Escenarios de riesgo por sismo en las edificaciones de los barrio

•

SIN SIGLA

Lusbin CABALLERO GONZALEZ

31/1/2024

¡Este material tiene más páginas!

Entonces, ¿te gustó este material?

Ayude a animar a otros estudiantes a mejorar el contenido

¿Te gustó este material? ¡Compartir! 🧡

Ingeniería Civil

107.184 Materiales compartidos

Descarga la aplicación para disfrutar aún más

Lea materiales sin conexión, sin usar Internet. Además de muchas otras características!

Vista previa del material en texto

Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería
2021
Escenarios de riesgo por sismo en las edificaciones de los barrios Escenarios de riesgo por sismo en las edificaciones de los barrios
Santa Cecilia, Maranatha, Ciudad Satélite, Minnesota, Quintas de Santa Cecilia, Maranatha, Ciudad Satélite, Minnesota, Quintas de
la Laguna: Soacha la Laguna: Soacha
Angie Juliana Torres Arenas
Universidad de La Salle, Bogotá, atorres49@unisalle.edu.co
Laura Maria Altuwaee Sánches
Universidad de La Salle, Bogotá, laltuwaee98@unisalle.edu.co
Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil
Citación recomendada Citación recomendada
Torres Arenas, A. J., & Altuwaee Sánches, L. M. (2021). Escenarios de riesgo por sismo en las
edificaciones de los barrios Santa Cecilia, Maranatha, Ciudad Satélite, Minnesota, Quintas de la Laguna:
Soacha. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil/941
This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at
Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ingeniería Civil by an authorized administrator of Ciencia
Unisalle. For more information, please contact ciencia@lasalle.edu.co.
https://ciencia.lasalle.edu.co/
https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil
https://ciencia.lasalle.edu.co/fac_ingenieria
https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil?utm_source=ciencia.lasalle.edu.co%2Fing_civil%2F941&utm_medium=PDF&utm_campaign=PDFCoverPages
https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil/941?utm_source=ciencia.lasalle.edu.co%2Fing_civil%2F941&utm_medium=PDF&utm_campaign=PDFCoverPages
mailto:ciencia@lasalle.edu.co
1

Escenarios de Riesgo por Sismo en las Edificaciones de los Barrios Santa Cecilia,
Maranatha, Ciudad Satélite, Minnesota, Quintas De La Laguna: Soacha.

Laura María Altuwaee Sánchez
Angie Juliana Torres Arenas
Programa de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad de La Salle
Trabajo de Grado
Ing. Álvaro Enrique Rodríguez Páez
30 de abril del 2021

Agradecimientos.
Agradecemos el apoyo brindado a:
Álvaro Rodríguez Páez, ingeniero civil director del trabajo de investigación, por la
colaboración y apoyo constante que nos brindó.
Marlene Cubillos Romero, magíster en Lingüística Hispánica, por su asesoría
constante en la organización metodológica del trabajo de investigación.
A los docentes de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad de La Salle que
contribuyeron a nuestra formación profesional en esta área.

Declaración ética.
El presente trabajo de investigación fue planificado y desarrollado por el grupo de
investigación bajo el estricto apego a la metodología y a la ética. Con base en lo anterior, el
grupo de investigación de Ingeniería Civil de la Universidad de La Salle declara que la
investigación se desarrolló bajo completa transparencia desde la elaboración del marco
referencial, recolección de datos, análisis de los mismos y la elaboración del documento final.
Por tal motivo, el presente documento es de elaboración propia del grupo de investigación, sin
generar falsificación en la información.

Posibles impactos ambientales y sociales que incurra el desarrollo del proyecto.
En alianza estratégica entre la alcaldía municipal de Soacha y la Universidad de La
Salle (programa de Ingeniería Civil) se llevaron a cabo trabajos de apoyo técnico con el fin de
presentar propuestas que promovieran el conocimiento y la reducción de riesgos ocasionados por
eventos naturales (sismos) en la comuna dos del municipio de Soacha.
El presente proyecto pretende tener un impacto a nivel social, ya que, de sus
resultados, la población en estudio puede obtener beneficios una vez que se les brinda la
información necesaria en cuanto al estado actual de sus residencias y la posible respuesta de
éstas, post-sismo, dando paso a acciones de prevención con respecto a los posibles riesgos a
futuro que se puedan originar durante la ocurrencia de un sismo.

Tabla de contenido.

Resumen. ..................................................................................................................................................... 10
Introducción. ............................................................................................................................................... 11
Descripción del problema. .......................................................................................................................... 14
Objetivos. .................................................................................................................................................... 16
Objetivo general ...................................................................................................................................... 16
Objetivos específicos .............................................................................................................................. 16
Alcance y Justificación. .............................................................................................................................. 17
Marco de referencia. ................................................................................................................................... 18
Antecedentes ........................................................................................................................................... 18
Estado del arte ......................................................................................................................................... 20
Marco teórico .......................................................................................................................................... 24
Marco científico. ..................................................................................................................................... 37
Marco conceptual. ................................................................................................................................... 37
Marco legal ............................................................................................................................................. 44
Metodología. ............................................................................................................................................... 45
1. Caracterización ................................................................................................................................... 46
1.1 Caracterización cuantitativa .......................................................................................................... 46
1.2 Caracterización cuantitativa .......................................................................................................... 58
2. Modelación ......................................................................................................................................... 70
2.1 Indicador del estado actual de la edificación ................................................................................ 70
2.2 Modelo de exposición ................................................................................................................... 71
2.3 Modelo de fragilidad ..................................................................................................................... 73
2.4 Modelo de amenaza o ruptura ....................................................................................................... 76
3. Escenario de riesgo ............................................................................................................................. 86
Resultados................................................................................................................................................... 87
Análisis de resultados. .............................................................................................................................. 103
Conclusiones. ............................................................................................................................................ 107
Recomendaciones. .................................................................................................................................... 108
6

Lista de tablas.
Tabla 1. Manzanas y número de edificaciones de los barrios Santa Cecilia, Maranatha, Ciudad Satélite,
Minnesota y Quintas de La Laguna. ........................................................................................................... 46
Tabla 2. Ejemplo de identificación de las características principales y georreferenciación de las viviendas
por medio de inspección exterior mediante el uso de Google Earth Pro. (Manzana 0-111, barrio Santa
Cecilia). ....................................................................................................................................................... 47
Tabla 3. Identificación catastral (Comuna, barrio, manzana y dirección) e identificación (ID, uso
predominante, número de pisos y dimensiones aproximadas) del barrio Santa Cecilia, manzana 0-111 ... 48
Tabla 4. Descripción de la estructura (sistema estructural y tipo de entrepiso) de las edificaciones del
barrio Santa Cecilia en la manzana 0-111 ................................................................................................... 49
Tabla 5. Criterios de habitabilidad según el estado general de la edificación ............................................ 51
Tabla 6. Criterios de habitabilidad según problemas geotécnicos ............................................................. 52
Tabla 7. Ejemplo de calificación del estado general y problemas geotécnicos de las edificaciones de la
manzana 0-111 del barrio Santa Cecilia. .................................................................................................... 53
Tabla 8. Ejemplo de toma de datos de las condiciones preexistentes (Calidad de construcción, posición de
la edificación en la manzana, configuración en planta y altura, configuración estructural, condiciones
topográficas y tipo de cubierta) de las tres manzanas que componen el barrio Maranatha I ...................... 55
Tabla 9. Calificación de la construcción teniendo en cuenta el tipo de armazón que presenta la edificación
.................................................................................................................................................................... 58
Tabla 10. Calificación de la construcción teniendo en cuenta el tipo de muros que presenta la edificación
.................................................................................................................................................................... 59
7

Tabla 11. Calificación de la construcción teniendo en cuenta el tipo de cubierta que presenta la
edificación. .................................................................................................................................................. 60
Tabla 12 . Calificación de la construcción teniendo en cuenta el tipo de fachada que presenta la
edificación ................................................................................................................................................... 63
Tabla 13. Calificación de la construcción teniendo en cuenta la conservación de los acabados exteriores 64
Tabla 14. Resultado de la calificación cuantitativa para el predio T13 en el barrio Santa Cecilia, manzana
0-111 ........................................................................................................................................................... 65
Tabla 15. Caracterización cuantitativa Barrio Santa Cecilia, manzana 0-111 ........................................... 68
Tabla 16. Indicador de fragilidad en edificaciones residenciales “R” ....................................................... 70
Tabla 17. Indicador de fragilidad en edificaciones comerciales “C” ......................................................... 70
Tabla 18. Definición de la nomenclatura empleada en la caracterización de las edificaciones. ................ 71
Tabla 19. Modelo de exposición del barrio Santa Cecilia ......................................................................... 72
Tabla 20. Curvas de fragilidad asignadas ................................................................................................. 74
Tabla 21. Parametros del sismo a modelar ................................................................................................ 80
Tabla 22. Clasificación del tipo de suelo por Vs30.................................................................................... 83
Tabla 23. Parámetros de evaluación........................................................................................................... 84
Tabla 24. Pasos definitivos para el árbol lógico de ecuaciones de atenuación para eventos corticales ..... 86
Tabla 25. Número de manzanas y edificaciones por barrio ....................................................................... 87
Tabla 26. Conteo de edificaciones según niveles sobre el terreno ............................................................. 88
Tabla 27. Clasificación de las edificaciones según su uso ......................................................................... 90
Tabla 28. Sistema estructural de las edificaciones por barrios .................................................................. 92
Tabla 29. Calidad de la construcción de las edificaciones por barrio ........................................................ 94
Tabla 30. Condición de fragilidad de las edificaciones antes del sismo .................................................... 95
Tabla 31. Condición de habitabilidad de las edificaciones después de un sismo de 7.08 Mw .................. 97
8

