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UNIVERSIDAD DEL ZULIA
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DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA
REVISTA TÉCNICAREVISTA TÉCNICA
“Buscar la verdad y aanzar
los valores transcendentales”,
misión de las universidades en
su artículo primero, inspirado
en los principios humanísticos.
Ley de Universidades 8 de
septiembre de 1970.
“Buscar la verdad y aanzar
los valores transcendentales”,
misión de las universidades en
su artículo primero, inspirado
en los principios humanísticos.
Ley de Universidades 8 de
septiembre de 1970.
VOLUMEN 43 MAYO - AGOSTO 2020 NÚMERO 2
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol. 43, No. 2, 2020, Mayo-Agosto, pp. 58-110
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol. 43, No. 2, 2020, 65-71
Francisco Araujo1*, Nuris Orihuela2
1PDVSA Intevep, Gerencia de Exploración, Los Teques Edo Miranda, C.P. 1201, Venezuela.
2
Apartado 47885, Caracas 1020A, Venezuela.
*Autor de Correspondencia: Francisco Araujo.franck074@gmail.com
https://doi.org/10.22209/rt.v43n2a02
Recepción: 22/11/2018 | Aceptación: 14/02/2020 | Publicación: 01/05/2020
For the integration of gravimetric data, there are two important variables to take into account, one is that the values
according to the instrumental assessment of gravimeters used for acquisition. There is a reference system before 1970 with
a wrong value (14.8 mGal per excess), which was corrected worldwide in 1971. However, even though in Venezuela these
values are corrected these values since the implementation of the Gravimetric Network of 1982, and furthermore with
the absolute measurements of 1988, this error continues spreading when it comes to acquiring new gravimetric data. The
problems appear when trying to make maps with surveys that are tied to different reference systems and mathematical
surveys in Venezuela. The present work shows the error committed when calculating Bouguer anomalies for surveys linked
to different reference systems, this error is up to 60% for some cases. A possible solution to try to recover the data with this
error is presented. It is show the Bouguer Anomaly map for western Venezuela, where the aforementioned source of error
is corrected.
Gravimetry; Mérida Andes; Gravimetric Network; Bouguer Anomaly.
Para la integración de los datos gravimétricos existen dos variables importantes a tomar en cuenta, una es que los
valores de gravedad relativa tienen que estar homologados a un mismo sistema de referencia y los valores de altura asociada
deben tener rangos de error acordes a la apreciación instrumental de los gravímetros. Se tiene un sistema de referencia
antes de 1970 con un valor errado (14.8 mGal por exceso) y luego de 1971 este valor se corrige a nivel mundial. Sin embargo,
a pesar de que Venezuela corrige estos valores a partir de la Red Gravimétrica de 1982 y luego con las medidas absolutas de
1988, este error se sigue cometiendo a la hora de adquirir nuevos datos gravimétricos. Los problemas aparecen cuando se
tratan de realizar mapas con levantamientos que están amarrados a diferentes sistemas de referencia y empiezan a aparecer
homologación de las medidas gravimétricas. A partir de la publicación de los datos de la red de 1982 se tiene una mezcla
de levantamientos. El presente trabajo muestra el error cometido al calcular anomalías de Bouguer para levantamientos
ligados a diferentes sistemas de referencia, siendo este error de hasta el 60 % para algunos casos. También se da una posible
solución para tratar de recuperar los datos con este error y se presenta el mapa de Anomalía de Bouguer para el occidente
sin la fuente de error antes citada.
Gravimetría; Andes de Mérida; Red Gravimétrica; Anomalía de Bouguer.
