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Revista del Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría, La Habana, Cuba

Vol. III, No. 3, 2012septiembre-diciembre

DIRECTOR Y EDITOR TÉCNICODr. Gonzalo González ReyVicerrectoría de Investigación y PosgradoInstituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría, Cujaee-mail:[email protected]

MIEMBROS DEL COMITÉ EDITORIALDr. Ángel Regueiro GómezFacultad de Ingeniería EléctricaInstituto Superior Politécnico José Antonio EcheverríaLa Habana. Cubae-mail: [email protected]

Dr. Jorge Laureano Moya RodríguezFacultad de Ingeniería MecánicaUniversidad Central Marta Abreu de Las VillasVilla Clara. Cubae-mail: [email protected]

Dr. Tomás Cañas LouzauCentro de Referencia de Enseñanza AvanzadaInstituto Superior Politécnico José Antonio EcheverríaLa Habana. Cubae-mail: [email protected]

Ing. Odiel Estrada MolinaDepartamento de GeoinformáticaUniversidad de las Ciencias InformáticasLa Habana. Cubae-mail: [email protected]

Dr. José Antonio Vilan VilanEscuela Técnica Superior de Ingenieros IndustrialesUniversidad de VigoVigo. España.e-mail: [email protected]

Ing. Raúl Gutiérrez PeruchoEscuela de IngenieríaInstituto Tecnológico de Estudios Superiores de MonterreyAguascalientes. Méxicoe-mail: [email protected]

REVISORES INVITADOSDr. Carlos Alberto Sacasas León.Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría. CubaMSc. María Eugenia García Domínguez.Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría. CubaProf. Pablo Frechilla Fernández.Universidad de Salamanca. EspañaDr. Emilio Escartín Sauleda.Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría. CubaIng. Mericy Lastra Cunill.Centro de Investigaciones del Petróleo. Cuba

La correspondencia puede dirigirse a:Revista Cubana de IngenieríaCalle 114, No. 11901, e/ Ciclovía y Rotonda, Apartado 6028,Cujae, C.P.: 11901, Marianao, La Habana, Cuba.e-mail:[email protected]

REVISTA CUBANADE INGENIERÍAREVISTA CUBANADE INGENIERÍA

Dr. Willy Roberto Rodríguez Miranda.Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría. CubaDr. José Gemen Luis Prol Betancourt.Centro de Investigaciones del Petróleo. Cuba

EDITOR EJECUTIVOYusnier Ferrer GranadoJefe de Departamento de Comunicacióne-mail:[email protected]

EDITORALic. Mayra Arada Oteroe-mail:[email protected]

DISEÑO DE CUBIERTAKenia María Lourido Marine-mail:[email protected]

DISEÑO INTERIORYaneris Guerra Turróe-mail:[email protected]

COMPOSICIÓN COMPUTARIZADA Y REALIZACIÓNMaritza Rodríguez Rodrígueze-mail:[email protected]

REVISOR DE TEXTOS EN INGLÉSIlhaam Ali Sugrim

Nuestra Revista pueder ser visitada a través del sitio web:http://rci.cujae.edu.cu

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PROPÓSITOS Y ALCANCE

VISIÓNLa Revista Cubana de Ingeniería se propone contribuir a la comunicación entre los

profesionales de la ingeniería y se concibe como un foro en el que se presentan artículoscientífico-técnicos en las variadas áreas de la ingeniería, con un destaque de resultadosnovedosos y aportes de relevancia para la profesión. De esta manera, la revista se proponecontribuir a la actualización de profesionales, investigadores, profesores y estudiantes deingeniería, a la discusión científica nacional e internacional y, por consiguiente, al desarrollotecnológico y científico de Cuba en el área de la ingeniería.

PÚBLICOLa Revista Cubana de Ingeniería se dirige especialmente a la comunidad académica y científica,

nacional e internacional, centrada en el tema de la ingeniería. Ingenieros, investigadores,profesores o gerentes que trabajen en alguna de las ramas de la ingeniería o en cualquierciencia o tecnología afín constituyen el universo de lectores y contribuyentes de la revista.

TEMÁTICA Y ALCANCE DE LA REVISTAUna lista, que no pretende ser completa, de los temas de interés para la revista incluye contenidosen la solución de problemas, aplicaciones y desarrollo de la ingeniería civil, eléctrica, electrónica,hidráulica, industrial, informática, química, mecánica, mecatrónica y metalúrgica, además decontenidos asociados con la ingeniería de materiales, bioingeniería, transporte, geofísica,reingeniería y mantenimiento. También se consideran apropiados, artículos orientados a laformación de las nuevas generaciones de ingenieros, incluidos los programas de estudio, lastecnologías educativas, la informática aplicada, la gerencia universitaria y las relaciones universidad-industria.

Puesto que la práctica de la ingeniería obliga cada vez más a la interacción de sus diversasdisciplinas, esta revista le asigna la primera prioridad de publicación a los artículos donde sepreste atención a la integración multidisciplinaria, a los desarrollos interdisciplinarios y a lasaplicaciones prácticas.

A fin de asegurar una alta calidad del contenido, todos los trabajos publicados serán arbitrados.

Vol. III, No. 3, 2012Tres números al año

SUMARIO/CONTENTS

DISEÑO DE ASIGNATURA EN LA MODALIDADSEMIPRESENCIAL PARA CARRERAS UNIVERSITARIAS /DESIGN OF A COURCE IN BLENDED LEARNING FORUNIVERSITY CAREERS

ENSEÑANZA DE LA INGENIERÍA

5

REVISTA CUBANADE INGENIERÍAREVISTA CUBANADE INGENIERÍA

EDITORIAL 4

INGENIERÍA MECÁNICA

GAS NO CONVENCIONAL, ESTADO Y PERSPECTIVAS PARASU EXPLORACIÓN EN CUBA / UNCONVENTIONAL GAS,STATUS AND PERSPECTIVES FOT ITS EXPLORATION INCUBA

Orelvis Delgado López Osvaldo López Corzo

Rafael Tenreyro Pérez Juan Guillermo López Rivera

ARGUMENTOS GEOFÍSICOS ACERCA DEL MARGENCONTINENTAL EN LA CUENCA CENTRAL DE CUBA /GEOPHYSICAL EVIDENCE ABOUT OF CONTINENTALMARGIN CENTRAL IN THE BASIN OF CUBA

María Caridad Rifá Hernández José Luis Gemen Prol Betancourt

Damián Febles Elejalde Manuel Fundora Granda

PROPUESTA DE ACTIVIDADES DE PRUEBAS PARA INGENIAS /APPROACH TESTING ACTIVITIES FOR INGENIAS

Yahima Hadfeg Fernández Mailyn Moreno Espino Martha Dunia Delgado Dapena

MINERÍA DE USO WEB APLICADA A REGISTROS DENEVEGACIÓN POR INTERNET / WEB USAGE MININGAPPLIED TO RECORDS OF NAVIGATION BY INTERNET

Darian Horacio Grass BoadaAlejandro Rosete SuárezJesús Eladio Sánchez GarcíaValia Guerra Ones

INGENIERÍA GEOFÍSICA

ESTIMACIÓN ANALÍTICA DEL EFECTO DE LA DESALINEACIÓNANGULAR EN LA DURACIÓN DE RODAMIENTOS DE BOLAS /ANALYTICAL ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF ANGULARMISALIGNMENT ON BALL BEARINGS LIFE

Luis Miguel Corzo RodríguezGonzalo González Rey

21

41

OBTENCIÓN DE LA ANISOTROPÍA EN EL PROCESAMIENTO DE DATOS SÍSMICOS / GETTING ANISOTROPY IN THE SEISMIC DATA PROCESSING

Edenia de la Caridad Camejo Cordero

29

INGENIERÍA INFORMÁTICA

ATRIBUTOS SÍSMICOS GEOMÉTRICOS EN EL YACIMIENTODE PETRÓLEO BOCA DE JARUCO / GEOMETRIC SEISMIC

ATTRIBUTES OF BOCA DE JARUCO OIL FIELD

Yamicela Tamayo López Carlos Veiga Bravo Alberto Helio Domínguez Gómez

Gilda Vega Cruz Esther Anzola Hazday

13

47

57

65

EDITORIAL .....................................................................................................

El Sistema de Educación Superior en Cuba establece en sus bases fundacionales las condicionespara que las universidades y los centros de investigación asociados desarrollen las labores deinvestigación y docencia conjunta con una activa participación de profesores, investigadores yestudiantes. En correspondencia, las actividades de docencia e investigación en los centroseducacionales cubanos son generalmente basadas en un modelo académico con una fuerteinteracción entre la docencia y la investigación. De esta forma el profesor que investiga es capaz ensus cursos de dictar líneas de trabajo y estudio orientadas a la generación de nuevos conocimientos,así como el investigador que imparte docencia puede desarrollar cursos enriquecidos por sus propiasvivencias y resultados. Este hecho se hace evidente en los actuales programas de maestrías yespecialidades en temas de ingeniería que han tenido una concepción general sustentada en unapedagogía de excelencia, en las competencias de la actividad profesional y en el desarrollo deinvestigaciones con respuesta a los complejos problemas tecnológicos y sociales asociados conla organización de la producción y la aplicación de la ingeniería.

Para reafirmar lo dicho anteriormente, la actual edición de Revista Cubana de Ingeniería presentaun conjunto de artículos con resultados destacados de profesionales del Centro de Investigacionesdel Petróleo en La Habana, que sirvieron como argumentos en trabajos de defensas para titulacionesen la Maestría de Geofísica Aplicada que desarrolla la Facultad de Ingeniería Civil del InstitutoSuperior Politécnico José Antonio Echeverría. Algunos de estos trabajos de avanzada son en temastan versátiles e interesantes como la demostración geofísica de la presencia de sedimentos favorablespara el establecimiento de yacimientos petrolíferos en el centro de Cuba, la determinación deatributos sísmicos geométricos mediante el procesamiento de datos sísmicos en 3D en el yacimientode Boca de Jaruco y la definición de los de gases no convencionales (GNC) que posiblemente seencuentren en Cuba con premisas de áreas perspectivas para su exploración.

En este número, también son presentados otros artículos derivados de soluciones a problemas dela ingeniería actual y su enseñanza, como la evaluación de la influencia de la desalineación y laconjugación geométrica en la vida útil de rodamientos de bolas, las actividades de pruebas paraingenias, minería de uso Web y el diseño de asignaturas semipresenciales para carreras de ingeniería.

Finalmente, queremos concluir con un reconocimiento a los autores, revisores y colaboradores deRevista Cubana de Ingeniería, quienes han hecho posible que nuestra publicación alcance sutercer año, deseándoles a todos éxitos en este último cuatrimestre del año y un feliz 2013 pleno deéxitos profesionales y prosperidad personal.

Dr. Gonzalo González Rey

Director y Editor Científico

Recibido: 8 de junio del 2012 Aprobado: 18 de agosto del 2012

Vol. III, No. 3, septiembre - diciembre, 2012, pp. 5 - 11

Diseño de asignatura en la modalidadsemipresencial para carrerasuniversitarias

ENSEÑANZA DE LA INGENIERÍA

ResumenEn el presente trabajo se exponen las ideas básicas obtenidas de la propia experiencia en el diseñode asignaturas para la modalidad semipresencial, así como del estudio de la literatura de los últimosaños relacionada con el tema, lo cual ha permitido definir regularidades en cuanto a los materialesdidácticos y documentos rectores que se necesitan para llevar a cabo con eficacia el proceso deenseñanza-aprendizaje, compilados en el llamado expediente de la asignatura. De igual forma, sepresenta una propuesta de organización de la asignatura a través de actividades presenciales y nopresenciales y una aproximación metodológica para la realización de los encuentros presenciales enesta modalidad de estudio.

Palabras clave: semipresencial, expediente, materiales didácticos, encuentros

Gilda Vega Cruz Artículo OriginalCorreo electrónico:[email protected]

Esther Ansola HazdayCorreo electrónico:[email protected] Superior Politécnico José Antonio Echeverría, La Habana, Cuba

Revista Cubana de Ingeniería . Vol. III, No. 3, septiembre - diciembre, 2012, pp. 5 - 11, ISSN 2223 -1781

INTRODUCCIÓNLos modelos de enseñanza actuales en el entorno

universitario se caracterizan por su flexibilidad y por el modoactivo en que el estudiante asume su propio proceso deformación. Así, en el aprendizaje se requiere un menor nivelde presencia, de manera que el proceso de enseñanza-aprendizaje se desarrolle de forma semipresencial; el mismoconsta de dos fases: fase no presencial y fase presencial.Desde hace casi una década, el modelo pedagógico para laenseñanza semipresencial se ha ido transformandoadaptándose a nuevas condiciones pero manteniendo la ideaoriginal donde los estudiantes deben apropiarse de losconocimientos a través del autoaprendizaje, asumiendoactivamente su propio proceso de formación. La calidad deeste proceso de formación de los jóvenes en esta nuevauniversidad depende de la calidad del diseño de todo elproceso.

En el presente trabajo se exponen las ideas básicas quela propia experiencia en el diseño de las asignaturas para

esta modalidad de estudio ha permitido encontrar comoregularidades, siendo el .objetivo del mismo: Caracterizar elsistema de materiales didácticos que conforman elexpediente de una asignatura en la modalidad semipresencial,de manera que permitan la realización de las dos fases detrabajo en perfecta armonía para la consecución de losobjetivos propuestos.

CONCEPCIÓN DEL EXPEDIENTEDE UNA ASIGNATURA EN LA MODALIDADSEMIPRESENCIAL

En la concepción del expediente de una asignatura en lamodalidad semipresencial, se hace necesario concebirlateniendo como antecedentes las características establecidasen la propia modalidad que hoy se está construyendoparalelamente a su propia aplicación; además, teniendo encuenta la preparación inicial que reciben los estudiantes enel comienzo de sus estudios de ingeniería en la asignaturaAprender a Aprender.

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Diseño de asignatura en la modalidad semipresencial para carreras universitarias

6 Revista Cubana de Ingeniería . Vol. III, No. 3, septiembre - diciembre, 2012, pp. 5 - 11, ISSN 2223 -1781

Importancia de la asignatura Aprender a Aprender enel diseño de la asignatura

La asignatura Aprender a Aprender, introducida en elcurriculum de las carreras de ingeniería de la modalidadsemipresencial, tiene como objetivo general: Desarrollarhabilidades en el uso de las estrategias de aprendizaje demanera que puedan ser usadas en el resto de las asignaturas.

El uso de estrategias de aprendizaje permitirá desarrollarprocedimientos que se adquieren en la actividad y en lacomunicación con los demás recursos de autoorientación,control y valoración en el aprendizaje. Además, se realizanacciones específicas para hacer el aprendizaje más fácil,rápido, agradable y transferible a nuevas situaciones. [1]

Las exigencias que plantea la actividad de aprendizajesegún los referidos autores, son fundamentalmente,organizar adecuadamente el tiempo y ser capaz de procesargran cantidad de información

El aprendizaje requiere de la utilización de métodos yhábitos de estudio adecuados; así como conocer susparticularidades individuales y asumir una postura activa.Siguiendo estas ideas se hace necesario partir de lascaracterísticas establecidas para esta modalidad de estudio.

Características de la modalidad semipresencialen la Educación Superior cubana

La idea de la semipresencialidad surge asociada a estasdos posiciones, combinando los encuentros presencialescon aquellos que se realizan a través de los medios, y dondela independencia cognoscitiva y la autopreparación delestudiante, adquieren una especial relevancia.

De tal modo, la concepción de semipresencial que sepresenta supone la articulación de ayudas pedagógicas deambos tipos, tanto presenciales como mediadas por losrecursos tecnológicos, en una estrategia educativa integradaque puede adecuarse a las posibilidades reales de lapoblación destinataria de la formación, lo que propicia unenfoque más individualizado de esa relación, a partir de lasnecesidades educativas individuales de cada estudiante.

Según Horruitiner :[2] "En la Educación Superior cubana,la semipresencialidad es la modalidad pedagógica queposibilita el amplio acceso y la continuidad de estudios detodos los ciudadanos, a través de un proceso de formaciónintegral, enfatizando más en los aspectos que el estudiantedebe asumir por sí mismo; flexible y estructurado; en el quese combina el empleo intensivo de los medios de enseñanzacon las ayudas pedagógicas que brindan los profesores;adaptable en intensidad a los requerimientos de estos y alos recursos tecnológicos disponibles para llevarla a cabo".

Este proceso de formación debe concretarse en el dominiode los modos de actuación de la profesión que le permitan alfuturo profesional, aplicar en su actividad laboral, conindependencia, creatividad y ética revolucionaria, loscontenidos asimilados durante la carrera, y ponerlosplenamente al servicio de la sociedad.

El desarrollo de la independencia cognoscitiva delestudiante, se manifiesta en su capacidad de representarsela tarea cognoscitiva; en el establecimiento de un plan quepermita su solución; en la selección de los métodos y labúsqueda creadora de la solución y en la forma en que verificala validez de los resultados obtenidos.

La independencia cognoscitiva del estudiante se estructuraen el trabajo independiente, concebido este como sistemade organización de las condiciones pedagógicas, quegarantiza la dirección del aprendizaje de los alumnos,individualmente o en colectivo, tanto por tareas asignadascomo por deseo propio, sin la participación ni ayuda directadel profesor.

El trabajo independiente debe desarrollar en el estudiantela capacidad de aprender; la tarea de la universidad noconsiste en dar una gran cantidad de conocimientos sinoenseñar al alumno a pensar, a orientarse indepen-dientemente.

El estudiante debe desempeñar un papel más protagónico,debe aprender básicamente mediante el autoestudio y larealización de forma independiente de las actividades,apoyado por los medios de enseñanza y por las ayudaspedagógicas que le brindan sus profesores.

En estas condiciones cobran una importancia especial lasorientaciones que los estudiantes y profesores reciben de laSede Central para la enseñanza y el aprendizaje de lasasignaturas.

El sistema de materiales didácticos y de recursostecnológicos destinados a posibilitar la autopreparación delos estudiantes y de los profesores, deviene en parteimportante del éxito de la enseñanza semipresencial, vistono como un fin en sí mismo, sino como herramientaspedagógicas que facilitan el proceso de enseñanza-aprendizaje, ya que contribuyen a resolver los problemasque se derivan de la disminución en la presencialidad.

En el trabajo de investigación desarrollado por Vega [3]se ha precisado que las principales insuficiencias, entre otras,que se destacan en las orientaciones que se brindan, son:la falta de concreción en las tareas de aprendizaje adesarrollar por los estudiantes en las activ idades nopresenciales, orientadas a través de la guía de estudio y lafalta de concreción de las tareas que debe ejecutar el profesoren las actividades presenciales.

A partir de todo lo expuesto se hace necesario definir cuálesson los materiales imprescindibles para el desarrollo delproceso de enseñanza-aprendizaje en esta modalidad deestudios, a ese sistema se le conoce como: Expediente deuna asignatura.

Expediente de una asignatura en la modalidadsemipresencial

El expediente de una asignatura en la modalidadsemipresencial, según las autores, está constituido por unsistema de materiales que facilitan el tránsito de los

Gilda Vega Cruz - Esther Ansola Hazday

Revista Cubana de Ingeniería . Vol. III, No. 3, septiembre - diciembre, 2012, pp. 5 - 11, ISSN 2223 -1781 7

estudiantes y profesores en el proceso docente-educativo.Este sistema está compuesto por los siguientes materialesdidácticos: el libro de texto básico definido en el planbibliográfico del plan de estudios, el programa analítico de laasignatura, la secuencia de actividades - plan calendario, laguía del estudiante o de estudio, materiales para el profesor,videos docentes y el montaje de la asignatura en unaplataforma de gestión de la enseñanza.

De algunos de estos asuntos se ha escrito en diferentestrabajos; en el presente artículo se pretende puntualizar enla secuencia de actividades y en la guía del estudiante,ambos materiales permiten una mejor comprensión delencuentro presencial.

Secuencia de actividadesEs la descripción resumida de las act iv idades

(presenciales y no presenciales) que debe realizar elestudiante en el proceso de aprendizaje y en el orden enque estas deben ser ejecutadas para la consecución de losobjetivos previstos. Se debe elaborar por tema y es posiblepresentarla en forma de tabla, como se muestra, a modode ejemplo, en la tabla 1.

La presentación de la secuencia de actividades no es rígida,pero resulta requisito indispensable que en la misma sepresenten, con igual nivel de prioridad, las actividadespresenciales (AP) y las no presenciales (ANP). En algunoscasos en la tabla se muestra otra columna con brevesorientaciones para su ejecución.

Guía del estudiantePara elaborar una adecuada guía de estudio para el

estudiante, el autor de la misma, modelará y orientará elautoaprendizaje de los estudiantes a partir de la secuenciade actividades elaborada, en la cual aparecen tanto lasactividades presenciales como las no presenciales, previendoy aclarando con antelación, las posibles dudas que puedansurgir durante el estudio y teniendo en cuenta la experienciaacumulada en la impartición de la asignatura en lo referente a losprocedimientos elaborados en el departamento. [5]

Fundamentos teórico-metodológicos de las guías deestudio presentes en la propuesta

La guía del estudiante es un material didáctico en formatoimpreso, que orienta y facilita el aprendizaje de los

Tabla 1Secuencia de actividades de la asignatura Informática II para la carrera de Ingeniería Industrial en la modalidadsemipresencial [4]

Tema Semana Activ. Horas Tipo Contenidos básicos

Diseñodealgoritmos

1 1 2 AP Introducción al desarrollo de aplicaciones. Diseño dealgoritmos. Estructura secuencial. Estructura condicional

2 2 ANP Diagrama de actividades. Módulo unificado de lenguajes(UML) para la representación de algoritmos

3 2 ANP Casos de estudio para el diseño de algoritmos. Estructurasecuencial. Estructura condicional

4 1 AP Casos de estudio para el diseño de algoritmos. Estructurasecuencial. Estructura condicional

2 5 2 AP Diseño de algoritmos. Estructura repetitiva. Algoritmosbásicos

6 2 ANP Casos de estudio para la resolución de algoritmos.Estructura repetitiva

7 1 AP Casos de estudio para la resolución de algoritmos.Estructura repetitiva

3 8 1 AP Casos de estudio para la resolución de ejercicios

9 2 ANP Casos de estudio para la resolución de algoritmos

10 2 ANP Casos de estudio para la resolución de algoritmos

11 2 AP Prueba parcial



estudiantes que desarrollan sus estudios en la modalidadsemipresencial en las carreras de ingeniería, por lo que sedebe: presentar las vías para dominar el sistema deconocimientos y desarrollar habilidades de forma lógica yestructurada, a partir de las propias estrategias deaprendizaje de los estudiantes, favorecer la actividadindependiente del estudiante, proporcionándole orientacionesmetodológicas y bibliográficas, tanto en las actividadespresenciales como en las no presenciales, estimular laautonomía, motivar el estudio y mantener la atención asícomo relacionar la experiencia y los conocimientos.

ALTERNATIVA METODOLÓGICA PARALA REALIZACIÓN DE LOS ENCUENTROSPRESENCIALES

A partir de los elementos esenciales del expediente deuna asignatura para la modalidad semipresencial, como seha explicado anteriormente, las autoras del presente trabajoplantean la importancia de que el diseño del aprendizaje decualquier asignatura en la modalidad semipresencial debetranscurrir a través de las actividades presenciales y nopresenciales, precisando en ambas las tareas de aprendizajeque el estudiante debe realizar como se presenta, a modode resumen, en la figura 1.

brindar, en poco tiempo, información y método de trabajocon el más alto índice de retención y calidad".

El encuentro presencial en este contexto de launiversalización exige una reconceptualización didáctica apartir de los retos que le impone la contemporaneidad científicaa este nuevo modelo pedagógico, caracterizado por suflexibilidad curricular, y por el carácter que adquiere en ellogro de la autopreparación competente en los estudiantes.

La estructura metodológica de los encuentros presencialesfavorece la formación de hábitos de trabajo investigativo, deestudio individual sistemático, teniendo en cuenta los distintosniveles de sistematización del conocimiento, como víasfundamentales para la optimización del proceso docente-educativo.

Se propone que la estructura como proceso sistémicoentre los encuentros presenciales conste de encuentros deorientación, encuentros de ejercitación o prácticos yencuentros de generalización de contenidos.

En el criterio de las autoras, esta estructuración debediseñarse por tema, siendo en general la distribución de lamanera siguiente: un encuentro de orientación, uno o variosde ejercitación según las necesidades del tema y uno degeneralización sirviendo de cierre al tema.

Fig. 1. Esquema del proceso de enseñanza-aprendizaje en lamodalidad semipresencial.

ACTIVIDAD ACTIVIDAD

TRABAJO INDEPENDIENTE

ADQUISICIÓN DE CONOCIMIENTOS

DESARROLLO DE HABILIDADES

MODALIDAD

En el caso de las ingenierías, las actividades presencialespueden ser encuentros, laboratorios talleres y otros. En elpresente trabajo se dedicará la atención a la estructurametodológica del encuentro.

A partir de estos preceptos se ha asumido para laorientación de los encuentros la propuesta de Suárez, [6]cuando aborda una alternativa metodológica para laorientación de los encuentros presenciales en estamodalidad.

Suarez [6] plantea que: "Se hace necesario, entonces,ofrecer alternativas para la estructura metodológica de losencuentros presenciales, de forma tal, que contribuyan a

Fig. 2. Esquema de las actividades presenciales.

ACTIVIDADES PRESENCIALES

ENCUENTROS LABORATORIOS OTRAS

ORIENTACIÓN EJERCITACIÓN

GENERALIZACIÓN

Encuentro de orientaciónEste encuentro debe considerarse una metodología

mediante la cual el profesor revela a los estudiantes el métodode trabajo, así como las operaciones necesarias para lograrla actividad creadora de estos. En este encuentro se destacala necesidad de revelar los elementos esenciales delconocimiento: nociones, conceptos, categorías, teorías,leyes, que forman parte del contenido del tema y quegarantizarán la estructura base del aprendizaje.

En este encuentro el profesor deberá, entre otras tareas:1. Explicar y ejemplificar los nuevos conceptos y/o

contenidos esenciales, fenómenos y leyes fundamentales;utilizando para ello medios de enseñanza que sinteticen eilustren la información.

2. Explicar los métodos de trabajo propios de cada cienciay contenido orientado, y que regirán el desarrollo de losencuentros intermedios.



3. Evaluar, preguntar, dirigir y plantear las nuevas tareasy/o el trabajo independiente para los encuentros intermedios.

4. Orientar la bibliografía como método de trabajo.Es necesario orientar, no solo hacia el objetivo de la

próxima actividad, sino hacia el desarrollo de la actividadcognoscitiva e independiente del estudiante que propicie unresultado en el aprendizaje, que debe estar previsto yorientado en la guía del estudiante a través de las actividadesno presenciales.

La orientación del trabajo independiente desempeña unpapel fundamental, pues parte siempre del conocimientoindividual de cada estudiante, transita por la selección deltipo de actividad que se desea desarrollar hasta alcanzar elresultado deseado, ya sea individual o colectivo que tambiéndebe estar orientado en la guía.

Encuentro de ejercitación o prácticoSu objetivo fundamental es contribuir a que el estudiante

desarrolle los hábitos y métodos de trabajo prácticos, queprofundice y ejercite aspectos teóricos orientados oestudiados en el encuentro de orientación y en las actividadesno presenciales indicadas. De aquí se deduce la importanciade la secuencia de actividades elaborada previamente.

