CAPITULO23

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3. EXPLORACIÓN GEOFÍSICA DEL SUBSUELO
3.1. INTRODUCCIÓN
3-1
3.1.1. Antecedentes 3-1
3.1.2. Objetivos 3-1
3.1.3. Localización de los estudios 3-1
3.1.4. Metodología 3-1
3.1.5. Trabajos anteriores 3-2
3.1.6. Litología de los pozos perforados 3-2
3.2. ESTUDIOS DE RESISTIVIDAD 3-2
3.2.1. Adquisición y procersamiento de los datos 3-2
3.2.2. Interpretación de los resultados 3-3
3.3. ESTUDIOS DE ELECTROMAGNETISMO 3-4
3.3.1. Adquisición y procesamiento de los datos 3-4
3.3.2. Interpretación de los resultados 3-4
3.4. ESTUDIOS DE RADIOMETRÍA 3-5
3.4.1. Adquisición y procesamiento de los datos 3-5
3.4.2. Interpretación de los resultados 3-5
3.5. ESTUDIOS DE SÍSMICA DE REFRACCIÓN 3-6
3.5.1. Adquisición de los datos 3-6
3.5.2. Interpretación de los resultados 3-7
3.6. ESTUDIOS DE GRAVIMETRIA 3-8
3.6.1. Adquisición y procesamiento de los datos 3-9
3.6.2. Interpretación de los resultados 3-12
3.7. SÍNTESIS DE LOS RESULTADOS 3-14
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VOLUMEN II: ZONIFICACIÓN SISMOGEOTÉCNICA INDICATIVA PARA LA RECONSTRUCCIÓN DE
ARMENIA 3-1
3. EXPLORACIÓN GEOFÍSICA DEL SUBSUELO
3.1. Introducción
3.1.1. Antecedentes
En este capítulo se describen los métodos geofísicos utilizados para la Zonificación
sísmica y geotécnica Indicativa de Armenia, realizados por INGEOMINAS, en
coordinación con la CRQ, el PORTE y la Universidad del Quindío, durante los meses de
Marzo a Mayo de 1999.
3.1.2. Objetivos
Los objetivos principales buscaban determinar:
• la geometría del subsuelo.
• la profundidad al techo de la roca.
• el nivel freático.
• la relación de velocidad entre las ondas P y las ondas S, en el subsuelo de Armenia.
• Aportar más bases técnicas para la presencia de la Falla de Armenia.
3.1.3. Localización de los estudios
La localización de los diferentes sitios de medición de los parámetros geofísicos dentro
del perímetro urbano de la ciudad de Armenia se muestra gráficamente en el Mapa 3.1.
3.1.4. Metodología
La metodología seguida en la aplicación de la geofísica de exploración fue la siguiente:
• Recopilación y análisis de información existente
• Reconocimiento geológico de las unidades existentes
• Diseño del estudio de campo con los métodos de Resistividad, Electromagnetismo,
Radiometría, Sísmica de refracción de poca profundidad y Gravimetría
• Adquisición de los datos
• Procesamiento de la información obtenida
• Elaboración de los diferentes perfiles y mapas
• Interpretación de los resultados que muestran los objetivos alcanzados
Es de anotar que ningún método de geofísica obtiene el 100% de precisión requerida para
estudios de obras civiles o infraestructura. Son importantes como la primera guía de
exploración que debe concluir con la observación directa a través de pozos o
excavaciones. Por eso, para un mejor acercamiento a la interpretación de la realidad se
tienen en cuenta varios métodos a la vez.
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ARMENIA 3-2
3.1.5. Trabajos anteriores
En cuanto se refiere a trabajos de exploración geofísica, se tiene el de Sísmica de
Refracción, realizado por Carlos Vargas y Cesar Carvajal (1996), en el cual utilizaron una
fuente de explosivos de poca potencia, en diferentes puntos de la ciudad de Armenia y
también fuera de ella.
