el relieve es llano a ondulado constituido por escasas elevaciones de pendientes suaves predominando las costeras en forma de mesetas alargadas formando hacia la cercanía de las costas varias terrazas escalonadas. En la bahía la costa es escarpada y se desarrollan elevaciones de aspecto terraciforme.(figura 1.4) 24 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I Figura 1. 4 Modelo digital del terreno del municipio Santiago de Cuba. Fuente:(Geocuba, 2010). 1.1.5 Condiciones geotécnicas La sobresaturación de suelos es un fenómeno común en algunas zonas. En esta situación influyen las corrientes de agua subterránea que existen, por ejemplo, en los alrededores de la bahía de Santiago de Cuba, en las cercanías de los valles aluviales de los ríos del municipio Santiago de Cuba. Este es un factor que junto al tipo de litología que presentan estas áreas (depósitos aluviales, palustres y rocas sedimentarias de baja cohesión) incrementa los efectos de los deslizamientos sobre las infraestructuras ubicadas en estas locaciones. Por otro lado, muchas construcciones se elevan sobre suelos susceptibles al incremento de la velocidad de las ondas sísmicas, situación exacerbada por la necesidad de vivienda que presenta la población del territorio, la cual realiza una serie de acciones constructivas (autoconstrucción), sin dominio previo de las medidas de reducción ante el peligro (Galbán, 2009). 25 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I 1.2. Características generales del municipio Caimanera 1.2.1 Ubicación Geográfica del municipio Caimanera Es uno de los 10 municipios que componen la actual provincia de Guantánamo. Limita al Norte con los municipios Guantánamo y Manuel Tames, al Este con el municipio de San Antonio del Sur, al sur con el Mar Caribe y al oeste con el municipio de Niceto Pérez. Está situada a 17 km de la ciudad de Guantánamo. Figura 1.5 Ubicación geográfica del municipio Caimanera Por su posición meridional, Caimanera forma parte de las regiones de Cuba más próximas al Ecuador donde los rayos del sol inciden con mayor perpendicularidad, variable que unida a la influencia del mar, del relieve y otros factores de carácter local y regional ha devenido en las particularidades de su clima. El municipio se caracteriza por la salinidad de parte de los suelos, la alta evaporación solar y la escasez de lluvia. Se puede considerar que ubicada en las franjas costeras del sur de Cuba, forma parte del llamado semidesierto cubano. (Arencibia,G 2002). 1.2.2 Geología regional En la región de forma general se encuentran desarrolladas las formaciones geológicas San Luis, Río Macío, Jutía, Maquey, Jamaica y Boquerón. 26 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I En la estructura geológica del área, están desarrollados los sedimentos del Pleistoceno Actual, (mQ IV), estos sedimentos se extienden a lo largo de la línea litoral, hasta la cota absoluta actual de 2 m, yacen principalmente sobre los sedimentos antiguos aluviales – marinos, raramente sobre las rocas de la Formación San Luis. Están representados principalmente por arcillas cienosas y cienos azulados oscuros y fuertemente salinizados. Las arcillas tienen gran cantidad de restos orgánicos y conchas marinas actuales. El espesor es de 1.0-1.5 m. En algunos casos los sedimentos están destruidos por la abrasión actual y las rocas que se extienden debajo afloran sobre la superficie. Además de los sedimentos descritos anteriormente hay que mencionar la presencia de una capa de poco espesor (0.2-0.5) m sobre las rocas originarias que afloran sobre la superficie antigua, esta capa está representada por el aluvio transformado en suelo. (Plá, M & Arencibia,G 2005). - Formación Río Macio (alQ4 río): Está constituido por bloques, cantos rodados, gravas, arenas, limos y arcillas derivadas de la erosión fluvial y regional. Se caracteriza por distintos tipos de sorteos, yacencia y redondeo de los fragmentos. La estratificación generalmente es cruzada y lenticular, típica de las terrazas y el acarreo fluvial. La potencia de la formación generalmente es de 1 m a 2 m, a veces alcanza de 10 a 20 m. - Formación Jutía (pQ4 jut): Está constituida por sedimentos no consolidados, friables y fragmentarios, como aleurolitas calcáreas y órgano - detríticas, arena margosa y arcillosa, a veces con gravas pequeñas de color castaño grisáceo. En las partes lagunares, se observan capas y lentes de turba. El espesor probable de los sedimentos es 1 a 5 m. - Formación San Luis (P22- P23sl): Está representada por una gran variedad de rocas clásticas, terrígenas, carbonatadas, de granulometría variada desde las arcillas hasta los conglomerados; además contiene calizas laminares o de capas gruesas. Esta formación se caracteriza por el predominio de areniscas de grano fino, medio y de aleurolitas carbonatadas, las cuales, en conjunto constituyen más del 90 % de la formación. 27 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I Las areniscas generalmente son de color gris, gris pardusco y pardo (intemperizadas). Están bien estratificadas y el espesor de las capas varía desde algunos centímetros hasta 20 – 40 cm. Generalmente son de grano fino a medio, a veces grueso. Las aleurolitas en general son calcáreas y arcillosas, en algunas partes arenosas. El color de la roca fresca es gris y el de las meteorizadas, beige o castaño. Las calizas aparecen en distintos niveles, son laminares, margosas, de color blanco y se hallan por lo general en la parte basal de la formación. La formación está ligeramente plegada, y su espesor se estima en unos 700 m. Figura 1.6 Esquema geológico de la región. Suministrado por INRH de Guantánamo 1.2.3 Geología local La cuidad de Caimanera, objeto de estudio de la presente investigación, se encuentra enmarcada y bien representada en la Formación Jutía (pQ 4 jut) la cual fue descrita anteriormente. 28 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I 1.2.4 Geomorfología regional La zona presenta un relieve bastante llano, con alturas o restos de montañas, que alcanzan cotas de 25 m.s.n.m, en algunos lugares llegan hasta los 40 m. Su relieve suave y ondulado está formado por llanuras marinas cenagosas y algunas zonas premontañosas. El área que ocupa el poblado cabecera y sus alrededores es sumamente baja, con valores hasta 1 metro sobre el nivel del mar. Presenta suelos aluviales de arcillas sobre calizas y areniscas, muy escabrosos y de uso agrícola bastante limitado. Los elementos geográficos de esta parte de la provincia, le confieren características sui géneris, tanto en la flora, en la fauna y en las actividades del hombre. La fauna que habita la zona son la jutía, la iguana y diferentes tipos de aves, todos endémicos del área, el litoral está rodeado de área cenagosa y manglares que han ido desapareciendo con el paso del tiempo. (Plá, M & Arencibia,G 2005). 1.2.5 Características ingeniero – geológicas de la región Dentro de los límites del territorio estudiado se distinguen dos capas: la primera capa está representada por los sedimentos actuales marinos (aQIV), están desarrollados a lo largo de la línea litoral, hasta la cota absoluta actual de 2 m, están representados por arcillas cienosas y cienos, presentan gran cantidad de restos orgánicos, su espesor es de 1.0-1.5 m, yacen principalmente sobre los sedimentos aluviales marinos. La segunda capa corresponde a los sedimentos aluviales marinos (am Q III), están extendidos en el área hasta las cotas absolutas actuales de 20-25 m. Se encuentran en el valle llano litoral- marino, en el curso inferior de los ríos. Yacen sobre la superficie accidentada horadada de las rocas de la Formación San Luis. Están representados por arcillas pesadas y limosas, laminares, a veces con intercalaciones de cienos, en la parte baja del perfil a menudo son arenosas, con intercalaciones de gravas, arenas, guijarros en el agregado arcilloso, en los sedimentos se encuentran restos de conchas, la potencia puede llegar en algunos lugares entre 4-6 m. (Plá, M & Arencibia,G 2005). 29 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I 1.3 Estado del arte del fenómeno natural inducido. El término de licuefacción fue utilizado por primera vez por Hazen en1920 para explicar la falla que se originó en la Presa Calaveras en California. Sin embargo, este fenómeno adquirió mayor importancia a partir de los estudios de Casagrande en 1936 quien reconoció que bajo ciertas condiciones de densidad, ―las arenas saturadas con comportamientos contractivos sujetas a esfuerzos cortantes, pueden desarrollar una presión de poro elevada y una pérdida súbita de resistencia, sin importar la magnitud del movimiento‖. (Mussio, 2012). A través de la historia de los eventos sísmicos, el comportamiento de los suelos ante los efectos de sismos ha sido objeto de estudio. Debido a ello, las condiciones en que los suelos granulares pierden una parte significativa de su resistencia, bajo la acción de un sismo, no han sido completamente comprendidas y, en consecuencias, representan un magnífico campo de investigación. (Mussio, 2012). Dos de los principales fenómenos que los sismos pueden inducir en los suelos granulares finos son los cambios de volumen y la reducción de la resistencia al esfuerzo cortante (Henríquez, 2007). Los primeros estudios cuantitativos de estos fenómenos pertenecieron, originalmente, al análisis estático de los taludes naturales de las márgenes del río Mississippi. Estos habían presentado un comportamiento inestable, provocados por la subida gradual del nivel freático y en algunos casos fluctuaciones en el nivel de marea, modificando las redes de filtración del terreno. A causa de estas variaciones se producían deslizamientos, y al mismo tiempo se detenían cuando el ángulo del talud había alcanzado unos escasos grados. Para explicar este fenómeno Casagrande en 1916 propuso el concepto de “Relación de vacío crítica”. Posteriormente, se realizó un estudio extensivo de numerosos deslizamientos a lo largo de la rivera del rio Mississippi. Precisamente Casagrande 1936, llamo ―movilidad cíclica‖ al fenómeno de licuefacción muy limitada, provocada por carcas cíclicas. Ocurre en suelos con compacidad relativa alta, con una resistencia residual mayor que la tensión tangencial 30 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I estática actuante. Las deformaciones debido a la movilidad cíclica se desarrollan de manera incremental debido a que acatan simultáneamente las tensiones estadía y dinámicas. Las evidencias superficiales más comunes de la ocurrencia de la licuefacción son:  Volcanes de arenas.  Grietas en el terreno  Perdidas de la capacidad portante  Movimientos de laderas  Fallas de taludes por flujos del terreno. Autores como Obermeier, (1994) y Moretti et al., (1995) coincidieron en señalar que sismos de magnitud 6 pueden generar estructuras de licuefacción en un radio de 40 km. (Audemard y De Santis, 1991) estudiaron estructuras de licuefacción a 25 km del epicentro para sismos de magnitud 5 a 5,7. Para terremotos de magnitud 7 según (Seed, 1968) el radio en el que se pueden dar licuefacciones es de 70 km y para sismos de magnitud 8 o superior, el radio pasaría a ser de 100 km Moretti et al., (1995). Sin embargo, durante el sismo de 1977 ocurrido en la provincia de San Juan, con magnitud 7,4, se registró licuefacción a distancias de hasta 260 km en línea recta al epicentro. Este fenómeno es un punto de análisis donde se involucran varias condiciones, desde la forma de transmisión de ondas sísmicas, los tipos de suelos, hasta la variación de los niveles freáticos en las subcuencas que forman el valle. Tomado de (Peruca, 2006) Los casos históricos de licuefacción comenzaron a hacerse cada vez más notables a partir de las desastrosas consecuencias ocasionadas por un sismo en Niigata, Japón y en Anchorage, Alaska en 1964. En esa oportunidad, se realizaron estudios sobre el comportamiento del suelo debido a cargas causadas por el sismo donde se observó que la aplicación de una serie de esfuerzos cíclicos con magnitudes relativamente pequeñas a arenas saturadas con mediana a alta densidad bajo condiciones no drenadas puede generar una elevada presión de poro e inducir deformaciones 31 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I significativas en muestras que presentan comportamientos dilatantes (Seed & Lee, 1966). Desde entonces innumerables metodologías han sido desarrolladas para tratar de definir el riesgo de licuefacción de un depósito de arenas saturadas. Una vez que se determina que existe riesgo de licuefacción en un depósito arenoso, hay dos aspectos fundamentales que deben tratar de controlarse: la pérdida de resistencia al corte y las grandes deformaciones debido a fallas de flujo. (Henríquez, 2007) 1.4. Factores que condicionan la ocurrencia de la licuefacción 1. Distribución del tamaño de los granos. La arena uniformemente graduada, con granos muy gruesos tiene mayor probabilidad de licuarse, mientras que las arenas limosas y gravas lo hacen bajo cargas cíclicas muy severas. 1. Profundidad de las aguas subterráneas. Mientras menor sea el nivel de las aguas subterráneas, mayor será la probabilidad de que ocurra licuefacción. 2. Densidad. El suelo puede densificarse cuando está sujeto a una carga cíclica, reduciendo su volumen de suelo- agua e incrementando la presión intersticial si los poros intergranulares se llenan de agua. Cuando esto ocurre habrá menor posibilidad de que se produzca su licuefacción. 3. Peso del recubrimiento y profundidad del suelo. Las tensiones entre partículas aumentan a medida que aumenta la presión del recubrimiento y mientras mayor sea dicha tensión menor será la probabilidad que ocurra licuefacción. Por lo general, ocurre a profundidades menores de 9 metros; rara vez a mayores de 15 metros. 4. Amplitud y duración de la vibración del terreno. La licuefacción de suelos bajo condiciones de tensión provocadas por un terremoto puede ocurrir ya sea: cerca del epicentro si son pequeños o moderados, o a cierta distancia si son moderados a severos. 5. Edad del depósito. Los suelos jóvenes (menos de 3.000 años) son débiles y no cohesivos, de modo que tienen mayor probabilidad de licuarse que aquellos más antiguos donde actuaron procesos como compactación y cementación que incrementaron su resistencia. 32 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I 6. Origen del suelo. El suelo depositado por procesos fluviales se sedimenta fácilmente y sus granos tienen poca probabilidad de compactarse, de modo que se licuarán con facilidad. Los depositados glaciales, generalmente ya son bastante densos y tienen menor probabilidad de licuarse. (Ishihara, 1990) Tabla 1: Unidades geomorfológicas que se tienen en cuenta en la susceptibilidad de licuefacción (Iwasaki et al 1982.) tomado de (Fernández, 2000) Tabla 2: Susceptibilidad de licuefacción de los sedimentos de acuerdo a su edad y profundidad de las aguas subterráneas. (Iwasaki et al 1982.) Tomado de (Fernández, 2000) 33 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I Tabla 3: Unidad geomorfológica detallada de susceptibilidad de licuefacción sujeta a un grupo de movimientos de intensidad VIII según la escala de M.M. (Iwasaki et al 1982.) Tomado de (Fernández, 2000). 1.4.1 Criterios de susceptibilidad de los suelos licuables No todos los suelos son susceptibles de presentar licuefacción, así que el primer paso en el desarrollo de una evaluación de riesgo de licuefacción es la determinación de la susceptibilidad de licuefacción. La susceptibilidad de licuefacción de un suelo puede ser evaluada usando criterios históricos, geológicos, basados en su composición o según 34 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I su estado, estos criterios, descritos por (Kramer y Stewart, 2004), se presentan a continuación. Criterios históricos: Se ha observado que la licuefacción ocurre frecuentemente en los mismos lugares cuando las condiciones del sitio se mantienen constantes, es por esto que la evidencia de la ocurrencia histórica de licuefacción, observada en forma de paleo licuefacción, puede ser utilizada como prueba de susceptibilidad de licuefacción, en un determinado lugar. Criterios geológicos: Las condiciones geológicas también pueden indicar susceptibilidad de licuefacción, por ejemplo los suelos de depósitos fluviales y eólicos, cuando se encuentran saturados, tienen una alta probabilidad de ser susceptibles de presentar licuefacción. También se ha observado licuefacción en depósitos de abanicos aluviales, playas y estuarios, pero no de manera tan evidente como en los casos anteriores. Otro criterio geológico es la edad del depósito, en general los depósitos de suelo jóvenes son más susceptibles de licuefacción que los depósitos más antiguos. Criterios basados en la composición del suelo: La composición física de un suelo juega un importante papel en la determinación de su susceptibilidad de licuefacción. Las arenas uniformemente gradadas y limpias, compuestas principalmente de partículas redondeadas son intrínsecamente más susceptibles, mientras que los suelos bien gradados y los suelos con partículas angulares son menos susceptibles. La presencia de finos, particularmente finos plásticos (IP > 10), tiende a disminuir la susceptibilidad de licuefacción. Criterios basados en el estado del suelo: El potencial de licuefacción de un suelo también depende de su estado, como las tensiones efectivas a las que está sometido y su densidad in situ, ya que la tendencia de un terreno a densificarse, bajo condiciones de carga cíclicas, depende de su densidad y de las tensiones efectivas. Los suelos sueltos son bastante más susceptible de licuefacción que los suelos densos y, para una densidad dada, los suelos bajo tensiones de confinamiento efectivas altas son más 35 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I susceptible que los suelos bajo tensiones de confinamiento efectivas bajas. (Kramer & Stewart, 2004) 1.4.2 Condición de un suelo para que sea licuable Para la ocurrencia de la licuefacción de los suelos, particularmente, en aquellos suelos de grano fino para que licuen deben cumplir con ciertas condiciones granulométrica propuesta por Wang en el año 1979. Estas son: Porcentaje de finos de 0,005 mm <15% Límite líquido, LL <35% Natural contenido de agua> 0,9 LL Índice de liquidez <0,75 Forma de las partículas redondeadas. Seed and Idriss (1982) consideran que un suelo puede licuar si: El porcentaje en peso de partículas <0,005 mm es menor del 15% LL<35 w/LL>0,9 A este criterio se le conoció como criterio chino. De igual manera, se señalan otros factores influyen que la susceptibilidad del suelo a la licuefacción aumente, entre estos la presión de confinamiento, la densidad relativa, y el esfuerzo cortante inicial, planteamiento corroborados por (Castro, 1969); (Kramer y Semillas, 1988). De acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificación de los Suelos (SUCS), arenas clasificadas como CL-ML, SM-SC, o GM-GC son potencialmente licuables, (Youd,1998). Por otra lado, (Wang, 1979) considera que si un material granular tiene menos del 15 % de finos (arcillosos) y el límite líquido (LL) es mayor que 35 % y el 36 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I contenido natural de agua es menor de 90 %, estos materiales también se consideran no licuables. En muchos de los terremotos ocurridos, por ejemplo en países como Argentina, se registraron fenómenos de licuefacción, principalmente en planicies fluviales de los valles en los que se ubica la mayor parte de la población y donde las condiciones son ideales para sufrir tales fenómenos. Otras de las condiciones necesarias para que tenga lugar este modo de comportamiento del suelo son niveles freáticos esté alto, cerca de superficie, que el grado de compactación sea bajo, equivalentes a valores N de SPT inferior a 20 golpes. De acuerdo con la observación de zonas afectadas por licuefacción, ésta tiene lugar en las siguientes circunstancias: Sismos con magnitud igual o superior a 5.5 con aceleraciones superiores o iguales a 0.2g. Por debajo de 15 metros de profundidad no se han dado licuefacciones. En la mayoría de los casos donde se han observado licuefacciones el nivel freático estaba a poca profundidad, inferior a 3 metros; por debajo de 5 metros la susceptibilidad de licuefacción es muy baja Algunos expertos consideran que una propiedades más importante que caracterizan los suelos licuefactibles es el bajo grado de compactación, es decir N< 10 para profundidades < 10 m y N < 20 para profundidades > 10 metros (González, 2002). 1.5 Evidencias históricas del fenómeno de licuefacción de suelos La licuefacción ha ocurrido en numerosos terremotos como ha quedado en evidencia en los registros históricos y geológicos. Otro ejemplo de esto es el caso de Chile, el terremoto del 3 de marzo de 1985, el cual afectó la zona con mayor densidad de población, donde se encuentran los dos puertos más importantes del país, Valparaíso y San Antonio, y grandes estructuras de suelos o rellenos en forma de muelles, 37 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I espigones y sitios de atraque. Los fuertes terremotos ocurridos en California, como Loma Prieta (1989) y Northridge (1994), además de otros como Kobe (1995), Turquía (1999) y Taiwán (1999) han proporcionado pruebas adicionales de los efectos dañinos de la licuefacción. Algunos de los terremotos con características destructivas en los que se registraron volcanes de arena, grietas y derrames típico efecto durante la ocurrencia de la licuefacción del suelo, se describen a continuación: El Terremoto del 13 de Diciembre de 1692 (Salta). Se produce un violento sismo de Ms 7,0 con profundidad hipocentral de 30 km ocasionando derrumbes y agrietamientos en el Valle de Lerma donde estaba la ciudad de Salta, en donde de acuerdo con testimonios de habitantes del lugar, "la tierra se abrió en varias partes y lanzó una manga de agua, que inundó todo, no dejando tras sí, sino un montón de ruinas", o bien, que "Esteco se arruinó enteramente con un terremoto que abriendo la tierra por varias partes arrojó borbotones de agua que inundaron todo el terreno". El Terremoto de 4 de Julio de 1817 (Santiago del Estero). Se produjo fuerte sismo a una profundidad de 30 km con Ms 7,0 en Santiago del Estero, fenómenos de licuefacción "Informes fidedignos que se han tomado ha causado el terremoto del día 4 del corriente, rige los más espantosos estragos en la jurisdicción, así al norte de la ciudad se desplomaron las Iglesias, se destruyeron los edificios, se abrieron grietas en la tierra y salió agua, en este pueblo ruinoso en lo material según el quebranto que han sufrido los templos y los conventos sin poderse registrar una casa particular que no haya sufrido algo" (Actas Capitulares de Santiago del Estero, 1817). Hubo destrozos en Tucumán y Jujuy y en los alrededores de la ciudad de Salta, la tierra se abrió arrojando cantidad de agua y arenas de distintos colores. El Terremoto del 18 de Octubre de 1844 (Salta). Se produjo un sismo de Ms 6,5 y 30 km de profundidad. Se produjeron daños en construcciones y se registraron fenómenos 38 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I de licuefacción "hubieron varios reventones de tierra: de algunas brotó agua, y de otras la tierra interior apareció en la superficie" (Toscano 1901). Según otro relato, "La tierra se entreabrió en varios lugares, expeliendo grandes cantidades de agua y arena" (Diario El Orden 1884). El sismo fue percibido en Tucumán, Catamarca, La Rioja y Santiago del Estero. El Terremoto del 20 de Marzo de 1861 (Mendoza). Se produjo un terremoto de Ms 7,2, profundidad de 30 km con epicentro en la ciudad de Mendoza, el que produjo más de 12.000 muertos (Rickard 1863), alrededor a 1.000 heridos y numerosas casas destruidas. La ciudad de Mendoza fue completamente destruida y se registraron fenómenos de licuefacción. Buena Nueva y Las Ciénagas fueron las zonas más afectadas por la licuefacción, con grandes fisuras y grietas, con eyección de agua y formación de volcanes de arena y derrames. Ponte (1987) describe que durante este terremoto se generó una grieta en la localidad de Borbollón de la que salieron gases y agua con fuerte olor a podrido, conocido como "Los baños del Obispo". Forbes (1861) describió que después de una violenta detonación y una sacudida general cayeron grandes masas rocosas. A la mañana siguiente observó fisuras y grietas en las colinas montañosas donde enormes masas rocosas rodaron hacia los valles, "algunas laderas han sido fisuradas surgiendo abundante agua". El 27 de octubre de 1894 se produjo un sismo con epicentro en el noroeste de la provincia de San Juan, considerado por sus efectos a grandes distancias del foco, como el de mayor magnitud ocurrido en territorio argentino. (Bodenbender, 1894) denomina este sismo ―Terremoto Argentino‖ y le asigna una magnitud 8.2, ubicando su epicentro al noroeste de San Juan y La Rioja. Una de sus particularidades fue la gran alteración del terreno aún en áreas muy alejadas al epicentro, a más de 200 km de distancia. Se produjeron deslizamientos y fenómenos de licuefacción, agrietamiento del terreno, 39 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I volcanes de arena y salida de agua en forma de chorros en los terrenos saturados de agua y sin cohesión. Bodenbender le asigna una importancia fundamental a la presencia de agua subterránea en la formación de estas estructuras y establece que estos efectos se producirían en los suelos de los valles y llanuras formados por depósitos blandos de arenas, arcillas y rodados con el agua subterránea a poca profundidad. La licuefacción fue uno de los efectos principales de todos los terremotos ocurridos en la región. Las grietas, volcanes de arena, derrames, han sido muy abundantes en áreas distantes hasta 260 km del epicentro, y afectaron áreas de hasta 4000 km2.Tomado de (Perucca, 2006) Niigata (Japón) en el año 1955, edificaciones físicas y obras viales (puentes) son abatidas por terremoto intenso y dilatado, inhabilitando la estabilidad en sus cimientos a causa de la insuficiencia de resistencia física del suelo, cuya caída se dio paulatinamente en varias horas Zona de la Costa Sur de Alaska, en el año 1964, un gran terremoto de magnitud 9.2º Ritcher con duración de 3 minutos golpeó Prince William Sound, siendo afectado por la licuefacción del suelo ± 500,000 kilómetros cuadrados de superficie. Niigata (Japón) en el año 1964 sometido a sismo de considerable magnitud ocasionando daños físicos en puente Showa debido a la expansión lateral del suelo. Chimbote, Perú, 31 de mayo de 1970 un sismo de magnitud 7.8 grados Richter a una profundidad focal de 45 km a unos 50 km costa a fuera al oeste de Chimbote. Con una intensidad de VI provocó el desplazamiento lateral del terreno en depósitos deltaicos y de playa. Agrietamiento del terreno y compactación diferencial en el centro de Chimbote además de volcanes de arena y eyección de agua. Loma Prieta, San Francisco (USA) en el año 1989 que bajo influencia de terremoto de magnitud 7.1 º R ocasionó que los suelos se licuasen, interrumpiendo la funcionalidad del Puerto de Oakland, y daños en numerosas tuberías subterráneas en distintos distritos de San Francisco. 