En este encuentro el profesor deberá, entre otras tareas:evaluar las actividades orientadas en el encuentro anterior,ejemplificar y ejercitar los métodos de trabajo propios de laciencia y el contenido orientado, así como proponer nuevasactividades de trabajo independiente.

Encuentro de generalización de contenidosEs la última fase en la relación entre los encuentros

anteriores, constituye un tipo de encuentro que tiene comoobjetivo fundamental que los estudiantes demuestren dominio

de los métodos y técnicas de trabajo de cada asignatura,que les permitan desarrollar las habilidades necesarias parautilizar y aplicar de modo independiente los conocimientoscientífico-técnicos adquiridos durante los encuentrosanteriores.

En este encuentro el docente deberá atender la realizaciónde tareas, talleres y ejercicios integradores, y deberá entreotras tareas: comprobar el grado de cumplimiento de losobjetivos propuestos en el tema, el dominio de los métodosy técnicas de trabajo y el nivel de generalización de loscontenidos, además de orientar nuevas tareas quecontribuyan a consolidar los contenidos estudiados yplanificar los contenidos y/o actividades necesarias paradesarrollar en las consultas.

Las guías de estudio deberán asumir las característicasespecíficas de cada tipo de encuentro.

En estos encuentros, donde el profesor se propone alcanzarfundamentalmente niveles de aplicación y de generalización,deben haberse propuesto y desarrollado actividades nopresenciales indicadas en la guía del estudiante.

Las actividades presenciales y no presenciales elaboradasdeben: a) Lograr la armonía entre la teoría y la práctica.

b) Lograr la sistematicidad en el trabajo independiente yen la autopreparación de los estudiantes.

c) Potenciar el desarrollo de las estrategias de aprendizajeincorporadas en la asignatura Aprender a Aprender.

d) Aprovechar al máximo las potencialidades que brindanlas nuevas tecnologías de la información y lascomunicaciones.

En la figura 3 se muestran los tipos de encuentro y lascaracterísticas fundamentales de cada uno de ellos.

Fig. 3. Tipos de encuentro.

E N C U E N T R O S

O R I E N T A C I Ó N E J E R C IT A C I Ó N P R Á C T IC A

G E N E R A L I Z A C IÓ N

I n f o r m a c ió n

I n t r o d u c c ió n d e M et o d o l o g ía s

o M éto d o s d e t ra b a jo d e t r a b a j o

C o m p ro b a c i ó n d e l c u m p li m ie n to d e lo s o b je ti v o s

P la n t e a m ie n t o d e n u e va s ta r e a s

C o m p ro b a r e l c u m p l i m ie n t o de l a s

t a re a s o r ien ta d a s

E j em p l i f i c a r y e je rc i ta r

O rie n ta r n u ev a s ta r ea s

E l a bo r a ci ó n d e r es ú m e n e s d e b ib l i o g r a fí a i n d i ca d a , e la b o r a ci ó n in fo r m e s , s o l uc i o n a r

t a re a s d e a p r e n d iza j e s p l a n te a d a s , es t u d io de c a s o s y o t ra s .

R e a l iz a ci ó n d e t a re a s y e j erc i c i o s i n t eg r a do r e s

C o m p ro b a c i ó n d e l c u m p l i m ie n to de l o s o b j e t i v o s

d e l t em a

O r ie n ta c i ó n d e ta r ea s d e c o n s o lid a ci ó n d e l te m a



La efectividad de los encuentros presenciales radica en laautopreparación del estudiante, que constituye la formafundamental de apropiación y sistematización de loscontenidos, sobre la base de la adecuada planificación,orientación y control del trabajo y el estudio independiente.Es por ello que la autopreparación del estudiante se erigecomo la forma organizativa fundamental del proceso deenseñanza-aprendizaje en la modalidad semipresencial.

APLICABILIDAD DE LA PROPUESTALa propuesta presentada en este artículo en cuanto al

expediente de una asignatura en la modalidad semipresencialha facilitado el trabajo realizado por los profesores de la SedeCentral (Cujae) en la orientación y preparación del resto delos profesores que imparten las asignaturas en las Filialesde Ciencias Técnicas (FCT), así como ha contribuido aorientar de manera más coherente y efectiva el proceso deaprendizaje de los estudiantes de esta modalidad de estudio.

A partir de la elaboración de estas ideas se han desarrolladodos talleres metodológicos con los directivos de las Filialesde Ciencias Técnicas, y se han elaborado indicaciones enforma de plantilla para las guías del estudiante y los materialespara el profesor.

Con estas plantillas se han confeccionado 17 guías delestudiante y 15 materiales para el profesor que han sidoeditadas y son de uso nacional en las Filiales Universitarias.Todos los materiales han sido revisados y aprobados por lasautoras del presente artículo.

CONCLUSIONES1. Se ha definido el expediente de una asignatura en la

modalidad semipresencial como el sistema de materialesimprescindibles para el desarrollo del proceso de enseñanza-aprendizaje.

2. Se ha caracterizado la secuencia de actividades, queconstituye la descripción resumida de las actividades(presenciales y no presenciales) que debe realizar elestudiante en el proceso de aprendizaje, en el mismo ordenen que estas deben ser ejecutadas por el mismo, para laconsecución de los objetivos previstos.

3. Se han destacado los fundamentos metodológicos dela guía del estudiante en la modalidad semipresencial.

4. Se presenta una alternativa metodológica para larealización de los encuentros presenciales en esta modalidadde estudio, teniendo en cuenta las peculiaridades de laenseñanza de la ingeniería.

REFERENCIAS1. BECERRA ALONSO, María Julia et al. "Compendio de

materiales de apoyo a la asignatura Aprender a Aprender"(folleto). Empresa Poligráfica de Holguín, ARGRAF,certificada para la NC-ISO 9001: 2008, Holguín, enero2012.

2. HORRUITINER SILVA, Pedro. "La Universidad en laépoca actual". En Fundamentos didácticos de laEducación Superior cubana. Selección de lecturas. LaHabana: Editorial Félix Varela, 2009, pp. 480. ISBN 978-959-07-1005-5.

3. VEGA CRUZ, Gilda. "La necesidad de perfeccionar lasorientaciones para el desarrollo del proceso de enseñanza-aprendizaje en la modalidad semipresencial de lascarreras de ingeniería: una propuesta de plantilla para lasguías de estudiantes y profesores". En CD de las Memoriasdel Congreso Internacional Universidad 2010, La Habana,2010. ISBN 978-959-16-1164-2.

4. STUART CÁRDENAS, Mavis. "Guía del estudiante de laasignatura Informática II de la disciplina Procesos deInformación de la carrera de Ingeniería Industrial, modalidadsemipresencial". En Compilación de Materiales de 2do.año de Ingeniería Industrial semipresencial, La Habana:Editorial Félix Varela, 2009, pp.58. ISBN 978-959-261-590-4.

5. VEGA CRUZ, Gilda. "El sistema de trabajo para la TareaÁlvaro Reynoso, un puente para la enseñanzasemipresencial de la ingeniería". En La Nueva UniversidadCubana, su contribución a la universalización delconocimiento. La Habana: Editorial Félix Varela, 2006,pp. 404. ISBN 959-971-2.

6. SUÁREZ RODRÍGUEZ, Clara et al. "Concepción didácticade la Universalización de la Educación Superior". EnFundamentos didácticos de la Educación Superiorcubana. Selección de lecturas. La Habana: Editorial FélixVarela, 2009, pp. 480. ISBN 978-959-07-1005-5.

AUTORASGilda Vega CruzIngeniera Mecánica, Doctora en Ciencias Pedagógicas,Profesora Titular, Vicerrectoría Docente, Instituto SuperiorPolitécnico José Antonio Echeverría, Cujae, La Habana, Cuba

Esther Ansola HazdayIngeniera Industrial, Máster en Ciencias en Gestión deRecursos Humanos, Profesora Asistente, Centro de Estudiosde Matemática (CEMAT), Instituto Superior Politécnico JoséAntonio Echeverría, Cujae, La Habana, Cuba



AbstractThe present document contains the basic ideas and experiences for the designing of courses formodern learning. The study of past literature as has relate to this topic yield regularities as for thedidactic and directive materials that are essential to carry out the effectiveness of teaching andlearning, compiled in the file call the history of the subject. In the same way a proposal of organizationof the subject appears through present and not present activities and a methodological approach forthe realization of contacts with students in the design of a subject in this modality.

Key words: blended learning, dossier, didactic material, encounters

Design of a Course in Blended Learning for University careers


Vol. III, No. 3, septiembre - diciembre, 2012, pp.13 - 20

Atributos sísmicos geométricos en elyacimiento de petróleo Boca de Jaruco


ResumenEl trabajo está encaminado a determinar los atributos sísmicos geométricos en el bloque central delyacimiento de petróleo Boca de Jaruco, para disminuir la incertidumbre en la interpretación estructu-ral. Se utilizaron los resultados del procesamiento de los datos sísmicos 3D con migración antes dela suma en profundidad y se delimitó la superficie asociada al tope del reservorio principal. Se obtuvoun flujo de trabajo para la elaboración de mapas de atributos geométricos (acimut, buzamiento, curva-tura y rugosidad), y se precisaron elementos estructurales donde los datos sísmicos tradicionales nosiempre logran mostrar una imagen confiable de la estructura geológica. La estructura incluye tresaltos estructurales entre 1 122 y 1 200 m de profundidad. El atributo acimut permitió diferenciar losflancos sur y norte; delimitándose con exactitud la cúpula. El atributo buzamiento indicó valores deinclinación de las capas entre 5 y 30º, la cúpula con valores bajos y los flancos con los mayores,sobre todo en el sur. Los atributos de curvatura y la rugosidad revelan las áreas de fallas o canales.

Palabras clave: atributos sísmicos geométricos, sísmica 3D, acimut, buzamiento, curvatura, rugosidad

Yamicela Tamayo López Artículo OriginalCorreo electrónico:[email protected]

Carlos Veiga BravoCorreo electrónico:[email protected]

Alberto Helio Domínguez GómezCorreo electrónico:[email protected] de Investigaciones del Petróleo, La Habana, Cuba

Revista Cubana de Ingeniería . Vol. III, No. 3, septiembre - diciembre, 2012, pp.13 - 20, ISSN 2223 -1781

INTRODUCCIÓNEn los últimos años se ha desarrollado una fuerte corriente

dentro del procesamiento, basada en la generación deatributos sísmicos. En la literatura internacional se reportael positivo empleo en algunos casos de los atributosgeométricos para el análisis estructural en investigacionesde áreas complejas. En el estudio de áreas exploratorias,estas técnicas de análisis de atributos sísmicos tienenmucha utilidad para complementar la interpretaciónestructural. [1] Su aplicación tiene como fin reducir laincertidumbre durante la interpretación geólogo-geofísica, loque se traduce en disminuir el riesgo en la exploraciónpetrolera, mediante el acercamiento más real a la localizaciónde la superficie de los altos estructurales revelados en lasconstrucciones de los mapas estructurales, además de darinformación que aporte para el ajuste del modelo

sedimentológico y estratigráfico en áreas estructuralmentecomplejas donde los datos sísmicos convencionales nosiempre logran mostrar una imagen confiable de la estructurageológica, lo cual representa un impacto económicoimportante ya que los mapas estructurales son la base parala caracterización de los reservorios, evaluación de reservas,simulación de los yacimientos, y definición de nuevaslocalizaciones de pozos para el desarrollo constante delcampo.

Este estudio se dirige a determinar algunos atributosgeométricos para la delimitación estructural de la superficieasociada al tope del reservorio principal utilizando laaplicación ChronoVista 3 del software Geocluster 3100 y elcubo sísmico 3D migrado en profundidad antes de la suma(PSDM) del bloque central del yacimiento de petróleo deBoca de Jaruco (figura 1).




Atributos sísmicos geométricos en el yacimiento de petróleo Boca de Jaruco


MATERIALES Y MÉTODOSEn esta investigación se aplicaron los atributos sísmicos,

específicamente los denominados atributos geométricos:• Atributos geométricos buzamiento y acimut: Detectan

discontinuidades, fallas o cambios de facies que pueden estardefinidas por cambios de inclinación y dirección entre otrosrasgos estructurales. [3] Estos describen la relación espacialy temporal computarizada por la configuración del reflector yla continuidad, siendo la fase el principal factor para ladeterminación de las configuraciones geométricas. [4]

• Atributos geométricos curvatura y rugosidad:Recientemente los atributos de curvatura han sidodeterminados convenientemente para la delineación de fallasy predicción de la distribución y orientación de fracturas. [5]El atributo rugosidad da una medida de la coherencia entrelas trazas sísmicas, mide los cambios laterales en larespuesta sísmica causada por la variación estructural,estratigráfica, litológica, porosidad y la presencia dehidrocarburos acentuando las discontinuidades, fallas,canales y otros límites. [6]

Para el procesamiento y determinación de los atributosgeométricos de superficie se diseñaron las siguientes etapasque son descritas a continuación.

Etapa 1. Preparación del dato sísmicoGeneralmente se considera que los datos sísmicos deben

tener un mínimo de calidad para poder ser sometidos alanálisis de atributos, ya que de lo contrario estas técnicasno proporcionan los resultados esperados. [7] Por lo tanto,la metodología de procesamiento debe considerar lapreservación de amplitudes para obtener un resultadoconfiable, con mejor diferenciación y continuidad de loseventos, teniendo en cuenta los siguientes objetivos: [8]

• Eliminar efectos que se producen debido a la propagaciónde la onda a través del medio.

• Eliminar los diferentes tipos de ruido que interfieran en lareflexión de los eventos de interés.

• Atenuar las variaciones producto de los alejamientos(distancia fuente-receptor).

En este trabajo se utiliza el cubo sísmico 3D migrado enprofundidad antes de la suma, donde la diferenciación delas amplitudes sísmicas en el tiempo estuvo afectada por laaplicación de un control de ganancia automática (AGC) apartir del cálculo de los coeficientes de amplitud sobre unaventana de 700 ms en el posprocesamiento después de lasuma 3D, por consiguiente, se aplicó el proceso inverso delAGC con la opción traza a traza teniendo en cuenta la longitudtotal de la traza sísmica y los coeficientes almacenadospreviamente en sus encabezamientos, conservándose laexpresión dinámica de la traza sísmica y una mejordiferenciación de amplitudes en el corte sísmico.

Etapa 2. Carga del dato sísmico y control de calidadPara la carga y el control de la calidad de los datos sísmicos

3D posapilado se utilizó la aplicación ChronoVista 3 delsoftware Geocluster 3100.

Se diseñó el bloque sísmico 3D teniendo en cuenta loslímites por inline (350-446), crossline (2300-2550) y la longitudde registro por la vertical (0-4500 m), determinandoautomáticamente el tamaño en bytes del bloque sísmico.También se editó la topografía 3D introduciéndose losparámetros para formar la red (distancia entre inlines ycrosslines, coordenadas del punto de referencia y laorientación). El control de calidad se realizó visualizando lageometría del cubo sísmico 3D por inlines, crosslines, cortesen profundidad, entre otros.

Etapa 3. Interpretación del horizonte por el tope delreservorio principal del bloque central del yacimientoBoca de Jaruco. Propagación 3D en el cubo sísmico

En la figura 2 se presenta el esquema de flujo de trabajoque se siguió para la propagación del horizonte en el cubosísmico 3D.

Para la creación del horizonte y la superficie asociada altope del reservorio principal del bloque central del yacimientode Boca de Jaruco se realizaron los siguientes pasos:

Conjuntamente con el interpretador geólogo-geofísico delárea de estudio se selecciona el horizonte a estudiar envarias inlines y crosslines del cubo 3D, correlacionándosecon la información de pozos existentes en el área [9] yteniendo en cuenta el mapa estructural de la figura 3. Secrea la superficie asociada a este horizonte seleccionado.

Se utiliza la selección automática de horizontes, la cualse rige por la información existente en la sísmica contenidaen la sección vertical. La selección debe ser lo más precisaposible en reflectores continuos y de grandes amplitudes.

En ocasiones, durante la interpretación, se utilizó tambiénla selección manual, siendo su aplicación mejor en áreas demucha complejidad geológica y pobre continuidad delreflector.

Después de interpretado el horizonte, se seleccionó laherramienta de interpretación propagador de bordes 3D,dentro de la cual se escoge la opción seed "semillas" parasituarlas por todo el horizonte (figura 4).

Fig. 1 Ubicación geográfica de la zona de estudio (modificadode [2]).

Yamicela Tamayo López - Carlos Veiga Bravo - Alberto Helio Domínguez Gómez


Fig. 2 Esquema de flujo de trabajo para la propagación en 3D.

Fig. 3. Mapa estructural por el tope de la envolvente de lasrocas carbonatadas fracturadas del yacimiento de petróleoBoca de Jaruco. [9]

En la ventana de propagación 3D se definieron lossiguientes parámetros de ajustes de correlación:

• El tamaño de la ventana (window size) toma unaporción de la traza que va a ser comparada con otra trazapara determinar el porcentaje de correlación (20 m).

• Coeficiente de semblanza entre las trazas (coef.threshold o coef. correlación) por el cual el horizonte puedeser propagado entre (75-99 %). Restringe el picado encaso de no satisfacer el intervalo.

• Señal del evento por el cual el horizonte serápropagado (lóbulo de máxima amplitud).

La propagación basada en el modelo 3D o seleccióndel horizonte trabaja en el cubo sísmico usando demanera ef iciente las herramientas para analizarrápidamente la continuidad espacial de los eventos.Después de propagado el horizonte, se realizó un controlde calidad de la superf icie como resultante de lapropagación, editándose el horizonte en lugares, dondeproducto de algún ruido o discontinuidad, se interrumpela propagación. Además se pueden modificar losparámetros para futuras selecciones.

Siguiendo el esquema del flujo de trabajo de la figura 2se realizó la propagación por bordes "Edge" en conjuntocon la herramienta propagador pincel "Paintbrush". Elprimero se ejecuta cuando existe una superficie dehorizonte i nterpretada, completando áreas noseleccionadas y de muy buena calidad promedio utilizandolos mismos parámetros de correlación, y el segundo paradirigir la interpretación en áreas de mucha complejidadgeológica.

Fig. 4. Representación de las semillas en el horizonteseleccionado.



Etapa 4. Cálculo de atributos geométricosde superficie

A continuación se enumeran los pasos a ejecutar con laherramienta Geomig de la aplicación ChronoVista 3.0 parala creación de los mapas de atributos geométricos.

• Seleccionar la superficie del horizonte.• Crear los mapas de atributos buzamiento, acimut,

curvatura y rugosidad. Los mapas de atributos son generadoscon el nombre del atributo y un sufijo que constituye losvalores de factores de peso para compensar X y Y, para unbin no cuadrático de 12,5 m entre crosslines y 25 m porinline, el factor de peso para compensar X sería de 0,5 yaque para un bin cuadrático es de 1X1 (CGG, 2004).

• Parámetros de suavizamiento de los mapas. Serecomienda 3X3 para mostrar perturbaciones locales mientrasque para 7X7 despliega grandes tendencias.

En el diagrama de la figura 5 se representa cómo sedeterminan los atributos de buzamientos y acimut. El atributoacimut es calculado tomando la orientación inline conrespecto al norte, es en grados y la rotación es positiva ensentido de las manecillas del reloj. El atributo buzamientoes perpendicular al rumbo de la estructura y su magnitud esen grados referente a la horizontal.

RESULTADOS Y DISCUSIÓNEn la figura 6 se muestra la distribución del porcentaje de

correlación de la propagación por semillas por la superficiedel tope del reservorio, correspondiendo a porcentajes decorrelación entre 75 (rojos) y 100 (azules). La mayor calidad,según la leyenda, corresponde a valores entre verdes (másde 82 %) y sobre todo, azules (más de 90 %).

En la figura 7 se representa la distribución de la profundidadde la superficie del tope del reservorio principal comoresultado de la propagación en 3D y en la figura 8 se muestra

Fig. 5. Diagrama que representa cómo se determinan losatributos buzamiento y acimut con el software Geocluster3100. [10]

la distribución de la superficie suavizada, así como laintersección con los pozos utilizados para su correlación.Los colores indican la profundidad del tope del reservorio.Nótese que la estructura asociada al tope del reservorioprincipal en el bloque central del yacimiento Boca de Jaruco,incluye tres altos estructurales aproximadamente entre1 125 y 1 175 m de profundidad.

En lo adelante, sobre la base de su posición geográfica,estos altos se denominaran alto oriental, alto central y altooccidental (figura 7).

En la figura 9 se representa el cubo sísmico, y la superficiedel tope del reservorio correlacionada con los pozoshorizontales Boca de Jaruco 801, 802, 803, 804, 805,805Re, 806, 1 000.

Fig. 6. Distribución del porcentaje de correlación de lapropagación por semilla.

Fig. 7. Distribución de la superficie por el tope del reservorioprincipal (sin suavizar).



Fig. 8. Distribución de la superficie suavizada.

El primer mapa de atributo geométrico obtenido por lasuperficie correspondiente al tope del reservorio principal(figuras 7 - 9), pertenece al atributo de acimut (figura 10).Estemapa permitió la obtención de valiosa información que noera posible definirla a partir del mapa estructural (figura 8),tales como:

• Una buena diferenciación entre el flanco sur y el norte dela estructura (frente del cabalgamiento); delimitándose conprecisión su cúpula (charnela del pliegue escama). Esto esmuy útil para proyectar pozos exploratorios y de desarrolloal tope de la trampa.

• Definición de los límites entre pliegues escamas a partirdel cambio de buzamiento de las capas del reservorio principal.El cubo 3D en estudio incluye tres pliegues escama: el centralobjeto de esta investigación; uno meridional, límite sur del mapay uno septentrional en el límite norte del mapa (figura 10).

Fig. 9. Representación de la superficie del tope del reservoriocorrelacionado con los pozos Boca de Jaruco - 801, 802, 803,804, 805, 805Re, 806, 1 000.

• Delimitación de los pliegues en los flancos de la estructuraprincipal. Tanto los anticlinales como los sinclinales o zonasde canales. Esto es muy útil para establecer las rutaspreferenciales de migración de petróleo.

Fig. 10. Mapa de atributo geométrico por la superficie (acimut).

Este mapa fue comparado con los datos de los registrosFMI (imagen de la formación del pozo) de los pozos BJ 801,802, 805 R y 1 000. Como puede observarse en la figura 10existe buena correlación entre los datos sísmicos y de pozos.Nótese que existe una coincidencia hasta del cuadrante yhacia donde buzan las capas; ejemplo en el pozo BJ 801buzan hacia el III cuadrante SW (amarillo en el mapa),mientras en el BJ 802 buzan hacia el II cuadrante SE (verdeen el mapa). Según los informes sobre estudios de FMI enlos pozos BJ 801, 802 [11] y 805 R, [12] los buzamientos delas capas son predominantes hacia el sur, con promediosde 192º, 175º y 172º respectivamente (figura10). Ademásque todos los datos de los registros FMI de estos pozosindican que los mismos cortaron el f lanco sur de unanticlinorio orientado E-W, el cual durante su génesis deformófuertemente las capas hasta llegar a fracturarlas ydesplazarlas produciendo microfallamientos y posibles fallasinversas mayores que originaron la repetición de lasformaciones perforadas. [11]

El segundo mapa de atributos geométricos elaborado,correspondió al de buzamiento (figura 11). El mismo indicaque los valores característicos del buzamiento del tope delreservorio principal en el bloque central del yacimiento Bocade Jaruco oscilan entre 0 y 30º. A partir de este mapa sedestacaron las zonas de mayor y menor pendiente(buzamiento); caracterizándose la cúpula con valores bajosy los flancos con los mayores, sobre todo en el flanco sur.Este último aspecto indica una pendiente adecuada para



una migración de petróleo desde el sur y hacia la cúpula dela estructura.

En este caso,el mapa fue comparado con los datos de losregistros FMI de los pozos BJ-801, BJ-802, BJ-805R y BJ-1000. En este caso los buzamientos obtenidos por la sísmicaconstituyen valores regionales y dependen del cambio deimpedancia acústica entre las capas en comparación conlos registros FMI, siendo estos más puntuales para cadauna de las capas que atraviesa el pozo. No obstante, puedeobservarse en la figura 10 que existe buena correlación entrelos datos sísmicos y de pozos. Nótese que el pozo BJ 805 Rque corta la superficie del tope del reservorio principal enuna zona de altas pendientes según atributo de buzamientopresenta valores predominantes de buzamientos entre 50 y60º; por el contrario, el pozo BJ 801 que corta a la superficiedel tope del reservorio principal en una zona de menorpendiente tiene valores predominantes de buzamientosmenores que 40º.

El tercer mapa de atributos geométricos obtenido, fue elde curvatura (figura 12). Mediante este atributo se puedenvisualizar las áreas de mayor fracturación aparente (obtenidade la sísmica) y donde posiblemente existan fallas o canales;dado que en este reservorio predominan las rocascarbonatadas tectonizadas y muy fracturadas por lo que enla respuesta sísmica se observa baja energía de amplitud ycoherencia de los reflectores sísmicos. En la figura 12 seobserva que las fallas o canales determinados sonperpendiculares a la estructura (trampa), por lo queconstituyen vías de migración potenciales.

El último mapa de atributos geométricos utilizado fue elde rugosidad (figura 13). Este atributo representa las áreasde alta y baja coherencia coincidiendo con las zonas demenor y mayor f racturación respectivamente. Lainterpretación de este mapa, unido al mapa de curvatura(figura 12), permitió la determinación de las fallas abiertas yanticlinales en los flancos más fracturados que pueden actuarcomo vías de migración desde el sur y en profundidad hastalas cúpulas de las trampas.

Si se integran las figuras anteriores (8, 10, 11, 12 y 13) sepuede apreciar que la respuesta de estas técnicas de análisisde atributos sísmicos prácticamenten coincide en áreas,donde la sísmica tiene menor energía de amplitud y dondehay pérdida de reflexiones debido a los cambios deimpedancia por la variabilidad de las rocas carbonatadas enmayor o en menor grado de fracturación.

En la figura 14 se muestra el mapa resultante de laintegración de las interpretaciones de los mapas de atributosgeométricos y el mapa estructural. Al comparar la figura 14con la 8 se observa la gran cantidad de información estructuraly petrolera aportada por los atributos geométricos.

Fig. 11. Mapa del atributo geométrico por la superficie(buzamiento).

Fig. 12. Mapa de atributo geométrico por la superficie. Semuestra el atributo curvatura mínima en rojo y la máxima enamarillo.

Fig. 13. Mapa de atributo geométrico de superficie. Se muestrael atributo rugosidad con baja coherencia en negro y altacoherencia en blanco.



CONCLUSIONES1. La estructura asociada al tope del reservorio principal

en el bloque central del yacimiento Boca de Jaruco incluyetres altos estructurales entre 1 122 y 1 200 m de profundidad.

2. Las correlaciones positivas realizadas con los datos delos registros FMI indican la factibilidad de aplicación de losatributos geométricos en la franja norte de crudos pesadosde Cuba.

3. El atributo geométrico de acimut permitió ladiferenciación entre los flancos sur y norte de la estructuraen estudio, delimitándose con precisión la zona de cúpula.

4. El atributo geométrico de buzamiento indica valores deinclinación de las capas entre 5 y 30º, caracterizándose lacúpula con valores bajos y los flancos con los mayores,sobre todo en el flanco sur. Este último aspecto garantizauna pendiente adecuada para una migración de petróleodesde el sur.

5. Los atributos geométricos de curvatura y de rugosidadpermitieron la visualización de las áreas que tienen mayorfracturación aparente correlacionables a zonas de fallas ocanales. La zona del flanco sur es la más fracturada ypresenta altas pendientes; por lo tanto, las fallas y zonas demáxima curvatura (charnela de los anticlinales) debenconstituir buenas vías de migración hacia las trampas.

