Microzonificación sísmica preliminar de Tunja

      La ciudad, en su calidad de capital histórica y cultural, cuenta con numerosos sitios, monumentos y museos de interés arquitectónico, religioso, arqueológico y turístico, de estos monumentos es digna de mención la Catedral, una de las más antiguas de América con varios estilos arquitectónicos en su interior. Otras iglesias de gran valor histórico y artístico son San Ignacio, que funciona como sala de conciertos; Santa Bárbara; San Francisco, admirable por la talla de sus altares; el convento e iglesia del Topo; y la capilla y convento de Santa Clara, el primer convento de la Nueva Granada.

      Entre las casas de estilo colonial y que hoy son museos se destacan la Casa del Fundador, que conserva magníficos artesonados y frescos con diversas figuras de flora y fauna, así como muebles de la época; la del escribano Don Juan de Vargas cuyos frescos en el techo han sido catalogados por expertos como únicos en Latinoamérica; la del presbítero Don Juan de Castellanos, famoso autor literario del siglo XVII y la de Don Jerónimo de Holguín, sede del club Boyacá.

      Para estudiar la posibilidad de generación de efectos locales, se analizaron los daños generados por los sismos de mayor importancia para Tunja, su ubicación y las estructuras que se vieron afectadas.

      Al ubicar las construcciones que se vieron afectadas en algún grado por los sismos de 1785, 1826, 1962 y 1967 en un mapa de la ciudad, se observa que en la zona central de la ciudad, donde se localizan el Club Boyacá, el edificio de la Gobernación, la Catedral y el Colegio Boyacá, sufrieron daños en varios de los sismos reportados, posiblemente se presente una importante modificación de la señal sísmica ya sea por las características mecánicas de las formaciones superficiales del suelo, geometría de dichas formaciones o configuraciones especiales de suelos.

      Una situación análoga se presenta en la zona oriental de la ciudad, donde se localizan el antiguo Hospital de Tunja, hoy Facultad de Ciencias de la Salud de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC) y los Cuarteles Militares. En esta zona se presenta un cambio fuerte de topografía, que podría causar efectos de amplificación topográfica.

      En este trabajo se ha realizado la microzonificación sísmica preliminar de la ciudad, clasificando ocho tipos de suelo, que van desde el IM, roca arenisca de la Formación Cacho, hasta suelos IVP de baja capacidad portante, muy expansivos, con mal drenaje, subestratos profundos e inestables. Pasando por suelos como IIM – Suelos Residuales de la Formación Bogotá constituido por Arcillolitas plásticas que pueden ser expansivas, se presentan áreas erosionadas con carcavamientos y surcos activos; IIIM – Suelos de Consistencia Alta a Moderada, con taludes potencialmente inestables y susceptibilidad moderada al deslizamiento y IIP depósitos del cuaternario: arcillas arenosas con bloques de arenisca con profundidades variables de hasta 80 m.

      La investigación incluyó el análisis de los eventos sísmicos previos, la determinación de las fuentes sismogénicas, la estimación de la acción sísmica, los generación de un modelo geológico a escala 1:25.000, un modelo geomorfológico y uno geotécnicos para de esta manera llegar al mapa de microzonificación sísmica preliminar de la ciudad de Tunja.

2. OBJETIVOS Y ALCANCE 6
2.1 Objetivo General 6
2.2 Objetivos Específicos 6
2.3 Alcance 7

3. ANTECEDENTES 8

4. ESTUDIOS PREVIOS 10

5. METODOLOGÍA 14

6. EVENTOS PREVIOS 17
6.1 Catálogo de Eventos Previos 17
6.2 Posible Evidencia de Efectos Locales 23
6.3 Evidencia de Efectos Asociados 24
6.3.1 Deslizamientos 24
6.3.2 Licuefacción 24

7. MODELO GEOLÓGICO — GEOTÉCNICO 26
7.1 Geomorfología 26
7.1.1 Descripción de Unidades Geomorfológicas 32
7.2 Litología y Estratigrafía 34
7.3 Estructuras Tectónicas 46
7.3.1 Pliegues 47
7.3.2 Fallas 48
7.4 Caracterización Geotécnica 51
7.4.1 Metodología 51
7.4.2 Descripción de Unidades Existentes 53

8. MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA PRELIMINAR 56
8.1 Estimación de la acción sísmica 60
8.1.1 Distribución de Magnitudes 60
8.1.2 Frecuencias de Magnitud Máxima 63
8.1.3 Ecuaciones de Atenuación 65
8.2 Fenómenos Inducidos 67
8.2.1 Deslizamientos 67
8.2.2 Licuación 68

9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 70

10. PUBLICACIONES PREVIAS 75

11. REFERENCIAS 76

      — Concentración de eventos previos en el sector central de la ciudad, ubicado sobre taludes potencialmente inestables con suelos de capacidad portante alta a moderada, de susceptibilidad alta por su caracterización geotécnica.

