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VOLUMEN 38, N掳 51 ABRIL 2010

GEOMINAS

Registrada en: Latindex: Folio 15333; Revencyt: RVG003; Fonacit: Reg2006000013; Peri贸dica; GeoRef Titles; ICSU Navigator database: UDC: 624.131.1, 549;552.08


PALMAS REPRESENTATIVAS DEL PALMETUM DEL JARDÍN BOTÁNICO, CIUDAD BOLíVAR

Palma datilera (Phoenix dactylifera)

Latenia o Palma azul (Bismarckia nobilis)

Palma africana (Elaeis guianeensis)

Palma corozo (Aerocomia oculeata)


BOLETÍN N° 51 ABRIL 2010 COMISIÓN DIRECTIVA Yockling Lima, Andreina García, Rosario Rivadula, Enrique Acosta, Dafni Echeverría, Jacques Edlibli, Ángel R. P. Paulo G. C. COMISIÓN ASESORA Manuel Funes A., Pedro Elías Lezama P., Rafael Sosa, Guillermo Tinoco M., Galo Yánez CONSEJO EDITORIAL José Herrero N. Editor-Coordinador Ángel R. P. Paulo G. C. Fundageominas Iván Quintero Departamento de Ingeniería Industrial Jesús Santiago Departamento de Geología Víctor González Departamento de Ingeniería de Minas Fotografía Joheno Traducción Pedro Gamboa Diagramación y digitalización Ángel R. P. Paulo G. C. Portada Diseño original por Lozaiga, desde 1964

El boletín GEOMINAS es una publicación cuatrimestral de la Escuela de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oriente, a través de la Fundación de Egresados y Amigos de la Escuela de Geominas de la Universidad de Oriente (FUNDAGEOMINAS); es publicado desde 1964. GEOMINAS se edita con la visión de promover y estimular la investigación científica en las geociencias y difundirla para contribuir con el conocimiento global. GEOMINAS es una revista multidisciplinaria cuya especialidad son las geociencias, siendo sus temas prioritarios los geológicos, mineros, geotécnicos, de recursos naturales, ordenación territorial, energía, ecología y ambiente. GEOMINAS publica artículos, ensayos, entrevistas y comunicaciones originales, con primacía en las áreas prioritarias de la revista. El contenido de las publicaciones es de la entera responsabilidad de sus autores, y de ninguna manera del boletín, ni de FUNDAGEOMINAS, ni de la Escuela de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oriente. Los autores han aceptado que sus aportes a GEOMINAS no han sido publicados ni enviados a otros órganos de difusión de cualquier tipo.

COMISIÓN DE ARBITRAJE Raquel Alfaro Fernandois (Universidad de Chile, Chile)

Ángel Andara (Universidad de Los Andes, Venezuela)

Américo Briceño (Universidad de Oriente, Venezuela)

Pío Callejas (Instituto de Cerámica y Vidrio, España)

Jesús A. Ruíz Careaga (Benemérita Universidad de Puebla, México)

Carlos Grús (Universidad de Oriente, Venezuela)

Jesús Martínez Martínez (Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, España)

Joseph M. Mata Perello (Universitat Politècnica de Catalunya, España)

Iván J. Maza (Universidad de Oriente, Venezuela)

Vicente Mendoza Direcciones: Boletín GEOMINAS. Escuela de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oriente.. Campo universitario La Sabanita. Ciudad Bolívar. Edo Bolívar. Venezuela. http://www.geominas.net.ve

(Consultor independiente, Venezuela)

Enrique Orche García (Universidad de Vigo, España)

Julio Pérez (Universidad de Oriente, Venezuela)

e-mails: Revistageominas@gmail.com, fundageominas@gmail.com y fundag@cantv.net

David Pérez H. (Consultor independiente, Venezuela)

René Pravia López (Universidad de Oriente, Venezuela)

Impreso en Graficolor, C. A. Puerto Ordaz-Edo. Bolívar 500 ejemplares - Precio: BsF 54,00

PUBLICACIÓN ARBITRADA

Jean Pasquali Z. (Instituto de Cs. De la Tierra, Universidad Central de Venezuela)

Alfonso Quaglia (Inter-Rock, S. A., Venezuela)

Miguel Ángel Rivas (Consultor independiente, Venezuela)

Registrada en: Latindex: Folio 15333; Revencyt: RVG003; Fonacit: Reg2006000013; PERIÓDICA; GeoRef Titles; ICSU Navigator database: UDC: 624.131.1, 549;552.08 ISSN: 016-7975 Depósito Legal: pp 196403BO252

Edixon Salazar (Universidad de Oriente, Venezuela)

Juan Carlos Sánchez M. (Panel Intergubernamental para el Cambio Climático, Venezuela)

Guillermo Tinoco M. (Fundageominas, Venezuela)

Edición financiada por: Fundaudo

Franco Urbani (Escuela de Geología, Universidad Central de Venezuela)

Horacio Vera M. El material contenido en esta revista puede ser reproducido sin autorización alguna, siempre y cuando se mencione expresamente la fuente

(Universidad de Oriente, Venezuela)

Hilmig Viloria (Universidad de Oriente, Venezuela)


Volumen 38, N° 51, abril 2010

Economía de los recursos naturales Predicción del producto interno bruto mundial con base en los precios del gas natural, petróleo, cobre, mineral de hierro y maíz.

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Forecasting of gross domestic product from natural gas, oil, copper, iron ore and corn prices. Ángel R. P. Paulo G. C., José Herrero N.

Geofísica Velocidades de las ondas P y S de la ciudad de de Mérida, Venezuela, a partir de sísmica de refracción.

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P and s wave velocities from seismic refraction of the subsoil of Merida city, Venezuela. M. Cerrada, S. Klarica, J. Choy, R. Aranguren, C. Palme, F. Mazuera, C. Reinoza

Ciencias aplicadas Análisis de pruebas de bombeo por Hantush para pozos de gran diámetro mediante hojas de cálculo.

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Hantush pumping test analysis in large diameter wells by worksheets. Luis E. Mora M., Hervé J. Jégat N., Jesús E. Mejías D.

Análisis didáctico-interactivo de pruebas de bombeo en acuíferos semi-confinados con hojas de cálculo

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Didactic-interactive analysis of pumping tests in semiconfanated aquiferous with worksheets Luis E. Mora M., Hervé J. Jégat N., Jesús E. Mejías D.

Geología de superficie Excursión geológica al cerro CANTV al Suroeste de Barinas-Venezuela.

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Geologic excursion to CANTV hill, Barinas southeast-Venezuela. Edgar Chacín

Los minerales estratégicos

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Propiedades físico-químicas y aplicaciones industriales del coltán. José Herrero Noguerol

Tectónica Evidencias estructurales del corrimiento de Mesa Bolívar en Santa Cruz de Mora, Mérida, Venezuela.

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Structural evidence of Mesa Bolivar thrust at Santa Cruz de Mora, Mérida, Venezuela. Francisco Bongiorno, José T. Castrillo, Norly Belandria, Fernando Mazuera

Climatología Análisis del cambio climático reciente de la ciudad de Mérida-estado Mérida: calentamiento local.

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Analysis of recent climate change in the city of Merida-Merida state: local warming. G. Guerrero C., M. G. Camargo M., O. A. Guerrero C., O. Guerrero

Geofísica Caracterización geoeléctrica del acuífero ubicado en los sectores La Fuente-Paraguachí, isla de Margarita, estado Nueva Esparta.

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Geoelectrics characterization of the aquifer located in the fields La Fuente-Paraguachí, Margarita island, Nueva Esparta state. Martha Terán, Pedro Vásquez, Ricardina Díaz, Marisela Uzcátegui, Hervé Jégat, Fernando Mazuera

Recursos naturales Exploración, evaluación geológica, económica, socio-ambiental y procesamiento del mineral azabache localizado en el río Orinoco, sectores Vuelta El Torno-El Merey, municipio Sucre, y Caicara del Orinoco-Puerto El Burro, municipio Cedeño, del estado Bolívar.

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Exploration, geological-economical-socio-environmental evaluation and processing of azabache located in Orinoco river, Vuelta El Torno-El Merey sector, Sucre municipality and Caicara del Orinoco-Puerto El Burro sector, Cedeño municipality, Bolivar state. Tirza Ayala, Magaly Malavé, Soyrex Rodríguez, José Herrero N., Ángel R. P. Paulo G. C.

Mantenimiento Propuesta de estrategias gerenciales para el mejoramiento de la disponibilidad de los equipos críticos de los laboratorios del Departamento de Mecánica, Universidad de Oriente

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Management strategies proposed for improvement the availability of critical equipment of laboratories of Mechanics Department, Universidad de Oriente Diógenes Suárez, Darwin Bravo, Carmen Suárez y Mélida León


EDITORIAL Uno de los tantos graves problemas que hoy día afectan al planeta Tierra, directamente relacionado con el cambio climático, sin duda, es la destrucción de la vegetación (tala, quema, incendios de vegetación). En Venezuela ya es recurrente que anualmente, principalmente en la estación de sequía, el país arde en todos sus ámbitos geográficos. El hacha, la sierra, el fuego y el hombre acaban con grades extensiones de bosques y sabanas, sin importarle la conservación de las fuentes de agua, biodiversidad y suelos, estén o no en parques naturales o reservas forestales. En 28 años, de los 47 millones de hectáreas de bosques, se han destruido más de 4.7 millones de ha (0,6 millones de ha/año). Cada día más se está acelerando la conversión del bosque: ocupación por invasión y cambio de uso en las ABRAE, explotación forestal ilegal, deforestación y quema para la ampliación de la frontera agrícola y pecuaria. Nuestras sabanas arden sin miramiento alguno. Leyes, decretos y normativas existen y son muy buenas, pero generalmente no se cumplen. El desconocimiento e indolencia de esa situación, del daño que se causa al más preciado patrimonio natural de la Nación, nos llama a la reflexión y pronta atención de la ciudadanía, los grupos organizados y gobierno, con su aporte decidido, con urgentes medidas y decisiones, para lograr verdaderamente mayor conciencia de los valores ecológicos y humanos. Hoy día, más que nunca, se observa la evidente degradación y destrucción de los ecosistemas del país, aflorando dramáticamente el fuego, humo, ceniza, muerte. Numerosas especies de fauna están en peligro de extinción. La deforestación es el inicio del fin de la vida. Es notorio y será muy difícil que Venezuela cumpla los compromisos y protocolos ambientales internacionales en cuanto a la reducción de las emisiones de CO2, y de otros gases de invernadero provenientes, tanto de las fuentes de combustibles fósiles como de otras, caso de la deforestación de bosques e incendios de vegetación. Ya es hora de que el Estado implemente medidas eficaces y oportunas, entre otras cosas, verdaderos y ambiciosos planes de reforestación y reprobación forestal. Es muy conocido que los bosques talados se convierten en matorrales y los ya pequeños ríos en secos cauces, grandemente contaminados. La erosión y pérdida de fertilidad y productividad de los suelos es otro peligro mayor, además de los altos niveles de plomo, arsénico, mercurio, selenio, fertilizantes, pesticidas, plaguicidas, que sumado al monocultivo practicado, sobrepastoreo, la tala y la quema descontrolada, la disminución de poblaciones de microorganismos, lavado de los escasos nutrientes, pérdida de la materia orgánica, nitrógeno, fósforo y potasio, ocasionan una peligrosa situación al agro y al hombre. El combate de esta vulnerabilidad exige mayor prevención, investigación, control y mayor vigilancia ambiental, aplicación de la ley penal del ambiente, y sobre todo, promover prácticas conservacionistas e implementar programas a todos los niveles para la educación en la conservación del ambiente y los recursos naturales. GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010

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Economía de los recursos naturales PREDICCIÓN DEL PRODUCTO INTERNO BRUTO MUNDIAL CON BASE EN LOS PRECIOS DEL GAS NATURAL, PETRÓLEO, COBRE, MINERAL DE HIERRO Y MAÍZ FORECASTING OF GROSS DOMESTIC PRODUCT FROM NATURAL GAS, OIL, COPPER, IRON ORE AND CORN PRICES Ángel R. P. Paulo G. C.1 José Herrero N.2 Recibido: 3-2-10; Aprobado: 26-3-10.

RESUMEN Con el propósito de predecir el producto interno bruto (PIB) mundial tomando como determinantes parciales del mismo a los precios de commodities muy vinculados con el crecimiento como son el petróleo, el gas natural, el cobre, el mineral de hierro y el maíz, se procedió a realizar un análisis de regresión múltiple sobre datos recopilados para el período entre 1991 y 2009; obteniéndose un modelo que explica en un 86% con un 95% de confianza el monto del PIB mundial el cual se probó en un escenario muy probable para 2010, de donde se concluyó que el modelo propuesto realiza una aproximación regular por lo que se requiere la adición de otras variables independientes que contribuyan a mejorar la predicción. Palabras clave: Commodities, modelo matemático, PIB mundial, precios. ABSTRACT With the purpose of predicting world gross domestic product (GDP) taking as its partial determinant, commodities prices such as crude oil, natural gas, copper, iron ore and maize, closely linked with the growth, it was proceeded to make a multiple regression analysis on collected data from 1991 to 2009; obtaining a model that explaine in 86%, with 95% confidence, the quantity of world GDP which was tested in a very probable scenario of 2010; it was concluded that proposed model performs a regular approach, that's why it is requiring the addition of other independent variables that help to improve the prediction. Key words: Commodities, mathematical model, prices, world GDP.

INTRODUCCIÓN Las materias primas tienen una indudable vinculación con el crecimiento económico al punto que diversos autores vinculan los precios de éstas con base en el producto interno bruto (PIB) mundial, estudiándose fuertemente, en los últimos cinco años, la influencia del crecimiento económico de los denominados países BRIC (China, India, Brasil y Rusia) sobre los precios de tales materias primas, sin embargo, los estudios y creación de modelos que permitan explicar precios o crecimiento económico son de más larga data. Gisser y Goodwin(1986) así como Bjornland (2000), citados por Lanteri (2007), sostienen que la actividad económica se ve afectada por los precios de la energía, en particular, los precios del petróleo. Precios éstos que fueron estudiados por Brunnell (s/f), concluyendo que la correlación directa existente entre el petróleo y el PIB mundial es de tipo exponencial. Por otra parte, los minerales inorgánicos y el crecimiento económico mundial han sido correlacionados en diferentes trabajos con base en las evidencias empíricas, en tal sentido se tiene que Cilliers (2008) asevera acerca de la correlación directa existente entre la demanda de minerales y el crecimiento mundial, lo cual es reforzado por Korniotis (2009) quien señala que el crecimiento del PIB mundial está fuertemente correlacionado con el crecimiento de los precios de los metales, lo cual es complementado por Rauch (2009) cuando revela una alta correlación individual (= 0,847) entre las cantidades consumidas de aluminio, cobre, hierro y zinc con respecto al producto interno bruto. De las distintas materias primas del grupo de los metales, destaca el cobre el cual es frecuentemente vinculado a la actividad GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010

económica global considerándose un barómetro (Jafarov, 2009), anteriormente, Vial (2003), citado por De Gregorio, González y Jaque (2005), encontraban un efecto significativo y persistente entre el crecimiento mundial y el precio del cobre y Kristensen (2009) demostró que, entre 1990 y 2008, si el PIB mundial crece un 1%, los precios del cobre se elevarán un 30,56%. Actualmente y desde octubre de 2008 el planeta enfrenta una recesión mundial de gran significación que ha producido fuertes caídas en los precios y el consumo de las distintas materias primas vinculadas fuertemente al crecimiento económico y a las metas de reducción de pobreza que ya son política de los países emergentes. A pesar que esta recesión está siendo considerada como una crisis del mundo desarrollado ya que se inició en la primera economía del planeta y contagió con gran rapidez al resto de los países del “primer mundo”, ha habido impactos importantes en los demás países, destacando que muchos de los emergentes se encontraban mejor preparados en esta oportunidad para enfrentar la crisis. Sin embargo, los precios bajos y la disminución del consumo de las materias primas afecta en forma relevante a las economías del “tercer mundo”, ya que desde éstos se suministran importantes cantidades de recursos naturales primarios y de cierto grado de valor agregado que se requieren en los países desarrollados y en los principales emergentes. 1 Ing°Min°, MSc. Profesor Asociado. UDO. e-mail: arppgc@hotmail.com 2 Ing°Geó°, MEng. Profesor Titular. UDO. e-mail: joseherreron@hotmail.com

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A. Paulo, J. Herrero

Ya que el presente año está estimado como el del inicio de la recuperación económica mundial y diversas variables son observadas y estudiadas para predecir el crecimiento económico, pareciera coherente esperar que el incremento de los precios de la totalidad de las materias primas objeto de este trabajo puede ser un indicador veraz de la superación de la recesión, todo esto con base en la importancia que tienen los recursos en estudio para soportar el crecimiento económico mundial. METODOLOGÍA Se emplearon datos históricos entre 1991 y 2009. Las cifras del PIB mundial se obtuvieron del Fondo Monetario Internacional (2009a), mientras que los precios de las diferentes materias primas consideradas se obtuvieron del Fondo

Monetario Internacional (2009b). Con estos datos se construyó una matriz en una hoja de cálculos de Microsoft® Excel® a partir de la cual fue posible realizar una regresión lineal múltiple con un 95% de confianza, haciendo uso de la herramienta que posee este software para estos fines, denominada “Análisis de datos”. La variable dependiente considerada es PIB mundial (PIBm) expresada en miles de millones de dólares estadounidenses (US$x109) a precios corrientes; las variables independientes consideradas son: precio del gas natural (GNp) expresado en dólares estadounidenses por metro cúbico (US$/m3), precio del petróleo (Pp) expresado en dólares estadounidenses por barril (US$/barril), precio del cobre (Cup) expresado en dólares estadounidenses por tonelada

métrica (US$/Tm), precio del mineral de hierro (FexOxp) expresado en centavos de dólar estadounidense por unidad de tonelada métrica seca (¢US$/dmtu) y, precio del maíz (Mzp) expresado en US$/Tm. RESULTADOS Y ANÁLISIS En la tabla I se muestran los datos relativos a las variables en consideración, desde 1991 hasta 2009. La regresión lineal múltiple realizada arrojó los resultados que se muestran en las tablas II a la IV. De lo anterior se extrae que el modelo matemático para predecir el PIB mundial a partir de los precios del gas natural, petróleo, cobre, mineral de hierro y maíz, explica en un 86% el monto del PIBm con un 95% de confianza, tal modelo se exhibe a continuación:

1.745 GNp 8.200 Pp 4 Cup 5.729 FexOxp 283 Mzp 18.285 PIBm = - - - - - - - + - - - - - - + - - - - + - - - - - - - - + - - - - - - + - - - 78 31 11 75 46 4 De este modelo se extrae que, si todos un incremento de 1 US$/m3 en el precio del gas natural incidiría en un incremento de 22,37 millardos de US$, mientras que un incremento de 1 US$/barril en el precio del petróleo estaría influyendo en un incremento del PIB mundial de 264,8 millardos de US$, el cual incrementaría en 363,61 millones de US$ por cada incremento en el precio del cobre, así mismo, el incremento del PIB mundial sería de 76,39 millardos de US$ por cada ¢US$/dmtu de mineral de hierro, finalmente, un incremento de 1 US$/Tm en el precio del maíz estaría vinculado con un incremento del PIB mundial de 6,15 millardos de US$. Un incremento simultáneo de una unidad en el precio de cada una de las materias primas consideradas estaría relacionado con un crecimiento en el PIB mundial de 370 Tabla I. Montos del PIB mundial desde 1991 hasta 2009 y precios del gas natural, millardos de US$. petróleo, cobre, mineral de hierro y maíz para el mismo período de tiempo. Si se considera que el precio promedio del petróleo para 2010 sea de 83 US$/barril que es el pronóstico promedio en Wall Street según lo refleja PrecioPetroleo.net (2010), si se concreta el estimado de alrededor de 152 US$/m3 en el precio del gas natural para 2010 como se puede extraer de EIA (2010), considerando lo expresado por Bussiness News Americas (2010), citando al Banco Central de Chile (2010) que estima el precio del cobre para 2010 en 6.834,26 US$/Tm y con base en lo expuesto por Banco Mundial (2010a) acerca del precio del mineral de hierro para 2010 que sería de 120 ¢US$/dmtu, así como el del maíz estaría en 166 US$/Tm, se obtendría, con base en el modelo expuesto, un PIB mundial de 56.313 millardos de US$ lo cual estaría indicando que 2010 sería otro año de A precios corrientes; Precios spot (promedio del año) en el terminal Henry Hub en Louisiana; Precios caída económica pero con un nivel de (promedio del año) del West Texas Intermediate; Precios spot (promedio del año) según el London Metal PIB superior al de 2007, sin embargo, el Exchange de cátodos grado A en puertos europeos (precios CIF); Precios FOB en Ponta de Madeira Banco Mundial (2010b), sostiene un correspondientes a finos con 67,55% de hierro para el mercado europeo; Precios FOB en el Golfo de México estimado de PIB mundial por el orden de correspondientes a Maíz amarillo Nº 2. Fuente: Fondo Monetario Internacional (2009a) (2009b) 60.116 millardos de US$, nominal, a

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Predicción del producto interno bruto mundial con base en ...

Tabla II. Estadísticas de la regresión

Tabla III. Análisis de varianza

alrededor de 2,7% de crecimiento sobre 2009, es decir, casi 4 millardos de US$ por encima del estimado con este modelo; por otra parte, Naciones Unidas (2010) expone un rango de crecimiento económico entre 0,9% y 3,9% para 2010. El resultado que se obtiene con el modelo propuesto está un 6,33% por debajo del estimado del Banco Mundial, no obstante, se debe tomar en cuenta que el modelo explica el monto del PIB mundial en un 86%, de ahí que hay un 14% que no está siendo explicado por las variables independientes seleccionadas.

Tabla IV

CONCLUSIÓN Y RECOMENDACIÓN Las variables independientes seleccionadas pueden ser empleadas en el modelo expuesto, para predecir el PIB mundial como una aproximación regular al verdadero valor. Es recomendable la incorporación de nuevas variables a fin de mejorar la precisión del modelo expuesto. REFERENCIAS Banco Mundial (2010a). Global Commodity Markets. Review and price forecast. A Companion to Global Economic Prospects 2010. USA: The International Bank for Reconstruction and Development/The World Bank. Banco Mundial (2010b). Regional forecast detail. [Citado 10 de enero de 2010]. Disponible en la World Wide W e b : http://web.worldbank.org/external/default/main?theSi tePK=612501&pagePK=2904583&contentMDK=206 65990&menuPK=612532&piPK=2904598 Bunnell, D. E. (s/f). Predicting worldwide consumption of petroleum by correlating GDP growth and energy efficiency. [Citado 4 de enero de 2010]. Disponible en l a W o r l d W i d e W e b : http://www.usaee.org/usaee2007/submissions/Onlin eProceedings/Bunnell.pdf Cilliers, J. (2008). Foam, Froth and Flotation or … how bubbles buoy up the world economy. Conferencia. Imperial College London. [Citado 28 de diciembre de 2009]. Disponible en la World Wide Web:

http://www3.imperial.ac.uk/newsandeventspggrp/imperialcollege/eventssum mary/event_16-1-2008-15-48-10?eventid=24614 De Gregorio, J., González, H. y Jaque, F. (2005). Fluctuaciones del dólar, precio del cobre y términos de intercambio. Documentos de Trabajo Nº 310. Banco Central de Chile. Fondo Monetario Internacional (2009a). World Economic Outlook Database, October 2009. [Citado 12 de enero de 2009]. Disponible en la World Wide Web: http://www.imf.org/external/pubs/ft/weo/2009/02/weodata/index.aspx Fondo Monetario Internacional (2009b). IMF PrimaryCommodity Prices. [Citado 12 d e e n e r o d e 2 0 0 9 ] . D i s p o n i b l e e n l a Wo r l d W i d e We b : http://www.imf.org/external/np/res/commod/index.asp Jafarov, R. (2009). Cooper Price Outlook. Commodity monitor. Citado 8 de enero de 2010]. Disponible en la World Wide Web: http://www.minesite.com/fileadmin/content/pdfs/Brokers_Notes_August_09/c opper20090901.pdf Korniotis, G. M. (2009). Does speculation affect spot Price levels? The case of metals with and without futures markets. Finance and Economics Discussion Series. Reserva Federal de los Estados Unidos de América. Citado 18 de enero de 2010]. Disponible en la World Wide Web: http://www.federalreserve.gov/Pubs/feds/2009/200929/index.html Kristensen, S. (2009). The recent rice and fall in copper prices. An econometric analysis. Trabajo de grado. Luleå University of Technology. Suecia. [Citado 22 de enero de 2010]. Disponible en la World Wide Web: http://epubl.luth.se/14021773/2009/283/LTU-CUPP-09283-SE.pdf Lanteri, L. N. (2008). Choques de precios de materias primas, desempeño fiscal y crecimiento. Una propuesta de VAR estructural para la economía argentina. Estudios Económicos Vol. 23 Nº2. PrecioPetroleo.net (2010). Precio petróleo 2010. [Citado 27 de febrero de 2010]. Disponible en la World Wide Web: http://www.preciopetroleo.net/preciopetroleo-2010.html Rauch, J. N. (2009). Global mapping of Al, Cu, Fe and Zn in-use stocks and inground resources. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), 106(45). [Citado 12 de enero de 2010]. D i s p o n i b l e e n l a W o r l d W i d e W e b : http://www.pnas.org/content/106/45/18920.full U. S. Energy Information Administration (EIA) (2010). Natural Gas Weekly Update. [Citado 27 de febrero de 2010]. Disponible en la World Wide Web: http://www.eia.doe.gov/oog/info/ngw/ngupdate.asp

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Geofísica VELOCIDADES DE LAS ONDAS P Y S DE LA CIUDAD DE DE MÉRIDA, VENEZUELA A PARTIR DE SÍSMICA DE REFRACCIÓN P AND S WAVE VELOCITIES FROM SEISMIC REFRACTION OF THE SUBSOIL OF MERIDA CITY, VENEZUELA M. Cerrada1, S. Klarica2, J. Choy3, R. Aranguren4, C. Palme5, F. Mazuera6 y C. Reinoza7 Recibido: 9-3-10; Aprobado: 25-3-10.

