Geomorfología

ESTUDIO GEOMORFOLÓGICO APLICADO A LA SUSCEPTIBILIDAD DETERRENOS EN LA CUENCA ALTA DEL RÍO ALBARREGAS, DEL MUNICIPIO

LIBERTADOR, ESTADO MÉRIDA, VENEZUELA

GEOMORPHOLOGICAL STUDY APPLIED TO SUSCEPTIBILITY OF LAND IN HIGH BASIN

OF ALBARREGAS RIVER LIBERTADOR MUNICIPALITY, MERIDA STATE, VENEZUELA,

Francisco Bongiorno Ever Díaz Ensy Jiménez Norly Belandria1 2 3 4

Recibido: 24-4-11; Aprobado: 1-7-11.

RESUMEN

Palabras clave:

El presente trabajo de investigación corresponde a un estudio de susceptibilidad ante movimientos en masadentro de las subcuencas hidrográficas Carvajal, La Pedregosa, La Resbalosa, El Rincón y Milla en el ÁreaMetropolitana del municipio Libertador del estado Mérida. En el proyecto se evalúa la geomorfología y lamorfometría. La geomorfología se analiza a través de la fotointerpretación del relieve, identificando lasgeoformas y rasgos físicos más importantes; movimientos en masa (caídas de roca, deslizamientos, flujos,reptación, cárcavas). Esto se realiza para obtener el inventario de movimientos en masa, que consiste en unregistro ordenado donde se ubican y se clasifican los diferentes procesos geodinámicos ocurridos dentro delárea de estudio. En el análisis morfométrico se calculan e interpretan parámetros que permiten conocer ladinámica fluvial y espacial de las subcuencas anteriormente mencionadas. Por otro lado, se evalúan datosgeotécnicos y se determinan los rangos de pendiente de la zona de estudio, con la finalidad de relacionarloscon movimientos en masa. Las variables Morfología (inventario de movimientos en masa), morfometría,pendiente y estado físico del material, son las cuatro temáticas utilizadas para obtener el Mapa Final deSusceptibilidad ante Movimientos en Masa a escala 1:25.000, utilizando como herramienta el Sistema deInformación Geográfica ArcGIS. En este mapa se distribuyen espacialmente los niveles de susceptibilidad amovimientos en masa, variando desde muy baja hasta muy alta, Asimismo se mencionan, además, aquellaszonas propensas a ser afectadas por eventos fluvio-torrenciales relacionados a fenómenos climáticos.

Geomorfología, morfometría, movimientos en masa, susceptibilidad.

ABSTRACT

Keywords

The present research corresponds to a study of susceptibility to mass movements within the sub-basinsCarvajal, La Pedregosa, La Resbalosa, El Rincon and Milla at Metropolitan Area of Libertador Municipality ofMerida State. In this project will be analyzed the geomorphology and morphometry. The geomorphology isanalyzed through photo-interpretation of the relief, identifying landforms and major physical features, massmovements (rock falls, landslides, flows, creep, gullies). This is done to obtain the inventory of mass move-ments, consisting of orderly records where they are located and classified different geodynamic processesoccurring within the study area. In the morphometric analysis are calculated and interpreted parameters thatprovide insight into the dynamics and spatial river basins mentioned above. On the other hand, geotechnicaldata are evaluated and are determined the ranges of slope of the study area, in order to relate them to massmovements. Morphology variables (landslide inventory), morphometry, slope and physical state of material,are the four areas used to make the Final Map of Susceptibility versus Mass Movement at 1:25.000, usingArcGIS as software tool. On this map levels of susceptibility to mass movements, are spatially distributedranging from very low to very high, also are mentioned, those areas that could be affected by events related tomass flow weather.

: Geomorphology, landslides, morphometry, susceptibility.

