Evaluación probabilística de la amenaza sísmica regional para la

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EVALUACIÓN PROBABILÍSTICA DE LA AMENAZA SÍSMICA REGIONAL 
PARA LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MÓNICA RAMÍREZ LEAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2007 
EVALUACIÓN PROBABILÍSTICA DE LA AMENAZA SÍSMICA REGIONAL 
PARA LA CIUDAD DE VILLAVICENCIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MÓNICA RAMÍREZ LEAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabajo de grado presentado como requisito parcial 
para optar al título de Ingeniero Civil 
 
 
 
 
 
 
Director 
Andrés José Alfaro Castillo 
 
Asesora metodológica 
Mag. Rosa Amparo Ruiz Saray 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2007 
 
 Nota de aceptación: 
 
_________________________________________ 
_________________________________________ 
_________________________________________ 
_________________________________________ 
_________________________________________ 
_________________________________________ 
 
 
 
_________________________________________ 
 Firma del presidente del jurado 
 
_________________________________________ 
 Firma del jurado 
 
_________________________________________ 
 Firma del jurado 
 
 
 
Bogotá D.C., 2007 
 
AGRADECIMIENTOS 
La autora expresa su agradecimiento: 
 
Al Ingeniero Andrés José Alfaro Castillo, asesor temático del trabajo de 
investigación. Por sus valiosos aportes, colaboración, dedicación y el apoyo 
brindado durante el desarrollo de este proyecto. 
 
A la magíster Rosa Amparo Ruiz Saray, asesora metodológica. Por la ayuda y el 
apoyo brindado durante el transcurso de la investigación. 
 
A todas y cada una de las personas que estuvieron cerca durante el desarrollo de 
esta investigación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DEDICATORIA 
A Dios que me ha dado fortaleza cuando me han faltado argumentos para seguir y 
por brindarme una vida llena de fortuna. 
 
A mi madre que nunca deja de creer en mí, por su apoyo y compañía en cada 
instante de vida enseñándome a hacer de los problemas soluciones y con sus 
actos ser mi mejor ejemplo a seguir. 
 
A mi hija mi motivo de vida que con su presencia me brinda fuerza, por su 
paciencia que es la demostración de su amor y por permitirme intentar ser mejor 
persona para que algún día sienta por mi lo que hoy siento por mi madre. 
 
A Jorge quien siempre ha estado a mi lado brindándome su mano para hacerme 
levantar y hacer que mi existencia tenga más valor, por su amor sin límite que se 
ve reflejado en la fe que tiene en mí. 
 
A mi hermana por su confianza su comprensión porque a diario con el esfuerzo y 
el amor con los que realiza sus logros pone en mi futuro metas a las que quiero 
llegar. 
 
Y a cada una de las personas que en mi vida como estudiante aportaron 
conocimientos y me brindaron la oportunidad de descubrir que no existen barreras 
para lograr lo que me proponga ahora en mi vida como profesional, gracias. 
 
MÓNICA RAMÍREZ LEAL 
 CONTENIDO 
 
 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
1. EL PROBLEMA 
1.1 LÍNEA 
1.2 TÍTULO 
1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 
1.4 ESTADO DEL ARTE 
1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 
1.5 JUSTIFICACIÓN 
1.6 OBJETIVOS 
1.6.1 Objetivo general 
1.6.2 Objetivos específicos 
 
2. MARCO REFERENCIAL 
2.1 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL 
2.1.1 GEOMORFOLOGÌA 
2.1.2 LITOGRAFÍA Y ESTRATIGRAFÍA 
2.1.3 ESTRUCTURAS TECTÓNICAS ACTIVAS 
2.1.4 CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA 
2.3 MARCO CONTEXTUAL 
 
3. METODOLOGÍA 
3.1 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 
3.1.1 FASES DE LA INVESTIGACIÓN 
3.2 OBJETO DE LA INVESTIGACIÓN 
3.3 VARIABLES 
 
4. TRABAJO DE INGENIERÍA 
4.1 MODELO GEOLÓGICO Y GEOTÉCNICOS 
4.1.1 GEOMORFOLOGÍA 
4.1.2 LITOGRAFÍA Y ESTRATIGRAFÍA 
4.1.3 ESTRUCTURAS TECTÓNICAS ACTIVAS 
4.2 EVENTOS SÍSMICOS PREVIOS 
4.2.1 CATÁLOGO DE EVENTOS SÍSMICOS 
4.2.2 INDICIOS DE EFECTOS LOCALES 
4.2.2.1 CATÁLOGO DE DESLIZAMIENTOS, LICUEFACCION 
 OTROS FENOMENOS INDUCIDOS 
4.3 EVALUACIÓN PROBABILÍSTICA DE LA AMENAZA 
SÍSMICA 
 