40 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I Rioja, el 29 de mayo de 1990 un terremoto de magnitud 6.0 e intensidad VII causó la inestabilidad y erosión de los suelos en los taludes, asentamientos diferenciales y amplificación de suelos y deslizamientos. Las Filipinas, particularmente, en ciudad Dagupan en el año 1990 sujeto a sismos de magnitud 7,7º R, causó colapsos e inclinaciones de edificaciones físicas, y puentes inhabilitados en sus terraplenes debido a la expansión lateral de los sedimentos. Valle de la Estrella (Costa Rica), en el año 1991 abatido por terremoto de 7,4 de magnitud Ritcher, en que obras viales, particularmente, puentes fueron perjudicados por expansión lateral de los sedimentos. Mayomba, 4 de abril de 1991 un terremoto de magnitud 6.5 grados Richter e intensidad VII causó la inestabilidad y erosión de los suelos en los taludes, asentamientos diferenciales y amplificación de suelos y deslizamientos. Hanshin, zona portuaria, dentro de la Ciudad de Kobe (Japón), en el año 1994 fue sometida a sismo de 6,9 º Ritcher de magnitud, que se tradujo deterioros e interrupción de puertos marítimos, fallas del terreno, y 2000 metros de tubería rotas. Se reportaron más de 5,500 muertos y más de 26,000 heridos. La pérdida económica se ha estimado en unos 200 millones de dólares americanos. La proximidad del epicentro, y la propagación de ruptura directamente debajo de la densamente poblada región contribuyen a la considerable pérdida de vidas humanas y el alto nivel de destrucción. Río Nisqually (Washington) en el año 2001 fue perturbado por sismos de magnitud 6.8º Ritcher, en cuya llanura sedimentaria tuvo lugar la licuefacción del terreno en19. Huecos en suelos Barrosos humedecidos. En 2001 el 26 de enero, un sismo de magnitud 7.7 destruyó la ciudad de Bhuj causando la muerte de 20,000 personas y destruyendo edificaciones, presas y las instalaciones portuarias. El epicentro del sismo se localizó 70 kilómetros al noreste de la ciudad de Bhuj. Es una cuenca baja, plana caracterizada por pequeñas salinas y zonas de marismas (salt pans and mud flats) la fuerte vibración sísmica causo licuefacción en los limos y arenas localizadas bajo el nivel freático. 41 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I Tambo de Mora, Perú, 15 de agosto de 2007 un terremoto de magnitud 8 y aceleración de 0,5 g durante 100 segundos provocó la licuefacción de arenas sueltas en múltiples lugares. Hubo desplazamiento lateral en dirección al mar, hundimiento y falla en cimentaciones. Se produjo principalmente en depósitos eólicos y aluviales del Holoceno. El 12 de enero de 2010 en Haití, un terremoto de magnitud 7.0 en la escala de Richter, con epicentro a unos 15 kilómetros al suroeste del centro de Puerto Príncipe y con hipocentro a unos 10 kilómetros de profundidad, sacudió la capital de Haití, destruyendo una parte importante de las zonas sur y suroeste de la capital haitiana, incluyendo a Leogane y Jacmel, y provocando cerca de 250,000 muertos, unos 300,000 heridos, 250,000 viviendas destruidas, 30,000 comercios colapsados y más de un millón de damnificados, siendo esta la mayor sacudida sísmica desde el año 1770. El terremoto de Puerto Príncipe, localizado en el extremo suroeste fue devastador. La razón fundamental es que la ciudad de Puerto Príncipe ha sido levantada sobre los suelos arcillosos flexibles, de muy mala calidad y bajas velocidades de ondas de corte, depositados en la llanura occidental remanente del antiguo canal marino de Enriquillo, y sobre sedimentos margosos y gravas gruesas y sueltas del pie de monte existente en la franja sur de la ciudad capital, lo que provocó un incremento extraordinario de la aceleración del suelo, haciendo que casi todas las columnas fallaran por esfuerzos cortantes y que las edificaciones se desplomaran verticalmente matando a cientos de miles de haitianos que no tuvieron tiempo para salir, ni para protegerse. 42 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I Figura 1.7. Izq. Perfil de los suelos arenosos arcillosos del valle de la Ciudad de Puerto Príncipe, generador de altas intensidades durante el proceso sísmico. Estos suelos son muy licuables. Dcha Se muestra una vista aérea, en planta del terreno, donde todas las viviendas sufrieron grandes daños provocados por su asentamiento en suelos licuables de la ciudad. El 27 de febrero del 2010, un sismo de magnitud 8,8 grados en la escala de momento sísmico sacudió la zona centro sur de Chile. En la ciudad de San Pedro de la Paz, localizada 80 km al suroeste del epicentro, la intensidad estimada para el sismo alcanzó de VIII a X grados en la escala de Mercalli modificada. La diversidad en la intensidad y distribución de daños es una manifestación de los efectos de sitio, esto se debe a las características físicas del terreno. El estudio de los efectos de sitio requiere la integración de múltiples factores que condicionan los procesos de amplificación sísmica, tales como, la morfología y profundidad del basamento rocoso, así como el grado de compactación y la profundidad del nivel de saturación de los suelos. 43 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I Figura 1.8 Grietas provocadas por licuefacción del terreno, afectando a una casa en Cahuil. L Se observó que en los terrenos afectados por ese fenómeno se produjo: a) agrietamiento y deslizamientos de laderas y terrazas que originaron en sectores embancamiento en los cauces de los ríos y esteros, como por ejemplo los ríos Carampangue, Lebu y Raqui. b) deslizamientos y grietas del terreno que generaron asentamiento y/o agrietamiento de edificios, casas e infraestructura vial, con destrucción total o parcial de las mismas, ejemplo de esto es el borde del río Biobío, Camino a Chiguayante, Autopista Concepción-Chiguayante, Población Santo Domingo en Chiguayante, Población Vía Futuro en terrazas del Río Biobío (Chiguayante), viviendas de la localidad Yaquil (Región de O’Higgins), viviendas en Cochoa (Región de Valparaíso), Ruta 5 Sur, Ruta L-30-M (San Javier- Constitución), calle Los Canelos (Constitución), otros. c) Expulsión deagua y sedimentos a través de grietas y orificios, principalmente en rellenos antrópicos sobre humedales (Población Santo Domingo en Chiguayante, calle Los Canelos en Constitución).SERNAGEOMIN, 2010 en (Figueras, et. al., 2012) 44 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I El sismo de Lorca el día 11 de mayo de 2011 tuvo Mw=5.1. Se observó que el sector más afectado fue el barrio de la Viña (suelo blando), situado al sur de la ciudad, y por tanto más alejado del epicentro. También se observó que los edificios situados en el llano, construidos sobre suelo blando, habían sufrido más daños que los de la parte alta, construidos sobre terreno firme (roca) independientemente de su edad y de sus características constructivas (IGN, 2011). Las diferencias en la distribución de daños observadas en Lorca junto con la geología particular de la ciudad, sugieren la presencia de efectos de suelo durante el sismo. 1. Los efectos sísmicos locales El movimiento del suelo durante un terremoto puede ser amplificado por las condiciones geológicas, geotécnicas y topográficas del terreno por el que se propagan las ondas sísmicas que provienen del sustrato rocoso. La modificación del movimiento del suelo en su amplitud, duración y contenido frecuencial se conoce con el nombre de efecto sísmico local y juega un papel muy importante en el grado de distribución de daños durante un terremoto (Bard, P.Y., 1995); (Aki, K., 1993). Dentro de los efectos sísmicos locales distinguimos los debidos al suelo y a la topografía (Figueras et al., 2009) y los efectos indirectos como la licuefacción y los deslizamientos de ladera (Jiménez et al., 2009). En este artículo analizaremos los efectos de suelo y utilizaremos indistintamente los términos efecto local y efecto de suelo. (Figueras et al., 2012) El terremoto de Nepal 2014 tuvo lugar a 11 Km de profundidad lo que lo clasifica como un terremoto poco profundo. A menor profundidad del sismo mayor poder destructivo. Ha sido el más grave que ha sufrido el país nepalí desde el acontecido en 1934. El número de víctimas supera las 10 000. En la zona del Himalaya convergen dos placas tectónicas en una línea de falla. Se trata de la placa de la India o Placa Índica, que se mueve hacia el norte, y la placa Euroasiatica. Precisamente del choque de estas dos placas surgió en su día el Himalaya 45 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I Figura 1.9 Imágenes del terremoto de Nepal Desde 2010 más de la mitad de la población mundial vive en ciudades, una experiencia para la vida en el planeta. En 2012, en el XV congreso de ingeniería sísmica en Lisboa, un grupo de arquitectos, geólogos, ingenieros, comprometidos con dotar a las ciudades de capacidad resiliente frente a los terremotos, organizaron y fundaron la Red Internacional para el diseño de ciudades resilientes frente a terremotos (INDERC) en la que uno de los firmantes fue la National Society for Earthquake Thecnology de Nepal. 1.5.1 Reportes históricos de licuefacción de los suelos en Cuba Las investigaciones sismológicas de Cuba sitúan a la provincia Santiago de Cuba como la de mayor peligro sísmico del territorio nacional. Más del 60% de los sismos perceptibles y fuertes reportados en el país han tenido su epicentro en Santiago de Cuba (Chuy et al., 2002), siendo sacudida por más de 1000 sismos perceptibles desde el año 1528 hasta la fecha (Chuy, 2010). 46 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I A tales efectos se recuerdan en el municipio Santiago de Cuba y más específicamente en su ciudad cabecera, los grandes terremotos ocurridos el 3 de febrero de 1932, magnitud 6.75 en la escala Richter, intensidad sísmica de VIII MSK provocó la licuefacción de la calle La Alameda (Chuy, 1999) y el 8 de agosto de 1947, donde se reportaron serios daños en la ciudad de Santiago de Cuba, fundamentalmente en los alrededores de la bahía (Chuy et. al., 2002) ver figura1.8. Figura 1. 10 Foto. Licuefacción de los suelos en calle La Alameda, en Santiago de Cuba. Terremoto del 3 de Febrero de 1932. Tomado de Chuy, 1999. Terremoto del 18 de octubre de 1551 ubicado en Bayamo, los reportes históricos argumentan la ocurrencia de la licuefacción (Cotilla & Córdobas, 2010) basados en datos de archivo general de Indias, declaran su aparición en la localidad de Cauto Embarcadero, en las cercanías del río Cauto, identificado como el río de mayor extensión de Cuba, ubicado en la provincia Granma y su desembocadura la realiza en el Golfo del Guacanayabo. Los reportes históricos deben ser considerados como un área potencial de licuefacción para futuros terremotos. 1.6 Sismicidad de Cuba como factor catalizador de la licuefacción de los suelos. La región oriental es la de mayor peligro sísmico del territorio cubano, se presenta en detalle la sismicidad registrada en esta porción del país. La falla activa Oriente y la falla 47 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I Norte de la Española constituyen las principales fallas donde pueden ocurrir sismos fuertes que afecten el territorio oriental de Cuba. A estas estructuras se relaciona la principal actividad sísmica registrada en esta región, tanto en magnitud como en frecuencia. En la figura 1.5 se representa la sismicidad registrada en la región del Caribe. Figura 1.11 Izq. Sismicidad del Caribe y Centroamerica en los ultimos 10 años. Dcha. Sismos registrados desde 1998-2014. Fuente Informe del CENAIS El comportamiento de la ocurrencia de terremotos de magnitud mayor a 5 en la escala Richter desde el año 1900 hasta la fecha en función del tiempo se puede observar en la figura 2.2 y 2.3, donde se aprecian los sismos más significativos. En el mismo se aprecia que desde los años 1932 y 1947 no ocurre en Santiago de Cuba un sismo de magnitud superior a 6. Para los sismos que ocurren en esta parte del país se ha establecido un ciclo sísmico de terremotos fuertes de entre 80 y 100 años aproximadamente. Esto significa que un sismo fuerte que afecte a esta parte del país puede ocurrir en cualquier momento, debido a la energía acumulada desde los últimos sismos ocurridos en la primera mitad del siglo pasado. (Guasch & Oliva, 2014). 48 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I Figura 1.12 Ocurrencia de los terremotos de magnitud mayor a 5 reportados en la región suroriental de Cuba desde 1900. Fuente CENAIS 1.7 Investigaciones realizadas en Cuba. La licuefacción ha ocurrido a lo largo de la historia símica del país, no estando exento de volver a ocurrir, ya que existen ambientes sedimentarios propicios para que se manifieste la licuefacción por solicitación símica en cercanía de los grandes sistemas de fallas activas que cruzan la región oriental de Cuba, donde se ubicanciudades de gran importancia. En épocas anteriores el fenómeno de licuefacción causó grandes daños en algunas poblaciones, ejemplo de ello, lo ocurrido en la ciudad de Santiago de Cuba 1932 y en Bayamo 1947. En la tesis de maestría de (Fernández, 2000) titulada ―Posibilidad de ocurrencia del fenómeno de licuefacción en la cuenca de Santiago de Cuba por terremotos fuertes‖ la autora hace un mapa esquemático pronóstico de ocurrencia del �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I fenómeno de licuefacción en Santiago de Cuba por terremotos fuertes sobre la base cualitativa utilizando los métodos tradicionales en Cuba en la que da tres categorías de (Alta, Media y Baja) susceptibilidad a la licuefacción. En la investigación utiliza por primera vez la combinación de factores importantes como la geología, geomorfología, sísmica y la información ingeniero geológica de forma automatizada. Aunque trabajó con toda esta información para la interpretación del fenómeno da una propuesta totalmente cualitativa basándose solo en la magnitud e intensidad del sismo. No da valores a partir de calcular el factor de seguridad ni tiene en cuenta dentro de las condiciones ingeniero geológicas aspectos importantes como el límite líquido, porciento de finos o la densidad del suelo en el área de estudio. En esta investigación se hace una suposición conjugando factores como la geología, geomorfología y el nivel freático. En el informe para proyecto titulado ―Mapa de riesgo sísmico de la ciudad de Santiago de Cuba‖ realizado por investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Sismológicas (CENAIS) utilizan para esta evaluación aspectos importantes como: Tipología y propiedades de los suelos Profundidad del nivel freático Topografía del terreno Magnitud y distancia de los terremotos. La cuenca de Santiago de Cuba es considerada como licuable en el sector que corresponde a los sedimentos cuaternarios los que poseen variable un espesor promedio de 10 m. (García et. all, 2000) En el trabajo ―Zonación preliminar de la licuefacción de los suelos en la región de Cuba Oriental” (Rosabal, 2011) se expone una zonación de la licuefacción de los suelos, basada en el estudio de diferentes factores que inciden en la ocurrencia de la licuefacción: suelos susceptibles, intensidad sísmica, aceleración horizontal efectiva, topografía, reportes históricos de licuefacción, entre otros, se identifican las zonas que se caracterizan a licuar y zonas donde es baja o no existe la 50 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I licuefacción de los suelos. Estos estudios constituyen una primera representación de la licuefacción a escala regional en Cuba, principal aporte de la investigación. La investigación se ubica en el Nivel o Grado I de Zonación (TC-4, 1999). Estos estudios regionales identifican zonas susceptibles a licuar como se evidencia en la figura 1.13. Es necesario evaluar la potencialidad de la licuefacción empleando información ingeniero-geológica ya que la misma no se hizo en esta investigación y no se puede hablar de licuefacción teniendo en cuenta solo la información geológica, desembocaduras de ríos, antiguos cauces o actual llanura fluvial, principal deficiencia encontrada en el trabajo. Figura 1.13 Suelos que se caracterizan a licuar en la región de Cuba Oriental. Coordenadas geográficas (Long W:-77,738°-74,134° Lat N:19.841°-20.730°).(Rosabal, 2011). Los estudios realizados hasta el momento hacían una evaluación de grandes áreas y la evaluación era totalmente cualitativa. En el trabajo de diploma titulado ―Delimitación de escenarios susceptibles a la licuefacción inducido por terremotos de gran magnitud en el Consejo popular Guillermón Moncada del municipio Santiago de Cuba por (Herrera, 2015) da como resultado un mapa de susceptibilidad a la licuefacción a partir de interpretar factores como geología, 51 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo I nivel freático y las propiedades físicas y mecánicas lo que le permitió calcular el Factor de seguridad para la licuefacción(FSL) dando sectores entre Alto, medio y bajo lo cual dependen del tipo de suelo. Los resultados con FSL menores de 1 se caracterizan por ser suelos blandos representados por un material tipo cieno con un comportamiento común en cuanto al contenido de humedad > al 30 %, densidades secas < 13,50 kN/m3, con pesos específicos que oscilan en el rango de (26,60 a 27,00) kN/m3 y resistencia a la penetración dinámica de 4 a 6 golpes por cada 30 cm de penetración (SPT), desde el punto de vista de clasificación de suelos varían entre una arcilla muy plástica con arena (CH) a una arena arcillosa con gravas (SC), predominando los suelos tipo (CH) en dirección norte, hacia el centro este los suelos tipo SC y hacia el sur los de tipo OL - OH. Esta investigación es de gran importancia ya que es actual y demuestra con datos la probabilidad de ocurrencia del fenómeno ante sismos de magnitud 7.5 y superiores. Se demostró que para magnitudes menores es muy poco probable la manifestación de la licuefacción de los suelos. Conclusiones parciales La licuefacción de los suelos es provocada por terremotos fuertes en suelos con condiciones ingeniero geológicas favorables. Los casos reportados ha ocurrido en materiales de edad Neógeno- Cuaternario específicamente del Holoceno en sedimentos aluviales no consolidados y escasamente cementados, sedimentos de origen fluvial, zonas de manglar, arenas de bajo contenido de finos o arcillas, arenas intercaladas con limos y arcillas, arenas limosas, arenas arcillosas y en limos. Los sismos son fuertes a partir de magnitud de 7,5 y aceleraciones sísmicas mayores de 0,16 g/cm2. Materiales cuya densidad relativa sea menor del 60% y el N1 (60) menor de 20 y el nivel freático esté cerca de la superficie y por ende los suelos están saturados. En el área de estudio propuesta existen condiciones favorables para la licuefacción de los suelos. 52 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II CAPITULO II: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN PARA EVALUAR LA SUSCEPTIBILIDAD A LA LICUEFACCIÓN DE LOS SUELOS. Introducción 2.1. Metodología de la Investigación 2.2. Métodos utilizados para evaluar la susceptibilidad a la licuefacción en suelos granulares finos 2.3. Metodología para el estudio de la susceptibilidad a la licuefacción de los suelos en la región oriental de Cuba. 2.4. Procedimiento propuesto para el estudio de la susceptibilidad a la licuefacción. Conclusiones parciales. INTRODUCCIÓN. El capítulo tiene el propósito de dar a conocer las principales evidencias de la licuefacción de los suelos en Cuba tras un terremoto fuerte, así como las características de los escenarios potenciales en correspondencia con el análisis de las condiciones ingeniero geológicas del terreno. Se brinda un resumen de los procedimientos metodológicos para el estudio del potencial de licuefacción teniendo en cuenta las condiciones ingeniero geológicas y sismológicas del medio. 53 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II 2.1. Metodología de la investigación Figura 2.1 Mapa de flujo de la Metodología de la Investigación La primera fase del trabajo consistió en la búsqueda intensiva de fuentes de documentación antigua y reciente que mencionen rasgos sobre los efectos producidos en la naturaleza o en infraestructura edificada cuyo origen ha sido la licuefacción como fenómeno inducido por terremotos fuertes. El método seguido fue el Método Histórico lógico. Se revisaron informes ingeniero geológicos de obras ingenieriles ubicados en los archivos Investigaciones Aplicadas (ENIA) en de la Empresa Nacional de Santiago de Cuba, además de revisar artículos de internet, tesis de diploma de maestría y doctorado, libros y todo tipo de documento sobre el tema a desarrollar. Para ello se aplicó el método de Análisis y síntesis. En una segunda fase se analizaron las evidencias de licuación provenientes de la documentación revisada, clasificándola en tres niveles de certidumbre: segura, posible o dudosa. Ello permitió generar un banco de datos, el cual constituye la base para la elaboración de los mapas pronósticos, la evaluación de los posibles escenarios expuestos a la licuefacción y por último y tercera etapa validar el procedimiento propuesto e interpretar los mapas pronóstico de susceptibilidad a la ocurrencia de licuefacción a partir de las propiedades ingeniero geológicas de los suelos, se aplicó el método de inducción deducción. 