3.1.6. Litología de los pozos perforados
La siguiente es una síntesis de la litología de los pozos hasta ahora perforados en
desarrollo del proyecto:
Tabla 3.1. Síntesis de la litología de algunos de los pozos perforados
Litología P1
Ancianato
P2
CASD
P3
Galería
P4
TeleArmenia
P5
Parque Uribe
Relleno Superficial ----------- 0 a 10.6 0 – 3.8 m Superficial
Ceniza
volcánica
0 a 9 m 0 a 13.8 m 10.6 a 16.3 m 3.8 a 12.5 m 0 a 17.2 m
Suelo
Residual de
flujo
piroclástico
9 a 14.9 m 13.8 a 20.2 m 16.3 a 17 m 17.2 a 20.3 m
Saprolito de
flujo
piroclástico
14.9 a 22 m 20.2 a 27 m 17 a 22 m 20.3 a 28.8 m
Flujo
piroclástico y
lahares
Desde 22 m Desde 27 m Desde 22 m Desde 20 m Desde 28.8 m
3.2. Estudios de resistividad
Se estudió la propiedad física de los materiales conocida como Resistividad, la cual se
define como la capacidad que tienen los materiales terrestres de dejar fluir o no la
corriente eléctrica a través de su textura. Con la determinación de su valor se puede hacer
diferenciaciones o agrupaciones de tipos litológicos con igual o diferente comportamiento
frente al paso de dicha corriente.
Como aspecto importante a tener en cuenta, el método de resistividad tiene tres
limitaciones principales: 1) de precisión de un 20% aproximadamente, 2) de equivalencias
(diferentes secuencias o espesores de estratos dan lugar a una misma curva) y 3) de
supresión (no detección de capas delgadas en profundidad).
3.2.1. Adquisición y procesamiento de los datos
Para adquirir los datos de resistividad se empleó la técnica conocida como sondeo
eléctrico vertical (SEV) o , en nuestro medio, sondeo geoeléctrico. Dicha técnica está
basada en la Ley Física de Ohm, la cual relaciona la intensidad de corriente aplicada al
subsuelo (I) con su potencial medido(V), dependiendo de un arreglo especial de
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electrodos (K). Las mediciones de estos parámetros permiten obtener el valor de
resistividad aparente (ρa).
 ρa = k. (V/I)
Se realizó un total de 14 mediciones o SEVs, con el arreglo Schlumberger de hasta 600
AB/2.
El procesamiento se llevó a cabo a través del software RESIXP el cual permite:
a). Entrada, archivo y organización de los datos de campo: Arreglo de electrodos AB/2 y
MN/2, Intensidad de corriente, voltaje, resistencia y resistividad aparente.
b). Procesamiento de los datos por medio de un algoritmo basado en el método de
aproximaciones sucesivas o iteraciones, hasta alcanzar la mejor respuesta matemática o
solución a la curva de datos de resistividad aparente, utilizando las funciones de Kernel y
de Bessel. Esta respuesta se conoce como el modelo matemático de la curva, el cual
consiste de una serie de valores de resistividad verdadera , variable según datos de
profundidad hallada.
3.2.2. Interpretación de los resultados
Con los resultados obtenidos se elaboraron tres (3) perfiles de la variación de la
resistividad del subsuelo con la profundidad (Mapa 3.2) y la profundidad de la base del
Glacis o lahares (Mapa 3.3).
La interpretación se llevó a cabo empleando el método indirecto, es decir, con los
resultados matemáticos obtenidos se propone un modelo real del subsuelo no observado
directamente.
La interpretación de los diferentes grupos de valores de resistividad se hizo a través de
una correlación con información de geología de superficie y de pozos. No obstante, cada
estrato geológico no corresponde a un rango de resistividad sino que una secuencia de
estratos correlaciona con uno de dichos rangos de valores. Así, se obtuvo lo siguiente
(Tabla 3.2):
Tabla 3.2. Correlación entre la resistividad y la geología de Armenia
Capa
Geoeléctrica
del subsuelo
Rango de
Resistividad
Rango de
Profundidad del
techo
Correlación Unidad
Geológica
ohm-m m litología
1 80 - 1950 0 – 0.2 Suelo orgánico Q
2 300 - 6500 0.2 – 2.6 Cenizas Q – Glacis del
Quindío
3 2 - 11 2.7 - 16.6 Suelo residual Q – Glacis del
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arcilloso Quindío
4 60 - 165 7 – 24.7 Saprolito o
piroclastos
meteorizados
TQ – Glacis del
Quindío
5 500 - 16000 24.7 - 31 Lahares ,
piroclastos
compactos
TQ – Glacis del
Quindío
6 6 - 30 26 - 136 Lutitas , limolitas y
flujos volcánicos
K - Formación
Quebrada
Grande
3.3. Estudios de electromagnetismo
La propiedad física de los materiales conocida como la conductividad eléctrica es el
inverso de la resistividad:
 σ = 1/ρ
Tiene las mismas limitaciones del método de resistividad, ya antes mencionadas.