 
 
 
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4.3.1 ECUACIONES DE ATENUACIÓN 
4.3.2 CURVA DE AMENAZA SÍSMICA 
4.3.2.1 ACELERACIONES PICO PARA 475, 1000, Y 2000 
 AÑOS 
 
5. CONCLUSIONES 
 
6. RECOMENDACIONES 
 
BIBLIOGRAFÍA 
 
ANEXOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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LISTA DE TABLAS 
 
TABLA 1. Estado del arte 
TABLA 2. Variables objeto de estudio 
TABLA 3. Zonas geomorfológicas de Villavicencio 
TABLA 4. Geología del cuadrángulo K12, Guateque 
TABLA 5. Edificaciones afectadas por terremotos 
TABLA 6. Resumen de Deslizamientos zona urbana de 
Villavicencio 
TABLA 7. Datos para el análisis sísmico de la zona de estudio 
TABLA 8. Distribución del número de sismos en el tiempo 
TABLA 9. Número acumulado de eventos y magnitud para un 
periodo parcial de 50 años 
TABLA 10. Número acumulado de eventos y magnitud para un 
periodo total de 259 años 
TABLA 11. Relación entre distancias y aceleraciones para 
magnitudes Ms dadas (periodo de 50 años) 
Fukushima et al. (1988) 
TABLA 12. Relación entre distancias y relación de radios de 
áreas (periodo de 259 años) Fukushima et al. (1988) 
TABLA 13. Relación entre distancias y relación de radios de 
áreas (periodo de 50 años) Fukushima et al. (1988) 
TABLA 14. Relación entre distancias y relación de radios de 
áreas (periodo de 259 años) Fukushima et al. (1988) 
TABLA 15. Tasa media anual de ocurrencia de sismos (periodo 
de 50 años) Fukushima et al. (1988) 
TABLA 16. Amenaza Sísmica para Villavicencio (periodo de 50 
años) Fukushima et al. (1988) 
TABLA 17. Relación entre distancias y relación de radios de 
áreas (periodo de 50 años) Patwardhan, et al. (1978) 
TABLA 18. Relación entre distancias y relación de radios de 
áreas (periodo de 259 años) Patwardhan, et al. 
(1978) 
TABLA19. Relación entre distancias y relación de radios de 
áreas (periodo de 50 años) Sarma y Srbulov (1996) 
TABLA 20. Relación entre distancias y relación de radios de 
áreas (periodo de 259 años) Sarma y Srbulov (1996) 
TABLA 21. Relación entre distancias y relación de radios de 
áreas (periodo de 50 años) Sarma & Srbulov (1998) 
 
 
 
 
 
 
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TABLA 22. Relación entre distancias y relación de radios de 
áreas (periodo de 259 años) Sarma & Srbulov (1998) 
TABLA 23. Relación entre distancias y relación de radios de 
áreas (periodo de 50 años) Ambraseys & Douglas 
(2000) 
TABLA 24. Relación entre distancias y relación de radios de 
áreas (periodo de 259 años) Ambraseys & Douglas 
(2000) 
TABLA 25. Valores de aceleración en Gales para 475, 1000 y 
2000 años.(tiempo parcial 50 años) 
TABLA 26. Valores de aceleración en Gales para 475, 1000 y 
2000 años.(tiempo parcial 259 años) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 LISTA DE FIGURAS 
 