6. Los tres altos estructurales, que conforman la estructuraasociada al tope del reservorio principal en el bloque centraldel yacimiento Boca de Jaruco, están ubicados en zonas dealta fracturación, principalmente en la zona oriental y central,lo que garantiza la calidad del reservorio carbonatado.

7. Los altos estructurales central y oriental son los quemayor probabilidad tienen de estar más saturados dehidrocarburos por ser los más fracturados y estar cercanosa las zonas de pendientes, lo que propicia las vías demigración de petróleo y gas.

REFERENCIAS1.CARNEIRO, Virgilio."Interpretación sísmica multivolú-

menes en áreas geológicamente complejas, Caso ElFurrial". En Actas de XI Congreso Venezolano deGeofísica, Caracas, Venezuela, 2002, 6pp.

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4. TURHAN, T; KOEHLER, F; SHERIFF, R. "ComplexSeismic Trace Analysis". Geophysics, 2001, vol. 44,núm. 6, pp. 1041 - 1063.

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6. BAHORICH, Michael; FARMER, Steven. "3-D SeismicDiscontinuity for Faults and Stratigraphic Features: TheCoherence Cube". The Leading Edge, 1995, vol. 14,núm. 10, pp.1053-1058.

7. RIJKS, E.J.H et al. "Attribute Extraction: An ImportantApplication in Any Detailed 3-D Interpretation Study". TheLeading Edge, 1991, vol. 10, pp.11-19.

8. VEIGA BRAVO, Carlos, et al. "Atributos sísmicos parala búsqueda y evaluación de las anomalías gaso-petrolíferas". Tesis de Maestría, Universidad HermanosSaíz Montes de Oca, Pinar del Rio, 2008, pp.99.

9. DOMÍNGUEZ, Helio Alberto et al. "Caracterizaciónsísmica de los reservorios terciarios inferior en la franjaseptentrional petrolera cubana". Tesis de Maestría,Universidad Hermanos Saíz Montes de Oca. Pinar delRio, 2008, pp.103.

10. Compañía General de Geofísica (CGG). "Manual deusuario Geomig 4.0 de la aplicación ChronoVista 3, delsoftware Geocluster 3100", 2004. 55 pp.

11. SCHLUMBERGER. "Procesamiento e interpretación deimágenes FMI del pozo BJ-801 y BJ802". Centro deInvestigaciones del Petróleo, Ciudad de La Habana(Informe Interno), 2000, 63 pp.

12. SCHLUMBERGER. "Procesamiento e interpretación deimágenes FMI del pozo BJ-805 R". Centro deInvestigaciones del Petróleo, Ciudad de La Habana(Informe Interno), 2006, 45 pp.

AUTORESYamicela Tamayo LópezIngeniera en Tecnologías Nucleares y Energéticas, Centrode Investigaciones del Petróleo, La Habana, Cuba

Carlos Veiga BravoIngeniero Geofísico, Máster en Geología del Petróleo, Cen-tro de Investigaciones del Petróleo, La Habana, Cuba

Alberto Helio Domínguez GómezIngeniero Geólogo, Máster en Geología del Petróleo, Centrode Investigaciones del Petróleo, La Habana, Cuba

Fig.14. Mapa resultante de la integración de lasinterpretaciones de los mapas de atributos geométricos y elmapa estructural.



AbstractThis paper focuses in determining the Geometric Seismic Attributes in the central block of Mouth ofJaruco oil field to decrease the uncertainty in the structural design. The three dimensions seismic datacollected and depth migration processing results were used and was defined that the surface isassociated to the main reserve. A Geometric Attributes maps elaboration (Azimuth, Dip, Curvature andRoughness) work flow was developed; and was able to determine structural elements, where traditionalseismic data were not always able to demonstrate a confinable image of the geological structure. Thisstructure includes three structures between 1122 and 1200 m in depth. The Azimuth Attribute differentiatesthe southern flank from the northern flank; and defined accurately the top of the structure. The DipAttribute indicates values of layers inclination between 5 and 30º, the structure top with lowers valuesand the flanks with higher values, mainly to the south. Curvature and Roughness attributes reveal theareas of faults or channels.

Key words: geometric seismic attributes, three dimensional seismic, azimuth, curvature, dip, roughness

Geometric Seismic Attributes of Boca de Jaruco Oil Field

Recibido: 24 de mayo del 2012 Aprobado: 9 de julio del 2012


Argumentos geofísicos acerca del margencontinental en la Cuenca Central de Cuba


ResumenLa Cuenca Central, sector del territorio cubano ubicado entre las fallas Zaza Tuinicú y La Trocha, esconocida por la existencia dentro de sus límites de tres yacimientos de petróleo de pequeña envergaduray de un considerable número de manifestaciones tanto en pozos como en superficie. Las acumulacionesconocidas se ubican fundamentalmente en rocas efusivo-sedimentarias y en sedimentos depositadosdurante la orogenia cubana, a diferencia de los yacimientos ubicados en la costa norte de las provinciasLa Habana, Mayabeque y Matanzas que se encuentran en los sedimentos del margen continental inten-samente plegados. Existen razones de índole geológica según las cuales se puede inferir la presencia detales sedimentos bajo el Arco Volcánico Cretácico; sin embargo, hasta el presente no se han reportadoen las numerosas perforaciones realizadas en el área. En este trabajo se exponen los argumentosgeofísicos que justifican la presencia de estos sedimentos pertenecientes a las unidades tectono-estratigráficas Placetas y Camajuaní, a profundidades alcanzables por la perforación. En el análisis quese presenta se toman en consideración los resultados de la interpretación geológica de los datosgravimétricos, magnetométricos y sísmicos, desde los regionales hasta los de carácter más local; y seincluyen los datos geológicos y de pozos como complemento imprescindible para el estudio. Finalmente,después de exponer los argumentos basados en los resultados de la exploración sísmica y teniendo encuenta las limitaciones de este método en las condiciones del Cinturón Plegado Cubano, se propone laaplicación de técnicas más modernas para la ubicación de los sectores elevados de las unidades tectono-estratigráficas Placetas y Camajuaní.

Palabras clave: campos potenciales, levantamiento sísmico, unidad tectono-estratigráfica, Arco Vol-cánico Cretácico, margen continental

María Caridad Rifá Hernández Artículo OriginalCorreo electrónico: [email protected]

José Luis Gemen Prol BetancourtCorreo electrónico: [email protected] de Investigaciones del Petróleo, La Habana, Cuba

Damián Febles ElejaldeCorreo electrónico: [email protected]

Manuel Fundora GrandaCorreo electrónico: [email protected] Superior Politécnico José Antonio Echeverría, Cujae, La Habana, Cuba


INTRODUCCIÓNEn el sector conocido como Cuenca Central en Cuba se

ubican tres pequeños yacimientos de petróleo de un altoAPI (American Petroleum Institute), además de un númeroconsiderable de manifestaciones tanto en pozos como ensuperficie. Hasta el presente, los hallazgos han estadoconfinados a rocas efusivo-sedimentarias, o a sedimentosdepositados durante la orogenia cubana, a profundidadesnunca mayores de un kilómetro; sin embargo, los estudios

geoquímicos demuestran la existencia de, posiblemente, dossistemas petroleros, cuyas fuentes generadoras pudieranencontrarse bajo las variedades ígneas del Arco VolcánicoCretácico.[1] En tal caso, se puede suponer que a mayoresprofundidades pudieran aparecer acumulaciones similarespor su volumen a las que actualmente se explotan en lacosta norte de las provincias La Habana, Mayabeque yMatanzas. Por otra parte, para los territorios aledaños a laCuenca Central existen datos geológicos que apuntan hacia





Argumentos geofísicos acerca del margen continental en la Cuenca Central de Cuba


la posible existencia de sedimentos pertenecientes a lasunidades tectono-estratigráficas (UTEs) Placetas yCamajuaní, y que serán explicados en las páginassubsiguientes. Dichas unidades, originalmente depositadasen el talud de un margen continental, contienen tanto a lasrocas generadoras como a los reservorios, según ha sidocomprobado en los numerosos pozos de exploración yexplotación en los yacimientos de Varadero, Yumurí,Seboruco y Puerto Escondido-Canasí de las provinciasmencionadas. Precisamente a 2 km del yacimiento Varaderosur, se encuentra el yacimiento Cantel, donde, debajo delas serpentinitas productoras, fueron cortados los sedimentosde la UTE Placetas. [2] La argumentación sobre la existenciade los sedimentos del margen continental bajo el ArcoVolcánico Cretácico en la Cuenca Central, desde el puntode vista de la información geofísica, ha estado ausente enlas publicaciones más recientes. Por lo tanto, el objetivo deeste artículo consiste en presentar los argumentos de índolegeofísico que apoyan la presencia de las UTEs Placetas yCamájuaní en el sector de estudio.

MATERIALES Y MÉTODOSPara la interpretación geológica de los datos gravimétricos

se ha contado con la base de datos de Cupet, que procede delevantamientos correspondientes a las décadas de los 60 hastalos 80 inclusive, con exactitudes que van desde ±0,1 mGalhasta 0,5 mGal. El más exacto es también el más detallado,de manera que su distribución de puntos por kilómetro cuadradofue de 200; así, su mapa resultante de anomalía en reducciónBouguer pudo presentarse en el informe original a escala1:10 000. Los levantamientos cuyo error medio cuadráticode la anomalía en reducción Bouguer, fue de ± 0,2 mGal, secaracterizan por una distribución de puntos por kilómetrocuadrado no mayor de 6; y sus mapas aparecen, en losinformes originales, a la escala 1: 50 000. Los levantamientosejecutados durante las décadas de los 60 se caracterizanpor una distribución menor de puntos por Km2, y en suscorrespondientes informes, los mapas de anomalía enreducción Bouguer suelen aparecer a escalas mayores, quela requerida según las instrucciones técnicas vigentes. Deacuerdo con sus errores y distribución de puntos por kilómtrocuadrado estos levantamientos corresponden a escalas de1: 100 000 o menores. La información disponible fue reducidaa un nivel común, para confeccionar el mapa unificado deanomalías en reducción Bouguer del sector. [3] Dicho mapacumple los requerimientos de la escala 1: 50 000 para laparte más importante del área estudiada, donde seencuentran los yacimientos de petróleo. Los datos deanomalía en reducción Bouguer fueron procesados condiferentes filtros gaussianos pasa baja. Para obtener el mapade anomalías locales fueron restados los regionales, concoeficientes de atenuación de 4 y 16, respectivamente, queofrece un cuadro más coherente de las anomalías residuales,y que mejor corresponde a la información geológicadisponible. Para estudiar la naturaleza geológica de lasanomalías regionales fue interpretado el mapa de anomalíasregionales residuales a escala 1: 500 000 de Cuba.

Los mapas fueron digitalizados en copia dura a escala1:50 000 del campo, T anómalo procedentes de los

levantamientos aéreos, ejecutados durante la década de losaños 80 con la colaboración sov iética. Según ladocumentación disponible el error del valor anómalo de estosmapas es de ±14 nT. [4]

La información sísmica contenida en el registro migradoen profundidad de la línea 8P [5] fue incluida en lainterpretación, para demostrar la existencia de reflexionesprofundas por debajo de los 2 km.

Adicionalmente se utilizó la información de pozos queconsta en los archivos del CEINPET, y el mapa geológico aescala 1: 100 000. [6]

DISCUSIÓNArgumentos de carácter regional

Desde el año 1960 había sido identificado el gran MínimoNorte Cubano (MNC) como una anomalía regional de graninterés para la exploración petrolera. De acuerdo con lasconcepciones geológicas de la época, la zona fue asociadaa un tectógeno; es decir, un sector de la corteza terrestreque experimentó una prolongada subsidencia seguida de unainversión de los movimientos verticales con la penetraciónde magma ultrabásico, de aquí que algunos investigadorestrataran de explicar la evolución tectónica de Cuba, según laidea del down-buckling, [7] presente en la hipótesis de losflujos de convección subcorticales. [8] Desde entonces hastala fecha, se ha producido un incremento en el conocimientoacerca de la evolución geológica del territorio cubano que haconducido a opiniones diferentes sobre el origen de laanomalía, sin embargo, hay que reconocer que todos losyacimientos cubanos han sido descubiertos dentro delcontorno de este mínimo regional. Los numerosos pozos deexploración y explotación en los yacimientos de las provinciasLa Habana, Mayabeque y Matanzas, demuestran lapresencia de potentes apilamientos, pertenecientes a lasunidades tectóno-estratigráficas (UTes) Placetas yCamajuaní, cuyos sedimentos fueron depositadosoriginalmente en un talud continental.

Especialmente el pozo Boca de Jaruco 500, perforado enla localidad homónima, reportó sedimentos de este tipo apartir de la profundidad de 1 270 m hasta el fondo del pozo(4 883 m). En la parte norte de las provincias de Villa Clara ySancti Spíritus, dichos sedimentos afloran en la forma depliegues lineales y estrechos orientados hacia el denominadoRumbo Cubano. Por otra parte, la existencia en la provinciade Camagüey de algunos afloramientos, en la forma deenormes relictos de la UTE Placetas, especialmente en laSierra de Camaján, [9] hace suponer la presencia de estasrocas bajo las ultrabasitas. Precisamente el yacimientoJarahueca, actualmente agotado, producía un petróleo dealta calidad en las serpentinitas que yacen en contactotectónico abrupto con los sedimentos de la UTe Placetas.Los yacimientos nombrados, y los af loramientosmencionados anteriormente se ubican dentro del contornodel MNC. Al norte de esa anomalía regional, se ha comprobadola existencia de potentes espesores de calizas, dolomitas yanhidritas, extremadamente densas de la UTe Remedios,sobre los cuales ocurre un máximo gravitacional, en tanto

María Caridad Rifá Hernández - José Luis Gemen Prol Betancourt - Damián Febles Elejalde - Manuel Fundora Granda


que al sur, la perforación ha reportado no menos de 3 km devariedades ígneas pertenecientes al Arco VolcánicoCretácico; por lo tanto, los pliegues apilados de lossedimentos del margen continental, mucho menos densosque aquellos, generan una anomalía gravitatoria negativa.Entonces, la extensión del MNC hacia el este, indica lapresencia de los sedimentos del margen continental bajo elArco Volcánico Cretácico en la Cuenca Central. En ausenciade ellos, la respuesta de un arco volcánico, constituidofundamentalmente por andesitas, diabasas, basaltos y otrasvariedades densas de las rocas efusivas, generaría un granmáximo gravitacional, en vez de un mínimo. Este es el primerargumento geofísico de carácter regional (figura 1).

puedan igualarse. De ser así, entonces estos sedimentospertenecerían con mucha probabilidad a las UTE Placetas yCamajuaní. Al parecer, este tipo de relación entre los mínimosregionales adyacentes: Mercedes-Sierra Morena (C-C' enfigura 1) y Flamenco-Esmeralda (D-D' en figura 1), que secontornean en el mapa de anomalía en reducción Bouguerde la República de Cuba a escala 1: 500 000, [12] constituyenun par similar a Norita-Cristales. Así, mínimos regionalescomo Norita (A en figura 2) se asocian a cuencas terciariasy del cretácico superior que descansan sobre el ArcoVolcánico Cretácico; en tanto que el mínimo Cristalespertenece al mínimo norte cubano, y tiene sus fuentesfundamentales en los sedimentos plegados del margencontinental, que yacen bajo el Arco Volcánico Cretácico(B en figura 2). [13] Este es el segundo argumento de carácterregional.

Fig. 1. Mapa de anomalías regionales de Cuba con losafloramientos de las UTes Placetas y Camajuaní(Modificado de Prol 2009)

En 1960 quedaba clara la existencia de dos mínimosregionales gravimétricos sobre la denominada CuencaCentral, [10] Norita, al suroeste (A en figura 2) y Cristales alnoreste (B en figura 2). De no existir el máximo Jatibonicoentre ambas anomalías, estas formarían un solo mínimodesde la desembocadura del río Zaza en la costa sur hastala localidad de Pina. En 1971, S. Ipatenko después deconfeccionar un perfil con acimut norte sobre los pozos SanctiSpíritus y Galata que se ubican en el mínimo Norita, consideróque este se encontraba generado por la elevación de lasrocas jurásicas con una densidad media igual a 2,6 t/m3,inferior a la de las variedades efusivas aflorantes en los bordesde la cuenca. De esa manera refutó la opinión de S.Shaposnikov, quien interpretó el mínimo como el efecto deun graben relleno con sedimentos del terciario. [11] Lasperforaciones más recientes en el sector permiten argumentarde manera indirecta la presencia de los sedimentos delmargen continental en la Cuenca Central. Así, por un lado,el pozo Sancti Spíritus perforado al suroeste de Jatibonicocortó 3 km de sedimentos terciarios sin alcanzar el Cretácico;y por otro lado, en el yacimiento Pina algunos pozos alcanzana los basaltos aproximadamente a un kilómetro deprofundidad.

Una simple inspección al mapa de anomalías en reducciónBouguer es suficiente para comprobar que la intensidad delos dos lóbulos es aproximadamente la misma. En esesentido hay que considerar la posibilidad de existencia desedimentos bajo los basaltos para que los dos mínimos

Fig. 2. Mapa unificado de anomalías en reducción BouguerCuenca Central (Modificado de Kireev 1960).

Los argumentos mencionados anteriormente sonsuficientes para afirmar que el Mínimo Norte Cubanoconstituye un sector de gran interés desde el punto de vistaexploratorio; por consiguiente, la mitad nororiental de Cubahasta la Bahía de Nipe que se incluye en el dominio delMNC, al este de la falla La Trocha, presenta una altapotencialidad petrolera. [14]

Argumentos de carácter localEn los mapas a escalas 1: 50 000 y mayores se revelaron

detalles del campo gravitacional a partir de los cuales sepuede inferir la presencia de los sedimentos de margencontinental en el corte: la elevación de los basaltos bajo lastobas y los sedimentos más jóvenes en el yacimiento Pina,se manifiesta como un máximo local débil de apenas 1 mGal,en contraste con el intenso máximo local Jatibonico(figura 3), donde el pozo homónimo penetró aproxi-madamente en 5 km del arco volcánico y las ofiolitas, sinsalir de estas últimas. La diferencia entre las intensidadesde los máximos locales mencionados, conduce a suponeren Pina un espesor del arco volcánico mucho menor que en



Jatibonico; por lo tanto los sedimentos del margen continentalpróximos, a la base del arco se encuentran en Pina a unaprofundidad mucho menor que en Jatibonico. Este es elprimer argumento relacionado con las anomalías locales.

Por su parte, la interpretación cualitativa del campomagnético ha aportado elementos que apoyan la idea sobrela existencia de los sedimentos de margen continental bajoel Arco Volcánico Cretácico. Como fue expresado en elpárrafo anterior, el pozo Jatibonico 78 se adentró en unpotente espesor del denominado terreno Zaza, que incluyelas rocas del Arco Volcánico Cretácico y las ofiolitas. Eneste lugar ocurre el clásico par de anomalías que caracterizalos cuerpos magnetizados en campos inductores como elde Cuba, cuya inclinación es aproximadamente 54º.

Fig. 3.Mapa de anomalías locales del campo gravitacional.

En esas condiciones, la proyección de un cuerpo dadoen el plano horizontal se encuentra desplazada del máximomagnético hacia el gradiente ubicado entre dicho máximo yel mínimo situado más al norte. Así, el eje a lo largo delrumbo del cuerpo magnetizado, se localiza en el gradienteentre las dos anomalías, [15] tal como se cumple en Jatibonico(figura 4). En cambio, la coincidencia del yacimiento Pina(donde el tope de los basaltos se corta aproximadamente a1 km) con el gradiente sur de un máximo, indica unasignificativa disminución del espesor de las rocas ígneas delarco volcánico en relación con la zona de Jatibonico. Dentrodel mencionado máximo se encuentra el pozo Las Coloradasque reportó hasta los 1 086 m (fondo del pozo) sedimentosdel eoceno inferior ricos en fragmentos de rocas volcánicas.Se puede entonces interpretar el máximo como el efecto deuna cuenca ubicada al frente de los mantos que fuecomprimida contra la plataforma de Remedios durante laorogenia cubana.

La existencia de los sedimentos de ambiente somero fuereportada en el pozo Morón Norte, hasta el fondo a los5 017 m ( figura 5 ).

Fig. 5. Mapa de anomalías del campo magnético T del sectorMorón- Pina.

Argumentos relacionados con los datos sísmicosLa Cuenca Central ha sido cubierta por numerosas

campañas sísmicas 2D, que fueron ejecutadas desde ladécada de los 60 hasta la primera década de la presentecenturia inclusive, y con metodologías que van desde loslevantamientos por el método de reflexión simple hasta el depunto común de profundidad.

Aunque sucesivamente en cada nuevo levantamiento sefueron perfeccionando los parámetros de la adquisición, laimagen sísmica ha seguido siendo extremadamente ruidosapor debajo de los 1,5 s. De acuerdo con las velocidades deprocesamiento para la migración, [16] este tiempocorresponde a la profundidad de 2 km. Diferentes factoresdeterminan este comportamiento: en primer lugar, bajo lossedimentos del cretácico superior y más jóvenes, y de lasrocas efusivo-sedimentarias, yacen los cuerpos ígneos del

Fig. 4. Mapa del campo magnético T anómalo del sectorJatibonico.



Arco Volcánico del Cretácico y de las ofiolitas, cuyoscontactos tectónicos son abruptos, con buzamientoshacia el sur de 70º, como los que se reportan en el nortede las provincias de Villa Clara. El tope de esos cuerposha sido cortado en Pina por los pozos de explotaciónaproximadamente a la profundidad de 1km, bajo las tobas.

Tal disposición debe generar difracciones que dispersanla energía, dificultando la identificación de las señalesútiles procedentes de las fronteras más profundas. Porotra parte, si bajo el arco volcánico se encuentran lossedimentos del margen continental, entonces el mediosísmico debe generar también un campo de ondasruidoso, debido a la presencia de pliegues que fueronemplazados en forma vertical por la compresióncampaniano-eocénica, tal como demuestran innumerablesafloramientos al oeste de la falla Zaza Tuinicú. En talescircunstancias la sísmica de prospección 2D, al menoshasta su actual desarrollo, solo puede revelar los topesde los pliegues, sin ofrecer información suficiente acercade la disposición interna de las estructuras dentro delcinturón plegado cubano, y sin solucionar el problema delas ondas laterales. Durante la interpretación de los datossísmicos, los eventos correspondientes a la parte superiorde cada pliegue suelen ser correlacionados en una líneaque los interpretadores han dado en l lamarenvolvente, [17] sin que represente, en toda su extensión,el tope de los sedimentos de las UTes Placetas yCamajuaní. En consecuencia, una elevación local de estaenvolvente puede implicar la elevación de uno o variospliegues de los sedimentos del margen continental, sinque puedan ser identificados individualmente en el registrosísmico. En segundo lugar, las líneas sísmicas de lasúltimas campañas, en las cuales se aplicó la tecnologíamás moderna del método de punto común de profundidad,fueron demasiado cortas para iluminar objetivos que seubicaran a profundidades mayores de 2,5 km, por lo tanto,en muchos casos solo una tercera parte del registro esútil, ante la pérdida de resolución en los bordes del mismopor falta de recubrimiento, o por otros efectos delprocesamiento.

Pese a los inconvenientes señalados, en los sectorescentrales de los sismogramas, por debajo de los 2 km,aparecen reflexiones similares a las que se reportan en otrossectores del cinturón plegado cubano, y que han sido asociadasal tope de los sedimentos del margen continental, [18] comoen el caso de la estructura Venegas, [19] próxima a lalocalidad homónima, y que se ubica fuera de la CuencaCentral, al oeste de la falla Zaza Tuinicú. Las flechas amarillasindican la ubicación de los reflectores de interés en losregistros sísmicos migrados en profundidad (figura 6). Cabeseñalar que en el ejemplo mostrado sobre la estructuraVenegas, los sedimentos del margen continental afloran alnorte de la línea y fuera de la extensión de esta.

Figura 6. Ubicación de los reflectores de interés en losregistros sísmicos migrados en profundidad. Imagen superior:Línea sísmica 1 315 del Sector Venegas. Imagen inferior: Líneasísmica 8p en la Cuenca Central.

CONCLUSIONESLos argumentos expresados en los párrafos anteriores,

refuerzan los criterios emitidos por geólogos y geoquímicosacerca de la existencia de los sedimentos del margencontinental en la Cuenca Central, y contribuyen a enfocar elinterés exploratorio hacia dicho sector, así como hacia losbloques de exploración ubicados al este de la falla La Trocha,en la región nororiental del territorio cubano.

La prospección sísmica también arroja resultadosfavorables para la existencia de las UTes Placetas yCamajuaní bajo el Arco Volcánico Cretácico; sin embargo,enfrenta el reto de identificar los sectores elevados de estasunidades en un medio intrínsecamente ruidoso. Aun cuandolas mejoras futuras de la prospección 2D permitieran laobtención de una relación señal-ruido óptima, quedaría sinresolver el problema de las ondas laterales, que solo puedesolucionarse con la aplicación de un levantamiento 3D. Laaplicación de este tipo de levantamiento en la Cuenca Centralincrementaría los costos de la exploración, pero disminuiríanotablemente sus riesgos ante la perspectiva de encontraryacimientos similares por su volumen al de Varadero, conuna calidad superior de los crudos, lo que representaría unaalta recompensa.



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BETANCOURT, José Luis Gemen et al. "Integración detécnicas explora-torias para evaluar el potencial petrolerodel Bloque 21". Memorias de la III Convención Cubanade Ciencias de la Tierra. La Habana, 2009. ISBN: 978-959-7139-86-6.

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14.RIFÁ HERNÁNDEZ, María Caridad; PROLBETANCOURT, José Luis Gemen. "Zonificación de lasanomalías gravitatorias para la exploración petrolera enel archipiélago cubano y sus aguas someras". Memoriasde la XXXIIII Convención Panamericana de Ingenierías.La Habana. ISBN: 978-959-247-094-1. 2012.

15. KUMAR ROY, Kalyan. Potential Theory in Applied Geo-physics. Berlin: Editorial Springer, 2008, 671pp. ISBN978-3-540-72089-8.

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19. PROL BETANCOURT, José Luis Gemen; RIFÁHERNÁNDEZ, Maria Caridad; ABALLI, Pilar, et al."Proyecto 6005, Exploración en Cuba Central y Orien-tal. Informe sobre los resultados de la interpretacióngeólogo-geofísica de las líneas migradas en profundidadantes de la suma (campaña del 2007), correspondientesal Sector Venegas del Bloque 13". La Habana, CEINPET.2008, 19 pp.