3.3.1. Adquisición y procesamiento de los datos
Se realizaron mediciones de la conductividad eléctrica del subsuelo por medio de la
aplicación de la técnica de Inducción electromagnética en el dominio del tiempo. La
técnica está basada en la Ley de Faraday y las ecuaciones de Maxwell, las cuales
relacionan los campos eléctrico (E) y magnético (H). En el terreno, se hace propagar por
el subsuelo una corriente eléctrica, a partir del fenómeno de inducción y se obtiene una
respuesta de materiales conductores y no conductores a partir de un campo secundario
inducido.
Así, se llevaron a cabo 50 Sondeos Electromagnéticos – TEM, con circuito sencillo de 25
x 25 m. y 50 x 50 m. en los principales parques y zonas despejadas de Armenia.
El procesamiento se llevó a cabo con el software EMVISION, el cual permite la entrada,
archivo, edición y organización de los datos; y procesamiento de los mismos a partir de
iteraciones, en forma similar al de resistividad.
3.3.2. Interpretación de los resultados
Se elaboraron dos (2) perfiles y 2 mapas: uno de espesor de cenizas ( Mapa 3.4) y otro de
profundidad al techo de los lahares ( Mapa 3.5) .
La interpretación se efectuó de manera indirecta, en forma similar al método de
resistividad. Y así se elaboró la Tabla 3.3.
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Tabla 3.3. Correlación entre la Conductividad y la geología de Armenia
Capa
Geoeléctrica del
subsuelo
Rango de
Conductividad
Rango de
Profundidad del
techo
Correlación Unidad Geológica
mSiemens/m m litología
1 22 - 50 0 - 2 Cenizas Q – Glacis del
Quindío
2 143 - 167 7 - 37 Suelo residual
arcilloso +
saprolito o
piroclastos
meteorizados
Q – Glacis del
Quindío
3 26 - 50 15 - 45 Lahares y
piroclastos
compactos
TQ – Glacis del
Quindío
4 67 - 143 60 - 105 Volcanitas y
metamorfitas
Rocas del Pre
Terciario
3.4. Estudios de radiometría
La radiación o radiactividad es un fenómeno natural que se produce en los átomos
componentes de los distintos materiales del subsuelo y por el cual ciertos elementos con
exceso de energía en su estructura atómica provocan emisiones de partículas alfa, beta y
gamma. Dichos elementos se transmutan espontáneamente y emiten radiaciones
capaces de inducir efectos químicos o fisiológicos. La emisión más potente es la radiación
gamma y el hecho de tener una mayor o menor emisión de rayos gamma permite
diferenciar distintos tipos de materiales del subsuelo.
Tiene limitaciones de penetración en el subsuelo, desde la superficie.
3.4.1. Adquisición y procesamiento de los datos
Se realizaron 50 mediciones de radiación natural de rayos gamma en la ciudad de
Armenia, sin discriminar el origen, es decir, sin diferenciar entre emisiones producidas por
Torio, Uranio, Potasio, Radón , Cesio , Argón u otro elemento radiactivo. Sólo se recurrió
al conteo total con un escintillómetro .
Los datos tomados no requieren de ningún procesamiento en este caso, pues es un
método cualitativo.
3.4.2. Interpretación de los resultados
Se elaboraron tres (3) perfiles de variación de la radiación con la distancia.( Figuras 3.1,
3.2 y 3.3)
Los valores obtenidos mediante este método permitieron apenas caracterizar las
radiaciones provenientes de la capa de suelo y de las cenizas, debido a su poca
penetración, según se muestra en la tabla 3.4.