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol. 43, No. 2, 2020, Mayo-Agosto, pp. 58-110
66 Araujo y Orihuela
El primer sistema gravimétrico conocido es el
Sistema Gravimétrico de Viena establecido en el año 1900;
a este sistema le reemplaza el sistema gravimétrico de
Potsdam en 1909, este se presenta como un sistema más
preciso. Al transcurrir el tiempo se observa que el sistema
de Potsdam tiene un error en el orden de 14 mGal [1]. En
asume el levantamiento de una red de referencia de
alcance nacional, (Figura 1, tabla1,). La red de referencia
de Venezuela (RGNV70), se levantan 58 estaciones. Cuando
en el año 1970 en Venezuela se mide la red de referencia,
el Sistema de Referencia Gravimétrico Mundial vigente
era el de Potsdam, el cual tenía un error del orden de 14
mGal. A nivel mundial, este problema es abordado por la
Asociación Geodésica Internacional (AGI), quien deroga
el Sistema Gravimétrico de Potsdam en el año 1971 y lo
sustituye por la Red de Estandarización Gravimétrica
Internacional (IGSN71). En el año 1982 es el Ministerio de
Nacional, quienes asumen la campaña de campo para
levantar una nueva red de referencia, normalizada al
IGSN71. En esta nueva red de referencia son levantadas
26 estaciones (Figura 1,) [1]. El año 1988 se desarrolla la
primera campaña de mediciones de gravedad absolutas
en Venezuela para lo cual se utiliza un sensor de caída
de peso, el Jilag-3. Se levantan 6 estaciones absolutas
[2]. Producto de las mediciones de gravedad absoluta de
1988 se publica el trabajo de Drewes [3] que además de
reportar las gravedades de las seis localidades indicadas
incorpora la normalización de las 26 estaciones de la red
del 1982 a los nuevos valores absolutos medidos.
Tabla 1. Valores de gravedad absoluta para la red
[4]) y los reportados por Drewes 1991 tomado y
Figura 1. Estaciones de la red de referencia gravimétrica
levantada en 1970, triángulos en color negro. Estaciones
de la red de referencia gravimétrica levantada en 1982,
De la publicación de los nuevos valores de
gravedad tomados en 1982 y 1988 hasta aproximadamente
el año 2012 se tiene una base de datos (en su mayoría
común para Universidades e Institutos de Investigación)
mezclada de valores de gravedad, unas amarradas al
sistema de referencia de la Red Gravimétrica Nacional de
Venezuela (RGNV70) y otras amarradas a las estaciones
corregidas u homologadas por las medidas realizadas por
de Estandarización Gravimétrica Internacional (IGSN71)).
Esto trae como consecuencia anomalías matemáticas o
levantamientos gravimétricos amarrados a diferentes
datums. En el trabajo de Graterol 1993 [4] se realiza una
homologación o reprocesamiento para la época de unas
140.000 estaciones pertenecientes a la base de datos
de la USB para tratar de eliminar este problema. Sin
embargo, en un análisis detallado de los levantamientos
entre estaciones cercanas se ve que el problema persiste
[5]. Para el año 2012 la UCV, ABAE (Agencia Bolivariana
Aeroespacial), PDVSA, abordan el problema de tratar de
depurar u ordenar la base de datos existente en PDVSA
la cual es común a la USB, UCV y Funvisis. La ventana de
trabajo fue de 6° a 13° grados de latitud y -73 a -58 grados
de longitud esta ventana de revisión se debe a que se
tenía como objetivo principal el estudio de las cuencas
estaciones existentes en la base de datos. Observando los
mapas generados a partir de la base de datos existentes, en
algunas aéreas salen a relucir anomalías gravimétricas que
no tenían una correlación geológica adecuada al contexto
donde ésta se ubicaba ya que se notaba un máximo en una
zona de alto espesor de sedimentos y estos por lo general
son asociados a mínimos gravimétricos. Luego revisando
los datos de origen se notó que la estación gravimétrica
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Integración y homologación de datos gravimétricos en el occidente de Venezuela
(estación base) a la cual estaban amarrados estos datos
poseía el valor en exceso de 14.826 mGal. A continuación
se da un ejemplo de una simulación, para ver cómo afecta
la integración de datos gravimétricos a diferentes datums