2.2. Metodologías para el estudio de la licuefacción de los suelos Muchos investigadores han desarrollado metodologías para evaluar el riesgo de licuefacción de suelos basado en distintos ensayos de suelos, siendo las más 54 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II utilizadas inicialmente el criterio chino modificado de (Wang, 1979) y el método de (Seed & Idriss, 1982), y más recientemente (Youd et al. 2001), que recopila la información de las reuniones de NCEER ocurridas en 1996 y 1998. Luego de los terremotos de Kocaeli (Turquía) y Chi-Chi (Taiwán) en 1999, donde ocurrieron severos daños debidos a licuefacción en lugares donde los métodos disponibles no la predecían, se vio la necesidad de desarrollar nuevos criterios con especial énfasis en la influencia del contenido de finos en el suelo. En 2003 Raymond B. Seed y un grupo de investigadores de la Universidad de California en Berkeley publicaron un documento que unificaba los resultados de investigaciones recientes acerca del fenómeno de licuefacción de suelos. A pesar de que existen nuevas investigaciones, algunas de ellas controversiales, se utiliza la metodología propuesta por (Seed et al.2003), complementada con los estudios de (Cetin et all. 2004). Esta metodología utiliza un valor N del ensayo SPT normalizado por profundidad y ajustado por la cantidad de finos para cuantificar la susceptibilidad del suelo a la licuefacción. Alarcón, (1989) opina que la aproximación práctica de Seed consiste en comparar las curvas de tensión cíclica provocadas por N ciclos del terremoto de cálculo con la curva, determinada en laboratorio, de la tensión cíclica capaz de producir la licuefacción en N ciclos en el terreno en cuestión. De esta comparación es posible extraer la zona peligrosa, aunque para ello ha sido preciso desarrollar criterios que permiten pasar de un movimiento sísmico real a otro equivalente y uniforme. (Obando, 2009) En Estados Unidos, (Seed et al., 1983) y (Seed & De Alba 1986) han presentado el método simplificado, en base a ensayos de penetración estándar y el cono holandés. En Japón, (Tokimatsu & Yoshimi, 1981, 1983); (Iwasaki et al., 1978) e (Iwasaki, 1986) han presentado también el método simplificado en base a la experiencia japonesa. Estas metodologías simplificadas fueron programadas en lenguaje Basic para realizar un análisis sistemático de los datos. La conversión del 55 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II ensayo de penetración estándar al de cono holandés se realizó según (Robertson & Campanella 1983, 1985). La corrección de sobrecarga se realizó de acuerdo a (Liao & Whitman, 1986). En la actualidad los métodos han llegado a ser rutinarios para la investigación del potencial de licuefacción en campo, podemos mencionar las pruebas de penetración estándar (SPT), la de penetración de cono (CPT), el penetrómetro Becker (BPT), el dilatómetro de Marchetti (DMT) y métodos en los que el potencial de licuefacción se relaciona con la velocidad de onda de corte (Vs). 2.3 Métodos utilizados para evaluar la susceptibilidad a la licuefacción Los métodos existentes para evaluar el potencial de licuefacción de los suelos pueden dividirse en tres grupos: A- Métodos basados en el comportamiento observado en terremotos anteriores: Se apoyan en correlaciones empíricas de algunas características de los suelos, obtenidas mediante pruebas de campo, y/o ensayos simples de laboratorio, con el comportamiento de los mismos observado en sismos previos. B- Métodos simplificados se basan en la comparación de la resistencia obtenida en ensayos cíclicos de laboratorio con los esfuerzos que provocará el sismo, calculados en forma simplificada. C- Métodos basados en modelos matemáticos comprenden a un número creciente de modelos acoplados o desacoplados, para el análisis de la respuesta dinámica y la generación de presión de poro, de suelos granulares sujetos a fuerzas sísmicas. Los métodos del tipo A se basan en el hecho de que la resistencia a la licuefacción y ciertas propiedades determinadas mediante ensayos ―in situ‖ (resistencia a la penetración, velocidad de propagación de ondas de corte, etc), varían de la misma forma en función de las características principales de los suelos. Sin embargo, a la 56 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II fecha sólo se cuenta con una gran cantidad de datos provenientes de pruebas de resistencia a la penetración, especialmente de SPT, mientras que la cantidad de datos que se tiene de las otras propiedades resulta, en algunos casos, insuficiente como para obtener buenas correlaciones a partir de ellos. A su vez, los métodos B y C requieren para su aplicación, la realización de ensayos de laboratorio sobre muestras "inalteradas". Los procedimientos usados normalmente para extraer este tipo de muestras, producen invariablemente, cambios en su compacidad relativa, en su estructura y en su grado de saturación. Además, los equipos de laboratorio, por lo general, no permiten reproducir adecuadamente las condiciones de esfuerzo y de frontera que tiene el suelo ―insitu‖. Todos estos factores influyen de manera fundamental sobre la ocurrencia o no del fenómeno de licuefacción. A causa de lo anterior, parece aconsejable, al menos desde el punto de vista de una aplicación práctica usual, la utilización de los métodos del tipo A prestando especial atención a aquellos basados en resultados de ensayos de penetración (SPT y CPT). Dentro de estos métodos, los que son aplicables a obras nuevas están bastante estudiados, y con ellos se han obtenidos resultados satisfactorios. No existiendo el mismo nivel de conocimiento en el caso de las aplicaciones a obras ya ejecutadas. (Obando, 2009) Tabla 5: Clasificación de algunos métodos para evaluar el potencial de licuefacción, PHRI (1997) Evaluación de la resistencia a la licuefacción Evaluación de los efectos sísmicos Ejemplos de métodos de Magnitud Richter y predicción y Tatsuoka (1975) y Kuribayashi distancia epicentral Wakamatsu (1991) Kotoda et al. (1988) Geomorfología 57 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II ―Standard for regulation of hazardous materials por Fire Gradación/Valor de N-SPT Gradación/Valor de N-SPT Gradación/Valor de N-SPT Máxima aceleración en la Defense Agency‖ (1978) Especificaciones para puentes superficie del suelo altos por Japan Road Máxima aceleración en la Association (1990) para el diseño Recomendaciones superficie del suelo y de cimentaciones de magnitud Richter edificaciones por Architectural Técnicas para puertos Institute ofestándar Japan (1988) Gradación/Valor de N-SPT Prueba Triaxial Cíclica Prueba Triaxial Cíclica Modelo de esfuerzos (facilidades y comentarios) por totales Modelo de esfuerzos Japan Ports and Harbours Seed e Idriss(1989) Association totales (1967) Ishihara Modelo de esfuerzos Finn et al. (1976) efectivos (1977) Iai et al. (1992) 2.4 Procedimiento para el estudio de la susceptibilidad a la licuefacción de los suelos en la región oriental de Cuba. Para evaluar el potencial de licuefacción se llevó a cabo mediante un sistema de indicadores en el cual se unifican los parámetros propuestos por diversos autores (Seed & Idress, 1971, 1982); (Wang, 1979) y requisitos obtenidos de la revisión de análisis de casos, donde se propuso con un orden lógico los parámetros que deben cumplirse para que un suelo sea potencialmente licuable. Se hizo difícil determinar los parámetros debido a los diferentes crietrios y diferentes factores que se proponían. Después de una exaustiva revisión de las metodologías propuestas por los autores antes mencionados, se elaboró una propuesta que brindó un orden lógico y permite cuantificar el fenómeno A partir de todo lo antes expuesto se propone analizar las condiciones siguientes: Condiciones geológicas: La primera condición que debe cumplir un suelo para que sea licuable es que corresponda a depósitos jóvenes (menos de 10.000 años) a las que pertenecen las formaciones del Cuaternario (Holoceno). Debe cumplir además que la relación entre el estrato licuable y el no licuable sea menor que 1. Coincidiendo también 58 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II que el estrato de suelo no licuable encima del licuable debe ser menor de 8m. Para la selección de los sectores se hace una búsqueda en el mapa geológico y se seleccionan las formaciones pertenecientes al cuaternario que están representadas por el color amarillo en sus diferentes variantes. Sismicidad Otro factor importantes para que pueda licuar un suelo es la sismicidad, para ello se analiza la cercanía con una zona sismogeneradora capaz de generer sismos fuertes o magnitud mayor de 5,5 y las aceleraciones de las partículas lleguen a ser iguales o superior 0,2g/cm2. Para la selección se revisó la norma: Construcciones Sismorresistentes. Requisitos básicos para el diseño y construcción de Cuba de 2014 en la que aparece un mapa con la zonación de las aceleraciones esperadas para cada municipio de nuestro país, además de la tabla de peligro sísmico en las diferentes zonas del territorio nacional donde se muestra el periodo de recurrencia esperado, la aceleración sísmica y la zona sísmica a la que pertenece cada región. Esta información puede ser obtenida además, de los informes de especialistas del CENAIS. Profundidad del Nivel Freático Otro factor importante a tener en cuenta son los valores del nivel freático en el área. Este debe estar cerca de la superficie, se considera potencialmente licuable cuando está a menos de 3 metros, por lo general, ocurre a profundidades menores de 9 metros; a profundidades mayores de 15 metros no se ha reportado la licuefacción de los suelos. Los valores del nivel freático se obtiene a partir de las calas perforadas en el área de estudio. Finalmente se confecciona el mapa de profundidad del nivel freático para el área de estudio. 59 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II Condiciones ingeniero geológicas: Lo primero que se cumplió es que fueran depósitos recientes poco consolidados o material de relleno. De los informes ingeniero geológicos efectuados por la Empresa Nacional de Investigaciones Aplicadas (ENIA) se seleccionarán las propiedades físicas y mecánicas. Se confecciona una base de datos con los principales parámetros que influyen para que un suelo sea licuable, entre los que se encuentran (Límite Líquido, Índice de Plasticidad, humedad natural, densidad húmeda y densidad seca, por ciento de partículas finas, cortante, saturación, compactación del suelo a patir del N de spt entre otras). Se propusieron varios parámetros, al cumplirlos todos tienen mayores posibilidades de ser un suelo potencialmente licuable. Se tuvo en cuenta: Por ciento de partículas finas ≤15 Límite Líquido ≤ 35 % Contenido Natural de agua > 0,9 LL Índice de liquidez < 0,75 Forma de las partículas. Principalmente redondas N de SPT < 20 golpes Compacidad relativa (Cr) < 75% Uniformidad de la arena. Cu 5 Según las características propias de los suelos potencialmente licuables se pueden agrupar como: Arena fina, Arena Media, Arena Limosa, Arena con bajo por ciento de arcilla 60 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II Arena con bajo por ciento de materia orgánica o Arena con partículas. Sedimentos eluviales, llanuras aluviales y zonas de manglar. Esquema Ingeniero Geológico por tipo de suelos Una vez recoplilada las principales propiedades físicas y mecánicas se procedió a la confección del esquema ingeniero geológico, para ello se tuvo en cuenta la norma cubana de Investigaciones Ingeniero Geológicas para la confección de mapas ingeniero geológicos. NC 51-24-1984 Se utilizó la base de datos con los parámetros antes mencionado para cada capa identificada. Con la información obtenida se confeccionnó el esquema ingeniero geológico donde se tuvo en cuenta los tipos de suelos dada la clasificación del (SUCS) Sistema Unificado de Clasificación de los Suelos haciendo especial énfasis en la granulometría y la plasticidad. Se ubicaron espacialmente los valores para cada punto, este coincide en este caso con una obra estudiada por la ENIA. Por último se confeccionó el perfil ingeniero geológico haciendo énfasis en el estrato licuable y el no licuable, se dejó claro la relación y posición espacial entre ellos. Se confecciona con ayuda del programa ArcGis 10. Una vez determinados todos los parámetos antes mencionados se tiene una idea de los lugares que pueden licuar. Para estas más seguros y dar un resultado cuantitativo se realizó el calculo de la relación de esfuerzos cíclicos para cada punto. Calcular el Ciclic Stress Ratio (CSR) Para determinar la resistencia a la licuefacción de los suelos arenosos y con contenidos de finos, la relación de tensiones cíclicas (CSR) se compara con la rel ación de resistencia cíclica (CRR), esta última se obtiene de correlaciones empíricas entre la relación de esfuerzos cíclicos requeridos para causar 61 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II licuefacción y los valores de N (SPT) normalizados por profundidad y energía de los golpes del martillo (valores de (N1,60)). En la Figura 2.3 se muestran las curvas recomendadas por (Seed, et al.2003). Figura 2.2 Relación entre razones de tensiones causantes de licuefacción y valores corregidos del SPT (para MW=7.5 y σ,v=1 atm) con ajuste de contenido de finos. Fuente: Seed, et al 2003. El análisis del potencial de licuefacción en este trabajo sigue procedimientos basados en la determinación de la razón de esfuerzos cíclicos (CSR). Esta razón CSR depende directamente de la máxima aceleración horizontal en el sitio; a fin de obtener un mejor estimado de este parámetro. El procedimiento requiere calcular dos variables sísmicas que son: a) La excitación sísmica del estrato de suelo, expresada en términos de la relación de tensiones cíclicas promedio (CSR= τ pro /σ ´` vo ). 62 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II b) La capacidad del estrato de suelo para resistir la licuefacción, en términos de la relación de resistencia cíclica (CRR) En la mayoría de los procedimientos empíricos, el valor promedio de la relación de tensiones cíclicas (CSR) inducidos por el sismo se estima de los análisis de la respuesta dinámica del suelo, o mediante la expresión recomendada por (Seed & Idriss, 1971). En este enfoque, la resistencia cíclica es caracterizada por la relación de esfuerzo cíclico (CSR). Básicamente, la CSR se define como el esfuerzo cortante promedio ( avg) actuante en un estrato, normalizado por el esfuerzo efectivo de sobrecarga ( ’vo). g) ( ′) rd Dónde: CSR: esfuerzos cíclicos y depende directamente de la máxima aceleración horizontal en el sitio. amax: aceleraciones máximas generadas por un sismo de diseño. : esfuerzo normal vertical total, referido a la superficie del suelo. ′: esfuerzo normal vertical efectivo, referido a la superficie del suelo. rd: coeficiente de reducción del suelo, que toma en cuenta la deformabilidad del perfil de subsuelo. (Liao y Witman, 1986), para la práctica de ingeniería rutinaria, en proyectos no críticos, proponen las siguientes ecuaciones para estimar el rd: Para z≤9.15m rd= 1.0 – 0.00765z Para 9.15m <z ≤ 23m rd= 1.174 – 0.0267z z: profundidad por debajo de la superficie del suelo en m. 63 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II A partir de los valores obtenidos con anterioridad de los informes provenientes de la ENIA se calculó el CSR y se plotearon los valores obtenidos en la curva de CSR vs SPT.Figura 2.4 Una vez obtenido el resultado de CSR se compara con los valores de la figura 2.4 y se comprueba si es un estrato licuable o no. Figura 2.3 Susceptibilidad de licuefacción de un suelo en función de (N1) 60 y la razón del esfuerzo cortante cíclico CSR (Ho et al., 1986) tomado de (González, 2002) Es un principio generalmente aceptado que el potencial de licuefacción de estratos arenosos puede evaluarse utilizando correlaciones entre datos de resistencia a la penetración (SPT) y la resistencia cíclica del material movilizado durante una fuerte excitación vibratoria. En este estudio se utilizaron datos de los ensayos SPT efectuado y la resistencia cíclica caracterizada por la relación de esfuerzo cíclico (CSR) definiéndolo como el esfuerzo cortante promedio actuante en un estrato normalizado por el esfuerzo efectivo de sobrecarga. 64 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II Cálculo del Coeficiente de Resistencia Cíclica CRR De los datos obtenidos de los informes se calcula CRR y se construye la curva CRR vs SPT. Si los valores son menores que 1 entonces se considera que es un estrato licuable Enfoque de resistencia cíclica (CRR) Para ello, científicos destacados como (Youd et. al 2001), (Semillas et al.1985) y otros, han elaborado a partir de datos obtenidos en campo a través de ensayos SPT, gráficas sobre la relación entre dos parámetros físicos que participan en la licuefacción de los suelos, estos son el Coeficiente Resistencia Cíclica (CRR, siglas en inglés) y (N1) 60, es decir el número de golpes suministrado al terreno, representado también por la letra N. N160 = (N1)60 = El número de golpes de la prueba SPT normalizada a un esfuerzo geostático de 100 kPa y a la energía del martillo de 60%. CRR = La relación de resistencia cíclica para un sismo de diseño. Esta ecuación es válida para los (N1) 60 < 30. Para (N1) 60 ≥ 30, los suelos granulares limpios tienen el grado de compacidad demasiado alto para sufrir la licuefacción. La resistencia a la penetración utilizada en las correlaciones corresponde al número de golpes medido en terreno (N) al cual se le aplica una corrección por tensión efectiva (Llao y Whitman, 1986): 65 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa N1= N x CN Capítulo II donde: donde: C N = factor de corrección para una tensión efectiva de sobrecarga de 1 ton/pie2 σ , v = tensión efectiva vertical en atmósferas La resistencia del suelo queda representada por (N 1,60 ), la cual es la cantidad de golpes del SPT corregido para una presión de sobrecarga efectiva de 1 Ton/pie 2 (≈ 1 kg/cm 2 ), y para una razón de energía del 60% de la máxima teórica. Corrección por energía aplicada, equipamiento y efectos de procedimientos para obtener un valor estandarizado de: donde: Tabla 6: Correcciones a SPT (Skempton, 1986) 66 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II Los valores utilizados para la corrección del SPT del campo fueron los de la norma utilizada en Cuba conocida como la cuchara cubana. Se obtuvieron a partir de la revisión de los informes de las obras ejecutados por la ENIA. Respondiendo a los parámetros que se muestran en la tabla anterior utilizamos Perforación a percusión para la hinca de muestreador cuchara SPT (Penetración dinámica) Penetración estática del muestreado Shelbys (Presión hidráulica) Los diámetros utilizados son: 73, 89 y 108 mm Martillo 300 libras Caída del martillo 18 pulgadas con Varillas 0.40, 1.50 y 3.00 m Muestreadores: Shelbys, Obsterberg, Dennison 67 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II Muestras de cuchara, porta testigos doble tubo rígido y porta testigo simple Calculo del factor de seguridad para la licuefacción (FSL) El FSL se calculó a partir de las formulas explicadas anteriormente y con los datos obtenidos de los informes ingeniero geológicos. Primero se calculó el CSR, luego CRR, para ello se programaron las fórmulas en el programa Excel. Si el valor es menor o igual a 1 se considera que es un estrato licuable. Si los valores dieran relativamente mayor que 1 se puede considerar posible licuefacción siempre que el estrato inferior sea licuable. Teniendo en cuenta la magnitud del sismo el estrato puede licuar aunque en menor medida. El análisis del potencial de licuefacción en este estudio siguió procedimientos basados en la determinación de la razón de esfuerzos cíclicos (CSR). Esta razón CSR depende directamente de la máxima aceleración horizontal en el sitio. Como resultado de este análisis se definieron los estratos que son potencialmente licuables y se confeccionaron los perfiles geotécnicos en los que se mostró los espesores máximos esperados de estratos en los cuales puede ocurrir licuefacción. El factor de Seguridad corregido se calculó por la ecuación siguiente: FS= MSF Dónde: MSF: Factor de escala de acuerdo con la magnitud de sismo y se calcula por la siguiente ecuación MSF= . Mw: Magnitud del sismo de diseño. 68 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo II El factor de escala de acuerdo con la magnitud de sismo se calculó para sismos de magnitud 6; 6,5; 7; 7,5; 7,75 y 8. A continuación se muestran los resultados MSF 6 1,76 6,5 1,44 7 1,19 7,5 0,99 7,75 0,91 8 0,84 Confección del mapa pronóstico de susceptibilidad a la licuefacción A partir de los valores obtenidos de FSL para cada estrato, el mapa de tipo de suelo (SUCS), nivel piezométrico, magnitud del sismo y aceleración sísmica, se confeccionó el esquema pronóstico de susceptibilidad a la licuefacción. Para ello se colocaron los valores obtenidos anteriormente en los puntos que corresponden a cada cala (perforaciones) realizadas para el propio estudio. Se realizó haciendo uso del programa ArcGis10. Una vez insertados todos los datos que corresponden a cada punto se hizo una regionalización de la información para toda el área de estudio. Conclusiones parciales. En este capítulo se mencionan las diferententes metodologías para saber si un suelo es licuable ante un sismo fuerte. Se describieron los indicadores que se tuvieron en cuenta para determinar si las áreas de estudios son licuables o potencialmente licuables antes terremotos 69 de gran magnitud. �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa CAPITULO III:EVALUACIÓN DE LAS GEOLÓGICAS EN LAS ÁREAS DE ESTUDIO. CONDICIONES Capítulo III INGENIERO Introducción 3.1. Criterios para la selección de escenarios susceptibles a la licuefacción 3.2. Validación del sistema de indicadores propuestos en el consejo popular Guillermón Moncada, municipio Santiago de Cuba. 3.3. Validación del sistema de indicadores propuestos en el municipio Caimanera provincia Guantánamo. Conclusiones parciales Introducción En este capítulo se validarán los indicadores propuestos para determinar si los escenarios propuestos son licuables o no ante un sismo fuerte. Se llevará a cabo en los dos escenarios con condiciones favorables las que se explican a continuación. 3.1 Criterios para la selección de escenarios susceptibles a la licuefacción Los escenarios propuestos coinciden con varios criterios (Kramer & Stewart, 2004) para determinar si un suelo es licuable o no. El primero que se analizó fue el criterio histórico. Hay reportes que en 1932 tras el sismo hubo manifestaciones de licuefacción en la avenida La Alameda del municipio Santiago de Cuba, ubicada en gran parte de la bahía. Se ha observado que la licuefacción ocurre frecuentemente en los mismos lugares cuando las condiciones del sitio se mantienen constantes, es por esto que la evidencia de la ocurrencia histórica de licuefacción, observada en forma de paleo licuefacción, puede ser utilizada como prueba de susceptibilidad en un determinado lugar. Otro criterio que se tuvo en cuenta fue la cercanía a una zona sismogeneradora, la probabilidad de ocurrencia y período de recurrencia de un sismo fuerte. 70 La �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III sismicidad del área y las posibles amplificaciones de las aceleraciones sísmicas dado el efecto de sitio. Se analizaron las condiciones geológicas como otro criterio de gran importancia, los escenarios propuestos están cerca de depósitos fluviales y deltaicos, además, hay pequeña representación de depósitos de abanicos aluviales, playas y estuarios, aunque estos no son tan susceptibles como en los casos anteriores mencionados pero son susceptibles. Los suelos de los escenarios propuestos se encuentran semi saturados y saturados dado la pequeña profundidad del nivel freático. Se analizó además, la edad del depósito. Las áreas que se estudiaron pertenecen a formaciones del cuaternario y en algunos casos al Holoceno donde los estratos son poco consolidados y de poca densidad. Se tuvo en cuenta que los depósitos fueran de arena arcillosa, arena limosa, entre otras con poco contenido de finos que estuvieran uniformemente gradadas y limpias, compuestas de partículas redondeadas preferiblemente. Se analizó que fueran muelles, tierra recuperada, canal de río abandonado, relleno límite entre las arenas y las tierras bajas, relleno sobre pantano o ciénaga y/o relleno de tierra recuperada por drenaje. Por todas las razones antes explicadas, se decidió estudiar el consejo popular Guillermón Moncada, el cual recoge parte de la bahía de Santiago de Cuba y abarca parte de la Alameda donde existen reportes del fenómeno. El otro escenario estudiado es el municipio de Caimanera, provincia Guantánamo el cual se ubica en la bahía de Guantánamo. Se tuvieron en cuenta estos lugares porque cumplen con los criterios para ser un suelo licuable. 3.2. Validación del sistema de indicadores propuestos en el consejo popular Guillermón Moncada, municipio Santiago de Cuba. El nivel de estudio alcanzado en la cuenca de Santiago de Cuba hace posible realizar evaluaciones sobre la licuefacción como fenómeno geológico secundario. 71 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III Casi toda la zona baja de los alrededores de la bahía de Santiago de Cuba se encuentra altamente expuesta a las afectaciones por este fenómeno. Esta área está compuesta por sedimentos aluviales poco consolidados donde además, el nivel freático se encuentra a pocos centímetros de profundidad (García, 2002); esto significa que las construcciones y obras de infraestructura situadas en el entorno tienen un alto grado de vulnerabilidad ante la ocurrencia de la licuefacción del terreno. 3.2.1. Condiciones geológicas En la cuenca de Santiago de Cuba aparecen en las formaciones más recientes los depósitos marinos, arenas, guijarros de playas y bancos de tormenta (m Q1v) y otros depósitos de tipo aluvial (al Q1v) compuestos por lino gris y pardusco, linos arenosos y arcillas arenosas. Tomado de (Herrera, 2015). 