FIGURA 1. Zonas de amenaza sísmica 
FIGURA 2. Ubicación de Villavicencio en el País 
FIGURA 3. Ubicación geográfica 
FIGURA 4. Fotografía barrio marginal 
FIGURA 5. Mapa geomorfológico 
FIGURA 6. Mapa geológico 
FIGURA 7. Fallatectónica que cruza la ciudad 
FIGURA 8. Mapa geotectónico 
FIGURA 9. Sistema de fallas Guaicaramo 
FIGURA 10. Mecanismos focales de terremotos con magnitudes 
mayores a 4.0 Ms 
FIGURA 11. Fotografía de deslizamiento 
FIGURA 12. Magnitud de los sismos en la zona de interés 
FIGURA 13. Distribución espacial de los simos 
FIGURA 14. Área corregida 
FIGURA 15. Ocurrencia histórica de los sismos 
FIGURA 16. Ley de recurrencia de sismos 
FIGURA 17. Curva de amenaza sísmica para Villavicencio 
usando Fukushima et al. (1988) & Fukushima 
&Tanaka (1980) 
FIGURA 18. Aceleraciones pico para un período de tiempo de 50 
años 
FIGURA 19. Aceleraciones pico para un período de tiempo de 
259 años 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ANEXOS 
 
ANEXO A. Costos de la investigación 
ANEXO B. Catálogo sísmico de USGS (2007) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMEN 
 
La evaluación probabilística de la amenaza sísmica fue realizada para la ciudad de 
Villavicencio, capital del departamento del Meta, que se encuentra ubicada en el 
límite oriental del piedemonte de la cordillera oriental Colombiana, en una zona 
sísmica importante donde convergen varias fallas geológicas. 
 
Esta investigación se desarrolla siguiendo los procedimientos de Hanks y Cornell 
(1994) que permite estimar las aceleraciones pico esperadas para periodos de 
retorno de 475, 1000 y 2000 años, por medio de diferentes ecuaciones de 
atenuación que para esta investigación se han seleccionado cinco teniendo en 
cuenta las magnitudes que dichas ecuaciones utiliza y su reciente desarrollo. 
 
 Se analizaron los eventos sísmicos ocurridos en la zona de magnitudes mayores 
a 4.0 Ms., en un área de 40000 Km2. Se estima que para un periodo de retorno de 
475 se puede esperar una aceleración pico de 285 Gales que al ser comparado 
con el valor toma en cuenta la NSR-98 de 294 Gales el estimado en dicho estudio 
corresponde a un 94 %. 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
El desarrollo de esta investigación se realizó para la ciudad de Villavicencio, 
capital del departamento del Meta, una región con gran proyección económica y 
turística. Está ubicada en el piedemonte de la cordillera oriental Colombiana, con 
precipitación media anual de 3663mm, lo cual influye en la generación de 
fenómenos de remoción en masa. 
 
En el sector urbano se encuentran aproximadamente 203 barrios y en el rural se 
cuenta con cinco corregimientos donde se relacionan 57 veredas. En esta zona 
se pueden distinguir dos regiones, la montañosa que conforma el costado 
occidental de la cordillera oriental y una planicie hacia el oriente y suroriente. 
 
La ciudad de Villavicencio y los habitantes se proyectan hacia a un gran desarrollo 
económico, donde la mayor actividad económica está en la ganadería, agricultura 
y explotación de petróleo. El comercio es una actividad importante porque por 
dicha ciudad se transporta los productos agropecuarios y agroindustriales hacia 
Bogotá provenientes de otras ciudades que utilizan su infraestructura vial. 
 
Villavicencio se encuentra ubicada en una zona de amenaza sísmica alta, de 
acuerdo con los estudios de la Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica AIS 
 13
 14
(1984 y 1998), esta es la razón principal para el desarrollo de este proyecto, 
generar información actualizada del nivel de amenaza sísmica regional existente. 
 
 
1. EL PROBLEMA 
 
1.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN 
El proyecto de investigación desarrollado se ubicó en el grupo de Ingeniería 
sísmica y sismológica, en la línea de Evaluación de la amenazaza sísmica y 
escenarios de daño, también hace parte del grupo CIROC (Centro de 
investigación en riesgos de obras civiles) en la de la línea de Eventos naturales y 
materiales para obras civiles, según las líneas de investigación establecidas por la 
Facultad de Ingeniería Civil, que tiene como objetivo general “Conocer, describir y 
evaluar los riesgos existentes dentro de las diferentes áreas de la ingeniería civil 
para proponer soluciones o alternativas, que ayuden a mitigarlos o prevenirlos con 
el ánimo de evitar victimas humanas, pérdidas económicas y otras consecuencias 
resultado de los desastres naturales”. 
 