Lista de figuras.
Figura 1. Estrategia de respuesta escalonada por niveles .......................................................................... 22
Figura 2. Matriz de clasificación de las contingencias y situaciones de emergencia ................................ 23
Figura 3. Curva de fragilidad de Acevedo para mampostería no reforzada de un piso ............................. 34
Figura 4. Curva de fragilidad de mampostería confinada de un piso......................................................... 35
Figura 5. Rango de consulta de sismos. ..................................................................................................... 77
Figura 6. Distribución espacial de catálogo de eventos sísmicos alrededor de la zona de estudio ............ 78
Figura 7. Mapa de velocidad de onda de corte a 30m de profundidad para Colombia, basado en el
gradiente topográfico a partir de un SRTM de 7.5 arco segundos .............................................................. 79
Figura 8. Velocidad de onda de corte a 30m de profundidad en la zona de estudio ................................. 80
Figura 9. Resultados estadísticos para eventos corticales .......................................................................... 81
Figura 10. Velocidad de onda de corte a 30m de profundidad en la zona de estudio ................................ 82
Figura 11. Resultados estadisticos para eventos corticales ........................................................................ 85
Figura 12. Conteo de edificaciones según la cantidad de niveles o pisos que estas presentan .................. 89
Figura 13. Uso predominante de las edificaciones por cada barrio. ..........................................................91
Figura 14. Sistema estructural de las edificaciones por barrio .................................................................. 93
Figura 15. Calidad de la construcción de las edificaciones por barrio ....................................................... 94
Figura 16. Fragilidad de las edificaciones por barrio antes del sismo. ...................................................... 96
Figura 17. Condición de habitabilidad de las edificaciones después de un sismo de 7.08 Mw ................. 97
Figura 18. Promedio de daño para las edificaciones del barrio Santa Cecilia después de un sismo de 7.08
Mw .............................................................................................................................................................. 98
9

Figura 19. Promedio de daño con respecto al sistema estructural de las edificaciones del barrio Santa
Cecilia después de un sismo de 7.08 Mw ................................................................................................... 98
Figura 20. Promedio de daño para las edificaciones del barrio Maranatha después de un sismo de 7.08
Mw .............................................................................................................................................................. 99
Figura 21. Promedio de daño con respecto al sistema estructural de las edificaciones del barrio
Maranatha después de un sismo de 7.08 Mw .............................................................................................. 99
Figura 22. Promedio de daño para las edificaciones del barrio Ciudad Satélite después de un sismo de
7.08 Mw .................................................................................................................................................... 100
Figura 23. Promedio de daño con respecto al sistema estructural de las edificaciones del barrio Ciudad
Satélite después de un sismo de 7.08 Mw ................................................................................................. 100
Figura 24. Promedio de daño para las edificaciones del barrio Minnesota después de un sismo de 7.08
Mw ........................................................................................................................................................... 101
Figura 25. Promedio de daño con respecto al sistema estructural de las edificaciones del barrio Minnesota
después de un sismo de 7.08 Mw .............................................................................................................. 101
Figura 26. Promedio de daño para las edificaciones del barrio Quintas de La Laguna después de un sismo
de 7.08 Mw ............................................................................................................................................... 102
Figura 27. Promedio de daño con respecto al sistema estructural de las edificaciones del barrio Quintas
de La Laguna después de un sismo de 7.08 Mw ....................................................................................... 102

Resumen.
El presente proyecto de investigación pretende establecer el posible escenario de daño
que puede presentarse en las edificaciones de los barrios Santa Cecilia, Maranatha, Ciudad
Satélite, Minnesota y Quintas de La Laguna de la comuna dos del municipio de Soacha, en
Cundinamarca, Colombia, una vez que están expuestas a un evento sísmico de diferentes
magnitudes e intensidades. La metodología empleada para el desarrollo del proyecto consta de
tres fases importantes: la primera consiste en la recolección de los datos de campo, es decir, el
reconocimiento del estado actual de las edificaciones a través de la adaptación de documentos
y/o formularios del Instituto Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático (IDIGER). Una
vez que se recolecta dicha información, se procede a realizar la modelación. Los datos obtenidos
en la primera fase se modelan teniendo en cuenta una serie de parámetros y/o variables dentro
del software de código abierto OpenQuake; dichos parámetros son la exposición, la fragilidad y
la ruptura. Finalmente, durante la última fase se procede a realizar un análisis de los resultados
obtenidos, y se establece el escenario de riesgo, es decir, la posible respuesta de cada una de las
edificaciones una vez que son sometidas al evento sísmico establecido.
Palabras clave: Edificaciones, escenario de riesgo, sismo, Soacha, OpenQuake.

Introducción.
Soacha es el municipio más denso del departamento de Cundinamarca, Colombia;
cuenta con 556.268 habitantes, aproximadamente. Su área es de 184 km2 y lo componen 400
barrios. Su división política consta de seis comunas: Compartir, Soacha Central, La Despensa,
Cazucá, San Mateo y San Humberto. El presente proyecto se lleva a cabo en la comuna de
Soacha Central (Comuna dos) y consta de 31 barrios. Soacha Central, como su nombre lo indica,
está ubicada en la cabecera central del municipio, conocida popularmente como Soacha Parque,
que tiene aproximadamente 145.000 habitantes.
El presente documento evalúa el riesgo que se genera a raíz de una de las amenazas
naturales más potenciales que contempla cualquier ciudad: los sismos. El municipio de Soacha,
según los datos del mapa de amenaza sísmica de Colombia, INGEOMINAS, se encuentra
localizada en una zona de amenaza intermedia. Sin embargo, a pesar de lo anterior, actualmente
no existe un escenario de daño por sismo para las edificaciones de la zona, impidiendo, por lo
tanto, llevar a cabo planes de acción ante un sismo, con base en el estado actual de cada una de
las edificaciones.
El alcance del presente proyecto llega únicamente hasta un escenario preliminar de la
evaluación del riesgo sísmico de las edificaciones de los barrios Santa Cecilia, Maranatha,
Ciudad Satélite, Minnesota y Quintas de La Laguna del municipio de Soacha, debido a que una
evaluación completa del riesgo debe tener en cuenta más variables, tales como pérdidas de
12

contenidos dentro de los edificios, afectaciones en elementos no estructurales, pérdida de
funcionalidad de sistemas de transporte, comunicación, energía y acueductos, afectaciones en el
patrimonio cultural, pérdidas asociadas a la influencia en la economía del sector, riesgos sociales
como heridos o muertos y riesgos de incendio post sismo.
El presente proyecto tiene en cuenta tres importantes parámetros del riesgo sísmico,
que permiten estimar el porcentaje de daño a través del software OpenQuake: amenaza sísmica,
es decir, modelo de ruptura, la exposición de bienes físicos y modelo de exposición, y,
finalmente, la fragilidad, a partir de las curvas de fragilidad. La recolección de datos para el
modelo de exposición se realiza a través de la inspección externa por medio de la herramienta
Google Earth Pro. La recopilación de esta información consta de variables como número de
pisos, uso predominante de la edificación, sistema estructural que lo compone, calidad de la
construcción, y el correspondiente puntaje de construcción de acuerdo al documento manual de
calificaciones de catastro de Bogotá y la organización estadística descriptiva con base en los
datos recolectados. Una vez que se tienen los datos de la exposición, se eligen las curvas de
fragilidad que mejor se ajustan a las estructuras y que sean aplicables a la zona de estudio. Por
último, en cuanto al modelo de amenaza, se corresponde a trabajar con el modelo de amenaza
sísmica de Colombia, el cual contempla ecuaciones de atenuación, sismos ocurridos en el país,
fallas corticales activas y magnitudes de sismo probable.
Una vez se definió lo anterior, se escogió la zona de Quetame en Cundinamarca, ya
que este sitio es una de las fuentes sísmicas que representan mayor amenaza en términos de
aceleración sísmica y magnitud para el municipio de Soacha. Por lo tanto,se estableció un sismo
13