la interpretación cualitativa y cuantitativa. Este sería un
caso hipotético, donde se tiene el levantamiento realizado
por la empresa sísmica Bielovenezolana para el 2010 en la
zona circundante al graben de Mantecal, el levantamiento
está amarrado al BM (Benchmark, o punto de referencia
de medidas de gravedad) de la población de Elorza con
valores de gravedad 978066,660 mGal homologado
estaciones gravimétricas adquiridas, en color amarillo
se tienen varias estaciones que hipotéticamente fueron
amarradas a una base con los 14.826 mGal por exceso,
o sea que tendremos un levantamiento mezclado. Las
caso homologado y para el caso contaminado por ruido
asociado a el amarre de los 14.826 mGal. Obsérvese como
aparece una anomalía positiva al noreste de la población
de Mantecal y que llega casi a la población del Saman,
ningún cuerpo geológico dentro del subsuelo, la variación
de mínimo a máximo en valor absoluto para el caso del
diferencia entre los dos mapas da 15.98 mGal, este valor
es el 61% de 26.23 mGal (valor de variación correcto).
En otras palabras al adicionar 14.826 mGal se introduce
un error para este caso de más del 60 %, por lo que se
concluye que cualquier tipo de interpretación cualitativa
o cuantitativa estaría completamente errada. Para el
caso del levantamiento Tupure Carora [6] el cual tiene
una variación entre máximo y mínimo de 90 mGal, estos
14.8 mGal corresponderían a un error de 16 %. Para el
levantamiento Mene de Acosta realizado recientemente
con una variación del 71 mGal, el error asociado seria
intención de resaltar algunas características geológicas a
los mapas de la anomalía de Bouguer, aparecerá un factor
multiplicador de 14.8 que afectan al mapa resultante.
Para el año 2013 - 2014 se realiza el proyecto
Geociencia Integral de los Andes de Mérida (GIAME)
en el cual se adquieren nuevos datos gravimétricos. Se
decide levantar el mayor número de estaciones en tres
amarradas a la red 82 [1] normalizada, que está referida a
IGSN71. En total se adquirieron
Figura 3. Estaciones gravimétricas tomadas en el área
de Mantecal; las estaciones en color amarillo simulan un
amarre a una base con los 14.8 mGal por exceso.
Figura 4. Mapa de la anomalía de Bouguer caso
homologado en el área de Mantecal.
Figura 2. Estaciones gravimétricas existentes en la base
de datos de la USB, UCV en total 140.000, estaciones en
color negro representan las estaciones luego del trabajo de
depuración.
2742 estaciones homologadas a los valores
correctos de gravedad. Para el año 2014 se realiza una
integración de datos adquiridos para la zona 3 o zona más
occidental del proyecto [5]. La integración se realizó solo
para la zona 3, la cual cuenta con aproximadamente 40000
estaciones gravimétricas. Para realizar la integración se
analizaron dos variables claves para la interpretación
como lo son la gravedad observada y la altura de cada una
de las estaciones. Se decidió construir un algoritmo (este
abruptos), el cual tiene como valor de gravedad correcto
el valor de la estación gravimétrica nueva o estación
adquirida para el proyecto GIAME y estudiar los valores
de las estaciones cercanas (distancia menor de 1000 m)
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol. 43, No. 2, 2020, Mayo-Agosto, pp. 58-110
68 Araujo y Orihuela
Figura 5. Mapa de la anomalía de Bouguer en el área de
Mantecal con estaciones simulando un amarre a una base
de 1970. Es decir caso donde la anomalía de Bouguer está
contaminada por un factor asociado al amarre de 14.826
mGal
(Figura 7,). El valor g0 representa el valor de gravedad
correcto g1, g2, g3, g4 son los valores de la estaciones
viejas a ser estudiadas, si g0-g1 es mayor a 14.8, el factor
(h0-h1)0.3086 debe ser mayor a 14.8, si no se cumple
esta condición habría que buscar alguna razón geológica
no se deben a contrastes laterales de densidad sino a
que las estaciones están a diferentes datums con lo cual
Luego se procedió a estudiar la base de datos misma ya
que esto solo resultaba para estaciones cercanas a las
estaciones adquiridas recientemente. El algoritmo se
aplicó estudiando los valores de las estaciones cercanas
correctas y viendo en este caso las estaciones vecinas.