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Figura 3.1. Barrio La Pavona - U del Quindío
Figura 3.2. Barrio La Adiela - Est. Ferrocarril
Figura 3.3. Ciudadela Pto Espejo - Parque La Secreta
0
10
20
30
40
50
60
1 2 3 4 5 6 7 8 9
estaciones
cp
s
Radiometría
en cps
0
20
40
60
1 2 3 4
Estaciones
cp
s Radiometría
en cps
0
20
40
60
80
1 2 3 4 5
estaciones
cp
s
Radiometría en
cps
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Tabla 3.4. Correlación entre la Radiactividad y la geología de Armenia
Capa de radiación Rango de
Radiactividad
Correlación Unidad Geológica
cps litología
1 25 - 35 Suelo orgánico Q – Glacis del
Quindío
2 40 - 60 Cenizas Q – Glacis del
Quindío
3.5. Estudios de sísmica de refracción
La forma de propagación de las ondas de compresión y de corte por el subsuelo es otra
de las propiedades físicas aplicadas en la exploración del subsuelo. Las primeras se
denominan también ondas P o sísmicas y las segundas ondas S o transversales. El
estudio se basó en el fenómeno de propagación conocido como la refracción, basado a su
vez en la Ley de Snell.
Una limitación del método consiste en que para que exista refracción en el subsuelo es
necesario que hacia profundidad existan capas de mayor velocidad. Si existe una capa de
baja velocidad debajo de una de mayor velocidad, no se detecta. Otra limitación en cuanto
a profundidad de penetración es la potencia de la fuente; para el caso de este estudio se
realizó únicamente golpes de martillo.
3.5.1. Adquisición de los datos
En la adquisición de datos sísmicos se utilizó un equipo digital ES-2421, de 24 canales
marca EG&G Geométricos con geófonos verticales para detección de la onda P y
geófonos horizontales para la onda S. Se empleó un arreglo lineal de 12 geófonos con
una separación de canales que varió entre 4 y 5 m, y un offset o distancia entre puntos de
disparo y el geófono más cercano entre 2.5 y 20 m. La onda sísmica se generó con un
martillo de 16 libras conectado a un sensor, el cual se golpea sobre una platina de
aluminio para efectos de apilamiento y así obtener registros sísmicos interpretables.
⇓ ⇓ ⇓
SP SP SP
∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆
1 2 3 10 11 12 13 14 15 22 23 24
. . . . . .. .
Figura 3.4. Arreglo de geófonos
Dentro del perímetro urbano y suburbano de Armenia se midieron 10 líneas con tendidos
entre 60 y 75 m, localizadas en sectores de: El Pórtico, Barrio Salvador Allende, Sena,
Universidad del Quindío, Boloclub, Colegio Inem, Carrera 5ª N frente al Inem, Barrio
Limonar y en el parque de Cross La Secreta.
En esta etapa se utilizó el paquete SIPX, el cual está basado en el método de tiempos de
retardo o de Gardner (Rimrock Geophysics Inc, 1992), e involucra los siguientes
programas:
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SIPIK, para la obtención de los primeros arribos de las ondas refractadas.
SIPIN, para la creación de las curvas tiempo- distancia y asignación de capas.
SIPT2, para la interpretación de las curvas tiempo- distancia, obtención de velocidades y
profundidades de las diferentes capas.
SIPEDT, para la edición de los datos interpretados.
3.5.2. Interpretación de los resultados
Las limitaciones logísticas de la mayoría de los sectores donde se llevó a cabo la toma
de datos de refracción, incidieron en la longitud de las líneas y la distribución de
geófonos, lo cual permitió solamente modelar la interfaz más superficial para las ondas P
y parcialmente para las ondas S. ( Mapa 3.6)
Del procesamiento de las 10 líneas sísmicas medidas en las sectores anteriormente
mencionados, se obtuvo la siguiente correlación, consignada en los perfiles y en la Tabla
3.5.