cortical que se produjo en la zona de Quetame variando la magnitud de 5.0MW a 7.08MW, pues
es la máxima magnitud probable por sismicidad distribuida.
Durante el presente estudio se presentaron inconvenientes para el desarrollo de
modelo de exposición, ya que se genera incertidumbre a la hora de determinar el tipo de
estructura a partir de los atributos observados en la fachada de los edificios mediante el buscador
digital. Encontramos, además, incertidumbre en la selección de las curvas de fragilidad, ya que,
para el municipio de Soacha como tal, no existen. Por ello, se determinaron aquellas que mejor
se ajustan a las características de la zona de estudio.
Como resultado de la inspección cualitativa y cuantitativa de las edificaciones se
obtuvo la elaboración de los formatos de inspección basados en el formulario de inspección de
edificaciones del IDIGER. Además, se determinó la fragilidad al daño que presentaban las
edificaciones de los barrios estudiados con base en el puntaje que se asignó tomando como
referencia el Documento Manual de Calificaciones de Construcción de Catastro Bogotá.
Respecto al análisis del escenario de daño en OpenQuake, se obtuvo que, para un posible sismo
cortical de 7.08 MW generado en la zona de Quetame, con una profundidad de 10 km, 449
edificaciones quedan habitables, 99 habitables con restricción, 110 habitables sin restricción y
129 colapsan. Cabe aclarar que los resultados son bajo la probabilidad de que ocurra un sismo
con condiciones similares, a partir de la zona cercana que representa mayor amenaza. En este
documento se analizaron los resultados que se consideraban más relevantes, pero todos los
resultados son anexados de manera digital y se pueden observar en los apéndices A, B, C y D.

Descripción del problema.
El municipio de Soacha presenta la población más grande del departamento de
Cundinamarca con un 26,8% del total regional, convirtiéndose en el municipio más denso, en
donde de acuerdo con catastro, se cuenta con edificaciones que no cumplen con la calidad de sus
materiales, los procesos constructivos, diseños sin aprobar y algunas con carencia de licencias de
construcción, ocasionando que el desarrollo urbano de la ciudad esté expuesto a sufrir daños por
los fenómenos naturales. Además, según el mapa de amenaza sísmica de Colombia, Instituto
Geológico Colombiano SGC, anteriormente INGEOMINAS, Soacha se encuentra localizada en
la zona de amenaza intermedia, en límites con amenaza alta.
El municipio de Soacha cuenta únicamente con un plan de emergencia para la
prevención y atención de desastres del año 2007, donde se consideran amenazas como remoción
en masa o deslizamientos, inundaciones, fallas geológicas, explosiones y contaminación
ambiental o riesgos industriales, accidentalidad vial y desplazamiento de población por el
conflicto armado interno. Por otro lado, el POT, en su componente de gestión de riesgos,
contempla áreas en condición de riesgo, por avenidas torrenciales, por fenómenos de remoción
en masa e inundaciones, e, incluso, amenaza por explosiones, tanto en centros poblados como en
zonas rurales, mas no áreas en condiciones de riesgo por sismo. En el documento del Plan
Nacional de Gestión del Riesgo de Desastres (PNGRD, 2015) se afirma que
La investigación y el conocimiento sobre riesgos de origen natural, socio-natural,
tecnológico y humano no intencional constituyen la base tanto para la toma de decisiones
sobre inversión segura como para la incorporación de criterios de sostenibilidad los
procesos de planificación del desarrollo, ordenamiento territorial y planificación
ambienta. (p.11)
15

A nivel nacional y departamental, el Plan Nacional de Gestión del Riesgo de Desastres
para Colombia y el Plan Distrital de Gestión de Riesgo de Desastres para Bogotá tienen como
objetivo la correcta prevención y atención de desastres, a partir de fundamentos que respectan el
riesgo.
Sin dicho conocimiento, el decremento de las construcciones en condiciones de riesgo es
ineficaz e implica un crecimiento y continuación de los escenarios de riesgo. Sin embargo, a
nivel sismológico no existen precedentes que determinen que, durante la ocurrencia de un sismo,
cuáles son los principales focos de riesgo, y hasta qué punto las edificaciones están expuestas y
pueden dar paso al colapso de las mismas en los barrios Santa Cecilia, Maranatha, Ciudad
Satélite, Minnesota y Quintas de La Laguna, significando pérdidas materiales y humanas.
Por lo tanto, es importante generar la caracterización, elaboración de la ficha técnica y
la identificación de la estimación de daño por sismo de las edificaciones de los barrios descritos,
con el fin de advertir a la alcaldía y a la comunidad de la zona para que se tomen medidas de
reducción del riesgo con el propósito de evitar pérdidas humanas y económicas.

Objetivos.
Objetivo general
Identificar la probabilidad de la estimación de daño por sismo que se presenta en las
edificaciones de los barrios Santa Cecilia, Maranatha, Ciudad Satélite, Minnesota y Quintas de
La Laguna de la comuna dos del municipio de Soacha frente diferentes magnitudes e
intensidades de sismo.
Objetivos específicos
Diligenciar la ficha técnica y caracterización de las edificaciones de los barrios Santa
Cecilia, Maranatha, Ciudad Satélite, Minnesota y Quintas de La Laguna de la comuna dos del
municipio de Soacha, de acuerdo con el uso de la edificación, materiales y procesos
constructivos.
Evaluar la estimación de daño por sismo de las edificaciones de los barrios Santa
Cecilia, Maranatha, Ciudad Satélite, Minnesota y Quintas de La Laguna de la comuna dos del
municipio de Soacha frente a un evento sísmico de determinada magnitud e intensidad, a partir
del estado actual de las edificaciones y a través de las curvas de fragilidad en el software de
código abierto OpenQuake
Elaborar el informe de la probabilidad de la estimación de daño por sismo de las
edificaciones de los barrios Santa Cecilia, Maranatha, Ciudad Satélite, Minnesota y Quintas de
La Laguna de la comuna dos del municipio de Soacha.

Alcance y Justificación.
El alcance del presente proyecto de investigación se centra en la realización de un
escenario probable de riesgo sísmico de las edificaciones de los barrios Santa Cecilia,
Maranatha, Ciudad Satélite, Minnesota y Quintas de La Laguna de la comuna dos del municipio
de Soacha, a partir de la condición preexistente de cada una de las edificaciones, obtenidas del
proceso de caracterización cuantitativa y cualitativa de los barrios, como resultado del proceso de
inspección externo a través de la herramienta digital Google Earth Pro. Dichas condiciones
preexistentes serán expuestas a un escenario de evento sísmico a través del software abierto
OpenQuake, en donde los resultados serán analizados y permitirán construir un escenario de
riesgo probable, resultado de la respuesta de cada edificación.
La metodología para la implementación de Gestión del Riesgo del Desastre permite
establecer procedimientos para prevenir o reducir los impactos ocasionados por las catástrofes
naturales, entre ellas, el sismo. Además, una buena gestión de riesgo permite construir planes de
recuperación de las infraestructuras tanto públicas como privadas. Sin embargo, para la
construcción de un plan de gestión de riesgo de desastres, es necesario conocer aquellos
escenarios de riesgo que están expuestos a los desastres sísmicos, y, mejor aún, conocer la
posible respuesta post-sismo. Por lo anterior, se llevó a cabo el presente proyecto de
investigación en la comuna dos del municipio de Soacha, con el fin de que los resultados
obtenidos en este documento permitan a las autoridades correspondientes gestionar planes para la
prevención, mitigacióno actuación ante un riesgo sísmico.

Marco de referencia.
Antecedentes
A continuación, se presenta el respectivo reconocimiento de datos históricos que
hacen referencia a los eventos sísmicos que han afectado el municipio de Soacha:
o Sismo de julio 12 de 1785: el sismo ocurrido el 12 de julio de 1785, aproximadamente a las
7:45 de la mañana (hora local), fue sentido en gran parte de Colombia y tuvo una magnitud
estimada de 6,9. Se localizó el epicentro en las coordenadas 4,70° latitud norte y 73,80°
longitud occidente, en el municipio de La Calera.
Los principales daños ocurrieron en Bogotá, en sus poblaciones aledañas y en Neiva. En
Bogotá se presentaron averías considerables en casi todas las iglesias de la ciudad y en
algunas casas. Las iglesias de Fosca, Soacha, Fómeque, Facatativá, Cajicá, Cota, Chía,
Pasca, Bojacá y Cáqueza se vieron notablemente afectadas y fue necesario reedificar
algunas de ellas. […]El análisis macro sísmico de este evento es complejo, ya que, a
excepción de Bogotá, los reportes se limitan a describir los daños ocurridos en
edificaciones de tipo religioso sin incluir efectos en más construcciones ni en los otros
"sensores" de la escala de intensidad. La principal fuente de información utilizada para
este sismo es el Archivo General de la Nación donde reposan una serie de manuscritos
cuyos autores fueron testigos del evento. (Sarabia et. al, 2010, p.154)
o Sismo de noviembre 16 de 1827: El sismo ocurrió el 16 de noviembre de 1827 con epicentro
en el municipio de Timaná, Huila, registrando una actividad sísmica de intensidad máxima
(VIII) teniendo efectos de daños severos en la ciudad de Bogotá y sus alrededores. (Espinosa,
2004, p.4)
19