AUTORESMaría Caridad Rifá HernándezIngeniera Geofísica, Especialista I en Investigación, Innova-ción y Desarrollo, Instructora, Centro de Investigaciones delPetróleo, La Habana, Cuba

José Luis Gemen Prol BetancourtIngeniero Geofísico, Doctor en Ciencias Técnicas, Investiga-dor auxiliar, Profesor Auxiliar, Profesor Principal, Centro deInvestigaciones del Petróleo, La Habana, Cuba

Damián Febles ElejaldeIngeniero Geofísico, Doctor en Ciencias Técnicas, ProfesorTitular, Facultad de Ingeniería Civil, Instituto Superior Poli-técnico José Antonio Echeverría, Cujae, La Habana, Cuba

Manuel Fundora GrandaIngeniero Geofísico, Doctor en Ciencias Técnicas, ProfesorTitular, Facultad de Ingeniería Civil, Instituto Superior Poli-técnico José Antonio Echeverría, Cujae, La Habana, Cuba



AbstractThe Central basin of Cuba, bounded by the Zaza Tuinicú and La Trocha faults, is the site of threesmall oil fields and many showings, both at the surface and in wells. The petroleum is found mainlyin volcano-sedimentary rocks and sediments laid down during the Cuban progeny. With contrastswith petroleum on the north coast of the country in the intensely folded sediments of the continentalmargin in the Provinces of Havana, Mayabeque and Matanzas. The presence of these sedimentsbeneath the Cretaceous volcanic arc has been proposed based on geological evidence. Nevertheless,these sediments have yet to be encountered in the numerous drill holes present in the area. Thisstudy offers geophysical evidence pointing to the presence of the Placetas and Camajuaní tectonic-stratigraphic units at no great depths. The present analysis given here takes into account a geologicalinterpretation as well as both regional and local gravitational, magnetic and seismic studies; well datais also included as an integral part of the study. Finally, after presenting evidence based on seismicexploration and taking into account the limitations of this method applied to the Cuban fold belt, wepropose the use of more modern techniques to locate raised portions of the Placetas and Camajuanítectono-stratigraphic units.

Key words: potential fields, seismic survey, tectonic-stratigraphic units, cretaceous volcanic arc, con-tinental margin

Geophysical Evidence about of Continental Margin Central inthe Basin of Cuba



Gas no convencional, estado y perspectivaspara su exploración en Cuba


ResumenLos propósitos de la investigación fueron, definir los tipos de gases no convencionales (GNC) queposiblemente se encuentren en Cuba y elaborar premisas de áreas perspectivas para su exploración.Para ello se desarrolló una revisión bibliográfica en internet, debido a la ausencia de libros de texto yexperiencias en Cuba sobre el tema. Para la enunciación de las áreas perspectivas para exploraciónde GNC en Cuba se utilizaron informes sobre exploración de gas en el territorio nacional y los aspec-tos teóricos esclarecidos a través de internet. De esta forma fue posible el entendimiento de losconceptos teóricos del GNC. Además, la definición de los tipos de GNC que posiblemente se encuen-tren en Cuba, así como las áreas más perspectivas para comenzar su exploración. Estos resultadospermitieron llegar a la conclusión de que: El término de GNC se debe a las técnicas no convenciona-les para hacer rentable la explotación de gas natural en reservorios de mala calidad y no porque seaun hidrocarburo con características nuevas. Los principales tipos de GNC que se explotan actualmen-te a nivel mundial son: Tight gas, shale gas y coal bed methane. Preliminarmente, en Cuba soloexiste posibilidad de desarrollo de proyectos de tight y shale gas

Palabras clave: gas no convencional, gas de esquistos, exploración de hidrocarburos en Cuba

Orelvis Delgado López Artículo de ReflexiónCorreo electrónico:[email protected]

Osvaldo López CorzoCorreo electrónico:[email protected] de Investigaciones del Petróleo, La Habana, Cuba

Rafael Tenreyro PérezCorreo electrónico:[email protected]ón Cuba-Petróleo, La Habana, Cuba

Juan Guillermo López RiveraCorreo electrónico:[email protected] de Investigaciones del Petróleo, La Habana, Cuba


INTRODUCCIÓNLos estudios exploratorios dirigidos a la búsqueda de gas

no convencional (GNC), han tenido un notable incrementoen los últimos años a nivel mundial, debido a que constituyenuna fuente de nuevos recursos energéticos y a los altosprecios de los combustibles. La tecnología del GNC fuedesarrollada a partir de la década de los 90 en los EstadosUnidos y desde entonces ha despertado la codicia de lasprincipales compañías petroleras y de los estados con mayordependencia energética.

El GNC ya es una realidad, pero muchos países carecende la tecnología y los conocimientos para emprenderprogramas exploratorios a estos fines. Recientemente, del3 al 5 septiembre de 2012, se desarrolló en Argentina elSegundo Simposio Latinoamericano de GNC, con el fin depromover el debate, la interacción, la transferencia deconocimientos y la consolidación de su red de contactos.En Latinoamérica los pioneros en este tema son Argentina,México, Brasil, Chile, Paraguay, Bolivia y Colombia en eseorden.





Gas no convencional, estado y perspectivas para su explotación en Cuba


En Cuba, en la últimas dos décadas del siglo pasado, serealizaron proyectos de investigación con el objetivo de buscarescenarios perspectivos para la búsqueda de gasnatural. [1] En la mayoría de ellos, se estudiaron los pozosprofundos localizados al noroeste de Pinar del Río, en loscuales se habían registrado y probado existencia de gas.Las principales conclusiones a las que se arribaron en estosproyectos con respecto al potencial gasífero del noroeste dePinar del Río fueron las siguientes: Aunque existe gas enpozos ubicados al NW de Pinar del Río, las pruebas deformación y ensayos demuestran la poca extensión de losreservorios y cambios faciales bruscos, hecho que limitaríalas reservas de gas esperadas. Como conclusión general,se considera que no deben repetirse trabajos de ensayo yestimulación en ninguna de las zonas de los pozos del NWde Pinar del Río.

Por otra parte, en un único proyecto [1] se evaluó laposibilidad de existencia de gas biogénico en la cuenca delcauto. Las principales conclusiones obtenidas fueron: Losestudios rock eval, indican que los sedimentos del intervaloeoceno inferior - mioceno presentes en la cuenca del Cautono tienen el contenido suficiente de materia orgánica paraque pueda existir la generación de gas biogénico.

El GNC no tiene antecedentes ni de exploración ni deexplotación en Cuba, por lo que las técnicas exploratorias yla tecnología de producción, hasta el momento, sondesconocidas. Con frecuencia los especialistas cubanos queinvestigan sobre el tema confunden los aspectos teóricosdel ya famoso y mal llamado gas de esquistos.

Los objetivos del presente trabajo son:1. Conocer y definir correctamente los aspectos teóricos

sobre el gas no convencional.2. Definir los tipos de gases no convencionales (GNC) que

posiblemente se encuentren en Cuba.3. Elaborar premisas de áreas perspectivas para el inicio

de la exploración de GNC en Cuba.

MATERIALES Y MÉTODOSEsta investigación se desarrolló a partir de una amplia

revisión bibliográfica a través de internet, debido a que laexploración y explotación de gas no convencional (GNC) esun tema novedoso a nivel mundial, además, existe carenciade libros de texto y experiencias en Cuba sobre el tema. Deesta forma fue posible la definición correcta y el entendimientode los conceptos teóricos respecto al gas no convencional.Para la enunciación de las áreas perspectivas para laexploración de GNC en Cuba se utilizaron los informes sobrebúsqueda de gas en el territorio nacional y los aspectosteóricos esclarecidos a través de la búsqueda en internet.

RESULTADOS Y DISCUSIÓNComo es conocido, el gas natural es un hidrocarburo de

bajo peso molecular cuya composición la forman compuestosde C2 a C5. Además, contiene componentes indeseablescomo son: el ácido sulfhídrico (H2S), dióxido de carbono (CO2)y agua en fase gaseosa.

Existen diversas clasificaciones para el gas natural, sobrela base del proceso de su formación y a los compuestosque forman parte de su composición.

Gas biogénico: Se forma a poca profundidad y bajastemperaturas por la descomposición de la materia orgánicacontenida en los sedimentos debida a la acción de lasbacterias anaeróbicas (figura 1).

Figura 1. Etapas de generación de petróleo y gas en relacióncon la profundidad y la temperatura. [2]

Gas termogénico: Se forma a mayores profundidades ypor ende temperaturas en una etapa denominada catagénesisdonde ocurre el craqueo térmico de la materia orgánica(figura 1).

Gas amargo: Contenido de H2S mayor de 4 ppm por cadapie cúbico.

Gas dulce: Contenido de H2S menor de 4 ppm por cadapie cúbico.

Gas seco: Compuesto casi exclusivamente por metano.Contenido de metano (CH4) mayor de 90 %.

Gas húmedo: Contiene concentraciones significativas decomponentes de gas húmedo (etano, propano, butano) ycondensado (hidrocarburos C5+).

Gas asociado: Es aquel que coexiste con el petróleolíquido en un yacimiento. Por diferencia de densidad (másligero) se encuentra atrapado entre el petróleo y el sello.

Gas no asociado: Es aquel gas acumulado en trampasgeológicas, sin la presencia de petróleo líquido.

Recientemente ha surgido una nueva denominación oclasif icación del gas natural sobre la base de lascaracterísticas de reservorio en que se encuentra:

Gas convencional: Son aquellas acumulaciones de gasnatural que se encuentran en reservorios con altasporosidades y permeabilidades.

Orelvis Delgado López - Osvaldo López Corzo- Rafael Tenreyro Pérez - Juan Guillermo López Rivera


Gas no convencional: Se denomina gas no convencional,no porque sea un hidrocarburo con características nuevas(es sencillamente, gas natural); sino porque se encuentraen reservorios de mala calidad y para extraerlo se utilizantécnicas no convencionales.

¿Que es el gas no convencional?La definición más técnica, hasta el momento, de gas no

convencional dada por los geólogos e ingenieros, se refierea aquel gas que es acumulado de forma continua, en lutitasy capas de carbón en sí mismas, antes de que se formenacumulaciones en trampas estructurales o estratigrá-ficas. [3] En la tabla 1 se presenta una comparación entrelos yacimientos convencionales y no convencionales sobrela base de los principales parámetros que los diferencian.

Tipos de gases no convencionalesActualmente se describen cuatro tipos de gases no

convencionales. En orden de importancia son:1. Tight gas2. Shale gas3. Coal bed gas4. Hydrates gas

Tight gasEn Latinoamérica se le llama gas de arenas compactas.

Es el gas natural que se encuentra en formaciones muycompactas, con permeabilidades por debajo de 1 mD yporosidades variables, que oscilan entre 3-10 %.Generalmente se encuentran en arenas, aunque tambiénpueden asociarse a carbonatos. [4] Así mismo se definecomo el gas contenido en reservorios muy compactos ycementados que entorpecen el flujo del gas. [8] Esto significaque aunque se conozca a priori de la existencia de grandesvolúmenes de gas en un área, este no fluye fácilmente hacialos pozos perforados de forma económicamente rentable.La calidad del tight gas es similar a la del gas convencional,pero no así la calidad del reservorio donde se encuentra.

Shale gasEn Latinoamérica se le llama, indistintamente, gas de

esquistos o de lutitas y se define como el gas naturalatrapado en los poros de formaciones arcillosas, comúnmenteesquistosas, las que a su vez lo han generado(roca madre). [4] Según este concepto, el famoso y malllamado gas de esquistos no es otra cosa que el gas residualgenerado y no expulsado por una roca madre. Por lo tanto,el término de gas de esquisto no es otra cosa que una malatraducción al español del termino shale que significa lutita; osea, en todo caso la traducción correcta sería gas de lutitascomo se le llama en varios países hispanoparlantes. A criteriode los autores, el nombre correcto para este tipo de gas noconvencional sería source rock gas, cuya traducción alespañol sería gas en roca madre. El shale gas estácompuesto de gas libre (en los poros y fracturas) y gasadsorbido (en la materia orgánica y matriz mineral). Por laimportancia económica que ha tomado el shale gas en losúltimos años, se ha definido como un sistema que contienela roca madre y el reservorio a la vez; en algunos casospuede incluir el sello. Este sistema puede ser parte de unsistema petrolero con acumulaciones convencionales y noconvencionales. [5] Ver figura 2.

Coal bed methane (CBM)En español, metano en capas de carbón. Según Correa-

Gutiérrez [4] es un gas natural, esencialmente metano,generado y atrapado en capas de carbón. La formación deestas acumulaciones [6] ocurre durante las etapas tempranasde la formación del carbón, cuando se genera metanobiogénico por la acción de las bacterias a bajas temperatura(50º C), poca profundidad y bajas presiones.

Hydrates gasLos hidratos son una combinación especial de dos

sustancias comunes, agua y gas natural. Si estas se unenbajo condiciones de alta presión y bajas temperaturas, laasociación se formará en estado sólido (hielo). Un vasto

Tabla 1Comparación entre yacimientos de gas convencional y no convencional

ParámetrosYacimientos

Convencionales No convencionales

Mecanismo de acumulaciónde los fluidos

Entrampados, en cualquierdisposición geométrica de rocas(trampa) que permita acumulacionesde gas en su superficie

Gas adsorbido en la estructura de laroca y la materia orgánica; gas libreen los poros y fracturas

Calidad del reservorio De aceptables a buenas (altaporosidad y permeabilidad)

Malas (baja porosidad ypermeabilidad)

Desarrollo del yacimiento Fácil desarrollo, perforación depozos de desarrollo

Pozos horizontales y multicaños.Trabajos de fracturación yestimulación

Condiciones de flujo

Favorables. Generalmente en losinicios de explotación loshidrocarburos fluyen solo por lapresión del yacimiento (pozossurgentes)

Desfavorables. Hay que fracturar laroca y extraer importantesvolúmenes de agua para que selibere el gas



volumen de sedimentos en el fondo de los océanos y lasregiones árticas son proclives a la formación de hidratos. Seconsidera que los depósitos marinos en offshore de las costasdel Caribe y Pacífico serán en el futuro los que tendrían mayordesarrollo e interés económico para ser explorados. [6] Porel momento los expertos la descartan por sus altos costos.

Métodos de exploración y explotación del gas noconvencional

Para la exploración del gas no convencional (GNC) ha sidodesarrollado un flujo de trabajo, [7] que incluye el estudio delas rocas, registros de pozos y sísmica. El mismo incluyeanálisis geológicos, geof ísicos, geoquímicos ygeomecánicos (figura 3).

Según Slatt, [7] cualquier estudio de gas no convencional(GNC) debe comenzar a partir de las rocas, preferiblementeutilizando núcleos, pero en ausencia de estos se puedenusar cuttings y afloramientos. Las técnicas para caracterizarlas rocas (figura 3), tienen por objetivo describir la estructura,textura y estilos de estratificación. Además, determinar elpotencial de roca madre en el caso del shale gas.Imprescindible en la caracterización de las muestras de rocaspara la exploración de GNC son los estudios geomecánicos.Mediante la geomecánica se determinan dos propiedadesdecisivas que afectan la estabil idad del pozo y elfracturamiento hidráulico: el modulo de Young y la relaciónde Poisson.

El segundo objeto de estudio para la exploración del GNC(figura 3) son los registros de pozo. Lo primero escorrelacionar los registros con las características de losnúcleos determinadas en el paso anterior, para lo cual esmuy importante precisar la correlación de profundidad núcleos-registros de pozo. [7] Dada la efectividad del registro gammaray, [7] esa es la primera herramienta para identificar laslitofacies y sus rasgos en los pozos sin núcleos. Pararelacionar las propiedades geomecánicas de las rocas conlas respuestas de los registros de pozos se utilizan losregistros de porosidad (neutrón y densidad), espectroscopia,resonancia magnética, FMI (imagen de la formación del pozo)y sónico.

Fig. 2. Distribución esquemática de las acumulacionesde gas natural (convencional y no convencional) . Tomado dehttp://www.offshore-echnology.com/features/feature97304/feature97304-1.html.

En la figura 2 se muestra un esquema con la distribuciónde las acumulaciones de gas convencional y no convencional.Nótese que mientras el gas convencional se acumula (unidoal petróleo o solo) en trampas de tipos estructurales yestratigráficas, el gas no convencional se acumula de formaaleatoria. Solo los denominados shale gas y coal bed gasse acumulan en la propia roca madre y su localización, enteoría, es menos compleja.

Fig. 3. Flujo de trabajo para el estudio del gas de lutita. [7]

http://www.offshore-echnology.com/features/feature97304/



El tercer objeto de estudio para la exploración del GNC,son los estudios sísmicos, preferentemente sísmica 3D. [7]El principal objetivo de la sísmica, al igual que en laexploración petrolera tradicional, es determinar los principalesrasgos estratigráficos y estructurales que pueden serlimitantes en la producción de gas. [8] El análisis de atributossísmicos (principalmente coherencia y curvatura) es muyimportante en la exploración de GNC pues proporciona valiosainformación sobre discontinuidades, fallas, fracturas,carsismo y sus efectos en las rocas gasíferas. [8] Losresultados de la interpretación de los mapas de atributossísmicos permiten visualizar la variación de las propiedadescomposicional, petrofísica y geomecánicas de las litofaciesque implican que algunas sean más favorables para laperforación horizontal que otras. Según Baruch [8] lo ideales confeccionar mapas individuales por litofacies, aspectobien difícil pues esto va a depender de la resolución de lasísmica. En este sentido se utilizan, para ayudar a la sísmica,la correlación con el registro gamma-ray (litofacies) en lospozos sin núcleos.

El último paso de la exploración de gas no convencional(figura 3), es la integración de los datos. El principal objetivode esta etapa es construir un modelo 3D del área de interés.Una vez construido el modelo estructural se le incorporanlas propiedades petrofísicas y geoquímicas de las litofaciescon el propósito de seleccionar los intervalos más favorablespara la perforación horizontal.

Como es conocido la perforación exploratoria es la últimaetapa del proceso de exploración petrolera. El aspecto másnovedoso de la perforación para el GNC, y común para todoslos tipos de GNC que se explotan actualmente, lo es sindudas la fracturación hidráulica a presión. Esta técnicaconsiste en inyectar agua a presión con aproximadamente1 a 2 % de productos químicos para mejorar sus propiedadesreológicas y una pequeña cantidad de sólidos (arenamayormente) que queda en los intersticios de las rocas,manteniendo una vez reducida la presión, la apertura entrelas rocas, permitiendo así el flujo del gas. [9]

Países pioneros en el tema del gas no convencionalEn la figura 4 se muestra el pronóstico realizado por la

compañía Wood Mackenzie, [10] del impacto potencial delGNC a nivel mundial para los próximos 20 años. En la mismase aprecia que solo América del Norte y Australia tienendesarrollado el tema en la actualidad y que para los próximos5 años (hasta 2016) solo se estima progreso en América delNorte, específicamente en Canadá pues Estados Unidosestá a la vanguardia del GNC. Según este estimado Chinasería la próxima región en desarrollar la exploración yexplotación de GNC, lo cual solo será posible de 5 a 10años. Europa y parte de Asia se estima que lo hagan a partirdel 2020; mientras que para los países del tercer mundo,según Wood Mackenzie, no existe proyección.

El pronóstico realizado por la compañía Wood Mackenzie,también tiene un cálculo cuantitativo de las posibles reservasde gas no convencional a nivel mundial. Según estasestimaciones, la región de Norteamérica sería la que másgas no convencional tendría con 108,7 Tm3 (tera metroscúbicos = billón de metros cúbicos). Asia, con China a lacabeza, sería la segunda región con casi 100 Tm3. En tercerlugar está la zona de Oceanía con grandes proyectos enAustralia y 74,3 Tm3. Oriente Medio y Norte de África leseguirían de cerca con 72,1 Tm3. Tras ellas estaríaLatinoamérica (con 65 Tm3). Europa sería la zona con menosproyección, con solo 33 Tm3. Sobre la base de estas cifras,América del Norte tendría el 24 % de las reservas de gas noconvencional conocidas hasta la fecha a nivel mundial y Asiaun 22 %; unidas representan casi la mitad de las reservasmundiales.

A pesar de que la compañía Wood Mackenzie no tiene unpronóstico definido para América Latina (figura 4), sobre labase de lo planteado en el Primer Simposio Latinoamericanode GNC, desarrollado en Argentina en el año 2011, [11] puedeplantearse que hasta hace poco tiempo, este era un temadesconocido para la mayoría de los países. Sin embargo,con los recientes informes acerca del potencial de reservasen Argentina, México, Brasil, Chile, Paraguay, Bolivia yColombia, [12] así como el éxito de varias perforacionespiloto, la región comenzó a ser blanco de importantesinversiones nacionales y extranjeras.

Premisas de áreas perspectivas para búsqueda degas no convencional en Cuba

En la figura 5 se muestran las manifestaciones de gasconocidas en Cuba. En principio todas ellas (desde lasmayores, hasta las más pequeñas) indican la existencia derocas madre que alcanzaron condiciones favorables para lageneración de gas. Estas rocas madre en las zonas de cocinavan a estar saturadas de gas no expulsado (shale gas). Enel caso del gas de origen biogénico serían rocas madre con

Fig. 4. Impacto potencial del GNC a nivel mundial. [10]



alto contenido de materia orgánica en etapa de diagénesis(figura 1); mientras que el gas de origen termogénico seríarocas madre en etapa de maduración tardía osobremaduración. Existen evidencias de que el gasexpulsado por las rocas madre ha alcanzado reservorios debaja calidad (tight gas) como las ofiolitas y volcánicos(figura 5). Sobre la base de los expuesto anteriormente, y laausencia de capas de carbón en la columna geológicacubana, puede plantearse que en Cuba solo debe existirgas no convencional del tipo gas en reservorios compactos(tight gas) y gas en lutitas (shale gas). Igualmente no setienen, por el momento, datos o información fidedigna sobrela presencia de hidratos de gas en los mares que rodean aCuba.

Áreas perspectivas para exploración de gas enreservorios compactos (tight gas)

En la figura 6 se muestra una sección ideal de Cuba. Ensu mitad norte se encuentran los sedimentos del margencontinental norteamericano plegados y dislocados.Laprofundidad total de la sección sedimentaria se desconocecon exactitud pero se estima en el orden de 8-10 km. Estoquiere decir que a profundidades de más de 6 km toda lamitad norte del país presenta rocas madre maduras osobremaduras (asociadas a los sedimentos del margencontinental de aguas profundas y el sinrift) y reservorios debaja calidad. Estos son los dos elementos fundamentalespara la existencia de un escenario de gas en reservorioscompactos. Sin embargo, no se tiene referencias deproyectos de gas no convencional a grandes profundidades.Además de la dificultad de las grandes profundidades existeel inconveniente de la baja resolución de la sísmica.

A continuación se expone el conocimiento histórico decasos de gas en reservorios de baja calidad en distintaszonas de la mitad norte del país (figura 5).

Noroeste de Pinar del RioEn esta zona se conoce que varios de los pozos perforados

en la década del 80 del siglo pasado descubrieron laexistencia de gas (figura 5). Hasta el momento, los datosindican que el gas de Pinar del Rio no clasifica dentro de loque comúnmente se explota con la tecnología actual comogas de reservorios compactos. La industria ha asimiladoreservorios con porosidades siempre por encima del 5 %(más frecuentemente 7-10 %) aunque las permeabilidadessean peores que las presentes en las rocas de Pinar del Rio(figura 7). Es la porosidad la que al final garantiza que luegode mejorar artificialmente la permeabilidad se pueda producirlos hidrocarburos de forma sostenida en el tiempo.

Cuenca CentralOtra área con manifestaciones y producción de gas en

reservorios de mala calidad es la denominada Cuenca Central.La misma se localiza en la provincia de Ciego de Ávila(figura 5) y desde mediados del siglo pasado se explotapetróleo y gas en rocas volcánicas; reservorios que sobre labase de su mala calidad pudiesen considerarse noconvencionales. Es importante señalar que en el yacimientoPina existe la experiencia de la aplicación de la fracturaciónhidráulica con arena como método de incremento de laproducción, lográndose buenos resultados.

Costa norte de Cuba CentralEn esta zona del país, se exploran los denominados

play presal. Se trata de localizar y perforar los sedimentosdel sinrift yacentes debajo de los sedimentos deplataforma y los trabajos se realizan en el Bloque L(figura 5). En este tipo de escenarios geológicos la únicaroca madre posible son los sedimentos del sinrift; rocasmadre potenciales para la generación de gas pues tienenkerógeno de tipo III [1, 14].

Fig. 5. Manifestaciones de gas en Cuba, sobre una base geológica simple. Nótese que desde oriente hasta occidente existenmanifestaciones tanto en pozos como en superficie.



Áreas con gas no convencional en ofiolitasDe forma aislada existen otras áreas donde se conoce de

la existencia de gas natural en reservorios no convencionales,en este caso ofiolitas (marcados con una línea roja en lafigura 5). El mejor ejemplo es la zona de Motembo en elextremo noroeste de la provincia de Villa Clara. Allí sedescubrió en 1881 el yacimiento Minas de Motembo queprodujo nafta de 56-62º API y gas. En la actualidad se extraenpequeños volúmenes de gas que se emplean por lospobladores para uso doméstico . Otra localidad con gas enofiolitas es Las Minas, ubicada 3 km al oeste de la ciudadde Santa Clara (provincia de Villa Clara) (figura 5). Allí, variosnúcleos familiares y el consultorio del médico de la familia,utilizan el gas como combustible doméstico. También en elrío Palmas, ubicado a unos 25 km al este de la ciudad deSanta Clara (figura 5), existe una manifestación gaseosa,en varias pocetas del río. Por último, en el oriente cubano,

6 km al sur del poblado de Banes (provincia de Holguín)(figura 5) se conoce una manifestación de gas en el patio delcentral azucarero Nicaragua.

Formación Vega AltaLa formación Vega Alta ha sido encontrada en todos los

yacimientos de la Franja Norte de Crudos Pesados yconstituye el sello regional para todos los mantos de la UTEPlacetas, por presentar baja porosidad y permeabilidad. Estaformación geológica, con frecuencia, se manifiestaactivamente durante la perforación provocando la irrupciónde gas en el lodo. En el yacimiento Boca de Jaruco 4 pozos,ubicados indistintamente en la parte oriental (BJ 198), central(BJ 190, 296 y 107) y occidental (BJ 50) del yacimiento, hanproducido gas en la formación Vega Alta a profundidadesque oscilan entre 1 200 y 1 800 m. Los porcentajes de metanoinferiores a 99,5 % y los de hidrocarburos pesados (C2+)superiores al 5 % indican que son gases húmedos generadosdurante la catagénesis de la materia orgánica (figura 1). Laformación Vega Alta está siendo investigada en varios pozosdel yacimiento Puerto Escondido y existe un programa paradefinir su verdadero potencial de producción de gas. Laprincipal dificultad para desarrollar un proyecto de gas noconvencional es la pobre definición de su morfología en elsubsuelo por parte de los datos sísmicos.

Resumen del potencial de gas en reservorioscompactos (tight gas)

- La información histórica apoya la posible existencia deescenarios de gas en reservorios compactos en la mitadnorte de Cuba. Las manifestaciones documentadas se tratande gas termogénico generado a grandes profundidades quemigró con posterioridad a reservorios de baja calidad.

- En el caso de la formación Vega Alta la principal dificultadpara desarrollar un proyecto de gas no convencional es lapobre definición de su morfología en el subsuelo por parte delos datos sísmicos.

Fig. 7. Comparación de porosidades y permeabilidades encampos de tight gas (EUA) e intervalo ensayado en el pozoLos Arroyos 1, que arrojó más de 1 millón de m3/día.

Fig. 6. Sección geológica ideal de Cuba. [13]



- En el caso especifico de Pinar del Rio con rocastérmicamente maduras, compactas, de baja porosidad ypermeabilidad. Aquí la migración pudiera provenir de la mismaroca. La mayor dificultad reside en la baja calidad de lainformación sísmica, como ocurre en la mayor parte de loscinturones plegados y cabalgados del mundo.

- Con relación a los reservorios compactos relacionadoscon la base de las cuencas terciarias de Cuba se trataprincipalmente de rocas volcánicas y ofiolitas a los cualesha llegado el gas en forma de migración secundaria oterciaria. La dificultad aquí reside en que no hay ningúnmétodo que permita pronosticar la presencia de gas o petróleoen estas secuencias.