RESUMEN La ciudad de Mérida, ubicada en Los Andes Venezolanos, es un buen ejemplo de un área urbana sometida a riesgos naturales múltiples (sismos, movimientos de masa y crecidas torrenciales). El presente estudio forma parte del proyecto Nacional de Gestión Integral de Riesgo en Espacios Urbanos, coordinado por Funvisis. Su objetivo principal es determinar las velocidades de las ondas P y S de las capas más someras de los depósitos sedimentarios de esta ciudad, aplicando el método de sísmica de refracción. Los datos se obtuvieron a partir de 41 líneas sísmicas, utilizando un sismógrafo de 48 canales y como fuente sísmica una mandarria de 5 kg. El procesamiento de los datos se realizó utilizando el programa comercial SeisImager 2D (Geometrics). Los datos pueden ser ajustados utilizando modelos de una capa sobre un semiespacio. Las velocidades de ondas P para la capa oscilan entre 337 m/s - 989 m/s y 900 m/s - 2.900 m/s para el semiespacio. Las velocidades para las ondas S varían de 125 m/s a 629 m/s y de 362 m/s a 1.651 m/s para la capa y el semiespacio, respectivamente. Para la capa se obtuvo un espesor que varía entre 4 m y 14 m. La información se presenta organizada mediante un Sistema de Información Geográfico (SIG). Palabras clave: Mérida, modelos de velocidad 2D, ondas, sísmica de refracción. ABSTRACT The city of Mérida in the Venezuelan Andes is a good example of an urban area exposed to various natural hazards (earthquakes, mass movements and torrential floods). This study forms part of the “National Integrated Risk Management for Urban Areas” project, coordinated by Funvisis. Its main objective is to determine P and S wave velocities of the shallow layers of the semimetal deposits underlying this city from data obtained by the seismic refraction method. The data were acquired from 41 seismic lines, using a 48 channel seismograph and as the seismic source a 11 pound sledgehammer. Data processing was performed using SeisImager 2D (Geometrics) Software. Data can be fitted using a layer over a half space velocity model. The P velocities for the layer range from 337 m/s to 989 m/s and from 900 m/s to 2.900 m/s for the half space. The S velocities range from 125 m/s to 629 m/s and from 362 m/s to 1.651 m/s for the layer and the half space, respectively. The results were organized using a geographical information system (GIS). Key words: 2D velocity model, Mérida, seismic refraction, subsoil.

INTRODUCCIÓN Debido a la amenaza sísmica latente en los Andes Venezolanos y al desarrollo poblacional sin seguimiento en cuanto a la planificación y seguridad urbana, se ha creado la necesidad de generar estudios que involucren el manejo de diferentes variables: evaluación de riesgos sísmicos, amenazas geológicas, entre otros, que disminuyan posibles situaciones de desastres ocasionadas por la actividad sísmica en zonas urbanas. En este sentido, el Laboratorio de Geofísica y la Escuela de Ingeniería Geológica de la Universidad de Los Andes, conjuntamente con la Fundación para la Prevención de los Riesgos Sísmicos (FUNDAPRIS) han propuesto una serie de trabajos de grado para contribuir con la realización de este subproyecto en el marco del proyecto Nacional de Gestión Integral de Riesgo en Espacios Urbanos. Este proyecto consiste en realizar un estudio geofísico mediante el análisis de perfiles sísmicos de refracción con el fin de conocer la distribución de las velocidades de las ondas P y S en las capas más 1 IngºGeoº, Grupo de Investigación en Geología Aplicada (GIGA). Universidad de Los Andes (ULA). e-mail: milgreya@ula.ve; 2 LcdaºFísº, Dra., Laboratorio de Geofísica ULA (LG-ULA). e-mail: klarica@ula.ve; 3 LcdoºFísº, MSc., LG-ULA. email: choy@ula.ve; 4 IngºGeoº, LG-ULA. e-mail: reinaj@ula.ve; 5 LcdaºFísº, Dra., LG-ULA. e-mail: palme@ula.ve; 6 IngºGeoº, ULA. e-mail: mazueraf@ula.ve; 7 IngºGeoº, Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas (FUNVISIS). email: creinoza@funvisis.gob.ve

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superficiales de la ciudad de Mérida. El área de estudio se extiende a lo largo de la ciudad de Mérida, abarcando sectores desde La Hechicera hasta Zumba y Los Curos (Figura 1) con una superficie aproximada de 41 km2. METODOLOGÍA La metodología aplicada fue la siguiente: 1. Se realizó una revisión de toda la información existente y relacionada al área de estudio (estudios geológicos, geofísicos, geomorfológicos, mapas topográficos, entre otros). Particularmente mencionamos, Ministerio de Obras Públicas (1976), y el grupo de trabajos de grado: Araque, Contreras y Klarica (2007), Cerrada, Mora y Choy (2007), Guerra, Palacios y Klarica (2007), y Guillén y Klarica (2008). 2. Se llevó a cabo la adquisición de los datos de sísmica de refracción, distribuidos a lo largo de toda el área de estudio para obtener un estimado de las velocidades de las ondas sísmicas de las capas sedimentarias someras. 3. Finalmente se procede a la elaboración de los mapas bajo un sistema de información geográfica, que muestren la distribución de las velocidades en el área de estudio Adquisición de los datos. La adquisición de los datos se llevó a cabo realizando tendidos en línea recta con longitudes que varían entre 50 m y 150 m. Se realizaron cuarenta y un (41) perfiles sísmicos en toda la ciudad (Cerrada y Mora (2007), Araque y Contreras (2007), GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010


Velocidades de las ondas P y S de la ciudad de Mérida, ...

Figura 1. Ubicación del área de estudio.

Guerra y Palacios (2007), Guillen (2008), Ocanto y Trimanchi (2008)). (Figura 2). Para establecer los lugares en donde se realizaron las líneas se tomaron en cuenta las siguientes características: zonas de fácil acceso, de extensión suficiente para desplegar en línea recta el

perfil sísmico y libre de obstáculos, con una topografía regular. Para los perfiles para las ondas P se colocaron 5 puntos de disparos distribuidos de manera homogénea a lo largo del perfil (el primer y ultimo disparo se realiza a cierta distancia mas allá de los extremos de la línea sísmica). En el caso de la adquisición de

Figura 2. Perfiles sísmicos realizados. GEOMINAS, abril 2010

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M. Cerrada, S. Klarica, J. Choy, R. Aranguren, C. Palme, F. Mazuera C. Reinoza

los perfiles correspondientes a las ondas S, sólo se realizaron 3 puntos de disparos (dos en cada extremo del perfil y uno en el centro del perfil), golpeándose a una punta de eje plantada en el subsuelo a una profundidad de 20 hasta 50 cm; se golpea horizontalmente en dos sentidos perpendiculares al tendido sísmico con el fin de crear una inversión de polaridad de los disparos para facilitar la identificación de las primeras llegadas de las ondas S. Para la adquisición de los datos sísmicos se empleó un sismógrafo Geode (marca Geometrics), de cuarenta y ocho (48) geófonos (verticales y horizontales (Figura3). Procesamiento de los datos. Para realizar el procesamiento se utilizó el programa comercial SeisImager 2D de la casa Geometrics, el cual permitió realizar los diversos análisis de los datos sísmicos como son: descarga y cambio de formato de los datos, selección de las primeras llegadas, elaboración de las curvas distancia-tiempo y de los modelos de velocidad 2D, así Figura 3. Equipo utilizado en la adquisición de los datos de sísmica mismo el programa dispone de filtros para mejorar la relación de refracción: a) Geodes, b) Geófonos, c) Cableado de conexión, d) Caja de interfaz, e) Baterías. señal-ruido que permite determinar con mayor precisión los tiempos de arribo de las primeras llegadas de las ondas P y S. La capacidad de identificar las diferentes capas del subsuelo depende de manera fundamental de la identificación correcta de las primeras llegadas. Por ello, en algunas ocasiones, se aplicaron filtros para atenuar el ruido causado por el viento, tráfico y otras fuentes y así realzar la señal deseable de las primeras llegadas. Interpretación de resultados: Todos los modelos fueron analizados bajo los principios o leyes que conforman la base para la interpretación de los datos de refracción sísmica: ley de las velocidades aparentes, principio de reciprocidad, principio del tiempo de intercepto en el origen, principio de paralelismo (Cerrada y Mora (2007), Araque y Contreras (2007), Guerra y Palacios (2007), Guillen (2008), Ocanto y Trimanchi (2008)). ANÁLISIS DE RESULTADOS Sobre la extensión de la ciudad de Mérida se construyeron cuarenta y un (41) modelos de velocidad 2D para las ondas P y treinta (30) modelos de velocidad 2D para las ondas S, esto debido a que al inicio de la adquisición de los datos no se contaba con los receptores para la obtención de los datos correspondientes a las velocidades de las ondas S. A continuación a manera de ejemplo se muestra uno de los 41 perfiles sísmicos, realizado en el Colegio La Salle ubicado en la zona centro de la ciudad (Figura 4). Perfil Colegio La Salle. Este perfil sísmico presenta las siguientes características: una longitud de 94 metros con una separación entre geófonos de 2 metros. A partir de las curvas espacio-tiempo se construyó un modelo de una capa sobre un semiespacio (Figura 5), en el caso de las ondas P, la primera con una velocidad promedio de 579 m/s que corresponde a una capa más superficial con un espesor de 3 metros, la cual aumenta en sentido noroeste a 4,7 metros. La segunda capa presenta una velocidad de 2.430 m/s, sobre un semiespacio. Con respecto al modelo 2D de velocidad para las ondas S (Figura 6), se observan de igual manera dos capas: 1) la primera capa con una velocidad promedio de 274 m/s; 2) la segunda capa con una velocidad de 635 m/s. 8

Figura. 4 Ubicación del perfil sísmico. Colegio La Salle.

GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010

Figura 5. Modelo de velocidad para las ondas P.


Velocidades de las ondas P y S de la ciudad de Mérida, ...

Figura 6. Modelo de velocidad para las ondas S. Tabla I. Valores representativos de cada sector medido a lo largo de la ciudad.

Los demás perfiles fueron procesados bajo la misma metodología (Cerrada y Mora (2007), Araque y Contreras (2007), Guerra y Palacios (2007), Guillen (2008), Ocanto y Trimanchi (2008)). En la tabla I se presentan los valores obtenidos más representativos de cada sector medido a lo largo de la ciudad (Figura 2). En general, se observan en los modelos dos capas con espesores que varían entre 3,2 m y 14,5 m, las figuras 7 a 10, muestran la distribución de las velocidades para las ondas P y para las ondas S; en lo que respecta a las ondas P, oscilan entre 337 m/s y 989 m/s para la primera capa, 900 m/s y 2.900 m/s para la segunda capa; las velocidades de las ondas S oscilan entre 125 m/s - 629 m/s y 362 m/s - 1651 m/s para la primera y segunda capa, respectivamente. En las figuras 7 y 9, se observa un carácter heterogéneo de las velocidades tanto para las ondas P como para las ondas S en la primera capa, demostrando que corresponde a una capa de relleno con nivel de meteorización, compactación y contenido de agua diferentes con respecto a la zona medida. Sin embargo en las figuras 8 y 10, para la segunda capa se observan valores (para las ondas P y S) más homogéneos que se correlacionan con los diferentes sedimentos depositados sobre la terraza de Mérida. Estos depósitos Cuaternarios varían sobre la ciudad ya que provenienen de la Asociación Sierra Nevada, la granodiorita del Carmen y las formaciones Palmarito y Sabaneta, depositados en forma longitudinal por los ríos Chama, Mucujún y Albarregas. Adicionalmente otros sistemas fluviales menores han tenido influencia importante, depositando sedimentos en forma lateral, tal es el caso de las quebradas Carvajal, La Pedregosa y Loma de La Virgen.

APLICACIÓN DE LAS MEDICIONES CON FINES GEOTÉCNICOS Finalmente se realizó la clasificación del tipo de suelo a partir de la norma COVENIN 1756-01, “Edificaciones Sismo-Resistentes” (2001), en donde consideran cuatro formas espectrales tipificadas para la clasificación de suelo (S1 a S4), los cuales dependen de las características del terreno, de las velocidades de las ondas de corte promedio y la profundidad a la cual se Figura 7. Distribución de velocidades para las ondas P. Primera capa. consigue material cuya velocidad de las ondas de corte es mayor que 500 m/s En La tabla II, se observa que los Tabla II. Clasificación de suelos. sedimentos presentes en el área de estudio se clasifican como suelos duros o densos del tipo S2 y suelos muy duros o muy densos del tipo S1. CONCLUSIONES Con este trabajo se pudo conocer la distribución de los espesores y de las velocidades en las capas más superficiales del Área Metropolitana de la ciudad de Mérida, encontrándose espesores entre 4 m y 14 m, aproximadamente; velocidades para las ondas P que oscilan entre 337 m/s y 989 m/s para la primera capa, 900 m/s y 2.900 m/s para la segunda capa y velocidades para las ondas S, entre 125 m/s - 629 m/s y 362 m/s-1.651 m/s para la primera y segunda capa, respectivamente. En cuanto a los valores obtenidos para las velocidades de las ondas P presentan similitud con los valores generados a partir del estudio por el Ministerio de Obras Publicas en el año de 1976 (MOP, 1976). Los modelos de velocidad 2D generados en este trabajo son bastante GEOMINAS, abril 2010

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M. Cerrada, S. Klarica, J. Choy, R. Aranguren, C. Palme, F. Mazuera C. Reinoza

confiables gracias a las nuevas tecnologías utilizadas. Se observa un carácter heterogéneo de las velocidades tanto para las ondas P como para las ondas S en la primera capa, demostrando que corresponden a una capa de relleno con niveles de meteorización y compactación diferentes con respecto a la zona medida. Para la segunda capa, se observan más homogéneos valores para las ondas P y S que se correlacionan con los diferentes sedimentos depositados sobre la terraza de Mérida. Según la clasificación de las normas COVENIN 1756-1: 2001, los sedimentos presentes en el área de estudio se clasifican como suelos duros o densos del tipo S2 y suelos muy duros o muy densos del tipo S1, lo que demuestra un buen comportamiento en caso de ocurrir un sismo. Figura 8. Distribución de velocidades para las ondas P. Segunda capa.

AGRADECIMIENTOS Nuestro agradecimiento al FONACIT, CDCHT-ULA y FUNDAPRIS por haber financiado este estudio.

REFERENCIAS

Figura 9. Distribución de velocidades para las ondas S. Primera capa.

Figura 10. Distribución de velocidades para las ondas S. Segunda capa.

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Araque M., Contreras Y., Klarica S. (2007). Evaluación geofísica mediante el método de sísmica de refracción en los sectores Los Curos - Campo Claro, Mérida, estado Mérida, [Trabajo Especial de Grado], Universidad de Los Andes. 140 - 178p. Cerrada M., Mora K., Choy J. (2007). Caracterización geofísica mediante la aplicación de sísmica de refracción entre los sectores Zumba - La Parroquia y la Avenida Andrés Bello, Mérida, estado Mérida, [Trabajo Especial de Grado], Universidad de Los Andes. 102133p. Guerra G., Palacios L., Klarica S. (2007). Evaluación a partir de interpretación sísmica de refracción del centro de la ciudad de Mérida, estado Mérida, [Trabajo Especial de Grado], Universidad de Los Andes. 78106p. Guillen R., Klarica S. (2008). Comparación de perfiles de velocidad de ondas P y S obtenidos por el método sísmico de refracción medidos en la zona norte de la ciudad de Mérida, Venezuela, [Trabajo Final de Grado], Universidad de Los Andes. 62 - 96 p. Mazuera F., González L., Rocabado V., Klarica S. (2007). Estimación de Periodos Fundamentales del Suelo de la ciudad de Mérida, Venezuela a partir de mediciones de Ruido Sísmico Ambiental, [Trabajo de Ascenso], Universidad de Los Andes. 50 - 70p. Ministerio de Obras Públicas (1976). Microzonificación sísmica de la Meseta de Mérida, Caracas. 1 - 24p. Ministerio de Desarrollo Urbano y Funvisis (2001). Norma COVENIN 1756-98 (Rev. 2001) Edificaciones Sismorresistentes. Caracas. 15 - 22p. Ocanto J., Trimarchi J., Mazuera F. (2008). Evaluación geofísica mediante sísmica de refracción en el valle de la Cuenca del río La Pedregosa y Norte del río Albarregas, Municipio Libertador, estado Mérida, [Trabajo Especial de Grado], Universidad de Los Andes. 113 - 151p. Chacón, G. y Uzcátegui, A. (2004). Caracterización Geomorfológica de la Terraza de Mérida y sus alrededores. [Trabajo de grado]. Inédito.Universidad de Los Andes, Mérida. Ministerio de Obras Públicas (1976). Microzonificación GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010


Ciencias aplicadas ANÁLISIS DE PRUEBAS DE BOMBEO POR HANTUSH PARA POZOS DE GRAN DIÁMETRO MEDIANTE HOJAS DE CÁLCULO HANTUSH PUMPING TEST ANALYSIS IN LARGE DIAMETER WELLS BY WORKSHEETS Luis E. Mora M.1, Hervé J. Jégat N.2, Jesús E. Mejías D.3 Recibido: 6-5-09; Aprobado: 10-5-10.

RESUMEN Se desarrolla un libro de cálculo que contiene varias hojas para el análisis de pruebas de bombeo en pozos de gran diámetro y penetración parcial en acuíferos semi-confinados mediante el modelo desarrollado por Hantush (1964) y reformulado por Lee (1998). El libro se desarrolla en ambiente Excel® 2003 en español. Los ambientes de trabajo se conciben bajo el concepto de mapas mentales con la finalidad de facilitar la comprensión del modelo conceptual, Hernández (2005) y la interacción con el usuario. Las hojas se presentan de manera tal que el usuario obtenga progresivamente el conjunto de parámetros requeridos en la interpretación de la prueba. Los resultados se comparan para casos reportados por la literatura y se comparan con los arrojados por software comercial, demostrándose el buen nivel de desempeño de las hojas desarrolladas en el libro de cálculo. El mismo puede ser solicitado a las direcciones electrónicas de los autores. Palabras clave: Acuíferos semi-confinados, Hantush, hojas de cálculo, pozos de gran diámetro, pozos de penetración parcial. ABSTRACT A workbook was developed containing several sheets for pumping tests analysis of large diameter wells and partial penetration in semi-confined aquifer using the model developed by Hantush (1964) and reformulated by Lee (1998). The book was developed in Excel ® 2003 environment in spanish. Work environments are designed under the concept of mental maps in order to facilitate understanding of the conceptual model, Hernandez (2005), and the interaction with the user. The worksheets are presented so that the user obtains progressively the parameters required in the interpretation of the test. The results are compared to cases reported in the literature and cases obtained with commercial software, demonstrating the high level performance of the developed worksheets. The same can be requested to the authors' addresses. Key words: Hantush, large diameter wells, partially penetrating wells, semi-confined aquifers, worksheets.

INTRODUCCIÓN En 1961 y 1964, Hantush desarrolla las bases para el análisis de pruebas de bombeo en acuíferos semi-confinados de penetración parcial en medios anisotrópicos. Su deducción analítica implica la resolución de la ecuación en coordenadas de tiempo. GaverStehfest (1970) plantean una manera de efectuar la inversión de las ecuaciones diferenciales en coordenadas de Laplace acelerando la convergencia de la solución, la cual se utiliza nuevamente en este trabajo. Cheng y Ayers (1997) presentan una forma de estimar parámetros hidrogeológicos a partir de la propuesta de Hantush y del desarrollo truncado de la misma en series de Taylor. Uno de los ejemplos teóricos presentados por los autores citados, se utiliza para la demostración de las hojas de cálculo de este artículo, aunque se discute y mejora la aproximación numérica presentada por los mismos mediante la utilización de Math-Cad ® como herramienta numérica de apoyo. Lee (1998) presenta el desarrollo del planteamiento de Hantush en coordenadas de Laplace, y desarrolla el problema de bombeo desde pozos de gran diámetro, sus derivaciones se presentan en este trabajo y se toman como base para la elaboración de las hojas de cálculo respectivas. Finalmente, tomando en cuenta técnicas didácticas para el aprendizaje rápido de Montes y Montes (2005), se realiza el desarrollo de las hojas y las ayudas en mapas mentales para que el usuario las aborde de manera intuitiva y adquiera destreza en su utilización de forma rápida. Se propone en este trabajo, el método de superposición de curvas para el análisis de pruebas de bombeo con base en la ampliación GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010

de la hipótesis de Hantush para medios con anisotropía vertical, pozos de gran diámetro y de penetración parcial en el acuífero. Tomando en cuenta que el método de superposición de curvas presenta limitaciones para la interpretación de pruebas en las cuales haya que determinar más de tres parámetros, se desarrolla una hoja para el análisis dimensional de la prueba y mejora del ajuste. Con base en lo anteriormente expuesto, el objetivo de este artículo es presentar las bases teóricas y el desarrollo de una hoja de cálculo para poder interpretar pruebas de bombeo en acuíferos semi-confinados en medios homogéneos con: ? Penetración total: ? Diámetro infinitesimal en acuífero isotrópico e anisotrópico. ? Diámetro finito, en acuífero isotrópico e anisotrópico. ? Penetración parcial: ? Diámetro infinitesimal, medio acuífero isotrópico y anisotrópico. ? Diámetro finito, medio isotrópico y anisotrópico. LA SOLUCIÓN CONCEPTUAL DE HANTUSH El modelo conceptual de Hantush se presenta en la figura 1. Los grupos de Hipótesis de Hantush en acuíferos semiconfinados considerados para el análisis de la prueba de 1 IngºCivº, MSc, profesor e investigador del CIDIAT-ULA, Venezuela. e-mail: luismora@ula.ve 2 IngºHidº, Dr, profesor e investigador del CIDIAT-ULA, Venezuela. e-mail: hjegat@ula.ve 3 IngºAgriº, MSc. profesor del NURR-ULA e investigador del CIDIAT-ULA, Venezuela. e-mail: jmejias@ula.ve

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L. Mora, H. Jégat, J. Mejías

Figura 1. Modelo conceptual de Hantush utilizado para el desarrollo del libro de cálculo Hantush-Mora-CIDIAT-GD-P.

bombeo son los siguientes: El primer grupo observa al acuífero y establece que: - Debe ser horizontal. - De espesor constante. - Homogéneo. - Isotrópico o anisotrópico. - De extensión lateral infinita. - La capa semi-confinante es incompresible y sin almacenamiento. El segundo grupo se refiere a las condiciones de construcción del pozo y piezómetro: - El pozo penetra verticalmente y parcialmente en el acuífero. - La rejilla puede repartirse uniformemente en él o en un sector del pozo de bombeo.

- El pozo puede ser de diámetro finito o infinitesimalmente pequeño. - La observación de descensos se hace desde un piezómetro ubicado a una distancia (r) y a una profundidad (z) o simplemente desde el pozo mismo. El tercer grupo se refiere a las condiciones hidráulicas: - Se requiere que antes de efectuarse la prueba, el acuífero se encuentre en régimen permanente. - Que el gasto de descarga sea constante. - El flujo en la capa semi-confinante es vertical, Darciano e instantáneo. - Adicionalmente el descenso obtenido no debe ser tan grande de manera que el acuífero no pase de una condición semiconfinada o confinada a una condición libre. - Las variaciones del nivel freático son sólo las inducidas por la ? ? ? A0 ? ? ? n? z? ? ? prueba. ? h (r, z, p ) ? ? ? An K 0 ? ? cos ? ? ? ?K 0 (? ? o r) ? n? ? ? 2 b ? n ? 1 ? ? ? ? ? ? ? EL MODELO MATEMÁTICO Q pS [1] dondey : A o ? ; q ? La solución, en el dominio de Laplace ? T p q r K ? qr ? T w 1 w sus desarrollos series de Fourier, se ? Q b ?? n? z ? ? n? z ? muestran en la ecuación 1, Ay es ? ? sen ? 2 ? ? sen ? 1 ? n ? ? ? ? T p? z2 ? z1 ? ? r K ? ? r ? n ? b b presentado por Lee (1998). n w 1 n w ?? ? ? ? ? Donde: Q: es el gasto de extracción, S: el 2 kz pS n? ? ?1 2 coeficiente de almacenamiento del ? k D ?? ? kD ? n ? ? 2 acuífero, T: la transmisividad horizontal, T b ?B r kr ? b: es el espesor del acuífero, b': espesor de la capa semi-confinante, kr: la Br Tr b ' conductividad hidráulica horizontal, k': Bn ? , B r2 ? , Tr ? kr b k' 2 ? ? ? permeabilidad de la capa semin? ? ? ? 1? B r2 k D ?? confinidad, p: parámetro de Laplace, rw: ? ? b ? ? radio del pozo, r: radio de observación de ? ? los descensos y z: nivel de observación. El desarrollo en series compromete la convergencia de la solución, para lo cual Cheng y Ayers (1997) muestran estabilización de la misma utilizando más de 25 términos. Para el desarrollo de las hojas de cálculo se utilizarán un mínimo de 30 términos. EL MODELO NUMÉRICO Una vez encontrada la ecuación que define el flujo en zona saturada en el dominio de Laplace es necesario invertirla para expresar los valores en el dominio del tiempo (t). Barker (1985), citado por Almeida et al. (1992), expresa que exceptuando la solución de Theis, la gran mayoría de las ecuaciones de flujo hacia pozos en agua subterránea se solucionan numéricamente de forma más eficiente cuando se invierte la solución directamente desde el dominio de Laplace, que resolviendo numéricamente las soluciones analíticas en el dominio del tiempo. Para la inversión de las ecuaciones en trasformadas de Laplace se han propuesto numerosos métodos numéricos a tal punto que esta rama de investigación aún sigue abierta para aquellos que desarrollan métodos numéricos. Valkó de la Universidad de Texas posee una página en la cual presenta una recopilación de más de 1.500 referencias sobre este problema, la página se encuentra en la siguiente dirección: http://www.pe.tamu.edu/valko/ 12

GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010


Análisis de pruebas de bombeo por Hantush para pozos de ...

El esquema de inversión propuesto por Gaver en 1966, se describe en la ecuación 2 de la siguiente manera (Valkó y Abate, 2004): Esta simple derivación probabilística, desafortunadamente posee una convergencia lenta logarítmica cuando n ? 8 , por lo tanto se necesita acompañarla de otro esquema que acelere la convergencia. En este sentido, Stehfest (1970) propone el esquema de aceleración lineal de Salzer que combinado con la propuesta de Gaver es lo que se conoce como Algoritmo de Gaver-Stehfest, el cual se presenta en la ecuación 3. M ? K Donde: w k ? (? 1)

min( k , M )

j

n 2n ? n? ? ? (n ? k ) ln( 2 ) ? ? ? ? ? (? 1) k ? fˆ ? [2] ? ? ? ? ? ? n ? k? ? t ? k? 0 ? ?

ln( 2 ) f g (t , M ) ? t

2*M ? wk k? 1

k ln( 2 ) ? ? [3] fˆ ? ? t ? ?

M ? 1

?M !

j? int(( k ? 1) / 2)

n ln( 2 ) f n (t ) ? t

M ? 2 j? j ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? j ? j ? k ? j? ? ? ? ?