o Sismo de agosto 31 de 1917: El sismo ocurrido el 31 de agosto de 1917 a las 6:30 de
la mañana (hora local), afectó varias poblaciones del centro del país, principalmente,
Villavicencio, San Martín, Cáqueza y Bogotá, el cual tuvo una magnitud estimada de
6,9 (Ms). Se ubicó el epicentro en las coordenadas 4,0 latitud norte y 74,0 longitud
occidente, en cercanías a Acacias (Meta). Los daños más graves ocurrieron en
Villavicencio, San Martín y Cáqueza, donde la mayoría de las construcciones
quedaron inhabitables. En Bogotá se reportaron muchas edificaciones afectadas,
especialmente las iglesias y edificios públicos. En los alrededores de la capital y hacia
el piedemonte llanero se registraron daños severos en las construcciones y se
generaron varios deslizamientos que obstruyeron ríos y caminos. En Soacha las
paredes de la iglesia quedaron sumamente agrietadas, por lo cual fue necesario una
reconstrucción. Muchos edificios se arruinaron. (Sarabia et. al , 2010, p.154)
o Según un estudio hecho por una agencia de cooperación japonesa en 2003, JICA, en donde se
evaluaba el riesgo de amenaza sísmica en diferentes municipios cercanos a Bogotá, se pudo
determinar que, ante un eventual sismo entre los 6 y los 8 grados en la escala Richter, cerca
de 3632 personas que habitan en estas poblaciones tienen alto riesgo de morir y,
aproximadamente, 26179 personas quedarían heridas ante la destrucción de sus viviendas;
por eso mismo es necesario el refuerzo de 91637 edificaciones ubicadas en esas poblaciones.
(El Tiempo, 2003).

Estado del arte
o Evaluación del riesgo sísmico de viviendas de Barrancabermeja (Colombia): en este
documento se realiza un proyecto de análisis de riesgo sísmico en el cual Hinestroza (2018)
afirma que
Se desarrolló un modelo de exposición a partir de información cartográfica y encuestas,
lo cual dio como resultado un inventario de estructuras residenciales con información de:
Número de pisos, sistema de resistencia lateral, costo de reposición de cada edificio y
área construida. […] La vulnerabilidad sísmica se representó por medio de curvas de
fragilidad y modelos de consecuencias lo cual permitió determinar estados de daños y
pérdidas económicas. Usando el programa OpenQuake y el modelo probabilístico de la
amenaza sísmica del proyecto SARA (GEM, 2015). (p.4)
o Evaluación de amenaza sísmica en municipios del departamento de Cundinamarca: en
este documento, Segura (2015) expone que
El análisis de amenaza sísmica para los municipios del departamento de Cundinamarca,
por medio del cálculo de aceleraciones horizontales del terreno a partir de la ecuación
propuesta por MacGuire (1974), que define el grado de amenaza sísmica de la misma.
Mediante análisis de sismos relevantes ocurridos alrededor de la ciudad de Bogotá se
obtienen mapas cualitativos de vulnerabilidad sísmica para periodos de retorno de 475,
1000 y 2500 años que definen las posibles zonas de asentamiento poblacional a futuro y
centros urbanos que hoy en día se encuentran en riesgo ante posibles terremotos. (p.7)
o Escenario de riesgo y pérdida por terremoto para Bogotá D.C.: en el respectivo
documento, presentado por la Alcaldía Mayor de Bogotá D.C (2005), se expone
21

Una serie de escenarios de riesgo y pérdidas por terremoto para la ciudad capital con base
en la información de amenaza más actualizada posible y en la información digital
disponible sobre la infraestructura existente en la ciudad. […] El desarrollo del proyecto
involucra tres fases específicas, las cuales se evalúan para cada uno de los escenarios
planteados: evaluación de la amenaza a nivel de la superficie del terreno en Bogotá,
evaluación de la vulnerabilidad sísmica de las obras de infraestructura y evaluación del
riesgo en los términos especificados por DPAE (Departamento de prevención y atención
de emergencias). (p.4)
o Antecedentes de la gestión de riesgo de desastres en Soacha: como precedente de la
actividad propuesta, el plan de emergencia del municipio de Soacha del Comité Local para la
Prevención y Atención de Desastres (CLOPAD) contempla un protocolo de emergencia para
búsqueda y rescate en estructuras colapsadas, que se categoriza en tres niveles de
emergencia: NIVEL I, incidentes con afectación menor; NIVEL II, contingencias dentro del
municipio que configuren situaciones de emergencia con implicaciones de daños a la
infraestructura y/o afectación de personas; y NIVEL III, incidentes de gran magnitud y
severidad que generan situaciones de emergencia en varios puntos, con afectación de
infraestructura y personas. Además, contempla la asignación de recursos y un plan de
respuesta escalonado por niveles con base en los dos últimos expuestos anteriormente, tal
como se muestra en la figura 1.

Figura 1
Estrategia de respuesta escalonada por niveles.

Nota. Alcaldía, Soacha, Departamento Cundinamarca, 2007.

Un acercamiento a la metodología empleada en el presente trabajo se puede encontrar
en la matriz para la clasificación de las emergencias y los niveles de respuesta del plan de
emergencias para el municipio de Soacha, tal como se muestra en la ¡Error! No se encuentra el o
rigen de la referencia., en la cual se establecen criterios para la evaluación de las diferentes
contingencias con base al nivel de daño previsto.

Figura 2
Matriz de clasificación de las contingencias y situaciones de emergencia.

Nota. Alcaldía municipal de Soacha, Departamento de Cundinamarca, 2007.
o Geología y Geomorfología para la evaluación de la amenaza por movimientos en masa
en el municipio de Soacha, Cundinamarca, Colombia: dentro del respectivo documento,
se afirma que
Los resultados del estudio de Geología y Geomorfología presentados en este artículo,
constituyen la base fundamental para la elaboración del estudio de Amenaza por
Movimientos en Masa en el municipio de Soacha, el cual se realizó en convenio entre la
Alcaldía y el Servicio Geológico Colombiano (antes INGEOMINAS). Este trabajo es una
herramienta de gestión en la planificación, ordenamiento de la actividad minera, toma de
decisiones para la localizaciónde infraestructura y la normatividad constructiva en la
zona. (Ibáñez et al., 2012, p.2).
Además, se menciona que
La clasificación geomorfológica se realizó a nivel de elementos geomorfológicos,
mientras que en geología se hizo el levantamiento de Unidades de Geología para
24

Ingeniería (UGI) y geología estructural a escala 1:2000. Las unidades geológicas se
clasificaron en unidades de roca y unidades de suelos. Las unidades de rocas se
dividieron en duras, intermedias y blandas. Las unidades de suelos se clasificaron según
su origen y características físicas, agrupándolas en suelos residuales y transportados. Se
incluyó en la evaluación un modelo geológico estructural. (Ibáñez et al., 2012, p.1)
o Metodologías empleadas para análisis de eventos sísmicos: por otra parte, dentro de los
antecedentes, es importante señalar diferentes metodologías usadas anteriormente para la
realización del análisis de eventos sísmicos. Una de las más usadas es la siguiente:
o Georreferenciación y digitalización del Sistema de Fallamiento
o Asignación de eventos sísmicos a cada una de las fallas
o Parametrización de las fuentes
o Tasa de excedencia para cada una de las fuentes
o Relación de atenuación de intensidad sísmica
o Cálculo de la amenaza sísmica mediante correlación y ajuste de datos
o Mapas de amenaza sísmica
Marco teórico
La resistencia sísmica es un aspecto que ha tomado gran importancia en los últimos
años para el país, debido a los antecedentes negativos del comportamiento de las edificaciones
ante los diferentes sismos que se han presentado. De allí radica la importancia de garantizar que
las viviendas estén construidas bajo los parámetros de la norma sismo resistente. Sin embargo,
debido a que la normativa para el respectivo caso surge a partir del año de 1984, se traduce que
las viviendas construidas antes de esta fecha no cuentan con la normatividad sismo resistente
25

(NSR-10). Además, las condiciones socioeconómicas de una comunidad inciden en la capacidad
de intervenir en una edificación para la adecuación sismo resistente que esta requiera.