Figura 6. Estaciones gravimétricas para la construcción de
mapas. Estaciones adquiridas en color amarillo para la zona
1, en color verde para la zona 2, en color rojo para la zona 3, el
y Oro negro el color verde oscuro y por ultimo las estaciones de
la base de datos de PDVSA Intevep en color gris.
Figura 7. Esquema de funcionamiento de algoritmo para
estudiar los valores de gravedad. El valor g0 representa el
valor de gravedad correcto g1, g2, g3, g4 son los valores
de la estaciones viejas a ser estudiadas si g0-g1 es mayor
a 14, el factor (h-h1)0.3086 debe ser mayor a 14 si es
menor la estación g1 es anómala y es eliminada [5].
Eliminándose aquellas que no cumplieran la
condición. Después de discriminar por efecto de la
gravedad se procedió a realizar el control de altura, por lo
para poder realizar dicho control. Para ello se utilizó el
modelo de elevación digital (DEM) obtenido del Instituto
de Ingeniería de la Universidad Simón Bolívar, el cual tiene
una resolución espacial de 30 m. Primero se procedió a
comparar las alturas del levantamiento nuevo de la zona 3,
alta precisión (errores menores a los 50 cm) en altura h
(h= altura elipsoidal) con las elevaciones del DEM. Aquí
surge el problema ya que las nuevas estaciones fueron
adquiridas con altura elipsoidal y las viejas estaciones
tomadas en base a altura ortométrica H (H= elevación con
respecto al nivel medio del mar). Para ello se procedió a
transformar todas las alturas elipsoidales medidas en la
zona3 a elevaciones ortométricas H= h - N .Se usó un
modelo geoidal para el cálculo de las ondulaciones N, esto
se llevó a cabo a través del software VGM08 de la
Universidad del Zulia [8]. Este es un error muy común que
se comete a la hora de integrar diferentes levantamientos,
las alturas de todos los levantamientos deben ser
ortométricas o elipsoidales pero no se pueden mezclar, ya
que la diferencia entre éstas o la ondulación geoidal en
nuestro país pueden llegar a más de 60 m o un valor
promedio de 24 m [8] lo que introduce un error de más de
7 mGal. Una vez transformadas las alturas a elevaciones se
procedió a compararlas con el DEM, esto se realiza
observando cuanto es la diferencia entre la elevación dada
por el DEM y la elevación de la estación dada por el GPS
400 estaciones aproximadamente sólo en las partes llanas,
media está cercana a cero, la mayoría de las diferencias
están entre -1 y 1 m y las diferencias más altas son de
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Integración y homologación de datos gravimétricos en el occidente de Venezuela
cuatro metros. Estos representan solo un pequeño
porcentaje de las estaciones, por lo tanto el DEM sería
alturas de la base de datos. Después de estas pruebas, se
procedió a comparar la elevación de las estaciones de la
base de datos con la elevación del DEM para cada una de
Figura 8. a) Histograma de comparación entre las
elevaciones dadas por el dem y las elevaciones dadas
por las estaciones gravimétricas adquiridas en el nuevo
levantamiento. b) Histograma de comparación entre las
elevaciones dadas por el dem y las elevaciones dadas por
las estaciones gravimétricas de la base de datos.