- Ninguno de los casos conocidos y descritos conanterioridad cumplen con las premisas conocidas del gasen reservorios compactos (tight gas), que ha sidodesarrollados en el mundo (figura 7).

Áreas perspectivas para gas en lutitas (shale gas)Ante todo debe recordarse que el shale gas no es más

que el gas residual generado y no expulsado por una rocamadre. Por lo tanto, el punto de partida para elaborar laspremisas sobre las áreas perspectivas en Cuba sería localizarcuencas con grandes espesores de sedimentos jóvenes parala posible generación de gas biogénico [6] y áreas con elevadonivel de maduración termal para la generación de gastermogénico.

Áreas perspectivas para shale gas de origen biogénicoEs conveniente destacar que en Cuba se conoce de la

posibilidad de generación de gas biogénico a partir de losresultados de 3 muestras de gas del pozo MartínMesa 11 con contenidos de metano (CH4) superiores a99,5 %, (99,48; 99,5 y 99,7 % respectivamente) indicandoposible origen biogénico. Sin embargo, las áreas másperspectivas para la generación de este tipo de gas en Cubaserían las denominadas cuencas del sur (Los Palacios,Vegas, Mercedes, Ana María y Cauto, figura 6) donde existeun gran espesor de sedimentos jóvenes (terciarios, figura 6).

En muchas de estas cuencas se conocen manifestacionesde gas tanto en pozos como superficiales (figura 5); indicandola existencia de rocas madre que generaron gas y que estánsaturadas del gas no expulsado. Premisas imprescindiblespara la exploración de shale gas.

Áreas perspectivas para shale gas de origentermogénico

Ante todo debe señalarse que, en la mitad norte de Cubala tectónica de cabalgamientos provoca que los sedimentosdel jurásico superior al cretácico medio actúen como rocasmadre y reservorios a la vez (figura 8). Como reservorios secomportan en la zona frontal de los mantos plegados ycabalgados, donde forman trampas estructurales. Comorocas madre actúan en la profundidad donde alcanzan latemperatura adecuada para la generación (tabla 2).

De existir acumulaciones de shale gas en la mitad nortede Cuba, estarían dentro de las rocas madre a profundidadesdonde estas hayan alcanzado la ventana de generación degas (figura 8). La ventana de generación de gas se encuentraa profundidades que oscilan entre 4 620 y 6 635 m en laFranja Norte de Crudos Pesados (tabla 2). Además de ladificultad de las grandes profundidades a que estarían lasposibles acumulaciones de gas de lutita (shale gas) de origentermogénico en Cuba, existe el inconveniente de la bajaresolución de la sísmica para identificar las zonas de rocasmadre en ventana de generación producto de la tectónicade cabalgamientos.Resumen del potencial de gas de lutitas

- En las provincias del norte, las posibles acumulacionesde gas de lutitas estarían dentro de las rocas madre aprofundidades donde estas hayan alcanzado la ventana degeneración de gas. Pero además de la dificultad de lasgrandes profundidades, existe el inconveniente de la bajaresolución de la sísmica para identificar las zonas de rocasmadre en ventana de gas.

Fig. 8. Esquema geólogo-petrolero del área Cantel- Cupey [13]). Aquí se muestra cómo la tectónica de cabalgamientosprovoca que los sedimentos del margen continental (J3-K

12) actúen como rocas madre y reservorios a la vez, y posible

zona de shale gas.



- En las cuencas del sur existe un potencial sin aclarar. Sibien la información sísmica en estas zonas por lo general esde buena calidad, lo cual es la condición sin la que no sepuede emprender programas de perforación horizontal dirigida.Aquí la mayor dificultad reside en la pobre definición desecuencias con alto contenido de materia orgánica. Hastael momento no hay datos que confirmen o nieguen laexistencia de niveles de roca madre.

CONCLUSIONES1. El término de gas no convencional se debe a las técnicas

no convencionales para hacer rentable la explotación de gasnatural en reservorios de mala calidad, y no porque sea unhidrocarburo con características nuevas.

2. Los principales tipos de gases no convencionales quese explotan actualmente son: Tight gas (gas de reservorioscompactos), shale gas (gas de lutitas, específicamente gasde roca madre); coal bed methane (metano en capas decarbón).

3. La principal tecnología que hace posible la explotacióndel gas no convencional es la fracturación hidráulica a presióncon arena (hydrofracking); combinado, en la mayoría de loscampos productores del mundo, con la perforación de pozoshorizontales y multicaños.

4. Estados Unidos es el pionero en la exploración yexplotación del GNC pero esta tecnología y sus elementosfundamentales se están extendiendo con gran rapidez por elmundo.

5. Preliminarmente, en Cuba solo existe posibilidad dedesarrollo de proyectos de tigth y shale gas.

6. Las áreas perspectivas para la búsqueda de tight gasson los reservorios de baja calidad del margen continental(mitad norte de Cuba) así como los volcánicos y ofiolitas.

7. Las áreas potenciales para la producción de shale gasson: en la provincia norte rocas madre que hayan alcanzadola ventana de generación de gas (gas termogénico) y nivelescon alto contenido de materia orgánica en las cuencas delsur (gas biogénico).

8. En Cuba, la de más fácil determinación y delimitaciónson los escenarios de shale gas por el conocimiento de lageoquímica y las posibilidades de contar con una sísmicade alta calidad en los sedimentos terciarios de las cuencasdel sur.

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Tabla 2Profundidades de generación de hidrocarburos en la Franja Norte de Crudos Pesados;calculadas a partir de datos de gradientes geotérmicos reportados por Cermak. [15]

PozoTipo de

medición yprof. máxima

Gradientegeotérmico

(°C / km)

Prof. ventanade petróleo

(110°C)metros

Prof. picoventanapetróleo(135°C)metros

Prof. ventanade gas(165°C )metros

Vía B lanca HAT, < 500 22,10 3 846 4 977 6 335

B. Jaruco HAT, < 500 22,20 3 829 4 955 6 306

Yumurí HAT, < 500 23,10 3 680 4 762 6 061

C amarioca HAT, < 500 30,30 2 805 3 630 4 620

Varadero HAT, < 500 26,60 3 195 4 135 5 263

Guásimas HAT, < 500 24,80 3 427 4 435 5 645

C upey 1X HAT, < 500 21,10 4 028 5 213 6 635

HAT- High accuracy temperature from standard logs

http://www.pe.wvu.edu/Publi-



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AUTORESOrelvis Delgado LópezIngeniero Geólogo, Máster en Geofísica Aplicada, InvestigadorAgregado, Centro de Investigaciones del Petróleo, La Habana,Cuba

Osvaldo López CorzoIngeniero Geólogo, Máster en Geofísica Aplicada, Centro deInvestigaciones del Petróleo, La Habana, Cuba

Rafael Tenreyro PérezIngeniero Geofísico, Doctor en Ciencias GeológicasMineralógicas, Unión Cuba-Petróleo, Dirección deExploración-Producción, La Habana, Cuba

Juan Guillermo López RiveraIngeniero en Geología del Petróleo y Gas, Doctor en CienciasGeológicas, Centro de Investigaciones del Petróleo,La Habana, Cuba

http://shale-consortium.com/docs/

http://www.petroleum-economist.com/Article/

http://gasnoconvencional.com/progra-macion.shtml



Abstract

The purposes of this paper, is to define the unconventional gas types that can be found in Cuba andelaborate premises of perspectives areas for its exploration in Cuba. For this reason, a bibliographicrevision was done over the internet, because of the absent of textbooks and experiences of this topicin Cuba. For the enunciation of perspectives areas for unconventional gas exploration in Cuba, bothgas exploration reports in national territory and theoretical aspects elucidated over the internet wereused. Through this method of research it was possible to understand the theoretical aspect ofunconventional gas, the definition of the unconventional gas types that can be present in Cuba andthe most perspectives areas in order to begin its exploration. From these results it is possible toconclude that: The term unconventional gas is used because of the unconventional technical used formake the production of natural gas profitable from low quality reservoirs, and not because it is ahydrocarbon with different characteristics. The main unconventional gas types, which are beingdeveloped nowadays worldwide, are: Tight gas, shale gas y coal bed methane. Preliminarily, in Cubaonly exist conditions for tight and shale gas development.

Key words: unconventional gas, shale gas, hydrocarbons exploration in Cuba

Unconventional Gas, Status and Perspectives for ItsExploration in Cuba



Obtención de la anisotropíaen el procesamiento de datos sísmicos


ResumenEn el procesamiento convencional de datos sísmicos (procesamiento de solo un tipo de onda P o S),para la obtención de imágenes con fines de exploración de hidrocarburos, se asume un modelo de latierra isotrópico. Estudios recientes han demostrado que en zonas con evidencias de anisotropía, elproceso convencional de migración en tiempo produce imágenes con resolución pobre o localizaciónlateral errónea de eventos estructurales con grandes inclinaciones, debido a variaciones en las propie-dades elásticas según la dirección de propagación de las ondas sísmicas. En la actualidad, estetema debe tomarse en cuenta, debido al uso cada vez mayor de grandes alejamientos, es decir,grandes distancias fuente-receptor (alejamiento) en las adquisiciones sísmicas, por lo que es unobjetivo compensar estos efectos negativos y así obtener una mejora en la imagen sísmica. Paraobtener la anisotropía se partió de una secuencia de procesamiento de alta densidad que tiene encuenta las características del medio, donde los datos pueden ser analizados muestra a muestra entodo el volumen. Como resultado final se tiene la comparación entre las sumas migradas en tiempo,con la aplicación de la corrección cinemática estándar (Normal Moveout o NMO, por sus siglas eninglés) y la otra, con la aplicación de los valores de anisotropía obtenidos, permitiendo una mejora enla continuidad de los reflectores en la imagen sísmica, y a su vez una interpretación más confiable,con la consecuente disminución de la incertidumbre y los riesgos en la exploración petrolera.

Palabras clave: anisotropía efectiva, anelipticidad, migración en tiempo, imagen sísmica, procesa-miento de datos símicos

Edenia de la Caridad Camejo Cordero Artículo OriginalCorreo electrónico:[email protected] de Investigaciones del Petróleo, La Habana, Cuba


INTRODUCCIÓNLa anisotropía constituye una de las propiedades

fundamentales del subsuelo, definiéndose como la variaciónde las propiedades físicas de un material con respecto a ladirección en la que se mide. [1] Existen diversos tipos deanisotropía, como la isotropía transversal con el eje desimetría vertical (VTI por sus siglas en inglés), la isotropíatransversal con el eje de simetría horizontal (HTI por sussiglas en inglés), anisotropía débil o anisotropía de Thomseny la anisotropía elíptica, entre otras, siendo la más común laVTI, que es la utilizada por la autora por ser esta la base delmétodo. La misma se amplía en medios estratificadoshorizontalmente.

Estudios recientes han demostrado que en zonas conevidencias de anisotropía, el proceso convencional de

migración en tiempo produce imágenes con una resoluciónpobre o una localización lateral errónea de eventosestructurales con fuerte incl inación, así como latransformación tiempo-profundidad errónea. Por lo tanto, esimportante determinar parámetros de anisotropía quepermitan compensar sus efectos. [2] En el proceso de datosconocidos como corrección cinemática (NMO, por sus siglasen inglés), las reflexiones tienen tiempos de arribo que seaproximan a una hipérbola en gráficas de tiempo contradistancia fuente-receptor o alejamiento. A medida que elalejamiento aumenta, la curva de reflexión o moveout sedesvía de una hipérbola debido a efectos como laestratificación, la heterogeneidad lateral en el medio y lapresencia de anisotropía.


Obtención de la anisotropía en el procesamiento de datos sísmicos


En la actualidad se deben tomar en cuenta los criteriosanteriores, debido al uso cada vez mayor de grandesalejamientos, es decir, grandes distancias fuente-receptor(alejamiento) en las adquisiciones sísmicas, por lo que esun objetivo compensar estos efectos negativos y así obteneruna mejora en la imagen sísmica.

Existe un número de procedimientos para la incorporaciónanisotrópica en el procesamiento sísmico en tiempo. Parael procesamiento en tiempo VTI son requeridos dosparámetros: el parámetro de la anelipticidad (Eta) y lavelocidad NMO (Vnmo). Si el máximo alejamiento esrelativamente grande en relación con la profundidad delreflector y el dato tiene una alta relativa relación señal-ruido,es posible estimar el valor de que puede ser usado comoun indicador de anisotropía y/o la heterogeneidad verticalasociada a la no hiperbolicidad de los eventos. Los métodospara incorporar anisotropía en los análisis de velocidad,incluyen:

Corrección cinemática (NMO, por sus siglas en inglés)que usa el método de la hipérbola desplazada.

Un análisis NMO de tendido (alejamiento corto paradeterminar la Vnmo, seguido por otro de tendido largo paraestimar ).

• Estimación de los parámetros de anisotropía usando lostiempos desplazados en función del alejamiento de loseventos inclinados.

• Una búsqueda de semblanza 2D sobre la velocidadhorizontal Vh (la cual depende del parámetro ) y Vnmo.

Para estimar el parámetro se requieren alejamientos odistancias fuente-receptor en los datos comparables omayores a las profundidades de los reflectores de interés.La estimación de se incorpora junto con Vnmo a los procesosde corrección de NMO, corrección que tiene en cuenta lainclinación de los reflectores (Dip move out o DMO, por sussiglas en inglés) y a la migración en tiempo. El parámetro se usa como un indicador de anisotropía y/o heterogeneidadvertical del medio en cuestión. [2]

MATERIALES Y MÉTODOSLos datos sísmicos marinos utilizados en este trabajo

provienen de un levantamiento 2D convencional adquirido porSCAN Geophysical para Petronas Carigali en el año 2007,en la región noroccidental de Cuba, correspondiente aldominio tectonoestratigráfico Pinar del Río. Como fuente deexcitación se utilizaron cañones de aire a una profundidadde 6 m con cable de arrastre a una profundidad de 7 m, unintervalo entre fuentes de 25 m y entre receptores de12,5 metros, con un alejamiento mínimo de 157 m y máximode 8 000 m, con un total de 640 canales, para un recubrimientode 16 000 %. En la figura 1, el círculo enmarca el área deestudio.

Para la obtención de la anisotropía en el procesamientode datos sísmicos 2D, se aplicó una metodología deselección automática de alta densidad (HDPIC, por sus siglasen inglés) dentro de la secuencia de procesamiento, dondese usaron datos reales en la región noroccidental de Pinardel Río. Esta método es usado también en datos terrestres

donde no existen grandes alejamientos ni variacioneslaterales de velocidad, pero sí realiza una buena selecciónde velocidades, mejorando los resultados de la imagensísmica. [3]

El método de selección automática de velocidad de altadensidad (HDPIC, por sus siglas en inglés) es usado paragenerar densos volúmenes de velocidad y parámetroscinemáticos (moveout.) de anelipticidad. Está basado en unaaproximación original de la ecuación cinemática de lahipérbola anelíptica desplazada. Ambos parámetros develocidad y anelipticidad son estimados usando los datosde cobertura completa. La búsqueda de los dos parámetrosinternos no correlacionados, generan paneles biespectralespara cualquier nivel de tiempo. El muestreo de estosparámetros está relacionado directamente con la sensibilidadde la corrección cinemática o normal moveout.

Por razones prácticas, el método de selección automáticade alta densidad saca los parámetros no correlacionadosdtn y o , para ayudar a la interpolación y el filtrado de losparámetros cinemáticos.

Los parámetros de salida de este método son:• El DN: dtn depende de la velocidad, , o y está

relacionado con el valor máximo de alejamiento.• El TO: o depende de la anelipticidad , siendo o el

tiempo de alejamiento cero donde el move out es hiperbólico,(figura 2).

• Semblanza (0-100).

Fig. 1. Mapa de ubicación del área de estudio.

Fig. 2. Desplazamiento anelíptico de la curva de reflexión,relación entre los parámetros dtn, o y el alejamiento. [4,5]


Revista Cubana de Ingeniería . Vol. III, No. 3, septiembre - diciembre, 2012, pp.41 - 45, ISSN 2223 -1781 43

El software Geocluster posee entre sus programas laposibilidad de aplicar correcciones cinemáticas teniendo encuenta la velocidad y la anelipticidad, por medio de unaparametrización de la hipérbola desplazada que tiene encuenta la velocidad del medio y la anisotropía efectiva. Parala ejecución del proceso de cálculo de anisotropía por estatécnica se cuenta con una secuencia de procesos dentrodel software de procesamiento utilizado [4] que son:

• Selección biespectral automática de alta densidad develocidad y anelipticidad

• Remuestreo e interpolación de los campos DN y TO.• Filtrado geoestadístico para la eliminación de valores

anómalos o espurios.• Conversión de las entradas DN y TO en trazas de

velocidad y anelipticidad.• Ejecución de las correcciones cinemáticas de alta

densidad usando las trazas de entrada VI y AN del medio.

DISCUSIÓNEl dato sísmico se procesó según una secuencia estándar

con migración antes de la suma en tiempo. La metodologíade selección automática de alta densidad (HDPIC), en laque se use una opción u otra, está determinada por la calidaddel dato sísmico y lo que se quiera obtener en un áreaespecífica.

El uso de este método se ha enfocado fundamentalmentepara la salida de los sismogramas migrados, no obstante,se puede utilizar en etapas tempranas del procesamientoque utiliza la migración de Gapsi. [5] Este método realizauna migración espacial, donde los eventos inclinados sonmovidos para grandes alejamiento dentro del sismograma yelimina los lazos o difracciones que puedan atentar contrala calidad de los resultados.

Para comenzar una secuencia de HDPIC, si se realiza enetapas tempranas del procesamiento es necesario hacerleun preacondicionamiento al dato, con el objetivo de eliminarruidos y que exista una mejor coherencia, para que losresultados de la selección por HDPIC sean óptimos. En estecaso no fue necesario, ya que se hizo en etapas finales delprocesamiento a partir de los sismogramas migrados; aquíel dato está ordenado en sismogramas por punto mediocomún (CMP) y tiene en las salidas trazas de DN y TO,suma de control y sismogramas corregidos. [6] Estasecuencia de comandos, no solo es usada para datosmarinos, también se emplea en datos terrestres donde noexisten grandes alejamientos, realizando una buenaselección de velocidades, lo cual mejora así los resultadosde la imagen sísmica.

La secuencia de cálculo de la anisotropía fue lasiguiente:

Este método es parte de una secuencia de procesamientode alta densidad, en los cuales los parámetros nohiperbólicos son calculados y procesados traza a traza. Loscampos DN y TO son interpolados y filtrados en dos flujospor separados.

• Obtención de DN, TO y SkeletonA partir de los sismogramas migrados se ejecuta este

método, que produce campos DN y TO los cuales no estáncompletos; las selecciones se encuentran organizadas porpatrones en esqueleto de horizontes (Skeleton, máximosde semblanzas que se corresponden con los valores de loscampos de DN y TO para cada tiempo). Posteriormente lasselecciones pudieran ser interpoladas para obtener un patrónde selección denso, donde se muestra la efectiva continuidadlateral de las selecciones. (figura 3)

• Remuestreo e interpolaciónEn la figura 4 se muestra el resultado del remuestreo y de

la interpolación de los campos DN y TO, donde se rellenanaquellos espacios que no fueron seleccionados en el pasoanterior. Esta operación no modifica la selección de losvalores originales y mejora la coherencia de la información.

Fig. 3. Máximo de semblanzas correspondientes a los valorescalculados de DN y TO (Skeleton).

Fig. 4. Resultado de la aplicación HDBOX FILL, donde se muestranlos campos interpolados DN (izquierda) y TO (derecha).

• Filtrado geoestadísticoPosteriormente se realizó un filtrado geoestadístico a ambos

campos DN y TO, donde se ilustra una distribución espacialde las componentes de baja frecuencia, en este paso secontrolan las altas frecuencias y se extraen del dato las bajasfrecuencias. Ese remanente se filtra y se suma a la tendenciadel campo y a la filtrada en términos de la residual, con elobjetivo de remover los valores anómalos o espurios,obteniéndose un campo suavizado (figura 5). Cuando se quierenobtener campos de velocidades suavizados para la migraciónse utiliza la tendencia del campo.

Obtención de la anisotropía en el procesamiento de datos sísmicos


• Conversión de las entradas DN y TO en trazas develocidad y anelipticidad

A continuación se aplicó la conversión de las seleccionesde los parámetros cinemáticos (DN y TO) en suscorrespondientes valores de velocidad y anelipticidad (VI y AN); esta conversión es usualmente hecha después deinterpolar y filtrar los campos DN y TO. Posteriormente estastrazas son llevadas a ficheros VI y SH. Las secuencias decomandos para su ejecución utilizan el fichero de fondo marinoy se realiza una corrección de las amplitudes anómalas.

Una vez obtenido el fichero de velocidad VI y deanelipticidad AN, se realizó un control de calidad en lossismogramas, se utilizó un mute (silenciamiento externo)ancho con el objetivo de eliminar el estiramiento de las trazas,permitiendo obtener mayor información de las trazas lejanasy corrigiendo los reflectores como se indica en los círculos(figura 6).

calculados a partir de este método, como indican las flechas,lo que permitió validar la presencia de anisotropía en el áreade estudio.

En dicha f igura la escala de colores caracterizacuantitativamente los grados de anisotropía que existen ylos sitios en la sección migrada en tiempo donde esta semanifiesta. Ello sin dudas constituye un resultado importante,pues permite obtener una mejor continuidad de los reflectoresen la imagen sísmica, contribuyendo a una interpretaciónmás confiable en la que disminuye el grado de incertidumbreasociado a la interpretación sísmica.

CONCLUSIONES• Con la aplicación de esta secuencia de selección

biespectral de alta densidad de velocidad y anisotropía, sepuede afirmar que la aproximación más adecuada pararealizar el análisis de velocidad sobre un medio VTI es laaproximación no hiperbólica, debido a que se corrigentotalmente lo reflectores, y permite obtener una mejor imagenen la suma final.

• Al corregirse estos reflectores se aplica un mute ancho,lo cual brinda una mayor información de las trazas lejanas adiferencia de las trazas corregidas al aplicar la aproximaciónhiperbólica (NMO).

Fig. 5. Resultado del filtrado geoestadístico de los campos DN(izquierda) y TO (derecha).

Fig. 6. Sismograma con la corrección cinemática estándar oNMO (izquierda) y con la corrección anisotrópica o HDPIC(derecha).

RESULTADOSComo resultado final en este estudio, se aplicó una

corrección cinemática de alta densidad que ejecuta lascorrecciones usando las trazas de entrada que contienenlos parámetros calculados en la fase previa. En la figura 7las flechas indican una mejoría de la coherencia de las trazassísmicas en la suma migrada, como resultado delprocesamiento realizado considerando el efecto de laanisotropía.

Finalmente, en la figura 8 se muestra una superposiciónen un sector de la suma migrada de los valores de anisotropía

Fig. 7. Resultado de la suma migrada en tiempo sin lacorrección (izquierda) y de la suma migrada en tiempo con lacorrección de los valores VI y AN (derecha).

Fig. 8. Superposición en la suma migrada de los valoresde anisotropía obtenidos por HDPIC.


Revista Cubana de Ingeniería . Vol. III, No. 3, septiembre - diciembre, 2012, pp.41 - 45, ISSN 2223 -1781 45

RECOMENDACIONES• Se recomienda aplicar este método preferentemente en

áreas marinas de nuestra zona económica exclusiva de Cubaen el Golfo de México (ZEE), en particular en aquellas líneassísmicas que tengan especial interés, por revelar posiblesobjetivos y/o prospectos exploratorios.

RECONOCIMIENTOSLa autora desea agradecer al ingeniero Aníbal Tristá por la

ayuda brindada y a los revisores del artículo ingenieros GriselA. Ameijeiras Fernández y Romel J. Ojeda César.

REFERENCIAS1. CABELLO, Yolenis. "Análisis de velocidad en un medio

anisotrópico de tipo VTI para ondas PP y PS". Directora:Milagros Aldana, Tesis de grado, Universidad SimónBolívar, Caracas, Venezuela, 2007. 119 pp.

2. CALDERÓN MACÍAS, Carlos; RAMOS MARTÍNEZ,Jaime; KERDAN, Tatiana et al. "Procesamiento entiempo de datos sísmicos de reflexión de ondas P enmedios con isotropía transversal con el eje de simetríavertical (ITV)". GEOS, 2004, vol. 23, pp. 302-309.

3. AMEIJEIRAS FERNÁNDEZ, Grisel. "Informe deprocesamiento sísmico de la línea P3-05-51". Archivosdel Ceinpet. La Habana, 2007, 12pp.

4. COMPAÑÍA GENERAL DE GEOFÍSICA (CGG). "Manualde Usuario, HDPIC, del Software Geocluster 3100".Francia, 2004. pp. 1-22.

5. COMPAÑÍA GENERAL DE GEOFÍSICA (CGG). "Manualde Usuario, GAPSI, del Software Geocluster 3100".Francia, 2004. pp. 1-6.

6. CAMEJO, Edenia; TRISTÁ Aníbal. "Introducción de unametodología de selección automática de alta densidadde velocidad y anisotropía en el procesamiento sísmico".III Convención de Ciencias de la Tierra, La Habana,Sociedad Cubana de Geología, La Habana, 2009.

AUTORAEdenia de la Caridad Camejo CorderoIngeniera Geofísica, Especialista II en Investigación, Inno-vación y Desarrollo, Centro de Investigaciones del Petróleo,La Habana, Cuba

AbstractIn a conventional processing of seismic data (processing of only one type of wave, P or S), to getimages for hydrocarbons exploration, an isotropic model of the earth is assumed. Studies havedemonstrated that in areas with evidences of anisotropy, the conventional process of time migrationproduces images with poor resolution or erroneous lateral localization of structural events with highinclinations, due to variations in the elastic properties according to the direction of propagation of theseismic waves. At present this topic is of great importance in seismic acquisitions because of thevast employ of the far offset (large distances source–receptor). To, compensate this negative effectsis a priority objective to improve the seismic information. To obtain the anisotropy first started from asequence of high density processing that takes into consideration the characteristics of the earth;and data can be analyzed in all volume. As a final result; getting the comparison between the timemigration stack, with the application of standard normal Moveout correction (NMO) and the others,that takes into consideration the obtained anisotropy values, allowing an improvement in the continuityof the reflectors in the seismic images, and at the same time a more reliable interpretation, with theconsequent decrease of the uncertainty and the risks in the oil exploration.

Key words: anellepticity, effective anisotropy, seismic data processing, seismic image, time migration

Getting Anisotropy in the Seismic Data Processing

Recibido: 23 de mayo del 2012 Aprobado: 5 de julio del 2012


Propuesta de actividades de pruebaspara Ingenias


ResumenEn este trabajo se recopila el estado en que se encuentra la fase de pruebas en los agentes ysistemas multiagentes utilizando diferentes metodologías. En el desarrollo del mismo se explican lostipos de pruebas que se les deben realizar a los sistemas multiagentes, así como las diferentesmetodologías orientadas a agentes para cubrir esta importante fase. Se exponen característicasesenciales de las herramientas que soportan el diseño de estas metodologías; además de los módu-los o mecanismos que se les han incorporado para abarcar esta problemática que impacta directa-mente en la calidad del software. Ingenias es una de las metodologías orientadas a agentes quecarece de una etapa de prueba funcional. Aquí se proponen pruebas de aceptación y pruebas desistema para esta metodología, tomando como base V-Model y permitiendo la construcción de unsoftware con mayor calidad.