A partir de lo anterior, es evidente la importancia de evaluar la capacidad estructural de
las edificaciones de la comuna dos del municipio de Soacha, en el departamento de
Cundinamarca. Por lo tanto, se desea desarrollar esta investigación para dar lugar a la
disminución de la incertidumbre que tiene el municipio respecto a estos eventos naturales, y así
se fortalezcan y se faciliten los procesos de toma de decisiones en cuanto al control y prevención
de daños por sismo.
La caracterización de los escenarios de riesgo, según el IDIGER (2018),
Es el proceso que busca conocer de manera general, las condiciones de riesgo de un
territorio, enfatizando en sus causas y actores, identificando los principales factores
influyentes, los daños y pérdidas que puedan presentarse y todas las medidas posibles que
puedan aplicarse. (p.3)
Los estados de daño de una edificación a raíz de un sismo están asociados con los
desplazamientos de la estructura y se implementan cinco estados de daños, los cuales se
clasifican, según Coronel & Lopez (2013), de la siguiente manera:
1. (0) Sin daño estructural: Sin daño estructural con posible presencia de pequeños
daños en componentes no estructurales.
2. (1) Daño leve: Presencia de pocas, localizadas y muy pequeñas grietas en
elementos estructurales. Evidentes grietas en los elementos no estructurales, separación entre la
tabiquería y los elementos.
26

3. (2) Daño moderado: Grietas evidentes en elementos estructurales con pérdidas de
recubrimiento en algunos casos. La mayoría de las paredes de la tabiquería exhibe grandes
grietas diagonales y horizontales y algunas pueden perder su estabilidad.
4. (3) Daño severo: Falla localizada de algunos elementos estructurales o sus
conexiones sin pérdida de la estabilidad vertical del sistema. La mayoría de la tabiquería presenta
grandes grietas y varias paredes pueden volcarse. La mayoría del mobiliario no anclado se ha
volcado. La estructura presenta una deformación lateral permanente.
5. (4) Daño completo: Desplazamiento lateral excesivo. Pérdida de la estabilidad
vertical. Representa el colapso parcial o total de la edificación.
Basados en los estados de daño es posible construir las curvas de fragilidad sísmica, las
cuales permiten representar en términos probabilísticos la vulnerabilidad sísmica de las
edificaciones y proporcionan la probabilidad de que la respuesta de una estructura
alcance o exceda determinado límite asociado con el daño, como función de un parámetro
indicador de la intensidad sísmica. A partir de la curva de capacidad de cada edificio se
estima la curva de fragilidad para el límite de cada estado de daño. (p.8)
Por lo tanto,
“Las curvas de fragilidad permitirán la estimación de daños y pérdidas debidas a
sismos futuros y la evaluación del riesgo sísmico con fines de priorización y gestión de riesgo”.
(Coronel & López, 2013, p.1).
Riesgo sísmico
De acuerdo con la Real Academia Española, la palabra Riesgo significa “Contingencia
o proximidad de algún daño” (RAE, s.f.). Mientras que en términos técnicos significa “la
posibilidad de pérdida o daño o exposición al cambio de daño o pérdida” (Souter, 1996;
27

Dowrick, 1997, citado en Aspectos generales del riesgo sísmico, s.f, p.8). Cuando se refiere al
riesgo sísmico, este se entiende como “las consecuencias sociales y económicas potenciales
provocadas por un terremoto, como resultado de la falla de estructuras cuya capacidad resistente
fue excedida por un terremoto”. (Aspectos generales del riesgo sísmico, s.f, p.9).
Si se habla de la peligrosidad sísmica, esta
Es la probabilidad de que ocurra un fenómeno físico como consecuencia de un terremoto,
provocando efectos adversos a la actividad humana. Estos fenómenos además del
movimiento de terreno pueden ser, la falla del terreno, la deformación tectónica, la
licuefacción, inundaciones, tsunamis, etc. (Aspectos generales del riesgo sísmico, s.f, p.9)
Amenaza sísmica
La amenaza sísmica se puede definir “como la síntesis de los efectos potenciales de
muchos posibles escenarios sísmicos y de la cuantificación de efectos particulares que se esperan
que ocurran con diferentes frecuencias” (Bommer & Boore, 2005, citados por Hinestroza, 2018,
p. 4). El presente documento establece la amenaza en función del movimiento fuerte del terreno,
excluyendo los fenómenos de licuación, rupturas superficiales de fallas y movimientos en masa.
Modelo de amenaza sísmica
Para el cálculo probabilístico del riesgo sísmico es necesario la implementación de
modelos probabilísticos de la amenaza sísmica para la determinación de las intensidades
esperadas. El presente trabajo implementa la aplicación del modelo de amenaza sísmica usado en
la evaluación del riesgo sísmico de Colombia.
A partir del Modelo de Amenaza Sísmica de Colombia se pueden estimar valores de
intensidad esperada para diferentes periodos de retorno y periodos de vibración
estructural que permiten no sólo diseñar edificaciones e infraestructura capaces de resistir
28

la acción sísmica. También, permite generar información y productos para una gestión
integral del riesgo sísmico, cuando sirven de base para la toma de decisiones en aspectos
como ordenamiento territorial y planificación urbana de las poblaciones, la protección
financiera y preparación para la respuesta al proveer información para el análisis de
escenarios de riesgo sísmico y considerar de manera integral los efectos asociados.
(Modelo nacional de amenaza sísmica para Colombia, 2020).
Efectos de sitio
El movimiento del terreno debido a un sismo en un punto dado depende naturalmente de
los parámetros asociados a la fuente sísmica y de la atenuación de la energía sísmica
conformese propaga desde la fuente al sitio de interés. Estos son los parámetros que se
utilizan para predecir el movimiento sísmico en un punto utilizando las ecuaciones de
predicción de movimiento del terreno (anteriormente conocidas como leyes de
atenuación), y que en estudios de riesgo sísmico se conoce como movimiento de
referencia, o movimiento estimado para un sitio en roca dura. Si el sitio de interés no se
encuentra sobre roca dura, ese movimiento de referencia se verá afectado por la
amplificación generada por las irregularidades geológicas, la presencia de capas de suelo,
y la geometría irregular de las interfaces entre medios con distintas propiedades. Es esa
amplificación del movimiento sísmico lo que conocemos como efectos de sitio, los cuales
modifican la predicción del movimiento del terreno para un sismo dado con respecto al
movimiento en roca dura a la misma distancia a la fuente. (Chávez & Montalva, 2014,
p.8).
En efectos de sitio es frecuente considerar únicamente el movimiento horizontal. Hay
varias razones para ello. Supongamos que las interfaces entre materiales de distintas
29

propiedades son horizontales. Cuando una onda sísmica se propaga hacia la superficie
atravesando esas internases, su dirección de propagación se acercará a la vertical debido a
la ley de Snell. Por ello, es común asumir propagación vertical de las ondas sísmicas
incidentes al sitio de interés. (Chávez & Montalva, 2014, p.9)
Modelo de exposición
Un modelo de exposición tiene como fin estudiar las características principales de los
bienes físicos de una ciudad. Para el presente documento, se desarrolló el inventario de las
edificaciones que comprenden la zona de estudio con el fin de conocer sus características de
material, sistema estructural, proceso constructivo, número de pisos y ubicación geográfica.
Recolección de datos
Los parámetros de los modelos de exposición son, en su mayoría, obtenidos por
fuentes de entidades oficiales como Catastro o Planeación, quienes, por medio de sus
mecanismos de control, logran medir el crecimiento urbanístico. Según Dell’Acqua et. Al
(2013), citado en Hinestroza (2018), algunos de los desafíos que presentan los investigadores al
realizar modelos de exposición son:
o Realizar un inventario detallado de edificaciones requiere de una alta inversión de tiempo y
dinero.
o Hay dificultades para obtener información precisa sobre las edificaciones debido al acceso
limitado a información como planos estructurales, memorias de cálculo y estudios de suelos.
o Al realizar inspecciones de campo detalladas, es difícil tener acceso a las viviendas por
asuntos de privacidad.
30

o Existen errores e incertidumbre al interpretar los atributos observados en las inspecciones.
o La información pública en ocasiones está incompleta, posee diversos formatos de
presentación y está repartida en múltiples entidades. (p.12)
Según Osorio (2015) y González (2017), citados en Hinestroza (2018), existe
Una metodología para recopilar información de manera remota. Estos autores proponen
el uso de la plataforma digital Google Street View, herramienta que permite recorrer las
calles de la ciudad de manera virtual, facilitando recopilar información a partir de la
observación externa de las edificaciones. (p.13)
Cuando se recolecta la información mediante herramientas digitales, se limita la
capacidad del ingeniero de acertar sobre cuál es la estructura del edificio, debido a que observar
de manera externa una edificación genera limitación y no se puede ver en detalle cómo está
configurada la estructura. Si el ingeniero cuenta con alta experiencia en ingeniería estructural y
proceso constructivo, el nivel de incertidumbre se reduce.
Clasificación de las estructuras expuestas
A continuación, se presenta una breve descripción de los sistemas estructurales que se
pueden presentar en el área de estudio que abarca el correspondiente trabajo.
o Mampostería confinada
El método de construcción de mampostería de muros confinados se basa en la
colocación de unidades de mampostería conformando un muro que luego se confina con vigas y
columnas de concreto reforzado vaciadas en el sitio.
31