El número de pesos es n=2*M. Por las razones de eficiencia numérica esbozadas anteriormente, tradicionalmente en hidráulica subterránea se ha preferido la inversión de la trasformada de Laplace de la ecuación de difusión de Laplace mediante esquemas de Talbot (1979), citado por Renard (2005) y Gaver-Stehfest (1970). Éste último ha sido usado frecuentemente en problemas hidráulicos debido a su fácil implementación, Moench (1997), Pasandi et al. (2007); y que a diferencia de muchos otros propuestos no utiliza números imaginarios en su formulación. Aunque esta última limitación ya no representa un verdadero problema en el software de programación disponible en la actualidad, debido a que muchos compiladores ya aceptan las fórmulas con números imaginarios, tales como: UBASIC, Fortran 90, Mathematica®, entre otros. El problema en el esquema propuesto por Stehfest (1970), estriba en que los pesos pueden ser números muy grandes que pudieran entrar en conflicto con la precisión de la máquina. Valkó (op.cit) para solventar este problema, propone rutinas de grandes números en Matemática® y Java® para obtención de estos pesos. El inconveniente con la propuesta de Stehfest (1970) es que un número pequeño de pesos no asegura convergencia, así como uno muy grande tampoco; debido a esto, Lee (1998) sugiere que para computadores personales el número n, de pesos se sitúe entre 10 y 14, dependiendo de la combinación de hardware y software. Los autores de este trabajo realizaron pruebas en MathCad® versión 11 y concuerdan con este criterio, por lo tanto proponen que para el caso de hojas de cálculo, las cuales al momento ya trabajan con una mantisa de 16 dígitos, se usen entre 10 y 12 pesos para la inversión de las ecuaciones desde el dominio Laplace al del tiempo. Por otro lado, realizando pruebas numéricas de la solución, se ha comprobado que se pueden obtener resultados estables para relaciones de r/B = 3. EL LIBRO DE CÁLCULO HANTUSH-MORA-CIDIAT-GD-P Se ha desarrollado un libro de cálculo en EXCEL ® de Office 2003 ® que contiene cinco (5) hojas de cálculo: Veame-Pri, Datos-Base, Preliminar, Hantush-Adim, Hantush-Dim. Las hojas Preliminar, Hantush-Adim, Hantush-Dim están concebidas para que se realice un análisis en tres etapas, el cual será cada vez más refinado; la descripción de las mismas se abordará en los estudios de caso a desarrollar en este artículo. La Hoja Véame-Pri De Hantush-Mora-Cidiat-Gd-P Esta hoja contiene en síntesis el manual de usuario del libro desarrollado, el ambiente visual se ha concebido bajo el concepto de mapa mental, es decir, que a través del modelo conceptual se desarrollen los diferentes pasos para la solución numérica del problema. La figura 2 muestra una vista de esta hoja con el ambiente general de la misma. La Hoja Datos-Base De Hantush-Mora-Cidiat-Gd-P Se desarrolla una hoja para la entrada de datos, el ambiente de entrada de datos se concibe igualmente como mapa mental para que el usuario coloque de manera intuitiva los datos requeridos, este ambiente se muestra en la figura 3. La Hoja Preliminar De Hantush-Mora-Cidiat-Gd-P Bajo los mismos conceptos y restricciones comentadas en el capítulo anterior, se utiliza un primer análisis bajo las hipótesis de Jacob que servirá para obtener orden de magnitud de T y S. El ambiente de esta hoja se presenta en la figura 4. APLICACIONES DEL LIBRO HANTUSH-MORA-CIDIAT-GD-P Se desarrollan diferentes ejemplos teóricos de aplicación de las hojas desarrolladas para acuíferos semi-confinados, los cuales se comparan con soluciones aportadas por el software disponible en el mercado. POZO DE PENETRACIÓN PARCIAL EN ACUÍFERO CONFINADO Para simular penetración parcial en un acuífero confinado se genera un ejemplo teórico mediante el software CSUPAWE, desarrollado por Daniel K. Sunada de Fort Collins, Universidad de Colorado y referido por Moore (2002). Los datos de entrada al modelo se muestran en la figura 5. Se supone medio isotrópico, es decir, kz/kr igual a 1. La tabla I muestra los datos de entrada. Para generación de datos se ha supuesto una transmisividad (T) de 350 m2/d y un coeficiente de almacenamiento (S) de 10-6. GEOMINAS, abril 2010

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L. Mora, H. Jégat, J. Mejías

Figura 2. Hoja Véame-Pri del libro de cálculo Hantush-Mora-CIDIAT-GD-P, mostrando el ambiente general del libro desarrollado.

Luego de introducir los datos mostrados, se inicia una Tabla I. Valores obtenidos en prueba de bombeo en acuífero confinado con penetración parcial. primera etapa de análisis mediante el uso de la hoja, Preliminar, en la que se encuentra un ajuste excelente, como se muestra en la figura 6, arrojando un valor de Transmisividad (T) de 351 m2/d. Es importante notar que el coeficiente de almacenamiento obtenido, S de 1,22e7 es casi 10 veces menor al supuesto, debido a que está afectado por el descenso adicional ocasionado por la penetración parcial del pozo. Se pasa a una segunda etapa de análisis, en la cual se aplica el principio de superposición. Para esto se ha desarrollado la hoja Hantush-Adim, en esta hoja se muestran curvas adimensionales para una familia de valores de r/B, pero es importante destacar que estas familias son dependientes de la relación de anisotropía kz/kr, supuesta inicialmente. La hoja posee el mismo grupo de barras de ajuste desarrolladas para la hoja Hantush. La figura 7 muestra las familias de curvas adaptadas a este ejemplo para un medio isótropo. En la solución encontrada, ajustada a la curva dibujada en verde claro, se puede observar como difiere de la solución de Theis para penetración total en el acuífero, curva dibujada en rojo con puntos blancos. El error de ajuste es de 0,1 m, el cual se considera aproximado, debido a que se realiza tomando la estimación de r/B suponiendo régimen permanente para el último par de valores de descenso y tiempo. Mediante esta hoja se puede encontrar una mejor aproximación del coeficiente de almacenamiento, y se obtiene S igual a 9,7*10-7, el cual es cercano al valor teórico. Igualmente se encuentra un valor r/B de 0,0002 y una resistencia C de 1,8*106 d; lo que indica una tendencia a acuífero confinado, confirmándose la hipótesis de partida. Una vez encontrada una solución aproximada dentro de la familia de curvas mostrada, las cuales dependen de la relación de anisotropía supuesta inicialmente, entonces es necesario hacer un análisis de sensibilidad de la solución parcial encontrada y verificar el error real de ajuste. Para esto se ha concebido otra hoja denominada Hantush-Dim, que permite realizar una mejor estimación de los diferentes parámetros que condicionan la prueba. Por lo tanto, se ha concebido esta hoja para una tercera etapa de análisis. 14

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Análisis de pruebas de bombeo por Hantush para pozos de ...

Figura 3. Hoja Datos-Base del libro de cálculo Hantush-Mora-CIDIAT-GD-P, mostrando el ambiente general de entrada de datos.

Esta hoja está concebida como mapa mental, tal como se muestra en la figura 8. Se observa en la misma una casilla con un comentario de su utilidad y otra casilla con las hipótesis de base, se debe presionar el botón INICIAR para reclamar los parámetros estimados en la hoja anterior. Se presentan cuatro barras que servirán para el ajuste manual de parámetros. Al actuar sobre las barras, se definirá la curva teórica, en negro, sobre la de datos de campo, resaltada en rojo. El ajuste se observa de manera gráfica y analítica buscando minimizar el error de estimación presentado en la zona inferior izquierda del ambiente visual. Una vez que el usuario considere conveniente la aproximación, podrá presentar los datos presionando en botón gris ideado para tal fin y proceder a la impresión de resultados. La figura 8 muestra la estimación final de parámetros que este caso es muy similar a la encontrada en las etapas anteriores, pero el error real de ajuste es de 2,9*10-2 m. POZO DE GRAN DIÁMETRO CON PENETRACIÓN PARCIAL EN ACUÍFERO SEMI-CONFINADO Y ANISOTRÓPICO Para probar la potencia de las hojas desarrolladas se presenta un ejemplo teórico cuya conceptualización se presenta en la figura 9. Los datos de entrada se muestran en la tabla II. Además se supone una transmisividad de 250 m2/d, un coeficiente de almacenamiento de 10-4 y una relación r/B igual a 0,5. Debido a que el ejemplo presentado se genera con las hojas de cálculo desarrolladas, es necesario verificar su veracidad, para esto se utiliza un software comercial y se comparan los resultados obtenidos. GEOMINAS, abril 2010

Se utiliza la hoja preliminar para tener un valor inicial de la transmisividad, el ajuste de la rama inicial se muestra en la figura 10. Se puede notar que los valores encontrados en la aproximación de Jacob son diferentes a los reales, debido a que en el caso citado se quebrantan las simplificaciones hechas. Sin embargo, las aproximaciones de esta hoja sirven de referencia para la siguiente etapa. Luego de este análisis se pasa a la segunda etapa, mediante la hoja Hantush-Adim, se encuentra un buen ajuste a valores de r/B de 0,5. Este ajuste se consigue suponiendo que es un acuífero isotrópico, es decir, kz/kr es igual a 1. La figura 11 muestra este ajuste. Nótese que aunque se encuentra un error de ajuste bajo; 8,65*10-3 m, tanto el valor encontrado de transmisividad, 197 m2/d, como el de coeficiente de almacenamiento, 7,81*10-7, son diferentes a los reales. Esta etapa de análisis pudiera ser suficiente o deberían encontrarse en ella, valores bastante aproximados, si la distancia, r, de lectura en el piezómetro no estuviese influenciada por la anisotropía del acuífero, ésta debe estar entre 30 m < r < 300 m para valores extremos de kr/kz de 1 y 100, respectivamente. Se sugiere que en la etapa siguiente se ensaye disminuyendo uno o dos órdenes de magnitud el valor de kz/kr, y así buscar un mejor ajuste. La figura 12 muestra los resultados obtenidos con un error de 2,12*10-5 m. Es de hacer notar que se encuentra muy buen ajuste, debido a que los datos utilizados son los mismos que arroja la hoja, por lo tanto es necesario validarlos con otra herramienta numérica distinta. Para esto, se someten a un software comercial, en los 15


L. Mora, H. Jégat, J. Mejías

Figura 4. Ambiente general de la hoja Preliminar del libro de cálculo Hantush-Mora-CIDIAT-GD-P. Tabla II. Valores simulados para un acuífero semiconfinado, anisotrópico, con pozo de gran diámetro y penetración parcial.

Figura 5. Esquema conceptual para prueba de bombeo con penetración parcial en acuífero confinado.

que se obtiene un error de 0,01 m en la aproximación. En este caso se utilizó AQTSOLVE, los resultados se muestran en la figura 13. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Las hojas desarrolladas ayudan a una mejor interpretación de los parámetros hidrogeológicos que rigen el comportamiento de una prueba de bombeo, encontrándose un ajuste similar al obtenido mediante software comercial. El ambiente interactivo obtenido es de gran utilidad en el proceso enseñanza-aprendizaje para la interpretación de pruebas de bombeo en hidrogeología. Se recomienda la utilización en cursos de hidrogeología, pudiéndose obtener esta hoja de manera gratuita mediante comunicación a: luismora@ula.ve; lemoramora@gmail.com Se prevé la migración de estas hojas en propuestas de software libre: OpenCalc y la incorporación de rutinas de optimización de parámetros así como la traducción de la misma a otros idiomas. 16


Anรกlisis de pruebas de bombeo por Hantush para pozos de ...

Figura 6. Anรกlisis de los datos de la prueba mediante el modelo de Jacob.

Figura 7. Ambiente general y ajuste de los datos de la prueba de bombeo mediante la hoja Hantush-Adim. GEOMINAS, abril 2010

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L. Mora, H. Jégat, J. Mejías

Figura 8. Ambiente general y ajuste de los datos de la prueba mediante la hoja Hantush-Dim.

Figura 9. Datos para ejemplo de pozo de gran diámetro con penetración parcial en acuífero semiconfinado anisotrópico.

summarizing well field history, REFERENCIAS American Geophysical Union Almeida C., T. Ribeiro, y M. Oliveira (1992). Transactions, 27, 526-534. LARGWELL: a program for pumping test analysis in large diameter well, Hantush, M. S. (1964). Hydraulics of wells, in Advances in Hydrosciences, 1, V.T. Geolis, Revista da Secçao de Chow, Ed., Academics Press, San Geologia Ec. e Aplicada, 4(1-2), 80Diego. 110. Cheng, X. y J. Ayers (1997). Utilization of H e r n á n d e z , F. ( 2 0 0 5 ) . M a p a s conceptuales: la gestión del the Hantush solution for simultaneous conocimiento en la didáctica, 296 pp., determination of aquifer parameters, Alfaomega, México D.F. Ground Water, 35(5), 751-756. Cooper, H. H., y C. E. Jacob (1946). A Lee, T. C. (1998). Applied mathematics in hydrogeology, 1a ed., 382 pp., Lewis generalized graphical method for Publishers, Boca Raton, Florida. evaluating formation constants and 18

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GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010


Anรกlisis de pruebas de bombeo por Hantush para pozos de ...

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Figura 10. Anรกlisis de la prueba de bombeo en la Hoja Preliminar. Primera etapa.

Figura 11. Ajuste mediante la hoja Hantush-Adim de los datos de la prueba de bombeo. GEOMINAS, abril 2010

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L. Mora, H. Jégat, J. Mejías

Figura 12. Análisis de la prueba mediante la Hoja Hantush-Dim.

Figura 13. Resultados del análisis con AQTSOLVE V. 4.2. 20

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Geología de superficie EXCURSIÓN GEOLÓGICA AL CERRO CANTV AL SUROESTE DE BARINAS-VENEZUELA GEOLOGIC EXCURSION TO CANTV HILL, BARINAS SOUTHEAST-VENEZUELA Edgar Chacín1 Recibido: 13-3-10; Aprobado: 22-3-10.

RESUMEN PDVSA División Centro Sur, en el estado Barinas, Venezuela, realiza desde el año 2009, excursiones geológicas a estudiantes de la carrera de ingeniería de petróleo de la UNEFA y UNELLEZ, con el propósito de poner en práctica lo aprendido en las aulas de clase. Los mejores afloramientos del estado Barinas se encuentran en la cordillera de Los Andes, los cuales están muy cerca de los cauces de los ríos y quebradas, generalmente de muy difícil acceso. Sin embargo, a 100 km al Suroeste de la ciudad de Barinas se ubica el cerro de la CANTV, un afloramiento muy particular que se diferencia de los demás, por las facilidades de acceso, la seguridad durante el ascenso a las estaciones de trabajo, así como el interesante panorama geomorfológico barinés con sus hermosos paisajes del pie de monte andino. Es una oportunidad única para la enseñanza de la geología de superficie, ya que en ella podemos encontrar una variedad de escenarios geológicos: pliegues, fracturas, fallas, discordancias, rocas sedimentarias (roca almacén y roca sello), manaderos de petróleo, etc. Dado que la mayor parte de los estudiantes terminarán trabajando en la industria petrolera, es importante que reciban alguna formación práctica antes de que ingresen a trabajar. Palabras clave: Barinas, cerro de la CANTV, discordancia, geología de superficie, roca almacén. ABSTRACT PDVSA South Central Division in Barinas State, Venezuela, since 2009, has made several geological excursions for petroleum engineering students from UNELLEZ and UNEFA universities, in order to put into practice what they learn in classrooms. The best outcrops of Barinas are located in Los Andes Range, which are very close to the river and stream beds, generally of very difficult access. However, 100 km southwest of the Barinas city is located, on CANTV hill, a very particular outcrop which differs from the others for ease of access, safety during ascent to the workstations, as well as the interesting Barinas geomorphologic overview with its beautiful Andean foothills landscapes. It is a unique opportunity for surface geology teaching, they can be found a variety of geological scenarios: folds, fractures, faults, unconformities, sedimentary rocks (reservoir rock and caprock), oil springs, etc. Since most students end up working in the oil industry, it seems important that they receive some practical training before they enter to work.

INTRODUCCIÓN Los griegos en la antigüedad enseñaban a sus discípulos caminando por el campo, departiendo temas como el origen de la vida, el universo, etc., se hacía a medida que caminaban. Ésta era la manera como los estudiantes retenían la información y la asociaban directamente. Tomando este ejemplo, PDVSA de la División Centro Sur, en el estado Barinas, Venezuela, a partir del segundo semestre del 2009, inició el entrenamiento a los estudiantes de la carrera de Ingeniería de Petróleo de la UNEFA (Universidad Nacional Experimental de la Fuerza Armada) y UNELLEZ (Universidad Nacional Experimental de los Llanos Ezequiel Zamora) con el propósito de poner en práctica lo aprendido en las aulas de clases. Las ingenierías representan un campo del conocimiento que se caracteriza por la aplicación de la innovación y creatividad a la solución de problemas reales en formas eficientes. Así, la formación deseable en los estudiantes, debe incluir necesariamente el desarrollo de sus capacidades de observación, razonamiento lógico, cuestionamiento sistemático, soluciones factibles, y la evaluación de los resultados que de ahí se obtengan. De aquí que la enseñanza involucre la necesidad de actividades de aprendizaje de tipo práctico, tales como la realización de excursiones geológicas. UBICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO Los mejores afloramientos del estado Barinas se encuentran en la GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010

cordillera de Los Andes, los cuales están muy cerca de los cauces de los ríos y quebradas, generalmente de muy difícil penetración. A 100 km al Suroeste de la ciudad de Barinas, se ubica el cerro de la CANTV (Figura 1). Este afloramiento se escogió para las excursiones geológicas por presentar facilidades en la vía de acceso y seguridad durante el ascenso. Para instalar una antena de microondas, la CANTV (Compañía Anónima Nacional Teléfonos de Venezuela) abrió una carretera de tierra hasta el tope de un cerro. Dicho cerro lo bordea la troncal 5 (carretera nacional Barinas-San Cristóbal), (Figura 1). Los cortes exponen una excelente sección de referencia para la sección superior de la Formación Navay del período

Figura 1. Ubicación del sitio de interés. 1

Geoº. PDVSA. e-mail:chacine@pdvsa.com

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E. Chacín

Cretácico y la Formación Cobre del Eoceno Medio (Figura 2). Este afloramiento ofrece una oportunidad única para la enseñanza de la geología de superficie, ya que dentro de un área relativamente tan pequeña se puede encontrar una variedad de eventos geológicos ilustrativos. ESCENARIO GEOLÓGICO El cerro de la CANTV se caracteriza por las siguientes unidades geológicas en sentido norte-sur: Formación Navay (Miembro Quevedo) del Cretácico Tardío y la Formación Cobre del Eoceno Medio. Estas unidades posteriormente fueron plegadas durante el inicio de la orogénesis merideña ocurrida en el Mioceno temprano (Giraldo, 1994), y más tarde sometidas a intensa erosión. El petróleo de la Formación Cobre es extrapesado (Kiser, 1989) y se escapa hacia la superficie por encontrarse los estratos en posición vertical (Figuras 2 y 4). EXCURSIÓN Y SITIOS DE INTERÉS Se seleccionaron cinco (5) estaciones, representativas de la estratigrafía y tectónica del área. El recorrido de dicha excursión se realiza en el lapso de un día. A lo largo de este trayecto, se mostrarán una variedad de eventos geológicos ilustrativos, como por ejemplo: pliegues, discordancias, manaderos de petróleo, rocas almacenadoras y rocas sello, etc. Estación # 1): La sección de este afloramiento tiene una longitud de aproximadamente 300 metros y está compuesta por una alternancia de areniscas de grano grueso impregnadas de petróleo extrapesado con capas de

lutitas y limolitas de color gris oscuro con un buzamiento casi vertical. Este intervalo petrolífero se encuentra a menos de 50 metros de la parte basal de la Formación Cobre (Estación # 3), ya que según (Fierro et al., 1987) la Formación Cobre tiene un espesor que no supera los 550 metros. (Figuras 2, 3 y 4a).

ferroso se oxida y produce hierro férrico, lo cual es una reacción química que genera colores rojizos, amarillentos y marrones, tales como los observados en este afloramiento. El contacto se identifica con la presencia de una capa de color morado, la cual se ha originado a través del proceso erosivo citado anteriormente, cuando las rocas sedimentarias de la Estación # 2): Al final de la estación # 1, Formación Navay estaban expuestas a la se encuentra un pliegue recumbente intemperie (Figuras 2, 3 y 4c). fallado. Para identificarlo es imprescindible observar el cambio de Estación # 4): Aquí se muestra un dirección de los estratos de arenisca y la ejemplo de estructuras de carga a nivel de orientación aproximada de su eje, el cual la Formación Cobre. Las estructuras de es norte-sur. En este ejemplo los carga o deformación se originan por estudiantes comprenderán los conceptos p r o c e s o s n o t e c t ó n i c o s de rumbo y buzamiento de las capas postsedimentarios, ya que actúan en las primeras etapas de la compactación de los (Figuras 2, 3 y 4b). depósitos. Su génesis se debe Estación # 3): Aquí se puede apreciar la principalmente a la acción de movimientos discordancia entre el Cretácico y el ocasionados por la gravedad. Lo Terciario. Se expone una excelente interesante de este afloramiento es que la sección de referencia para la parte estructura está en posición invertida, ya superior de la Formación Navay, que los moldes de carga representan la compuesta por lutitas silíceas y calizas base de un estrato (Figuras 3 y 4d). fosfáticas y areniscas, las cuales se encuentran por encima de las areniscas Estación # 5): Este afloramiento muestra conglomeráticas sin impregnación de la una fractura de la cual emana petróleo. Lo Formación Cobre, es decir, están en orden importante de este afloramiento es lo que estratigráfico inverso, esto confirma que el representa las fracturas a nivel de los pliegue observado en la estación # 2 es yacimientos en rocas calcáreas (Figuras 3 recumbente. En dicha discordancia se y 4e). aprecia una costra ferruginosa de color violáceo o morado, más un color marrón CONCLUSIONES amarillento. Ambos aspectos serían 1) Esta es una experiencia de trabajo de indicativos de la superficie de erosión y campo que se ha ejecutado muy bien exposición aérea. Se trata de un largo desde al año 2009. Cada semestre trae período de erosión de las rocas nuevas ideas que se incorpora para la sedimentarias, antes de la sedimentación siguiente salida de campo. de la Formación Cobre, durante el cual 2) Las excursiones geológicas son cualquier mineral que contenga hierro importantes para el reforzamiento de lo visto en aulas de clases. 3) Sirve de marco propicio para aprender haciendo. 4) La práctica de campo debe favorecer que el alumno aprenda de fuentes distintas a su profesor habitual, quedando éste como un guía y un apoyo para este proceso. Esto generalmente aumenta la motivación del alumno, ya que le muestra la importancia del conocimiento per se, de forma independiente a la situación habitual de aprender para aprobar una materia. AGRADECIMIENTO Se agradece a PhD Mounir Mahmoudi y MSc Pedro Pablo Alfonso, por su revisión y recomendaciones.

Figura 2. Columna Estratigráfica del cerro de la CANTV. 22

GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010


Excursión geológica al cerro CANTV al Suroeste de Barinas ...

REFERENCIAS Fierro, S., et al. (1987). Proyecto N° 2, estratigrafía regional del Paleoceno, Oligoceno, Mioceno, Plioceno y Cuaternario de los estados Táchira, Apure y Barinas. Informe interno Servigeomin para Corpoven. Giraldo, C., et al. (1994). Excursión N° 1: Frente surandino Barinas-Guanare, V Simposio Bolivariano, Pág. 5. K i s e r, G . ( 1 9 8 9 ) . R e l a c i o n e s Estratigráficas de la cuenca ApureLlanos con áreas adyacentes Venezuela suroeste y Colombia oriental. Gerencia general de Geología. Corpoven, S. A.

Figura 3. Croquis de acceso hacia el Cerro de la CANTV.