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IngºGeoº, MSc, Grupo de Investigación en Geología Aplicada.GIGA, Profesor, ULA, e-mail: ;IngºGeoº, e-mail: ;IngºGeoº, Instituto Nacional de Geología y Minería

(INGEOMIN). Región LosAndes. ;IngºGeoº, MSc, Grupo de Investigación en Geología Aplicada.GIGA, Profesora, ULA, e-mail: .

frabon@ula.veever_diaz30@hotmail.com

Ensy2345@yahoo.es

nbelandria@ula.ve

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INTRODUCCIÓNA raíz de las catástrofes causadas por fenómenosnaturales en Venezuela, más específicamente en laregión de Los Andes, surgió la necesidad de iniciargestiones en la prevención y mitigación de desastres,con la finalidad de evitar mayores pérdidas humanas ymateriales en la población.En el presente trabajo se obtiene un mapa de suscepti-bilidad a movimientos en masa donde se distribuye encinco (5) categorías los niveles de susceptibilidad.Este informe forma parte del proyecto para la gestión

integral de riesgo en áreas urbanas, específica-mente en el área Metropolitana del municipioLibertador del estado Mérida, desarrollado por elInstituto Nacional de Geología y Minería(INGEOMIN), región Los Andes, el cual puede ser

útil como soporte técnico especia-lizado, que permita a los enteslocales (alcaldía municipal),regionales (gobernación estadal),nacionales (ministerios), estable-cer planes que contribuyan al re-ordenamiento territorial; así mis-mo, es necesario que la comuni-dad en general reconozcan lascondiciones físico-ambientales desu entorno, por lo tanto, tenerpresente la existencia de eventospeligrosos, con la finalidad deadoptar y planificar estrategiaspreventivas y de esta manerareducir el impacto del fenómenosobre ellos.Este estudio pretende determinarlos parámetros morfométricos delas subcuencas Milla, El Rincón,La Pedregosa, Carvajal localiza-das en la parte alta del Río Alba-rregas, además de realizar un in-ventario de los movimientos enmasa del terreno en las subcuen-cas. Relacionar las característicasgeotécnicas de los macizos roco-sos con los procesos geomorfoló-gicos. Indicar medidas preventivasy de mitigación para garantizar unaoptima gestión integral del riesgo.Elaborar el mapa de susceptibili-dad parcial para las temáticasgeotécnica/geomorfológica.Gutiérrez (2007) realizó un MapaGeológico del área Metropolitanade Mérida a escala 1:25.000 en elárea Metropolitana de Mérida,donde definieron las característi-cas más importantes de cada u-nidad litológica y se representaronespacialmente las mismas, resal-tando además los rasgos estructu-rales en el área de estudio.Laffaille y Ferrer (2006) considera-ron una evaluación de las condi-ciones físicas y análisis de lavulnerabilidad del barrio San Joséde las flores alto y medio delestado Mérida, localizado al Sur dela zona de estudio de esta trabajo,allí se estableció la importancia dela geomorfología en los estudiosde microzonificación sísmica. Eneste trabajo se plantea la necesi-dad de incluir la variable geomorfo-logía entre los estudios destinadosa elaborar la microzonificación sís-mica de una ciudad de Mérida.Ferrer (2005) generó una caracte-rización preliminar de la geomorfo-logía de la cuenca del río Mon-

talbán (Ejido-Venezuela), y fue se-leccionada para ensayar un pro-yecto piloto de gestión de riesgopor parte del Instituto de Geologíay Minería (INGEOMIN) de Vene-zuela y los Servicios Geológicosdel Canadá, en el marco del Pro-grama Multinacional Andino(PMA); se evaluó la dinámica geo-morfológica, se analizaron los as-pectos referidos a la vulnerabilidadcon la finalidad de prevención yordenamiento urbano del territorio.La zona de estudio comprende lassubcuencas Carvajal, La Pedre-gosa, El Rincón, Milla, dentro de lapoligonal del área Metropolitanadel municipio Libertador del estadoMérida (figura 1).

Debido a la carencia de informa-ción en Venezuela, relacionadacon estudios en la gestión deriesgo, que contribuyan al ordena-miento territorial y a una correctaselección, asignación y uso delterritorio; es necesario el desarro-llo de proyectos que integren te-máticas geotécnicas, geológicas,geomorfológicas, entre otras, quedelimiten zonas en función a lapredisposición del terreno a la o-currencia de movimientos en ma-sa, puesto que, éstos son proce-sos gravitacionales consideradospeligrosos que movilizan pendien-te abajo grandes masas de suelo oroca, afectando a la infraestructu-ras humanas asentadas sobreellas o en sus proximidades.