1.2 TÍTULO 
Evaluación probabilística de la amenaza sísmica regional para Villavicencio. 
 
1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 
La ciudad de Villavicencio es una de las ciudades más importantes de los llanos 
orientales Colombianos con una población de 384.131 (Dane, 2005) y a una 
distancia de Bogotá de 117 kilómetros, se encuentra ubicada en una zona sísmica 
alta (figura 1) donde convergen varias fallas geológicas y con una precipitación 
 15
anual de 3663 mm. Villavicencio está ubicada sobre una amplia variedad de 
materiales, que van desde rocas duras metamórficas de las formaciones de 
Quetame y brechas de Buenavista a depósitos aluviales recientes a lo largo de los 
ríos Guatiquía, Ocoa y Upín. Estos últimos con posibilidad de licuefacción debido a 
la granulometría de los materiales, a la posición del nivel freático y a las 
aceleraciones esperadas. 
 
Debido a los cambios de gradientes topográficos, a la alta pluviosidad, a los 
antecedentes de deslizamientos documentados e identificados en 
fotointerpretación, se prevén grandes efectos asociados a procesos de remoción 
en masa. (Alfaro, et al., 2000). 
 
Existen asentamientos importantes de población que por la situación económica 
se ven en la necesidad de construir sus casas en zonas como la rivera de algunos 
ríos de la región, caños de la ciudad y las laderas del cerro Cristo Rey donde 
ocurren la mayoría de los deslizamientos de tierra 
 
En el transcurso de la historia de esta región se han presentado sismos de 
considerable magnitud, con fenómenos asociados de remoción en masa y en los 
cuales se han presentado daños a la infraestructura de la ciudad y algunos han 
cobrado vidas humanas. (Ramírez, 1975). 
 
 
 16
 
 
 
 
FIGURA 1. Zonas de amenaza sísmica 
Fuente: Norma Sismo Resistente NSR-98 
 
La Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica AIS realizó los estudios de 
amenaza sísmica para todo el país. Para la ciudad de Villavicencio se han 
realizado estudios previos, Caro y García (1987) realizaron un estudio geológico- 
geotécnico del Cerro Cristo Rey ubicado en la parte occidental de la ciudad; 
Cuellar et al. (1988) realizaron un trabajo en el que se describe el marco geológico 
 17
regional de esta zona y un análisis de los resultados de 11 estaciones 
sismológicas ubicadas en la región; Consultoría Colombiana S.A. (1995) realizó El 
Estudio de impacto ambiental del Proyecto Especial de Ordenamiento Urbano de 
Villavicencio; Ingeominas (1996) realizó la Plancha geológica 266; El Instituto 
Geofísico de la Universidad Javeriana y Consultoría Colombiana S.A. (2000) 
realizaron la Microzonificación sísmica preliminar de Villavicencio entre otros. 
Estos estudios proporcionan información sobre los requerimientos mínimos de 
diseño sismorresistente además de una subdivisión de zonas para considerar en 
la planeación de desarrollo de la ciudad. 
 
1.4 ESTADO DEL ARTE 
Tabla1. Estado del arte 
Título Autor Nacionalidad y año Institución Comentario 
 
Geología de la Plancha No. 266 
Villavicencio 
Orlando Pulido 
González, Luz 
Stella Gomes 
Colombia 
2002 
Instituto de 
investigación e 
información 
geocientífica, 
minero 
ambiental 
nuclear 
(INGEOMINAS) 
 
Información 
geológica de la 
zona 
Estudio del impacto ambiental del 
proyecto especial de ordenamiento 
urbano de Villavicencio 
 Colombia 1995 
Consultoria 
Colombiana 
S.A. 
Estudios 
específicos del 
área urbana de 
Villavicencio 
Asesoria técnicay administrativa 
para la construcción de la carretera 
Bogota Villavicencio sector 
K87+512.74 
. Colombia 1995 
Consultoria 
Colombiana 
S.a. 
Estudio del 
riesgo sísmico 
para los túneles 
y las diferentes 
estructuras de la 
vía 
Apartado de sismología Colombia 1989 
Empresa de 
energía 
eléctrica de 
Bogota 
Sismicidad 
regional y local, 
fuentes 
simogénicas 
 18
1.5 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 
¿Cuáles son las aceleraciones pico en roca esperadas para un tiempo de retorno 
de 475, 1000 y 2000 años para la ciudad de Villavicencio? 
 
1.6 JUSTIFICACIÓN 
El estudio de la amenaza sísmica para Villavicencio es la base para una 
microzonificación sísmica que debe realizarse para ciudades donde la población 
sea mayor a 100.000 habitantes así que esta investigación dejó abierta la 
posibilidad para dicho estudio. 
 