Tabla 3.5. Interpretación de las 10 líneas sísmicas
Línea Sísmica Long
tendido
(m)
Onda V1(m/s) V2(m/s) Espesor capa 1
(m)
El Pórtico
(L1)
65 P
S
270
147
1448
808*
10.3 - 14.5
Barrio Salvador
Allende
(L2)
75 P
S
226
122
1435
801*
4.2 - 9.9
Cancha Futbol
Sena
(L3)
75 P
S
278
160
1468
755
5.9 – 8.5
Canha Futbol
Univ.Quindio
(L4)
75 P
S
376
195
1009
644
0.8 – 13.6
Cancha Futbol
Boloclub
(L5)
75 P
S
381
152
2014
1125*
7.8 – 21.5
Cancha Futbol
Colegio Inem
(L6)
60 P
S
278
173
1206
673*
7.1 – 9.1
Cra 5N
Frente Inem
(L7)
65 P
S
209
107
1270
675
5.4 – 6.6
Barrio Limonar
(L8)
75 P
S
272
157
811
453*
7.0 – 9.5
Barrio Limonar
(L9)
75 253
141
667
372*
5.0 –7.9
Parque Cross
La secreta
(L10)
75 P
S
521
301
2023
757
4.2 – 6.3
* Velocidades de corte Vs calculadas con la relación Vp/Vs =1.79
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La determinación de Vs para la primera capa se obtuvo directamente a partir de los
registros de las primeras llegadas a los geófonos más próximos de los puntos de
disparo, lo anterior esta relacionado con las limitaciones de equipo adecuado para
generar la fuente de energía de ondas transversales. Aplicando la relación Vp/Vs para
cada línea, se obtuvo un coeficiente empírico ponderado de 1.79, el cual fue utilizado para
el cálculo de Vs de la segunda capa(ver Tabla 3.5).
Es evidente que con el método de refracción sísmica, solamente se logró penetrar la
parte más superficial de la Formación Glacis del Quindío. Las velocidades Vp1 entre 381
y 209 m/s para la primera capa son correlacionables con cenizas volcánicas secas
alteradas de limos areno arcillosos y, las velocidades Vp2 para la segunda capa entre
1468 y 667 m/s constituyen cenizas volcánicas alteradas de saturadas a parcialmente
saturadas de arenas y limos areno arcillosos. El valor para Vp2 =2023 m/s reportado en
la línea 10 del parque La secreta puede correlacionarse con depósitos de flujos y lahares
semicompactos de diferente granulometría y composición de rocas pre-exixtentes de la
Cordillera Central, aportados por eventos fluvio-torrenciales y volcánicos.
Refracción sísmica en depósitos de relleno en Armenia
Por limitaciones de orden logístico y por el ruido producido por los automotores, en
Armenia solamente se logró hacer mediciones de refracción en los rellenos de los barrios
El Paraíso y Ciudad Dorada (ver Tabla 3.6. ; Mapa 3.7).
Para el relleno del barrio El Paraíso se obtuvo una velocidad de corte Vp1 de 208 m/s,
velocidad correlacionable con arcillas limosas y escombros secos a una profundidad del
primer refractor que varía entre 6.7 y 10 m. La velocidad de 521 m/s para Vp2
corresponde a cenizas volcánicas secas.
En el barrio Ciudad Dorada se obtuvieron valores similares a los del barrio El Paraíso,
así: una velocidad de 209 m/s para Vp1 con la misma correlación litológica con una
profundidad entre 9.1 y 10.5 m y, para Vp2 de 468 m/s y profundidad no determinada.
Tabla 3.6. Interpretación de líneas en rellenos de Armenia
Long.
(m)
Onda V1m/s V2m/s V3m/s espesor
Capa 1(m)
Espesor
Capa 2(m)
Armenia
B/Paraíso
(L15)
70 P
S
208
142
521
318*
- 6.7 - 10 -
Armenia
Ciudad Dorada
(L16)
60 P
S
209
127
468
285*
- 9.1 - 10.5 -
*velocidades de corte Vs calculadas con la relación Vp/Vs=1.64
3.6. Estudios de gravimetria
La variación de la gravedad terrestre producida por la presencia de materiales con distinta
densidad es otro de los fenómenos que se estudian en la geofísica de exploración. Aquí,
la propiedad física analizada es la densidad de los cuerpos geológicos.
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La atracción ejercida por la tierra sobre un cuerpo de masa (m), produce una aceleración
vertical del cuerpo hacia el centro de ésta, denominado gravedad (g) y que tiene un valor
aproximado de 980 cm/seg2. Sin embargo pequeñas variaciones de esta cantidad son
causadas por las características especiales de la forma de la tierra (radio ecuatorial mayor
que el radio polar) y variaciones internas de densidad (especialmente en su corteza). La
Gravimetría es la rama de la Geofísica que mide, aísla e interpreta estas variaciones de
gravedad.
