l Canal de Panamá esuna de las vías marítimasmás importantes delmundo, por el cual seestima transita el 5% delcomercio mundial total.

Desde su inauguración en el año 1914,el canal ha permitido el cruce de unocéano a otro para buques cuyos tama-ños varían desde pequeños buques deesparcimiento hasta los grandes bu-ques cargueros Panamax de 965 piesde eslora. No obstante, el canal no tienecapacidad para un creciente número debuques y por ello se requieren esclusasmás extensas y anchas. Por este moti-vo, la Autoridad del Canal de Panamá(ACP) propuso el proyecto de un tercerjuego de esclusas para nuevas instala-ciones y perfeccionar el canal para per-mitir la navegación de buques post-Panamax. Se trata de un esfuerzo geo-técnico monumental que se estima re-querirá ocho años de construcción, conun costo de US$ 5,25 miles de millones.El 22 de octubre de 2006, mediante unreferéndum a nivel nacional, los pana-meños aprobaron el proyecto con unaabrumadora mayoría.

El Canal de Panamá corre através de un complejo asentamientogeológico con numerosas fallas y unagran variedad de litologías. La geolo-gía afectará numerosos aspectos dela ampliación del canal que incluirá11km de nuevas excavaciones a tra-vés de tierra y rocas, dragado del ca-nal existente y nuevas estructuras deingeniería. Como parte de la caracteri-zación de la subsuperficie para el pro-yecto, la empresa Technos Inc, encombinación con la ACP, realizó unainvestigación geofísica que incluyómás de 81km de datos de reflexiónsísmica de las rocas subyacentespara determinar la estratigrafía e iden-tificar las fallas. Además de los datosmarinos, en tierra se obtuvieron datosrelativos a más de 15 km de refracciónsísmica y otros obtenidos me-diante elanálisis por múltiples canales deondas en superficie (MASW = Multi-channel Analysis of Surface Waves).Los resultados de la investigacióngeológica se integraron a los datosgeológicos existentes para lograr unamejor caracterización de las propieda-des de la estratigrafía, estructura e

VARIOS

AMPLIACION

DEL CANAL DE PANAMA

Por Ron Kaufmann

E

El Canal de Panamá tiene una longitud de 77 km y conecta los OcéanosAtlántico y Pacífico. Actualmente por él transita una cantidad de buques supe-rior a la prevista por sus constructores, y la proporción de buques de gran portecrece en forma constante. Se ha lanzado un proyecto para instalar nuevas esclu-sas, y extender el canal de modo de incrementar su capacidad y permitir la nave-gación de buques de mayor porte para lo cual se realizó un estudio geofísico.

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ingeniería de los materiales debajode la superficie. Los datos geofísi-cos también se están utilizando co-mo respaldo del análisis de los peli-gros sísmicos. La empresa EarthConsultants International está reali-zando la configuración de las fallasactivas.

El Proyecto del Tercer Juego de

Esclusas

El Canal de Panamá mide 77km y se extiende de sur a este desdeel Océano Atlántico hasta el Pacífico,a través de un sistema de esclusas.Con éstas, los buques se elevan hastaaproximadamente los 26 m por enci-ma del nivel del mar.

El proyecto en cuestión agre-gará nuevas esclusas sobre las márge-nes del Atlántico y del Pacífico del canalcon el propósito de que puedan nave-gar buques de mayor porte. Estas re-querirán nuevos canales de navegaciónque se incorporarán al canal existente.Se utilizarán depósitos de reciclado deagua con el propósito de minimizar lapérdida de agua fresca a través de losciclos de las esclusas. Asimismo, se in-crementará la profundidad navegabledel canal para permitir la navegación debuques mayor calado.

Asentamiento geológico

Panamá se encuentra ubica-da en un joven y complejo asenta-

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Mapa del Canal de Panamá dónde se observan las áreas de estudio.

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miento geológico rodeada de cuatroplacas limitantes. El Istmo de Panamáes parte de un arco volcánico que co-menzó a desarrollarse en el períodocretáceo. Las deformaciones y las fa-llas moldearon las formas terrestreshasta el momento actual. El lecho roco-so incluye rocas volcánicas, intrusivasy extrusivas, piroclásticas y sedimenta-rias. La región norte del canal estácompuesta por secuencias sedimenta-rias del Mioceno hasta el Holoceno,depositadas en rocas volcánicas ero-sionadas, previas al período terciario.La región sur está compuesta por rocassedimentarias y volcánicas de la eradel Mioceno, cubiertas por residuos orellenos provenientes de las recientesexcavaciones del canal. Numerosasfallas y zonas de deslizamientos divi-den una gran parte del canal, a pesar

de que la actividad sísmica activa essorprendentemente baja.

Como parte del proyecto, másde 11km de nuevos canales para na-vegación correrán a través de la rocay la tierra. Una porción de los nuevoscanales atravesará colinas relativa-mente empinadas con núcleos de ba-salto resistente y recubiertas con arci-lla. La variedad geológica es un ele-mento interesante para los geólogospero un dolor de cabeza para los inge-nieros geotécnicos que tendrán quediseñar las estructuras para atravesardichas formaciones.

Estudios geofísicos

En los años 2006 y 2007 laempresa Technos llevó a cabo una

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Ejemplo de datos con reflejos sísmicos de múltiples canales donde se observan las posibles fallas y un pliegue sinclinal en el LagoGatun.

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investigación geofísica a lo largo delas porciones críticas de la ampliacióndel canal. Se obtuvieron datos sísmi-cos tanto de mar como de tierra. Eneste artículo nos referiremos a la por-ción marina del proyecto, que incluyedatos de reflejos sísmicos, adquiridosen los Lagos Gatún y Miraflores.