3.2.2. Sismicidad La región de estudio presenta alto riesgo sísmico, con probabilidad de que ocurran daños en las edificaciones ante eventos de media a alta intensidad. Se debe destacar que las obras se emplazan sobre una zona de falla, las aguas subterráneas afectan los niveles de cimentación propuestos con niveles freáticos poco profundos, lo cual favorece el incremento del grado sísmico. En particular, para la provincia de Santiago de Cuba se destaca el tipo de Sismicidad conocida como de Entre Placas, vinculada a la estructura de Bartlett Caimán (Zona Sismogénica Oriente), por la frecuencia de los terremotos que ocurren y los valores altos de magnitud e intensidad alcanzados históricamente. Más del 60 % de los sismos perceptibles y fuertes reportados en el territorio nacional han tenido su epicentro en esta provincia. Por estas razones, este territorio es considerado el de mayor Peligrosidad Sísmica del país; señalándose en él 20 reportes de terremotos fuertes (Intensidad I ≥7.0 MSK) en el sector comprendido entre las localidades de Chivirico a Baconao. 72 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III Figura 3.1 Zonificación sísmica para la República de Cuba NC 46- 2014 3.2.3. Características hidrográficas En el área no existe una red hidrográfica desarrollada, existen escasas corrientes fluviales que la atraviesan y por lo general son de carácter intermitente, las que desaparecen casi totalmente durante los periodos secos. Se puede apreciar que los complejos acuíferos están relacionados con las formaciones anterior al Neógeno, en el Neogéno y en el Cuaternario. Las aguas subterráneas en el área de estudio se aprecian en diferentes complejos y horizontes acuíferos. En la formación El Cobre el agua presente en las rocas es producto a las fisuras o grietas, filoneanas a partir de su corteza de intemperismo; la profundidad de estas aguas es variable depnde de la morfología que presenta en el área esta formación, pudiendo presentarse como caso general mayor que 10 m, estas aguas se alimentan a través de las precipitaciones y por las aguas fluviales a través de las grietas principalmente. Las aguas de las formaciones pertenecientes al Neógeno ocupan la mayor parte del territorio estudiado, prácticamente todo el borde sur al este de la bahía. Por sus características ingeniero geológicas se puede considerar de permeabilidad 73 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III baja, siendo algo mayor la permeabilidad en algunos puntos donde se localizan las calizas organógenas y cavernosas que subyacen a los sedimentos impermeables margosos o arcillosos. Estas aguas se pueden clasificar como estrato-fisurales,es decir de fisura o grietas o también cársicas. La profundidad de las aguas en esta formación es variable, pero directamente en las rocas margosas y calcáreas de la formación La Cruz supera los 10m. Las aguas subterráneas de los sedimentos de edad Cuaternario resultan las más distribuidas en el área de estudio. A ellas están asociadas todas las rocas subterráneas dentro del espesor del material terrígeno con diferentes propiedades, en la totalidad del área los niveles son menores a los 10m. Estos sedimentos están representados por depósitos aluviales, eluviales, marinos, artificiales y transiciones fundamentalmente con granulometría variada. 3.2.4. Condiciones ingeniero geológicas Para el estudio de las condiciones ingeniero geológicas se confeccionó la tabla resumen con algunas propiedades entre las que se encuentran: Por ciento de grava (Gr), por ciento de Arena (Ar), por ciento de finos (Fi), límite líquido (LL), límite plástico(LP), índice de plasticidad, humedad natural (W), densidad húmeda ( f ), densidad seca ( d), por ciento de saturación (S), peso específico y prueba estándar de penetración. A continuación en la tabla 7 se muestran los valores de estos parámetros para las obras estudiadas. Tabla 7: Clasificación geotécnica del suelo del área de estudio. Fuente: Elaboración propia Obras No Granul % W Gr Ar Fi LL LP IP % 1 ( f) S ( d) N ( s) Clasificación LA % 3 3 KN/m KN/m % 3 KN/m SPT SUCS Mini fábrica 0 15 85 77 33 44 33.9 17,90 13,40 0.98 26,60 5 Cerveza 74 CH �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa 2 Mesón del Puerto 3 Capítulo III 13 31 56 44 21 23 31.0 18,05 13,78 0.93 26,60 4 OL/OH 40 42 18 37 24 13 33.1 18,11 13,60 0.98 27,00 5 SC 2 5 93 69 31 38 35.0 17,72 13,10 1.08 27,26 6 CH 6 19 75 53 22 31 32.4 18,51 13,97 0.91 26,73 6 CH 0 15 85 55 21 34 45.0 17,60 12,14 100 27,00 3 CH 1 16 83 68 24 44 37.0 17,56 12,81 89 27,00 5 OL/OH 22 44 34 37 24 13 33.1 17,76 13,34 88 27,00 6 SC 4 31 65 71 26 45 33.7 17,85 13,34 89 26,97 7 CH - 26,80 3 OL 15 85 55 21 34 45.0 17,60 12,14 100 27,00 3 CH Salón Tecnológico WIFE 4 Pte. Ferroviario 5 Pro Avenida Jesús Menéndez 6 Báscula centro de carga FFCC 7 Urbanización La Playita 8 Edificio Vivienda peralejo 9 Urbanización Martí y Gallo 10 Salón operaciones de - - 37 19 18 27.8 17,00 13,20 75 urgencia 11 Báscula patio terminal 0 portuaria 12 Viviendas experimentales 26 29 45 41 19 22 35,0 18,20 13,80 92 27,00 3 SC 3 SC 27,00 4 SC de tierra 13 Viviendas lauro Fuentes 14 Centro 22 42 36 37 24 13 31,1 17,76 13,34 88 Video 27 28 45 37 18 15 37,4 17,60 13,30 98 75 27,00 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III Club Juvenil De esta clasificación se puede concluir que los suelos existentes en el área son sedimentos recientes del Cuaternario, clasificados por el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS) como SC que es arena arcillosa con gravas, CH Arcilla muy plástica, OH Limo orgánico, OL Arcilla orgánica, estos suelos presentan con alto grado de saturación, humedad natural elevada, alto % de finos, y Límites de Attenberg bastante acordes para que ocurra licuefacción, los niveles freáticos oscilan entre 1m y 1,50m sin tomar en cuenta las fluctuaciones de las mareas. 3.2.5. Esquema ingeniero geológico por tipo de suelos El plano del área de estudio se confeccionó a una escala 1: 2000 donde se ubicaron las obras de interés para el trabajo, brindando éste mayor exactitud de los lugares donde se realizó el estudio del fenómeno de licuefacción. Dichas obras en el orden que se estudiaron son las siguientes: 1 Mini Fábrica de Cerveza, 2 Mesón del Puerto, 3 Salón Tecnológico WIFE, 4 Puente Ferroviario, 5 Prolongación de la Avenida Jesús Menéndez, 6 Báscula centro de carga FFCC, 7 Urbanización La Playita, 8 Edificio Vivienda peralejo, 9 Urbanización Martí y Gallo, 10 Salón operaciones de urgencia, 11 Báscula del patio de la terminal portuaria, 12 Viviendas experimentales de tierra, 13 Viviendas lauro Fuentes, 76 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III 14 Centro Figura 3.2 Esquema ingeniero geológico por tipos de suelos. En este esquema se realizó una zonación de los suelos en el área de estudio. Los suelos blandos representados por un material tipo cieno presentan un comportamiento común en cuanto al contenido de humedad > al 30 %, densidades secas < 13,50 kN/m3, con pesos específicos que oscilan en el rango de (26,60 a 27,00) kN/m3 y resistencia a la penetración dinámica de 4 a 6 golpes por cada 30 cm de penetración (SPT). Los suelos varían entre una arcilla muy plástica con arena (CH) a una arena arcillosa con gravas (SC), predominando los suelos tipo (CH) en dirección norte, hacia el centro este los suelos tipo SC y en el sur los de tipo arcilla orgánica (OL) y limo orgánico (OH). Dada las características descritas anteriormente la capacidad resistente de estos suelos es baja ante determinadas cargas impuestas, siendo necesario para su mejora el uso de terraplenes tecnificados sobre los cuales se diseñan las 77 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III soluciones de cimentación directa generalmente en la variante de balsa o cimentaciones profundas utilizando pilotes por lo regular en punta. Perfiles Ingeniero Geológicos del Área de Estudio. Figura 3.3 Perfil Ingeniero Geológicos I-- Í del Área de Estudio. Fuente: Elaboración propia 78 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III Figura 3.4 Perfil Ingeniero Geológicos II-- IÍ del Área de Estudio. Fuente: Elaboración propia La confección de los perfiles ingenieros geológicos se realizaron con el programa Surfer 9. Se utilizaron los datos de las calas promedios realizadas en cada trabajo de perforación para la construcción de las obras en el área. Se logró conocer la disposición en profundidad de la litología presente y los espesores de cada capa, concluyendo que por lo regular estos tipos de suelos contienen un alto grado de materia orgánica y un alto % de saturación, en estado blandos, con restos de fósiles marinos, color gris y se encuentran en casi toda el área con diferentes espesores y composición, extendiéndose como media hasta los (5 - 10.35) m de profundidad al norte de la bahía y desde (5.95 a 7.75) al este. Conforme a los reportes de las investigaciones consultadas se pudo determinar la presencia de los horizontes siguiente: 79 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III Losa de hormigón hidráulico: Masiva, de alta resistencia, no distribuida uniformemente en toda el área, su espesor varía desde 0.15 m a 0,20m en las calas de las obras 1, 2 y 8 y en la obra 6 las calas muestran un espesor de 0,15m. Relleno (R): Relleno muy heterogéneo compuesto por una arena limosa con gravas: 34 % de arena de grano medio; 28 % de gravas de diámetro predominante entre 2 y 4 mm, duras, subredondeadas, con restos de ladrillos, algo húmedo, compacidad baja, color carmelita. Espesor de 2.25, 1.80 y 1.10 m en las calas de todas las obras respectivamente. Capa 1 Cieno Compuesta por una Arena arcillosa con grava (SC) de grano medio, 58 % de finos, LL = 67 %, IP = 41 %; 34 % de arena de granos medios a finos; 8 % de gravas finas, subredondeadas; húmeda, color carmelita, de origen aluvial. Su espesor total varia de (5,95 a 7,75m) en el perfil I—Í y de (5 a 10,35m) en el perfil II—IÍ. Capa 2: Compuesta por una Arcilla muy plástica gravosa con arena (CH), 52 % de arena de granos finos a medios; 32 % de finos, LL = 45 %, IP = 23 %; 16 % de gravas de granos finos a medios subredondeadas; compacidad alta, poco húmeda, color carmelita, de origen aluvial. Su espesor total es mayor a la profundidad de investigación realizada. Espesor no determinado. 80 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III Figura 3.5 Columna litoestratigráfica esquemática de los perfiles I-I´ y II- II´. Consejo popular Guillermón Moncada. 3.2.6. Resultados del Cálculo del Factor de Seguridad. El cálculo del Factor de Seguridad realizado para los perfiles de estudio y habiendo utilizado magnitudes tales como M=6.5; 7; 7.5; 7.75; 8 arrojaron los resultados siguientes: 81 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III Tabla 8: Resultados del Cálculo del Factor de Seguridad en el Perfil I-Í. Izquierda y perfil II- II´ a la derecha. Fuente: Elaboración propia Magnitudes (Richter ) Factor de Seguridad (FS) Magnitudes (Richter) Factor de Seguridad (FS) 6.5 2.56 6.5 2.49 7 1.81 7 1.90 7.5 1.34 7.5 1.37 7.75 1 7.75 1.03 8 0.73 8 0.75 Se puede concluir que para el Perfil I-Í entre las magnitudes 6.5 hasta 7.5 no ocurre licuefacción en el área de estudio, con una magnitud de 7.75 comienza el proceso de licuefacción, a partir de magnitudes mayores o igual a 8 es seguro que ocurre la licuefacción de los suelos. En caso que ocurriera un evento con magnitud 7.75 o mayor se verían afectadas las obras: Puente Ferroviario, Prolongación de la Avenida Jesús Menéndez, Báscula del centro de carga FFCC, Urbanización La Playita, Urbanización Martí y Gallo, Báscula del patio de la terminal portuaria, por lo que se hace necesario un estudio más profundo de esta parte del área y las obras presentes. El comportamiento de los resultados para el perfil II-IÍ es similar al anterior perfil pues con magnitudes que oscilan entre 6.5 hasta 7.7 no ocurre licuefacción y con magnitudes mayores o igual a 8 los cálculos expresan que ocurre la licuefacción de los suelos. Ante la manifestación de un sismo de magnitud 8 o mayor se verán directamente afectadas construcciones como: La Mini Fábrica de Cerveza, Mesón 82 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III del Puerto, Salón Tecnológico WIFE, Edificio de Vivienda Peralejo, Urbanización Martí y Gallo, Salón de operaciones de urgencia, Viviendas Lauro Fuentes, Centro Video Club Juvenil, por lo que se recomienda una mayor inspección de las condiciones del área y las obras que se encuentran en ellas. 3.2.7. Esquema pronóstico de susceptibilidad a la licuefacción ante terremotos fuertes. Figura 3.6 Esquema pronóstico de susceptibilidad a la licuefacción de los suelos en el consejo popular Guillermón Moncada. A partir de los resultados obtenidos se confeccionó el esquema pronóstico de susceptibilidad a la licuefacción de los suelos para el Consejo popular Guillermón Moncada del municipio Santiago de Cuba. Las áreas se han clasificado en función de las características geotécnicas del suelo, el análisis del nivel freático y los resultados del cálculo del factor de seguridad. El esquema se confeccionó para 83 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III una profundidad aproximada de 4 metros donde predomina la capa licuable. Los resultados muestran que se clasifican: como muy susceptible a la licuefacción el sector NW y parte del SE del área donde se encuentran los suelos tipo CH. El sector NE del área está caracterizada por ser susceptible, pues las características geotécnicas y el nivel freático se comportan de forma favorable a la disminución del fenómeno, está representado por los suelos tipo SC. El sector S del área de estudio presenta suelos tipo OL – OH y se caracteriza por presentar propiedades físico mecánicas que garantizan la no ocurrencia del fenómeno siendo el sector más seguro o de menor probabilidad de ocurrencia. El resto del área de estudio, con los datos disponibles puede considerarse como no licuable. 3.3. Validación de los indicadores propuestos en el municipio Caimanera, provincia Guantánamo 3.3.1. Condiciones geológicas El área de estudio se encuentra en el delta del río Guantánamo, está representada por sedimentos cuaternarios de la Fm. Jutía donde se destacan suelos cohesivos, friables y órgano detríticos con alto grado de saturación. Son suelos arcillosos de granulometría fina los que se ven influenciados por sismos de 8 grados de intensidad en la escala MSK y aceleraciones de 0,261g. 3.3.2. Sismicidad Los fenómenos sísmicos registrados en el territorio indican diferencias en los valores de velocidades de ondas longitudinales y transversales. Estos valores se representan en la tabla 9 y como se aprecia los mismos están en dependencia del tipo de suelo influyendo en ello su densidad. Mientras más densos son los suelos la velocidad de propagación de las ondas sísmicas será mayor. La multiplicación de la velocidad de propagación y la densidad da como resultado la rigidez sísmica la que varía en dependencia del tipo de suelo. En las gravas hay valores altos de rigidez sísmica sin embargo en suelos arcillosos los valores son pequeños lo que 84 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III quiere decir que el movimiento del suelo en estos casos será mayor. De ahí que estos suelos sean más peligrosos para la construcción de viviendas y edificaciones. A ello se le suma la profundidad del nivel freático, donde alcance valores de 0,5 y más. Esto puede provocar incrementos de un grado de magnitud. Figura 3.7 Recorte de la Tabla de principales localidades ubicadas en las diferentes zonas sísmicas del territorio nacional. NC 46- 2014 Norma sísmica. En Caimanera pueden ocurrir aceleraciones de 0,261g para una probabilidad del 10%, en un período de retorno de 475 años según los datos de la Norma de Construcciones Sismorresistentes. Requisitos básicos para el diseño y construcción. Cuba de 2014. Tabla 9: Velocidad de propagación de las ondas elásticas y la rigidez sísmicas de los suelos del territorio de Caimanera. Correlación a partir del libro Geología Aplicada a la ingeniería geodinámica aplicada a ingeniería de V. D. Lomtadze. Tipo de suelos Densidad, g/cm 3 Velocidad de las ondas sísmicas, Km/s Longitudinales, 85 Transversales Rigidez sísmica: �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa SC. Deposito Capítulo III Vp Vs 1.8 - 2.3 0.12 – 0.75 0.36 – 0.5 O.23 - 0.7 0.1 - 1.1 1.4 - 1.6 0.2 -1.0 0.1 - 0.7 0.3 - 1.6 0.2 – 1.1 1.45 - 1.9 0.3 - 0.7 0.1- 0.35 0.44-1.3 0.1 – 0.7 1.3-2.0 0.85-1.4 0.2-0.7 1.4-2.8 0.3-1.4 1.16-1.75 0.3-1.0 0.1-0.7 0.5-1.7 0.2-1.2 1.8 - 2.3 0.12-0.75 0.36-0.5 0.23-1.7 0.3-0.8 1.8-2.2 0.8-1.0 0.3-0.6 1.4-1.6 0.5-1.3 areno arcillosos con gravas y humedad natural SM: Arena limosa Suelo no con solidado con algo de material orgánico CL. Arcilla limosa, con bolsones de CaCO3 y pequeñas gravas, húmeda baja plasticidad CH: Arcilla de alta plasticidad OL: Cieno Marino. Orgánico de baja plasticidad GC: Grava arcillosa GP: Grava limpia, mal graduada 86 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III En la tabla 8 se muestran los valores de rigidez sísmica a partir del producto de la densidad y la velocidad de propagación de las ondas sísmicas para los diferentes tipos de suelos. 3.3.3. Características hidrográficas Figura 3.8 Esquema de profundidad del nivel freático en el municipio Caimanera, provincia Guantánamo. 87 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III Los valores del nivel freático fluctúan desde 0,5 metros de profundidad hasta 3metros en casos aislados, lo que nos indica que hay poca variación. En la figura 3.8 se muestra la distribución de la profundidad del nivel freático de las aguas en la zona de estudio. La profundidad de yacencia de las aguas dentro de los límites de la región varía desde 0.5- 3.2m. Al encontrarse muy superficial debe someterse a serios estudios hidrogeológico. Nos encontramos en presencia de rocas saturadas y semisaturadas lo que provoca un incremento de la amplificación de las ondas sísmicas y una disminución en la velocidad de propagación de las ondas sísmicas así como los daños a las obras. 3.3.4. Condiciones ingeniero geológicas Consideramos que la ciudad se localiza dentro de una sola zona ingeniero geológica. Geológicamente está ubicada en una sola litología: la Fm.Jutía de edad Cuaternario. Las rocas presentes son sedimentos de pantano, representados por arcilla arenosa plástica y arenas finas arcillosas, con poca materia orgánica. Las cotas son muy estables entre los primeros metros y el relieve es casi llano por lo que se considera otro factor para decir que es una misma zona ingeniero geológica. Los estudios realizados por la Empresa Nacional de Investigaciones Aplicadas (ENIA) de la provincia Santiago de Cuba en Caimanera para realizar obras constructivas dieron como resultado los principales tipos de suelo que se encuentran en el área. Se identificaron siete tipos de suelo a partir de la información de las calas realizadas. En las calas perforadas cortó en la mayoría tres estratos. Fueron clasificados como: SC: Arena arcillosa CL: Arcilla de baja plasticidad SM: Arena limosa OL: Orgánico de baja plasticidad GC: Grava arcillosa GP: Grava limpia, mal graduada CH: Arcilla de alta plasticidad 88 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III 3.3.4.1 Distribución de los diferentes tipos de suelo en las calas La superficie de Caimanera es muy heterogénea, está representada por la capa o estrato número 1 distribuida en toda el área por cuatro tipos de suelos principalmente: CL, GC, SC y SM. Tipo de Suelo en la % de distribución en el Espesor medio (mts) capa 1 área CL 59.25 0.46-3.3 SC 18.51 1.21-1.6 SM 7.4 1.4 GC 3.70 0.4 En la capa 2 se puede encontrar hasta ocho tipos de suelos distribuidos por toda el área, entre los que se encuentran: CH, CL, CL/ML, GP, OL, SM, GC, SC. Tipo de Suelo en la % de distribución Espesor medo (mts) capa 2 CL 40.74 0.6- 10.5 OL 37.03 0.8-19.2 CH 3.70 1.9 CL/ML 3.70 0.6-2.45 GP 3.70 0.6-2.45 SM 3.70 0.6-2.45 GC 3.70 0.6-2.45 SC 3.70 0.6-2.45 La capa 3 está conformada por diez tipos de suelos, estos son: CH, CL, Margas, MH/CH, OL, PT, SC, SC/CL, SM y SM/SC. Tipo de suelo en la Por ciento capa 3 distribución SM 40.74 de Espesor medio (mts) 1.8-14.6 89 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III CH 3.70 1.6-9 CL 3.70 1.6-9 MARGAS 3.70 1.6-9 MH/CH 3.70 1.6-9 OL 3.70 1.6-9 PT 3.70 1.6-9 SC 3.70 1.6-9 SC/CL 3.70 1.6-9 SM/SC 3.70 1.6-9 La capa 4 está compuesta por cuatro tipos de suelos, estos son GC, Margas, SM y SM/SC. Tipo de suelo en la Por ciento de Espesor medio (mts) capa 4 distribución GC 14.81 2.5-11.5 Margas 3.70 5-15 SM 3.70 5-15 SM/SC 3.70 5-15 El estrato o capa 5 está representado en un 3.70% de GC. Al analizar las columnas litoestratigráficas a partir de las calas se pudo determinar que predomina el corte formado por CL, como estrato 1; CL, OL, SM, SC en el estrato 2 y en un estrato número 3 encontramos CH, CL/ML, SM, GC y SC distribuidas de forma irregular en todas las calas. Por lo tanto podemos afirmar que el tipo de suelo que predomina en la capa 1 y 2 es la arcilla limosa o limo arenoso lo que propicia que se amplifiquen las ondas sísmicas teniendo en cuenta el efecto de sitio en el cual se presenta una amplificación dinámica debido al contraste de la velocidad del suelo superficial con respecto a los depósitos más profundos. Entre mayor sea el contraste, mayor será la amplificación. 90 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III 3.3.5. Esquema ingeniero geológico por tipo de suelos en Caimanera Figura 3. 9 Esquema ingeniero geológico a partir del tipo de suelo Este esquema muestra los tipos de suelos existentes en la zona de estudio evidenciándose así cuatro tipos de suelos los cuales son: SC (arcillosa arenosa), SM (arena limosa), CL (arcilla limosa de baja plasticidad) y GC (grava arcillosa) de acuerdo a la clasificación dada por el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS).Como se puede observar la mayor área ocupada es el suelo tipo CL. 91 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III 3.3.5.1. Esquema ingeniero geológico por tipo de suelos y densidad habitacional Figura 3.10 Esquema de tipos de suelos y densidad habitacional de la ciudad de Caimanera Este esquema muestra la densidad habitacional por manzana y la distribución de acuerdo al tipo de suelo presente en la zona de estudio. En el suelo constituido por arena limosa (SC) existen 148 viviendas con un total de 493 habitantes. El suelo formado por arena limosa (SM) presenta 633 viviendas con un total de 2038 habitantes, el suelo formado por arcilla de baja plasticidad (CL) tiene 1175 92 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III viviendas con un total de 4008 habitantes y el suelo representado por grava arcillosa (GC) tiene160 viviendas con un total de 476 habitantes. Como el suelo CL es el que más área ocupa (Fig.3.11), es donde más asentamiento habitacional existe por lo que están más propenso a la amplificación de las ondas sísmicas y con ello afectaciones a las obras construidas ante un sismo fuerte. Este tipo de suelo ocupa toda la parte del litoral. Figura 3.11 Esquema de riesgo sísmico a partir de la velocidad de propagación de las ondas sísmicas y tipo de suelos según la SUCS para la ciudad de Caimanera. 93 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III A mayor contenido de arcilla y saturación de poros será mayor la peligrosidad sísmica dado que se incrementa el efecto de sitio en la zona según los tipos de suelo. En la figura 3. 11 el mapa de riesgo sísmico a partir de la correlación de los datos de la tabla 9. y la información de los informes de la ENIA se puede apreciar la peligrosidad de la ciudad de Caimanera ante un sismo. Los suelos clasificados como CL (Arcilla limosa) tienen los menores valores de densidad, la velocidad de propagación de las ondas sísmicas y la rigidez sísmica. Los suelos tipo SM y SC (Arcilla Arenosa y Arena Limosa) se clasifican como peligrosidad media dado al contenido de arcilla. Por último, la menor peligrosidad está dada por el suelo tipo GC (Grava Arcillosa). En este esquema se muestra además la densidad habitacional de la zona de estudio. Para reconocer como están distribuidas las edificaciones y viviendas en el área se dividió por manzanas llegando a la conclusión que hay más viviendas que edificaciones distribuidas en el área de mayor riesgo, lo que es gratificante dada las condiciones de los edificios y el asentamiento diferencial que están sufriendo el cual se puede aumentar frente un sismo fuerte. 