La Ley de Gravitación de Newton indica que habiendo dos masas (m1 y m2), separadas
por una distancia r, su fuerza de atracción F está dada por: (Ecuación [1])
 
r r
F
Gm m
r
r= 1 23 (1)
donde G es la constante de gravitación universal (6.67x10-11 N.m2/kg2)
Según la segunda ley de Newton, se tiene que F=ma, de donde se tiene que la atracción
de la tierra sobre cualquier cuerpo cercano a ella está definida así: (Ecuación [2])
 
r
r
r
g
F
M
GM
R
R= = 3 (2)
Donde 
rg representa el vector del campo gravitacional, M y R son la masa y el radio de la
tierra respectivamente y
r
R es el vector del radio terrestre.
3.6.1. Adquisición y procesamiento de los datos
Se tomaron 80 mediciones gravimétricas con un gravímetro digital SCINTREX CG-3, de
las cuales 73 cuentan con datos de elevación para su procesamiento.
Las mediciones gravimétricas fueron llevadas a cabo dentro del casco urbano de la
ciudad de Armenia, a lo largo de 5 perfiles con longitudes entre 1200 y 2000 mts intervalo
promedio entre estaciones de 116 metros y alturas que van desde los 1410 hasta los
1624 metros sobre el nivel del mar, 4 de los perfiles sobre la falla de Armenia orientados
en dirección aproximadamente perpendicular a la misma y otro en una localidad de interés
al nororiente de la ciudad.
Adicionalmente a la medición de los datos gravimétricos se tomaron datos del relieve
hasta un radio de 53 m a partir del punto de observación, con el fin de efectuar las
correcciones topográficas cercanas.
La fase de procesamiento se llevó a cabo en las siguientes etapas:
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• Reducción de las Observaciones de Campo
Los datos gravimétricos obtenidos en campo corresponden a valores relativos de la
magnitud del campo gravimétrico, amarrados entre sí mediante estaciones base dentro de
cada perfil y a una línea base conformada por estaciones de cada uno de los perfiles
En el presente trabajo los datos fueron atados a la estación de la Red Gravimétrica
Nacional de Referenciaubicada en el aeropuerto el Edén de la ciudad de Armenia.
• Corrección por deriva
Con el objetivo de minimizar las variaciones residuales de gravedad por deriva
instrumental y mareas fueron reocupadas estaciones de control en cada línea con un
tiempo de retorno en cada estación de control no mayor a 3 horas. Posteriormente se
hizo una corrección a cada circuito según repetidas mediciones en determinadas
estaciones, repartiendo el error sistemático.
• Cálculo de la Gravedad Teórica
La gravedad teórica se obtuvo a partir de la fórmula de estandarización gravimétrica de
Potsdam de 1930, definida así: (Ecuación [3])
 GT(1930)= 978049 ( 1 + 0.0052884 sen
2 ϕ - 0.0000059 (Sen2 2ϕ )) (3)
donde ϕ representa la latitud, y GT está dado en mGal. La latitud ϕ se obtuvo a partir del
levantamiento topográfico.
• Correcciones por Elevación
Las correcciones a los valores de gravedad, debidas a las variaciones de la elevación y
distribución de masas entre el nivel de referencia y las estaciones gravimétricas son: La
corrección de aire libre y la corrección de Bouguer.
• Corrección de aire Libre (CAL)
Tiene en cuenta la disminución de la gravedad con el aumento de la elevación (h).
Ecuación [4]
 CAL= 0.3086h (4)
• Corrección de Bouguer (CB)
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Tiene en cuenta la distribución de densidades (σ) entre el nivel de referencia y el de la
estación; se realizan por medio de la ecuación [5]:
 CB= 0.041935. σ h (5)
La densidad σ utilizada en la reducción de los datos fue de 2.67 g/cm3, con base en
múltiples estudios de la densidad promedio de las rocas de la corteza continental; la
corroboración del ajuste de esta densidad a los datos procesados se realizó mediante el
método de Nettleton.
• Corrección de altura
Debido a que las correcciones calculadas por las fórmulas [4] y [5] son dependientes de la
altura, estas se unen en una sola corrección llamada Corrección de Altura (CA), la cual
está definida como indica la ecuación [6]:
 CA = CAL - CB = (0.3086 - 0.041935. σ )h (6)
• Cálculo de las Anomalías de Bouguer simple
Con las correcciones anteriormente mencionadas y la GO se calcula la anomalía de
Bouguer Simple, [7].