Cuando la mampostería confinada se construye usando los requerimientos de la NRS-
10, se considera que es mampostería confinada dúctil (DUC); cuando la estructura se construye
bajo procesos de autoconstrucción y sin cumplir con la mayoría de los requisitos exigidos por la
NSR-10, se cataloga como mampostería confinada sin ingeniería o no dúctil (DNO).
o Mampostería simple o no reforzada
La mampostería no reforzada es la construcción que utiliza unidades de mampostería
en la cual no se considera ningún tipo de refuerzo interno o externo de confinamiento.
Esta tipología también es llamada mampostería simple. Aunque la mampostería no
reforzada podría tener viga de amarre inferior y superior, no alcanza a ser mampostería
confinada puesto que requiere de elementos de confinamiento vertical (columnas en concreto).
La mampostería no reforzada se considera frágil y no dúctil.
o Mampostería estructural o reforzada
El sistema de mampostería reforzada se fundamenta en la construcción de muros con
piezas de mampostería de perforación vertical (de arcilla o de concreto) unidas por medio de
mortero, reforzadas internamente con barras y/o alambres de acero. Este sistema permite la
inyección de todas sus celdas con mortero de relleno, o solo las celdas verticales que llevan
refuerzo. El refuerzo se distribuye dependiendo de la demanda impuesta al muro en cuanto a
cargas externas. El refuerzo puede tomar varias formas, como barras o barras internas de acero o
madera agrupadas en unidades de mampostería o colocadas en cursos de mortero
horizontales. Alternativamente, se pueden proporcionar postes o bandas verticales y/u
horizontales de madera u hormigón armado para aumentar la resistencia de elementos de
32

construcción individuales como paredes y/o unirlos. En algunos casos, el refuerzo textil
enyesado se usa para reforzar las paredes de mampostería.
Curvas de fragilidad
Curvas de fragilidad de Acevedo
Las curvas de fragilidad desarrolladas por Acevedo et al. (2017) hacen parte de un
trabajo de investigación del riesgo sísmico para viviendas de mampostería no reforzada en el
departamento de Antioquia, Colombia.
Los estados de daño se definieron en función del desplazamiento de fluencia y colapso.
Se definieron cuatro estados de daños: leve, moderado, grave y colapso. Cada estructura
simulada fue sometida a 300 acelero gramas representativas de la sismicidad del país, con el fin
de identificar el desplazamiento máximo observado para cada registro, el cual se comparó con
los estados límites previamente definidos. Por último, se generaron curvas de fragilidad para
mampostería de uno a seis pisos. En la
33

3 se muestra la curva de fragilidad para mampostería no reforzada de un piso.

Figura 3
Curva de fragilidad de Acevedo para mampostería no reforzada de un piso.

Nota. Recuperado de OpenQuake. (2016). (https://platform.openquake.org/vulnerability/list)
Curvas de fragilidad de Villar Vega
Villar-Vega et al. (2017) desarrollaron curvas de fragilidad de diversas estructuras
residenciales representativas de Chile, Colombia, Perú y Venezuela. La capacidad estructural se
representó por medio de oscilares de un solo grado de libertad que se sometieron a intensidades
sísmicas de 300 registros de movimiento del terreno. Se realizó un análisis no-lineal de tiempo-
historia (NLTHA por sus siglas en inglés), dando como resultado una distribución de daños para
diferentes intensidades de movimiento. Se desarrollaron curvas para pórticos de concretos
resistentes a momento dúctiles y no dúctiles entre 1 y 7 pisos (con y sin mampostería adosada),
muros de concreto reforzadode 5 a 10 pisos, mampostería confinada dúctil y no dúctil entre 1 y
3 pisos, mampostería no reforzada de 1 a 6 pisos, estructuras en madera liviana y estructuras
desconocidas, cuya información de resistencia es insuficiente.
https://platform.openquake.org/vulnerability/list
35

Se definieron cuatro estados de daño en función de desplazamiento de fluencia y colapso:
leve, moderado, grave y colapso. En la 4 se muestra la curva de fragilidad de mampostería
confinada para un piso.
Figura 4
Curva de fragilidad de mampostería confinada de un piso.

Nota. OpenQuake. (2016). Recuperado de: https://platform.openquake.org/vulnerability/list.

Herramienta para el cálculo de riesgo sísmico
Para establecer la integración de los parámetros del modelo de ruptura, el modelo de
exposición, las curvas de fragilidad y así poder establecer el riesgo sísmico, se usó el programa
y/o software abierto OpenQuake desarrollado por GEM, el cual está programado con base al
estado del arte en riesgo sísmico (GEM; Pagani et al; Silva et al). Este programa es de uso libre y
de código abierto, que permite que desarrolladores puedan aportar en pruebas y mejoramientos
del código. A continuación, se presentan las principales características del programa:

https://platform.openquake.org/vulnerability/list
36

o Integración del modelo de exposición
El modelo de exposición que integra OpenQuake debe contener como mínimo la
siguiente información: las coordenadas del centroide del polígono de análisis, las tipologías
estructurales asociadas a ese polígono, la cantidad de edificaciones de cada tipología y sus costos
de reposición. Dependiendo del nivel de detalle del modelo de exposición, este polígono
mencionado podría ser un predio, manzana, barrio, comuna, ciudad o como lo defina el usuario.
El programa también permite incluir información sobre costos asociados a flujos cesantes de
negocios, deducibles de seguros, costos de elementos no estructurales, costo de contenidos,
ocupantes de la edificación en escenario de día, noche y ocupantes transitorios.
o Consideración de efectos de sitio
OpenQuake permite integrar modelos que consideren los efectos de sitio basados en la
velocidad de onda de corte en los últimos 30 metros (Vs30), asociado a un polígono con
coordenadas específicas. El tamaño del polígono dependerá del nivel de resolución que desee el
usuario.
o Integración de la fragilidad
El programa permite incluir curvas de fragilidad de: estructuras, elementos no
estructurales, ocupantes, contenidos e interrupción de negocios. La plataforma de OpenQuake
cuenta con una amplia base de datos de curvas de fragilidad para estructuras que son accesibles
al usuario. Además, permite incluir curvas desarrolladas por el usuario para algún fin específico.

o Análisis de escenarios sísmicos
Si bien el análisis estocástico incluye una amplia cantidad de eventos sísmicos que
anualmente generan un conjunto de pérdidas económicas, es conveniente analizar escenarios en
específico para conocer en detalle cuál es la distribución geográfica de los daños y pérdidas que
podría generar un solo evento en particular. OpenQuake permite crear escenarios sísmicos con
base en características de magnitud, profundidad focal, epicentro y geometría de la ruptura.
El análisis de los escenarios permite obtener parámetros que pueden usarse para
orientar la respuesta de las entidades gubernamentales de atención de desastres, desarrollar
planes de atención de emergencia, etc., dando prioridad a las zonas que se determinen como las
más vulnerables.
Marco científico.
La presente investigación no contempla el desarrollo de un marco científico debido al
carácter de la misma, el cual se enmarca en una investigación aplicada.
Marco conceptual.
Así como en tiempos anteriores se utilizó el término riesgo para referirse a lo que hoy se
denomina amenaza, actualmente se utiliza a veces la palabra vulnerabilidad con el significado de
riesgo. Pero los conceptos son diferentes y su definición es esencial para disponer de un enfoque
que permita identificar las posibilidades de reducción del riesgo. En general, no es posible actuar
sobre la amenaza, pero es posible reducir el riesgo disminuyendo la vulnerabilidad de los
elementos expuestos.
Es por eso que es necesario recurrir al uso de variables relacionadas con la tipología de
la edificación, el uso del suelo, los materiales de construcción y el grupo de uso, para así, a partir
38

de la amenaza sísmica existente, elaborar un escenario de riesgo sísmico que cuantifique el daño
e impacto sobre las estructuras debido a la exposición de estas, que observa a partir de la
construcción de curvas de fragilidad para evaluar los grados de daño posible en las edificaciones
expuestas a diferentes magnitudes e intensidades de sismo.
A continuación, se establecen conceptos relacionados con la metodología del trabajo a
realizar:
Amenaza sísmica:
Probabilidad de ocurrencia de eventos sísmicos y los movimientos del terreno que estos
pueden generar en un sitio en particular en un periodo de tiempo determinado […]
teniendo en cuenta las fallas geológicas activas identificadas y la información sísmica
registrada a nivel histórico e instrumental en el país (Instito Distrital de Gestión de
Riesgos y Cambio Climático IDIGER, 2019)
ArcGIS:
Según ArcGIS Resources (s.f), ArcGIS
es un completo sistema que permite recopilar, organizar, administrar, analizar, compartir
y distribuir información geográfica, como la plataforma líder mundial para crear y utilizar
sistemas de información geográfica (SIG).
ArcGIS es utilizada por personas de todo el mundo para poner el conocimiento
geográfico al servicio de los sectores del gobierno, la empresa, la ciencia, la educación y
los medios.
Caracterización:
“Identificación de los atributos de cada escenario de riesgo que contribuya a definir la
gestión a desarrollar. Comprensión y priorización de los problemas como la formulación y
39

ejecución de las acciones de intervención requeridas” (Instituto Distrital de Gestión de Riesgos y
Cambio Climático IDIGER, 2018).
Curvas de fragilidad:
Las curvas de fragilidad representan la probabilidad de excedencia de un estado límite de
daño en función de un parámetro representativo de la severidad del movimiento u otro
asociado a la respuesta estructural. Generalmente las curvas de fragilidad se expresan
como la probabilidad acumulada de alcanzar o superar un determinado estado de daño
para una tipología estructural dada expuesta a diferentes niveles de severidad del
movimiento sísmico. La construcción de las curvas de fragilidad sísmicas basada en un
análisis estructural requiere como primer paso la construcción y posterior comparación de
las curvas de capacidad de la estructura con las curvas de demanda que el movimiento del
terreno impone a la estructura bajo estudio. Con base al procesamiento estadístico y
probabilístico de los resultados discretos que caracterizan los daños en la estructura
asociados a dichos movimientos, se generan las curvas de fragilidad para el límite de
cada estado de daño. Los resultados discretos se ajustan a una función de distribución,
generalmente una distribución log-normal. (Construcción en Acero, 2016)
Daño:
El daño es el grado de degradación y destrucción causado por un fenómeno peligroso
sobre las personas, los bienes, los sistemas de prestación de servicios y los sistemas
sociales y naturales. Desde el punto de vista estructural, generalmente el daño se
relaciona con deformaciones irrecuperables (inelásticas). Por lo tanto, cualquier variable
de diseño debe ser preferiblemente relacionado a una cierta cantidad de deformación.
(Vulnerabilidad y daño sísmicos: concepto y evaluación, s.f, p. 19)
40