3.3.6. Factor de seguridad para la Licuefacción Resultados de calcular el Relación de Esfuerzo Cíclico (CSR) Se calculó la Relación de Esfuerzo Cíclico para cada estrato cortado por las calas perforadas de las obras que se encuentran en el área de estudio. Los resultados varían entre 0.18 y 1,08 aunque el rango para que una capa sea licuable comprende los valores entre 0,1 y 0.5 dependiendo además, del número de golpes corregido. A partir de estos resultados preliminares se puede decir que el estrato 2 es el de mayor probabilidad para licuar, dado que 12 de las 14 obras estudiadas dieron resultados en el rango establecido. Los resultados se pueden consultar en el Anexo 1. Los cálculos se realizaron de forma aleatoria pues las obras que corresponden al perfil I- I´ algunos carecen de información importante como el número de golpes en el campo N de SPT y no se podía calcular el FSL. 94 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III Los valores del Radio de Resistencia Cíclica concuerdan en gran medida con los valores de CSR para las diferentes capas de las obras estudiadas, lo que nos da una idea sobre la probabilidad de licuar o no los suelos. Los resultados se pueden ver en Anexo 1. De un total de 27 obras investigadas solo se pudo trabajar con un total de 20, dado que estas son las que contaban con la mayoría de la información que se necesita para realizar el cálculo del CSR, CRR y finalmente del FSL. En la tabla se muestran los resultados de las obras que se encuentran situadas en una zona que puede licuar dependiendo de la magnitud del sismo. Mw6 Mw6,5 Obra Capa Obras Licuables s Mw7 Licuable s Obras Mw7,5 Mw7,75 Mw8 Licuable Obra Licuable Obra Licuable Obra Licuable s s s s s s s 1 11 3 11 3 11 4 11 6 11 6 11 9 2 14 12 14 12 14 14 14 14 14 14 14 14 3 11 9 11 10 11 10 11 10 11 10 11 10 Ante un sismo de magnitud 6 la capa 2 es la de mayor probabilidad de licuar. Si esto ocurre se verían afectadas las obras siguientes: Circulo Infantil, Consultorio con Viviendas para Médicos, Escuela Especial, Lavatín, Minimercado No 2, Panadería y Dulcería, Sede universitaria, Servicentro, Sucursal BANDEC, Terreno de Beisbol, Viviendas en la Zona deportiva y Viviendas de la entrada de Caimanera. Para sismos de magnitud 7 o mayor, el estrato 2 es el de mayores probabilidades de licuar y se verían afectadas las 14 obras que fueron estudiadas, además de licuar la capa 3 en un 90 por ciento. Si licuara se verían afectadas las obras: Policlínico General, Círculo Infantil, Consultorio con viviendas (Biplanta), Escuela Especial, Lavatín, Minimercado No 2, Panadería y Dulcería, Sede Universitaria, Servicentro, Sucursal Bandec, Terreno de Beisbol, Viviendas de la Zona Deportiva, Viviendas para médicos en el Cañito, Viviendas en la entrada de Caimanera. 95 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III El estrato licuable está formada por los suelos tipo arena arcillosa (SC), arena limosa (SM), arcilla limosa con arena Cl/Ml, arcilla arenosa compresible CL. 3.3.7. Esquema pronóstico de susceptibilidad a la licuefacción ante terremotos fuertes. Figura 3.12 Esquema del potencial de licuefacción en el municipio Caimanera, provincia Guantánamo. 96 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III Los sectores de alta susceptibilidad a la licuefacción están dado por la probabilidad de licuar dos de los tres estratos identificados mediante la realización de las calas, estos estratos deben ser el segundo y tercero cortado en la cala. Se considera licuefacción media cuando solo uno de los tres estratos estudiados dio licuable. La susceptibilidad baja se le asigna a las áreas donde el FSL dio mayor que 1. El resto del área no se le pudo calcular el FSL por falta de datos importantes pero los valores de los ensayos de laboratorio de los estratos coinciden con los reportados en otra zona de media y alta susceptibilidad y las propiedades físicas y mecánicas están en el rango que proponen los autores (Seed & Idress, 1971) y (Wang, 1979). Del mapa de susceptibilidad a la licuefacción podemos concluir que el área está distribuida entre alto, medio y bajo. El mapa se confeccionó para un sismo de magnitud 7.5 que es el sismo de diseño. Las principales obras y viviendas que se verán afectadas por estar en una zona de alto potencial de licuefacción son las siguientes: Potencilmente licuable: Policlínico tipo G, Circulo Infantil, Lavatín, Minimercado No 2, Panadería y Dulcería, Sede Universitaria, Servicentro, Terreno de Beisbol, Viviendas zona deportiva. Licueble: Consultorio con Viviendas, Escuela Especial, Seminternado, Supermercado. Poco licuable: Sede de la UJC, Viviendas para médicos en el Cañito. Sin información: Escuela primaria Wilfredo Gonce, Funeraria, Hotel, Hotel Caimanera, Muro Malecón, Secundaria Básica Guantánamo # 7, Terraplén 19 de diciembre, Viviendas Playa Tokyo, Terminal Maítima. 3.4. Evaluación integral de los resultados. Las condiciones geológicas de las áreas de estudio son favorables para que ocurra la licuefacción de los suelos ante sismos de magnitud 6,5 y más. Las 97 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III formaciones presentes son depósitos jóvenes de edad Cuaternario. Se encuentran cerca de una zona sismogeneradora dada la cercanía con la falla Bartlet- Caiman que pasa al sur del oriente de nuestro país. Los suelos de estudio se encuentran en acuíferos libres con bajos valores del nivel freático. Las condiciones ingeniero geológicas son favorables si se tienen en cuenta que los suelos varían entre una arcilla muy plástica con arena (CH) a una arena arcillosa con gravas (SC) y abundante manifestación de arcilla de baja plasticidad (CL). Se caracterizan por ser suelos blandos con alto contenido de finos, los niveles freáticos se encuentran a profundidades menores a 3.00 m, contienen un alto grado de saturación, presentan baja resistencia a la penetración dinámica (< 10 golpes del SPT), posibilidad de ocurrencia de terremotos de magnitud mayor a 5.5 y aceleraciones de hasta 0.3g. En áreas de alto riesgo, el desarrollo sustentable sólo es posible en la medida en que las decisiones sobre planificación de desarrollo, tanto en el sector público como en el privado, tengan en cuenta el potencial destructivo de las amenazas naturales. Este enfoque es importante en situaciones post-desastre cuando los organismos locales, nacionales se ven presionados a reemplazar, con frecuencia en el mismo sitio, las instalaciones que han sido destruidas. Es en estos momentos que se torna más evidente la necesidad de contar con información sobre amenazas naturales e incorporarla al proceso de planificación del desarrollo. Para tratar el manejo de amenazas deben incorporarse acciones específicas dentro de varias etapas del estudio de planificación del desarrollo integrado: primero, evaluar la presencia de los eventos naturales y su efecto en los bienes y servicios brindados por los recursos naturales en el área a desarrollar; segundo, obtener un estimativo del impacto potencial de los eventos naturales en las actividades de desarrollo; y tercero, incluir medidas para reducir la vulnerabilidad de las actividades de desarrollo propuestas. Dentro de este contexto se deben identificar los elementos de la infraestructura vital: aquellos componentes o 98 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Capítulo III segmentos críticos de los medios productivos, infraestructura y sistemas de apoyo que deben tener la menor vulnerabilidad posible y ser considerados como prioritarios en las actividades de respuesta a un desastre. Si los dirigentes de los diferentes escalones de mando conocen el fenómeno y sus consecuencias es mucho más fácil tomar decisiones correctas. El principal problema que se puede apreciar es que la población en general no conoce los fenómenos geológicos inducidos y sus consecuencias. Conclusiones parciales Los suelos tipo arcilla de alta plasticidad (CH), arena arcillosa(SC), arena limosa(SM)y arcilla de baja plasticidad(CL) presentes en el municipio Caimanera y en el consejo popular Guillermón Moncada del municipio Santiago de Cuba presentan condiciones que hacen sea favorable la licuefacción de los suelos a partir de sismos de gran magnitud (6,5 y más). El sistema de indicadores aplicado responde a las necesidades de la investigación y permitió definir el potencial de licuefacción en los diferentes sectores. Teniendo en cuenta lo propuesto por los investigadores (Seed & Idress, 1971); (Wang, 1979) e (Idress, 2001,) y después de interpretar la información con que se contó se puede afirmar que los suelos licuables son los tipo CL, Cl/Ml, SM y SC, los que cumplen con las condiciones para que se amplifiquen las ondas sísmicas y ocurra la licuefacción de los suelos. 99 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa CONCLUSIONES Se aplicó un sistema de indicadores a partir de conjugar factores como: geología, sismicidad, características hidrográficas, condiciones ingeniero geológicas y el Factor de Seguridad para la Iicuefacción que permitió evaluar el potencial de licuefacción en los escenarios popuestos. Las condiciones ingeniero geológicas en los escenarios analizados están representados por sedimentos Cuaternarios donde se destacan suelos cohesivos, friables y órgano detríticos con alto grado de saturación. Los valores del límite líquido varían entre 33 -69 por ciento en una arcilla de baja plasticidad (CL) hasta una arcilla de alta plasticidad (CH), el por ciento de finos varía entre13-93 por ciento en una arena limosa a una arcilla de baja plasticidad, la humedad varía entre 7.53-43.39 por ciento desde una arena arcillosa a una arena limosa y el valor de la prueba de penetración estándar varía entre 2,5 y 13 golpes por cada 30cm de perforación. Los suelos tipo arena arcillosa, arena limosa, arcilla limosa, arcilla muy plástica con arena, identificados en el área de estudio son favorables para que ocurra la licuefacción. 100 �Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa RECOMENDACIONES Realizar la localización de las obras antiguas existentes y de las actuales con GPS para poder utilizar la información de los informes y calas en futuros trabajos de investigación como este. Realizar el estudio de vulnerabilidad en la ciudad de Caimanera. Ampliar el estudio para toda la cuenca de Santiago de Cuba. Incluir en los informes de la ENIA parámetros que permitan calcular el Factor de seguridad para la Licuefacción, un análisis integral de los suelos y propuestas de medida de mejoras del terreno Al Organismo del Estado aplicar los resultados para planificar, decidir y proyectar un mejor ordenamiento territorial. Socializar la información mediante visitas a los diferentes centro de Gestión para la Reducción del Riesgo y Consejo Asamblea Municipal y Provincial. 101 �BIBLIOGRAFÍA ALFARO, R. Esquema ingeniero-geológico de la ciudad de Bayamo.Tesis de Maestría. ISMM, Moa, 1987. ALFARO. ―Comparación entre la metodología para evaluar el potencial de riesgo de licuefacción y los catastros realizados luego del terremoto de 2010 en concepción. Trabajo de diploma. UNIVERSIDAD DEL BIO BIO.2013. ARENCIVIA, E.‖ Ingeniería de detalle Abasto Caimanera‖. UEBPI. Guantánamo. Informe Ingeniero Geológico.ENIA. 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Vol. 127, Nº AISSN 1090-0241. 109 �ZELAYA. ―Estudio sobre Diseño Sísmico en Construcciones de Adobe y su Incidencia en la Reducción de Desastres‖. Tesis de maestría. Lima Perú. 2007. 110 �Anexo 1: Resultado del cálculo de CSR y CRR para cada capa de las obras estudiadas Obra PNF EspCap1 EspCap2 EspCap3 CSR 1 CSR 2 CSR 3 CRR 1 CRR 2 CRR 3 1. Ampliación policlínico 0,40 0,20 1,91 2,91 0,29 1,03 0,05 0,05 2. Círculo Infantil 0,60 2,80 7,70 8,70 0,58 0,35 0,05 0,05 3. Consultorio con viviendas 0,50 1,90 1,50 2,50 0,29 0,05 0,05 4. Escuela Especial 1,40 1,10 13,00 10,00 0,38 0,05 0,05 5. Fisioterapia y Rehabilitación con fango 1,41 0,80 2,40 0,19 6. Lavatín 0,50 1,80 4,20 5,20 0,56 1,04 0,05 0,05 7. Minimercado No 2 1,40 1,50 13,80 14,80 0,87 0,33 0,05 0,05 8. Panadería y Dulcería 3,50 1,80 4,30 5,30 0,18 0,25 0,05 0,05 9. Policlínico Tipo G Modificado 2,50 1,70 4,30 5,30 0,20 0.23 0,05 10. Sede UJC 1,03 1,38 0,46 3,50 0,19 0,27 0,05 11. Sede universitaria 0,47 1,22 1,90 2,90 0,24 0,76 12. Seminternado 1,60 1,80 8,00 9,00 0,18 13. Servicentro de Caimanera 0,50 1,70 0,80 10,00 0,28 0,35 0,33 14. Sucursal BANDEC 0,90 1,13 0,93 10,00 0,19 0,35 0,31 15. Supermercado 2,00 3,30 19,20 20,20 0,22 16. terreno de beisbol 1,30 1,60 1,50 3,00 0,18 0,25 0,25 17. Vivienda Zona Deportiva 1,65 3,07 1,40 2,22 0,22 0,25 0,27 18. Viviendas para médicos el Cañito 1,70 1,20 0,60 5,50 0,24 19. Viviendas entrada 0,85 1,21 3,75 4,75 0,18 0,26 0,05 0,28 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,40 �Obra Ampliación Policlínico Círculo Infantil Consultorio con viviendas Escuela Especial Lavatín Minimercado No 2 Panadería y Dulcería Policlínico Tipo G Modificado Sede UJC Sede Universitaria FSL 6 Capa1 Seminternado 0,69 Servicentro de Caimanera Sucursal Bandec Supermercado 1,35 29,68 0,51 0,54 0,35 0,32 0,34 terreno de beisbol Vivienda Zona Deportiva 2,77 1,58 0,42 0,57 0,85 0,53 Viviendas para médicos el Cañito 2,08 Viviendas entrada 1,76 0,43 1,99 5,66 FSL 6 Capa2 1,32 0,19 0,43 0,30 0,20 0,13 0,68 1,10 0,00 0,22 FSL 6 Capa3 0,10 0,73 FSL 6,5 Capa1 FSL 6,5 Capa2 1,08 0,16 0,35 0,24 0,16 0,11 0,55 0,90 0,00 0,18 FSL 6,5 Capa3 0,08 0,59 1,10 24,18 0,42 0,44 0,28 0,26 0,27 2,26 1,28 0,34 0,47 0,69 0,43 -3,98 0,24 0,77 1,05 0,37 0,35 1,62 4,61 -3,24 0,20 0,63 0,85 0,30 0,56 1,69 0,47 1,43 0,38 Anexo 2: Resultados del cálculo del factor de seguridad para la licuefacción para cada capa por obra frente sismos de Mw 6 y 6,5 �Anexo 2: Resultados del cálculo del factor de seguridad para la licuefacción para cada capa por obra frente sismos de Mw 7 y 7,5 Obra FSL 7 Capa1 FSL 7 Capa2 FSL 7 Capa3 FSL 7,5 Capa1 FSL 7,5 Capa2 FSL 7,5 Capa3 Ampliación Policlínico 0,89 0,07 0,75 0,06 Círculo Infantil 0,13 0,49 0,11 0,41 Consultorio con viviendas 0,29 Escuela Especial 0,20 -2,68 0,17 -2,25 Lavatín 0,14 0,16 0,11 0,14 Minimercado No 2 0,09 0,52 0,07 0,43 Panadería y Dulcería 0,46 0,71 0,38 0,59 0,24 Policlínico Tipo G Modificado 0,29 0,74 0,24 0,62 Sede UJC 1,34 0,00 1,13 0,00 Sede Universitaria 3,82 0,15 3,20 0,12 0,21 Seminternado 0,46 Servicentro de Caimanera 0,91 0,36 0,21 0,76 0,30 0,18 20,00 0,24 0,23 16,76 0,20 0,19 Sucursal Bandec 0,25 0,39 Supermercado 0,35 0,29 terreno de beisbol 1,87 0,28 0,57 1,57 0,23 0,48 Vivienda Zona Deportiva 1,06 0,38 0,36 0,89 0,32 0,30 Viviendas para médicos el Cañito 1,40 Viviendas entrada 1,19 1,17 0,32 0,99 0,26 �Anexo 2: Resultados del cálculo del factor de seguridad para la licuefacción para cada capa por obra frente sismos de Mw 7.75 y 8 Obra FSL 7,75 Capa1 FSL 7,75 Capa2 FSL 7,75 Capa3 FSL 8 Capa1 FSL 8 Capa2 FSL 8 Capa3 Ampliación Policlínico Círculo Infantil Consultorio con viviendas Escuela Especial -2,07 -1,90 Lavatín Minimercado No 2 Panadería y Dulcería 0,50 Policlínico Tipo G Modificado 0,22 Sede UJC 1,04 Sede Universitaria 2,94 0,57 0,53 0,95 Seminternado Servicentro de Caimanera Sucursal Bandec 15,41 15,41 terreno de beisbol 1,44 1,44 Vivienda Zona Deportiva 0,82 0,82 Viviendas para médicos el Cañito 1,08 1,08 Supermercado Viviendas entrada �Anexo 3: SISTEMA DE INDICADORES PARA EVALUAR LA SUSCEPTIBILIDAD A LA LICUEFACCIÓN DE LOS SUELOS EN LA REGIÓN ORIENTAL DE CUBA. Ing. Liuska Fernández Diéguez DrC. Rafael Guardado Lacaba Moa, Septiembre de 2015 Septiembre, 2015 �1. OBJETO Delimitar los escenarios susceptibles para que ocurra la licuefacción de los suelos inducidos por sismos de gran magnitud a partir de la geología y cercanía a una zona sismogeneradora. Determinar las condiciones ingeniero geológicas de los escenarios propuestos. Calcular el Factor de Seguridad de la Licuefacción (FSL) Confeccionar un mapa pronóstico del potencial de licuefacción para el área de estudio. 2. ALCANCE El procedimiento es aplicable a los organismos del estado que tienen que ver con la proyección, planificación y ordenamiento territorial. A la Empresa Nacional de Investigaciones Aplicadas (ENIA) A los centros de Gestión para la Reducción del Riesgo A los estudiantes de Ingeniería Geológica, Ingenieros Civil, geotecnistas y demás investigadores de la construcción. 3. REFERENCIAS Capítulo 15 del libro Ingeniería Geológica de Luis González de Vallejo de 2002. Norma de Construcciones Sismorresistentes. Requisitos básicos para el diseño y construcción. Cuba de 2014. Norma cubana de Investigaciones Ingeniero Geológicas para la confección de mapas ingeniero geológico. NC 51-24-1984 4. DEFINICIONES Riesgo (R): es la probabilidad de consecuencias dañinas o pérdidas esperadas (muertes, lesiones, propiedades, infraestructuras, interrupción actividad económica, o daño ambiental) resultante de las interacciones de las amenazas (naturales o inducidas o hechas por el hombre) y condiciones de vulnerabilidad. Matemáticamente el R=H*V (Cees van Westen, 2009). Elemento en riesgo: pueden ser objetos, personas, animales, actividades que pueden ser afectados negativamente por las amenazas, directa o indirectamente en una zona determinada. Esto incluye a la población, propiedades, edificios, obras de infraestructura, actividades �económicas, servicios públicos y medio ambiente, en el área potencialmente en riesgo. (Cees Van Westen, 2009). Vulnerabilidad (V): es el conjunto de características comunes o básicas que le impiden a dicha población evitar los daños ocasionados por cualquier peligro, es decir, es el grado de pérdida de un elemento en riesgo, como resultado de la ocurrencia de un fenómeno natural de una magnitud dada en la escala de 0 (no daño) a 1 (daño total). (UNDRO 1991) Amenaza naturales: "aquellos elementos del medio ambiente que son peligrosos al hombre y que están causados por fuerzas extrañas a él". En este documento el término "amenazas naturales" se refiere específicamente, a todos los fenómenos atmosféricos, hidrológicos, geológicos (especialmente sísmicos y volcánicos). Dentro de los fenómenos naturales potencialmente peligrosos se encuentra la licuación de los suelos. Peligro: es todo fenómeno o acontecimiento de cierta magnitud que afecte, con valoración social negativa, a un gran número de población. La magnitud del acontecimiento estaría dada por la cuantía de daños provocados, ya sea sobre las propiedades, las personas, o sobre ambas a la vez. Dado que el peligro y la vulnerabilidad representan una dupla inseparable en el análisis de riesgos, al investigar estos en un área se impone un paralelismo en la investigación, puesto que tan necesario es conocer los peligros que la acechan como la vulnerabilidad de sus habitantes, por lo tanto: Licuefacción de suelos: ocurre cuando un material no consolidado (generalmente arenas) pierde su resistencia al esfuerzo cortante a causa de una vibración intensa y rápida (sismos), que rompe su estructura granular al reducir su presión inter-granular. Al iniciarse la vibración, por efecto de un sismo, el material se expande y las partículas sólidas adoptan un estado muy suelto (por perdida del soporte mutuo entre los granos); cuando el movimiento cesa, el material tiende a compactarse bruscamente, produciendo las presiones intersticiales que causan la licuación. �5. RESPONSABLE ―Es responsabilidad de los proyectistas tener en cuenta los parámetros que se miden en el procedimiento y además, difundirlo entre todo el personal encargado, es responsabilidad del Jefe de la investigaciones en el área realizar los cálculos propuestos en el procedimiento y es responsabilidad de los decisores en ejecutar obras de interés, conocer los parámetros que mide el procedimiento y las medidas que se pueden tomar, continuar con el proyecto o eliminarlo por encontrarse en una zona de riesgo y encontrarse muchos elementos expuestos.‖ 6. DESARROLLO Para evaluar el potencial de licuefacción se llevó a cabo mediante un procedimiento que tuvo en cuenta una serie de requisitos. A medida que se cumplen los parámetros, el suelo se puede clasificar en potencialmente licuable, moderadamente licuable o poco licuable. Se obtuvo a partir de un análisis de casos, donde autores proponen los parámetros que deben cumplirse para un suelo potencialmente licuable o parámetros que influyeron en la licuefacción de los suelos. Se hizo difícil determinar los parámetros durante el fenómeno pero no fue un impedimento para su análisis. Partiendo de todo lo antes expuesto proponemos analizar las condiciones siguientes: 6.1 Condiciones geológicas: Deben ser depósitos jóvenes (menos de 10.000 años) a las que pertenecen las formaciones del Cuaternario (Holoceno). Debe cumplir además que la relación entre el estrato licuable y el no licuable sea menor que 1. Coincidiendo también que el estrato de suelo no licuable encima del licuable debe ser menor de 8m. Para la selección de los sectores se hace una búsqueda en el mapa geológico y se seleccionan las formaciones pertenecientes al cuaternario que están representadas por el color amarillo en sus diferentes variantes. 6.2. Sismicidad Se considera que puede ser licuable ante un sismo fuerte o magnitud mayor de 5,5 y las aceleraciones de las partículas llegan a ser iguales o superior 0,2g/cm2. Para la selección partimos de revisar la norma: Construcciones Sismorresistentes. Requisitos básicos para el �diseño y construcción de Cuba de 2014 en la que aparece un mapa con la zonación de las aceleraciones esperadas para nuestro país, además de la tabla de peligro sísmico en las diferentes zonas del territorio nacional donde se muestra el periodo de recurrencia esperado, la aceleración sísmica y la zona sísmica a la que pertenece cada región. Esta información puede ser brindada obtenida además, por los informes de especialistas del CENAIS. 6.3. Profundidad del Nivel Freático Se debe tener los valores del nivel freático por cala perforada. Este debe estar cerca de la superficie, por lo general, ocurre a profundidades menores de 9 metros; a profundidades mayores de 15 metros no se ha reportado la licuefacción de los suelos. Finalmente se confecciona el mapa de profundidad del nivel freático para el área de estudio 6.4 Condiciones ingeniero geológicas Se seleccionarán de los informes ingeniero geológicos que realiza la Empresa Nacional de Investigaciones Aplicadas (ENIA) para la ejecución de una obra. Del informe de confecciona una base de dato con una serie de parámetros entre los que se encuentran algunas propiedades físicas y mecánicas (Límite Líquido, Índice de Plasticidad, humedad natural, densidad húmeda y densidad seca, por ciento de partículas finas, cortante, entre otras. Se propusieron varios parámetros, si los cumplen todos tienen mayores posibilidades de ser un suelo potencialmente licuable. Se debe tener en cuenta: Por ciento de partículas finas ≤15 Límite Líquido ≤ 35 % Contenido Natural de agua > 0,9 LL Índice de liquidez < 0,75 Forma de las partículas. Principalmente redondas N de SPT < 20 golpes Compacidad relativa (Cr) < 75% Uniformidad de la arena. Cu 5 �Según las características propias de los suelos potencialmente licuables podemos agruparlos como: Arena fina, Arena Media, Arena Limosa, Arena con bajo por ciento de arcilla Arena con bajo por ciento de materia orgánica o Arena con partículas. Sedimentos eluviales, llanuras aluviales y zonas de manglar. 6.5. Esquema Ingeniero Geológico por tipo de suelos Para la confección del esquema ingeniero geológico se tuvo en cuenta la norma cubana de Investigaciones Ingeniero Geológicas para la confección de mapas ingeniero geológicos. NC 51-24-1984. Se confecciona una base de datos que contenga los parámetros antes mencionado para cada capa identificada. Con la información obtenida se confeccionará el esquema ingeniero geológico donde se tenga en cuenta los tipos de suelos dada la clasificación del (SUCS) Sistema Unificado de Clasificación de los Suelos haciendo especial énfasis en la granulometría y la plasticidad. Se ubican los valores para cada punto que coincide en este caso con una obra estudiada por la ENIA. Por último se confecciona el perfil ingeniero geológico haciendo énfasis en el estrato licuable y el no licuable dejando explícita la relación y posición espacial entre ellos. Se confecciona con ayuda del programa ArcGis 10.2. 