El reflejo sísmico marino (per-fil sub-lecho) es un método que utilizala energía acústica para atravesar ellecho del mar y obtener datos del es-trato geológico. Los reflejos puedentener lugar en las interfases estratigrá-ficas (cambios en la porosidad y/o lalitología), así como también en lascaracterísticas estructurales tales co-mo fallas y fracturas. Las señales re-flejadas producen una imagen de sec-ción transversal contínua de las condi-ciones debajo de la superficie.

Diseño del estudio

El estudio marino se llevó acabo en dos fases: una de reconoci-

miento para la cual se utilizó un siste-ma de dispositivo de un solo canal yotra mediante el uso de un sistema deaerógrafo de múltiples canales. En laprimera de las fases, los datos del dis-positivo se obtuvieron a lo largo deamplias líneas de investigación paraidentificar posibles fallas y característi-cas anómalas en los Lagos Gatún yMiraflores. Estas características fue-ron luego controladas mediante unsistema de aerógrafo de múltiples ca-nales que funcionaba a lo largo delíneas paralelas muy cercanas entre sípara caracterizar su impacto y conti-nuidad espacial. Los datos batimétri-cos de frecuencia dual se obtuvieronsimultáneamente mediante los datosdel sub-fondo para determinar las con-diciones del lecho del mar, de granvariabilidad, y cuyas profundidadesvariaban entre los 2 y los 33 metros.

Equipamiento

La ACP suministró un moder-no buque de investigación, equipado

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Ejemplo de los datos de los reflejos sísmicos dónde se observan los estratos con fallas y una fosa tectónica en el Lago Miraflores.

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con un sistema de navegación GPS

diferencial y con una experimentada tri-pulación. Como fuente de reconocimi-ento sísmico se utilizó un sistema dedispositivo AA-300 de Applied Accous-tics, con un nivel de energía de 200/350Joules. Para recibir las señales acústi-cas se utilizó un hidrófono de un solocanal y 8 elementos que remolcaba elbuque de investigación. La cadencia delimpulso se fijó en 0,5 segundos, produ-ciendo un muestreo a intervalos deaproximadamente 0,4 metros.

Se escogió un sistema multi-canal con una fuente de aerógrafo pa-ra suministrar datos a mayor profundi-dad sobre fallas y anomalías identifi-cadas en la fase de reconocimiento.Se utilizó un aerógrafo de Bolt Tech-nology con cámaras presurizadas de 1y 5 pulgadas cúbicas que se lanzó ca-da 3 segundos, produciendo un mues-treo a intervalos de aproximadamente2,5 metros. Asimismo se utilizó un hi-drófono de 24 canales con un espacia-do de 3 metros para suministrar unarelación señal-ruido más alta en com-paración con un sistema de un solocanal. Los datos se almacenaron digi-talmente en un sismógrafo Geome-trics StrataVisor NZ.

Los datos sísmicos fueronluego procesados utilizando una seriede etapas para transformar los datos delos registros sin procesar y convertirlosen secciones transversales interpreta-das. Los datos de los múltiples canalesse procesaron utilizando un medio puntocomún (CMP = Common Mid-Point).

Calidad de los datos

La calidad de los datos sísmi-cos variaron considerablemente a lo

largo del área de investigación. A pro-fundidades de aproximadamente 100metros se logró una calidad excelentecon el sistema Booner (altoparlantes)y a más de 250 metros con el sistemadel aerógrafo en la mayoría de lasáreas investigadas. Los datos sumi-nistran imágenes de alta resolución delas características próximas al lechodel mar incluyendo canales, posiblesfallas y otras estructuras geológicas.Los datos de múltiples canales adqui-ridos a lo largo de las líneas paralelasde investigación muestran de qué ma-nera estas características se expan-den en el espacio y en profundidad.

En algunas porciones del áreainvestigada, las condiciones del lechodel mar degradaron la calidad de losdatos. En la zona del canal principal,el fondo rocoso produjo reflejos múlti-ples de gran amplitud que enmascara-ron los datos correspondientes a laszonas de mayor profundidad. En lasáreas de poca profundidad (menos de3 metros) los datos sobre repiquesrepresentaron un problema. Las herra-mientas post-procesamiento tales co-mo desconvolución para predecir, ayu-daron a atenuar los múltiples proble-mas y a solucionar algunos de losefectos del repique.

Resultados

Se revisaron los datos proce-sados de reflejo sísmico para determi-nar las tendencias estratigráficas y loscambios laterales indicativos de lascaracterísticas estructurales, tales co-mo fallas y rocas intrusivas. En loscasos en que fuera posible, se utiliza-ron datos de perforación para delimitarlas interpretaciones. Las fosas tectóni-cas interpretadas en los datos sugie-

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ren que en el pasado, las fallas norma-les han afectado seriamente la región.Las fallas se interpretaron a partir delos estratos identificados en los datosque parecían correlacionarse con lastendencias estructurales regionalesidentificadas en un estudio constantesobre la cartografía de las fallas. Mu-chas de las fallas inferidas se puedenrastrear hasta 5 metros de los sedimen-tos del fondo, suministrando así infor-mación sobre la reciente actividad sís-mica. Las regiones anómalas se inves-tigarán en futuros estudios que se utili-

zarán en las evaluaciones regionalesde las fallas en toda el área del proyec-to. Se espera que el Proyecto del Ter-cer Juego de Esclusas se complete yse abra al tránsito en el año 2015. Enseptiembre de 2007 comenzaron losprimeros trabajos en tierra que com-prendieron la excavación de una am-plia zanja para conectar la EnsenadaCulebra con la Costa del Pacífico.

De "HYDRO INTERNATIONAL",DEC/2008

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