Palabras clave: agentes, pruebas en agentes, Ingenias, V-Model, prueba de aceptación, prueba desistema

Yahima Hadfeg Fernández Artículo de ReflexiónCorreo electrónico:[email protected]

Mailyn Moreno EspinoCorreo electrónico:[email protected]

Martha Dunia Delgado DapenaCorreo electrónico:[email protected] Superior Politécnico José Antonio Echeverría, La Habana, Cuba


INTRODUCCIÓNLa fortaleza y calidad del software son aspectos muy

importantes, aunque en ocasiones no se tienen encuenta. [1] Propiciar la calidad en el software es una actividadque ha surgido como consecuencia de la fuerte demanda desistemas de software en todos los procesos que sedesarrollan en la actualidad; desde programas elementalesde contabilidad hasta programas complejos como losespaciales. De ahí el esfuerzo que se ha desplegado paraobtener software de alta calidad. La ingeniaría de softwareaporta herramientas y procedimientos para garantizar lafortaleza y calidad requeridas.

Las pruebas son generalmente consideradas costosas ymolestas, pero es una molestia necesaria; una buenapráctica es probar en etapas tempranas y frecuentes. Mientrasmás se pruebe el software, mayor cantidad de errores seránencontrados (aunque las malas estrategias de prueba sona menudo las más usadas y las más ineficaces).

Los agentes inteligentes son un nuevo paradigma que surgetras la necesidad de resolver problemas que con laorientación a objetos (OO) no se logran solucionar o lasolución es más compleja e ineficiente. Debido alcomportamiento emergente de los sistemas multiagentes(SMA) y las características que ellos poseen es difícil realizarpruebas tal y como se realizan en el paradigma OO. [2]

La mayoría de las metodologías orientadas a agentes nocuentan con una fase de prueba bien estructurada, por sertan recientes y por las características de los agentes. [3] Alser las pruebas tan necesarias, existen trabajos paracomenzar a incorporar algunas actividades de pruebas endichas metodologías.

Este trabajo se centra en realizar un estudio del estadodel arte de las pruebas por cada metodología, con el objetivode ilustrar el avance de cada una de las metodologías eneste sentido y proponer actividades de prueba a lametodología Ingenias.




Propuesta de actividades de pruebas para Ingenias


AGENTES Y SISTEMAS MULTIAGENTESLos agentes inteligentes (AI) son programas, software con

características peculiares que se diferencian de los softwareconvencionales. Existe una diversidad de conceptos acercade los agentes, aunque hay un consenso de que un agentees una entidad computacional que es capaz de actuar demanera autónoma dentro de ambientes dinámicos yabiertos. [4,5]

Por lo general, los agentes no son desarrollados solos,sino como entidades que constituyen un sistema. A dichosistema se le denomina multiagente. En este caso, losagentes deben o pueden interactuar entre ellos. Lasinteracciones más habituales como son informar o consultara otros agentes permiten a los agentes "hablar" entre ellos,tener en cuenta lo que realiza cada uno de ellos y razonaracerca del papel desempeñado por los diferentes agentesque constituyen el sistema. La comunicación entre agentesse realiza por medio de un lenguaje de comunicación deagentes (uno de los más conocidos es FIPA-ACL).

Los SMA pueden entenderse como grupos de agentes queinteraccionan entre sí para conseguir objetivos comunes. Unadefinición de un SMA se puede encontrar en [6], donde seplantea que un SMA es un sistema que reúne un ambiente,un conjunto de objetos, un conjunto de agentes querepresentan las entidades activas del sistema y un conjuntode operaciones que hacen posible el trabajo de los agentessobre los objetos.

Tipos de prueba en agentes de softwareEs difícil verificar que un agente o SMA satisfaga los

requisitos del usuario. Una manera de ayudar a resolver esteproblema es desarrollar y usar patrones de diseño, así comoalgoritmos y herramientas para evaluar estos sistemas.

Realizar las pruebas en SMA es una tarea compleja debidoa las características que ellos poseen, como son laautonomía, la proactividad y su habilidad de socializar conotros agentes. Existen tres tipos de pruebas para los SMAmás desarrolladas, ella son: [7] Pruebas de agente, pruebade integración y prueba de sistema.

Otros autores consideran que deben realizarse un conjuntode actividades más relacionadas con las pruebas que noestán declaradas explícitamente en ninguna metodología;estas actividades son: [8] Prueba de autonomía, prueba deproactividad, prueba de colaboración y prueba de cambio deestructura organizacional. Esto se debe a que las pruebasde agente, de integración y de sistema que asumen muchode lo estipulado en la orientación a objetos. Pero los objetosno son autónomos, no son proactivos, no simulan a un serhumano como lo hacen los agentes.

Metodologías orientadas a agentes y pruebasLa mayoría de las metodologías orientadas a agentes no

desarrollan completamente la etapa de prueba, algunas nola tienen en cuenta en su ciclo de vida. Estudios realizados

por Moreno [8] muestran que de las metodologíasPASSI, [9] INGENIAS, [10] TROPOS, [11] GAIA, [12] MaSE,[13] MESSAGE/UML, [14] Vowel Engineering, MAS-CommonKADS [3] y Prometheus, [15] solo PASSI proponela etapa de prueba pero no la desarrolla. Actualmentemetodologías como Ingenias [16] y Tropo [17] han avanzadoen el desarrollo del análisis de los errores.

La metodología PASSI propone que después del modelode código se debe hacer una prueba de agente, y posterioral modelo del despliegue, hacer una prueba de integración,lo que en ambos casos solo dice que estas pruebas se debenhacer pero no cómo, ni qué artefactos obtener.

Durante los últimos años los creadores de la herramientaCase para la metodología PASSI (Passi ToolKit) han dirigidosu investigación a consolidar dicha herramienta y crear unframework de prueba que suministre un uniformeacercamiento automatizado a la prueba de SMA. Con dichoframework se reduce el tiempo necesario para crear lasnuevas pruebas y analizar los resultados.

Este framework es construido sobre la plataforma JADE ypermite a diseñadores crear las pruebas en dos niveles demodelos: [18] en el primer nivel se identifica el agente comouna entidad atómica, para verificar con exactitud lasactividades llevadas a cabo por un solo agente, donde debenprobarse varios casos diferentes; y en el segundo, seidentifican las tareas específicas del agente.

La metodología Ingenias, según su autor, se puede llevara acabo de igual manera que un software convencional, sinembargo, esto no se cumple así porque el comportamientode un SMA es emergente y por tanto difícil de pronosticar.

Juan Botía, Jorge Gómez Sanz y Juan Pavón, [19] proponenla herramienta ACLAnalyser que integrada con IngeniasDevelopment Kit (IDK), la herramienta para Ingenias permiteverificar algunas propiedades de los SMA en el nivel de diseñodonde la detección de errores es menos compleja que en elcódigo del programa.

Por otra parte, Jorge Gómez Sanz, Rubén Fuentes y JuanPavón [20] plantean: "La especificación detallada de un SMApuede definir la existencia de las pruebas", luego losdiseñadores pueden utilizar las bibliotecas de la herramientaIDK para inspeccionar el estado interior de los agentes yrastrear cada comportamiento individual.

Los SMA giran sobre las conversaciones entre agentes,estas deben juzgarse correctamente antes de echar a andarel servicio. En [21] se propone integrar métodos a lametodología MaSE para verificar automáticamente que estasconversaciones sean válidas antes de emplearlas.

Para desarrollar estos métodos se utiliza la herramientaCase con que cuenta MaSE (AgentTool), la cual es totalmentedependiente; esto constituye una restricción, aunque tienecomo ventaja según sus autores: su fácil manipulaciónargumentando que solo hay que experimentar con la misma.Primero se crean las conversaciones del agente usando losdiagramas de la transición estatales gráficamente en la

Yahima Hadfeg Fernández - Mailyn Moreno Espino - Martha Dunia Delgado Dapena


herramienta. Esta representación gráfica se transformaentonces en un lenguaje de modelado formal llamadoPromela que es analizado por la herramienta de prueba Giropara descubrir los errores como el bloqueo, ciclo, errores dela sintaxis, mensajes y estados sin usar. [21]

David Poutakidis, Lin Padgham y Michael Winikoff trabajanen propuestas para encontrar y remover errores de un agentesoftware y han planteado mecanismos de especificación deprotocolos disponibles, que a través del diseño vanmonitoreando la ejecución de un SMA. [22]

Las especificaciones de estos protocolos pueden serusadas en tiempo de ejecución para reportar cualquierdiscrepancia dentro de las interacciones de los agentes enun SMA teniendo como patrón de comparación lo que fueespecificado anteriormente; ellos se especifican utilizandoAUML que se traduce a Petri nets. [23] Lo antes expuestoson las acciones de la metodología Prometheus para conlas pruebas.

Desing tool (PDT) [24] es la herramienta que apoya aPrometheus, ella contiene un editor gráfico que soporta laespecificación y diseño de tareas dentro de dicha metodologíaorientada a agentes. Esta herramienta propaga la informaciónhasta donde le sea posible, y asegura la consistencia entrevarias del diseño. [25]

La metodología Mas-CommonKADS por su parte, proponedentro de los modelos de proceso de software para proyectospequeños, dos actividades encaminadas a las pruebas:Codificación y prueba, e integración y prueba global. Estametodología establece que se puede comprobar parcialmentela corrección de la conducta global del sistema utilizandolos escenarios típicos que tratan los posibles conflictos ylos métodos de resolución de los mismos. Pero dado que laconducta global del sistema no puede ser determinadadurante la fase de análisis o diseño, porque depende de losacuerdos y compromisos concretos realizados entre losagentes, normalmente se necesitará recurrir a la simulación.

La metodología Tropos por su parte propone la herramientaeCAT para dar soporte a las pruebas; esta herramienta laintegran tres componentes principales: [7] Test Suite Editor:semiautomáticamente genera el esqueleto de coleccionesde prueba y permite los verif icadores humanos paraespecificar los datos de la prueba de los diagramas deanálisis de meta producido por TAOM4E2, [11] unaherramienta que apoya a Tropos. Autonomous Tester Agent:agente que es capaz de ejecutar las colecciones de la pruebacontra un sistema multiagente. Monitoring Agent: supervisacomunicaciones y eventos entre agentes ayudando a ladepuración.

Toolkit es la herramienta que soporta a la metodología Zeuspara construir las aplicaciones de agentes colaborativos,integra la construcción rápida de aplicaciones de agentes.Dicha herramienta para encontrar y eliminar errores alternala carga de inferencia desde el usuario hasta el visualizador.

El visualizador es un agente que solo demanda la informaciónlocal de otro agente e intenta construir la vista global.

PROPUESTA DE ACTIVIDADESDE PRUEBAS PARA INGENIAS

El V-ModelEl V-Model es un modelo de procedimiento alemán para el

desarrollo de software que prevé una secuencia fija de pasosde trabajo, que están divididos en una fase de desarrollo yuna de comprobación. Como los pasos individuales de lafase de desarrollo son paralelos en el contenido con los dela fase de comprobación y se verifica su concordancia,gráficamente se produce una V.

La utilización del V-Model facilita la identif icación dediferentes actividades y técnicas de pruebas y provee unmarco de trabajo para revisar trabajos previos e identificarlas necesidades de futuros encargos en algunasdirecciones. [26]

La figura 1 muestra las fases del ciclo de vida del softwareen el lado derecho, y en el izquierdo, los tipos de pruebasque se corresponden con cada una de las fases.

La información para cada nivel de prueba es usualmentederivada de la activ idad del desarrollo relacionada.Ciertamente, una importante recomendación a seguir esdiseñar simultáneamente las pruebas con cada actividad deldesarrollo, aunque el software no va a estar en un estadoejecutable hasta la fase de implementación.

Fig. 1. Actividades del desarrollo y niveles de prueba en elV-Model. [26]

De forma general, los propósitos que persigue cada unade las pruebas de la rama derecha de la V son los siguientes:

• Prueba de aceptación: Determinar si el software finalsatisface los requisitos del sistema.

• Prueba de sistema: Determinar si el sistema congregadosatisface las especificaciones.

• Prueba de integración: Valorar si las interfaces entre losmódulos en un subsistema dado tienen suposiciones



coherentes y se comunican correctamente. Esta pruebadebe suponer que los módulos trabajan correctamente.

• Prueba de módulo: Valorar un módulo individualaisladamente, incluyendo cómo las unidades decomponentes interactúan con cada una de las otras y susestructuras de datos asociadas.

• Prueba de unidad: A un bajo nivel, valorar las unidadesproducidas por la fase de implementación.

En este trabajo solo se propondrán las actividadesreferentes a las pruebas de aceptación y a los sistemas, yaque las demás actividades aún están en una etapa dedesarrollo.

Actividades de pruebas para la metodología IngeniasIngenias es una metodología orientada a agentes, basada

en la definición de una serie de metamodelos que describenlos elementos que conforman al SMA desde varios puntosde vista, y permiten definir un lenguaje específico para elmismo. Esta metodología, como se vio en el epígrafe anterior,cuenta con una herramienta (ACLAnalyser) que realizapruebas muy simples que son insuficientes.

Pero como el proceso de instanciación de losmetamodelos no resulta trivial, puesto que existen muchasentidades y relaciones a identif icar, además de lasdependencias existentes entre ellos, Ingenias define un grupode tareas cuya ejecución termina en un conjunto de estosmodelos. Estas actividades se enmarcan en flujos de trabajo,los cuales persiguen objetivos en cada una de las fases enque son divididos. En la tabla 1 se muestran cada uno deestos flujos de trabajo y las actividades que en cada una delas fases se han de llevar a cabo.

Traspolando estas fases de elaboración y haciéndolascoincidir en el modelo para el desarrollo de software V-Model,se obtiene un V-Model para la metodología Ingenias, el cualse muestra en la figura 2.

Una vez confeccionado el modelo de desarrollo para lametodología Ingenias se está en condiciones de definir losobjetivos que se han de cumplir para cada una de las etapas,así como cada una de las actividades de prueba que se hande llevar a cabo dentro de las mismas.

A continuación se definen los objetivos de algunas de lasetapas de pruebas, así como las actividades de pruebas,las que son necesarias realizar en cada momento.

Tabla 1Descripción literal para el caso de uso Gestionar Información

Caso de Uso Gestionar Información *

Precondiciones El usuario tiene que haber hecho una solicitud de información, su perfil ya estácargado y ya tiene asignado un AT

Resumen

El CU se puede iniciar de dos formas: Una cuando el A P le solicita al AT lainformación que el usuario le pidió a través del ACE, luego el AT se vacomunicar con el ACP que se encarga de pedirle la información a la PPTCuando la PPT le entrega la información al ACP este se la da al AT que se lapidió y este a su vez se la entrega al AP que a través del ACE se la hace llegaral usuarioOtra manera de iniciar el CU es cuando el AP se comunica con el AT porque elusuario desea subir una información. El AT se comunica con el ACP paraentregar la información a la PPT que se encarga de organizarla y clasificarlasegún la información que se desea subir. Una vez realizada la acción la PPT leresponde al ACP que la gestión se realizó correctamente. El ACP le respondeal AT, que este se comunica con el AP y este último a través del ACE con elusuario para comunicarle que la información ya está publicada

CU Asociados Solicitar información y subir recurso de información

Fig. 2. V-Model para la metodología Ingenias.

* Ver epígrafe "Descripción de los artefactos propuestos..." para conocer el significado de las siglas.



Prueba de aceptaciónLa fase de análisis de requisitos es la encargada de

recopilar las necesidades del usuario. Por lo que la pruebade aceptación se diseña para determinar si el software, unavez completado, satisface estas necesidades, en otraspalabras, esta prueba se realiza para conocer si el softwarehace lo que los usuarios quieren. Esta prueba ha de involucrara usuarios y otros individuos que tengan un fuerteconocimiento del negocio.

En la metodología Ingenias no se hace referencia demanera explícita, a la captura de requisitos. En contrastecon esto, la actividad número uno en la etapa de análisis delproceso que Ingenias propone, es la identificación de loscasos de uso del sistema, como los requisitos másimportantes del sistema, y a partir de ellos se realizaríantécnicas de generación de pruebas de requisitos enfocadasa probar el cumplimiento de los mismos.

El objetivo fundamental de las actividades de pruebas enesta fase de aceptación es preparar las pruebas deaceptación y las prueba de sistema; las pruebas deaceptación en menor medida. Las siguientes actividadesllevan a cabo estos objetivos:

• Criterio de prueba.• Soportes de software.• Plan de prueba.Las actividades anteriores, no son soportadas por las

metodologías orientadas a agentes, pero esto no implica ungran problema. Las mismas pueden ser adoptadasfácilmente, porque no necesitan estar soportadas por unaherramienta. Los artefactos obtenidos en estas actividadesayudan a los probadores del equipo de proyecto en el procesode prueba.

Prueba de sistemaLa fase de diseño de arquitectura en cualquier proceso de

desarrollo de software es la guía para el desarrollo del mismo,en esta fase se diseñan los componentes de la aplicación locual permite visualizar la interacción de las entidades delnegocio. De forma general, en esta fase se describe cómose construirá la aplicación de software.

En la metodología Ingenias este eje de desarrollo loconstituye el Modelo de Organización, el cual se obtienedesde la primera fase de ejecución.

Por lo tanto, el objetivo principal de la actividad de pruebaen esta fase, se centraría en el diseño de la arquitectura, ysería validar el mapeo entre las especificaciones de losrequisitos y el diseño. La actividad más importante en estaetapa es validar el diseño. En la actividad de validar el diseñoes importante chequear la correlación entre las metas delsistema, y la capacidad y roles del agente. Esto es diferentecon respecto a la orientación a objetos. [27]

El propósito principal de estas actividades de prueba espreparar la prueba de sistema (con menos énfasis) para laprueba de aceptación y para las pruebas de unidad e

integración. Prueba de diseño del sistema, criterio decobertura de desarrollo y diseño de plan de prueba deaceptación, son actividades que cumplen este propósito.

Las metodologías orientadas a agentes no presentan estetipo de prueba. Sin embargo, el diseño de plan de prueba deaceptación y el criterio de cobertura de desarrollo sonactividades que pueden ser llevadas a cabo manualmente ypor tanto se pueden adoptar fácilmente. Los artefactosobtenidos en estas actividades ayudan a los probadores delequipo de proyecto en el proceso de prueba.

La estructura organizacional es importante para la pruebade diseño del sistema; esta es diferente con respecto a laorientación a objeto. La prueba de diseño del sistema y validarel diseño necesitan una herramienta de soporte y las mismasrequieren un estudio detallado para ser adoptadas en unametodología orientada a agentes.

DESCRIPCIÓN DE LOS ARTEFACTOSPROPUESTOS PARA CADA NIVELDE PRUEBA

Mediante el caso de estudio descrito se desarrollará elflujo de pruebas propuesto, que se refiere a un observatoriotecnológico (OT).

La arquitectura del SMA que respaldará un OT y contarácon una serie de agentes que desempeñarán diferentesfuncionalidades: Agente comunicador externo (ACE), agentepersonal (AP), agente temático (AT), agente controladorblackboard (ACB) y agente comunicador plataforma (ACP).

Se dispone de un Portal Corporativo que se comunicarácon el OT, dicho sistema es externo al OT y será el encargadode autenticar a los usuarios para que accedan a los serviciosque él brinda. Esta aplicación se comunicará con el OT através del ACE que mantendrá al sistema en contacto con elPortal u otra aplicación externa.

Las solicitudes de información que pide un usuario seránrecogidas por un AP que se encargará de gestionar elperfil del usuario, para que la información que se brindeal mismo responda a sus intereses. Una vez gestionadoel perfil, el AP se comunicará con el AT que controle eltema sobre el cual el usuario está solicitando información,para responder a las solicitudes realizadas al OT.

El AT se comunicará con el ACP que se conecta con losservicios de una plataforma de procesamiento de texto(PP T), sistema externo al OT, que se encargará de llevar acabo todo el proceso de clasificación y almacenamiento dela información. La PPT le brinda a los AT la informaciónsolicitada de manera organizada.

Es importante tener en cuenta que varios A P pueden estarsuscritos a varios AT con el objetivo de compartir informaciónde interés común entre varios AP. Existen tantas instanciasde este agente como macrotemas se vayan agregando a laplataforma. Cada uno tendrá así mismo, varios AP queatender.



El OT tendrá un agente controlador que será el encargadode supervisar toda la comunicación dentro del SMA,accediendo para ello a una base de datos que seguirá elpatrón arquitectural Blackboard, [28] respondiendo a laspreguntas del tipo ¿qué agente sabe? o ¿qué agente tieneinformación sobre?. Este agente debe guardar las trazas detodos los mensajes enviados entre el resto de los agentesdel sistema, de esta manera se tiene una base de datos dela comunicación existente en la plataforma, de manera quese puede obtener información vital para el funciona-miento del OT.

Prueba de aceptaciónEn la prueba de aceptación se genera una entidad llamada

plan de prueba inicial. Para representar esta entidad, sepropone un artefacto haciendo uso de la técnica Web, dondese almacenen en un fichero los aspectos fundamentales(identificador único del documento, históricos, introducción,resumen de elementos y características a probar, casos deusos del sistema, elementos a probar y características aprobar). Esta página Web tiene como característica, que elusuario vaya interactuando con la misma los campospertinentes. Es de señalar que existirán algunos aspectosque el usuario no debe llenar, ya que la herramienta debe degenerar automáticamente.

La figura 3 muestra dónde se lleva el registro histórico otrazas, que se irían llenando para tener constancia delpersonal que va revisando este documento. La página cuentaademás, con unos enlaces directos, para facilitar la rápidanavegación. Estos se muestran a continuación.

Tabla de contenidos1. Introducción.1.1. Propósito.1.2. Enfoque.1.3. Definiciones, acrónimos y abreviaturas.1.4. Referencias2. Resumen de los resultados de la prueba.3. Lista de errores encontrados.4. Acciones sugeridas. (Un ejemplo se muestra en la

figura 3).

Entre los elementos más importantes que se muestran enla página se encuentran los referentes a los objetivos, loscasos de uso del sistema, los requisitos para las pruebas yla estrategia de pruebas. Dentro de los primerosmencionados, se encuentran aspectos importantes como laintroducción y resumen de elementos, así como lascaracterísticas a probar y el enfoque general de la prueba.

Los casos de uso del sistema que se obtienen son:Gestionar perfil, subir recurso de información, solicitarinformación, gestionar información, controlar comunicacióny gestionar trazas. A continuación se muestran algunos delos requisitos para las pruebas asociadas al caso de estudio.

2. Requisitos para las pruebasLa lista que se muestra a continuación identifica los

elementos (casos de uso, requisitos funcionales y requisitosno funcionales) que fueron identificados como blanco deprueba. Esta lista representa qué sería probado.

2.1. Elementos de software a probarVerificar la correcta realización del caso de uso "gestionar

información".2.2. Características a probar • Validar la organización • Validar prototipo • Validar el diseño2.3. Características que no se probaránDemás casos de uso2.4. Documentos a entregar • Plan de prueba inicial • Plan de prueba de aceptación • Reporte de organización • Reporte de diseño • Diagrama de actividad resultante de la actividad validar

prototipo.2.5. Soporte de softwareIngenias Development Kit (IDK)2.6. Criterio de prueba generalPrueba de sistemaSiguiendo las actividades propuestas para la prueba de

sistema se sugiere partir de una lista de chequeos y ladescripción literal de los casos de uso, en la actividad validarel prototipo, obtener un diagrama de colaboracióndescribiendo la secuencia de pasos que el caso de uso debeatravesar una vez activado; la descripción literal para el casode uso "gestionar información" que se encuentra en latabla 1.

Continuando con la secuencia de actividades descritas eneste artefacto obtenido a partir del IDK, se logra el diagramade colaboración que se muestra en la figura 4.

Como resultado final de la fusión de las actividades definidasanteriormente, que involucra a las actividades de validarprototipo y generar plan de pruebas aceptación, se proponegenerar el plan de prueba de aceptación e incorporar losFig. 3. Muestra de históricos del plan de prueba inicial.



diagramas presentados anteriormente en dicha entidad. Pararepresentar la entidad, se propone un artefacto dinámico conla técnica Web, donde se almacenen en un fichero losaspectos importantes.

La actividad validar organización está destinada a encontrarerrores en la organización del sistema. Esta actividad generauna entidad llamada reporte organización encaminado adetallar los errores encontrados en la organización delsistema. Para representar esta herramienta se propone utilizaruna página Web que se guarda en un fichero para dejarconstancia de la revisión de esos errores.

Para el caso de uso que se está analizando, la páginamostraría la lista de los errores encontrados, la lista deacciones a emprender para resolver los errores y losdiagramas dónde se originan los errores; esta informaciónserá mostrada por la herramienta, de la siguiente forma:

3. Lista de errores encontrados Organización "Grupo Personal" falta

"Rol_Subir_Información".4. Acciones sugeridas Verificar Diagramas de Agentes "A.P", adicionar

"Rol_Subir_Información" a la organización "Grupo Personal"

En las figuras 5 y 6 se muestran los diagramas dónde seencontraron los errores mencionados:

Como se aprecia, el agente AP tiene def inidoRol_Subir_Informacion. Este mismo agente, que pertenecea la organización "Grupo Personal", el Rol_Subir_Informacionno se encuentra en la misma. Esto constituye un error de laorganización, puesto que los roles de los agentes, debenestar definidos en la organización a la que pertenecen y sinembargo, el IDK no reconoce este error.

La actividad validar diseño está destinada a encontrarerrores en el diseño del sistema, que usualmente estoserrores se encuentran asociados al entorno. Esta actividadgenera una entidad llamada reporte diseño que posee unaestructura similar al reporte organización. Para representaresta herramienta también se utilizó una página Web queguarda en un fichero los datos generados, dejandoconstancia de la revisión de esos errores.

La técnica utilizada para desarrollar la actividad antesmencionada fue el traceo de los diagramas fundamen-talmente los de análisis, ya que esto garantiza que no falteninguna de las especificaciones en el diseño. Esto se debea que todos los artefactos del análisis deben tener un respaldoen el diseño.

Fig. 4. Diagrama de colaboración caso de uso "GestionarInformación" con Ingenias.

Fig. 5. Diagrama Agente "Agente Personal".



CONCLUSIONESEn este trabajo se recopilaron datos sobre el trato dado a

la fase de prueba por algunas de las metodologías orientadasa agentes. Se puede observar que la mayoría de lasmetodologías en su proceso no exponen explícitamente quéactividades seguir para este proceso e incluso en algunoscasos los autores plantean que el proceso de pruebas deberealizarse como mismo se realiza en las metodologíasorientadas a objeto. No obstante, se observan adelantos porparte de algunas metodologías que presentan herramientasespecializadas para realizar estas tareas, aunque hay quereconocer que la mayoría solo se dedica a hacerexploraciones muy simples del comportamiento de un SMA.

El V-Model brinda la posibilidad de identificar en cada etapade desarrollo de un software el tipo de prueba que se lerecomienda realizar al futuro sistema. Sobre esa base sepudieron proponer varias actividades de este tipo, queresponden a las pruebas de aceptación y a las pruebas desistema para la metodología Ingenias, siendo estas un pasode avance para llegar a contar con una fase de prueba paradicha metodología robusta.

Conviene señalar que algunos aspectos no fueronampliamente tratados, como por ejemplo, el tratamiento alas pruebas de proactividad, que es uno de los aspectosdonde existe más debilidad actualmente.

Se definen un conjunto de tareas y actividades de pruebasen las fases iníciales de la metodología Ingenias que permitirámejorar el proceso de desarrollo de software guiando alusuario en la producción de un software libre de errores ycon un adecuado funcionamiento. Estas tareas o actividadesde prueba propuestas en las fases iníciales solventan lacarencia de elementos de prueba en la metodología Ingenias

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Fig. 6. Diagrama de organización "Grupo Personal".