Epicentro:
“Centro superficial delárea de perturbación de un fenómeno sísmico, que cae
sobre el hipocentro.” (RAE, s.f).
Escala de Richter:
“La escala sismológica de Richter o escala de magnitud local (ML), es una escala
logarítmica arbitraria que asigna un número para cuantificar la energía liberada en un terremoto,
denominada así en honor del sismólogo estadounidense Charles Richter (1900-1985)”. (EcuRed,
s.f).
Escenarios de Riesgo:
“Son fragmentos o campos delimitados de las condiciones de riesgo del municipio, que
facilitan tanto la comprensión y priorización de los problemas como la formulación y ejecución
de las acciones de intervención requeridas, se representa por medio de caracterizaciones”. (
IDIGER, 2018)
Emergencia:
Situación caracterizada por la alteración o interrupción intensa y grave de las condiciones
normales de funcionamiento u operación de una comunidad, causada por un evento
adverso o por la inminencia del mismo, que obliga a una reacción inmediata y que
requiere la respuesta de las instituciones del Estado, los medios de comunicación y de la
comunidad en general. (Instituto Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático,
IDIGER, 2012).
41

Estados o grados de daño: Una alternativa para describir el nivel de daño es describir
diferentes estados de daño de la edificación. Para ello, se emplean términos o definiciones
cualitativas, que sirven como indicadores del daño global de la edificación o el nivel de
perturbación que sufre el mantenimiento de sus funciones. Constituyen una medida discreta del
grado de deterioro que sufre una edificación.
Existe una diversidad de escalas de estados de daño utilizados por una variedad de
autores. Sin embargo, la mayoría de los trabajos utilizan cinco estados de daño básicos
identificados a través de los siguientes calificadores: ninguno, menor, moderado, severo y
colapso.
Gestión del riesgo:
Es el proceso social de planeación, ejecución, seguimiento y evaluación de políticas y
acciones permanentes para el conocimiento del riesgo y promoción de una mayor
conciencia de este, impedir o evitar que se genere, reducirlo o controlarlo cuando ya
existe y para prepararse y manejar las situaciones de desastre, así como para la posterior
recuperación, entiéndase: rehabilitación y reconstrucción. Estas acciones tienen el
propósito explícito de contribuir a la seguridad, el bienestar y calidad de vida de las
personas y al desarrollo sostenible. (Insituto Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio
Climático IDIGER, 2012)
La gestión de riesgo comprende todo el conjunto de acciones que pueden ser
ejecutadas con el fin de reducir el impacto negativo de los desastres en el desarrollo humano. Se
trata, entonces, de una estrategia de desarrollo que debe ser concebida desde las más altas esferas
de la administración pública y trascender a todos los niveles institucionales y territoriales de un
país.
42

Hipocentro:
Según la RAE (s.f), el hipocentro es el
“Punto del interior de la corteza terrestre donde tiene origen un terremoto”.
Índices de daño:
Entre los diferentes parámetros usados para describir el daño, se encuentran los llamados
indicadores e índices de daño. Estos cuantifican la degradación de los elementos estructurales
que forman parte de los sistemas resistentes a cargas laterales, verticales e incluso los sistemas de
piso forjado.
Índice de vulnerabilidad:
Los índices de vulnerabilidad constituyen parámetros relativos que permiten cuantificar
la susceptibilidad de una edificación a sufrir daños.
Latitud:
Según la RAE (s.f), es “la distancia desde un punto de la superficie terrestre al ecuador,
contada en grados de meridiano”.
Longitud:
Según la RAE (s.f), es “la distancia angular medida en grados sobre el ecuador entre el
meridiano de un punto y otro de referencia, actualmente el que pasa por Greenwich”.
Mapa de riesgo:
Al igual que la amenaza, el riesgo puede plasmarse en mapas. Estos mapas pueden ser
probabilistas o deterministas. En el último caso, los mapas de riesgo presentan un
escenario, o sea, la distribución espacial de los efectos potenciales que puede causar un
suceso de una intensidad dada sobre un área geográfica, de acuerdo con el grado de
43

vulnerabilidad de los elementos que componen el sistema expuesto […] la evaluación de
perdidas futuras requiere de técnicas probabilistas con lo que los riesgos se expresan en
pérdidas medias de dinero o de vidas por año (Cardona, 1991, p.3).
OpenQuake:
Según la página oficial de OpenQuake (s.f),
es un software de código abierto de última generación de Global Earthquake Model
Foundation (GEM) desarrollado en colaboración para el modelado de riesgos de
terremotos. Se ejecuta en sistemas operativos como Linux, macOS y Windows; y se
puede implementar en computadoras portátiles, computadoras de escritorio,
servidores independientes y clústeres de múltiples nodos. La funcionalidad para
analizar peligros y riesgos en un sitio específico, ciudad, país o nivel regional hace
que OpenQuake Engine sea una herramienta poderosa y dinámica para evaluar los
posibles impactos de los terremotos en cualquier lugar del mundo.
Riesgo sísmico:
Corresponde a los daños o pérdidas potenciales que pueden presentarse debido a los
eventos físicos peligrosos de origen natural, socio-natural, tecnológico, biosanitário o
humano no intencional, en un período de tiempo específico y que son determinados por
la vulnerabilidad de los elementos expuestos; por consiguiente, el riesgo de desastres se
deriva de la combinación de la amenaza y la vulnerabilidad. (Gobernación del Valle del
Cauca, s.f).

Sismo:
Según el IDIGER (2012), el sismo “Es una vibración en la superficie terrestre, causada
por la liberación súbita de energía acumulada en zonas de contacto entre placas tectónicas o en
fallas geológicas”.
Vulnerabilidad sísmica:
Según Barbat (1998, citado por Bonnet, 2003), “la vulnerabilidad de una estructura,
grupo de estructuras o zona urbana, se define como su predisposición intrínseca a sufrir daño
ante la ocurrencia de un movimiento sísmico y está asociada directamente con las características
físicas y estructurales de diseño” (p.9).
Marco legal:
Ley 1523 de 2012: Por la cual se adopta el plan nacional de gestión del riesgo de
desastres y se establece el Sistema Nacional de Gestión del Riesgo de Desastres y se dictan otras
disposiciones.
Decreto1807 de 2014: Por el cual se reglamenta el artículo 189 del Decreto Ley 019
de 2012 en lo relativo a la incorporación de la gestión del riesgo en los planes de ordenamiento
territorial y se dictan otras disposiciones.
Decreto 2157 de 2017: Por medio del cual se adoptan directrices generales para la
elaboración del plan de gestión del riesgo de desastres de las entidades públicas y privadas en el
marco del artículo 42 de la ley 1523 de 2012.
Decreto 308 de 2016: Por medio del cual se adopta el Plan Nacional de Gestión de
Riesgo de Desastres.
Ley 400 de 1997: Por la cual se adoptan normas sobre la construcción sismo
resistente.
45

Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10): Norma
bajo cual se establecen los parámetros sismo resistente bajo los cuales se debe construir una
edificación.
Metodología.
Para el desarrollo del presente proyecto se recopilaron características esenciales de la
situación del estado actual de las edificaciones en cuanto a infraestructura y conservación de los
barrios de la zona de estudio de la comuna dos del municipio de Soacha.
El proyecto se llevó a cabo durante tres fases generales, las cuales encaminan el
análisis de los datos recolectados a través de las curvas de fragilidad para la evaluación de los
estados de daño de la infraestructura de la comuna dos del municipio de Soacha,una vez que son
expuestas a diferentes magnitudes e intensidades de sismo.
En primer lugar, a partir de la visualización de las estructuras a través de herramientas
digitales como Google Earth Pro, se realizó la respectiva caracterización cualitativa y
cuantitativa de los predios correspondientes a los barrios Santa Cecilia, Maranatha, Ciudad
Satélite, Minnesota y Quintas de La Laguna, en la comuna dos del municipio de Soacha.
Una vez que se caracteriza cada uno de los predios, se procede a organizar la
información a partir de los indicadores de daño para una estructura, esto con el fin de registrar el
estado de la edificación antes del sismo. Después, se procede a definir una serie de parámetros
para continuar con la modelación en el programa OpenQuake de cada una de las estructuras,
siendo estas sometidas a diferentes magnitudes e intensidades de sismo. Esto nos brindará,
entonces, la respuesta de las edificaciones después de un sismo y se organizan los resultados a
partir de los indicadores de daños.
46