6.6. Calcular el Ciclic Stress Ratio (CSR) Interés ha despertado en la Ingeniería práctica la aplicación de correlaciones entre la resistencia in-situ del suelo, generalmente medida por ensayos de penetración estándar (SPT), y la resistencia a la licuación que representa el suelo frente a un sismo. Estudios realizados por Seed et al, Tokimatsu y Yoshim acerca del comportamiento de arenas limpias y limosas frente asismos, demuestran la existencia de dichas correlaciones. �El procedimiento requiere calcular dos variables sísmicas que son: a) La excitación sísmica del estrato de suelo, expresada en términos de la relación de tensiones cíclicas promedio (CSR= τ pro /σ ´` vo ). b) La capacidad del estrato de suelo para resistir la licuación, en términos de la relación de resistencia cíclica (CRR) En la mayoría de los procedimientos empíricos, el valor promedio de la relación de tensiones cíclicas (CSR) inducidos por el sismo se estima de los análisis de la respuesta dinámica del suelo, o mediante la expresión recomendada por (Seed & Idriss, 1971). A partir de los valores obtenidos con anterioridad de los informes provenientes de la ENIA se debe calcular el CSR y plotear los valores en la curva de CSR vs SPT. Enfoque de esfuerzo cíclico (CSR) Es un principio generalmente aceptado que el potencial de licuefacción de estratos arenosos puede evaluarse utilizando correlaciones entre datos de resistencia a la penetración (tales como SPT) y la resistencia cíclica del material movilizado durante una fuerte excitación vibratoria. En este enfoque, la resistencia cíclica es caracterizada por la relación de esfuerzo cíclico (CSR). Básicamente, la CSR se define como el esfuerzo cortante promedio ( avg) actuante en un estrato, normalizado por el esfuerzo efectivo de sobrecarga ( ’vo). El estudio de licuefacción aplicado en el área de investigación se basa en la correlación de esfuerzos desarrollada originalmente por (Seed & Idris 1971, 1987) y modificada por (Robertson & White, 1997). De acuerdo con estos autores, la CSR es una función de la duración del terremoto (representada por la magnitud del momento Mw), la aceleración horizontal máxima (representada por la aceleración pico del suelo normalizada por la aceleración de la gravedad, amax/g), la profundidad del depósito granular (representada por el coeficiente de reducción del esfuerzo, rd) y el esfuerzo vertical total normalizado (la �relación entre el esfuerzo efectivo total actuando sobre el estrato, sigmavo/sigma'vo). El CSR se calcula mediante la siguiente ecuación: ′) rd g) ( Dónde: CSR: esfuerzos cíclicos y depende directamente de la máxima aceleración horizontal en el sitio. amax: aceleraciones máximas generadas por un sismo de diseño. : esfuerzo normal vertical total, referido a la superficie del suelo. ′: esfuerzo normal vertical efectivo, referido a la superficie del suelo. rd: coeficiente de reducción del suelo, que toma en cuenta la deformabilidad del perfil de subsuelo. (Liao y Witman, 1986), para la práctica de ingeniería rutinaria, en proyectos no críticos, proponen las siguientes ecuaciones para estimar el rd: Para z≤9.15m rd= 1.0 – 0.00765z Para 9.15m <z ≤ 23m rd= 1.174 – 0.0267z z: profundidad por debajo de la superficie del suelo en m. Una vez obtenido el resultado de CSR se compara con los valores de la �figura 1 y se comprueba si es un estrato licuable o no. Figura 1: Susceptibilidad de licuefacción de un suelo en función de (N1) 60 y la razón del esfuerzo cortante cíclico CSR (Ho et al., 1986) tomado de (González, 2002) Cálculo del Coeficiente de Resistencia Cíclica CRR De los datos obtenidos de los informes se calcula CRR y se construye la curva CRR vs SPT. Si los valores son menores que 1 entonces se considera que es un estrato licuable 6.7. Enfoque de resistencia cíclica (CRR) Para ello, científicos destacados como (Youd et. al 2001), (Semillas et al.1985) y otros, han elaborado a partir de datos obtenidos en campo a través de ensayos SPT, gráficas sobre la relación entre dos parámetros físicos que participan en la licuefacción de los suelos, estos son el Coeficiente Resistencia Cíclica (CRR, siglas en inglés) y (N1) 60, es decir el número de golpes suministrado al terreno, representado también por la letra N. N160 = (N1)60 = El número de golpes de la prueba SPT normalizada a un esfuerzo geostático de 100 kPa y a la energía del martillo de 60%. CRR = La relación de resistencia cíclica para un sismo de diseño. Esta ecuación es válida para los (N1) 60 < 30. Para (N1) 60 ≥ 30, los suelos granulares limpios tienen el grado de compacidad demasiado alto para sufrir la licuefacción. La resistencia a la penetración utilizada en las correlaciones corresponde al número de golpes medido en terreno (N) al cual se le aplica una corrección por tensión efectiva (Llao y Whitman, 1986): �donde: N1= N x CN donde: C N = factor de corrección para una tensión efectiva de sobrecarga de 1 ton/pie2 σ , v = tensión efectiva vertical en atmósferas La resistencia del suelo queda representada por (N 1,60 ), la cual es la cantidad de golpes del SPT corregido para una presión de sobrecarga efectiva de 1 Ton/pie 2 (≈ 1 kg/cm 2 ), y para una razón de energía del 60% de la máxima teórica. Corrección por energía aplicada, equipamiento procedimientos para obtener un valor estandarizado de: donde: Tabla 1: Correcciones a SPT (Skempton, 1986) y efectos de �6.8. Calculo del factor de seguridad para la licuefacción (FSL) El FSL se puede calcular a partir de las formulas explicadas anteriormente y con los datos obtenidos de los informes ingeniero geológicos. Primero se calcula el CSR y CRR, para ello se programaron las fórmulas en el programa Excel. Si el valor es menor o igual a 1 se considera que es un estrato licuable. Si los valores dieran relativamente mayor que 1 se puede considerar posible licuación siempre que el estrato inferior sea licuable. Teniendo en cuenta la magnitud del sismo el estrato puede licuar aunque en menor medida. El análisis del potencial de licuefacción en este estudio sigue procedimientos basados en la determinación de la razón de esfuerzos cíclicos (CSR). Esta razón CSR depende directamente de la máxima aceleración horizontal en el sitio. Como resultado de este análisis se espera definir los estratos que son potencialmente licuables y se presentan perfiles geotécnicos mostrando los espesores máximos esperados de estratos en los cuales puede ocurrir licuefacción. El factor de Seguridad corregido se calcula por la ecuación siguiente: FS= MSF Dónde: MSF: Factor de escala de acuerdo con la magnitud de sismo y se calcula por la siguiente ecuación MSF= . Mw: Magnitud del sismo de diseño. El factor de escala de acuerdo con la magnitud de sismo se calculó para sismos de magnitud 6; 6,5; 7; 7,5; 7,75 y 8. A continuación se muestran los resultados �MSF 6.9. 6 1,76 6,5 1,44 7 1,19 7,5 0,99 7,75 0,91 8 0,84 Confección del mapa pronóstico de susceptibilidad a la licuefacción Teniendo en cuenta los valores de FSL para cada estrato, el mapa de tipo de suelo (SUCS), nivel piezométrico, magnitud del sismo y aceleración sísmica, se lleva a cabo la confección del mapa de susceptibilidad a la licuefacción colocando los valores obtenidos anteriormente en los puntos que corresponden a cada calas (perforaciones) realizadas para el propio estudio. Se realiza haciendo uso del programa ArcGis10.2. Una vez insertados todos los datos que corresponden a cada punto se hace una regionalización de la información para toda el área de estudio. �Anexo 1: Diagrama de flujo para determinar si un área es licuable o no Características Geológicas CSR Sismicidad Nivel Freático Esquema Ingeniero Geológico Condiciones Ingeniero Geológicas • ˂1 CRR • ˂1 FSL • ˂1 Licuefacción Esquema pronóstico del Potencial de Licuefacción � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Tesis Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Licuefacción de los suelos generada por sismos de gran magnitud. Caso de estudio Caimanera y Santiago de Cuba Creator An entity primarily responsible for making the resource Liuska Fernández Diéguez Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Tesis maestría Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2015 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/bda70506a25939ccd238b0c1bbf84ccb.pdf b7340a6fee06d21dcd360e500923aa5b PDF Text Text TESIS Prospección de intervalos gasíferos en el campo Sibucara del Zulia María Alejandra Baptista Montero �Página legal Título de la obra: Prospección de intervalos gasiferos en el campo Sibucara del Estado Zulia, 60pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 1. Autor: María Alejandra Baptista Montero 2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo Digitalización. Lic. Liliana Rojas Hidalgo Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨ Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015 La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas. La licencia completa puede consultarse en: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode Editorial Digital Universitaria Instituto Superior Minero Metalúrgico Ave Calixto García Íñiguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �1 Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología Título: PROSPECCIÓN DE INTERVALOS GASIFEROS EN EL CAMPO SIBUCARA DEL ESTADO ZULIA Maestría en Geología, Mención Prospección y Exploración de Yacimientos de Petróleo y Gas. 8va Edición Autor: Ing. María Alejandra Baptista Montero Tutor (es): Dr. Carlos A. Leyva Rodríguez Moa, abril de 2015 �8 INDICE INTRODUCCION………………………………………………………………………..1 CAPÍTULO I……………………………………………………………………………...8 1.1 Introducción……………………………………………………………………...8 1.2 Origen de la búsqueda de los yacimientos perspectivos de las arenas gasíferas………………………………………………………………………………….8 1.3 Perspectiva actual gasífera en Venezuela…………………………………..10 1.4 Conclusiones……………………………………………………………………12 CAPÍTULO II. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DEL ÁREA DE LA INVESTIGACIÓN………………………………….…………………………………….13 2.1 Introducción…………………………………………………………………………13 2.2 Geología Regional………………………………………………………………….13 2.3 Marco estructural regional………………………………………………………..24 2.4 Geología del campo Sibucara…………………………………………………….28 2.5 Perspectiva de arenas gasíferas en el campo Sibucara………………………31 2.6 Conclusiones………………………………………………………………………..40 CAPITULO III. ESTUDIO LITOLÓGICO DE LOS CAMPOS SIBUCARA Y LA CONCEPCIÓN……………………………………………………………………………42 3.1 Introducción………………………………………………………………………….42 3.2 Sección litológica de los pozos con intervalos perspectivos del campo Sibucara…………………………………………………………………………………...42 3.3 Cortes litológicos de los pozos con intervalos perspectivos en el campo Sibucara…………………………………………………………………………………..44 3.4 Modelo litográfico conceptual de los pozos con perspectivas de gas en el campo Sibucara…………………………………………………………………………48 3.5 Conclusiones………………………………………………………………………..50 CONCLUSIONES…………………………………………………………………….….51 RECOMENDACIONES………………………………………………………………….52 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS…………………………………………………..53 �1 INTRODUCCIÓN El gas natural se sitúa entre las más importantes fuentes de energía no renovables del planeta, el cual está formado por una mezcla de gases ligeros que se encuentran en yacimientos petrolíferos, disuelto o asociado con el petróleo, así como en depósitos de carbón. Casi el 80% de las reservas probadas totales de gas natural de la Tierra están ubicadas en diez países. Rusia encabeza la lista con una cuarta parte de las reservas totales de gas del planeta, seguido de Irán y Qatar en Oriente Medio. Venezuela, además de ser uno de los principales países productores de petróleo en el mundo, ocupa el octavo lugar de reservas probadas de gas natural, debido a que posee yacimientos con grandes reservas de gas con líquido asociado que todavía no han sido debidamente explotadas, ya que por tradición se han orientado sus objetivos hacia la extracción y procesamiento de hidrocarburos líquidos. Debido al crecimiento en la demanda de gas en el ámbito nacional y mundial, se hace necesario planificar un desarrollo sostenido en esta área y así satisfacer las necesidades del mercado. En la actualidad, Venezuela produce en mayor cantidad petróleo sin embargo, PDVSA, obedeciendo al Plan Nacional Estratégico de la Patria 2007-2013, 2013-2019, vuelca su mirada hacia la prospección de yacimientos gasíferos en el territorio nacional, emprendiendo la exploración de reservas las correspondientes al Proyecto Mariscal Sucre en el norte de la Península de Paria y las de la Plataforma Deltana. La zona del Golfo de Venezuela tiene un potencial elevado que comenzará a ser explorado en el marco del Proyecto Rafael Urdaneta, actualmente en proceso de definición. �2 En este orden de ideas, PDVSA Gas Occidente tiene la responsabilidad de localizar y explotar los yacimientos gasíferos en el territorio nacional, es por esta razón que PDVSA Gas está retomando yacimientos en donde se han encontrado capas de gas para su estudio y posible desarrollo. Esto representa uno de los principales objetivos que se propone en la actualidad la empresa Petróleos de Venezuela Gas para la Explotación de los Prospectos Gasíferos pertenecientes al Campo Sibucara. En otro orden de ideas, acorde con Ferrer, F. (1983), el Campo Sibucara está situado en la zona más hacia el este de las áreas asignadas a Maraven, S.A. en la costa oeste del lago, se encuentra separado del Campo la concepción por un área inexplorada, la cual ha sido interpretada geológicamente como una estructura baja. Las calizas del Cretáceo producen en esta área un petróleo de 38° API, de un fallado y fracturado anticlinal, en el cual la porosidad efectiva y la permeabilidad decrecen hacia los flancos. Así mismo, el área del yacimiento ha sido estimado en 4639 acres y el espesor promedio en 1443 pies. El Campo Sibucara se desarró mediante la perforación de quince (15) pozos, de los cuales 3 aun no han sido abandonados. En donde la presión inicial del yacimiento, medida a través del pozo S-0005, fue de 6100 lpc a 13000. Según Ferrer, F. (1982) la historia de producción y presión en este Campo refleja la posible existencia de tres grupos de pozos, con características similares y que podrían constituir sistemas de fracturas independientes, a saber: (1) S-0005, 10 y 12; (2) S-0009 y 15 y (3) S-0006, 8 y 13; el resto de los pozos completados en el Cretáceo (S-0007, 11 y 14) no mostraron afluencia de la formación. En este orden de ideas, en el área de estudio, la Formación Misoa se subdivide en Boscán Superior, Boscán Inferior y Areniscas Superior. �3 Cronoestratigráficamente esta Formación comprende las zonas palinológicas N1, N2 y N3. Dichas zonas corresponden a la nomenclatura definida por Maraven para subdividir la secuencia de edad Eoceno Medio. La zona probada como productora de gas en el S-0001 está ubicada en la sección de las Areniscas Superiores de la formación Misoa. En el prospecto fueron perforados cinco pozos que son el S-0001, 2, 3, 4 y 5. Evidenciando en todos los pozos indicios de gas libre en las areniscas eocénicas. En este orden de ideas, en el pozo S-0005 cercano al sondeo propuesto hay gas libre en las Areniscas Superiores, Ramillete y Punta Gorda, y petróleo de 37º API en el Cretáceo. Asimismo, la roca madre en el área de Mara-Maracaibo es la Formación La luna, la cual posee alrededor de 300 pies de espesor. La cual, según Ferrer, F. (1983), e INTEVEP está en la ventana de generación de gas. Se evidencia entrampamiento en la parte central y este de la Cuenca de Maracaibo hacia la generación de petróleo liviano y gas desde el Oligoceno y Mioceno. Así mimo, la migración de los hidrocarburos generados en rocas Cretácicas hacia las Terciarias fue vertical, a través de las fallas que cruzan ambos intervalos. En suma, si bien es cierto que el Campo Sibucara se perforó bajo la perspectiva de búsqueda de petróleo y posteriormente abandonados debido al poco atractivo del gas en la época de los 70 – 80 en Venezuela. No fue hasta el año 1982 que se presentó un cambio en el mercado interno el cual permitió la reactivación de la perforación de avanzada en dichos Campos. Dentro de este marco, históricamente la exploración en busca de gas en la República Bolivariana de Venezuela no existía, por esto, las cifras de reservas probadas de gas que se presentan para el país están asociadas en �4 un 90 % a las de petróleo. Adicionalmente debe señalarse que las reservas probadas de gas libre fueron descubiertas buscando petróleo y no fue hasta el 23 de septiembre de 1999 que apareció en Gaceta Oficial la Ley Orgánica de Hidrocarburos Gaseosos (LOHG). Esta tiene objetivos, que van dirigidos a lograr el pleno desarrollo de la industria del gas natural, así como para industrializar los componentes de este hidrocarburo en el territorio nacional, tales como: Explotar las reservas probadas de gas natural para atender el mercado nacional doméstico, comercial e industrial y eventualmente, el de exportación como materia prima o combustible a otros países. Incrementar las reservas de gas libre, para no depender del gas asociado sujeto a las variables de la producción petrolera, estimulando la búsqueda de yacimientos de gas libre. Establecer los responsables de realizar la actividad: directamente el Estado o a través de entes de su propiedad, o por personas privadas nacionales o extranjeras con o sin la participación del Estado, a través de licencias y permisos. Priorizar los proyectos de industrialización de los hidrocarburos gaseosos que propendan a la formación de capital nacional, a una mayor agregación de valor a los insumos procesados y cuyos productos sean competitivos en el mercado exterior. Por tal motivo se plantea la siguiente situación problémica, ya que para la empresa PDVSA Gas es de vital importancia comprobar la existencia de gas en los Campos Sibucara y La concepción, ya que la información que maneja la compañía es imprecisa debido a su antigüedad además de la carencia de reseñas de pozos, por lo cual es necesario actualizar la información caracterizando, realizando mapas litográficos y estructurales, además realizando cálculos de reservas. �5 Problema de investigación: desconocimiento de la existencia de gas no asociado en el Campo Sibucara. El objeto de investigación está centrado en: horizontes gasíferos del eoceno y Cretáceo. El campo de acción es: perspectiva de gas en el Campo Sibucara. Para dar solución al problema planteado se formula el siguiente objetivo general: Identificar los intervalos gasíferos en el Campo Sibucara del estado Zulia. Objetivos específicos: Indicar mediante los informes diarios de perforación los intervalos gasíferos perspectivos del Campo Sibucara. Determinar por medio del estudio de los informe de muestras de núcleos la composición litológica de los intervalos gasíferos perspectivos del campo Sibucara. Correlacionar litográficamente los pozos con arenas perspectivas en el campo Sibucara. Hipótesis Si se indican los intervalos gasíferos perspectivos, se determina mediante los informes diarios de perforación y de muestras de núcleos su composición litológica, además se correlaciona litológicamente los pozos con arenas perspectivas en el campo Sibucara entonces se podrá inferir la presencia de gas natural para su futura explotación. �6 Tareas Para el cumplimiento de los objetivos fue necesario realizar las siguientes actividades: Revisión bibliográfica sobre el proceso de prospección de gas a nivel mundial, particularizando en la industria petrolera de Venezuela. Recopilación de la información del modelo geológico de la formación Misoa. Identificar los límites físicos del modelo geológico empleando el paquete Oild Field Manager (OFM), así como la data detallada de producción del yacimiento. Definir los elementos fundamentales para la elaboración de criterios metodológicos para determinar los horizontes gasíferos de la formación Misoa del Campo Sibucara. Todas estas tareas se realizan en una determinada secuencia, la cual constituye el procedimiento para la realización de la investigación. Este procedimiento se refleja en el flujograma del proceso de investigación que se muestra en la figura1. �7 Fig. 1. Flujograma del proceso de investigación. Fuente: Baptista, M. 2015 �8 Métodos Los métodos de investigación utilizados para el desarrollo de la investigación son: el inductivo-deductivo y la interpretación cualitativa, para su aplicación esta investigación se sustenta en el análisis de la información recopilada, a partir de la búsqueda de antecedentes sobre el proceso de prospección de gas de forma general, particularizando en los yacimientos de Venezuela. Se utiliza además, la interpretación de la información geológica y petrofísica recopilada. A partir de estos elementos se da solución al problema utilizando la deducción lógica de los horizontes gasíferos en el Campo Sibucara. Resultados esperados La necesidad de esta investigación reside en la carencia de información acerca de la existencia de gas condensado en la formación Misoa ubicada en el Campo Sibucara, debido a que, la autora infiere que al momento de la perforación de este Campo en los años 1970 al 1990, los métodos utilizados no fueron los más asertivos, adicionalmente que el objetivo que perseguía la industria para ese momento era la producción de hidrocarburos líquidos. Por otro lado, se espera generar conocimiento del modelo litoestratigráfico que permita caracterizar geológicamente el área de estudio sustentada en la bibliografía recopilada (historias de pozos, registros, interpretaciones petrofísicas, producción), y lograr la interpretación de las unidades del yacimiento. El aporte de la investigación está dado por la descripción y análisis de las características geológicas y petrofísicas para deducir la prospección gasífera. La memoria escrita está compuesta de: resumen, introducción, tres capítulos, conclusiones, recomendaciones y referencias bibliográficas. �9 En el Capítulo I. Contiene el método de trabajo empleado, se desarrolla una exhaustiva revisión documental de los trabajos fundamentales realizados en la prospección de yacimientos gasíferos y planes de desarrollo en Campos productores de gas, análisis de productividad. El Capítulo II. Se hace un resumen actualizado de las características geológicas regional y local del área de estudio partir de la información recopilada. En el Capítulo III Se desarrolla un análisis profundo de la prospección de gas en el Campo Sibucara y La Concepción. �10 CAPÍTULO I: ESTADO DEL ARTE. 1.5 Introducción 1.6 Origen de la búsqueda de los yacimientos perspectivos de las arenas gasíferas 1.7 Perspectiva actual gasífera en Venezuela 1.8 Conclusiones 1.1 Introducción En el presente Capitulo se expondrá el origen y evolución de la búsqueda de gas en el mundo y en Venezuela, con la finalidad de establecer la fundamentación histórica y legal de la búsqueda de yacimientos gasíferos en Venezuela, lo cual es indispensable debido a que se contextualiza el problema de investigación. 1.2 Origen de la búsqueda de los yacimientos perspectivos de las arenas gasíferas Según Guerra, S. (1993), durante la década de los setenta, ocurre la primera gran crisis del petróleo en el mercado mundial, las naciones económica y socialmente dependientes de este energético constataron la necesidad de diversificar las fuentes de energía para liberarse del peso excesivo de los hidrocarburos y sus derivados. De esta forma, se dió inicio a un considerable esfuerzo de ampliación de la participación del gas natural en sus matrices energéticas, llegando éste a alcanzar en la actualidad una media mundial de aproximadamente 21%. �11 Dentro del contexto venezolano, el 24 de octubre de 1829 el Libertador Simón Bolívar había promulgado en Quito un Decreto que consta de 38 artículos, el cual afianza y garantiza la propiedad nacional sobre “las minas de cualquier clase”, incluidas las de hidrocarburos. En esta forma se estableció el vínculo formal jurídico que a través del tiempo permitiría a Venezuela mantener soberanamente la propiedad de los recursos del subsuelo. Luego de este promulgamiento realizado por el Libertador en el año 1830, en Venezuela, un grupo de personas de El Moján (estado Zulia) exploró el área del río Socuy de la sierra de Perijá, donde un rezumadero de gas natural encendido, que confundieron con un volcán, los asustó grandemente. (www.PDVSA.com) Diez años después, en 1839, otro venezolano excepcional, el sabio José María Vargas, también se adelantaría al uso potencial del petróleo como generador de riqueza, cuando presenta un análisis de muestras provenientes de Betijoque (estado Trujillo) y Pedernales (estado Sucre), determinando que “el hallazgo de las minas de carbón mineral y de asfalto en Venezuela es, según sus circunstancias actuales, más precioso y digno de felicitación para los venezolanos y su liberal Gobierno que el de las de plata u oro”. Esta consideración de José María Vargas constituye un hecho trascendental y visionario, pues para ese momento no había nacido aún la industria del petróleo en el mundo. Pero en Venezuela se empieza a explotar el petróleo a partir del 1875, ya que después de un terremoto comienza a emerger petróleo en grandes cantidades por una de las grietas producidas por el movimiento telúrico. Desde esos mismos momentos se inician las primeras concesiones y se le �12 da comienzo, en una hacienda de café umbrosa y tranquila denominada “La Alquitrana” en el estado Táchira, en la que se extrajo para propósitos comerciales el primer barril de petróleo de Venezuela, en el pozo Eureka, en el año 1883. Esta explotación llamó la atención por la potencialidad de los yacimientos nacionales y provocó una competencia desenfrenada entre las compañías petroleras por adquirir concesiones en Venezuela. Entre 1913 y 1928, la Standard Oil (Creole) descubrió grandes yacimientos. La British Ecuatorial, en 1922, exploró el Campo La Rosa en Cabimas (Edo. Zulia). Lago Petroleum, descubrió yacimientos en Lagunillas (Edo. Zulia). En 1922 se inicia en Venezuela la explotación petrolera a gran escala y comienza la historia del gas natural, hasta mediados de 1945, el gas era arrojado a la atmosfera sin darle utilización alguna. En 1946, después del primer ordenamiento legal sobre la conservación y utilización del gas, se inicia su uso racional como combustible y materia prima. Ya para 1960 se funda la Corporación Venezolana de Petróleo aprovechando al máximo el gas en toda su magnitud. Tres décadas más tarde, en 1975, se crea la compañía de Petróleos de Venezuela Sociedad Anónima (PDVSA), una empresa propiedad de la República de Bolivariana Venezuela. PDVSA debe regirse según la Ley Orgánica que Reserva al Estado la Industria y el Comercio de los Hidrocarburos. 