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AUTORASYahima Hadfeg FernándezIngeniera Informática, Máster en Ciencias, Instructora, De-partamento de Inteligencia Artificial e Infraestructura de Sis-temas Informáticos, Facultad de Ingeniería Informática, Ins-tituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría, Cujae,La Habana, Cuba

Mailyn Moreno EspinoIngeniera Informática, Máster en Ciencias, Profesora Auxi-liar, Facultad de Ingeniería Informática, Instituto SuperiorPolitécnico José Antonio Echeverría, Cujae,La Habana, Cuba

Martha Dunia Delgado DapenaIngeniera Informática, Doctora en Ciencias Técnicas, Profe-sora Titular, Facultad de Ingeniería Informática, Instituto Su-perior Politécnico José Antonio Echeverría,Cujae,La Habana, Cuba



AbstractThis paper gathers the state of the phase of tests in the Agents and Multi-Agents systems fordifferent methodologies that exist now a day. In its development, different kinds of tests that must becarried out on the Multi-Agents systems, will be explored; as well as what different Agent-Orientedmethodologies propose to cover this important phase. Moreover, main characteristics of the toolsthat support the design of these methodologies are exposed; as well as modules or mechanismsthat have been incorporated into them in order to show the direct impact such problem has on thequality of software produced. Ingenias is one of the Agent-Oriented methodologies that do not includea phase for functional test. In this paper, Acceptance and Systems Tests are proposed for thismethodology, based on V-Model, allowing the construction of software with a higher quality.

Key words: agent, agents' test, ingenias, V-Model, acceptance tests, system tests

Approach Testing Activities for Ingenias



Minería de uso Web aplicada a registrosde navegación por Internet


ResumenEn el trabajo se describe un proceso de Descubrimiento de Conocimiento en Bases de Datos (KDDen sus siglas en inglés) realizado en el entorno de los registros de navegación por Internet en laUniversidad de las Ciencias Informáticas. En este contexto, se detalla un proceso de Minería de UsoWeb utilizando como fuentes de datos los registros de navegación por Internet archivados en elservidor proxy, así como información descriptiva de los usuarios del servicio de navegación alojada enlos sistemas de gestión del personal de la institución. Se combinan técnicas estadísticas, numéricasy de agrupamiento con vistas a identificar grupos similares de usuarios en el uso de las cuotas denavegación por Internet y de esta forma apoyar en la toma de decisiones a la Dirección de Redes ySeguridad Informática u otras direcciones de la universidad. Se describen los métodos y técnicasutilizadas, así como el procedimiento definido para llevar a cabo la tarea descriptiva de agrupamiento.En el mismo se propone un nuevo uso de la descomposición matricial CUR para identificar el númeroposible de grupos a identificar por el algoritmo de agrupamiento k-medoides. Por último, se muestranlos experimentos realizados, la evaluación de los grupos obtenidos, además de ejemplos de algunosde los patrones obtenidos, y de esta forma apoyar actividades orientadas a la gestión y seguridad delservicio de navegación por Internet

Palabras clave: agrupamiento, registros de navegación por Internet, técnicas numéricas y estadísticas

Darian Horacio Grass Boada Artículo OriginalCorreo electrónico:[email protected] de las Ciencias Informáticas, La Habana, Cuba

Alejandro Rosete SuárezCorreo electrónico:[email protected] Superior Politécnico José Antonio Echeverría, Cujae, La Habana, Cuba

Jesús Eladio Sánchez GarcíaCorreo electrónico:[email protected]

Valia Guerra OnesCorreo electrónico:[email protected] de Cibernética Matemática y Física, La Habana, Cuba


INTRODUCCIÓNEl avance de las tecnologías de la información y las

comunicaciones (TICs) permi t ió un incrementoexponencial en el volumen de información almacenadaen los sistemas de cómputo, con lo cual lasorganizaciones han podido satisfacer sus necesidadescotidianas, pero ha superado la capacidad de estas deanalizar y transformar la información en conocimiento útilque ayude al mejor funcionamiento. En estas condicionessurge la minería de datos como alternativa para laobtención de patrones ocultos en un conjunto de datos.

La misma se define como "… el proceso de extracción notrivial a partir de las bases de datos de informacióndesconocida y potencialmente útil". [1]

Uno de los dominios con alto crecimiento de informaciónlo constituye la World Wide Web, en donde los datos brutosde la Web se han convertido en una vasta fuente deinformación. Por consiguiente, el uso de las técnicas deminería de datos se ha hecho necesario para descubrirpatrones ocultos, [2] desarrollándose diferentes técnicasenglobadas bajo la denominación de Minería Web. [3]





Minería de uso Web aplicada a registros de navegación por Internet


Dentro de esta clasificación se encuentra la Minería deUso Web, la cual consiste en "… aplicar las técnicas deminería de datos para descubrir patrones de uso de los datosde la Web a fin de comprender y servir mejor a lasnecesidades de los usuarios que naveguen por ella". [4] Deesta forma, se buscan patrones de acceso general paraentender el comportamiento y las tendencias de los usuarios,con el fin de reestructurar contenidos de los sitios ypublicarlos de forma más accesible o para dirigir a losusuarios a lugares concretos durante la navegación. Tambiénse pueden realizar búsquedas de uso tipificado donde seanalizan las tendencias individuales de cada visitante paraadaptar dinámicamente la información a partir de un perfil deusuario.

El primer paso en el proceso de Minería de Uso Webconsiste en reunir los datos pertinentes. Existen dos fuentesprincipales de datos las que corresponden a los dos sistemasde software que interactúan durante una sesión Web: losdatos en el servidor Web y los datos en el cliente. Además,cuando existen "intermediarios" en la comunicación cliente-servidor, también pueden convertirse en fuentes de datos deuso, por ejemplo: servidores proxy (ISP en sus siglas eninglés, Internet Service Provider). [5]

Las empresas comerciales, así como los investigadoresacadémicos han desarrol lado una amplia gama deherramientas que realizan varios algoritmos de minería dedatos en los archivos de registro procedentes de servidoresWeb, con el fin de identificar el comportamiento del usuarioen un sitio Web en particular. Sin embargo, un área que harecibido mucha menos atención es la investigación decomportamiento del usuario en los servidores proxy. [6]

Estos son sistemas de software que suelen ser empleadospor una empresa relacionada con Internet y actúan comointermediario entre un host interno y la Internet para que laempresa puede garantizar la seguridad, un controladministrativo y servicios de almacenamiento en caché.Pueden ser una valiosa fuente de información para estudiarel comportamiento en el uso de las cuotas de navegaciónpor Internet de un conjunto de usuarios de una organización.

La Universidad de las Ciencias Informáticas (UCI) cuentacon un servicio de navegación por Internet donde se generaun considerable volumen de información que registran losservidores proxy. A la hora de la toma de decisiones en lagestión y seguridad del servicio de navegación por Internet,la Dirección de Redes y Seguridad Informática (DRSI) noaprovecha el conocimiento implícito en los registros denavegación que describa el uso de las cuotas de navegaciónpor Internet.

Del problema anterior se deriva el siguiente objetivo general:investigar, experimentar y aplicar diferentes técnicasdescriptivas de agrupamiento de minería de datos paraobtener patrones de navegación en términos de grupossimilares en el uso de las cuotas de navegación por Internetque apoyen la toma de decisiones en la DRSI. De esta forma,se propone la combinación de técnicas numéricas,estadísticas y de algoritmos de agrupamiento. Se evalúan

los grupos encontrados y se muestran algunos de lospatrones obtenidos, y de esta forma apoyar las actividadesorientadas a la gestión y seguridad del servicio de navegaciónpor Internet.

MATERIALES Y MÉTODOSA continuación se describe la tarea de minería de datos

realizada, metodología y herramienta de análisis de datosusadas, así como las técnicas numéricas, estadísticas yalgoritmo de agrupamiento utilizado. Se finaliza con unapropuesta para realizar la tarea descriptiva: Agrupamiento.

Agrupamiento (clustering o segmentación)La tarea de minería de datos realizada fue el agrupamiento,

la cual consiste en agrupar un conjunto de objetos físicos oabstractos en clases de objetos similares. Un grupo es unacolección de objetos que son similares entre sí y diferentesa los objetos de otros grupos. [7] Por tanto, el objetivo deesta tarea es obtener grupos entre los elementos de unconjunto de datos, de tal manera, que los elementosasignados al mismo grupo sean bien similares. [8]

Estos grupos de objetos similares pueden considerarsecomo una forma de compresión de los mismos, [7] lo quepermite aplicar normas y técnicas más adecuadas debido ala reducción del tamaño del conjunto original. Las dos clasesmás representativas del agrupamiento son: el agrupamientoparticional y el agrupamiento jerárquico. En el presentetrabajo se realiza un agrupamiento particional, [9] el cualrequiere como entrada el número de grupos a buscar.

Metodología y herramienta de análisis de datosSe decidió emplear la metodología CRISP-DM [10] para el

desarrollo de esta investigación, ya que tiene a su favor lasfortalezas de concebir el proyecto de KDD de forma global yestrechamente relacionado con el negocio en cuestión,además de ser de distribución libre, y por tanto, estar encontinuo perfeccionamiento.

Para la realización de las fases del proceso KDD:recopilación y preparación de los datos se llevó a cabo através de una herramienta diseñada e implementada para talpropósito. En la fase de minería de datos, se utilizó comométodo para encontrar los grupos el algoritmok-medoides [7] desarrollado en la herramienta de análisis dedatos RapidMiner. [11] El mismo se adecua al tipo devariables que describen el problema abordado (variablescualitativas), además de proporcionar facilidades deexperimentar con diferentes puntos de inicialización yfunciones de similitud. Necesita como requisito el númerode grupos, aspecto tratado mediante el uso de técnicasnuméricas y estadísticas descritas en las próximassecciones.

Métodos numéricos: Descomposición matricial CURcomo herramienta en el análisis exploratorio de datos

En esta sección se describe la descomposición matricialCUR y cómo esta puede ser de ayuda cuando se trata de

Darian Horacio Grass Boada - Alejandro Rosete Suárez - Jesús Eladio Sánchez García - Valia Guerra Ones


del número de las clases o grupos buscados. En la secciónde Resultados se muestran los factores de importanciacalculados por la descomposición CUR aplicada a la matriztranspuesta de los datos.

Métodos estadísticos: Análisis factorial de lascorrespondencias múltiples como herramienta en elanálisis exploratorio de datos y análisis canónico comométodo de evaluación

El análisis factorial de las correspondencias múltiples(AFCM) es una técnica factorial creada por Benzécrien 1973. [16] Constituye una generalización del análisis delas correspondencias simple (ACS), también del mismoautor. El ACS analiza una tabla de contingencia de dosentradas, mientras que el AFCM puede considerarse comoel análisis de una tabla del mismo tipo, pero con múltiplesentradas. En cierto sentido, se asocia al análisis decomponentes principales (ACP) y muchos lo considerancomo el ACP para datos cualitativos.

En el AFCM se logra una descomposición de la inerciatotal (una medida de la dispersión total análoga a la matrizde covarianzas del ACP) contenida en la nube de puntos y através de esta se obtienen factores para las filas, así comopara las columnas de la matriz de observacionestransformadas. Esta propiedad permite que sea posiblerepresentar en un mismo gráfico tanto los individuos comolas variables.

En el presente trabajo se utiliza en forma exploratoria convistas a conocer la posible existencia de agrupamientos entrelos individuos, al mismo tiempo que saber cuáles son lasvariables que provocan estas uniones. De aquí se puedededucir un tamaño aproximado del número de grupos quedebe darse como valor de entrada en el método k-medoides.

Como método de evaluación de los grupos se tomó elanálisis canónico (AC), [17] conocido también como análisisfactorial discriminante (AFD) en la literatura estadísticafrancesa. El tratamiento algebraico coincide en líneasgenerales con la formulación del análisis de varianzamultivariado (MANOVA) [17] y parte de la descomposiciónde la matriz de varianzas total en las componentes intra einter, donde esta última es la matriz de varianzas de lospuntos medios de los grupos supuestos. En este trabajo seutiliza como técnica comprobatoria de la división en grupospropuesta por el método k-medoides, así como en los gruposdef inidos a partir del factor de importancia de ladescomposición matricial CUR.

Procedimiento para el agrupamientoA partir del agrupamiento particional a encontrar y estudiar,

se define un procedimiento para realizar el mismo, en dondese combinan en una primera fase exploratoria de los datos,el método numérico CUR y el método estadístico del AFCMpara identificar posibles números de grupos. Posteriormente,los resultados identificados en esta fase se evalúan medianteel análisis canónico.

Si la evaluación de los grupos identificados no resultaconsistente se regresa a definir nuevos posibles grupos; encaso contrario, se pasa a una próxima fase en busca de los

determinar el número de clases en las que se agrupa unconjunto grande de datos.

Dada una matriz real A, las descomposiciones matricialesaleatorias conocidas por CUR se basan en la determinaciónde tres matrices C, U y R tales que el producto CUR es unaaproximación de la matriz A, C y R están formadas poralgunas columnas y filas de A, respectivamente. Se conocenvarias descomposiciones CUR que se diferencian en las cotasde error obtenidas y en el criterio para elegir las columnas yfilas que forman las matrices C y R. [12-14] En particular, eneste trabajo se utiliza la descomposición CUR propuesta en[15] que consiste en construir C y R a partir de ladeterminación de un factor de importancia para cada columnade la matriz de datos.

Las columnas y filas de la matriz son seleccionadasaleatoriamente según la distribución de probabilidadestablecida por los factores de importancia, los que seinterpretan naturalmente como sensores de la influencia decada columna en la mejor aproximación de menor rango dela matriz de datos. El factor de importancia de la columna jdenotado como j se define como:

2

1

1 kp

j jpk

(1)

donde:v j

p: j -ésima componente del p -ésimo vector singularderecho.

k : número aleatorio de filas o columnas a utilizar.En el artículo mencionado, [15] los autores proponen la

utilización de la descomposición CUR para mejorar el análisisexploratorio de datos pues consiguen expresarlos en términosde un número pequeño de columnas y/o filas de la matriz dedatos. Con respecto al método de las componentesprincipales (PCA en sus siglas en inglés) en el que los datosson expresados a partir de los mayores vectores singulares,este análisis facilita la interpretación pues los vectoressingulares pierden significado en términos del problema delque provienen los datos.

En este trabajo se propone una aplicación diferente de ladescomposición matricial CUR en el análisis de datos queestá motivada por la necesidad de determinar un númeroadecuado de grupos para los datos que se tienen. Laestrategia propuesta consiste en estudiar el comportamientonumérico de los factores de importancia determinados porla descomposición CUR calculados a partir de (1) paradetectar grupos que presentan patrones similares en cuantoal índice determinado.

Aunque la estrategia no es de uso universal, en ocasiones(en particular en los datos provenientes del problema de estetrabajo) el vector de probabilidad conformado por todoslos arroja una información que permite el establecimientoj



patrones mediante el algoritmo k-medoides para lo cual seutiliza como parámetro de número de grupos el obtenido enel paso previo. Se realiza diferentes ejecuciones del algoritmok-medoides para lo cual se varían aleatoriamente los puntosiniciales y se experimenta con diferentes funciones desimilitud: coeficiente Roger-Tanimoto, coeficiente Russel-Raoy el coeficiente de coincidencias simples. [9,18]

Todos estos experimentos son realizados mediante lautilización de la herramienta de análisis de datos RapidMiner.Por último, el mejor agrupamiento encontrado se evalúa conel análisis canónico el cual comprueba la validez de los gruposobtenidos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓNFase de preparación de los datos

Los datos de interés para realizar el proceso de KDD seconsultaron de diferentes fuentes. En el caso de los registrosde navegación por Internet archivados en el servidor proxy(logs proxy), se tomaron los datos pertenecientes a un mes(noviembre 2010), cuyo volumen en bruto (sin ningúnprocesamiento llevado a cabo) se encuentra cercano a los30 Gigabytes. Por otro lado, se consultó la información deinterés para el estudio de los usuarios que realizaronnavegación en el mes mencionado. Estos datos seencuentran registrados en los sistemas de gestión delpersonal de la institución.

Se definieron las variables del estudio mediante entrevistasa los especialistas de la DRSI. A partir de estas, para unamejor comprensión y análisis de la información recopilada,se realizó una exploración inicial de las variables mediantegráficas e índices estadísticos. De esta forma, sedesarrollaron transformaciones: discretización, jerarquía deconceptos, creación de nuevos atributos, filtrado de loselementos más representativos, etcétera. La informaciónrecogida del servidor proxy se agrupó mediantes sesionesde navegación definidas para el problema en cuestión, conla finalidad de su mejor comprensión. Para más detalle de lapreparación de los datos se debe consultar [19].

Luego del análisis exploratorio, las transformacionesrealizadas a las variables, así como la creación de nuevascaracterísticas se obtuvo el conjunto de datos a estudiar enla fase del modelado. Se tiene una vista minable o matriz dedatos para cada tipo de usuario, en donde todas las variablesson cualitativas nominales. Las tablas 1 - 3 muestran algunasde las variables del estudio que describen las vistas minablesconformadas.

Las matrices de datos o visas minables analizadas, asícomo el número de instancias analizadas en cada una deestas son: Trabajadores externos (430 instancias), Trabajadorrecién graduado en adiestramiento (2 406), Trabajadores nodocentes (1 533), Trabajadores docentes (1 5128),Estudiantes de 3er. año (1 122), Estudiantes de 4to. año(1668), Estudiantes de 5to. año (1 367).

Fase de minería de datos: Tarea descriptivaagrupamiento

Como se describió en la sección anterior, se definió unprocedimiento que realiza un análisis exploratoriocombinando el método numérico CUR y el método estadísticodel AFCM para encontrar posibles números de grupos; estoúltimo necesario en el método k-medoides. En el presentetrabajo se utiliza este algoritmo por su sencillez y adecuaciónal problema abordado. El mismo constituye una modificacióndel algoritmo k-medias para trabajar con datos cualitativos.A continuación se describe un caso de estudio delprocedimiento definido y posteriormente se muestran losresultados alcanzados en las restantes matrices de datos(vistas minables).

Caso de estudio: Trabajadores externosLa figura 1 muestra los factores de importancia dados por

el método CUR a cada individuo de la matriz de datos,ordenados ascendentemente. A partir de estos valores, luego

Tabla 1Datos del usuario estudiante

Atributo Descripción Tipo Valores

Índice académico Índice académico Nominal 3

Procedenciaacadémica

Procedenciaacadémica Nominal 3

Sexo Sexo Nominalbinaria 2

Tabla 2Datos del usuario trabajador


Cargo Cargo ocupacional Nominal 5

Área Área de trabajo Nominal 29

Región deprocedencia

Región del país dedonde procede Nominal 3

Tabla 3Datos de las sesiones de navegación


Rango IP Segmento de red de lapetición Nominal 13

CategoríaURLs

Clasificación de la páginaweb solicitada Nominal 21

Horario Horario de la petición Nominal 6

Consumo Tamaño (Kbyte) de losrecursos solicitados

NominalBinaria 2

Peticiones Número de peticiones porsesión de navegación

NominalBinaria 2

Día Período del mes de lapetición Nominal 9



de varias iteraciones se definen tres intervalos de importancia:factor importancia Bajo (0,0001-0,0006), factor de importanciaMedio (0,0007-0,0008) y factor importancia Alto (el resto). Apartir de estos intervalos construidos se realizó un AFCM(figuras 2,3 y 4) para comprobar la consistencia de losmismos.

Observar como el primero y segundo intervalos definidos apartir de CUR tienen una fuerte cohesión, disminuyendo enel tercer intervalo. Posteriormente se realizó el análisiscanónico a partir de estos intervalos definidos obteniéndosecomo resultado la figura 5 y la tabla 4.

Resulta importante resaltar que los intervalos definidos sibien siguieron un criterio visual, se hicieron varias iteracionesdefiniendo los puntos de cruce, para luego evaluar lasparticiones obtenidas mediante el análisis canónico comose muestra en la tabla 5.

Fig. 1. Método CUR. Trabajadores externos.

Fig. 2. Análisis factorial de las correspondencias múltiples.Trabajadores externos. Primer intervalo CUR.

Fig. 3. Análisis factorial de las correspondencias múltiples.Trabajadores externos. Segundo intervalo CUR.

Fig 4. Análisis factorial de las correspondencias múltiples.Trabajadores externos. Tercer intervalo CUR.

Tabla 4Análisis canónico.a los intervalos CUR

Intervalo Correcto% 11(%) I2 (%) I3 (%)

11 99,1 347 3 0

I2 63,8 19 44 6

I3 90,9 0 1 10

Total 93.3 366 48 16

Fig. 5. Análisis canónico. Trabajadores externos. Agrupa-miento según intervalos CUR.



Una vez identificado (mediante el procedimiento iterativodescrito anteriormente) el número de grupos se pasó a realizar33 experimentos en total mediante el método k-medoides.Para ello se utilizaron las tres funciones de similitud descritasen secciones anteriores, así como varios puntos inicialescomo semillas. El número de grupos definidos fue de tres.Los grupos obtenidos en los diferentes experimentos seevaluaron mediante un operador de evaluación de laherramienta RapidMiner, por último, el mejor agrupamientose evaluó mediante el análisis canónico. En la figura 6 semuestran los resultados del agrupamiento del mediantek-medoides.

Los grupos obtenidos se analizaron con los especialistasde la Dirección de Redes y Seguridad Informática (DRSI)para su interpretación y validación. Los patrones encontradosen la muestra de los trabajadores externos se muestran enla tabla 6.

El grupo 1 es el de mayor número de objetos representandoa los que realizan navegación por sitios de noticias en la3era. semana del mes. El de menor porcentaje (grupo 3)está caracterizado por visitas a sitios de seguridadinformática. Se debe destacar que las URLs pertenecientesa este grupo conciernen en su mayoría a sitios de hosting ocompartición de archivos, así como a servidores de anuncios(ads, de sus siglas en inglés).

Resultados generalesEl procedimiento descrito anteriormente se realizó con las

restantes matrices de datos (vistas minables) definidas. Lastablas 7 y 8 muestran los análisis canónicos realizados alos intervalos definidos a partir de CUR y al agrupamientoobtenido según corresponda.

Se puede observar que los intervalos definidos a partir deCUR tienen una buena consistencia, arrojando evaluacionesmediante el análisis canónico por encima del 85 %. Se deberesaltar que los intervalos 1 y 3 son los de mejores valores,teniéndose en el intervalo 2 los resultados más discretos, loque muestra la posibilidad de definir en ocasiones 2 intervalosen lugar de 3. Asímismo, la evaluación de los agrupamientosobtenidos a partir del método k-medoides resultaron en sumayoría por encima del 75 %.

Fig. 6. Análisis canónico. Trabajadores externos. Agrupamientosegún k-medoides.

Tabla 5Análisis canónico a los grupos k-medoides

Grupo Correcto(%) G1(%) G2 (%) G3 (%)

G1 80.8 210 13 37

G2 84.2 3 16 0

G3 81.5 25 3 123

Total 81.2 238 32 160

Tabla 6Patrones obtenidos en vista minable trabajadores externos

Rango IP CategoríaURLs Semana Horario Peticiones Área Categoría %

Residencia Noticias 3 Mañana Medio Producción Tercerizados 73,7

Docente 2 Publicación 2 Tarde Alto Facultad-4 Adjunto 13,3

Residencia Seguridadinformática 2 Medio día Medio Producción Tercerizados 13,0

Tabla 7Análisis canónico a los intervalos CUR

Matriz datos 11 (%) 12 (%) 13 (%) Total (%)

Externos 99,1 63,8 90,9 93,3

Graduadosadiestramiento 98,5 21,6 92,1 87,8

No docentes 96,9 46,9 84,9 87,6

Docentes 98,3 40,8 91,7 90,1

Estudiantes 3er. año 95,1 39,9 88,6 86,9

Estudiantes 4to. año 97,0 29,7 100 86,6

Estudiantes 5to. año 95,7 40,8 91,7 86,5



CONCLUSIONESSe propone un procedimiento para realizar la tarea

descriptiva de extracción de conocimiento: Agrupamiento enel contexto de la Minería de Uso Web. En el mismo secombinan la descomposición matricial CUR y el AnálisisFactorial de las Correspondencias Múltiples (AFCM) comoun análisis exploratorio inicial para identificar el número degrupos (parámetro necesario en el método k-medoides). Lanovedad en la utilización del método CUR estuvo dirigida aidentificar un grado de importancia en los individuos a agrupary no en las variables que los caracterizan; esto se debió altipo de problema abordado: Gran número de individuos aagrupar; poca dimensión en los datos, lo cual permitieraidentificar un número posible de grupos a encontrar. Elmétodo AFCM permitió la verificación de lo anterior.Posteriormente se utiliza el método k-medoides paraencontrar los grupos, evaluados estos mediante el análisiscanónico, alcanzandose resultados por encima del 75 %.Se cumplieron los objetivos propuestos, y se obtuvierongrupos (patrones) que describen el uso de las cuotas denavegación por Internet de diferentes usuarios de launiversidad, con vistas a apoyar actividades de gestión yseguridad del servicio de navegación por Internet.

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18. YINA, Y.; YASUDAB, K. "Similarity Coefficient MethodsApplied to the Cell Formation Problem: a Comparative

Tabla 8Análisis canónico grupos k-medoides

Matriz datos G1 (%) G2 (%) G3 (%) Total (%)

Externos 80,8 84,2 81,5 81,2

Graduadosadiestramiento 90,0 68,0 63,4 80,2

No Docentes 87,0 65,8 64,8 77,8

Docentes 93,0 75,1 71,9 88,2

Estudiantes 3er. año 69,5 90,6 69,5 80,7



http://www.crisp-dm.org/

http://rapid-i.com/content/view/181/



AbstractThis paper presents a Knowledge Discovery on Databases (KDD) process applied on the internetsurfing logs at the University of Informatics Sciences. In this context, it describes a Web-UsageMining process using as data sources; the internet surfing logs stored by the proxy server, and alsodescriptive information regarding the users of such surfing service, which was provided by the institution’spersonnel management systems. Statistical, numerical and clustering techniques were combinedseeking to identify user groups with similar internet surfing account usage, in hopes of providingimportant information for decision making processes carried out by the Network Management andSecurity Office or other areas of the institution. This paper describes the methods and techniquesused, and the procedure utilized for performing the descriptive clustering task. This procedure proposesthe use of the CUR matricial decomposition to identify the possible number of groups to identify by thek-medoides clustering algorithm. Lastly, the experiments carried out and the evaluations of the groupsobtained are described and examples of some of the patterns obtained are presented.

Key words: clustering, internet browsing records, numerical and statistical techniques

Web Usage Mining Applied to Records of Navigation byInternet

inVestigation". Computers & Industrial Engineering. 2005,vol. 48, pp. 471-489.

19. BOADA, D. H. G.; SUÁREZ, A. R. "Minería de datosaplicada a los registros de navegación por Internet:Preparación de datos". En I Conferencia Internacionalde Ciencias Computacionales e Informática. La Habana,2011, pp. 6. ISBN 978-959-7213-01-7.