Figura 4. Imágenes de los sitios de interés. GEOMINAS, abril 2010

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Los minerales estratégicos PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS Y APLICACIONES INDUSTRIALES DEL COLTAN José Herrero Noguerol1 El Coltán es un término (abreviatura), roca que contiene dos minerales (óxidos) estratégicos, la columbita y la tantalita, cuyas fórmulas químicas son, respectivamente, en proporciones variables: (Fe, Mn) (Nb2O6) y (Fe, Mn) (Ta206), (1). La columbita, también llamada niobita o ferrocolumbita, posee lustre submetálico, color negro, raya negra a parda, traslúcida a opaca, sistema cristalino ortorrómbico, cristales tabulares a aciculares, agregados radiados, con exfoliación buena, marcada dureza y 6 en la escala de Mohs, densidad 3 6,65 g/cm ; presenta tenacidad, minerales relacionados: uraninita, cuarzo, feldespato. Se asemeja a los hematites. Se encuentra en el mineral pirocloro, la principal fuente comercial para niobio y columbita (2). El niobio es un metal brillante, gris, toma una tonalidad azulada cuando es expuesto al aire a temperatura ambiente durante períodos prolongados. Presenta un punto de ebullición elevado en estado elemental (2.468 ºC); su capacidad calórica específica es la más alta de la tabla periódica (> 6.000 J/gK). Presenta paramagnetismo (se magnetiza al ser sometido a la acción de un campo magnético), (3). Sus principales aplicaciones son: como elemento de aleación para la construcción de máquinas y gasductos de alta presión; en superaleaciones (turbinas de aviones de reacción y en escapes de automóviles); forma parte de cerámicas electrónicas y de objetivos fotográficos; construcción de electro-imanes usados en resonancia magnética nuclear, en aleaciones con titanio; en ordenadores cuánticos experimentales; en la producción de capacitadotes en procesos de polimerización de olefinas, recubrimientos en plantas químicas, y presentan actividad citotóxica contra células cancerígenas, (4). La tantalita es un mineral negro o pardo, opaco, parecido a la columbita. Contiene el 3 metal tántalo. Su densidad es 8,0-8,1 g/cm , dureza 6,0-6,5, rica en manganeso es más parda y traslúcida, su raya en placa de porcelana, negro-parda; forma cristalina, romboédrica, (5). De la tantalita se obtiene el tantalio. Algunas de sus aplicaciones son: fabricación de componentes electrónicos avanzados, condensadores, teléfonos móviles, ordenadores. Su carácter ultrarrefractario (punto de fusión 2.996 ºC), 1

Tantalita

capacidad de almacenar carga eléctrica temporal y liberarla cuando se necesita, alta resistencia a la corrosión: para fabricación y miniaturización de condensadores (en teléfonos móviles, pantallas, videoconsolas, play-stations, sistemas GPS, instrumentos quirúrgicos e implantes, fibra óptica, satélites o armas teledirigidas), entre otros más. El ferrotantalio agregado a los aceros austeníticos reduce la corrosión intergranular, (6). En cuanto a reservas a nivel mundial, se reporta que la República Popular del Congo tiene el 80% (principalmente la región de Kivu, en tantalio); otros productores son: Australia (10%), Brasil (5%), Canadá, Ruanda, Etiopía, y en menores volúmenes, varios países, entre ellos Venezuela. (7). En el período 1972-1976, las estadísticas indican que Brasil fue el primer país productor a nivel mundial con aproximadamente 4.400 Tm/año de pirocloro y 150 Tm/año de columbita-tantalita, siguiéndole Nigeria, con un volumen que osciló, de 1.486 a 930 Tm/año de columbita. Para el año 2000, Brasil ocupaba primer lugar en el mundo en producción de niobio (90%), primero en tantalita (45%) y de estaño, cuarto lugar, con 7%. El precio del coltán ha sido variable debido a varios factores. El gran

boom de precios fue en el período 2000-2001, cuando el kilogramo de tántalo pasó de 180 a 950 euros. En el año 2006 alcanzó US$ 600/kg. Hoy día se cotiza a precios muchos más bajos, (10). Los métodos de explotación del coltán son rudimentarios y en Africa ha sido causa de guerras y numerosas muertes, donde innumerables niños son sometidos a condiciones infrahumanas. Por el gran contraste de densidad que presenta el coltán, el proceso hidrogravimétrico permite la separación de los minerales que lo integran. Cuando la casiterita (SnO2), está presente en el aluvión de ocurrencia del coltán, por su valor económico, también es aprovechada. El coltán se encuentra asociado a granitos alcalinos y rocas pegmatíticas, en las cuales está presente el cuarzo, feldespatos, micas, microclina, berilo, espodumena, wolframita, entre otros (8). También destacan los depósitos de alteración y aluvionales tipo placer, que se han originado por la erosión, transporte y concentración de los primarios (14). Se ha determinado la presencia de radiactividad de bajo nivel en algunos minerales de niobio, con dosis de <18 mSv/año en trabajadores congoleses de explotación artesanal (17 y 18). Ello constituye

IngºGeóº, M Eng. Profesor Titular Escuela de Ciencias de la Tierra UDO-Bolívar. e-mail: joseherreron@hotmail.com

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Propiedades físico-químicas y aplicaciones industriales del ...

uno de los tantos males causados por la explotación del coltán bautizado “el oro azul”, guerras entre grupos conectados a grandes intereses internacionales, explotación y muerte de niños/adolescentes empleados en la extracción, invasión de parques nacionales, en donde la cacería de elefantes y gorilas vienen diezmando estas especies, hoy en peligro de extinción (18). Los depósitos reportados en Venezuela se localizan en granitos alcalinos, sienitas y pegmatitas de cuarzo con columbita y tantalita. Los más importantes están en la zona noreste del estado Amazonas, en Aguamena y Boquerón, ubicados a 70 km al Norte de Puerto Ayacucho, con concentraciones de casiterita, columbita-tantalita, ilmenita y circón, y en la región sur occidental del municipio Cedeño, cuyas áreas metalogénicas de Sn, Nb, Ta y Ti, se encuentran asociadas con granitos precámbricos extensos (Rapakivi), complejos en facies, con presencia de diques pegmatíticos meteorizados no zonados y en secuencias sieníticas y en paleoaluviones y eluviones antiguos (9). Según Heinrich (1996, 1978), Gerassimovky (1978) y Preinfalk & Morteani (1989), referidos en CVG-Orinoquia (1991), (10), las lateritas meteorizadas de cerro Impacto, son similares al complejo de Seis Lagos, Amazonas, como complejo carbonatítico laterizado. Otros ejemplos, a nivel mundial, son: Akongo (Camerún), con enriquecimiento de U, Th, ETR; Morro Do Ferro (Brasil): Th, ETR; Mbeya Hill (Tanzania): Nb, ETR; Mrima Hill (Kenya): Nb, ETR, P; Catalao 1 (Brasil): Nb, ETR, P, Ti; Araxa (Brasil): Nb, P, ETR, Th; Muri (Guyana): Th, P, Sr, ETR, y Mt. Weld (Australia), con Nb, P, y ETR. La mena de Araxa contiene 1-6% de Bario-Pirocloro, Barita (15-30%, Monacita (5-10%) y otros componentes. Los concentrados (por flotación) contienen 55-60% de Nb205 y por lixiviación, 59-65%, además de 15-18% de BaO y15-20% de CaO. El Pirocloro (fuente de niobio), en Brasil, se explota en un complejo sienítico-carbonatítico laterizado. Las reservas de niobio de Brasil alcanzan a 8 millones de libras con duración para 300 años. Perforaciones y muestras obtenidas de lateritas meteorizadas, provenientes de cerro Impacto, estado Amazonas, según el referido informe (20), indican un estimado, para un espesor del yacimiento de 100 m, de 50 millones de Tm de mena de niobio (de tenor 0,32%), con 456 mil libras de Nb y 200 Tm de ThO2. Esta apreciación luce interesante, comparándola con otros grandes yacimientos del mundo, sin embargo, la ubicación de cerro Impacto implica la construcción de una vía de acceso, de unos 350 km, de numerosos grandes y pequeños puentes, cuya inversión sería de varios millardos de bolívares, además, su posible explotación no podría, por desventaja cuantitativa, competir con los productos de otras minas del mundo, y mucho menos de Araxa, de Brasil.

Sobre los referidos depósitos de Venezuela no se conocen sus reservas y su evaluación, mediante sensores remotos, geofísica, aérea y terrestre, mapeo geológico y muestreo detallado, con los consiguientes análisis químicos y mineralógicos, son necesarios, además de ordenar y normar su exploración y eventual explotación comercial por parte del Estado venezolano. Las noticias exageradas de prensa, sin contarse con la evaluación de reservas y tenores no ofrecen certeza alguna de su posible importancia económica y estratégica como recursos minerales con que cuente el país. REFERENCIAS 1. Arguello, Juan A. La Guerra del coltán. Unidad 6 Adobe Reader: Nuevas necesidades, nuevos materiales. El Coltán. 2. López Blanch, Hedelberto (2009). Qué es el coltán?. Disponible: Coltán/_Barrock Gold Co_.American Mineral Fields y la sudamericana Anglo-American Co. 6. Tantalita_Wikipedia, la enciclopedia libre. mht 7. Tantalita. Disponible: /Coltán/Acido borico, borax, tantalio, T.A. ulexita mht 7 y 8 /coltan/tantalio.Necromicon.mht 9. Sistema económico mundial. marta-gil. Exposición 20-01.mht 10. Niobio. Un análisis de la Situación del Mercado Nacional. Disponible: Informe sobre Niobio.arg.pdf_Adobe Reader 10. Coltán, Mineral Estratégico. Importancia para la electrónica. Disponible: Coltán Mineral Multiusos-$600000_co en Mercadolibre.mht 11. Diccionario Ciencias de la Tierra. Editorial Complutense. Disponible: http://www.mibam.gob.ve/portal/downldoads/rp_oo3 pdf 12. Público.es.Coltán, el futuro insostenible.mht 13. Afrol News_La fiebre del coltán: El imperialismo continúa.mht 14. Rodríguez Galeotte, José Eleazar. Los Minerales estratégicos del siglo XXI.XXVIII Convención Minera Internacional, AIMMGM AC, Veracruz, 209. Disponible: Conferenciam_temag87 (1).pdf-Adobe Reader 15. Coltán/coltán vía imp.mht 16. Cornejo Ram{irez, J.A. Yacimientos de tipo placer. Disponible: http://www.uclm.es/users/higueras/yymm/Placeres.htm$_top 17. La Trinchera. Los celulares, el coltán y la guerra del Congo. Aug. 2008. 18. El Blog del Geólogo.26-01-2010. Disponible: El Coltán.htm 19. Ecuadorciencia. El Coltán, un mineral Estratégico.mht 20. Asoc. CVG-Orinoquia (junio 1991). Informe. El Cerro Impacto, estado Bolívar: Revisión, Evaluación e importancia económica.

Extracción del Coltán en el Congo GEOMINAS, abril 2010

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Tectónica EVIDENCIAS ESTRUCTURALES DEL CORRIMIENTO DE MESA BOLÍVAR EN SANTA CRUZ DE MORA, MÉRIDA, VENEZUELA STRUCTURAL EVIDENCE OF MESA BOLIVAR THRUST AT SANTA CRUZ DE MORA, MÉRIDA, VENEZUELA Francisco Bongiorno1, José Tomás Castrillo2, Norly Belandria3 y Fernando Mazuera4 Recibido: 28-1-10; Aprobado: 30-3-10.

RESUMEN Los eventos tectónicos que originaron el levantamiento andino, dejaron plasmados evidencias de los esfuerzos compresivos actuantes, que generaron una deformación muy compleja sobre la población de Santa Cruz de Mora. Dentro de las evidencias morfo-estructurales importantes de la zona, se encontró el corrimiento de Mesa Bolívar, falla inversa crustal de ángulo bajo, que permite que las filitas, cuarcitas y esquistos de la Asociación Tostosa (Paleozoico superior) cabalgue las areniscas y conglomerados de la Formación La Quinta, de edad Jurásica, y rocas calizas, lutitas y limolitas de las formaciones Capacho, La Luna y Colón, de edad Cretácica. Los esfuerzos compresivos calculados en este estudio apoyándose en las proyecciones estereográficas, indican que son los mismos que actuaron en el origen de la deformación andina, con dirección preferencial noroeste-sureste. Se cuentan con otras evidencias estructurales ligadas a este tipo de deformación, como son los pliegues con ejes y flancos largos y cortos coincidentes con la dirección de los esfuerzos generadores del movimiento epirogenético. Todas estas evidencias son corroboradas al Noreste de la población de Santa Cruz de Mora donde se midió la superficie de desplazamiento del corrimiento dando como resultado un rumbo N58ºE y una dirección de buzamiento de 27ºSE con movimiento inverso destral. Palabras clave: Corrimiento, esfuerzos, levantamiento andino, proyección estereográfica, Santa Cruz de Mora. ABSTRACT The tectonic events that originated the Andean raising, shaped evidences of operating compressive efforts, which generated a very complex deformation on Santa Cruz de Mora town. Inside the most important morfo-structural evidences of the zone, the Mesa Bolivar overthrust was found, crustal fault of low angle, which allows that phylites, quarzites and schists rocks of the Tostosa Association (Upper Paleozoic) rides, on sandstones and conglomerates of La Quinta Formation (Jurassic age) and limestones, shales and siltstones of Capacho, La Luna and Colon formations (Cretaceous age). The compressive efforts calculated in this study on the stereographic projections indicate that they are the same efforts that acted in the origin of the Andean deformation, with a preferential direction northwest-southeast. There are other structural evidences jointed to this type of deformation, like as folded series which axes and flanks agrees with the direction of the generating efforts of the Andean raising. All of these deformations are corroborated at the Northeast of the Santa Cruz town where the surface of the overthrust was measured. These measure gives a result of a strike N58ºE and a dip of 27ºSE. Key words: Andean raising, efforts, Santa Cruz de Mora, stereographic projection, thrusting.

INTRODUCCIÓN Los accidentes geológicos presentes en la zona de estudio controlan la topografía ofreciendo evidencias que permiten identicarlos permitiendo integrarlas sobre la historia del origen de Los Andes venezolanos, entre estos accidentes, los más importantes son la falla de Boconó y el corrimiento de Mesa Bolívar, asociados al sistemas de fallas presentes en el estado Mérida. El área de trabajo se ubica en el flanco noroeste de la Cordillera de Los Andes, al Suroeste de la ciudad de Mérida, perteneciente al municipio Pinto Salinas y forma parte de la cuenca media del río Chama (Figura 1). Con este estudio se pretende caracterizar elementos estructurales y estratigráficos, que en su conjunto permiten elaborar un modelo geológicoestructural que controla la región de Santa Cruz de Mora, además de indicar la influencia de la deformación andina en unidades litológicas de edades paleozoicas y cretácicas. El corrimiento de Mesa Bolívar presenta un rumbo SO-NE y con dirección de buzamiento hacia el SE, la cual relaciona rocas metamórficas constituidas básicamente por filíticas, gnéisicas y cuarcitas pertenecientes a la Asociación Tostosa (González et al., 1980) con rocas sedimentarias lutíticas, areniscas y calizas pertenecientes a las formaciones 1 IngºGeoº, MSc, Grupo de Investigación en Geología Aplicada. GIGA. Universidad de Los Andes (ULA). e-mail: frabon@ula.ve; 2IngºGeoº, Dr, GIGA. ULA. e-mail: cjoset@ula.ve; 3 IngºGeoº, MSc, GIGA. ULA. e-mail: nbelandria@ula.ve; 4IngºGeoº, GIGA. ULA. e-mail: mazueraf@ula.ve

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Figura 1. Ubicación del área de estudio. GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010


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Capacho, La Luna y Colón (Gonzalez et al., 1980). Así mismo, en las observaciones de campo de esta investigación se encontraron otras estructuras menores que pueden de algún modo, indicar el patrón estructural correspondiente a la deformación Andina y que están relacionados con la génesis y evolución de este corrimiento; entre estas estructuras se evidenció una serie de fallas inversas con rumbos sub paralelos (SO-NE) al corrimiento y con dirección de buzamiento hacia el SE, indicando que el corrimiento de Mesa Bolívar moviliza a través de su superficie falla, masas de rocas del SE hacia el NW. Otras Estructuras importantes localizadas en el estudio de campo fueron plegamientos asimétricos cuya superficie axial tiene dirección de buzamiento sub paralelo a la dirección de buzamiento del corrimiento. METODOLOGÍA EMPLEADA. La metodología empleada se basó fundamentalmente en desarrollar labores geológicas de campo, con el propósito de

localizar estructuras plegadas asimétricas y tectoglifos asociados a fallas. Posteriormente toda esta información se integró para obtener el modelo geológico estructural acoplado para la zona de estudio. En esta etapa se levantaron secciones estructurales siguiendo el patrón de la dirección de extensión de Los Andes venezolanos. En estas secciones se midieron estrías de falla y con ello se obtuvo el movimiento de las mismas, además de medir ejes, superficies axiales y flancos largos y cortos de pliegues. Todos estos datos son representados en las proyecciones estereográficas con el fin de corroborar la vergencia y con ello las direcciones de los esfuerzos compresivos principales. Para ello se empleará la terminología descriptiva por McClay (1992). Se utilizó la hoja cartográfica a escala 1:100.000, de la región de El Vigía (N° 5.841) del año 1977, del Instituto Cartográfico Nacional Simón Bolívar y el mapa topográfico a escala 1:25.000, del año 1955, cuya distribución se muestra en la figura 2. La cartografía geológica empleada fue la siguiente:

Figura 2 Distribución de las hojas cartográficas a escala 1:25.000. Tabla I. Números de fotos usadas en la Misión Nº 010487

- Mapa Geológico y Estructural de Venezuela a escala 1:500.000, del año 1976, Hoja de Mérida, del Ministerio de Energía y Minas. - Mapa de Interpretación Estructural del suroeste de Los Andes. PDVSA y Ministerio de Energía y Minas, Escala 1:500.000, del año 1984. - Mapa Geológico y Estructural de Tovar. Guaraque, Mesa Bolívar y Bailadores a escala 1:50.000, del año 1980, del Ministerio de Energía. Las misiones y números de las fotografías áreas utilizadas son: Misión Nº 010480, de los años 1988 1989, Fotos Nº 2823, 2823, 982, 984, 986, 988, escala 1:35.000. Misión Nº 010380, de los años 1973 y 1974, Fotos Nº 520 y 521, escala 1:50.000. Misión Nº 010487 del año 1992, cuyas fotos se muestran en la tabla I. COLUMNA ESTRATIGRÁFICA DE LA ZONA DE ESTUDIO La columna estratigráfica de la zona de estudio se muestra en la figura 3. Allí se resalta que el corrimiento de Mesa Bolívar relaciona rocas areniscas pertenecientes a la Formación Aguardiente, además de lutitas, calizas y limolitas calcáreas pertenecientes a las formaciones Apón, Capacho, La Luna y Colón, con cuarcitas, filitas y ganéis pertenecientes a la Asociación Tostosa y areniscas de diferentes texturas pertenecientes a las formaciones Barco, Los Cuervos, Carbonera y Palmar de edad Terciaria (González et al., 1980).

DESCRIPCIÓN E INTERPRETACIÓN DE LAS ESTRUCTURAS. En el sector El Bordo, al Noreste de la población de Santa Cruz de Mora, se localizaron rocas graníticas de edad paleozoica cabalgando sobre rocas lutíticas calcáreas pertenecientes a la Formación La Luna de edad Cretácica. En ese punto de control se estudió la superficie de falla del corrimiento de Mesa Bolívar, superficie que es irregular, dentada que indica el movimiento de la misma. El rumbo de la superpie de la falla es N 70º E y el buzamiento es 27º hacia el Sureste, así mismo, en esa superficie irregular se midieron estrías de fallas indicando un empuje proveniente del sureste hacia el Noroeste, el cual coincide con la vergencia Andina. (Figura 4). Al Noreste de la población de Santa Cruz de Mora, se encontraron estrías atribuidas a la falla de Santa Cruz de Mora, de carácter inverso, plasmadas en rocas calizas de la Formación Capacho. El rumbo y buzamiento de la falla de Santa Cruz, medido en la superficie de la falla donde están grabadas las estrías, es N 69º E y buzamiento de 39º SE respectivamente. La proyección estereográfica de esas estrías indican que esa falla tiene un movimiento destral con una componente inversa hacia el NO, por lo que existe un empuje de la misma desde el SE hacia el NO, la cual coincide con la vergencia tectónica que generó el origen del GEOMINAS, abril 2010

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F. Bongiorno, J. Castrillo, N. Belandria, F. Mazuera

levantamiento de Los Andes. Esta falla de Santa Cruz es sub paralela al corrimiento de Mesa Bolívar ubicado al SE, conformando así la escama tectónica de Santa Cruz de Mora, aflorando rocas de las formaciones Aguardiente, Capacho, Luna y Colón. En la población de Mesa Bolívar, al Noreste de Santa Cruz de Mora, se localizaron pliegues de arrastre (MacClay, 1992; Poblet, 2004) en cuarcitas de la Asociación Tostosa (Figura 5). Los datos obtenidos en estos pliegues son: Sinclinal: ? Flanco corto: N 59º E; 78º NO. ? Flanco Largo: N 57º E; 53º SE. Anticlinal: ? Flanco corto: N 59º E ; 78º NO. ? Flanco Largo: N 54º E; 48º SE. Las proyecciones estereográficas (Figura 6) de los flancos de esos pliegues indican un sistema compresivo en la dirección SE-NO, con ángulo y dirección de inclinación en los sinclinales y anticlinales de 77,5º SE y 75º SE, respectivamente, y el rumbo del eje de los mismos es N 57º E. De acuerdo con la inclinación de la superficie axial y la relación de los flancos largos y cortos con la vergencia, existe un empuje del SE hacia el NO que concuerda con el movimiento del corrimiento de Mesa Bolívar y por lo tanto está relacionado con la dirección de los esfuerzos que originaron el levantamiento de Los Andes. En la zona de estudio se localizaron otras estructuras similares, las cuales se les aplicó la misma metodología y los resultados fueron semejantes. Con todos estos datos obtenidos en el campo, se elaboró el mapa Geológicoestructural de la zona a estudio (Figura 7). En ese mapa se localiza el corrimiento de Mesa Bolívar, que junto con la falla de Santa Cruz de Mora, conforman el modelo estructural más resaltante de la zona, el cual tiene una configuración similar a una escama tectónica, donde expone en superficie las formaciones Arguardiente Capacho La Luna y Colón. Así mismo, se puede notar el frente principal del corrimiento de Mesa Bolívar donde permite cabalgar rocas paleozoicas de la Asociación Tostosa sobre las unidades litológicas cretácicas mencionadas anteriormente. En la misma figura 7, se puede observar que el frente de corrimiento de Mesa Bolívar coincide con el sistema de esfuerzos compresivos mostrado en las proyecciones estereográficas de la figura 6 con lo cual afirma la vergencia andina, la cual es del Sureste hacia el Noroeste, corroborando así que este corrimiento está asociado con el levantamiento de Los Andes venezolanos. CONCLUSIONES El corrimiento de Mesa Bolívar es una falla crustal que permite aflorar en la superficie terrestre rocas del basamento de edad paleozoica pertenecientes a la Asociación Tostosa.

Figura 3. Columna Estratigráfica empleada en la zona de estudio. (Tomado de González et al., 1980).

Figura. 4. Rocas graníticas cabalgando sobre las lutitas de la Formación La Luna en el sector de El Bordo. Nótese la superficie de contacto entre las dos rocas, la cual representa el corrimiento de Mesa Bolívar. 28

La representación de las proyecciones estereográficas de los diferentes pliegues de flexión y de arrastre, reflejó que los flancos largos tienen dirección de buzamiento hacia el Sureste y los flancos cortos tienen buzamientos hacia el Noroeste, por tanto, tienen su origen en el Mioceno con el inicio del levantamiento andino, cuando existía un régimen de esfuerzos compresivos convergencia sureste-noroeste. Hacia el Norte de la población de Santa Cruz de Mora se localiza el frente del corrimiento de Mesa Bolívar, que pone en GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010


Evidencias estructurales del corrimiento de Mesa Bolívar en ...

N O

S E

A

B

Figura 5. (A)Pliegues de propagación en cuarcitas de la Asociación Tostosa en la población de Mesa Bolívar. (B) Terminología descriptiva de fallas de propagación propuesta por (McClay, 1992; Poblet, 2004).

contacto rocas paleozoicas pertenecientes a la Asociación Tostosa cabalgando sobre rocas cretácicas de las formaciones Capacho y La Luna. Esto se evidencia en el sector el Bordo donde el rumbo y el buzamiento es N 45º E y 27º SE, respectivamente, allí la superficie de falla del corrimiento está sobre las rocas lutitícas de la Formación La Luna. Las evidencias encontradas en la población de Mesa Bolívar, establecen que la superficie de falla del corrimiento de Mesa Bolívar está representada en las rocas calizas y lutitas de edad cretácica pertenecientes a la Formación La Luna, con ello, se establece que la rampa de falla se localiza en las rocas de la Figura 6. (A) Proyección estereográfica del anticlinal y (B) Proyección estereográfica Formación La Luna. del sinclinal de la figura 5. En la población de Santa Cruz de Mora se localizó una estructura similar a una escama tectónica formada por la falla de Santa Cruz y el corrimiento de Mesa Bolívar (Figura 7); esta estructura forma un corredor con orientación suroeste-noreste representado por rocas de las formaciones Aguardiente, Capacho, La Luna y Colon. Todas las estructuras menores encontradas están asociadas a la deformación andina y son el resultado directo de la evolución y progreso del corrimiento de Mesa Bolívar en la zona de estudio. AGRADECIMIENTO Los autores desean agradecer al CDCHT de la Universidad de Los Andes por todo el apoyo prestado para la realización de este estudio.

BIBLIOGRAFÍA Dahlstrom, C.D.A. (1970). Structural Geology in the eastern margin of the Canadian Rocky Mountains. Boletín de AAPG Nº 18, 332 406 p. González de Juana, C.,Iturralde, J., Picard, X. (1980) Geología de Venezuela y de sus Cuencas Petrolíferas. Tomo I. Venezuela: Ediciones FONINVES. McClay, K.R., F (1992). Thrust Tectonics. Editorial Chapman and Hall. London. 427- 432 p. Poblet J. (2004).Geometría y cinemática de pliegues relacionados con Cabalgamientos. Trabajo de Geología, Universidad de Oviedo, 127- 146 p.

Figura 7. Mapa geológico - estructural de la zona de estudio. GEOMINAS, abril 2010

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Climatología ANÁLISIS DEL CAMBIO CLIMÁTICO RECIENTE DE LA CIUDAD DE MÉRIDA- ESTADO MÉRIDA: CALENTAMIENTO LOCAL ANALYSIS OF RECENT CLIMATE CHANGE IN THE CITY OF MERIDA- MERIDA STATE: LOCAL WARMING Guerrero C., G.1, Camargo M., M. G.2, Guerrero C., O. A.3 y Guerrero, O.4 Recibido: 6-3-10; Aprobado: 22-3-10.

RESUMEN El presente trabajo trata de continuar con las observaciones e investigaciones sobre las causas y consecuencias del retroceso glaciar para la Sierra Nevada de Mérida, realizado a través de una metodología que permitió además de procesar y analizar información histórica, estadística y aerofotográfica, evaluar una serie de datos de climatológicos de las estaciones de la sección Mérida-Pico Espejo, para un periodo de cincuenta años, con el propósito de reconocer los cambios temporales y espaciales de las variables temperatura, precipitación y evapotranspiración. El análisis de estas variables que permitió reconocer el grado de influencia que presentan los cambios climáticos globales y antropogénicos que permitieron el proceso de deshielo en la Sierra Nevada de Mérida, así como un eventual cambio climático significativo para la ciudad de Mérida, obteniéndose para el periodo 1951-2007 una tendencia a un incremento sostenido de la temperatura que alcanza 1,6 ºC. En base a los resultados de los climogramas realizados bajo el procedimiento de climas de Thorntwaite para la estación de Mérida (FAV) entre los periodos 1950-2000 se concluye que la ciudad de Mérida y sus áreas de influencia ha experimentado un cambio climático de Perhúmedomesotérmico (AB2´) durante el periodo 1950-1960 a Perhúmedo-mesotérmico (AB3´) para los períodos 1960-1970 y 1970-1980, lo cual indica un incremento en la tasa de evapotranspiración. Para el período 1980-1990 el clima sufre un cambio importante a Húmedo-Mesotérmico (B3B3´) caracterizado por una disminución de la precipitación y un incremento en la tasa de evapotranspiración. Palabras claves: Andes venezolanos, cambio climático local, ciudad de Mérida. ABSTRACT This work is continuing with the observations and research on the causes and consequences of glacier retreat in the Sierra Nevada de Mérida, conducted through a methodology that allowed further processing and analysis of historical information, statistics and aerial, study a data series of climatological stations of the Mérida-Pick Espejo section for a period of fifty years, to recognize the temporal and spatial changes of the temperature, precipitation and evapotranspiration variables. The analysis of these variables allowing to recognize the degree of influence presented by local climate changes and anthropogenic process that allowed the melting in the Sierra Nevada de Mérida, as well as any significant climate change for the city of Merida, obtaining for the period 1951-2007 a trend of a sustained increase in temperature reaching 1,6 ° C. Based on the results of the Thorntwaite's climate procedure for Mérida weather station (FAV) from the period 1950-2000 concluded that the city of Merida and its areas of influence has changed from Perhumidity mesothermic (AB2 ') during the period 1950-1960 to Perhumidity-mesothermic climate (AB3') for the periods 1960-1970 and 1970-1980, which indicates an increase in the rate of evapotranspiration. For the 1980-1990 period, the climate undergoes a major change to wet-mesothermic climate (B3B3') characterized by a decrease in precipitation and an increase in the rate of evapotranspiration. Key words: Local climate change, Merida city, venezuelan Andes.