      — En la zona oriental de la ciudad, donde se localizan el antiguo hospital, actual sede de la Facultad de Medicina de la UPTC y los cuarteles militares, se presenta un cambio fuerte de topografía, que puede estar causando efectos de amplificación topográfica dada la concentración en esta zona de daños en eventos sísmicos previos.

      — Se observó la concentración de posibles puntos de amplificación topográfica en los bordes del escarpe estructural que se localiza a lo largo del borde occidental de la ciudad de Tunja.

      — La profundidad de los sismos presentados en el área de estudio en promedio varia de los 0 a los 150 km.

      
— Se observa un gran número de cárcavas en el área urbana, distribuidas por toda la ciudad, las cuales presentan tamaños relativamente grandes y compuestos por materiales que generan una preocupante susceptibilidad a fenómenos inducidos por sismos.

      — Se presenta la amenaza generada por la presencia en aumento de rellenos antrópicos distribuidos por la ciudad, los cuales no solo preocupan por su presencia sino por el
hecho de que sobre estos se ha construido. Un caso delicado es el del actual hospital, que se encuentra ubicado en una zona aledaña a uno de los rellenos antrópicos.

      — Se aprecia una zona de susceptibilidad por fallamiento bastante amplia, que atraviesa la ciudad casi simétricamente en sentido occidente — oriente, en la cual además de estar construidas líneas vitales y zonas residenciales, se encuentran edificaciones como colegios, el estadio Independencia, el coliseo y una estación de policía (Ver Figura 10).

      — Existe un predominio de depósitos de ladera de formas angostas y continuas, en suelos de muy baja capacidad portante, muy expansivos, con mal drenaje, subestrato profundo e inundables, localizados en la zona central de la ciudad, con susceptibilidad alta por su caracterización geotécnica, donde se presenta densa concentración de viviendas y estructuras y en muchos casos rellenos artificiales.

      — Por el valle del río Chulo transcurre el eje de la estructura Sinclinal de Tunja, el cual en su sector central se presenta desplazado por una falla transversal, con movimiento de rumbo y orientación NNW.

      — Presencia de escarpes estructurales continuos y profundos localizados en los bordes oriental y occidental de la ciudad; el occidental está definido por la falla Tras El Alto. En muchos casos se asocian a estos escarpes desprendimientos de material y cicatrices de deslizamiento.

      — La caracterización geotécnica de los suelos de Tunja arrojo los siguientes resultados:

Zona Montañosa:

Zona Plana:

      — Abundante conformación de zonas erosionadas, con desarrollo de «Bad Lands», localizadas en los alrededores del aeropuerto.

      — Se presentan varias áreas erosionadas con carcavamientos y surcos activos en zonas de expansión a corto plazo en la parte occidental de la ciudad.

      — Una importante zona de desprendimiento de material en un área residencial al sur de la ciudad.

      — Los problemas geotécnicos se consideran controlables siendo estos los de mayor extensión en el perímetro urbano de la ciudad. La estabilización de taludes identificados como de alta susceptibilidad debe obedecer a un estudio más detallado y a un seguimiento y monitoreo de los mismos, el cual debería iniciarse de la forma más rápida posible.

      — Se recomienda continuar con los trabajos con el fin de actualizar y complementar la zonificación geotécnica y llevar a un mayor grado de detalle la microzonificación sísmica.

      — Debido a que gran parte de la información empleada para este estudio fue obtenida a partir de fotointerpretación, se recomienda que todos los aspectos tratados tengan una verificación en el campo para establecer su grado de exactitud.

      — Es fundamental que el estudio de microzonificación sísmica para la ciudad de Tunja continúe, para conseguir niveles de precisión más altos.

      — El estudio de microzonificación sísmica preliminar planteado debe tomarse como información general para la realización de estudios de suelos en cada sector y como medio para la prevención de problemas en el desarrollo futuro de la ciudad.