Presentan un rango de diferencia entre -3 a 3 m y
los valores más dispersos corresponden a diferencias de -7
a 7 m, lo cual corresponde a error de 2 mGal para estudios
regionales como los que se está llevando a cabo, lo que es
color azul las estaciones gravimétricas del levantamiento
Tupure-Carora el cual fue adquirido entre los años 2005 y
2007 como parte un proyecto exploratorio [6].
Luego se procedió a localizar la adquisición efectuada en
estaciones presentaban el valor por exceso de 14.8 mGal lo
que se detectó estudiando las estaciones que estaban en su
entorno por lo tanto hubo que restarle el valor de 14.8 mGal.
levantamiento de Barinas Oeste y el levantamiento de Oro
Negro al este del estado Zulia, estos dos levantamientos
son recientes (años 2007 y 2009 realizados por PDVSA).
A pesar de ser adquisiciones nuevas, como no se tenía en
cuenta la existencia del problema de homologación, estos
levantamientos están amarrados a estaciones bases con
los 14.8 mGal por exceso o a la RGNV70, lo que demuestra
la seriedad del problema de homologación en el país.
Para el momento del procesamiento le fueron restados
14.8 mGal a la gravedad observada; esto implica un ajuste
grueso y no exacto, esto a los efectos de incorporar los
datos en la generación del mapa del área, sin embargo,
la compensación se debe realizar amarrando de manera
correcta las bases correspondientes, usando los datos de
campo.
contrastes laterales de densidad asociado a estructuras
geológicas presentes en el subsuelo las cuales son interés
desde -162.86 (color azul) a 38.40 (color fucsia) mGal.
Del mapa destaca el gran mínimo en color azul (valores
entre –162.86 a -26 mGal) con rumbo en dirección SO-NE
asociados a la cuenca del Lago de Maracaibo, el cual se
encuentra paralelo y desplazado en dirección NO del rumbo
de la cordillera de los Andes de Mérida, el desplazamiento
es de aproximadamente 50 km. El punto en color amarillo
representa el valor más negativo de -162.86 ubicado a 7
km al oeste de la población de Muyapa. El mínimo debería
coincidir con la ubicación de la cadena montañosa, como
es el caso común para sistemas orogénicos en equilibrio
isostático. Este mínimo en un principio fue asociado
a la gran acumulación de sedimentos en el sur de la
cuenca del Lago de Maracaibo [9], pero luego de varios
modelados gravimétricos realizados por diferentes
autores (Kellogg y Bonini [9], Escobar y Rodríguez, [10]
) se concluye que esta acumulación de sedimentos no era
longitud de onda y a gran profundidad como lo son las
placas suramericanas, la placa del Caribe (Audemard y
Audemard [11], Colleta et al [12], Jacome [13]). El máximo,
que va de -13 a 10 mGal con rumbo noreste el cual está
aproximadamente 410 km desde la depresión del Táchira
hasta ciudad de Barquisimeto y un ancho promedio de 60
km. Es de hacer notar el valle o ‘’silla de caballo’’ ubicado
en la ciudad de Mérida que pareciera dividir la cadena
montañosa en Andes suroeste y noreste, hacia la zona
noreste se observa como la anomalía aumenta de -22 a -17
de Lara, en la zona suroeste la anomalía presenta una
forma triangular con un rango entre -70 a -37 mGal. De la
Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol. 43, No. 2, 2020, Mayo-Agosto, pp. 58-110
70 Araujo y Orihuela
al sur de la ciudad de San Cristóbal que está asociado a la
depresión del Táchira donde el basamento se encuentra a
6 km de profundidad, aproximadamente [14]. Este mínimo
cubre parte de la cuenca de Apure y continua hacia el sur
de Barinas, aquí está asociado a la depresión de Capitanejo
(-75 a -85 mGal) sobre la ciudad de Barinas se observa
que la anomalía se hace menos negativa (–60 a -55 mGal)
posiblemente asociado con el arco de Mérida. Al suroeste
de la población de San Fernando de Apure, ubicado a -70°