INTRODUCCIÓN período de tiempo es bastante representativo para hacer Las estaciones climatológicas de la sección Mérida-Pico Espejo, estudios climatológicos y de variaciones de temperatura en presentan los datos meteorológicos más completos de la región andina, los cuales fueron empleados para realizar un análisis climatológico a través del estudio estadístico de la temperatura y precipitación para el periodo 1950-2007, igualmente se determinó el clima a partir del balance hídrico de la estación Mérida, mediante la obtención de la evapotranspiración potencial (ETP) y el índice hídrico anual, empleando para tal fin, la metodología propuesta por W. Thornthwaite (1962, Silva, 1992) que permite determinar el clima de una región. La variable temperatura fue estudiada exclusivamente para la estación Mérida (FAV), debido a que es la única que presenta registros continuos desde 1950 hasta el 2007 (Figura 1); este 1 Br. Universidad de Los Andes (ULA). e-mail: gabrielguerrerocamargo@hotmail.com ; 2 Geogº, Dra. ULA. e-mail: gabicam2000@yahoo.es; 3Br. ULA. e-mail: omargc_91@hotmail.com; 4Geogº, MSc, Instituto de Geografía y Conservación (IGCRN). ULA. e-mail: oguerre@ula.ve

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Figura1. Variación de la temperatura media anual 1950-2007, se aprecia una variación importante durante los años 1970, donde se supera la temperatura media de 19 ºC. GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010


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zonas de montaña (Matos, 1985). En la figura 1 se puede observar el aumento de temperatura media entre el período 1951-2007. En 1951 la temperatura media superaba escasamente los 18ºC aumentando en los años siguientes con altibajos. La temperatura media se incrementa 8,7% entre 1951 y 2007. La diferencia del período es de 1,6 ºC, determinando que en el año 1951 la temperatura era de 18,2 ºC y en el año 2007 alcanzó los 19,8 ºC. Estas variaciones de la temperaturas están influenciadas por los registros de los ciclos de máxima intensidad de las manchas solares, las cuales tiene un periodo de aproximadamente 11 años (Silva, 1992), así como también por el proceso de desarrollo urbano que ha experimentado la ciudad de Mérida, en especial la inflexiones de la temperatura registradas para final de los años 60 e inicio de los 70 con el incremento de infraestructura vial y urbana (Vivas, 1971). En vista de este comportamiento irregular y abrupto de la temperatura a los finales de los ochenta y principios de los noventa y debido a la importancia del comportamiento de esta variable en las variaciones del gradiente alto térmico para el área de estudio, se procedió a realizar una discriminación de los datos de temperatura para diferentes periodos, con el propósito de precisar los cambios temporales de esta variable, se obtuvieron los resultados siguientes:

Figura 3. Los años 1971 y 1972 muestran un incremento en la temperatura media anual de 2,3 ºC, siendo la temperatura media para el periodo de 19 ºC.

variaciones escasas de temperatura con respecto al valor medio (19ºC). El periodo de 1960 a 1970 la temperatura media anual se mantiene muy cercana a la media (19 ºC). Las variaciones bruscas de la temperatura media anual se presentaron en los años 1971 y 1972, las cuales arrojan una variación de 2,1ºC, que representa un aumento de 11,5%. Estos años coinciden con la construcción del Hospital Universitario H.U.L.A, lo cual pudo haber originado este notable cambio en la temperatura media anual de Mérida, producto de un posible cambio en el microclima existente para ese entonces en el aeropuerto, donde está ubicada la estación meteorológica de la Fuerza Armada venezolanas, así como también, con un máximo de ciclo de manchas solares (Figura 4). A partir del año 1975 la temperatura media anual tiende a aumentar, para terminar en 19,5 ºC en 1980.

Figura 2. Diferencia de temperatura para el periodo 1951-1960, se muestra incremento al final del periodo de 0,8ºC, siendo la media para el periodo de 18,4 ºC.

En la figura 2 se observa una importante variación de la temperatura con respecto al valor medio de 18,4ºC del periodo 1951-1960, con una diferencia de 1,2ºC, con respecto a la temperatura media anual del año 1950. Estas variaciones definen cuatro años (1951,1953,1954 y 1956) con medias anuales inferiores a la media del periodo, lo cual puede ser un efecto generado por la zona de Convergencia Intertropical afectada por el periodo atmosférico de La Niña, lo cual produce perturbaciones en la troposfera, trayendo como consecuencia una disminución de la temperatura (Vivas, 1971). Un segundo grupo está representado por los años 1952, 1958, 1959 y 1960, con medias anuales superiores a la media del período, las cuales se pueden considerar como incrementos de la temperatura causada probablemente por fenómenos atmosféricos locales, relacionados con el incremento de la infraestructura urbana, mientras que en los años 1955 y 1957 se mantienen dentro del rango de la media para el periodo. De manera general la tendencia es a un incremento de la temperatura en 5,5%. El análisis de la temperatura media anual para el periodo 19601980 (Figura 3), muestra cambios bruscos interanuales y GEOMINAS, abril 2010

Figura 4. La temperatura media es de 19,2 ºC. Se incrementa en un 0,2 ºC, con respecto al decenio anterior.

En la figura 5 se puede apreciar una variación de temperatura interanual de 1 ºC con tendencias a una disminución de la temperatura de manera general, coincide con un mínimo de manchas solares, finalmente para el periodo 1990-2007 las variaciones de temperatura interanual son de 0,6 ºC, con una media de 19,6 ºC. De manera general a partir del año 2000, se presenta una estabilidad de las variaciones interanuales progresivas a disminuir. Este comportamiento que puede estar condicionado a procesos astronómicos relacionados con el ciclo de manchas solares que presenta una distribución similar al observado para las temperaturas medias anuales durante el periodo 1990-2007 31


G. Guerrero, M. Camargo, O. A. Guerrero, O. Guerrero

(Figura 6). INTERPRETACIÓN DE LOS CLIMOGRAMAS PARA LA CIUDAD DE MÉRIDA El análisis de los climogramas para la estación de Mérida (FAV) fue realizado bajo el mismo criterio de estudio que se empleó para el tratamiento de la variable temperatura, siendo factor fundamental la obtención de las precipitaciones medias anuales y la determinación de la evapotranspiración (ETP); esta ultima a partir de la aplicación de ecuaciones que están relacionadas con la posición geográfica de la estación meteorológica en estudio, la tasa de radiación solar, el Figura 5. Distribución de las manchas solares durante el índice calórico anual y las variaciones de las reservas de agua, las periodo 1600-2000 (Tomado de University Corporation for cuales permiten determinar el índice hídrico anual que junto con la Atmospheric Research-UCAR, 2007. ETP, permiten reconocer las variaciones climáticas que han sufrido la región de estudio. En la figura 7 se muestra el climograma para la estación Mérida en el período 1950-1960, donde se reconoce que la precipitación media mensual tiene un comportamiento bimodal con máximos en el mes de mayo y octubre, relacionados con temporadas de precipitaciones de nieve en las zonas montañosas de la Sierra Nevada de Mérida, mientras que los mínimos de precipitación se observan para los meses de febrero, marzo y julio. Por otra parte, la ETP obtenida refleja una variación entre los 5 a 8 cm. De tasa intermensual con máximos en el período de mayo a octubre y mínimos de enero a febrero, es de hacer notar que los máximos de ETP corresponden Figura 6. La temperatura media anual es de 19,6 ºC., con los máximos de precipitación, solamente en el mes de febrerorepresenta un incremento de 0,4 ºC, con respecto al decenio marzo se experimenta un déficit de la precipitación donde la anterior. evapotranspiración se compensa con la utilización del agua existente en la reserva de los suelos, o lo que se denomina nivel Climograma para la Estación Mérida freático. Mientras que los meses restantes para este periodo la período 1950 -1960 precipitación supera la tasa de ETP; el comportamiento de estas 30,0 25,0 variables para este periodo define un clima para la ciudad de Mérida, 20,0 Precipitación media (cm) según Thornthwaite del tipo perhúmedo-mesotérmico (Ab2´). 15,0 ETP (cm) 10,0 Para el período 1960-1970 que se observa en la figura 8, el 5,0 comportamiento es bastante similar al presentado en la década 0,0 anterior, sin embargo se aprecia un incremento en la precipitación donde los máximos triplican la tasa de evapotranspiración, llegando a alcanzar un comportamiento bimodal simétrico, especialmente los meses de mayo y octubre, siendo este último, el más favorecido en cuanto al incremento de la precipitación. Es de notar que los meses Figura 7.Climograma para la estación Mérida. Período 19501960. de escasa precipitación representados en esta década por los Climograma de la estación Mérida (FAV) para el meses de febrero y marzo involucran parte del mes de enero, por lo periodo 1960 - 1970 30,0 tanto se interpreta una mayor utilización del agua de la reserva del 25,0 suelo, debido a que existe un incremento en la tasa de ETP; esto es 20,0 sin duda un reflejo del incremento de la temperatura que está 15,0 experimentando la ciudad de Mérida, el balance hídrico permite 10,0 definir un clima del tipo Perhúmedo-Mesotérmico (AB3´) que se 5,0 interpreta como el resultado de un incremento de 1,2 cm en la tasa 0,0 il o o e e ro ro o to y io l r re s re e rza rb n iu b b b rb de evapotranspiración de este periodo de esta década con respecto n re A a b M m ctu e m e m M Ju J o g E e A e i ti O vi F p o ic a la década anterior. Para el periodo 1970-1980 (Figura 9), el e N D S comportamiento de la precipitación y ETP es similar al de la década Figura 8. Climograma de Estación de Mérida. Período 1960de los años 1960-70, manteniéndose las mismas condiciones 1970. climáticas (Perhúmedo-Mesotérmico: Ab3´). Sin embargo, se aprecia una escasa disminución de la precipitación media anual para el mes de mayo, localizándose por debajo de los 25 cm, mientras que el mes de octubre se mantiene por encima de este valor. Esta disminución puede deberse a un avance del efecto Foehn (efecto de desecación orográfico), debido al efecto de vientos secos y cálidos proveniente de las zonas de Lagunillas de Mérida, que avanzan progresivamente hacia las zonas altas de Ejido y Mérida. La década correspondiente a los años 1980-1990 se observa en la figura 10, donde se aprecia una disminución notable de la precipitación en los picos de mayo y octubre, los cuales se mantienen por debajo de 23 cm., los meses secos son más expresivos llegándose a utilizar la reserva de agua del suelo en el primer trimestre del año y generando condiciones de equilibrio entre la tasa de Precipitación media anual (cm) ETP (cm)

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Análisis del cambio climático reciente de la ciudad de Mérida ...

ETP y precipitación en el mes de julio, lo cual permite dividir los periodos lluviosos en dos grandes secciones: uno correspondiente al segundo trimestre del año y el otro, al último trimestre del año. La tasa de evapotranspiración en estos dos periodos se incrementa en 1,6 cm, lo cual permite que se produzca en la ciudad de Mérida un cambio climático de Perhúmedo-Mesotérmico (AB3´) para la década 70-80 a un clima Húmedo-Mesotérmico (B3B3´) para la década del 1980-90; este comportamiento se puede observar en el comportamiento de la temperatura para estos mismos años (Figura 5). Finalmente el periodo 1990-2000 (Figura 11), presenta un comportamiento climatológico similar al de la década anterior, manteniéndose el clima de Húmedo - Mesotérmico (B3B3´). Para este periodo existe, sin embargo, una distribución de la variable precipitación que difiere de las décadas anteriores, donde se puede observar una recuperación de la precipitación media anual para los meses de mayo y octubre, mientras que se observa disminución de la precipitación para los meses de junio y julio en los cuales la ETP, demanda el agua de la reserva de suelo para compensar en déficit; por otra parte el equilibrio entre la precipitación y la ETP involucra los meses de diciembre, además del primer trimestre del año, donde inclusive el mes de abril presenta un ligero porcentaje de precipitación que supera a la ETP. Los autores consideran que esta variación de la precipitación que sugiere una disminución progresiva y un avance de los meses secos del año se deben al efecto Foehn anteriormente mencionado, al ciclo de manchas solares y a cambios climáticos locales relacionados con el incrementos de la población, infraestructura y vehículos automotores. Análisis de la población y de vehículos automotores para el estado MÉRIDA El crecimiento poblacional del estado Mérida en los últimos 70 años ha sido constante, llegando alcanzar un diferencial de más de 536.000 habitantes para el periodo 1936-2001 (INE, 2003). Sin embargo el crecimiento más vertiginoso ocurre a finales de la década de los 70 y principios de los 80 (Figura 12), estimulado en parte por los ingresos petroleros y el crecimiento urbanístico; expresado, en el área metropolitana de Mérida, por la construcción de edificios de hasta ocho pisos. Este crecimiento poblacional está aunado a las necesidades de desarrollo de infraestructura vial y de servicios demandada por la población. Por tal motivo el estado Mérida sufrió un incremento vehicular entre el periodo 1997-2001 que representa un porcentaje 20,02% (Figura 13). Este crecimiento vertiginoso de vehículos automotores está ligado a políticas gubernamentales y a un incremento de gastos públicos. Por tal motivo es evidente un incremento de CO2 a la atmósfera.

Climograma estación Mérida (FAV) para el periodo 1970-1980 30,0 25,0 20,0

Precipitacion media anual (cm) ETP (cm)

15,0 10,0 5,0 0,0

Figura 9. Climograma de Estación de Mérida. Período 19701980. Climograma estación Mérida (FAV) Para los periodos 1980 -1990 25,0 20,0 15,0

Precipitacion media anual (cm) ETP (cm)

10,0 5,0 0,0

Figura 10. Climograma de Estación de Mérida. Período 19801990. Climograma estación Mérida (FAV) Para los periodos 1990 -2000 30,0 25,0 20,0

Precipitacion media anual (cm) ETP (cm)

15,0 10,0 5,0 0,0

Figura 11. Climograma de Estación de Mérida. Período 19902000.

Crecimiento Demografico Estado Mérida 1936- 2001 s 800000 te 600000 n a ti 400000 b 200000 a H 0

Habitantes

CONCLUSIONES 1936 1950 1971 1990 La variable temperatura ha mostrado en el periodo 1951-2007 una Año Censo tendencia a un incremento sostenido, la cual ha alcanzado un aumento de la temperatura media en 8,7% en el periodo señalado. Figura 12. Crecimiento poblacional para el estado Mérida La diferencia del período es de 1,6 ºC, determinando que en el año periodo 1936-2001. Fuente: Censos nacionales 1936-2001 1951 la temperatura era de 18,2 ºC y en el año 2007 alcanzó los (INE, 2003). 19,8 ºC. Según los balances hídricos realizados y los climogramas obtenidos para la estación de Mérida (FAV) entre los periodos 1950-2000 se concluye que la ciudad de Mérida y sus áreas de influencia ha experimentado un cambio climático de Perhúmedo-Mesotérmico (AB2´) durante el periodo 1950-1960 a Perhúmedo-mesotérmico (AB3´) para los períodos 1960-1970 y 1970-1980, lo cual indica un incremento en la tasa de evapotranspiración. Para el período 1980-1990 el clima sufre un cambio importante a HúmedoMesotérmico (B3B3´) caracterizado por una disminución de la precipitación y un incremento en la tasa de evapotranspiración. GEOMINAS, abril 2010

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G. Guerrero, M. Camargo, O. A. Guerrero, O. Guerrero

AGRADECIMIENTO Personal de la sala de climatología FAV, Aeropuerto de Mérida, CDCHT-ULA y al Grupo TERRA. REFERENCIAS

Figura13. Crecimiento vehicular 1997-2001 en el estado Mérida. Fuente: Anuario estadístico de Venezuela, 2001. (INE, 2003).

INE (2003). Anuario estadístico de Venezuela 2001. Ministerio de Planificación y Desarrollo. Caracas. Venezuela. Matos Freddy. (1985). Zonificación y reglamentación de uso del parque nacional Sierra Nevada (Estados Mérida y Barinas). Universidad de los Andes. Escuela de Geografía. Mérida. Venezuela. Silva, G. (1992). Nevada media anual en los Andes merideños. Trabajo de ascenso, Universidad de los Andes, Mérida. Vivas, P. (1971). Variaciones de los elementos climatológicos a lo largo del corte Mérida-Pico Espejo. Universidad de los Andes. Mérida. University Corporation for Atmospheric Research UCAR (2007). http://www.windows.ucar.edu/

http://www.fundageominas.org.ve 34

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Geofísica CARACTERIZACIÓN GEOELÉCTRICA DEL ACUÍFERO UBICADO EN LOS SECTORES LA FUENTE PARAGUACHÍ, ISLA DE MARGARITA, ESTADO NUEVA ESPARTA GEOELECTRICS CHARACTERIZATION OF THE AQUIFER LOCATED IN LA FUENTE - PARAGUACHÍ SECTORS, MARGARITA ISLAND, NUEVA ESPARTA STATE Martha Terán1, Pedro Vásquez2, Ricardina Díaz3, Marisela Uzcátegui4, Hervé Jéga5, Fernando Mazuera6 Recibido: 12-2-10; Aprobado: 20-3-10.

RESUMEN El área de estudio se encuentra ubicada entre los sectores La Fuente - Paraguachí, pertenecientes al municipio Antolín del Campo, en la costa nororiental de la Isla de Margarita, con un área aproximada de 42 km2. El objetivo fue caracterizar geoeléctricamente el acuífero que se encuentra en dicha zona, con el fin de definir las unidades estratigráficas que conforman el mismo. La metodología empleada consistió en tres etapas: una etapa de oficina donde se llevó a cabo la recopilación de material bibliográfico, cartográfico y fotoaéreo relacionado con el área de estudio; la etapa de campo donde se recopiló la información geológica y geofísica, utilizando el método de sondeos eléctricos verticales (Schlumberger), y la etapa de procesamiento de datos donde se elaboraron mapas, perfiles y secciones que permitieron la caracterización de las unidades estratigráficas presentes en el acuífero. De esto se determinó que el acuífero está constituido en su mayoría por arcillas en su parte superficial, arenas y gravas a mayor profundidad. Palabras clave: Acuífero, caracterización geoeléctrica, iso-resistividad, Paraguachí, sondeo eléctrico vertical. ABSTRACT The study area is located between “La Fuente- Paraguachí” sectors, Antolin del Campo Municipality, on the northeast coast of Margarita island, with an approximate area of 42 km2. The aim was to obtain a geoelectric characterization of the aquifer found in the area, in order to define the stratigraphic units that comprise it. The methodology consisted of three stages: a office stage were literature, maps and aerial photography related to the study area was reviewed, a field stage where geological and geophysical information was collected, using the vertical electrical sounding method (Schlumberger), and a data processing stage where maps, sections and logs were made that allowed the characterization of the stratigraphic units present in the aquifer. From this it was determined that the aquifer is composed mostly of clay at its surface, sand and gravel at greater depth. Key words: Aquifer, geoelectrical characterization, isoresistivity, Paraguachí, vertical electrical sounding.

INTRODUCCIÓN La caracterización geoeléctrica de acuíferos tiene como premisa determinar los espesores y la composición litológica que conforman el mismo, a partir de la interpretación de valores de resistividad aparente, obtenidas a través de la ejecución de sondeos geofísicos aplicando métodos eléctricos. Para llevar a cabo esta caracterización es necesario disponer de información del subsuelo, ya sea obtenida de manera directa y/o indirecta, haciendo uso de descripción litológica de núcleos extraídos de los pozos del acuífero y/o a través de métodos geofísicos de superficie. A partir de la caracterización geoeléctrica empleando el método de sondeo eléctrico vertical, se pretende estimar las unidades estratigráficas que conforman el acuífero perteneciente a los sectores La Fuente-Paraguachí del municipio Antolín del Campo, Isla de Margarita. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Los acuíferos de los sectores La Fuente-Paraguachí del municipio Antolín del Campo no presentan información litológica del material que lo compone, por lo que el empleo de métodos geofísicos permitirá elaborar secciones geológicas del subsuelo y dar a conocer las unidades estratigráficas que conforman el acuífero de la zona en estudio. UBICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO El área de estudio se encuentra ubicada entre los sectores La Fuente-Paraguachí, pertenecientes al municipio Antolín del Campo, en la costa nororiental de la Isla de Margarita con un GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010

área aproximada de 42 km2 (Ver figura 1); bajo las coordenadas UTM: N: 1.229.000, E: 403.000 y N: 1.222.000, E: 410.000. GEOMORFOLOGÍA Existe la presencia de un relieve con pendientes pronunciadas en lo que corresponde a los cerros Matasiete y Guayamurí (región oriental) y los cerros El Mico y Tragaplata (región occidental), estos muestran características de estar formados por rocas de tipo metamórfico en su mayor parte. El valle de La Fuente-Paraguachí presenta una pendiente bastante baja y uniforme, conformado por sedimentos aluviales y fluviales. La red de drenaje en la zona de mayor pendiente se nota escasa, de tipo dendrítico y en parte orientado por el sistema de fracturas presentes en las rocas. El tectonismo se ve reflejado por una falla de rumbo aproximado norte sur (Falla Matasiete), aparentemente normal que limita la vertiente occidental del Cerro Matasiete, y otra falla asumida (Falla Los Micos) que limita el piedemonte de los cerros El Mico y Tragaplata. GEOLOGÍA La geología en el área comprende diferentes litologías, las cuales corresponden principalmente a rocas de tipo metamórfico de edad Cretácico, entre ellas el Grupo La Rinconada conformado por los Complejos Metaofiolítico y Metamórfico de Paraguachí, consistentes en serpentinitas, esquisto cuarzo muscovítivo y gneis 1

Br. ULA. e-mail: mteranm@gmail.com; 2 Br. ULA. e-mail: pedrovasquez@ula.ve; IngºGeoº, Profesora ULA. e-mail: ricardinad@ula.ve; 4 IngºCivilº MSc. Profesora 5 ULA. e-mail: mariselu@ula.ve; Ing°Hidr°, Dr. Profesor e investigador del CIDIATULA. e-mail: hjegat@ula.ve; 6 IngºGeoº. Profesor ULA. e-mail: mazueraf@ula.ve 3

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M. Terán, P. Vásquez, R. Díaz, M. Uzcátegui, H. Jégat, F. Mazuera

granatífero epidótico predominantemente. También se encuentran presentes rocas ígneas intrusivas como la Trondhjemita de Matasiete, el Gneis de Guayacán y el Granito del Salado, cuyas edades oscilan entre 70 y 80 millones de años, pertenecientes al Cretácico Tardío; en menor proporción afloran las rocas del Grupo Juan Griego, que consisten en esquistos grafitosos. En lo que respecta a rocas de origen sedimentario, solo se puede hacer referencia a los depósitos continentales representados por las Arenas de Falca, constituidas principalmente por arenas cuarzosas no consolidadas, con espesor aproximado de 100 metros y consideradas del Pleistoceno Superior. METODOLOGÍA Esta investigación se inició con la búsqueda y análisis de la información geológica y geofísica existente en la zona o sus alrededores. Posterior a esto se realizó una etapa de campo donde se llevó a cabo Figura 1. Ubicación del área de estudio. Tomado de http://images.google.co.ve/ como primera medida un reconocimiento geológico, en el cual se identificaron las principales unidades aflorantes en el área de estudio. Seguido del reconocimiento geológico se procedió al empleó del método geofísico (Sondeo Eléctrico Vertical, SEV), en algunos sectores seleccionados del área de estudio, para la ubicación y descripción general de las secciones estratigráficas a estudiar, con el fin de validar y corroborar las litología presentes. La exploración eléctrica se realizó mediante la ejecución de 10 SEV con separaciones máximas entre electrodos de emisión de corriente AB de 200 metros, de acuerdo a las zonas de mayor interés. La configuración para llevar a cabo los mismos se hizo de acuerdo con el dispositivo Schlumberger, usando separaciones de AB/2 de 3, 5, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100 metros. PROCESAMIENTO DE LOS DATOS GEOFÍSICOS Los datos obtenidos en los sondeos geofísicos realizados en la fase de campo fueron procesados y analizados por medio del programa IPI2win, y de esta manera elaborar un análisis cualitativo que consistió en la construcción de las curvas de resistividad aparente, el mapa de tipo de curvas y los mapas de isoresistividad, para obtener una visión general y espacial de las características geoeléctricas de las capas que forman parte del subsuelo. Y un análisis cuantitativo que se efectuó por medio de un proceso matemático realizado por el programa IPI2win, el cual ejecuta un proceso de inversión matemático por el que es posible determinar las resistividades verdaderas en las capas que ocurren en el subsuelo (Ver figuras 2 y 3), formando parte del acuífero, obteniéndose como resultado final perfiles geoeléctricos del subsuelo, que permitieron interpretar geológicamente cada uno de los perfiles eléctricos y elaborar secciones estratigráficas.

Figura 2. Menú de ingreso de los datos de MN, AB/2 y resistividad calculados, en el software IPI2win.

Figura 3. Graficas arrojadas por el programa.

ANÁLISIS Y RESULTADOS La ubicación geográfica y distribución de los sondeos eléctricos verticales realizados a lo largo del área de estudio se pueden observar en la figura 4. Interpretación cualitativa Mapa de Tipo de Curvas. La tendencia de los valores de resistividad aparente a medida que se aumenta el espaciamiento de los electrodos de corriente AB, se refleja en este mapa, donde se señalan tres zonas características de acuerdo con el tipo de curvas patrón preestablecidas (Ver figura 5). 36

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Caracterización geoeléctrica del acuífero ubicado en los ...

Figura 4. Mapa de ubicación de sondeos.

Figura 5. Mapa de tipo de curvas.