1.3 Perspectiva actual gasífera en Venezuela En Venezuela, la búsqueda continúa de áreas y zonas prospectivas en hidrocarburos, y las oportunidades de perforación y reparación en las mismas �13 son las opciones que se ha trazado la industria nacional petrolera para mantener y aumentar el potencial de producción de gas. (www.pdvsa.com) En la actualidad, Venezuela produce en mayor cantidad petróleo sin embargo, PDVSA, obedeciendo al Plan Nacional Estratégico de la Patria 2007-2013, 2013-2019 realizado por el Presidente Hugo Chávez (Dif), vuelca su mirada hacia la prospección de yacimientos gasíferos en el territorio nacional, emprendiendo la exploración de reservas las correspondientes al Proyecto Mariscal Sucre en el norte de la Península de Paria y las de la Plataforma Deltana. La zona del Golfo de Venezuela tiene un potencial elevado que comenzará a ser explorado en el marco del Proyecto Rafael Urdaneta, actualmente en proceso de definición. En este orden de ideas, PDVSA Gas Occidente tiene la responsabilidad de localizar y explotar los yacimientos gasíferos en el territorio nacional, es por esta razón que PDVSA Gas está retomando yacimientos en donde se han encontrado capas de gas para su estudio y posible desarrollo. Actualmente, el hallazgo de yacimientos gasíferos no es obra librada al azar y obedece a una tarea científicamente organizada, que se planifica con mucha antelación, es por ello que la búsqueda de gas natural requiere conocimientos de geografía, geología y geofísica, entre otros. Así mismo, el conocimiento de la estructura del subsuelo es fundamental para la determinación racional de las posibilidades de existencia de los yacimientos ya que el gas suele encontrarse en ciertos tipos de estructuras geológicas, como anticlinales, trampas por falla y domos salinos, que se hallan bajo algunos terrenos y en muy distintos climas. (Ferrer, F. 1983) En este sentido, el objetivo principal de Petróleos de Venezuela S.A., es la búsqueda de gas no asociado, preferiblemente yacimientos de gas seco, ya �14 que se puede localizar yacimientos petrolíferos en etapa “agotado” pero que contienen volúmenes apreciables de gas libre y que por esta causa fueron abandonados ya que, en el tiempo de su explotación, el gas no era el principal interés o era antieconómico su producción. Específicamente en el cambo Sibucara, PDVSA gas tiene como trabajo fundamental la revisión de pozos “abandonados” durante la etapa de perforación o producción, los cuales estos pozos fueron abandonados por diversas causas, entre algunas de ellas son, el de producir únicamente gas o producción con alta RGP. 1.4 Conclusiones A través de este capítulo se ha estudiado la evolución de la búsqueda de gas y como creció la necesidad de encontrar este recurso más económico y confiable como lo es el gas natural. Adicionalmente, se ha contextualizado a nivel mundial y nacional el problema de investigación. �15 CAPITULO II. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DEL ÁREA DE LA INVESTIGACIÓN 2.1 Introducción 2.2 Geología Regional 2.3 Marco estructural regional 2.4 Geología Local 2.5 Perspectiva de arenas gasíferas en el Campo Sibucara 2.6 Conclusiones 2.1 Introducción En este capítulo tiene como objetivo realizar una revisión teórica sobre la geología de los yacimientos gasíferos perspectivos, con el propósito de estudiar las características litológicas presentes en el yacimiento, para identificar los intervalos gasíferos de los yacimientos perspectivos, lo cual juega un papel importante en la economía mundial y nacional. Por este motivo, es necesario caracterizar correctamente el yacimiento, describiendo la estructura geológica del subsuelo, de forma que esta información pueda ser utilizada en la generación de correlaciones litográficas y generación del modelo litológico conceptual. 2.2 Geología Regional 2.2.1 Origen y evolución de la Cuenca de Maracaibo En otro orden de ideas, el origen y la evolución de la Placa del Caribe ejercen un control directo sobre el desarrollo tectónico de la cuenca de Maracaibo. Asimismo, Lugo, J. (1995), reconoce tres (3) fases en la evolución geológica de la cuenca de Maracaibo durante el Jurásico – Eoceno, las cuales son: �16 a. “Rift” Jurásico, relacionado con la separación de Norte y Suramérica. b. Subsidencia tipo margen pasivo durante el Cretácico. c. Subsidencia de la cuenca tipo “foreland”, producto de la coalición oblicua de la placa del Caribe y el margen Nor-Oeste de Suramérica. Atendiendo lo antes descrito, se presenta detalladamente la evolución de la Cuenca del Lago de Maracaibo para cada período desde su origen: i. Triásico-Jurásico. La presencia del Triásico en Venezuela carece de evidencias concretas. En Venezuela, la rotura o “rifting” de pangea (súper-continente que reunía las masas continentales de América, Europa y África actuales) produjo varias estructuraciones importantes que posteriormente influyeron en la evolución de las cuencas sedimentarias venezolanas. Dentro de la Venezuela Continental, la apertura del Proto-Caribe indujo el desarrollo de valles de extensión o grabenes con una tendencia noreste, que incluye la fosa tectónica de los Andes y Perijá, y el ubicado en el Lago de Maracaibo, estos últimos (grabenes de los Andes y Perijá) estuvieron denominados por un régimen extensional de gran inestabilidad tectónica, que condujo a la formación de sistemas de pilares y depresiones tectónicas de orientación aproximada norte-sur (asociada al periodo de rifting). La subsidencia fue más intensa en los surcos de Uribante, Machiques, San Lázaro, Angaraveca y un poco menor a los anteriores en el de Barquisimeto. (Figura 2) �17 Fig. 2. Distribución de las rocas Jurásicas en Venezuela, mostrando que las mismas se encuentran aflorando en la Sierra de Perijá (1), como parte del basamento en el subsuelo de la cuenca de Maracaibo (2), en los Andes (3), en el subsuelo de la cuenca de Barinas-Apure y oriental (4). Tomado de Shlumberger (1997) Todos estos grabenes fueron rellenados durante el Jurásico por sedimentos continentales tipo “capas rojas”, volcánicas de diversa índole y eventualmente clásticos y calizas de invasiones marinas, existiendo evidencia de ello en la formación La Quinta. El basamento de la cuenca de Maracaibo está constituido por los metasedimentos de la Formación Mucuchachí y equivalentes de edad Ordovícico y las capas rojas de la Formación La Quinta de edad Jurásico, la cual se encuentra rellenando el sistema de "grabenes" asociados a la apertura continental que comenzó en el Triásico. Sobre la superficie parcialmente erosionada de las Formaciones La Quinta y Mucuchachí se depositó la siguiente secuencia de sedimentos: �18 ii. Cretácico. Cretácico Temprano Durante el Cretácico Temprano (146-95 Ma) en el occidente venezolano la sedimentación fue controlada en su inicio por el sistema de fallas de los grabenes Jurásicos, como se puede evidenciar en el Barriense con la sedimentación de clastos basales transgresivos de considerable espesor de la Formación Rio Negro, los cuales se depositaron en los surcos de Machiques, Angaraveca, Uribante, San Lázaro y en el área del Lago de Maracaibo, variando en su espesor desde más de dos kilómetros en el surco de Machiques, hasta unos pocos metros en algunas localidades del Flanco Norandino. Figura 3 Fig. 3. Distribución de facies sedimentarias dominantes durante el Neocomiense-Albiense (cretácico Temprano) al norte del Cratón de Guayana. Tomado de Shlumberger (1997) �19 Lugo, (1992), refiere que en el Cretácico los sedimentos fueron depositados sobre una plataforma estable (la plataforma del Lago de Maracaibo y parte del escudo de Guayana) y la sedimentación estuvo controlada por la subsidencia de la cuenca, por la carga sedimentaria y por los cambios eustáticos en la plataforma tipo Atlántico. Todo esto, bajo un largo período transgresivo que comenzó en el Cretácico Temprano y culminó en el Paleoceno (Formación Colon). Los centros de expansión del Proto-Caribe (corteza oceánica, formada tras el “rift” Jurásico), se desplazaban a lo largo de varias fallas transformantes. En el Oeste de Venezuela, las fallas de Urica y el Baúl, podrían ser las representaciones de dichas fallas. La falla del Baúl, es la estructura principal que divide los depósitos del margen atlántico del Norte de Venezuela. Fig. 4. Cuadro de correlación de las unidades más importantes dentro del Cretáceo Temprano de Venezuela. Tomado de Shlumberger (1997) En la Figura 4, se puede observar la correlación de las unidades más importantes dentro el Cretáceo temprano según su edad, columna estratigráfica y ubicación. �20 Cretácico Tardío A partir del final Albiense, se inicia desde el este de Venezuela y de manera diacrónica hacia el oeste, la invasión marina que llego a cubrir extensas zonas hacia el sur del país, las cuales se mantenían como áreas expuestas a la erosión desde finales del Jurásico o incluso desde finales del Paleozoico. Esta invasión marina coincide con el pulso mundial transgresivo del Cretáceo Tardío, responsable de la sedimentación de calizas, lutitas y ftanitas ricas en materia orgánica tanto en América como en Europa. Estas rocas se conocen en Venezuela como las Formaciones Querecual-San Antonio (Grupo Guayuta), Mucaria, Navay y la Luna. El máximo de transgresión y anoxia se estima que ocurrió en el Turoniense y el Campaniense (72-91 Ma). Figura 5 Fig. 5. Distribución de facies sedimentarias dominantes durante el Cenomaniense-Campaniense (cretácico Tardío) al norte del Cratón de Guayana. Tomado de Shlumberger (1997) �21 En el occidente de Venezuela, las variaciones laterales de facies de la roca madre incluyen calizas pelágicas y fosfáticas, lutitas oscuras y calizas conchíferas, de edad Albiense Tardío a Turoniense (95-88 Ma), las cuales, a su vez, encuentran su equivalente en edad, clástico arenoso y gluconítico, hacia el flanco sureste de los Andes del estado Táchira. En Perijá y la Cuenca del Lago de Maracaibo, la Formación La Luna pasa verticalmente a calizas glauconíticas (Miembro Socuy) y lutitas oscuras y areniscas delgadas de las Formaciones Colon y Mito Juan. Específicamente en la Cuenca de Maracaibo el carácter transgresivo es debido mayormente a la eustacia y subsidencia asociada a la carga sedimentaria, en la plataforma tipo Atlántico, que se había iniciado al principio del Cretácico y que finalizó con una etapa regresiva (Formación Colon), donde la secuencia estratigráfica del Cretáceo Superior transgrede en sentido sureste y el arco de Mérida se encuentra parcialmente sumergido. El Cretácico Tardío en Venezuela finaliza durante el Maastrichtiense con unidades regresivas respecto a los ambientes más profundos de la roca madre. En la figura 6, se indican unidades típicas de asociaciones de facies sedimentarias. Nótese que el eje del depocentro de Venezuela Occidental se alinea sub-paralelamente al frente de deformación al oeste de Venezuela, el cual es una consecuencia de la colisión entre las placas de Nazca y Suramérica. �22 Fig. 6. Distribución de facies sedimentarias dominantes durante el Maastrichtiense (cretácico Tardío) al norte del Cratón de Guayana. Tomado de Shlumberger (1997) iii. Terrenos Cenozoicos a. Paleoceno-Eoceno de Venezuela Occidental Hacia finales del cretácico y comienzo del paleoceno, Venezuela occidental sufrió finalmente el efecto de la colisión entre la placa de Nazca (Océano Pacífico) y el occidente colombiano. Existen evidencias de que la sedimentación del Grupo Orocué (y posiblemente las Formaciones Guasare y Marcelina) estuviesen controladas por los frentes de deformación de la citada colisión, estos generaron sucesivos depocentros de edades cada vez más jóvenes hacia el este de lo que hoy en día es la Sierra de Perijá. �23 De esta forma se resume la sedimentación y la evolución paulatina del frente de deformación asociado a la entrada de la placa Caribe frente a Sudamérica durante el Paleoceno-Eoceno. Por su complejidad, se han resumido asociaciones de nombres formacionales genéticamente relacionadas como “eventos”, cada “evento” lleva el nombre de la unidad mas distintiva o que representa el inicio de la sedimentación del conjunto. Hacia el noroeste de la placa Suramericana, la colisión oblicua del arco de las islas cretácicas (Antillas Menores) provocó una transgresión en el margen sur de la placa del Caribe y borde nor-este de la placa Suramericana. La placa del Caribe se incorpora como zona positiva al norte y noreste de la cuenca de Maracaibo, desarrollándose una ante fosa (como consecuencia de la carga tectónica) y relleno de la misma por sedimentación tipo “flysh”, esto se puede evidenciar en las Formaciones Trujillo y Moran, de carácter turbidítico. b. Eoceno Temprano a Medio La Placa del Caribe se desplaza hacia el Este, como consecuencia de la colisión de la parte Norte de la placa del Caribe contra las Bahamas. Dicha migración causa el desarrollo diacrónico de cuencas tipo “foreland”, por lo que la subsidencia en ellas, controla la sedimentación y distribución de las unidades sedimentarias hacia el Norte y Nor-Este. Así mismo, durante el Eoceno Temprano y Medio (54Ma), se forma un extenso sistema deltaico, con vértice al suroeste y extenso abanico hacia el noreste. Esta sedimentación es extremadamente compleja, con sedimentación fluvial al sureste, fluvio-deltaica sobre la plataforma y delta bajo hacia la línea de bisagra, correspondiente a las Formaciones MiradorCarbonera y Formación Misoa. �24 Al este-noreste de la zona bisagra, se depositan turbiditas y “flysch” característico del surco de Barquisimeto: Formaciones Trujillo y Matatere. Posteriormente, se depositaron lutitas profundas de la Formación Paují y lutitas turbidíticas de la Formación Mene Grande, durante la parte superior del Eoceno Medio. En la parte oriental de la cuenca, los sedimentos arenosos de la Formación Misoa pasaron gradualmente a las lutitas neríticobatiales de la Formación Paují. c. Eoceno Tardío Ocurre un levantamiento generalizado de la Cuenca de Maracaibo, y un período de fallamiento importante, particularmente en los alineamientos longitudinales del Lago, con ejes de plegamiento orientados de sur a norte, dichas modificaciones en la cuenca antepaís fueron debidas a la colisión del Arco de Panamá, la cual se extendió hasta el Pleistoceno. Los levantamientos de la Sierra de Perijá y de los Andes de Mérida, particionaron la cuenca de antepaís, generando así las actuales Cuencas de Maracaibo y Barinas-Apure. La subsiguiente erosión profunda de las Formaciones del Eoceno Medio, Produce la remoción casi total de Paují-Mene Grande y la remoción parcial de Misoa en los alineamientos occidentales del Lago. En los bloques situados hacia el sur del Lago, la erosión de Misoa es total y afecta localmente a la Formación Guasare. Hay un fraccionamiento de calizas y migración del petróleo ya formado hacia los alineamientos levantados y fallados. Prevalece un período de inversión del gradiente de la cuenca eocena, de noreste a sureste, probablemente relacionado con el emplazamiento de las Capas del Caribe, el cual es un proceso de gran importancia en la evolución de la cuenca petrolífera. �25 d. Oligoceno-Mioceno La erosión que caracterizó el Eoceno Tardío, continúa sobre grandes extensiones en la parte norte-noreste del Lago y comienza la sedimentación no marina hacia el oeste-suroeste la cual, se preserva solo en los sinclinales y es conocida como Formación Icotea, que se encuentra en forma esporádica rellenando depresiones de la superficie eocena erosionada. El comienzo de la sedimentación del Mioceno en el Lago de Maracaibo, se caracteriza por una transgresión marina de considerable extensión territorial dentro de los límites del Lago de Maracaibo, pero de duración relativamente corta, representada por la Formación La Rosa. Esta transgresión penetró profundamente hacia el sur, depositando las arenas basales del miembro Santa Bárbara de la Formación La Rosa en la parte central de la cuenca, sobre la superficie erosionada del Eoceno Medio. e. Plioceno-Pleistoceno En el Plioceno, las cuencas de Maracaibo y Falcón, se van rellenando con sedimentos de mayor influencia continental, los cuales se encuentran bajo un régimen compresivo este-oeste, creando la estructuración más reciente de las fallas de dirección norte-sur, y dando lugar a un levantamiento importante de las cordilleras de Los Andes, del Caribe y de la Sierra de Perijá. Esta comprensión es atribuida a la colisión final del Arco de Panamá. Durante el Pleistoceno, el Lago de Maracaibo, probablemente estuvo sometido a oscilaciones en su nivel de agua, como consecuencia de las glaciaciones que influyeron las condiciones climáticas, hay una retirada de los mares y la sedimentación en su mayoría continental, quedando expuesta a la meteorización. �26 2.3. MARCO ESTRUCTURAL REGIONAL La Cuenca del Lago de Maracaibo se encuentra ubicada al nor-oeste de Venezuela. Su extensión es de aproximadamente 50.000 km perteneciendo en su mayor parte al estado Zulia y en extensiones menores a los estados Táchira, Mérida y Trujillo. Sus límites geográficos son al oeste y nor-oeste la Sierra de Perijá, al sur-este los Andes de Mérida y al este y nor-este, la Serranía de Trujillo (González, C, 1980). Se encuentra limitada por tres grandes fallas: al oeste la falla de Santa Marta, la falla de Oca al norte y la de Boconó al sureste, todas con movimiento transcurrente los cuales tienden a generar una serie de fallas antitéticas y sintéticas (Figura 7). Fig. 7. Mapa de ubicación del sistema regional de fallas en la Cuenca del Lago de Maracaibo. Tomado y modificado de Ferrer, F. (1983) 2.3.1. Desarrollo Estructural de la Cuenca del Lago de Maracaibo. El substratum metamórfico de la Cuenca de Maracaibo debió sufrir los efectos de diversos períodos orogénicos paleozoicos, tales intervalos de tiempo no tuvieron mayor influencia sobre la configuración actual de la Cuenca ni sobre su arreglo estructural presente, si se exceptúa el evento �27 tecto-termal del permo-triásico, que con la formación del Arco de Mérida preparó el marco adecuado para la sedimentación plataformal del intervalo de las calizas cretácicas, gran productor de petróleo en la actualidad. Acorde con González, C (1980), el ciclo Terciario Temprano fue una época de inestabilidad que en ningún momento alcanzó proporciones diastróficas. La gran deformación ocurrió en el Eoceno Tardío, contemporánea con la extensa retirada de las aguas hacia el norte. En esta violenta pulsación orogénica se reactivaron todos los lineamientos estructurales iniciados en el Cretácico Tardío, tomaron forma definitiva los anticlinales y fallas características del sistema norte-sur y se produjeron algunas fallas del sistema oeste-este, una nueva recurrencia del movimiento hacia finales del período orogénico causó finalmente, o probablemente reactivó en gran parte, los movimientos transcurrentes siniéstrales que se observan en las grandes fallas norte-sur. Este movimiento transcurrente ocasionó el desplazamiento de las fallas oeste-este. Al final del período orogénico del Eoceno Tardío y posiblemente durante gran parte del Oligoceno, las tierras solevantadas fueron intensamente erosionadas, particularmente en la parte meridional de la cuenca, donde se ha señalado que llegó a alcanzar niveles de la Formación Mito Juan. Según González, C (1980), durante el Oligoceno Tardío-Mioceno Temprano se produjo la inversión de la cuenca, que en ese tiempo presenta un gradiente moderado hacia el sur. Es probable que la subsidencia de la parte meridional de la cuenca haya reactivado las fallas del sistema oeste-este o formado unas nuevas. El período de sedimentación de La Rosa y Lagunillas parece tener bastante quietud tectónica. Sin embargo, fallas longitudinales mayores penetran la �28 sedimentación miocena, discordante sobre los grandes alineamientos mayores, los sedimentos miocenos se plegaron formando declives suaves hacia el sur. Algunos yacimientos petrolíferos miocenos parecen estar controlados por fallas en el área Urdaneta, flanco oriental de Lama, levantamiento de Pueblo Viejo y falla limite de Cabimas entre otros. En este sentido, se conocen estructuras miocenas de pequeño relieve como los sinclinales de Cabimas y Ambrosio, además de fallas que cortan al Mioceno como las fallas de Tía Juana, pero es en las estructuras de Mene Grande donde se ha podido estudiar el tectonismo durante este período, llegando a la conclusión de que, o bien el Mioceno Medio fue un intervalo de tiempo de crecimiento estructural de los pliegues y fallas formados durante el periodo orogénico del Eoceno Tardío, o bien las estructuras de esta época fueron rejuvenecidas por una pulsación orogénica durante el Mioceno TardíoPlioceno, conservando las directrices tectónicas anteriores. En las zonas de mayor grado de fracturamiento, se producen levantamientos dómicos o hemidómicos apoyados contra una falla o situados entre ellas. Tales levantamientos son de menor cuantía en la estructura regional del Lago, pero de mayor importancia en la producción de petróleo. En la parte occidental de la cuenca (Mara, Maracaibo, Urdaneta, Perijá y norte del distrito Colón), los rasgos anticlinales predominan sobre las fallas. Las estructuras son generalmente domos alargados en sentido norte-sur, fallados en la cresta y con declives marcados al sur y al norte. En este orden de ideas, el alineamiento consta de dos domos alargados, conocidos respectivamente como La Paz y Mara, que consta de un declive menor hacia el norte, separado del domo de Mara por fallas transversales. Hacia el sureste de este alineamiento se conocen dos más: La Concepción- �29 San Ignacio y Sibucara, ambos de menor relieve estructural. La Concepción fue conocida primeramente por su estructura eocena muy compleja, en ella se destacan los tres anticlinales principales de Ramillete, Los Teques y Punta Gorda separados por fallas que parecen tener distintos grados de transcurrencia. En la zona de La Concepción se observa un sistema de fallas transversales de rumbo casi oeste-este que se prolongan hacia el oeste hasta el norte de Boscán y la región de El Dividive. Este sistema de fallas parece separar la zona intensamente deformada de los Distritos Mara y Maracaibo de la región de menor deformación de Urdaneta-Perijá, dentro de la parte occidental de la Cuenca de Maracaibo. El Mioceno se encuentra discordante sobre las Formaciones eocenas plegadas y erosionadas durante períodos geológicos previos. La e structura del Eoceno es “un anticlinal con flanco oeste muy inclinado (50°70°) fuertemente fallado (falla principal) y un flanco este menos inclinado (10°-30°), con pendiente general hacia el sur de una inclinación, promedio de aproximadamente 10°”. Ferrer, F. (1983). La falla principal de Mene Grande continúa hacia el sureste hasta las estructuras del Campo Motatán, donde aparecen dos domos alineados en el lado oriental de la falla con características estructurales bastantes similares a Mene Grande. El marco estructural se completa con fallas ramificadas del sistema de la falla de Mene Grande o subparalelas a ellas. El estudio de estas estructuras confirma el proceso de evolución tectónica que comprende la reactivación durante el Eoceno Tardío de una directriz tectónica anterior con formación de los domos de Mene Grande, Barúa y Motatán. Reactivación de una falla probablemente normal de dirección norte- �30 sur, concomitante con la orogénesis del Cretácico Tardío, la cual tuvo períodos de crecimiento durante el Paleoceno y Eoceno Temprano. Asimismo, no ha de establecerse como una de las fallas mayores del sistema de fallas transversales menores. La transcurrencia es un fenómeno posterior que pudo comenzar al final del lapso orogénico, o posiblemente solo en el Mioceno Tardío. El mioceno fue un período de crecimiento estructural, o bien las estructuras del Eoceno Superior fueron rejuvenecidas durante el Mioceno Tardío al Plioceno Tardío, contemporáneamente con el levantamiento andino. 