Contribuyó a la reducción del riesgo sísmico mediante un mejor conocimiento de 
amenaza local esperada para la ciudad de Villavicencio, en caso de presentarse 
un evento sísmico que se verá reflejado en el beneficio para todos los habitantes 
de esta ciudad dada su importancia social, económica y cultural para el país. 
 
La información a la que se tiene acceso de los estudios preliminares no se 
encontraba actualizada, para el desarrollo de ésta y otras investigaciones 
relacionadas era necesaria la actualización de dicha información para un resultado 
final más aproximado a la realidad. 
 
 
 
 
 19
 20
1.7 OBJETIVOS 
1.7.1 Objetivo general 
Evaluar la amenaza sísmica desde el punto de vista probabilístico para la ciudad 
de Villavicencio a partir del análisis de información recopilada de eventos sísmicos 
previos. 
 
1.7.2 Objetivos específicos 
• Actualizar la base de datos de la información existente de fenómenos 
asociados a eventos sísmicos. 
 
• Determinar la curva de amenaza sísmica, por medio de la combinación de la 
tasa anual de ocurrencia con una magnitud dada por unidad de área. 
 
• Determinar las aceleraciones pico en roca para un periodo de retorno de 475 
1000 y 2000 años. 
 
 
 
2. MARCO REFERENCIAL 
 
2.1 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL 
 
La evaluación de la magnitud esperada de un sismo se realizó desde el punto de 
vista probabilística donde se tiene en cuenta las fuentes sismogénicas que incluye 
dichas magnitudes y los periodos de retorno. Los datos que se utilizan son 
eventos sísmicos de magnitud mayor a 4.0 y se les realiza un análisis estadístico, 
determinando la atenuación de la señal sísmica con la distancia. 
 
En esta investigación se utilizaron las ecuaciones de atenuación de Pattwardhan 
et al. (1978), Fukushima et al. (1988) &Fukushima &Tanaka (1990), Sarma y 
Sburlov (1996), Sarma y Sburlov (1998) y por último Ambraseys y Douglas (2000). 
 
La evaluación probabilista de la amenaza sísmica fue realizado siguiendo a Hanks 
y Cornell (1994) y a Takada (2005). 
 
Para esta investigación se hace necesario el conocimiento del modelo geológico - 
geotécnico de la zona de estudio. 
 
 
 
 21
2.1.1 Geomorfología 
La delimitación de unidades geomorfológicas se basa fundamentalmente en el 
sistema de clasificación fisiográfica del terreno que permite jerarquizar una zona, 
de lo general a lo particular, en diferentes categorías. 
 
2.1.2 Litografía y estratigrafía 
La estratigrafía proporciona información de los estratos constituidos de cuerpos 
rocosos, reconociendo en ellos formas, composiciones litológicas, propiedades 
geofísicas, relaciones de edad, distribución y contenido fosilífero. Todas estas 
características sirven para reconocer y reconstruir secuencialmente eventos 
geológicos como plegamientos o las extinciones ocurridas a determinados 
organismos en el transcurso del tiempo geológico. Las unidades estratigráficas 
son cuerpos rocosos de la corteza terrestre individualizados. 
2.1.3 Estructuras Tectónicas activas y potenciales 
Las estructuras tectónicas activas se refieren a aquellas que tienen indicios de 
movimiento en época reciente (cuaternario), mientras que las estructuras 
tectónicas potenciales son aquellas que evidencian algún tipo de movimiento en 
tiempo antes del cuaternario. 
 
 
 22
2.1.4 Caracterización geotécnica 
La caracterización geotécnica está basada exclusivamente en el conocimiento que 
se tiene de las propiedades geotécnicas de las unidades geológicas determinadas 
con base en la cartografía disponible y en la fotointerpretación realizada. 
 