Para La realización del trabajo deinvestigación se procedió de lasiguiente manera:La primera etapa consistió básica-mente en la recolección de infor-mación del área de estudio: mapastopográficos a escala 1:10.000 y1:25.000, mapa geológico del mu-nicipio Libertador del estado Mé-rida a escala 1:25.000, fotografíasaéreas números 046 a 051 de lamisión 010479, a escala 1:35.000.Posteriormente se realiza el aná-lisis fotogeológico del área de es-tudio, ubicando los procesos geo-morfológicos ocurridos en vertien-tes, empleando para ello, la simbo-

logía propuesta por el Grupo deestándares para Movimientos enMasa (GEMMA, 2007), además decaracterizar los rasgos del relievey estructurales más resaltantes,contactos formacionales, entreotros.Por otro lado, se realizó un análisismorfométrico de las subcuencashidrográficas anteriormente nom-bradas, empleando la metodologíapropuesta por Ruíz (2001). Estoscálculos consisten en obtener laspropiedades superficiales (área ydescripción de contornos), de re-lieve (gradientes y pendientes tan-to del cauce como de las superfi-cies topográficas) y lineales (lon-gitudes y combinaciones de seg-mentos lineales). Estos paráme-tros son calculados e interpretadoscon la finalidad de agregarlos co-mo variable en el estudio de sus-ceptibilidad.Se generaron mapas temáticos dealgunos de los factores condicio-nantes de los movimientos en ma-sa; en este caso, fueron evaluadosla variable pendiente y estado fí-sico de la roca (Marín, E. (2001).Otro mapa temático elaborado esel mapa de inventario de movi-mientos en masa, compuesto porlos diferentes movimientos en ma-sa cartografiados en campo e in-terpretados a través de herramien-tas de fotogeología. La finalidad deéstos, es superponerlos, asignarleun peso a cada variable evaluada,establecer el grado de susceptibili-dad, para así la generar el mapa desusceptibilidad final (Ayala, F.,2003).No existe un procedimientoestandarizado para la preparaciónde mapas de susceptibilidad a losdeslizamientos y sí existe muchalibertad en la determinación de lospasos a seguir y los niveles desusceptibilidad. Para la elabora-ción del mapa de susceptibilidadse tienen en cuenta generalmentetres elementos:

Relieve y mapa de pendientes.

Características geológicas,

geomorfológicas y geotécnicas del

terreno.Inventario de deslizamientos

ocurridos en el pasado.De manera general, el mapa desusceptibilidad final a movimientosen masa en esta investigación se

PLANTEAMIENTO DEL PRO-BLEMA

METODOLOGÍA DE LA INVESTI-GACIÓN

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elabora a partir de un sistemateórico, es decir, e mapea elmayor número de factores que seconsidera que pueden afectar laocurrencia de deslizamientos yluego, se analiza la posiblecontribución de cada uno deestos factores, en este caso sesuperponen: el mapa índice;mapa de pendiente (MP), mapade unidades homogéneas (MUH)y el mapa de índices morfométri-cos (MIM), con el mapa deinventario geomorfológico (MIG)(Valladares, R y Lozada, W.(2005)). Posteriormente, cadavariable es analizada a través deun análisis estadístico bivariado,el cual, consiste en la relaciónentre área afectada por movi-mientos en masa en cadavariable (unidad l i tológica

s

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Estudio geomorfológico aplicado a la susceptibilidad ...

superficial, pendiente) y el área total de cada variable:

W (%)= (DZX/S)*100 (1)donde:DZX= área afectada por movimientos en masa en variable X (pendiente, unidad litológica superficial,área de cuenca hidrográfica)S= area total de la variable XW (%) = grado de influencia de la variable X en la generación de movimientos en masa.Otra forma de analizar las variables es a través del método heurístico (evaluar las variables según laexperticia de algún especialista). Finalmente se asignan pesos o grados de influencia (1, 2, 3, 4,5) a cadafactor evaluado, para luego sumarlos y obtener de esta manera la valoración o ponderación parcial de cadatemática (Quintas, (2001)).La última etapa consiste en interceptar las temáticas contentivas con las susceptibilidades parciales.Empleando las herramientas del ArcGIS, se suman las ponderaciones de cada variable de la siguientemanera:

Pd_IM + Pd_Aa + Pd_Pen + Pd_Uh + Pd_TM = Sumatoria_Pd (2)donde:Pd_IM = Ponderación Índices MorfométricosPd_Aa = Ponderación Área afectadaPd_Pen = Ponderación pendientePd_Uh = Ponderación Unidades HomogéneasPd_TM = Ponderación tipo de Movimiento.Una vez que se obtiene los valores en el campo sumatoria_Pd, se ordenan de acuerdo a su valor y se definenintervalos o rangos de valores en forma heurística, a los cuales se les asignan las ponderaciones finales (vertabla I).En función de estas ponderaciones finales, se reclasifican las áreas y se obtiene de esta manera elmapa de susceptibilidad a movimientos en masa y eventos fluvio-torrenciales.

En el mapa de Inventario de Movimientos en Masa se almacena la distribución espacial de los movimientosen masa de tipo caída de rocas, rotacional, compuestos, cárcavas, flujos y reptación (figura 2).El inventario de los procesos es evaluado heurísticamente, por lo tanto, las ponderaciones en este caso,dependen de la velocidad que presentan los movimientos en masa, o de lo torrenciales y violentos quepueden ser, además, se pueden ponderar en base al estado de actividad del fenómeno, es decir, si seencuentra activo o inactivo. La asignación de los pesos se realizo en función de la tabla II.Por otro lado, en el mapa de Índices Morfométricos, se encuentran los parámetros morfométricos calculadosmás importantes correspondientes a cada subcuenca hidrográfica.A partir de la intersección entre estas dos variables se obtiene una capa intermedia, a partir de la cual se

ANÁLISIS Y RESULTADOS

Figura 1. Ubicación del área de estudio.

calcula el área afectada por movimien-tos en masa en cada subcuenca. Losresultados obtenidos del análisisestadístico (W) y las ponderaciones opesos definidos para cada unidad semuestran en la tabla III.La asignación de los pesos o pondera-ción de los parámetros morfométricosevaluados se lleva a cabo en funciónde los análisis hechos a los datos mor-fométricos (tabla IV). Por ejemplo, elvalor más pequeño de área de la sub-cuenca corresponderá al valor más al-to de ponderación que es 5 (cinco),debido a que su superficie es la mássusceptible a experimentar una creci-da excepcional y así sucesivamente seevalúa cada valor de cada subcuenca.La ponderación más alta corresponde

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con los valores más altosde factor forma, el cual in-dica que la forma de lasubcuenca es menos a-largada y por lo tanto re-presenta la situación másdesfavorable debido a lamayor probabilidad de i-nundaciones en menortiempo. La ponderaciónmás baja se relaciona conel valor más pequeño, elcual indica que la formade la subcuenca tiende aser alargada y por lo tantomenos propensión de es-ta a experimentar inunda-ciones en toda su super-ficie. En pendientes fuer-tes se aceleran los proce-sos de erosión y transpor-te de sedimentos, influ-yen directamente en lavelocidad del cauce, favo-recen y contribuyen a lageneración de movimien-tos en masa, por lo tanto,la más alta ponderacióncorresponderá con valo-res altos de pendientemedia y la menor ponde-ración corresponderá conla más baja pendiente.Cuando una subcuencapresenta un valor de den-sidad de cauce alto, estofavorece a la escorrentíasuperficial, lo que la hacemás susceptible a expe-rimentar inundaciones ensu superficie, por lo tanto,se le asigna la más alta

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Tabla I. Valores de ponderación de asignados a cada intervalo.

Tabla II. Ponderaciones asignadas a cada proceso geomorfológico

Figura 2. Mapa de inventario de movimientos en masa.