2.4. Geología del Campo Sibucara El Campo Sibucara está situado al este del Distrito Maracaibo, Estado Zulia, y actualmente gran parte de la misma está cubierta por los desarrollos urbanos de la Ciudad de Maracaibo. Este, se encuentra separado del Campo La Concepción por un área inexplorada, la cual ha sido interpretada geológicamente como una estructura baja. Asimismo, se localiza al norte de los campos San Ramón y Maracaibo Sur. Figura 8 �31 N Los Lanudos Sibucara San Ramón Maracaibo Sur Ensenada Ambrosio Norte Fig. 8. Ubicación geográfica del Campo Sibucara. Fuente: Cortesía de los archivos de PDVSA gas. (2013) La estratigrafía, según León, A. (1986), de la Formación Misoa en el campo Sibucara está representada en su nivel inferior por una secuencia de areniscas y lutitas de 2500 pies de espesor promedio, en contacto discordante con el paleoceno (Formación Marcelina o Formación Guasare). �32 Se le conoce como Miembro Misoa Inferior, anteriormente se le definiría como Areniscas Sibucara. Sobre estos miembros se encuentra un nivel lutítico de aproximadamente 60 pies de espesor seguido por la secuencia de arenisca de Punta Gorda, que están cubiertas por un intervalo de lutitas negras de 600 pies de espesor. Encima de están se presenta el intervalo de arenas del miembro Ramillete, el cual tiene un espesor promedio de 150 pies. Asimismo, más arriba en la sección, se encuentran los paquetes de arena del Miembro Areniscas Superiores, separados por cuellos lutíticos de espesor variable de entre 30 a 50 pies. Por último, se encuentra el Miembro Boscán, el cual tiene un intervalo inferior lutítico, un intervalo con capas de carbón y un intervalo superior arenoso. En este sentido, el espesor del Miembro Boscán depende de la influencia que ejerce sobre él la discordancia del Eoceno. Adicionalmente, según Ferrer, F. (1982), el yacimiento de calizas se encuentra cubierto por el grueso espesor de la secuencia de lutitas de La Paz, pertenecientes al Cretáceo Superior-Paleoceno, destacándose con facilidad la zona de calizas por el notable incremento de los valores de resistividad en los registros eléctricos. Por otro lado, el tope de las calizas del Cretáceo ha sido encontrado a una profundidad de 11750 pies bajo el nivel del mar, encontrándose limitado el yacimiento en su parte inferior por el Basamento cristalino. Con respecto geología estructural, acorde con León, A. (1986) la región Mara-Maracaibo se caracteriza por los alineamientos El Mojan-Mara-La Paz y Cañadones-La Concepción-Boscán con dirección noreste-sureste. El relieve estructural es más marcado en el primer alineamiento mencionado y la separación entre ellos es una zona no estudiada a detalle. �33 Según Ferrer, F. (1982) la estructura del Campo Sibucara está constituida básicamente, por un anticlinal de dirección Norte-Sur, con un buzamiento ligero el cual ha sido cortado por algunas fallas normales. Donde los buzamientos en la zona crestal se encuentran cercanos a la vertical y alcanzan los 16° en su flanco Oeste. 2.5 Perspectiva de arenas gasíferas en el Campo Sibucara. Las primeras actividades en el Campo Sibucara fueron realizadas en la búsqueda de hidrocarburos líquidos en el año 1926, donde se perforaron cuatro (4) pozos con objetivo en el Eoceno, específicamente en los miembros Ramillete y Punta Gorda, obteniendo una alta relación gas petróleo (RGP) en sitio. En este orden de ideas, el S-0001 fue perforado como un pozo productor de petróleo, no obstante las arenas probadas produjeron gran cantidad de gas natural y una cantidad despreciable de petróleo. Por lo cual, se perforaron los intervalos 1224-1245’ para suministrar gas combustible a los equipos utilizados durante la perforación de los pozos S-0002 y S-0003. Cabe destacar, que no se midió el caudal de gas suministrado por el S-0001 para ese fin. Por otro lado, en los informes diarios de perforación del pozo S-0002, y el informe de muestra de núcleo que se realizaron a este pozo, se evidenció la presencia de gas en algunos intervalos de la Formación Misoa. Sin embargo, cuando se realizó la prueba de presión en el intervalo 3734-4147’, no se obtuvo influjo de la formación. Por lo cual, se perforó luego el intervalo 26302690’ sin obtener producción, motivando el abandono del pozo. Con respecto al pozo S-0003, según los informes de diario de perforación solo existieron indicios de pequeñas muestras de hidrocarburo líquido, los �34 cuales fueron encontrados en los núcleos. No obstante, se realizaron pruebas de producción a 870’ y 8383’, sin que existiera influjo de la formación. En cuanto al pozo S-0004, las muestras de núcleos, los diarios de perforación y las pruebas de presión efectuadas al pozo infieren que, dicho pozo no mostró indicadores de hidrocarburos en ningún intervalo probado, ni durante la perforación y tampoco en las pruebas de producción a las cuales éste fue sometido. Declarando este pozo como “seco”. En este orden de ideas, la tabla N°1, que se muestra a continuación se observan los pozos que fueron perforados con objetivo Eoceno, específicamente en la Formación Misoa, con el fin de identificar los intervalos gasíferos perspectivos de los diferentes pozos del Campo Sibucara. Tabla N° 1. Intervalos gasíferos perspectivos de los pozos del Eoceno del campo Sibucara. Fuente: Baptista, M (2015) �35 De la tabla N°1 se puede observar, los diferentes intervalos gasíferos perspectivos con respecto a la edad geológica, Formación, año de perforación y muestra de núcleo. Lo cual se necesitará de estos datos para generar información a la construcción del modelo litológico del yacimiento. Luego, a partir de 1949, se perforaron 10 pozos, donde los primeros tres (3) tuvieron como objetivo inicial las arenas del Eoceno. Sin embargo, éste objetivo fue cambiado y de esta manera, los diez (10) pozos siguientes fueron perforados para investigar a nivel de Cretáceo y Basamento en diversas zonas del yacimiento. En este orden de ideas, el pozo S-0005 fue el primer pozo perforado teniendo como objetivo las calizas del Cretáceo. Este pozo, según los informes de perforación así como también los informes de muestras de núcleos se convirtió en el más productivo en cuanto a hidrocarburos líquidos y gaseosos del Campo Sibucara, ya que es evidente según Ferrer, F. (1983), que el pozo penetró las calizas Cretácicas en la zona donde existe mayor desarrollo de fracturas de todo el Campo. El segundo pozo perforado en el Campo Sibucara teniendo como objetivo las calizas del Cretáceo fue el pozo S-0006, este pozo se probó en el Eoceno Inferior donde no se obtuvo muestras de hidrocarburos, sin embargo se realizaron pruebas de presión en el Cretáceo obteniendo altas concentraciones de gas e hidrocarburo líquido. Seguidamente fue perforado el S-0007, el cual nunca tuvo la capacidad de producir de su completación a hueco abierto de las calizas del Cretáceo. Sin embargo, cuando se perforó, se mostraron pequeñas cantidades de hidrocarburo gaseoso y una despreciable cantidad de petróleo. �36 Consecutivamente, se perforó el S-0008, el cual según los informes de perforación y muestras de canal fue un pozo productor de hidrocarburo líquidos y agua de Formación, en el cual Ferrer, F. (1983) llega a la conclusión de que este pozo alcanzó un sistema de fracturas considerablemente desarrollado comparado con la mayoría de los pozos completados en el Campo. Sin embargo, se infiere que la extensión de este sistema de fracturas no es muy grande y que existe en este yacimiento un fuerte empuje hidráulico de fondo. Sucesivamente, se perforó el pozo S-0009, el cual inicialmente fue probado en la Formación la Luna obteniendo una alta tasa de producción de gas natural de alrededor de 8,5 MMPCPD de gas. Sin embargo, por su poca producción de petróleo, se continuó la perforación hasta alcanzar una profundidad total de 14342 pies, donde se observó un aumento en la producción de petróleo y disminuyó la producción de gas a 2 MMPCPD, sin embargo esta tasa de producción de petróleo decreció considerablemente rápido y el pozo fue considerado antieconómico. Posteriormente fue perforado el pozo S-0010, el cual se probó en la Formación la Luna obteniendo solo hidrocarburo líquido, luego se perforó en el intervalo perteneciente al Grupo Cogollo en el cual se observó un influjo considerable de gas natural al pozo, sin embargo su ubicación geográfica constituía un factor de alto riesgo para la comunidad y se abandonó. En otro orden de ideas, los pozos el pozo S-0011 y S-0014, de acuerdo a la historia disponible de estos pozos, la Formación penetrada no presentaba alguna permeabilidad. Adicionalmente se infiere que no existe en los sistemas fracturados ninguna clase de fluido, dado a que no se obtuvo ninguna clase de influjo de la formación, declarándolos pozos “secos”. �37 Por otro lado, según Ferrer, F. (1983), de acuerdo a su interpretación de las pruebas de presión del pozo S-0012, éste fue completado en el mismo yacimiento de los pozos S-0005 y S-0010. Sin embargo, el desarrollo del sistema de fracturas que le comunicaba con este yacimiento era pobre, dada a la escasa permeabilidad mostrada por la formación, observando una baja tasa de producción de hidrocarburos líquidos y gaseosos. Asimismo según Ferrer, F. (1983), el pozo S-0013 fue completado y producido en el mismo yacimiento donde produjeron los pozos S-0006 y S0008, en las calizas del Cretáceo del Campo Sibucara. Este yacimiento al igual que el perforado por los pozos S-0006 y S-0008, está sometido a un fuerte empuje hidráulico de fondo que ha ocasionando la intrusión de agua en los pozos productores. Este pozo presentó baja producción de hidrocarburo gaseoso en las arenas lutíticas del basamento específicamente a 13400’ y 13640’ bajo el nivel del mar. Por último en Abril de 1958, fue perforado el pozo S-0015, el cual se completó en el Cretáceo obteniendo únicamente producción de hidrocarburos líquidos en baja cantidad. Cabe destacar, que según Ferrer, F. (1982), se estima que de acuerdo con el comportamiento de la presión, éste pozo se encuentra en el mismo sistema de fracturas del pozo S-0009. En este orden de ideas, la tabla N° 2, que se muestra a continuación, se observan los pozos que fueron perforados con objetivo Cretáceo, específicamente en las Formación Cogollo y en el Basamento, con el objetivo de identificar los intervalos gasíferos perspectivos de los diferentes pozos del Campo Sibucara. �38 Tabla N° 2. Intervalos gasíferos perspectivos de los pozos del Cretáceo del campo Sibucara. Fuente: Baptista, M (2015) Se puede observar de la tabla N° 2, los diferentes intervalos gasíferos perspectivos con respecto a la edad geológica, formación, año de perforación y muestra de núcleo. Lo cual a partir de estos datos se generará información para la construcción del modelo litológico del yacimiento. a. Estimación de la relación gas petróleo en el Campo Sibucara Acorde con Chaparro, H. (2009), en la industria petrolera hay un paradigma que data de muchos años que es el de la "Relación Gas – Petróleo" (RGP), es decir, la cantidad de gas expresada en pies cúbicos que existe asociada a cada barril de petróleo, que es la variable clave para determinar las reservas de gas asociado. En este sentido, se define a continuación el método de cálculo volumétrico el cual es utilizado para inferir el recobro y cuantificar las reservas originales y remanentes. �39 i. Fluidos originales en sitio para yacimientos de gas Calculo del gas original en sitio y factor volumétrico. El gas original en sitio (GOES), fue determinado al momento de cuantificar la producción inicial de los pozos del Campo Sibucara bajo la siguiente ecuación: Adicionalmente, el factor volumétrico se calculó con la siguiente ecuación: Donde: GOES: Gas Original en Sitio, PCN A: Área del yacimiento, acres h: Espesor, pies Φ: Porosidad, fracción Swi: Saturación inicial de agua, fracción Bgi: Factor Volumétrico del gas @ Pi y Tf, PCY/PCN Pi: Presión inicial, lpca Tf: Temperatura de la formación (yacimiento), 0R Zgi: Factor de compresibilidad del gas @ Pi y Tf �40 Cálculo del Factor de Compresibilidad. Primeramente debe calcularse la presión y temperatura seudocríticas las cuales pueden determinar a través de la gráfica de presión y temperatura de Brown para gas natural, partiendo de una gravedad específica conocida. Seguidamente se calcula la temperatura y presión seudoreducidas: Finalmente utilizando el Método de Papay se determina el factor de compresibilidad, para un rango de uso 0,2 < Psr < 15 y 1,2 < Tsr < 3,0. Z = 1-[(3.52*Psr) / (10^(0.9813*Tsr)] + [(0.274*Psr^2) / ( 10^(0.8157*Tsr)] En este orden de ideas, a partir del estudio de los informes técnicos del Campo Sibucara se recabó la información referente a la relación gas petróleo RGP calculada en sitio por medio de pruebas de producción. La cual se ve reflejada en la tabla N°3. �41 Tabla N° 3. Intervalos gasíferos perspectivos de los pozos del Eoceno del campo Sibucara vs RGP. Fuente: Baptista, M (2015) En la tabla N° 3, se observa que los tres pozos perforados en el Campo Sibucara con objetivo Eoceno, no posee información acerca de la relación gas petróleo (RGP) obtenida en sitio a través de pruebas de presión en la cabecera de los pozos. Sin embargo, se estima una elevada RGP en el pozo S-0001, ya que la producción de gas natural este pozo se utilizó para alimentar los equipos de perforación (se utilizó como gas combustible) de los pozos S-0002 y S-0003. A continuación se presenta la tabla N° 4, en la cual se observan los intervalos perspectivos vs. la relación gas petróleo de los pozos con objetivo Cretáceo del Campo Sibucara. �42 Tabla N° 4. Intervalos gasíferos perspectivos de los pozos del Eoceno del campo Sibucara vs RGP. Fuente: Baptista, M (2015) En la tabla N° 4, se observa que los pozos S-0005, 6, 9, 10, 13, obtuvieron altas RGP en las pruebas de presión realizadas en la cabeza del pozo. Sin embargo el pozo que obtuvo la mayor RGP fue el S-0005, con 8164 pc/bl. Luego le siguen los pozos S-0009 y S-0013 con una RGP de 2030 y 2680 pc/bl respectivamente. 2.6 Conclusiones A partir de lo ya expuesto, la identificación de los intervalos perspectivos y la determinación de la tasa de producción de los mismos, se obtuvieron como consecuencia de la revisión documental consultada en las carpetas de pozos, donde fueron analizados los diarios de perforación y los informes de muestras de núcleo, perteneciente a este Campo, adicionalmente se analizó las características de producción del Campo Sibucara, resultado del análisis del historial de producción de los pozos realizado por Ferrer, F. (1982), el cual permitió ampliar el conocimiento con respecto a la identificación de los intervalos prospectivos y la caracterización litológica de las Formaciones �43 atravesadas por los pozos del Campo Sibucara, que permitió a la autora la valoración litológica que incide en la acumulación de gas en dicho Campo. En este capítulo, se analiza también los métodos utilizados al momento de cuantificar y estimar la producción de gas en los diferentes pozos del Campo Sibucara. En este orden de ideas se observa que los pozos con mayor relación gas petróleo (RGP) son el S-0001 y S-0005. A pesar de que el pozo S-0001 no tenga información registrada en los informes técnicos, la autora infiere que posee alta RGP debido al historial de perforación y producción manejada, en donde la producción de dicho pozo fue utilizada como gas combustible para alimentar los equipos de perforación de los pozos S-0002 y 3. �44 CAPÍTULO III. ESTUDIO LITOLÓGICO DE LOS CAMPOS SIBUCARA Y LA CONCEPCIÓN 3.1 Introducción 3.2 Sección litológica de los pozos con intervalos perspectivos del Campo Sibucara. 3.3 Cortes litológicos de los pozos con intervalos perspectivos en el Campo Sibucara 3.4 Modelo litográfico de los pozos con perspectivas de gas en el Campo Sibucara 3.5 Conclusiones 3.1 Introducción Al momento de inferir acerca de los parámetros para identificar y determinar los intervalos gasíferos más perspectivos del Campo Sibucara se tomó como información los diarios de perforación de cada pozo y se identificó las arenas donde se obtuvo muestras de gas. Esta información fue comparada y contrastada con los informes de muestras de núcleo disponibles. Con la finalidad de identificar los intervalos perspectivos de arenas gasíferas en el Campo Sibucara, se consideran informaciones que fueron procesadas para generar información actualizada del modelo litográfico del yacimiento. 3.2 Sección litológica de los pozos con intervalos perspectivos del Campo Sibucara. A continuación se presenta el mapa de la sección litológica, en el cual fueron tomados todos los pozos perspectivos del Campo Sibucara, para observar el comportamiento litológico de las diferentes Formaciones atravesadas, el cual se presenta en la figura 9. �45 Fig. 9. Mapa de localización de la sección litológica de los pozos perspectivos del campo Sibucara. Fuente: Baptista, M. (2015) Fig. 10. Sección litológica de los pozos perspectivos del campo Sibucara. Fuente: Baptista, M. (2015) En la sección litológica de los pozos perspectivos del Campo Sibucara se puede observar continuidad en las arenas del Eoceno Medio, específicamente en el Miembro Ramillete, lutitas con intercalaciones de arenisca (Hard Sandy Shale). Adicionalmente se distingue una continuidad litológica en el Eoceno Inferior específicamente en el Miembro Misoa Inferior de arenas con presencia de arcilla (Hard shale and sandstone). Figura 10 �46 En este orden de ideas, se puede observar que las arenas calizas (limestone) del Cretáceo están antecedidas por lutitas (shale), lo cual se puede inferir que las lutitas sirven de roca sello a las arenas gasíferas del Basamento (calizas). Asimismo, se observa la continuidad del Basamento conformado por calizas. 3.3 Cortes litológicos de los pozos con intervalos perspectivos en el Campo Sibucara En estos mapas litológicos se trazaron los perfiles geológicos del yacimiento realizados en las direcciones NO-SE, SO-NE y O-E, muestran los intervalos que conforman el yacimiento, las que se observan en la figura 11. �47 NO . SE Fig. 11. Mapa de localización de los perfiles litológicos NO-SE de los pozos perspectivos del campo Sibucara. Fuente: Baptista, M. (2015) �48 SE NO Fig. 12. Mapa de los perfiles litológicos NO-SE de los pozos perspectivos del campo Sibucara. Fuente: Baptista, M. (2015) En el perfil litográfico de dirección NO-SE, se puede observar la continuidad de arenas perspectivas en las lutitas con intercalaciones de arenisca (Hard Sandy shale) del Miembro Ramillete, así como también se observa dos intervalos prospectivos continuos de lutitas duras en el Eoceno. Adicionalmente, se observa que existe una capa de lutitas sello sobre las calizas productoras del Basamento. Figura 12. �49 Por otra parte, en la figura 13, se presenta el mapa con dirección O-E, el cual representa el rumbo del yacimiento. NE SO Fig. 13. Mapa de localización de los perfiles litológicos NE-SO de los pozos perspectivos del campo Sibucara. Fuente: Baptista, M. (2015) �50 NE SO Fig. 14. Mapa de los perfiles litológicos NE-SO de los pozos perspectivos del campo Sibucara. Fuente: Baptista, M. (2015) En este perfil litológico se puede apreciar los intervalos de lutitas (shale) sello, sobre los intervalos productivos del eoceno específicamente las lutitas con intercalaciones de arenisca y las lutitas así como también en las calizas del Basamento. Figura 14. Por otra parte, en la figura 15, se presenta el mapa con dirección O-E, el cual representa el rumbo del yacimiento. �51 Fig. 15. Mapa de localización del perfil litológico con dirección O-E de los pozos perspectivos del campo Sibucara. Fuente: Baptista, M. (2015) �52 O E Fig. 16. Mapa de los perfiles litológicos con dirección O-E de los pozos perspectivos del campo Sibucara. Fuente: Baptista, M. (2015) En la figura 16, se puede observar, la continuidad de las arenas gasíferas perspectivas, como lo son las lutitas con intercalaciones de areniscas (hard Sandy shale), lutitas gris oscuro duras y calizas. Así mismo, se evidencia la presencia de las lutitas las cuales ejercen la función de sello a las arenas gasíferas. 3.4 Modelo litográfico conceptual de los pozos con perspectivas de gas en el Campo Sibucara Mediante la utilización de los intervalos litológicos obtenidos de los diarios de perforación de los pozos que presentaron perspectivas de producción de hidrocarburos gasíferos se generó el siguiente modelo litológico. Figura 17. �53 Fig. 17. Modelo litológico de los pozos perspectivos del campo Sibucara. Fuente: Baptista, M. (2015) Del modelo litológico de los pozos perspectivos del Campo Sibucara se pueden observar los intervalos de lutitas con intercalaciones de areniscas, lutitas y arenas, lutitas (shale), calizas (limestone), entre otras. Donde se puede observar la continuidad de los intervalos perspectivos en el Eoceno como lo son lutitas con intercalaciones de arenisca, las lutitas y arenas y las calizas así como también las calizas del Cretáceo. Adicionalmente se puede observar acuñamientos de arenas perspectivas de lutitas grises-marrones oscuras, lutitas grises oscuras y lutitas duras gris oscuras mostrados en la Figura 18. �54 Fig. 18. Posibles zonas gasíferas perspectivas del campo Sibucara. Fuente: Baptista, M. (2015) 3.5 Conclusiones A través del estudio de los intervalos atravesados por los pozos del Campo Sibucara, se identificó los intervalos perspectivos en las secciones, cortes y el modelo, en los cuales se evidenció que existe un buen sistema de �55 almacenaje, ya que la mayoría de los intervalos perspectivos está precedida por un intervalo de lutitas sello. Adicionalmente, se puede observar que existe buena continuidad de las arenas gasíferas perspectivas, así como también de las lutitas sello, sin embargo no existe información acerca del sistema de fallas en cuanto a su ubicación exacta, lo cual representa una información necesaria para esta investigación. �56 CONCLUSIONES En este trabajo de investigación se arribaron a las siguientes conclusiones: 1. Producto de la interpretación de la información de los diarios de perforación e informes de muestra de núcleos aportados por la revisión documental se identificó los intervalos y el tipo de Formación perspectivos de los pozos del Campo Sibucara. 2. Existen acumulaciones de hidrocarburos gaseosos a nivel del Eoceno, Cretáceo y el Basamento del Campo Sibucara, siendo los más perspectivos el intervalo de los miembros Ramillete y Punta Gorda del Eoceno. 3. A través del análisis de los cortes de sección y de perfil se verificó que existe un buen sistema de almacenamiento de hidrocarburos gaseosos, mostrándose en el modelo, cuatro zonas potencialmente perspectivas para una futura exploración. 4. Como resultado del estudio de las referencias bibliográficas se pudo constatar que existen incongruencias y ausencia de datos en la información obtenida a través de las carpetas de los pozos, específicamente en los diarios de perforación, tales como, coordenadas UTM, tasa de producción de gas, sistemas de fallas, entre otros. 5. No existe información actual del Campo Sibucara, ya que los pozos S0001, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14 y 15 están en situación de abandono, mientras que los S-0005, 6 y 13 están cerrados. 6. Cabe destacar que en los pozos S-0005, 6, 9, 10, 13, se realizaron trabajos de estimulación con mud acid al 15% y Jel-X-500, observándose una disminución considerable de la producción de �57 hidrocarburos gaseosos. Lo cual se infiere que dicho trabajo de estimulación provocó un elevado daño a la formación. RECOMENDACIONES. Consideramos a partir de los resultados de este trabajo realizar las siguientes recomendaciones: 1. Realizar una revisión detallada de cada uno de los registros tomados a nivel del Eoceno en el Campo Sibucara, a fin de inferir la existencia de arenas gasíferas perspectivas. 2. Perforar un nuevo pozo direccional con objetivo el Basamento y que se encuentre ubicado en el área del sistema de fracturas del S-0001 y S-0005. Este pozo evaluará la acumulación de hidrocarburos gaseosos en el Eoceno encontrada por los pozos S-0001, 2 y 3; y el Basamento, donde la acumulación de gas natural fue encontrada por el pozo S-0012, económicamente. a fin de determinar si esta es rentable �58 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Araujo, J. (2007). CARACTERIZACIÓN DE YACIMIENTO DE ZONA SUR DEL CAMPO MENE GRANDE A PARTIR DEL USO DE ATRIBUTOS SISMICOS POTS APILAMIENTO. Trabajo especial de pregrado de la Universidad Simón Bolívar. Caracas. Allaby, M. (2008). DICTIONARY OF EARTH SCIENCES. OXFORD university press. Tercera edición. Nueva York. Azpiritxaga, Izaskun. (1995). 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Title A name given to the resource Prospección de intervalos gasíferos en el campo Sibucara del Zulia Creator An entity primarily responsible for making the resource María Alejandra Baptista Montero Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Tesis maestría Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2015