La zona I está caracterizada por la presencia de curvas de tipo K, donde las resistividades iniciales y finales son inferiores a las resistividades intermedias. La zona II está conformada por curvas tipo H donde existen resistividades iniciales y finales elevadas. La zona III presenta curvas tanto de tipo K como de tipo A, donde en esta última la resistividad aumenta a medida que se incrementan los espaciamientos de AB/2.

arcilloso que recubre gran parte de esta zona; seguido por una capa de 3 metros de espesor asociado a material de granulometría mayor (gravas) con resistividades mayores a 500 ohm-m. Luego se observan niveles de material con valores más bajos de resistividad de alrededor de 1,25 ohm-m, posiblemente saturado por aguas salobres donde la conductividad es bastante alta. Seguido a ésto se presenta una capa de 19 metros de espesor con resistividad mayor a la suprayacente, donde el contenido de sales disueltas en esta capa puede ser menor, Mapas de Iso-resistividades. A partir de los datos de considerada por lo tanto como arenas saturadas. Finalmente, se resistividad aparente calculados en campo, se obtuvieron mapas muestran capas mucho más resistivas, posiblemente formadas por gravas. de iso-resistividad para diferentes aberturas de AB/2. Para distancias de AB/2 cortas existen valores de baja resistividad, los cuales permiten inferir que existe una capa de Ubicación de las Secciones Estratigráficas alta conductividad de manera superficial, asociada a material El siguiente mapa muestra las direcciones que se tomaron para retentivo de humedad como lo son las arcillas (Ver figura 6). El realizar las secciones geológicas, con la integración de sondeos aumento de la resistividad a mayor profundidad de investigación eléctricos próximos entre sí (Ver figura 9). se asocia a materiales de mayor granulometría (gravas), donde En la sección A-A´ se pueden observar espesores considerables el acuífero presenta mayor porosidad y permeabilidad (Ver figura de material poroso-permeable con capas de resistividades que 7). Las caídas de la resistividad se consideran como producto de van de 15 a 100 ohm-m, consideradas como capas saturadas la presencia de fluidos dentro del material poroso de la zona con agua poco salobre, sin embargo el sondeo 1 muestra una (aguas salobres con 1-5 ohm-m). capa con resistividades bajas de alrededor de 1,25 ohm-m que pueden ser asociadas a aguas más salobres; valores de Interpretación Cuantitativa resistividades elevados (>10.000 ohm-m) como se muestra en el Sondeos Eléctricos Verticales. La figura 8 muestra el sondeo sondeo 3, se puede asociar a rocas del basamento (Ver figura #1, donde se refleja una profundidad de investigación de 27 10). Esta sección geológica muestra las interpretaciones hechas metros, aproximadamente, con alrededor de cinco capas a los sondeos eléctricos verticales más próximos a la costa, por formadas con materiales de distintas propiedades resistivas: una lo que estas capas saturadas salobres pudieran estar asociadas capa superficial de material con resistividades bajas en el orden a la intrusión de agua marina. de 23,7 ohm-m y espesor de 1.5 metros, asociado a material La sección B-B´ muestra una capa saturada con valores de GEOMINAS, abril 2010

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Figura 6. Mapa de Iso-resistividad para AB/2 =5 metros.

Figura 7. Mapa de Iso-resistividad para AB/2 =60 metros.

Figura 8. Perfiles geoeléctrico y geológico correspondientes al sondeo #1.

resistividad del orden de 1,5 a 7,5 ohm-m, los cuales son considerados como arenas saturadas salobres y de esta manera se demuestra que los valores de resistividad bajos no sólo están presentes en las arenas próximas a la costa sino que también se presentan en lugares lejanos donde la salinidad pudiera tener un origen diferente (Ver figura 11). CONCLUSIONES Se diferenciaron tres zonas (I, II y III) atendiendo al tipo de curva patrón de resistividad aparente. Estas fluctuaciones que se aprecian en las curvas de resistividad, indican una cierta heterogeneidad en las litologías presentes en el subsuelo. De los mapas de Iso-resistividad se desprende que los valores de resistividad aparente se muestran bastante bajos para las primeras Figura 9. Mapa de ubicación de secciones estratigráficas. aberturas de AB/2 (10-100 ohm -m), asociándose esto a materiales de granulometría fina o más conductivos; por su parte al aumentar los espaciamientos de AB/2 estos valores se incrementan (>100 ohm-m), posiblemente por la presencia de materiales menos conductivos o de mayor granulometría. En algunos lugares de la zona de estudio se observan caídas importantes en los valores de resistividad verdadera en profundidad, por lo que se deduce que las capas presentes se encuentran saturadas de agua salobre. A partir de los perfiles geoeléctricos-geológicos se definieron capas con ciertas características litológicas: una capa superficial con resistividades en un rango de valores de 10-100 ohm-m, denominada como suelos arcillosos o arcilla en algunos casos, con espesor aproximado de dos metros que cubre gran parte de la superficie del acuífero; también se denota una capa de material más resistivo 38

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Figura 10. Sección geológica A-A´.

Figura 11. Sección geológica B-B´.

(>100 ohm-m) que se asocia a arenas, las resistividades mayores a los 500 ohm-m se atribuyeron a las capas de material con granulometría del tamaño correspondiente a gravas. REFERENCIAS Armando, et al. (2002). Aplicación del Método Geoeléctrico para la Determinación de Horizontes Salinos en la Colonia LloverasP r o v i n c i a d e S a n J u a n - A r g e n t i n a . [ F o r m a t o P D F, d o c u m e n t o e n l í n e a ] . D i s p o n i b l e e n : http://biblioteca.universia.net/irARecurso.do?page=http%3A%2F%2Fwww.scielo. [Consulta 2009, Julio 22]. Lakubovskii, IU. V. (1980). Exploración Eléctrica. Editorial Reverté, S.A. Moscú. Rusia, pp 136-137 y 169. Maresch, V. (1973). Metamorfismo y Estructura de Margarita Nororiental, Venezuela. Boletín de Geología, volumen XII, N 22, pp. 172. Sánchez, J, (2009). Prospección Geofísica: Sondeos Eléctricos Verticales. [Formato PDF, documento en línea]. Disponible en: http://web.usal.es/~javisan/hidro/.[Consulta 2009, Julio 22]. GEOMINAS, abril 2010

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Recursos naturales EXPLORACIÓN, EVALUACIÓN GEOLÓGICA, ECONÓMICA, SOCIO AMBIENTAL Y PROCESAMIENTO DEL MINERAL AZABACHE LOCALIZADO EN EL RÍO ORINOCO, SECTORES VUELTA EL TORNO-EL MEREY, MUNICIPIO SUCRE, Y CAICARA DEL ORINOCO-PUERTO EL BURRO, MUNICIPIO CEDEÑO, DEL ESTADO BOLÍVAR EXPLORATION, GEOLOGICAL-ECONOMICAL-SOCIO-ENVIRONMENTAL EVALUATION AND PROCESSING OF AZABACHE LOCATED IN ORINOCO RIVER, VUELTA EL TORNO-EL MEREY SECTOR, SUCRE MUNICIPALITY AND CAICARA DEL ORINOCO-PUERTO EL BURRO SECTOR, CEDEÑO MUNICIPALITY, BOLIVAR STATE Tirza Ayala1, Magaly Malavé2, Soyrex Rodríguez3, José Herrero Noguerol4, Ángel R. P. Paulo G. C.5 Recibido: 11-1-10; Aprobado: 19-2-10.

RESUMEN Se realizó una evaluación geológica-ambiental y socio-económica de las ocurrencias de azabache en ocho sectores del municipio Sucre y cuatro del municipio Cedeño del estado Bolívar, delimitando las áreas en donde se deposita; se analizan química y petrográficamente muestras de los principales sitios de producción. Mediante encuestas, entrevistas y taller realizados se conocieron los aspectos socioeconómicos, además de las visitas a cada sitio donde vienen operando las siete organizaciones cooperativas de producción y tres de procesamiento del mineral. Por análisis químico se determinó los elementos constituyentes del Azabache y mediante el empleo de un microscopio petrográfico se evidenció la presencia de la principal traza, la vitrinita, como principal mineral de las muestras representativas estudiadas. Se pudo constatar las características de las actividades de exploración, extracción y procesamiento del mineral. La evaluación ambiental hecha indica la necesidad de contar con medidas de seguridad de los buzos involucrados en las operaciones, la necesidad de mejorar las técnicas y calidad seguidas en la confección de las piezas obtenidas. Finalmente se propone la exploración de nuevas áreas y la alternativa de organizar centros/talleres de acopio por las organizaciones cooperativas actuales, a fin de obtener mejores ingresos y condiciones socio-económicas, pues esta actividad constituye el principal sustento de más de 100 empleos directos junto con la escasa tarea agrícola y pesquera que practican las comunidades de las zonas objeto de esta investigación. Palabras clave: Azabache, carbón, evaluación ambiental, imagen satelital, lignito, vitrinita. ABSTRACT An geologic-environmental and socio-economic evaluation of Azabache deposit in eight sectors of Sucre municipality and four sectors of Cedeño municipality, of Bolivar state, was made; chemical and petrographical analysis was made on samples from major production sites. Socio-economic aspects was known by surveys, interviews, workshop meeting and visits to each site where have operated seven production cooperative organizations and three of the ore processing. By chemical analysis it was determined the constituent elements of Azabache, aditionaly, using a petrographic microscope it was demonstrated the presence of vitrinita trace which is main mineral of representative samples studied. The characteristics of exploration, mining and ore processing activities were watched. The environmental assessment indicates the need for security measures to divers involved in operations, the need to improve techniques and quality related to manufacture of azabache. Finally it is proposing the exploration of new areas and the organizing of centers/collection-warehouses under responsability of current cooperative organizations, in order to increase incomes and socio-economic conditions, because this activity is the main livelihood for more than 100 direct jobs together to scarce agricultural and fisheries task practiced by communities in areas subject to this investigation. Key words: Azabache, coal, environmental evaluation, lignite, satellital images, vitrinite.

INTRODUCCIÓN El Azabache es en su estado natural una variedad de lignito de color negro brillante, suave al tacto y ligero de peso. Su densidad oscila entre 1,2 y 1,3 g/cm3. De conformación compacta, bastante duro (entre 3 y 4 en la escala de Mohs), fractura concoidea y color de raya pardo-oscuro. Observado al microscopio, el Azabache sigue conservando su estructura vegetal. Está constituido, principalmente por vitrinita, maceral de aspecto vítreo. Una de las principales referencias sobre el Azabache es la existente de los yacimientos de Oviedo, y cuyo origen está 1

IngºAgrº, Esp. Ministerio del Poder Popular para el Ambiente. e-mail: ayalat15@hotmail.com; 2Geoº, Esp. Instituto Autónomo Minas Bolívar (IAMIB). email: magmalave@cantv.net; 3IngºMinº, Esp. IAMIB. e-mail: lesyglej@hotmail.com; 4 IngºGeóº, MEng. Profesor Titular. Universidad de Oriente (UDO). e-mail: joseherreron@hotmail.com; 5IngºMinº, MSc. Profesor Asociado. UDO. e-mail: arppgc@gmail.com

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relacionado con árboles, de la familia de las Protopináceas y de las Araucanas, del período Jurásico, estimándose entre 200 y 60 millones de años. (Suárez, Y. R. et al., 2006). En Venezuela no se ha determinado la edad del Azabache objeto de esta investigación. En Venezuela se viene extrayendo de algunos sitios del río Orinoco, estado Bolívar y Amazonas. Son varias las formaciones geológicas en las que se han reportado depósitos de carbón (Escobar, M.E. et al, 1999), (PDVSA-INTEVET Y PDVSA EXP, 1997) y en otras, tales como Oficina, Freites y Merecure, delgados y extensas capas de lignito, probable fuente de los Azabaches en explotación, los cuales a corta distancia se depositan en las barreras de roca, llamadas “estilleros” o “trampas” por los azabacheros. En los principales sectores: ocho en el municipio Sucre y cuatro en el municipio GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010


Exploración, evaluación geológica, económica, socio-ambiental ...

Cedeño, siete organizaciones cooperativas de producción y tres de procesamiento son las más conocidas, cuya información es reportada al IAMIB y es objeto, en mayor detalle en esta investigación. Cada uno de estos sectores fueron visitados, entrevistados los principales actores involucrados, y conocido en detalle la modalidad de su explotación, extracción y procesamiento del mineral producido (Ayala y Malavé, 2009; Rodríguez, 2009). A las muestras representativas le fueron practicados los análisis físico-químicos y petrográficos; se realizó la evaluación ambiental y la factibilidad económica de la explotación y transformación del mineral. En consideración al desarrollo de esta investigación se ha determinado la necesidad de lograr mayor atención por parte del Estado a esta fuente de empleo en un vasto sector poblacional y geográfico de los municipios Sucre y Cedeño, así como la contribución y participación de las universidades y centros de investigación, en la búsqueda de incorporar nuevas áreas de ocurrencia de Azabache e incorporar nuevas tecnologías y equipos para la exploración, extracción y valor agregado de este mineral, dándole mayor seguridad a los participantes y a las piezas y joyas preparadas. (Marta F., M., 1999). OBJETIVO GENERAL Explorar y evaluar geológico-ambiental y socio-económicamente el mineral Azabache, localizado en el cauce y ribera del río Orinoco, sectores Vuelta El Torno, Puerto El Troncón, Morro Las Juanitas, Boca Canaguapana, El Pimpollo, Isla El Infierno, Mojacasabe y El Merey, en el municipio Sucre, y en los sectores Caicara del Orinoco, Los Dragos, Pijiguaos y Puerto El Burro, municipio Cedeño, del estado Bolívar. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ? Determinar las áreas de su ocurrencia y régimen de explotación del Azabache. ? Caracterizar físico-química y petrográficamente el mineral Azabache. ? Evaluar los impactos socio-ambientales de su exploración, explotación y procesamiento. ? Evaluar la factibilidad económica de la extracción, acopio, transformación y comercialización. Figura 1. Flujograma de la metodología seguida.

METODOLOGÍA Esta investigación se puede considerar como del tipo exploratorio, ya que tiene por objetivo estudiar un tema poco conocido o no abordado con anterioridad en Venezuela: caracterizar y evaluar por métodos físicos químicos, petrográficos, geológico-ambientales y socio-económicos, las ocurrencias y explotación del mineral Azabache en las áreas objeto de este trabajo, en el estado Bolívar. En la figura 1, se presentan las fases seguidas en el desarrollo de esta investigación. Para la recolección de información se realizaron entrevistas a los principales azabacheros de cada lugar de las zonas I y II, (Figura 2) y con expertos y algunos especialistas del sector minero. Esta herramienta permitió conocer la forma de explotación, equipos utilizados, modos de vida de los azabacheros, ubicación/localización de los entrampamientos, visualizando las actuales condiciones socio-económicos y ambientales, durante las etapas exploratoria y de extracción. La información obtenida de las encuestas/entrevistas personales se cotejó con la de los expertos y especialistas. Además, complementariamente, vía Internet, se utilizaron otras fuentes secundarias. Tanto los análisis físico-químicos como petrográficos fueron realizados en los laboratorios de la Escuela de Ciencias de la Tierra del Núcleo Bolívar de la Universidad de Oriente. La exploración consistió en reconocer las áreas en donde se han identificado las ocurrencias de Azabache, ubicando las “trampas” o “estilleros” de roca, mediante equipos GPS, en ambos municipios (Sucre y Cedeño), empleándose poco equipaje, un buzo y un señalero, las herramientas y las curiaras como medio de transporte fluvial. Así, una vez localizados los sitios con potencialidad de azabache, sumergiéndose los buzos a profundidades hasta 30 m, el mineral es arrancado y Figura 2. Zonas I y II de ocurrencia de Azabache en el río Orinoco, municipios Sucre y Cedeño, estado Bolívar. recolectado manualmente, introduciendo GEOMINAS, abril 2010

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T. Ayala, M. Malavé, S. Rodríguez, J. Herrero, A. Paulo

los pedazos en sacos o mochilas perforadas, durante una hora de inmersión. Luego se procede a la ubicación y construcción de campamentos (instalaciones temporales). Generalmente se utiliza una vivienda provisional cercana a un núcleo poblacional de la zona; se programan las salidas diariamente para la recolección y posterior acopio y comercialización del mineral, tal como se obtuvo del río Orinoco. Estas tareas son realizadas por organizaciones cooperativas, durante los primeros meses del año, cuando el estiaje (enero-abril) presenta aguas bajas. En las figuras 3 y 4 se muestran algunos sectores de las zonas de extracción y de posible ocurrencia. En la figura 5 se presenta, con su forma natural típica, algunas muestras de azabache. La zona I en el municipio Sucre se encuentra entre las coordenadas geográficas 81º 4' 14” y 3º 53' 34” latitud Norte, y 63º 22' 36” y 65º 59' 41” de longitud Oeste con los sectores Vuelta El Torno, El Figura 3. Vista general de los principales sectores del río Infierno, Boca Canaguapana, Curumutopo, El Astillero I-II, Frente a Orinoco de extracción del Azabache, sección El Burro-El MAPFRE, El Merey, El Infierno (Las Juanitas) y el Pimpollo, Infierno. ocupando una superficie de aproximadamente 2.600 ha, con profundidades entre escasos metros y 70 m. El acceso a estos sectores se hace a través de la carretera Ciudad Bolívar-Caicara del Orinoco (Troncal 19) hasta Moitaco, luego Canaguapana, Curumutopo, El Troncón y luego, por vía fluvial hasta los demás sectores del municipio Sucre. A la Zona II del municipio Cedeño, se accesa también por vía terrestre y fluvial, desde la carretera nacional Caicara del Orinoco-Los Pijiguaos, a 77 km se encuentra el puerto pesquero Los Dragos. Por vía fluvial desde Caicara, es aproximadamente 50 km; para alcanzar el sector Los Pijiguaos, desde Caicara, está a 200 km y por el río a 170 km. Para llegar a El Burro (frente a Puerto Páez del estado Apure), desde Los Pijiguaos, se recorren 82 km. Las áreas de deposición (entrampe) del Azabache en el río Orinoco correspondientes a la zona I se encuentran en rocas/afloramientos de las Provincias Geológicas de Imataca, Pastora y Cuchivero y en sedimentos de la Formación Mesa, y aluvionales (González de Figura 4. Áreas de posibles localizaciones de Azabache, río Orinoco. Juana, 1980), y en la parte noroeste (estado Anzoátegui), se encuentran localizadas en la Formación Oficina (Mioceno Infmedio), Merecure (Oligoceno-Mioceno Temprano) y Formación Mesa. En la zona II ocurren rocas, principalmente de la Provincia de Cuchivero, del Supergrupo Cedeño, con la asociación ígnea Cuchivero, que abarca a la Formación Caicara, Granito de Santa Rosalía, además de las metabasitas y el Granito de Guaniamito, adicionalmente, en el Grupo Suapure se identifican el Granito de Pijiguaos y el Granito de Parguaza. Hacia el Noroeste del río Orinoco, en la margen izquierda de la zona II, en jurisdicción del estado Guárico, se encuentran las formaciones Oficina y Freites (Mioceno Medio). En estas formaciones se han reportado capas extensas de lignito, lo cual se relaciona con el posible aporte a los sitios cercanos de acumulación actual de ocurrencias de azabache en el río Orinoco, el cual hidrográficamente es muy joven comparándolo con las fuentes primigenias del mineral. (Figura 6). El análisis de laboratorio de las muestras representativas de los principales sectores se realizaron en los laboratorios petrográfico y químico de la Escuela de Ciencias de la Tierra de la UDO, para lo Figura 5. Fósiles ligníticos hallados en áreas de ocurrencia de Azabache en el cauce del río Orinoco. cual se utilizaron los equipos siguientes: horno de fusión Monet Member (rango 1.600 ºC), colorímetro Spectroni (0,05 mg/L, reactor de digestión con campana extractora, balanza analítica Santoris (sensibilidad (0,0001 g), espectrofotómetro de absorción atómica, marca Perkin Elmer, modelo S-100 (sensibilidad 0,001 mg/L) y microscopios petrográficos de luz transmitida y reflejada, marca Zeeis

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Exploración, evaluación geológica, económica, socio-ambiental ...

Figura 6. Muestras representativas de Azabache en su estado natural, extraídas de los sectores de los municipios Sucre y Cedeño, estado Bolívar.

RESULTADOS En los cuadros I-IV se presentan los análisis químicos que fueron practicados a las muestras de los cinco sectores, en ambas zonas del río Orinoco, correspondientes a los municipios Sucre y Cedeño. En el cuadro V se resumen los principales impactos y medidas sobre las actividades de exploración, extracción y procesamiento del mineral Azabache. En la figura 6 se presentan algunos fragmentos del mineral con formas curiosas, a manera de fósiles, y muestras de Azabache, tal como fueron extraídas del cauce del río Orinoco. (Figura 5). Las zonas I y II (Figura 2) muestran las ocurrencias de azabache en los municipios Sucre y Cedeño. Los sitios de ocurrencia (Figura 3) se aprecia como vista general, entre los sectores El

Burro-Las Juanitas. En la figura 4 se presentan algunas de las áreas de posible localización de Azabache, tomando en consideración las barreras o “estilleros” del río. En la figura 7 se recoge la modalidad operativa en el río Orinoco durante la exploración/extracción del Azabache. En la figura 8 se observa lo relativo a la preparación y transformación del mineral. En algunos sectores, tales como, Los Dragos, Vuelta El Torno, Puerto El Troncón, las profundidades son muy someras, de 8-30 m, lo cual facilita la extracción; mientras que a profundidades mayores (> 40 m), en donde la desembocadura de ríos tributarios (margen izquierda, del río Orinoco), tales como río Meta, río Capanaparo, río Arauca, río Apure, río Manapire y río Unare, con escasa acumulación de arena, pero con grandes afloramientos rocosos, permiten entrampar el Azabache. En otros sitios, donde

Cuadro I. Análisis químico de muestras de azabache. Determinación de azufre, carbón y volátiles.

Cuadro II. Determinación química de cenizas, muestras de azabache del estado Bolívar.

Cuadro III. Análisis químico de muestras de azabache, estado Bolívar.

Cuadro IV. Determinación de elementos traza en muestras de azabache.

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existen grandes profundidades, tales como Mojacasabe ((30-70 m), no tienen la posibilidad de extraer el Azabache, dado que el buzo tarda 15 minutos bajando y 30 minutos subiendo, debido a las presiones existentes. Igualmente sucede en Puerto El Burro, con profundidades que alcanzan hasta 50 m, este es el motivo de que la extracción debe programarse durante los meses de febrero a abril, cuando las profundidades son, aproximadamente, de 4-30 m. Correlacionando el nivel de profundidad con el ancho que alcanza el cauce, se puede inferir que el Azabache se entrampa en las márgenes que no superan los 2,5 km de anchura del río. Además de los sectores mencionados en donde se deposita este mineral que viene siendo extraído, existe una extensa hidrografía (Perfetti et al., 1985) en la cual existe gran probabilidad de nuevos hallazgos, tanto en el estado Bolívar como en el estado Amazonas. Por otra parte, las numerosas estructuras rocosas encajantes en el río Orinoco, posibilitan, en las zonas I y II referidas, localizar sitios, a variables profundidades, con ocurrencia de Azabache. La producción en el municipio Sucre, parroquia Moitaco, se viene realizando explotación de Azabache desde hace más de 30 años. Según estadística del Instituto Autónomo Minas Bolívar (2009), para el período 2005-2009, la producción fue: 2005 (4.000 kg), 2006 (6.223 kg), 2007 (10.269 kg), 2008 (11.620 kg) y 2009 (667 kg). Según información del IAMIB las siete organizaciones cooperativas de producción, con 37 empleados directos y 72 asociados temporales presentan una inversión inducida de Bs. F. 145.400,00. Se reportan tres cooperativas dedicadas a la transformación y acabado del Azabache. Para el período 2005-2009, los ingresos por extracción fueron de Bs. 893.368 y de Bs. 915.351, por procesamiento. Ello indica que el ingreso percibido (BsF. 1.808.749) supera la inversión en un 93%. La evaluación económica resultante indica un TMAR de 22,00%, un TIR de 46,13% y una relación beneficio-costo igual a 0,5404.

Cuadro V. Evaluación de Impactos Generados/Categorías y Medidas Propuestas por la Extracción y Procesamiento del Azabache.

Figura 7. Secuencia de operaciones de extracción del Azabache.

DISCUSIÓN El alto contenido de las muestras analizadas, en óxidos de silicio (19-22%) y de aluminio (40-48%) indican que son cenizas ácidas, además de presentar 44

Figuras 8. Fase del procesamiento de Azabache en talleres fuera de las zonas de extracción. GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010


Exploración, evaluación geológica, económica, socio-ambiental ...

concentraciones reducidas de álcalis (Na2O y K2O). También presentan valores bajos de óxido férrico (Fe2O3) ya que estos carbones son muy pobres en el mineral Pirita (FeS2) y abundante en arcillas, como producto de meteorización de micas y feldespatos. Por otra parte, poseen potencias caloríficas altas y bajo contenido de humedad (3-5%) y cenizas (8-9%). Considerando el valor de Azufre total (1,91% a 2,54%), y píritico (1-07 1,42%) se puede generalizar que las condiciones de salinidad fueron mayores para las muestras pertenecientes a los sectores de las Juanitas y Caicara (Cabruta). La muestra de Azabache de Vuelta El Torno se puede clasificar como un carbón tipo lignito “Premium”, por sus bajos tenores de cenizas (8,41%) y Azufre (0,48%) y alto poder calórico (carbón: 81,27%). En general, la mayoría de las muestras representativas de Azabache obtenidas de los diferentes sectores de extracción en el río Orinoco, presentan escaso desgaste / redondeo, indicativo de que la fuente se encuentra no muy lejana. (Figura 5). De la caracterización socio-económica se destaca que la extracción del Azabache, la población masculina es de 22%, como actividad artesanal productiva, es la que genera ingresos para cubrir las necesidades básicas y mejorar sus condiciones de vida. El tamaño de las muestras recolectadas, así como el grado de redondez son indicio, ejemplo las encontradas en la sección El Burro-Los Pijiguaos, de que la fuente de procedencia, está cercana de estos sitios.

CONCLUSIONES 1. Los sectores (10) delimitados como áreas de ocurrencia de azabache en el canal del río Orinoco en el municipio Sucre ocupan una superficie de aproximadamente 2.823 ha, localizándose a profundidades que varían entre 5 y 70 m, mientras que los correspondientes al municipio Cedeño (6) presentan una superficie de 1.353 ha, a profundidades entre 8 y 50 m. 2. Las zonas de ocurrencia del azabache en el estado Bolívar son áreas económicamente deprimidas con escasas posibilidades de empleo, siendo su extracción junto con las labores de pesca y agrícolas, las únicas alternativas de ocupación durante el estiaje del río, en los primeros meses del año. 3. La tecnología seguida para la exploración y extracción es limitada, rudimentaria e insegura, no permitiendo llegar a profundidades mayores de 30 m, aunque el cauce y entrampamientos del río Orinoco presentan profundidades de hasta 100 m. 4. El proceso de transformación y pulitura del azabache es muy empírico, limitando la posibilidad de fabricar joyas y esculturas con mejores acabados, que adquieren el mineral a precios muy por debajo de su verdadero valor y luego la comercialización con precios mucho más elevados. 5. Microscópicamente las muestras están constituidas por tres grupos de macerales, observándose a las vitrinitas como el más predominante. Las zonas lenticulares corresponden a Flobafinita y Ulminita. (Figura 7). 6. Las muestras analizadas presentan concentraciones de materia volátil en un rango comprendido entre 32 y 34%; óxidos de Silicio (19-22%), óxidos de Aluminio (40-48%), humedad (3-5%) y de cenizas (8%-9%). Los minerales más abundantes son cuarzo, caolinita, ilita y calcita. Presentan altos valores en Cu (75-93 ppm), Mo (19-22 ppm), Ni (10-11 ppm), V (14-15 ppm), Cr (17-20 ppm), Mn (56-89 ppm). 7. Los impactos socio-económicos generados por esta actividad en cuanto a fuente de ocupación y mejoramiento de la calidad de vida de las comunidades aledañas a los sitios de extracción se consideran muy positivos, aunque la poca colaboración del Estado ocasiona un aprovechamiento considerado un tanto irracional e ilegal. Referente a la salud, fueron evaluados como moderados. GEOMINAS, abril 2010

8. La evaluación económica de la extracción, transformación y comercialización del Azabache indica que los ingresos percibidos de la explotación y producción del mineral superan la inversión en un 93% con un monto de 1.845.051 BsF.