Por último, se analizan los resultados obtenidos en la etapa dos y se genera, a partir de
estos, un escenario de riesgo probabilístico ante un sismo en los barrios Santa Cecilia,
Maranatha, Ciudad Satélite, Minnesota y Quintas de La Laguna, en la comuna dos del municipio
de Soacha.
1. Caracterización
1.1 Caracterización cuantitativa
o Google Maps: se realizó una identificación de las edificaciones que posteriormente se iban a
estudiar, en lo que concierne a ubicación, uso, materiales y procesos constructivos.
A través de los mapas de división política administrativa del municipio de Soacha en
Cundinamarca, brindados por la alcaldía de Soacha, se delimitaron los barrios y manzanas
respectivas a trabajar. En la tabla 1 se presentan el número de manzanas y casas por barrio.
Tabla 1.
Manzanas y número de edificaciones de los barrios Santa Cecilia, Maranatha, Ciudad Satélite,
Minnesota y Quintas de La Laguna.
Barrio N° de manzanas N° de edificaciones
Santa Cecilia 1 15
Maranatha I 1 18
Ciudad Satélite 8 129
Minnesota 1 26
Quintas de la Laguna 16 597
Total 27 785
Nota. Elaboración propia.
Con el programa Google Earth Pro, se realizó la inspección exterior e identificación
de las edificaciones. En primer lugar, se establecieron las características primordiales de cada
47

una de las edificaciones con su ubicación geoespacial exacta. En la tabla 2 se presenta el ejemplo
para el barrio Santa Cecilia, manzana 0-111.
Tabla 2.
Ejemplo de identificación de las características principales y georreferenciación de las
viviendas por medio de inspección exterior mediante el uso de Google Earth Pro. (Manzana 0-
111, barrio Santa Cecilia).
Identificación Identificación de la edificación
Barrio Manzan
a
Dirección ID Uso
predominante
Número de pisos sobre el
terreno
Santa
Cecilia
0-111 Cra 4 # 10-
75
T1 Residencial 6
Santa
Cecilia
0-111 Cra 4 # 10-
76
T2 Residencial 6
Santa
Cecilia
0-111 Cra 4 # 10-
77
T3 Residencial 6
Santa
Cecilia
0-111 Cra 4 # 10-
78
T4 Residencial 6
Santa
Cecilia
0-111 Cra 4 # 10-
79
T5 Residencial 6
Santa
Cecilia
0-111 Cra 4 # 10-
80
T6 Residencial 6
Santa
Cecilia
0-111 Cra 4 # 10-
81
T7 Residencial 6
Santa
Cecilia
0-111 Cra 4 # 10-
82
T8 Residencial 6
Santa
Cecilia
0-111 Cra 4 # 10-
83
T9 Residencial 6
Santa
Cecilia
0-111 Cra 4 # 10-
84
T1
0
Residencial 6
Santa
Cecilia
0-111 Cra 4 # 10-
85
T1
1
Residencial 6
Santa
Cecilia
0-111 Cra 4 # 10-
86
T1
2
Residencial 6
Santa
Cecilia
0-111 Cra 4 # 10-
87
T1
3
Residencial 6
Santa
Cecilia
0-111 Cra 4 # 10-
88
T1
4
Residencial 6
48

Santa
Cecilia
0-111 Cra 4 # 10-
89
T1
5
Residencial 6
Nota. Elaboración propia
Una vez que se identificaron cada uno de los predios, se realizó la evaluación
cualitativa de cada edificación, adaptando el formulario y la guía técnica para inspección de
edificaciones del IDIGER. Esto se realizó de manera exterior a la edificación a través de una
inspección general mediante Google Earth Pro, contemplando los siguientes ítems:
o Identificación de la edificación: se estableció el uso de la edificación (residencial,
comercial o dotacional), el número de pisos y las dimensiones en planta, todo con ayuda
de Google Earth Pro. En la tabla 3 se presenta la identificación catastral de las
edificaciones del barrio Santa Cecilia manzana 0- 111.
Tabla 3.
Identificación catastral (Comuna, barrio, manzana y dirección) e identificación (ID, uso
predominante, número de pisos y dimensiones aproximadas) del barrio Santa Cecilia, manzana
0-111.
Identificación Catastral Identificación de la edificación
Barrio Comun
a
Manzana Dirección ID Uso
predominante
Número
de pisos
Dimensiones
aprox.
Santa
Cecilia
2 0-111 Cra 4 # 10-
75
T1 Residencial 6 12,91 13,8
3
Santa
Cecilia
2 0-111 Cra 4 # 10-
76
T2 Residencial 6 12,91 13,8
3
Santa
Cecilia
2 0-111 Cra 4 # 10-
77
T3 Residencial 6 12,91 13,8
3
Santa
Cecilia
2 0-111 Cra 4 # 10-
78
T4 Residencial 6 12,91 13,8
3
Santa
Cecilia
2 0-111 Cra 4 # 10-
79
T5 Residencial 6 12,91 13,8
3
Santa
Cecilia
2 0-111 Cra 4 # 10-
80
T6 Residencial 6 12,91 13,8
3
49

Santa
Cecilia
2 0-111 Cra 4 # 10-
81
T7 Residencial 6 12,91 13,8
3
Santa
Cecilia
2 0-111 Cra 4 # 10-
82
T8 Residencial 6 12,91 13,8
3
Santa
Cecilia
2 0-111 Cra 4 # 10-
83
T9 Residencial 6 12,91 13,8
3
Santa
Cecilia
2 0-111 Cra 4 # 10-
84
T1
0
Residencial 6 12,91 13,8
3
Santa
Cecilia
2 0-111 Cra 4 # 10-
85
T1
1
Residencial 6 12,91 13,8
3
Santa
Cecilia
2 0-111 Cra 4 # 10-
86
T1
2
Residencial 6 12,91 13,8
3
Santa
Cecilia
2 0-111 Cra 4 # 10-
87
T1
3
Residencial 6 12,91 13,8
3
Santa
Cecilia
2 0-111 Cra 4 # 10-
88
T1
4
Residencial 6 12,91 13,8
3
Santa
Cecilia
2 0-111 Cra 4 # 10-
89
T1
5
Residencial 6 12,91 13,8
3
Nota. Elaboración propia
o Descripción de la estructura: los siguientes datos a establecer son las características del
sistema estructural y el tipo de entrepisos de cada edificación. En la tabla 4 se muestra la
descripción de la estructura de las edificaciones de la manzana 0-111 del barrio Santa
Cecilia.
Tabla 4.
Descripción de la estructura (sistema estructural y tipo de entrepiso) de las edificaciones del
barrio Santa Cecilia en la manzana 0-111.
Identificación Catastral Identificación
de la
edificación
Descripción de la estructura
Barrio Comuna Manzana ID Sistema estructural Tipo de
entrepiso
Santa
Cecilia
2 0-111 T1 Mampostería
reforzada
Placa maciza
Santa
Cecilia
2 0-111 T2 Mampostería
reforzada
Placa maciza
Santa
Cecilia
2 0-111 T3 Mampostería
reforzada
Placa maciza
50

Santa
Cecilia
2 0-111 T4 Mampostería
reforzada
Placa maciza
Santa
Cecilia
2 0-111 T5 Mampostería
reforzada
Placa maciza
Santa
Cecilia
2 0-111 T6 Mampostería
reforzada
Placa maciza
Santa
Cecilia
2 0-111 T7 Mampostería
reforzada
Placa maciza
Santa
Cecilia
2 0-111 T8 Mampostería
reforzada
Placa maciza
Santa
Cecilia
2 0-111 T9 Mampostería
reforzada
Placa maciza
Santa
Cecilia
2 0-111 T10 Mampostería
reforzada
Placa maciza
Santa
Cecilia
2 0-111 T11 Mampostería
reforzada
Placa maciza
Santa
Cecilia
2 0-111 T12 Mampostería
reforzada
Placa maciza
Santa
Cecilia
2 0-111 T13 Mampostería
reforzada
Placa maciza
Santa
Cecilia
2 0-111 T14 Mampostería
reforzada
Placa maciza
Santa
Cecilia
2 0-111 T15 Mampostería
reforzada
Placa maciza
Nota. Elaboración propia
o Estado de la edificación y problemas geotécnicos: en este momento se realizó la
evaluación de colapso, desviación o inclinación de la edificación