AUTORESDarian Horacio Grass BoadaLicenciado en Ciencias de la Computación, Máster en Cien-cias de la Computación, Profesor Asistente, Departamentode Programación e Ingeniería de Software, Universidad delas Ciencias Informáticas (UCI), La Habana, Cuba

Alejandro Rosete SuárezIngeniero en Sistemas Automatizados de Dirección, Doctoren Ciencias Técnicas, Profesor Titular, Facultad de Ingenie-ría Informática, Instituto Superior Politécnico José AntonioEcheverría, Cujae, La Habana, Cuba

Jesús Eladio Sánchez GarcíaLicenciado en Matemática, Doctor en Ciencias Matemáti-cas, Investigador Titular, Departamento de Matemática, Ins-tituto de Cibernética Matemática y Física, La Habana, Cuba

Valia Guerra OnesLicenciada en Matemática, Doctora en Ciencias Matemáti-cas, Investigadora Auxiliar, Departamento de Matemática,Instituto de Cibernética Matemática y Física, La Habana,Cuba


Vol. III, No. 3, septiembre - diciembre, 2012, pp. 65- 73

Estimación análitica del efectode la desalineación angularen la duración de rodamientos de bolas

INGENIERÍA MECÁNICA

ResumenLa experiencia en la explotación de los rodamientos permite afirmar que la desalineación angular, laholgura radial y la conjugación geométrica son factores que afectan la capacidad de carga y la vida útilesperada de los rodamientos en explotación. A pesar de ese conocimiento empírico y teórico noexiste, al menos en la literatura especializada de dominio público, un procedimiento analítico parainterrelacionar la vida útil del rodamiento con la desalineación angular, su geometría exterior e interiory los parámetros de explotación. Para hallar una solución a este problema de la ingeniería derodamientos, se pretende con resultados de este trabajo y basado en la especificación técnicaISO 16281: 2008 establecer un procedimiento de cálculo para evaluar la influencia de la desalineación,la holgura radial y la conjugación geométrica en la vida útil de rodamientos de bolas de ranurasprofundas (conocidos también como rodamientos rígidos de bolas).

Palabras clave: rodamiento, vida útil, bola, desalineación angular, holgura radial

Luis Miguel Corzo RodríguezCorreo electrónico:[email protected]

Gonzalo González ReyCorreo electrónico:[email protected] Superior Politécnico José Antonio Echeverría, Cujae, La Habana, Cuba


INTRODUCCIÓNLa práctica demuestra que los cojinetes de rodamiento

con desalineación entre los aros que conforman las pistasde los elementos rodantes disminuyen su capacidad detrabajo. La desalineación de los rodamientos en explotaciónocurre cuando los ejes geométricos de los aros delrodamiento no son coaxiales y se generan cargas adicionalesque sobrecargan los elementos del cojinete y los apoyos delos árboles y ejes.

Algunos tipos de rodamientos permiten el desplazamientoangular de los aros y pueden trabajar con una pequeñadesalineación sin gran afectación de su capacidad de carga,tal es el caso de los rodamientos conocidos comoautoalineados. En la tabla 1 se muestran algunos valoreslímites de desalineación en rodamientos autoalineados.[1]En cambio, una gran cantidad de tipos de rodamientos,coincidentemente con los de mayor aplicación en las

máquinas modernas como son los rodamientos de bolas deranuras profunda, son muy sensibles al desalineamientoangular. En la tabla 2 se presentan algunos valores límitesde desalineación en rodamientos no autoalineados. [2]

Entre las décadas de los años 80 y 90 fueron establecidaslas bases para el cálculo de la duración nominal de losrodamientos con influencia de la fiabilidad en explotación, lacalidad de los materiales y la lubricación. Posteriormente,este cálculo fue mejorado con la introducción de la normaISO 281:2007 que permitió precisar la duración estimada delos rodamientos en dependencia de las condiciones delubricación y la contaminación del lubricante. [2] Sin embargo,el método de cálculo presentado en ISO 281:2007 noconsidera la influencia de la desalineación de los aros delcojinete en la vida útil de los rodamientos; esta omisión esreconsiderada posteriormente en la especificación técnicaISO-TS 16281:2008 [3] que contiene recomendaciones para



Estimación análitica del efecto de la desalineación angular en la duración de rodamientos de bolas


el cálculo de la vida del rodamiento tomando en consideraciónla lubricación, la contaminación y el límite de carga a lafatiga del material, así como el desalineamiento del cojineteoperando con una holgura y una distribución de carga interioren los elementos del rodamiento.

FUNDAMENTO TEÓRICOPARA EVALUACIÓN DE LA DEFORMACIÓNELÁSTICA EN EL CONTACTO BOLA-PISTAEN RODAMIENTOS RÍGIDOS DE BOLAS

La deflexión elástica por contacto puntual es calculablesobre la base de la teoría de Hertz, considerando unadeformación elástica y una distribución de presiones en elcontacto entre la bola como elemento rodante y la pista enel aro interior. La figura 1 muestra la distribución de presiónen un área elíptica típica del contacto entre las bolas y laspistas en los aros de rodamientos rígidos de bolas.

Tabla 1Tolerancia de desalineación angular en rodamientosautoalineados [1]

Tipo de rodamiento Ángulo límite dedesalineación

De bolas autoalineado 40

De rodillos abarrilados 40

De rodillos esféricos pococargados 20

De rodillos esféricos muycargados 0,50

Tabla 2Tolerancia de desalineación angular en rodamientos noautoalineados [1]

Tipo de rodamiento Ángulo límite de desalineación

Poco cargado Muy cargado

De bolas de ranurasprofundas (rígido) 0,080 - 0,170 0,130 - 0,270

De rodillos cónicos 0,020 - 0,030 0,030 - 0,070

De rodillos cilíndricos 0,020 - 0,050 0,050 - 0,120

(1)

La experiencia en la explotación ha permitido reconocerque en dependencia del nivel de desalineación un rodamientono autoalineable disminuye su capacidad de carga. Ladesalineación en el rodamiento puede ser provocada por undefectuoso montaje y también por la deformación elásticade los elementos del rodamiento que soportan carga, pero apesar de ese conocimiento empírico y teórico no existe, almenos en la literatura especializada de dominio público, unmodelo matemático que permita interrelacionar la geometríadel rodamiento con sus parámetros de diseño y de explotaciónpara precisar cuantitativamente la influencia de ladesalineación angular en la vida útil del rodamiento. Algunostrabajos [4,5] han intentado presentar una solución al cálculode la duración de los rodamientos con desalineación angularmediante técnicas alternativas, pero aún los resultados noson totalmente aplicables y prácticos. Para brindar unasolución al problema de la ingeniería de rodamientos, sepretende con los resultados de este trabajo y basado en laespecificación técnica ISO 16281: 2008 [3] establecer unprocedimiento de cálculo para evaluar la influencia deldesalineamiento angular en la vida útil de rodamientos debolas de ranuras profundas (conocidos también comorodamientos rígidos de bolas).

Fig. 1. Distribución de presión en un área elíptica.

Según la teoría de Hertz, la ecuación de la distribuciónde presión en el área de contacto elíptica (figura 1) en unrodamiento radial de bolas es:

12 2 2

m x2 21 áx yp pa b

Para el análisis de las presiones y las deformaciones enel área de contacto entre los elementos rodantes y la pistase consideran que los materiales son homogéneos eisotrópicos, que el esfuerzo del contacto entre los elementosno excederá el límite de deformación plástica y que losesfuerzos tangenciales debido a las fuerzas de fricción en lasuperficie no son consideradas (solo actúan esfuerzosnormales en el área de contacto). De esa manera,considerando la distribución de presiones de la figura 1, lageometría de sección transversal y radial de los rodamientosdetallada en la figura 2, y aplicando la teoría de Hertz alcontacto entre bolas y pistas de un rodamiento rígido debolas puede ser determinada una relación entre la huellaelíptica producida en el contacto de una bola con las pistasy la fuerza radial asociada Qj al elemento rodante.

Luis Miguel Corzo Rodríguez - Gonzalo González Rey


Las siguientes ecuaciones son necesarias para establecermatemáticamente la relación entre la fuerza radial asociadaQj al elemento rodante y la presión máxima en el área decontacto elíptica (ecuación 7).

12 2 2

m x2 21

j

elipse en X y Y

áen X y Y

Qp dx dy

A

x y p dx dya b

(2)

36

;j eq

eq

Qa

k E

2

36 j eq

eq

k Qb

E

(3)

1 2

1 2

2eq

E EE

E E

(4)

E1 : Módulo de elasticidad longitudinal del material delelemento 1 (mm).

E2 : Módulo de elasticidad longitudinal del material delelemento 2 (mm).

Eeq : Módulo de elasticidad longitudinal equivalente (mm).

bka

(5)

1 2 1 2

1 2 1 2

1 2 1 2

1 2 1 2

X X Y Y

X X Y Yeq

X X Y Y

X X Y Y

R R R RR R R RR R R RR R R R

(6)

m x

32

já

Qp

a b

(7)

La solución exacta de la integral elíptica de laecuación (2) considerando los radios a y b del elipsoidedependiente de la carga es extremadamente compleja, [3]por tal motivo y con el propósito de viabilizar la solución encasos de análisis de diseño y evaluaciones de capacidad decarga han sido sugeridas [3,6-8] varias solucionesaproximadas.

RELACIÓN CARGA-DEFORMACIÓNELÁSTICA EN RODAMIENTOS RÍGIDOSDE BOLAS

En los rodamientos la conjugación geométrica entre elelemento rodante y las pistas de rodadura en los aros sevalora por la relación entre el radio del elemento rodante y elradio de curvatura de la pistas de rodaduras. Esta relaciónse define como f, factor de osculación (o factor deconformidad). En la figura 3 se presentan la parte superiorde la sección transversal de un rodamiento rígido de bolasdonde se observa una bola y la conjugación geométrica conlas pistas exterior e interior.

Fig. 2. Carga radial y curvaturas en el contacto en dossecciones transversales y ortogonales de un rodamientorígido de bolas (planos xz y yz).

Fig. 3. Contacto del elemento rodante tipo bola con las pistasde los aros exterior e interior de un rodamiento.

ii

rf

d

ee

rf

d

Siendo:fi : Factor de osculación interior.fe : Factor de osculación exterior.ri : Radio de la pista interior (mm).re : Radio de la pista exterior (mm).d : Diámetro del elemento rodante (mm).

(8)

(9)



La distribución de las cargas interiores en los elementosrodantes que conforman el rodamiento se estiman medianteun cálculo de fuerzas en equilibrio estático y despreciandolos efectos dinámicos las fuerzas centrífugas y giroscópicas.En el caso de rodamientos en explotación con velocidadesbajas y moderadas puede ser aceptado un esquema dedistribución de carga por bolas en dependencia de lageometría del rodamiento, la holgura radial, los radios decurvatura de contacto evaluables por los factores deosculación, la desalineación angular y por la cantidad ylocalización de las bolas en el rodamiento. La localizacióndel elemento rodante se realiza mediante el ángulo j segúnmuestra la figura 4.

La distribución de carga en las bolas del rodamiento puedeser valorada mediante las fórmulas (10 -14), obtenidasmediante un procesamiento matemático de las relacionespresentadas en ISO-TS 16281: 2008 y el esquema geométricode la figura 6, para hacer corresponder una distribución decarga en cada elemento rodante según la deformaciónelástica generada en el contacto y con el objetivo de utilizarlapara analizar la influencia de la desalineación angular en lacapacidad de carga dinámica de los rodamientos.

2

2cos cosj o o i jA A sen R sen A

(10)

e iA r r d (11)

10 cos 1

2 000e

A

(12)

int

2ext

md d

D

(13)

0cos2 2m

i iD dR r

(14)

Siendo: j : Deflexión elástica asociada al elemento j rodante con

una carga Qj (mm). : Desalineación angular (o). e : Holgura radial (m). o : Ángulo de contacto inicial (o). j : Ángulo de localización del elemento rodante (o).

Figura 6 - Esquema auxiliar de parámetros geométricos.

Fig. 4. Localización de las bolas en el rodamiento medianteel ángulo j.

Fig. 5. Modelo empleado para analizar el desalineadodel rodamiento. En el procedimiento no se considerandesplazamientos axiales y radiales entre sus aros. Fig. 6. Esquema auxiliar de parámetros geométricos.

La pérdida de alineación entre los aros exterior e interiorserá cuantificada mediante un valor de desalineaciónangular , según muestra la figura 5, y sin consideraciónde desplazamientos axiales y radiales entre los aros delrodamiento rígido de bolas.



En particular, en este trabajo han sido aceptadas lasrelaciones propuestas por Brändlein [5] para valorar ladeformación elástica en dependencia de la rigidez del contactoy la geometría del rodamiento, y han sido redefinidas paraeste trabajo en función del factor de osculación según semuestra en las ecuaciones (15) y (16).

3/2j p jQ c (15)

0,5

0,35

34 300 1

p

e i

c df f (16)

Siendo:Qj: Fuerza radial asociada al elemento j rodante (N).Cp: Constante elástica del elemento rodante con un

contacto puntual (N/mm)3/2.

FUERZA RADIAL NOMINAL Y FUERZARADIAL EQUIVALENTE PORDESALINEACIÓN ANGULAR ENRODAMIENTOS RÍGIDOS DE BOLAS

El método de cálculo presentado en la norma ISO 281:2007 [2]para estimar la vida útil de los rodamientos no considera lainfluencia de la desalineación de los aros del cojinete en laduración de los rodamientos, por tal motivo los expertos delComité Técnico ISO 4 (ISO/TC4-Rolling Bearing), luego deun desarrollo matemático avanzado de la teoría de Hertz yuna mejor aplicación de la teoría de la lubricaciónelastohidrodinámica en el contacto bola-pista, hanreconsiderado esta omisión en la especificación técnicaISO-TS 16281:2008 [3] con la inclusión de recomendacionespara el cálculo de la capacidad de carga del rodamientotomando en consideración la lubricación, la contaminación,el límite de carga a la fatiga del material y el desalineamientodel cojinete.

En particular, en este trabajo ha sido elaborado unprocedimiento de cálculo orientado a determinar la duraciónnominal del rodamiento L10-des que permita estimar la relaciónentre la fuerza radial nominal Q (vinculada directamente conla capacidad de carga dinámica nominal Cr) y la fuerza radialequivalente por desalineación Pref,r . Este procedimientoconsidera el rodamiento operando con un valor de holgura yuna distribución de carga interior en los elementos rodantesen dependencia de la rigidez del contacto entre bolas ypistas. El procesamiento matemático básico es compiladodesde la ecuación (17) hasta la ecuación (22).

9/1010/3 10/3

10ci ce

desei ee

Q QL

Q Q

(17)

(19)

1/3

3

1

1 Z

ei jj

Q Qz

(20)

3/1010/3

1

1 Z

ee jj

Q Qz

(21)

, 13

10

rref r

des

CPL

(22)

Siendo:Cr : Capacidad de carga dinámica nominal del rodamiento (N).Pref,r : Fuerza radial equivalente a la suma de la fuerza por

efecto de la desalineación angular y la carga radialFr =Cr (N).

L10-des: Duración nominal en millones de ciclos considerandola desalineación.

Qci: Carga radial nominal considerando la capacidaddinámica radial básica del rodamiento por su resistencia alcontacto en el aro interior (N).

Qce: Carga radial nominal considerando la capacidaddinámica radial básica del rodamiento por su resistencia alcontacto en el aro exterior (N).

Qei: Carga dinámica equivalente del rodamiento desalineadoconsiderando la resistencia del aro interior rotando (N).

Qee: Carga dinámica equivalente del rodamientodesalineado considerando la resistencia del aro exteriorestático (N).

Qj: Fuerza radial asociada al elemento j rodante (N).z : Cantidad de bolas en el rodamiento.i : Cantidad de hileras de bolas.Dm : Diámetro medio del rodamiento (mm).

(18)

0,70

10/310/31,72

0,410

0

0,389 cos

1 cos2

. 1 1,04421 cos

rce

em i

e i

m

CQ

z i

dr dD r

d r r dD

3/1010/31,72

0

00,70 0,41

1 cos1,044

1 cos10,407 cos

22

m

rci

m

ei

e i

dDdC

Q Dz ir dr

r r d



El efecto de la desalineación angular puede ser estimadomediante el cálculo de la duración nominal L10-des con empleode la ecuación (17) y analizando las siguientes condiciones:

a) L10-des 1 millón de vueltas. El rodamiento estátrabajando en iguales o mejores condiciones de alineaciónangular que las condiciones establecidas durante losensayos de capacidad de carga del rodamiento y no presentadisminución de la vida útil debido a la desalineación de susaros.

b) L10-des < 1 millón de vueltas. El rodamiento estátrabajando en condiciones de alineación angular desfavorablesen comparación con las establecidas durante los ensayosde capacidad de carga y el rodamiento presenta disminuciónde la vida útil por desalineación de sus aros.

En las condiciones de L10-des < 1 millón de vueltas yhaciendo uso de la ecuación (17), puede ser determinada lacarga radial adicional por desalineación angular de los arosdel rodamiento con empleo de la ecuación (23) y valorado unfactor por desalineación angular que considera el efecto deesta condición en la duración de los rodamientos haciendouso de la ecuación (24).

13

10

1 1adic desR r

des

P FL

(23)

310 10( )R

desr

CL L

F (24)

Siendo:PRadic-des: Fuerza radial adicional por desalineación angular

de los aros del rodamiento (N).Fr : Fuerza radial en el rodamiento (N).L10 : Duración nominal resultante del rodamiento en millones

de ciclos.La figura 7 muestra un diagrama de bloques con la

organización del cálculo de la duración nominal en millonesde ciclos.

ANÁLISIS DE RESULTADOSMediante tablas y gráficos, se muestran los resultados

derivados de la aplicación del procedimiento en casos queevidencian cuantitativamente el efecto de la desalineaciónangular y la holgura radial en la duración de rodamientosrígidos de bolas.

La figura 8 muestra la deformación elástica resultante enel contacto bolas-pistas en un rodamiento con nominación6212 (9 bolas) en condiciones diferentes de holgura radial ydesalineación angular. En las condiciones analizadas pudoser observado que variaciones de 65 m en la holgura radialy modificaciones del ángulo de desalineación en 0,40

produce deformaciones elásticas en el rodamiento de hasta0,18 mm (8 veces la deformación elástica básica).

Fig. 7. Diagrama de bloques del cálculo de la duración nominalen millones de ciclos considerando la desalineación angularen rodamientos rígidos de bolas.

dext , dint , d , z , fi , fe , , e , Cr

dfrdfr eeii

2ddD intext

m

drrA ie

A2000e1cos 1

0

0im

i cos2dr

2DR

5.0

35,0ie

P d1ff

34300c

No

1j

AcossenRsenAcosA 2jio

2oj

z

jj3601

2/3jpj cQ

1 jj

zj 1

3/1010/31.72

0,410

0,70

0

1 cos2

1 1,04420,407 cos 1 cos

er m ici

e i

m

dr dC D r

Qd r r dz i

D

3/1010/31,72

0,410

0,70

0

1 cos21 1,04420,389 cos 1 cos

er m ice

e i

m

dr dC D r

Qd r r dz i

D

3/1

1

31

Z

jjei Q

zQ ;

10/3

1

3/101

Z

jjee Q

zQ

10/93/10

ee

ce3/10

ei

cides10 Q

QQQ

L



El efecto de la desalineación angular ( ) en la capacidadde carga dinámica efectiva del rodamiento (Cr) puede servalorada mediante la ecuación (25), con base en la definiciónde un factor a3II que toma en consideración el efecto de ladesalineación angular en la capacidad de carga dinámicadel rodamiento.

3

311 10,

rdes

ref r

Ca L

P

(25)

Haciendo uso del procedimiento de cálculo pudo serestimada la pérdida de capacidad de carga dinámica de unrodamiento rígido de bolas en dependencia de ladesalineación angular. La tabla 3 muestra el resultado de lavariación en la capacidad de carga para un rodamiento 6209,cuando el ángulo de desalineación es aumentado desde= 0,150 (prácticamente despreciable) hasta = 0,500. Esteresultado permite apreciar que un aumento de la desalineaciónangular en apenas 0,350 puede reducir la capacidad de cargadinámica del rodamiento en más del 30 %.

La tabla 4 y la figura 9 muestran como un rodamiento concarga radial nominal igual a la capacidad de carga dinámica,con modificaciones del ángulo de desalineación y la holguraradial, puede disminuir 70 % de la vida útil nominal esperadacuando el ángulo de desalineación varía entre 0,450 y 0,70

en dependencia de la holgura radial.

0

0.04

0.08

0.12

0.16

0 40 80 120 160 200 240 280 320 360

Posición del elemento rodante (grados)

Def

orm

ació

n el

ásti

ca (m

m)

b

a

Tabla 4D uración de rodamiento 6209 con va lores de holgura radial yángulo de desalineación

Holgura radial [µm] D esalineaciónangular [ o]

D urabilidad[millones de ciclos]

14

0,56 1,087

0,58 0,858

0,6 0,683

0,64 0,442

0,68 0,294

27

0,51 1,036

0,52 0,917

0,54 0,723

0,58 0,461

0,64 0,247

40

0,49 1,041

0,5 0,922

0,52 0,728

0,56 0,465

0,6 0,306

60

0,45 1,018

0,46 0,898

0,48 0,703

0,50 0,555

0,55 0,319

Figura 8 - Deformación elástica estimada en rodamiento 6212para: a) holgura radial e = 6 m y desalineación angular= 0,10 ;b) holgura radial e = 70 m y desalineación angular =0,50 .

Tabla 3Capacidad de carga dinámica de rodamiento según ángulo de desalineación

Rodamiento 6209. D iámetro interior d = 45 mm, diámetro exterior D = 85 mm,capacidad de carga dinámica nominal C r =28500 N, carga radial F r = 28500 N,holgura radial e = 15 m

Ángulo de desalineación = 0,15 0 Ángulo de desalineación = 0,50 0

C/P = 1 (desalineación angulardespreciable, según el procedimientoC/P = 10,26, en caso de C/P > 1 seconsidera C/P = 1)

C/P = 0,646

a3ll = 1 a3l l= 0,27

Pérdida de capacidad de carga = 0% Pérdida de capacidad de carga = 35,4 %

Nota: Los valores de duración enmillones de ciclos fueron calculadosconsiderando capacidad de cargadinámica Cr = 28 500 N, Fr = Cr, velocidadde rotación n = 1500 rpm y viscosidaddel lubricante v = 12 mm2/s.



importantes pérdidas de capacidad de carga dinámica queafectan significativamente la vida útil esperada del rodamiento.

Fue cuantificado que por efecto de la desalineación angularla capacidad de carga de un rodamiento puede modificar enmás de 30 % su capacidad de carga dinámica efectiva consolo una variación en la desalineación angular deapenas 0,350 .

REFERENCIAS1. ESCHMANN, Paul. Ball and Roller Bearings. Theory,

design and Application. 2nd edition. John Wiley & SonsLtd. 492 pp. 1985. ISBN 0-471-26283-8.

2. ISO. Rolling Bearings - Dynamic Load Ratings and Rat-ing life. ISO Standard 281:2007. 51pp. ISO/IEC Office.Geneva, Switzerland. 2007.

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4. KIM, W.; LEE, C.M.; HWANG, Y. K. "A Study on theShrink Fits and Internal Clearance Variation for BallBearing of Machine Tool Using FEM", In Actas de In-ternational MultiConference of Engineers and Compu-ter Scientists 2009, vol II, IMECS 2009, March 18 - 20,2009, Hong Kong. ISBN: 978-988-17012-7-5. [En línea],International Association of Engineers. [ReferenciaMarch 2009], Disponible en Web: http://www.iaeng.org/publication/IMECS2009/IMECS2009_pp1856-1860.pdf[consultado 20 de abril 2012].

5. HARIHARAN, Vaggeeram, "Vibration Analysis of Par-allel Misaligned Shaft with Ball Bearing System".Songklanakarin Journal of Science and Technology.Jan/Feb. 2011, vol. 33, núm. 1, pp. 61-68. [En línea],Songklanakarin J Sci. Technol, Prince of Songkla Uni-versity. Thailand. [Referencia March 2011], Disponibleen Web: http://rdo.psu.ac.th/sjstweb/journal/33-1/0125-3395-33-1-61-68.pdf [consultado 20 de abril 2012].

6. HAMROCK, Bernard J. "Simplified Solution for Stressesand Deformations". Journal of Lubrication Technology,1983, vol. 105, núm. 2, pp. 171-177.

7.BRÄNDLEIN, Johannes; ESCHMANN, Paul;HASBARGEN, Ludwig; WEIGAND, Karl. Ball and RollerBearings: Theory, Design, and Application. 3th edition.1999, John Wi ley & Sons, Ltd, 630pp.ISBN 9780471984528.

8. GONZÁLEZ REY, Gonzalo. Ingeniería básica de losrodamientos. Editorial Académica Española. LAP LAM-BERT Academic Publishing GmbH & Co. KG,Saarbrücken, Alemania, 2012, 78pp. ISBN 978-3-8473-6773-4.

Fig. 9. Comportamiento de la interrelación de la holgura radial(e) y la desalineación angular ( ) con la vida útil (L10) nominalesperada del un rodamiento rígido de bolas del tipo 6209.(Ecuación de regresión:

Los resultados anteriores muestran que los rodamientosrígidos de bolas no presentan significativas disminucionesde su vida útil cuando el ángulo de desalineación no es mayorque 0,450 . En cambio, desalineaciones angulares superioresa 0,50 provocan importantes pérdidas de capacidad de cargadinámica y afectan significativamente la vida útil esperadadel rodamiento.

CONCLUSIONESEn el trabajo de investigación fue desarrollado un

procedimiento de cálculo para estimar la vida útil derodamientos rígidos de bolas considerando la geometría delrodamiento y los efectos de la desalineación angular y laholgura radial entre aros y bolas. Ver figura 7.

La determinación de la duración del rodamiento fue la basedel desarrollo de la ecuación (23) para valorar las cargasadicionales en el rodamiento debido al efecto de ladesalineación angular.

En las condiciones analizadas, fue estimado quemodificaciones de holgura radial en e = 65 m y del ángulode desalineación en = 0,40 producen en el rodamientode bolas deformaciones elásticas de hasta 0,18 mm quereportan prácticamente incrementos de la deformaciónelástica en valores absolutos de 8 veces.

Los rodamientos rígidos de bolas no presentan significativasdisminuciones de su vida útil cuando el ángulo dedesalineación no es mayor que 0,450, en cambio,desalineaciones angulares superiores a 0,50 provocan

102 2

L 5,10424 0,0252849 e 7,27352 0,000122862

e 0,891622

http://www.iaeng.org/

http://rdo.psu.ac.th/sjstweb/journal/33-1/0125-



AbstractExperiences in application of ball bearings have demonstrated that the influence of angular misalignment,radial clearance and curvature ratio has an influence on the durability of bearings. However, there isnot enough technical information about any methods that considers the effect of there threecharacteristics on the life span of ball bearings. As a solution to this problem a series of calculationswas put forward with the assistance of ISO Technical Specification 16281: 2008 to study the influencesof angular misalignment, radial clearance and curvature ratio in the duration period of ball bearings.

Key words: bearing, useful life, ball, angular misalignment, radial clearance

Analytical Analysis of the Influence of Angular Misalignmenton Ball Bearings Life

AUTORESLuis Miguel Corzo RodríguezIngeniero Mecánico, Instructor, Facultad de Ingeniería Me-cánica, Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría,Cujae, La Habana, Cuba

Gonzalo González ReyIngeniero Mecánico, Doctor en Ciencias Técnicas, ProfesorAuxiliar, Facultad de Ingeniería Mecánica, Instituto SuperiorPolitécnico José Antonio Echeverría, Cujae, La Habana, Cuba.Presidente del Comité de Normalización Cubano de Elemen-tos de Máquinas. Miembro Académico AGMA e ISO/TC60

vol_3_no_3_2012

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