RECOMENDACIONES 1. Las cooperativas participantes en la extracción del Azabache deben estudiar la posibilidad de utilizar maquinarias y equipos que faciliten el arranque del mineral y dar al buzo mayor seguridad personal en sus operaciones, además de contar en el sitio con la disponibilidad de una cámara isobárica de descompresión. 2. En atención a los resultados obtenidos, los azabacheros deberían organizarse y constituirse en un centro de acopio para la explotación, procesamiento y transformación del mineral, evitando la transferencia de ingresos a terceros y generación de mayores ganancias, lo cual podría permitir una mayor dedicación, sin tener que alternar en la proporción actual, con las actividades agrícolaspesqueras. 3. Se plantea la necesidad de mejorar la tecnología empleada en el corte, tallado, pulimentado, para dar mayor valor agregado a las piezas elaboradas, lo cual podría lograrse, obteniendo mayor protección y atención, por parte de los gobiernos regional y locales. 4. Profundizar esta investigación, contando con laboratorios especializados, y determinando la edad y origen de este mineral, así como ampliar el ámbito y fuente de su ocurrencia, régimen del río, batimetría, patrones estructurales, etc, con apoyo de los centros de investigación universitarios de la región, e incorporar, mediante el empleo de imágenes satelitales y otras técnicas geohidrológicas, nuevas áreas de ocurrencia y proveniencia del Azabache, río Meta, río Capanaparo (estado Apure), río Orinoco-La Ceiba, entre otras muchas zonas más.

REFERENCIAS Ayala, T. y Malavé, M. (2009). Evaluación Geológico-Ambiental y SocioEconómica del mineral Azabache localizado en el cauce y ribera del río Orinoco, sectores Vuelta El Torno-El Merey (municipio Sucre) y sectores Caicara del Orinoco-Pto. El Burro (municipio Cedeño, estado Bolívar). [Trabajo de Grado]. Universidad de Oriente. Especialización en Recursos Naturales. Escobar N., M. E. y Martínez S., M. (1993). Características Geoquímicas, y Petrográficas de los Principales Yacimientos Carboníferos Venezolanos. Interciencia 18(1): 10-15. URL: http://www.interciencia.org.ve González de Juana, C. (1980). Geología de Venezuela y de sus Cuencas Petrolíferas. Tomo II. Pp. 643- 646. Mata F., M. A. (1999). Interpretaciones artísticas en azabache. Vol. 2, ISBN 84-453-2471-3, Págs. 153-158. PDVSA-INTEVEP y PDVSA E&P. Código geológico de Venezuela (1997) [en línea]. Modulo: Minerales de Venezuela, Carbón. URL: http://www.pdvsa.com/lexico/museo/minerales/carbon.htm Perfetti, J. N. y Herrero N., J. (1985). Proposición sobre la hidrografía del río Orinoco y Brazo Casiquiare. Geominas Nº 14. pp 25-32. Rodríguez, S. (2009). Evaluación económica de la explotación y procesamiento del mineral Azabache localizado en el cauce y ribera del río Orinoco, sectores Vuelta El Torno-El Merey (municipio Sucre) y sectores Caicara del Orinoco-Pto. El Burro (municipio Cedeño, estado Bolívar). [Trabajo de Grado]. Universidad de Oriente. Especialización en Recursos Naturales. Suárez, I. R., Iglesias, M. J., Cuesta S., M. J., Jiménez B., A. LaggounDéfarge, F. (2006). El Azabache de Asturias: Características FísicoQuímicas, Propiedades y Génesis. Trabajo de Geología ISSN 04749 5 8 8 , U n i v. D e O v i e d o , N º 2 6 : 9 - 1 8 . U R L : http://dialnet.unirioja.es/servlet/oaiart?codigo=2516710(Revista) ISSN 0474-9588 45


ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS NATURALES MENCIONES: Recursos Minerales Recursos Hidráulicos

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Ciencias aplicadas ANÁLISIS DIDÁCTICO-INTERACTIVO DE PRUEBAS DE BOMBEO EN ACUÍFEROS SEMICONFINADOS CON HOJAS DE CÁLCULO DIDACTIC-INTERACTIVE ANALYSIS OF PUMPING TESTS IN SEMICONFANATED AQUIFEROUS WITH WORKSHEETS Luis E. Mora M.1, Hervé J. Jégat N.2, Jesús E. Mejías D.3 Recibido: 16-2-10; Aprobado: 20-3-10.

RESUMEN Soluciones para análisis de pruebas de bombeo en acuíferos confinados y semi-confinados y pozos de diámetro infinitesimal han sido propuestas por Theis (1935), Cooper-Jacob (1946) y Hantush (1964). Existen gran cantidad de software en el mercado comercial O no para analizar este tipo de pruebas. Sin embargo, el avance en herramientas numéricas y gráficas de las hojas de cálculo, permite que estas soluciones puedan ser implementadas en ellas y la búsqueda de la mejor solución en la obtención de parámetros pueda realizarse de manera visual-interactiva. Se implementó el algoritmo de Marquardt-Levenberg integrado a Excel® para encontrar parámetros hidrogeológicos óptimos. Las hojas de cálculo, herramientas poderosas en el proceso enseñanza-aprendizaje, permiten introducir elementos visuales que ayudan a comprender la interpretación de pruebas de bombeo. La solución numérica de la ecuación de Laplace equivalente al problema, se logró con el algoritmo de inversión propuesto por Stehfest (1970). Conocido como el esquema de Gaver-Stehfest. La presente propuesta utiliza un libro en Excel que permite, mediante la implementación de hojas de cálculo, obtener una buena aproximación visual-interactiva y óptima de los parámetros hidrogeológicos partiendo de pruebas de bombeo. Este Libro es de libre uso y fue desarrollado con fines académicos para su utilización en la formación de postgrado del CIDIAT-ULA. Palabras clave: Acuíferos semi-confinados, análisis didáctico-interactivo, hoja de cálculo, optimización, prueba de bombeo. ABSTRACT Analytical solutions for the analysis of pumping tests in both confined and leaky aquifers in deep tube wells has been proposed by Cooper-Jacob (1946) and Hantush (1956). Great amounts of freeware or commercial software are available to analyze these pumping tests data. However, due to their increasing computing and plotting capacity, worksheets can be used to get these solutions in an interactive and visual form. The Marquardt-Levenberg algorithm is programmed in Excel® to obtain the hydrogeological parameters. The worksheets are powerful tools which allow the use of visual elements to carry out the analysis of pumping tests. The numerical solution of the Laplace equation is obtained through the use of the Gaver-Stehfest algorithm. The present worksheet uses an Excel® book to obtain a good approximation of the hydrogeological parameters through an interactive visual process. This worksheet is freeware and was developed for academic purposes for the CIDIAT postgraduate courses. Key words: Confined aquifer, didactic-interactive analysis, leaky aquifer, pumping test analysis, worksheet.

INTRODUCCIÓN El análisis de pruebas de bombeo mediante el principio de superposición de curvas es uno de los más importantes para la interpretación del comportamiento del sistema pozo-acuífero. Es por ello que se busca presentar este tipo de análisis de una manera interactiva con el usuario, simulando el proceso manual de ajuste. Esto último ha sido de gran éxito en algunos programas de computación que actualmente se ofrecen en el mercado debido a que el usuario puede establecer una relación directa de la influencia y sensibilidad de los parámetros hidrogeológicos con respecto a los descensos obtenidos. Se ha implementado la solución de Hantush (1956) presentada por Krusseman y Ridder (1996); habida cuenta que la misma es una generalización de la solución de Theis cuando r/B tiende a cero para pozos de diámetro infinitesimal y penetración total en el acuífero. OBJETIVO Generar una hoja de cálculo como herramienta informática y didáctica que permita realizar el ajuste interactivo-manual y óptimo de los parámetros hidrogeológicos para acuíferos confinados y semi-confinados a partir de pruebas de bombeo en pozos de diámetro infinitesimal y de penetración completa. GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010

ANTECEDENTES Existen varias soluciones de software en el mercado para el análisis de pruebas de bombeo; sin embargo, en hojas de cálculo las propuestas son aún incipientes, cabe mencionar la de Cleveland (1996) que presenta una hoja de cálculo cuya originalidad reside en la posibilidad de ajustar manualmente la solución de la ecuación de Hantush; de igual manera Halford y Kuniansky (2002) del US Geological Survey (USGS), publican en su WEB, una serie de hojas de cálculo para el análisis de pruebas de bombeo y el ajuste de la solución buscada se hace de manera interactiva-visual y, finalmente, Hunt (2006) propone una extensa serie de funciones establecidas en macros para resolver diferentes problemas de hidráulica subterránea. Revisadas las propuestas existentes, el siguiente trabajo incorpora sus diferentes planteamientos y difiere de los presentados por los autores mencionados en que la función de 1 IngºCivº, MSc, profesor e investigador del CIDIAT-ULA, Venezuela. e-mail: luismora@ula.ve 2 IngºHidº, Dr, profesor e investigador del CIDIAT-ULA, Venezuela. e-mail: hjegat@ula.ve 3 IngºAgriº, MSc. profesor del NURR-ULA e investigador del CIDIAT-ULA, Venezuela. e-mail: jmejias@ula.ve

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L. Mora, H. Jégat, J. Mejías

Hantush está totalmente integrada a la hoja de cálculo sin necesidad de recurrir a macros para la resolución numérica de la ecuación, además permite la interacción y libre ajuste gráfico de las curvas por parte de usuario y la posibilidad de realizar la optimización de los parámetros hidrogeológicos.

hidrogeología es incipiente. La facilidad de implementación del método permite integrar completamente la solución en una hoja de cálculo estructurada para tal fin, sin necesidad de recurrir a macros especiales para su solución. El único problema que se plantearía es la evaluación de la función de Bessel de segunda especie de orden cero, la cual ya está integrada en las S O L U C I Ó N D E L P R O B L E M A librerías de las hojas de cálculo tanto para Excel 2003® como para Open Office Calc NUMÉRICO El descenso (s) en un acuífero semi- 2.0® y Quattro Pro 10®. confinado a partir del bombeo en un pozo Es conveniente destacar que históricase expresa por Q la ecuación 1. mente se han propuesto varias s ? w(u , r / B ) aproximaciones numéricas a la resolución 4? T [1] del problema a partir de las mismas propuestas por Hantush, las cuales se Donde: pueden encontrar en el reciente trabajo T: es la trasmisividad (L2/T); Q: el caudal presentado por Prodanoff et al. (2005), en de bombeo del pozo (L3/T); W(u,r/B): el mismo se plantea un esquema de función de descenso en régimen no resolución de la integral analítica mediante permanente en acuíferos semi- el uso de pesos por cuadratura gaussiana confinados; u=r2*S/(4Tt), siendo S: el utilizando técnicas de alisamiento de la coeficiente de almacenamiento de función a integrar con polinomios acuífero y t el tiempo de bombeo; r el radio interpoladores de segundo y tercer grado. de observación del descenso (L) y B: el En tal sentido se compararon las soluciones encontradas en este trabajo factor de goteo (L). La función de Hantush se puede expresar para una series de valores extremos de u mediante la solución de Laplace como se y r/B con respecto a los planteados por Prodanoff et al. (2005) y en los casos muestra en la ecuación 2. ? Q pr 2 S ? 2 analizados se encontraron diferencias ? ? h( r , p ) ? K 0 ( r / B ) ? ? 2? Tp T ? ? ? [2] menores a de 1e-5; orden de magnitud de error que a los fines del presente trabajo se considera aceptable. Donde: K0: la función de Bessel de segunda AJUSTE DE PARÁMETROS MEDIANTE especie de orden cero; p: el factor de LA SOLUCIÓN GRÁFICA ANALITICA La solución gráfica para el ajuste de Laplace y r el radio de observación. Para la inversión de la ecuación en parámetros implica la graficación de los coordenadas de Laplace se han planteado valores de una prueba de bombeo en varios métodos; de los cuales el más tiempo-abatimiento para compararla conocido por su fácil implementación y mediante superposición con la solución que evita el empleo de números analítica de la ecuación de Hantush en 1/u imaginarios es el de Gaver-Stehfest vs W(u,r/B). El proceso implica un ajuste (1970), el cual consiste en la utilización de visual y numérico hasta encontrar la mejor una serie de pesos que aceleran la adaptación de la curva de la prueba de convergencia de la trasformada inversa de bombeo a la curva teórica; este ajuste Laplace. Aunque el número óptimo de llamado “manual” supone: pesos depende de la combinación de ? desplazamientos de los ejes de los software y hardware, Lee (1999) datos de campo de descensos (s) y tiempo recomienda que estos pesos se sitúen (t). entre 10 y 14 para computadores ? una minimización de los valores personales. El presente trabajo utiliza 12 encontrados con respecto a los teóricos. pesos. El esquema de inversión planteado quizás TRANSMISIVIDAD (T) pueda ser superado por el algoritmo Wynn El principio de superposición por rho discutido por Valko y Abate (2002, desplazamiento en gráficos logarítmicos 2003) y Thukral (2004), en todo caso su para la búsqueda de la solución manual, implementación en el campo de la s e p u e d e i n t e r p r e t a r c o m o l a 48

multiplicación por factores de los valores de campo para hacer el ajuste, por lo tanto, si se supone que el valor de los abatimientos multiplicados por un factor se ajustan a la curva teórica W(u,r/B); entonces se puede deducir el valor de la transmisividad (T) mediante la ecuación 3. Q * Fs T ? 4? [3] Donde: Fs: es el factor para ajustar los descensos a la curva W(u,r/B) y Q: caudal de la prueba de bombeo. COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO (S) Por otro lado se deben ajustar igualmente los valores de tiempo (t), lo cual implica que (t) multiplicado por un factor es igual a 1/u. Operando la expresión u, se obtiene que el coeficiente de almacenamiento (S) usando la ecuación 4. 4*T S ? r 2 * Ft [4] Ft: es el factor de ajuste de los datos de tiempo y r, el radio de observación de los descensos. La expresión anterior implica que mientras mayor sea el desplazamiento de los datos de campo, menor será el coeficiente de almacenamiento. VALOR DE r/B La determinación del valor de r/B puede ser compleja, sin embargo, para conciliar la presentación visual con la de ajuste manual se realiza la siguiente aproximación: cuando t tiende a infinito u tiende a cero por tanto la expresión de Hantush se puede escribir como se muestra en la ecuación 5.

lim

u? 0

W ??? u, r / B ? 2K0 r / B? [5]

Lo anterior indica que la zona en la cual se estabilizan los descensos, está gobernada por esta expresión, como regla práctica, Banton et al. (1999); p.405, citando los trabajos de Hunt (1983) y otros anteriores, expresan que ésto se cumple para valores de (r/B)2/(4u) > 5. Ahora bien, aún la simplificación encontrada implica la evaluación de la función de Bessel inversa, como estrategia para ésto, se propone hacerlo mediante iteraciones por el método de

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Análisis didáctico-interactivo de pruebas de bombeo en acuíferos ...

Newton-Raphson. Sin embargo, es bien sabido que aunque este método tiene una convergencia cuadrática, diverge para valores iníciales lejanos a la solución óptima. Para solventar este posible inconveniente, se estiman los valores iníciales de r/B mediante un ajuste por mínimos cuadrados de la función 2K0(r/B) para valores típicos de r/B, las ecuaciones encontradas tienen un coeficiente de determinación (R2) > 0,97; se obtiene en consecuencia la ecuación 6: 0 , 7361 ? 0 .9087 * ln( w ( u , r / B )) si w (u , r / B ) ? 0 ,842 ? r/B ? ? 1, 2377 * exp( ? 0 ,5098 * w ( u , r / B )) si w ( u , r / B ) ? 0 ,842 [6] ? Coincidiendo con el criterio expresado por Yeh y Huang (2005); p.38; se calcula W(u,r/B) para la última observación de descenso. La idea es proporcionarle al usuario parámetros de comparación para que realice su ajuste. Como parámetro de bondad de ajuste se introduce la varianza entre los descensos observados y los descensos simulados, valor objetivo que se buscará minimizar manualmente como de forma óptima. BÚSQUEDA DE PARÁMETROS ÓPTIMOS Para la búsqueda los parámetros óptimos T, S y r/B, se utiliza el algoritmo de Marquardt-Levenberg (ML); este algoritmo ha sido ampliamente usado en la resolución de variables múltiples en problemas no lineales y su gran versatilidad estriba en que combina dos métodos en uno: el método del Descenso Más Rápido (DMR) o gradiente cuya convergencia es rápida cuando los valores iníciales están lejos de la solución, pero lenta cuando se está cerca del óptimo; y el de Newton-Raphson (NR) que converge rápidamente a la solución cuando los valores iníciales están cercanos al óptimo, pero en forma lenta cuando éstos están lejos del mismo. En forma matricial la solución se expresa en la ecuación 7. 1 x1 ? x0 ? (H ? ? * Hdiag ) ? * J T * F ( x0 ) [7] Donde: x1: los nuevos valores ; x0: los valores iniciales; H: matriz Hessiana; J: matriz Jacobiana; F(x0): la función a minimizar evaluada en x0; Hdiag: la matriz diagonal del la Hesssiana y λ: el valor de salto del algoritmo de Marquardt-Levenberg. El valor de paso λ “damping factor” es el que define cuan cercano se está de un método u otro, es decir, un valor de λ igual a cero define el método de Newton-Raphson (NR), búsqueda cuadrática, y un valor entre 1 y 10 define al método del Descenso Más Rápido. La regla clásica de actualización del valor de paso en este algoritmo es que si en el paso siguiente el error se minimiza, entonces el valor de λ se reduce en un factor de 10; si por el contrario, el error incrementa, entonces se aumenta el valor de λ de la iteración anterior en un factor de 10 y se retoman los valores de la iteración anterior. La regla anterior de actualización del paso ha sido exhaustivamente estudiada por Lampton (1997), concluyendo que decrementos rápidos e incrementos aditivos del 0,1 hasta 1,5 en el paso (λ) permiten la resolución de varios problemas difíciles. Para el modelo implementado en la hoja de cálculo, se recomienda tomar un paso inicial λ de 0,01 que define la GEOMINAS, abril 2010

búsqueda inicial cercana al método de Newton Raphson.UNA ESTRATEGIA PARA LA SELECCIÓN DE VALORES INICIALES A pesar del buen desempeño del método de ML, pudiera ser que la selección de valores iníciales de los parámetros no lleve a la solución óptima. Para mitigar este problema, se ha creado una Hoja de Cálculo denominada Preliminar, la cual permite, mediante ajuste de mínimos cuadrados o ajuste manual de la rama inicial de la prueba, que se pueda realizar una estimación preliminar de la Transmisividad (T) y el Coeficiente de Almacenamiento (S), y con base a las simplificaciones anteriores, se pueda realizar, igualmente, una estimación preliminar del valor de r/B. El usuario puede ajustar manualmente la tendencia que considere más aceptable para realizar esta tarea. La figura 1a muestra los parámetros iníciales propuestos para la Prueba de Bombeo efectuada en el acuífero de El Vigía, Venezuela, para un caudal de bombeo constante de 41 l/s y un piezómetro situado a un radio de observación (r) de 17,06 m. En la figura 1 se muestran los ajustes gráficos elaborados en Excel 2003®, la hoja Preliminar, posee macros que permiten ajustar los ejes automáticamente a los datos de campo. La Figura 1a muestra claramente que los datos no se ajustan a una línea recta en gráfico semi-logarítmico y por lo tanto es necesario efectuar algunos ajustes. En la hoja de cálculo se encuentran insertas las instrucciones para mover los puntos guías y así realizar el ajuste manual. Siguiendo estos lineamientos se presentan los valores encontrados en la rama inicial de la prueba en la Figura 1b. Los valores encontrados para T igual a 554 m2/d, S de 10-3 y r/B de 0,025. AJUSTE MANUAL Y ÓPTIMO DE PARÁMETROS En el libro de cálculo implementado en EXCEL ®, se ha creado una hoja denominada Hantush, en la cual se puede realizar el ajuste manual y óptimo de los parámetros hidrogeológicos. Al iniciarse la hoja, se toman aquellos parámetros encontrados en la hoja Preliminar, tal y como se muestra para el ejemplo citado anteriormente. La hoja Hantush presenta barras en los ejes X e Y que permiten el desplazamiento para un ajuste macro y micro de los datos de campo con respecto a la familia de curvas derivadas de la expresión de Hantush. La familia de curvas presentadas se ha obtenido mediante integración directa de la ecuación de Hantush usando MathCad 10 ®; estas tablas están abiertas y a disposición en la hoja TablaHantush. En la figura 2 se observa la presentación visual de la hoja de cálculo así como el ajuste preliminar de parámetros. OPTMIZACIÓN DE PARÁMETROS HIDROGEOLÓGICOS A partir de la propuesta de parámetros preliminares, se realiza la optimización de los mismos con base en los criterios antes expresados y con fines de comparación con los resultados obtenidos por SOLVER® y rutinas implementadas en Math Cad®, se supone λ igual a 0, simulándose la búsqueda del óptimo mediante Newton-Raphson. Los resultados obtenidos: T igual a 536 m2/d, S de 5,77e-4 y r/B de 0,0288; la respectiva representación gráfica de los mismos se presentan en la figura 3. Con la hoja de cálculo implementada, se encuentra un óptimo en 7 iteraciones a partir del los valores iníciales sugeridos. Valores muy similares se encuentran con SOLVER®, el cual utiliza el 49


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(a) (b) Figura 1. (a) Ajuste por mínimos cuadrados en semi-log de los valores de la prueba. (b) Ajuste manual en la parte inicial de la prueba.

Figura 2. Ambiente gráfico para el ajuste de parámetros en un acuífero-semi confinado, datos obtenidos de ajuste preliminar.

método de Quasi-Newton, encontrando T igual a 1001 m2/d, S de 9,85e-5 y r/B de los resultados en 12 iteraciones. 0,0007, valores muy cercanos a los reportados por Custodio y Llamas. COMPARACIÓN DE RESULTADOS De manera similar se analiza una prueba CON LOS REPORTADOS POR LA reportada para acuíferos semiLITERATURA confinados, se toma el ejemplo de Cooper Con la finalidad de confrontar los en 1983, con Q igual a 5450,98 m3/d y r de resultados con los reportados por la 30,48 m, que ha sido citada por Yeh y literatura, se presenta como ejemplo el Huang (2005) en su artículo de estimación descrito en Custodio y Llamas (1996), de parámetros mediante filtros de Kalman p.9.59; en el mismo, se analiza una prueba extendidos. Se obtienen los resultados de bombeo en un acuífero confinado a muy similares a los encontrados por Yeh y caudal constante (100 l/s) y un piezómetro Huang usando recursivamente la data de situado a 10 m del pozo. Se encuentran campo en los filtros de Kalman, a saber: T valores de T igual a 982 m2/d y S de 10-4. La igual a 1239,1 m2/d, S de 9,09e-5 y r/B de figura 4 muestra el ajuste optimizado por 4,94e-2. ML, en este ajuste se obtienen valores de Ahora bien, como estrategia de 50

optimización se toman valores iníciales provenientes del ajuste manual realizado en la hoja Preliminar como T igual a1315 m2/d, S de 1,549e-4 y r/B=0,04025. El valor inicial del paso (λ) se toma como 0,01, reduciéndolo bruscamente en un factor de 10 siguiendo las recomendaciones de Lampton (1997). En 4 iteraciones se obtienen los siguientes valores óptimos: T igual a 1239 m2/d, S de 9,784e-3 y r/B de 4,97e-2, para una varianza de estimación de 1,401e-4. La Figura 5 muestra el ajuste gráfico y los valores óptimos encontrados. EL LIBRO ELABORADO EN EXCEL® El esquema de hojas de cálculo han sido

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Figura 3. Valores óptimos obtenidos para prueba de bombeo, en acuífero semi-confinado, utilizando el algoritmo MarquardtLevenberg.

desarrolladas en su integridad por los Autores en ambiente EXCEL® y han sido concebidas para el uso público y con fines meramente académicos. Para obtener la versión presentada en este trabajo por favor enviar e-mail a: luismora@ula.ve para proceder a su envío. Los autores están trabajando en la migración hacia Open Office Calc® de los ambientes gráficos. CONCLUSIONES Los esquemas de inversión de trasformadas de Laplace de GaverStehfest permiten la fácil implementación de ecuaciones de flujo en zona saturada en hojas de cálculo. Las hojas de cálculo elaboradas permiten un buen ajuste interactivo-didáctico manual y óptimo de los parámetros hidrogeológicos para acuíferos confinados y semi-confinados. El esquema de optimización propuesto, el ambiente grafico elaborado, permite con pocas modificaciones, la migración de GEOMINAS, abril 2010

estas hojas a propuestas de software libre Halford K. and Kuniansky E. (2002). Documentation of Spreadsheets for como Open Office Calc®. the Analysis of Aquifer-Test and SlugTest data. U.S. Geological Survey. REFERENCIAS Carson City Nevada. 2002. Banton O. et Bangoy L. (1999). H y d r o g é o l o g i e m u l t i s c i e n c e Hantush, M. S. (1964). Hydraulics of wells, in Advances in Hydrosciences, 1, V.T. environnementale des eaux Chow, Ed., Academics Press, San souterraines. Presses de l'Université Diego. du Québec. Cleveland T. (1996, May-June). Type- Hunt B. (1983). Mathematical Analysis of Groundwater Resources. ButterCurve Matching Using a Computer worths Spreadsheet. Department of Civil and E n v i r o n m e n t a l E n g i n e e r i n g , Hunt B. (2006). Groundwater Analysis Using Function.xls. Civil Engineering University of Houston, Houston, Departament. University of Texas. Cantenbury. Cooper, H., y C. Jacob (1946). A generalized graphical method for Kruseman G. y Ridder N. (1994). Analysis and Evolution of Pumping Test data. evaluating formation constants and International Institute for Land summarizing well field history, Reclamation and Improvement, The American Geophysical Union Netherlands, Publication 47. Transactions., 27, 526-534. Custodio E. y Llamas M. (1996). Lampton, M. (1996). Damping-undamping strategies for the LevenbergHidrología subterránea. Ediciones Marquardt nonlinear least-squares Omega. Segunda Edición. Barcelona method. Center for EUV Astrophysics, S.A. 2150 Kittredge Street, University of 51


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Figura 4. Ajuste optimizado de parámetros del ejemplo presentado por Custodio y Llamas (1996), p.9.59.