Tabla III. Tabla de resultados del cruce entre el mapa de inventariogeomorfológico y mapa de índices morfométricos.

Tabla IV. Parámetros morfométricos y sus respectivas ponderaciones de factorde forma y pendiente media.

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ponderación al mayor valor dedensidad de cauce y en fun-ción de éste se asignan los de-más pesos a los demás valo-res (tabla V).El tiempo de concentración esun valor teórico, pero es unindicativo de cómo se compor-taría hipotéticamente el dre-naje en una subcuenca. Al e-valuar este parámetro se obtu-vieron tiempos de concentra-ción altos, lo cual representa

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una situación muy favorable, porque suponen un tiempo de arribo una crecida del caudal del drenaje, por lotanto, se les asignan ponderaciones bajas. Cuando sucede todo lo contrario, se obtienen tiempos deconcentración cortos, esto representa la situación más desfavorable, en consecuencia, se le asignaron lasponderaciones más altas (tabla V). Igualmente el parámetro velocidad de flujo fue tratado de la mismamanera, velocidades altas de flujo, suponen mayor capacidad de erosión y arrastre de sedimentos de mayortamaño, lo que representa una situación muy desfavorable, en consecuencia, se asignaron altas pondera-ciones y bajas ponderaciones a valores menores de este parámetro morfométrico (tabla V).Finalmente se suman las ponderaciones parciales de cada parámetro morfométrico evaluado, para luegohacer una última reclasificación y ponderación final a cada subcuenca en función de la variable morfometría(tabla VI), obteniendo de esta manera el mapa de susceptibilidad parcial para esta variable.A continuación se muestra el Mapa de Pendiente (figura 3), temática que es igualmente interceptada con elMapa de Inventario de Movimientos en Masa (figura 2), con la finalidad de determinar los rangos de pendien-tes que más influyen en la generación de movimientos en masa, para posteriormente asignar las ponderacio-nes o pesos según cada caso.A partir de la intersección entreestas dos temáticas, se obtieneel área afectada por movimien-tos en masa que existe en cadarango de pendiente. Estos valo-res se muestran en la tabla VII.La intersección entre el Mapade Inventario de Movimientosen Masa (figura 2) y el Mapa deUnidades Homogéneas (figura4) se realiza con la finalidad dedeterminar el área afectada pormovimientos en masa que existe en cada unidad de macizo rocoso o suelo, y en función de estos resultados,asignar las ponderaciones (1, 2,3, 4, 5), según corresponda acada caso.El resultado de la intersecciónentre estas dos temáticas, esuna capa o donde apare-cen los movimientos en masaque afectan a las unidadessuperficiales que se encuentranen la zona de estudio. Sedetermina el área y el porcenta-je de área (W%) afectada porprocesos que existe en cada u-nidad superficial, estos valoresse muestran en la tabla VIII.El resultado de este procedi-miento es que cada unidadsuperficial tendrá asignado unpeso o grado de influencia en lageneración de movimientos enmasa (tabla IX). Las unidadeshomogéneas con las mayoresponderaciones son las más pro-pensas a generar movimientos

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Tabla V. Parámetros morfométricos y sus respectivas ponderaciones dedensidad de cauce, tiempo de concentración y velocidad de flujo.

Tabla VI. Asignación de ponderación final para cada subcuenca.

Figura 3. Mapa de Pendientes.

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en masa y las de menor ponderaciónson las que menos intervienen en laocurrencia de estos procesos. En lasiguiente tabla se muestra comoquedaron distribuidas las ponderacio-nes en cada material.El mapa de susceptibilidad final seobtiene mediante la intersección oadición de los mapas de susceptibilidadparcial anteriormente mencionados, elcual en su tabla de atributos contienelos datos de las 4 temáticas evaluadas.Este mapa se reclasifica en 5 catego-rías o niveles, con la finalidad dezonificar la susceptibilidad a queocurran movimientos en masa decualquier tipo, en base a las variablesevaluadas. En la tabla X se muestra lacorrespondencia entre las ponderacio-nes y los niveles o categorías desusceptibilidad, necesaria para realizarla zonificación de la susceptibilidad.El mapa de susceptibilidad que semuestra a continuación (figura 5), fuerealizado a escala 1:25.000, en el sezonifican aquellas áreas que estánexpuestas o propensas a ser afectadaspor procesos geodinámicos. Las zonasde susceptibilidad están representadasen el mapa por polígonos de colores,que dependerá del valor de la pondera-ción final.