 ABS = GO - GT + CA (7)
• Corrección Topográfica.
Esta corrección tiene por objetivo corregir las alteraciones de los valores de gravedad,
causada por la atracción de accidentes topográficos (depresiones o elevaciones),
cercanas al punto de medición. Para obtener los valores de dicha corrección se utilizó el
método de Hammer, que permite estimar el efecto gravimétrico neto de una superficie
topográfica sobre una estación dada, con base en sus diferencias de elevación. Esta
corrección se hace a diferentes distancias del punto de la estación gravimétrica; cercana
hasta 50 m, media hasta 2615 m. y lejana hasta 200 km.
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• Anomalía de Bouguer Total.
La anomalía de Bouguer total, representa la distribución real de las masas presentes en el
área de estudio. Este valor se calcula una vez se conozcan los valores de Anomalía
Simple de Bouguer (ABS) y de Corrección topográfica (CT), mediante la siguiente formula:
 ABT = ABS + CT ( 8)
• Obtención de Anomalías Residuales.
Para este efecto fueron evaluados matemáticamente los perfiles de Anomalía Total de
Bouguer (ABT). Cada uno de estos perfiles fue considerado como una sumatoria de
funciones armónicas de frecuencias independientes, que pueden ser separables a su vez
mediante algoritmos basados en la Transformada de Fourier. Siendo f(x) la función
original (o Anomalía de Bouguer Total), sus términos armónicos pueden expresarse así:
 ( ) ( )f x a a ix b ixi ii
n≈ + +
=∑0 12 cos sen (9)
en donde los valores de los coeficientes a0, ai y bi están dados por:
 ( )a f x dx0 2= −∫
π
π
π
( )a f x ix dxi =
−
∫π
π
π
2
cos( ) ( )b f x ix dxi =
−
∫π
π
π
2
sen( ) (10)
Una vez determinados los coeficientes mediante la aplicación de un algoritmo estándar,
fue posible conocer los términos armónicos de menor frecuencia del espectro, que se
asocian geofísicamente a la Anomalía Gravimétrica Regional (AREG), causada por cuerpos
profundos de alta densidad y gran extensión areal. La Anomalía Residual (ARES) resulta de
restar aritméticamente punto a punto las dos funciones, así:
 ARES = ABT - AREG (11)
Por lo anterior es evidente que la anomalía residual es generada por el efecto
gravimétrico de los cuerpos más cercanos a la superficie. Una vez conocidos los valores
de anomalía regional y residual para todos los perfiles de Anomalía Bouguer Total, se
generaron los perfiles de anomalía residual.
3.6.2. Interpretación de los resultados
Como resultado de los pasos anteriores se han obtenido anomalías gravimétricas en cada
uno de las líneas gravimétricas.
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• Perfil A - A’
Se extiende sobre la línea gravimétrica ubicada más al sur tiene una longitud de 1335
metros, alturas entre los 1410 y 1478 metros sobre el nivel del mar, anomalía de Bouguer
en el rango de -68.38 a -66.39 mGal y valores de anomalía residual entre -0.51 y 0.59
mGal.
• Perfil B - B’
Se extiende sobre la línea gravimétrica ubicada al norte de la anterior tiene una longitud
de 1570 metros, alturas entre los 1454 y 1483 metros sobre el nivel del mar, anomalía de
Bouguer en el rango de -72.33 a -64.77 mGal mgls y valores de anomalía residual entre -
1.05 y 1.78 mGal.
• Perfil C - C’
Se extiende sobre la línea gravimétrica ubicada al norte de la anterior tiene una longitud
de 2020 metros, alturas entre los 1471 y 1498 metros sobre el nivel del mar, anomalía de
Bouguer en el rango de -72.97 a -67.23 mGal y valores de anomalía residual entre -1.16
y 1.86 mGal.
• Perfil D - D’
Se extiende sobre la línea gravimétrica ubicada al norte de la anterior tiene una longitud
de 1720 metros, alturas entre los 1450 y 1498 metros sobre el nivel del mar, anomalía de
Bouguer en el rango de -77.04 a -67.87 mGal y valores de anomalía residual entre -1.5 y
3.29 mGal.