Figura 5. Parámetros optimizados de para la prueba de bombeo de Cooper en 1983, citada por Yeh y Huang (2005). 52


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California, Berkeley, California. Lee T. C. (1999). Applied mathematics in hidrologeology. Department of Earth Sciences, University of California, Riverside, California. Lewis Publishers. Prodanoff J., Mansur W., Mascarenhas F. (2005). Numerical Evaluation of Theis and Hantush-Jacob well functions. Department of Civil Engineering, COPPE/Federal University Rio Janeiro, Brazil. Journal of Hydrology. Stehfest, H. (1970). Numerical inversion of

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Mantenimiento PROPUESTA DE ESTRATEGIAS GERENCIALES PARA EL MEJORAMIENTO DE LA DISPONIBILIDAD DE LOS EQUIPOS CRÍTICOS DE LOS LABORATORIOS DEL DEPARTAMENTO DE MECÁNICA, UNIVERSIDAD DE ORIENTE MANAGEMENT STRATEGIES PROPOSED FOR IMPROVEMENT THE AVAILABILITY OF CRITICAL EQUIPMENT OF LABORATORIES OF MECHANICS DEPARTMENT, UNIVERSIDAD DE ORIENTE Diógenes Suárez1, Darwin Bravo2, Carmen Suárez3 y Mélida León

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Recibido: 10-2-10; Aprobado: 20-3-10.

RESUMEN El objetivo principal de esta investigación consiste en el diseño de estrategias gerenciales que permitan mejorar la disponibilidad de los equipos críticos de los laboratorios del Departamento de Mecánica de la Universidad de Oriente, Núcleo de Anzoátegui. Para su desarrollo se procedió a un diagnóstico donde se pudo constatar: la falta de una visión y misión adaptada a las condiciones actuales que conduzca al logro de sus objetivos, una deficiente planificación de actividades para realizar mantenimiento y desmotivación del personal técnico. Seguidamente se jerarquizaron los equipos con apoyo de la Metodología D.S. (Confima, 2007), la cual se desarrolló aplicando encuestas al personal técnico, docentes y estudiantes, resultando como críticos la Máquina Universal de Ensayos y la Máquina de Torsión. Posteriormente se aplicó el Análisis de los Modos y Efectos de Falla (AMEF) a fin de establecer cuales eran las causas de fallas más comunes (ALADÓN, 1991). En vista de que no existía información histórica, se combinaron encuestas aplicadas al personal de los laboratorios valiéndose de su experiencia y comportamiento de los equipos, obteniéndose la información necesaria para luego con la aplicación del AMEF y complementándose con el análisis FODA (David, 2004), se obtuvieron las estrategias que buscan garantizar el proceso de enseñanza-aprendizaje en el referido departamento. Palabras clave: Confiabilidad, disponibilidad, estrategias, fallas, laboratorio. ABSTRACT The primary target of this investigation, consists of the design of managemental strategies that allow to improve the availability of the critical equipment of Universidad de Oriente Mechanics Department laboratories. For its development it was come to a diagnosis where it was possible to be stated: the lack of a vision and mission adapted to the present conditions that lead to the profit of their objectives, a deficient planning of activities to make maintenance and demotivation of the technical personnel. Next the equipment with support of the D.S Methodology was hierarchized, which was developed applying to surveys to the technical personnel, educational and students, being like critical the Universal Machine of Tests and the Machine of Torsion. Later it was applied to the Analysis of the Modes and Effects of Fault (AMEF) in order to establish as they were the causes of more common faults. Since the historical information did not exist, surveys applied to the personnel of the laboratories were combined using itself their experience and behavior of the equipment, obtaining, soon, the necessary information with the application of the AMEF and complementing themselves with SWOT analysis, obtained the strategies that they look for to guarantee the process of educationlearning in the referred department. Key words: Availability, criticality, faults, laboratory, strategies.

INTRODUCCIÓN La Universidad de Oriente en su núcleo de Anzoátegui, cuenta con una serie de escuelas que a su vez están conformadas por departamentos, dentro de los cuales se destaca el departamento de Mecánica. Éste tiene como función preparar hombres y mujeres para afrontar retos que diariamente le presenta el exigente campo laboral, así como dificultades técnicas y científicas, derivadas de las necesidades actuales de la región y el país. El mismo está estructurado por cuatro áreas del conocimiento como lo son: Fluidos-Térmica, Materiales-Manufactura, Mecánica de los Sólidos y Sistemas Dinámicos, cuyas áreas tienen como finalidad capacitar el recurso humano, ya que se cuenta con laboratorios e infraestructura para la formación de los profesionales en la carrera. Para sustentar los conocimientos generados en dichas áreas se requiere del uso de laboratorios, lo que permite comparar y enlazar las teorías existentes con los resultados obtenidos en los diferentes laboratorios, y así completar el proceso de aprendizaje (Espinoza, 2003). 54

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Actualmente el departamento de mecánica cuenta con cinco laboratorios, como lo son: Ensayos de Materiales, Procesos de Manufacturas, Mecánica de los Fluidos-Máquinas Hidráulicas, Termodinámica-Máquinas Térmicas y Metalurgia. En estos no existe cultura de mantenimiento, no se llevan registros estadísticos de fallas de los equipos que reflejen su comportamiento, el capital humano que en ellos labora específicamente la parte técnica presenta deficiencia para la ejecución de las actividades, por lo cual la disponibilidad de los equipos que los conforman se ha visto afectada significativamente, lo que compromete el desarrollo de las 1

IngºMecº, MSc, Grupo de Investigación en Aplicaciones MecánicasUniversidad de Oriente (GIAM). e-mail: diogenessuarezq.@yahoo.es 2 IngºMecº, MSc, GIAM. e-mail: darwinjbg@cantv.net 3 Medº, MSc, Escuela de Ciencias de la Salud, Universidad de Oriente, Núcleo Bolívar. e-mal: elvira.suarez@gmail.com 4 Econº, Confima & Consultores. e-mail: confima@gmail.com

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prácticas y por ende dificulta el cumplimiento de sus objetivos. Por esta razón en este trabajo de investigación se proponen alternativas tendientes a mejorar la disponibilidad de los equipos críticos que integran los mencionados laboratorios; estos equipos según su área de aplicación, son las herramientas que refuerzan el conocimiento general del ingeniero mecánico y por ende permiten que la universidad logre alcanzar la visión y la misión trazada.

encuestas a todo el personal docente, técnico y una muestra de veinticuatro (24) estudiantes, a fin que fuesen ellos quienes con su experiencia aportaran una información que permitiera la evaluación de las variables antes descritas. Sin embargo, estas encuestas se ponderaron según experiencia en el área, tiempo de servicio, profesión y manejo de información por parte de los docentes, personal técnico, preparadores y estudiantes. El bajo porcentaje asignado a estos últimos es debido a que su estadía en los laboratorios es de carácter temporal. Por tanto la ponderación fue distribuida de la siguiente manera: docente (45%), personal técnico (30%), preparadores (20%) y estudiantes (5%). En esta encuesta participaron por laboratorio: dos (2) docentes, dos (2) técnicos, un preparador (1) y veinticuatro (24) estudiantes. En la tabla III se muestra como fueron evaluadas y seleccionadas las variables de la metodología D.S. para la máquina universal de ensayo.

METODOLOGÍA Para el desarrollo de esta investigación fue necesario abordar cinco etapas las cuales se describen a continuación: La primera consistió en diagnosticar la situación actual de los laboratorios del departamento de mecánica (Espinoza, 2003). Para ello se procedió a una entrevista directa con el jefe del departamento, a los coordinadores, profesores y técnico de los laboratorios, con la finalidad de recopilar información que revele el comportamiento de los Tabla III. Evaluación de variables y criterios seleccionados por la equipos. Los entrevistados señalaron que no disponían de histórico encuesta. de fallas, sin embargo demostraban una ardua experiencia sobre el manejo y comportamiento de estos a lo largo del tiempo. En tal sentido se recurrió a la necesidad de aplicar encuestas para disponer de manera estructurada este tipo de información, la cual en mantenimiento es fundamental. El inventario de las máquinas y equipos disponibles en el laboratorio de materiales, se representa en la tabla I (Bravo y Suárez, 2006). El personal técnico asignado a esta dependencia a pesar de tener varios años de experiencia se observó deficiencia con respecto a las destrezas y habilidades para la ejecución del mantenimiento. Tabla I. Inventario de equipos del laboratorio de materiales.

En cuanto al estado en que se encuentran los equipos de este laboratorio se pudieron tabular algunas características en la tabla II. Tabla II. Estado de los equipos de la Máquina Universal de Ensayos.

De igual forma se evaluaron el resto de los laboratorios del departamento. En la segunda etapa se jerarquizaron los equipos que integran los referidos laboratorios. Para cumplir con este objetivo se aplicó la metodología D.S., considerando seis (6) variables para evaluar el área de mantenimiento, como lo son: Cantidad de Fallas ocurridas, Tiempo Promedio Fuera de Servicio, Disponibilidad de Repuestos, Cumplimiento de Mantenimiento Preventivo, Efectividad y Backlog. Además de tres (3) variables en el área de operaciones como son: el Tipo de Conexión, Costo de Producción, Seguridad del Personal, Equipos y/o Ambiente (Confima 2007). Debido a la falta de información de los equipos fue necesario recurrir a la aplicación de GEOMINAS, abril 2010

Fuente: Adaptación Confima, 2007

El resultado de dichas encuestas fue suministrado a los formatos que se muestran en la tabla IV, buscando identificar los equipos críticos pertenecientes a los referidos laboratorios. Una vez aplicada la metodología D.S. se logró identificar la criticidad de los equipos en los laboratorios. La tabla V muestra los equipos críticos, semi críticos y no críticos. La tercera etapa se basó en la determinación causas de fallas recurrentes en los equipos críticos, las cuales se muestran en la tabla VI. Para identificar las causas fue necesario aplicar el Análisis de los Modos y Efectos de Falla (AMEF), (ALADÓN, 1991). La cuarta etapa consistió en la aplicación de la matriz FODA basándose en un análisis interno y externo de la organización (David, 2004). El propósito del análisis interno es identificar las fortalezas y debilidades de los laboratorios, entre las cuales se listan algunas: FORTALEZAS 1. Docentes con amplios conocimientos en la realización de las distintas prácticas contempladas en el pensum de estudio. 2.Flexibilidad operacional a la hora de realizar las prácticas. 3. Disposición del personal para la ejecución de las prácticas. DEBILIDADES 1. Inexistencia de una filosofía de mantenimiento. 2.No cuenta con una estructura organizativa acorde a las necesidades reales del mantenimiento. 3.Falta de una planificación adecuada en las actividades de mantenimiento. 4.No se cuenta con un inventario de repuestos, equipos y 55


D. Suárez, D. Bravo, C. Suárez, M. León

Tabla IV. Evaluación de criticidad para la máquina universal de ensayo.

Fuente: Adaptación Confima, 2007

materiales para cubrir las necesidades de mantenimiento. El contexto externo implica la recolección y evaluación de información económica, social, demográfica, gubernamental y tecnológica, con el objeto de identificar las oportunidades y amenazas claves que afronta la organización. A continuación se listan algunas: OPORTUNIDADES 1. Estructura acorde para el adiestramiento del personal técnico de los laboratorios. 2.Adquisición de destreza por parte de los preparadores para convertirse en facilitadotes del proceso de enseñanza-aprendizaje. 3.Facilidad para la obtención de recursos propios por la realización de ensayos a terceros. AMENAZAS 1.Indisponibilidad de repuesto para restablecimiento de los servicios que prestan los equipos de laboratorio. 2.La falta de recursos económicos para la actualización de los equipos. 3.Distribución inadecuada del presupuesto asignado a los laboratorios. En función a las variables antes descritas se procedió a la aplicación de la matriz FODA (David, 2004), a fin de promover estrategias que más se adapten a esta organización, según la ponderación que se describe a continuación: Los cruces en la matriz dependiendo de los factores (FO, FA, DO, DA) serán Excelente cuando la oportunidad está ligada con la debilidad y ofrece una capacidad de mejora en los sistemas, ésta se identifica con el número (4), Muy Buena cuando ayuda a la toma de decisión en pro de mejoras de los equipos y/o sistema, se identifica con el número (3), Buena no guarda una relación significativa y se expresa con el (2) y el número 1 para regulares. En la tabla VII, a modo de ejemplo se muestra el cruce de las fortalezas y oportunidades (FO), a fin de promover estrategias que explotan al máximo los recursos y lograr los máximos beneficios (David, 2004). Finalmente la etapa cinco consistió en la obtención de las estrategias que buscan mejorar la disponibilidad de los equipos del los laboratorios, las cuales se obtuvieron por el AMEF y la FODA. A continuación se listan algunas estrategias obtenidas por ambas herramientas.

Estrategias generadas por el AMEF para la Máquina Universal de Ensayo: ? Cuando se sospeche daños en el motor eléctrico es recomendable no aplicar ninguna acción de mantenimiento preventivo, o sea, “dejarlo correr hasta que falle” ? Se recomienda inspeccionar los sellos de la bomba hidráulica a fin de aprovechar al máximo el componente, con una frecuencia de 240 horas de operación. ? Aplicar mantenimiento condicional a los engranajes del manómetro a una frecuencia no mayor de 720 horas de operación. ? Inspeccionar el estado de funcionamiento de la polea cada 120 horas de operación. Si la misma presenta desgaste superficial suspender su uso por razones de seguridad. Estrategias generadas por el análisis FODA para los laboratorios: ? Estrategias FO Estrategias que buscan explotar al máximo los recursos y lograr los máximos beneficios. ? Organizar cursos de adiestramiento en el Departamento de Mecánica dirigido al personal técnico. ? Motivar al personal docente a la realización de proyectos a las empresas aledañas buscando financiamiento que mantengan a los laboratorios operativos. ? Preparar al personal técnico para que sirva de guía a la generación de relevo y a los preparadores de los Laboratorios. 56

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Tabla V. Resultados de la aplicación de la metodología D.S.

Fuente: Adaptación Confima, 2007

Tabla VI. Fallas recurrente en los equipos críticos.

Fuente: Adaptación Confima, 2007

Tabla VII. Obtención de las Estrategias (FO) aplicando la matriz FODA.

Fuente: Adaptación David, 2004

? Estrategias FA Estrategias que buscan neutralizar los efectos externos y transferir fortalezas a las áreas de oportunidades. ? Inducir a los docentes y técnicos a la preparación de varias prácticas de Laboratorio por si alguna eventualidad se presenta en la actividad programada. ? Promover la creación de inventarios de acuerdo a las necesidades exigidas por los equipos de los laboratorios. ? Estrategias DO Estrategias que buscan invertir recursos, capacitación y tecnología para superar sus debilidades y aprovechar las oportunidades que se ofrecen. ? Implantar filosofías de mantenimiento como la MCC o TPM a fin de aportar nuevas herramientas al personal que se vaya adiestrar en el escenario del mantenimiento. ? Incluir en los centros de investigación del Departamento de Mecánica las líneas relacionadas con filosofías del mantenimiento. ? Promover un estudio económico para la justificación del reemplazo de los equipos que sirva a su vez para actualizar el personal técnico de los laboratorios. ? Estrategias DA Estrategias donde la organización ve amenazada su existencia y de la que debe salir rápidamente con acciones de mejora o cambio para reconvertirse. ? Crear un stock mínimo de repuestos para los equipos críticos que estén a punto de cumplir su vida útil. ? Establecer convenios con empresas que requieran de los servicios de laboratorios y así poder obtener la actualización de los equipos. CONCLUSIONES. ? El análisis de criticidad determinó que los equipos críticos son los siguientes: la Máquina Universal de Ensayos y la Máquina de Torsión. ? Entre las causas de fallas más recurrentes en los equipos ubicados en los Laboratorios se pueden destacar: Desgaste de los sellos de la bomba hidráulica y Juegos en el selector de velocidad. ? La estrategia de mantenimiento más importantes que se obtuvo mediante el análisis FODA fue la de “Motivar al Personal Docente a la realización de proyectos a las empresas aledañas buscando financiamiento que mantengan a los Laboratorios operativos”. ? El diseño de las estrategias propuestas sirve de apoyo para mejorar la gestión del mantenimiento y por ende la disponibilidad de los equipos críticos de los laboratorios de mecánica.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALADÓN, LTD (1991). Introducción al Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad. Gran Bretaña. Bravo, D. y Suárez, D. (2006). Manual de Ensayos de Materiales. Universidad de Oriente-Anzoátegui. Venezuela. Confima & Consultores (2007). Manual de Herramientas Técnicas para mejorar la Confiabilidad. Puerto la Cruz. Venezuela David, F. (2004). Conceptos de Administración Estratégica. (5ta.ed.). Editorial Pearson. México Espinoza, H. (2003). Manual de Laboratorio de usos múltiples de Ingeniería Mecánica. Universidad de Oriente-Anzoátegui. Venezuela. GEOMINAS, abril 2010

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Los originales de los trabajos deben ser enviados a la Comisión Directiva de GEOMINAS, Final Av. Sucre, Calle San Simón, Campus La Sabanita, Escuela de Ciencias de la Tierra, Universidad de Oriente, Sede de FUNDAGEOMINAS. La Sabanita, Ciudad Bolívar, Venezuela, o a través de revistageominas@gmail.com ó fundag@cantv.net Los trabajos deben estar escritos en espaol, portugués o inglés en cualquier versión Word® para Windows®. Las imágenes se deben anexar en formato BMP, PCX, PNG, JPG, GIF o TIF; en escala de grises con resolución no menor de 300 ppp. Los artículos deberán ser presentados en cualquier medio de almacenaje electrónico para PC’s o por los correos electrónicos sealados. La extensión máxima de los trabajos será de 12 páginas tamao carta con margen superior, inferior y derecho de 3 cm e izquierdo de 4 cm, escritos en Arial tamao 12, a un espacio y medio. La extensión sealada incluye tablas, gráficos, figuras, mapas e imágenes. Los trabajos no contendrán declaraciones de carácter político. Al inicio del artículo debe aparecer el título del mismo; debe sealarse el área temática a que pertenece el trabajo; el nombre de su(s) autor(es) con su(s) dirección(es) de trabajo, teléfono(s), fax(es), dirección(es) de correo electrónico; el artículo deberá contar con resumen en espaol y abstract en inglés, de extensión no mayor de 200 palabras; ambos deben describir brevemente, en un sólo párrafo, el objetivo y los más relevantes métodos, resultados y conclusiones del trabajo; deben incluirse 5 palabras claves en espaol y en inglés. Los trabajos deberán contar con, por lo menos, las siguientes secciones: Introducción, Planteamiento del problema o hipótesis, Metodología, Resultados, Discusión, Conclusiones, Referencias. Todas las ilustraciones, mapas, gráficos, tablas y figuras, deben contar con sus respectivos títulos. Las figuras se identificarán posterior a las mismas y se deberán numerar en arábigos. Las tablas se deberán identificar previo a las mismas y se deberán numerar en romanos. Los mapas deberán mostrar con claridad lo que se desea, por lo que se seleccionará la escala adecuada. Las fotografías deben ser de fuertes contrastes, acompaadas de una explicación o descripción del motivo de la misma. Absténgase de anexar imágenes o fotos borrosas pues no serán publicadas. Los motivos que contengan signos matemáticos deben presentarse con claridad e identificarlos perfectamente; definiéndolos donde aparezcan por primera vez, en las ilustraciones del texto. Las ecuaciones o fórmulas deberán ser enviadas como imágenes en cualquiera de los formatos sealados. Las citas y referencias deben obedecer a lo siguiente: Las citas deberán indicar el apellido del primer autor seguido por el del segundo autor o por et al. si se tratase de más de dos autores, y el ao de publicación. Por ejemplo: (Herrero, 2002) o (Herrero y Montes, 2001) o (Vera et al., 2000). Toda cita debe estar vinculada con referencia que se listará en la sección final del artículo denominada “Referencias”. Tal lista se elaborará en orden alfabético de autores y deberá ceirse a los siguientes ejemplos: Libros: Mendoza S, V. (2000). Evolución geotectónica y recursos minerales del Escudo de Guayana en Venezuela (y su relación con el Escudo Sudamericano), Caracas: Minera Hecla venezolana, C. A. Artículos en publicaciones periódicas: Austin, G. S. (2000, Junio). Dimension Stone, Mining Engineering, 52(6), 38. Artículos o capítulos en libros compilados u obras colectivas: Barker, J. M., Austin, G. S. (1994). Piedra decorativa, En D. D. Carr (Comp.), Industrial Minerals and Rocks, (6a. ed.), USA: Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc. (pp 367, 372, 374-378). Ponencias y publicaciones derivadas de eventos: Herrero, J, Paülo, A., Tinoco, G. (1997). La Ley de Minas del estado Bolívar y su Reglamento: Instrumentos Jurídicos para el Inversionista y Desarrollo Regional, Ponencia presentada en el VIII Congreso geológico venezolano, Porlamar, Venezuela. Trabajos y tesis de grado: Katsamatsas, C., Saavedra, S. (2000). Evaluación geológica-geotécnica del material de préstamo propiedad de la Alcaldía del Municipio Autónomo Heres, ubicado en Marhuanta, Trabajo de Grado no publicado, Universidad de Oriente, Ciudad Bolívar. Trabajos de ascenso en el escalafón docente y similares: Carreo (1994). Estudio geotécnico de las arenas utilizadas como agregado del concreto en el área de Ciudad Bolívar, Trabajo de ascenso no publicado, Universidad de Oriente, Ciudad Bolívar. GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010


Entrevistas publicadas en medios impresos: León, M. (2000,Agosto 27). Vía férrea unirá comercialmente al país. (Entrevista a Álvarez, R.), El Universal. 2-1. Fuentes de tipo legal: Ley de Minas del Estado Bolívar, (1997, julio 29). Gaceta Oficial del Estado Bolívar, N° 33 (Extraordinario), septiembre 8, 1997. Folletos, boletines, hojas informativas y similares: Salas, J. F. (2000, diciembre). Estudio integrado de interpretación sísmica 3D con facies clásticas. Geominas (Revista de la Escuela de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oriente), (28)28, p. 23-26. Fuentes electrónicas: Grimson, B (1995, junio). La producción de piedra desde la cantera a la baldosa, Australia: Asociación de Industria de Piedra Australiana, Disponible: http://www.infotile.com.au/services/techpapers/prodston.html Una vez recibidos los trabajos serán revisados por los especialistas que constituyen la Comisión de Arbitraje, los mismos podrán ser devueltos para ser mejorados o completados. En caso de ser rechazados no serán incluidos en la edición programada. No serán devueltos los originales a sus autores. Los autores deberán sugerir tres posibles árbitros con sus respectivas direcciones, número de fax y, dirección de correo electrónico.

Items de arbitraje de los trabajos recibidos Título: ¿Incluye información de lo que trata el artículo? ¿Su longitud es apropiada? Resumen: ¿Es éste una representación concisa del artículo? ¿Tiene el formato adecuado? ¿Presenta los métodos, resultados y conclusiones? ¿Su extensión es apropiada (máximo 250 palabras)? Palabras clave: ¿Son adecuadas al artículo? ¿Cuál añadiría que fuese relevante? Introducción: ¿Presenta una descripción del tema central? ¿Establece claramente los objetivos del trabajo? Metodología: ¿Son los métodos empleados claramente descritos? ¿Son el diseño experimental y los métodos, los más apropiados para alcanzar los objetivos? ¿Es posible duplicar la investigación con los elementos expuestos en esta sección? ¿Son apropiados los métodos estadísticos utilizados? Resultados: ¿Son presentados de manera adecuada y coherente? ¿Representa una descripción demasiado detallada de las tablas y figuras? Tablas: ¿Son todas necesarias o duplican la información presentada en el texto o en las figuras? ¿Puede alguna de ellas ser transformadas en figuras para resumir o facilitar la comprensión de los datos? ¿Están estas demasiado recargadas de información? ¿Son los encabezados una buena descripción de ellas? Figuras: ¿Son todas necesarias o representan una duplicación de los datos presentados en los resultados o en las tablas? ¿Es toda la información presentada legible? ¿Aportan información importante o son irrelevantes para la presentación de los resultados? ¿Son los encabezados una buena descripción de ellas? Discusión: ¿Existen errores de interpretación de los datos presentados? ¿Es relevante toda la discusión? ¿Hay aspectos importantes de los resultados que no son discutidos? ¿Se repite información de la sección resultados? ¿Se hacen afirmaciones no sustentadas por los datos u otros autores? Conclusiones: ¿Representan conclusiones lógicas del trabajo basadas en la discusión o son una repetición de los resultados? Referencias: ¿Existe correspondencia entre las referencias citadas en el texto y esta sección? ¿Las referencias citadas son todas necesarias o se puede prescindir de alguna(s) de ella(s)? ¿Es la revisión bibliográfica vigente y concisa? Extensión del artículo: ¿Puede éste ser acordado sin perder calidad o información relevante? Pertinencia: ¿Es un trabajo original? ¿Representa el artículo un aporte al conocimiento científico? ¿Es el tema adecuado para el boletín GEOMINAS? Calidad: ¿En general, el estilo del manuscrito tiene calidad para ser publicado? ¿Pudiera mejorarse en alguna forma? Veredicto: El trabajo es: PUBLICABLE SIN MODIFICACIONES, PUBLICABLE CON CORRECCIONES, NO PUBLICABLE. GEOMINAS, Vol. 38, N° 51, abril 2010


CONSULTORA AMBIENTAL (MINAMB RCA-052) IAMIB (RECON: CNS-001)

RECURSOS NATURALES Y AMBIENTE Procesamiento, interpretación e información sobre recursos naturales Planificación de recursos Estudios y trámites ambientales Recuperación de áreas intervenidas

ANÁLISIS FÍSICO-QUÍMICOS DE AGUAS Dureza, alcalinidad total, elementos alcalinos, cloruros, sólidos suspendidos, sólidos totales, pH, oxígeno disuelto, demanda bioquímica de oxígeno, etc. ANÁLISIS DE MINERALES EN ROCAS, SUELOS, SEDIMENTOS Y AGUAS Determinación de elementos químicos, humedad, pérdida por ignición, gravedad específica, densidad aparente

ANÁLISIS PARA DETERMINAR ORO EN: Rocas, suelos, arenas, alimentación de molinos, pulpas, colas, soluciones cianuradas ANÁLISIS DE MERCURIO EN: Arenas, sedimentos, agua, orina y sangre Calle San Simón, campus universitario “J. N. Perfetti”. Escuela de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oriente, frente a la plaza “J. N. Perfetti”. Ciudad Bolívar. Estado Bolívar. Venezuela. e-mail: fundag@cantv.net www.fundageominas.org.ve

Nuestro propósito: Recursos y servicios


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