de longitud y 7° de latitud, tenemos un mínimo no tan
prominente con valores de -12 a -18 mGal, el cual es una
respuesta gravimétrica del graben de Mantecal,. Al noreste
de la misma población se observan dos máximos entre 7
y 17 mGal vinculados al alto del Baúl. Al sur sureste de
la ciudad de Coro se nota un alto (-10 a 30 mGal) con
rumbo E-O el cual tiene una extensión aproximada de 200
km y un ancho promedio 60 km asociado al anticlinorio
el acortamiento cortical en esta zona [16], con lo que la
contribución de Mohorovic a la anomalía gravimétrica es
más del 60 %, la expresión de la columna sedimentaria es
entre las cuencas Barinas Apure y Lago de Maracaibo
donde el espesor sedimentario es diferente para ambas,
la enorme acumulación de sedimentos en la cuenca del
Lago de Maracaibo está asociada a la alta producción
de hidrocarburos de esta, siendo menor la producción
de la cuenca Barinas Apure. El mínimo gravimétrico del
Lago de Maracaibo está fuertemente controlado por la
falla de Bocono al sur y la falla de Valera (ubicar en el
mapa) al este, ya que este mínimo termina abruptamente
contra estas dos fallas. La profundidad de los sismos
causados por la falla de Boconó está en promedio hasta
15 km [11] por tanto esta falla que estaría afectando
estos el basamento ígneo y la columna sedimentaria,
caso la densidad, también podría representar el límite
entre el bloque de Maracaibo y el borde norte de la placa
sur Americana [11]. Comparando este mapa
con los generados de Orihuela 2011[16] (ver articulo
vemos que en este se presenta una mayor resolución que
concuerda con las fallas cuaternarias (Valera, Bocono y
Burbusay) y con los principales rasgos estructurales de
las formaciones geológicas del occidente del país como
lo son las Napas de Lara (ubicadas al oeste suroeste de la
ciudad de Barquisimeto) cerro Santana en la península de
falla de Oca Ancon la cual parece delimitar el anticlinorio
solo se ven rasgos regionales asociados a cuerpo de muy
alta longitud de onda y no permiten ver detalles de las
estructuras. Otro de las bondades de este producto seria a
y residuales, ya que como se mostró anteriormente los
mapas contaminados resultan afectados por un factor
de multiplicativo de 14.8, tanto para la interpretación
cualitativa y cuantitativa.
Figura 9. Mapa de la Anomalía de Bouguer y fallas
cuaternarias [18]. El punto en color amarillo muestra el
valor más negativo -162.86 ubicado a 7 km al oeste de la
población de Muyapa.
La falta de divulgación de la información, así como la poca
articulación interinstitucional han afectado a Venezuela
y toda Latinoamérica los resultados de los métodos
gravimétricos, perjudicando así la credibilidad de
conocimiento rápido y valioso de estructuras geológicas.
La mezcla de medidas relativas de gravedad amarradas a
diferentes datums ha causado la aparición de anomalías
erróneas durante 30 años.Se ha demostrado que estos
errores varían en diferentes porcentajes de acuerdo a
la variación entre mínimo y máximo del levantamiento.
La mejor forma de solucionar el problema es adquirir
nuevos datos homologados a Red de Estandarización
Gravimétrica Internacional (IGSN71) normalizadas a los
levantamientos de estaciones absolutas. El mapa de la
Anomalía de Bouguer realizado no presenta problemas de
las anomalías causadas por los cuerpos presentes en el
subsuelo.
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REVISTA TECNICA
DE LA FACULTAD DE INGENIERIA
UNIVERSIDAD DEL ZULIA
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www.serbi.luz.edu.ve
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Esta revista fue editada en formato digital y publicada
en Abril de 2020, por el Fondo Editorial Serbiluz,
Universidad del Zulia. Maracaibo-Venezuela
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