• Perfil E - E’
Se extiende sobre la línea gravimétrica ubicada más al norte de la anterior tiene una
longitud de 1216 metros, alturas entre los 1577 y 1624 metros sobre el nivel del mar,
anomalía de Bouguer en el rango de -80.29 a -77.67 mGal y valores de anomalía
residual entre -0.68 y 0.79 mGal.
Todos los perfiles presentan anomalías residuales que indican la proximidad
relativamente mayor o menor de rocas de mayor densidad en profundidad y a su vez
variaciones en el espesor de una cubierta de menor densidad. Con base en éstas
anomalías fueron calculados modelos gravimétricos, los cuales se pueden apreciar en el
Mapa 3.8.
Los perfiles B - B’, C - C’ y D - D’ atraviesan la falla de Armenia y presentan rangos de
gravedad mayores debido a la anomalía provocadapor el contraste lateral de densidad en
inmediaciones de la falla. Los valores más altos de gravedad se presentan en la parte
occidental de estas líneas gravimétricas sobre el bloque levantado de la falla, lo cual
indica que en esta parte rocas de mayor densidad se encuentran más cerca a la
superficie. Este basamento se encuentra bajo una cubierta de menor densidad, cuya base
alcanza mayores profundidades en el bloque hundido de la falla.
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El salto de falla tal como se aprecia en el basamento es el rasgo más prominente que
responde a la anomalía gravimétrica y se observa en los 3 perfiles que atraviesan la falla
con aumento hacia el norte. Menores anomalías gravimétricas se presentan aisladamente
en cada uno de los cinco perfiles y corresponden a variaciones menores y más suaves en
la profundidad del basamento, o bien del espesor de la cubierta de menor densidad.
Es evidente que la formación Armenia, aflorante en el área, está incluida dentro de la
cubierta de menor densidad que han arrojado los modelos gravimétricos, aunque esta
cubierta en los modelos puede corresponder no en su totalidad a dicha formación. No se
descarta que rocas sedimentarias del Cretáceo ( formación Quebradagrande ) hagan
parte del cuerpo de menor densidad. El basamento o cuerpo de mayor densidad en los
modelos está conformado por rocas metamórficas.
3.7. Síntesis de los resultados
Dentro del subsuelo del área urbana de Armenia se identificaron 4 cuerpos geológicos por
medio de mediciones geofísicas, dispuestos en forma secuencial en los primeros 200 m
de profundidad y afectados por las Fallas de Armenia y El Danubio. Por esto se
encuentran levemente plegados formando un paleoalto estructural en el centro de la
ciudad de Armenia. Los tres primeros son materiales que pertenecen al Cuaternario y
finales del Terciario y constituyen el Glacis del Quindío; el cuarto, situado a mayor
profundidad se originó antes del Terciario y corresponde a una serie de rocas
metamórficas del Grupo Arquía.
• En primer lugar, se encuentra un cuerpo con valores de 150 a 900 ohm-m de
resistividad, correspondiente a una serie de estratos de ceniza con un espesor
variable desde unos 5 metros, en la parte sur de Armenia, hasta unos 20 metros en la
parte noroccidental.
• Bajo estas cenizas, se determinó la presencia de otro cuerpo con valores de 3 a 160
ohm-m, correspondiente a suelo residual y saprolito, derivados de materiales
subyacentes. La profundidad de su base se encuentra por lo general entre 20 metros
en la parte sur de Armenia y 35 metros en la parte noroccidental.
• Seguidamente, se encuentra otro cuerpo con valores entre 300 y 6000 0hm-m que
corresponde a una combinación de los lahares y piroclastos algo compactos. Su
espesor varía de unos 50 a 90 metros, por lo que el contacto con las rocas
preTerciarias está entre los 70 y 130 metros de profundidad, aproximadamente.
• Finalmente, se encuentra un cuerpo con valores de 20 a 60 ohm-m hasta los 200
metros de profundidad, correspondiente a un conjunto de rocas metamórficas
fracturadas, las cuales al estar cerca a la zona de las Fallas de Armenia y El Danubio
presentan valores de 5 a 20 ohm-m, indicando así un cizallamiento y milonitización.
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Las discontinuidades tanto geoeléctricas como gravimétricas, se pueden correlacionar con
las zonas de falla. Así mismo, la elevación de la radiactividad en el sector de la traza de la
Falla de Armenia confirma la existencia de ésta.
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