La metodología empleada permitiólograr el objetivo principal, el cual eragenerar un Mapa de Susceptibilidadante movimientos en masa en funciónde la evaluación de dos de los factorescondicionantes; pendiente y litología.En este mapa se muestra la zonificaciónde los niveles de susceptibilidad antemovimientos en masa, así comoaquellas zonas de las subcuencashidrográficas Carvajal, La Pedregosa,La Resbalosa, El Rincón y Milla,propensas a experimentar eventosfluviotorrenciales.El mapa de inventario de movimientosen masa obtenido indica la distribuciónespacial de los principales procesos geodinámicos ocurridos en las vertientes de las subcuencas hidrográfi-cas anteriormente mencionadas. La generación de estos procesos está condicionada por factores comopendiente, características geomecánicas de la litología, vegetación, exposición y orientación de la ladera,humedad del terreno. Existen agentes externos al terreno que aceleran su ocurrencia, éstos son los denomi-nados factores detonantes régimen pluviométrico, sismicidad y actividad antrópica.Los movimientos en masa más extendidos superficialmente son la caída de rocas, deslizamiento rotacional,movimiento compuesto, reptación y en menor proporción flujos y cárcavas, ubicándose éstos, principalmen-te en las vertientes de las subcuencas La Pedregosa, La Resbalosa y El Rincón.El aná

CONCLUSIONES

lisis morfométrico realizado indica que las subcuencas hidrográficas Carvajal y Milla son las más suscepti-bles a experimentar crecidas, debido a que se caracterizan por presentar gran número de cauces por km para unárea superficial tan pequeña, pendiente media de la cuenca y del cauce principal elevadas, condiciones muydesfavorables para la población asentada en estas zonas.

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Tabla VIII. Área afectada por movimientos en masa en cada unidadsuperficial.

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Tabla VII. Rangos de pendiente y su ponderación.

Figura 4. Mapa de Unidades Homogéneas.

En el área de estudio se encontró que existe unrango de pendientes propicias para lageneración de movimientos en masa, corres-pondiente al intervalo entre 18 y 72 grados degradiente del terreno, estos valores dependiente se ubican en la parte media-alta delas subcuenca Carvajal y La Pedregosa, partemedia de las subcuencas La Resbalosa y ElRincón y parte alta de la subcuenca Milla.Las unidades litológicas que se encuentran enel área de estudio más propensas a generarmovimientos en masa son: roca meteorizadablanda fracturada, roca meteorizada blandamuy fracturada (ambos materiales correspon-den a la Formación Palmarito), suelo residuallimo-arcilloso de alta plasticidad y el suelotransportado tipo abanico, ya que estosmateriales son los comúnmente identificadosen áreas afectadas por movimientos en masa.Las unidades hidrográficas que se encuentran

dentro de la mayor categoría de susceptibilidad son laparte media-alta de la subcuenca El Rincón y la partemedia de la subcuenca La Resbalosa, por lo tanto, esnecesario hacer estudios integrados con mayor detalle,así como aplicar medidas de mitigación y prevenciónen estas zonas ya que las mismas se encuentrandensamente pobladas.

Ayala, F. (2003).

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Hidrología evolución y visión sistémica

Morfometría de algunos afluentes del río Chama

Estudio geomorfológico aplicado a la susceptibilidad ...

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Tabla IX. Ponderación asignada a cada unidad superficial.

Tabla X. Categorías de susceptibilidad.

Figura 5. Mapa de Susceptibilidad Final.

Edificio Escuela de Ciencias de la Tierra. Piso 2, Coordinación de postgrado. Ciudad Bolívar, Estado Bolívar.Teléfono: (0285) 5114289

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