2.2 MARCO CONTEXTUAL 
 
El territorio actual del municipio de Villavicencio constituye lo que antiguamente se 
conocía como Comunidad de Apiai, perteneciente a la Compañía de Jesús. En 
1767 la corona remató el terreno a un vecino de Cáqueza, y luego, en 1792 pasó a 
manos de Jacinta Rey. La fertilidad de las tierras atrajo a los colonos de Quetame 
y Fosca quienes establecieron campamentos de tiendas en el sitio de Gramalote, 
como base para sus correrías por San Martín de los Llanos. El primer colono en 
establecerse fue Esteban Aguirre. Para el año de 1842 los colonos ya habían 
formado un caserío. En octubre de 1850 se bautizó con el nombre de 
"Villavicencio", (en honor al ilustre prócer y mártir de la independencia, Don 
Antonio Villavicencio y Verástegui), al pueblo donde había un cruce de caminos 
llamado Gramalote (IGAC ,1996). 
 
Hoy Villavicencio es la capital del departamento del Meta (figura 2), está ubicada 
en el límite oriental del piedemonte de la cordillera oriental Colombiana, a los 4º 
9´ 12´´ de latitud norte y 73º 38´ 06´´ de longitud oeste (figura 3) a una altura de 
 23
467 metros sobre el nivel del mar, con una temperatura media de 27ºC, la 
precipitación media anual es de 3663mm, se encuentra a 117 Kilómetros de 
Bogotá, el área municipal es de 1328 Kilómetros cuadrados, limita al norte con los 
municipios de El Calvario y Restrepo, por el este con Puerto López, por el sur con 
Acacias y San Carlos de Guarda y por el oeste con Acacias y el Departamento de 
Cundinamarca. 
 
 
 
FIGURA 2. Ubicación de Villavicencio en el País 
Fuente: www.luventicus.org/mapas/colombia/meta.gif 
 
 
 
 24
 
 
FIGURA 3. Ubicación geográfica 
Fuente: Alcances de la Amenaza Sísmica en el Piedemonte Llanero, 
Sector del Departamento del Meta y sus alrededores. (Chicangana, 2007) 
 
El territorio municipal se distinguen dos regiones: una montañosa, ubicada al oeste 
y noroeste del municipio, conformada por el costado de la cordillera oriental; la 
otra región, una planicie ligeramente inclinada hacia el oriente y nororiente, 
correspondiente al piedemonte, bordeada el norte por el río Guatiquía, al sur por el 
río Guayuriba; por la parte central de esta planicie cruzan los ríos Ocoa y Negra, 
numerosos caños y corrientes menores. Las lluvias están distribuidas en un 
régimen monomodal donde los meses más lluviosos son abril, mayo, octubre y los 
menos lluviosos, de diciembre a marzo. La humedad relativa promedio anual es 
del 80%. Sus tierras se distribuyen en los pisos térmicos calido, templado y frío. 
Su población actual es de 384.131 habitantes (Dane, 2005). 
 
 25
Villavicencio tiene 234 barrios sectorizados en ocho comunas y siete 
corregimientos conformados por 60 veredas. El 43% del área urbanizada son 
asentamientos subnormales que han hecho que la ciudad crezca aceleradamente. 
Hay alrededor de 100 barrios en condiciones de marginalidad (Figura 4), no sólo 
por estar ubicados en sectores de amenaza importante, sino por las condiciones 
precarias de estas comunidades; la población vulnerable representa cerca del 
14.3%, es decir 64.360 habitantes. (Dane, 2005) 
 
 
Figura 4. Barrios marginales 
 
La actividad económica es dinámica y se concentra principalmente en el comercio, 
la agricultura, la ganadería y la explotación de petróleo y gas a pequeña escala en 
 26
 27
el campo Apiay operado por Ecopetrol (Empresa Colombiana de Petróleos).La 
industria es incipiente, salvo la producción de bebidas y el sector metalmecánico. 
 
El comercio es el sector más dinámico, porque a través de Villavicencio, se 
canalizan hacia Bogotá y otras ciudades del interior la mayoría de los productos 
agropecuarios y agroindustriales del Llano. Villavicencio dispone de 
comunicaciones terrestres y aéreas; la red vial une a la ciudad con los principales 
municipios del departamento, con los departamentos de Casanare, Cundinamarca 
y Guaviare. Entre los principales escenarios deportivos se encuentran los 
estadios de fútbol, el coliseo, una piscina olímpica y numerosas instalaciones para 
la práctica del deporte. Entre los sitios de interés cultural y turístico sobresales El 
Mirador, Cristo Rey y los ríos Guatiquía y Ocóa. 
3. METODOLOGIA 
 
3.1 DISEÑO DE LA INVESTIGACION 
 
Esta investigación se desarrolló bajo los parámetros de la investigación 
explicativa, según Hernández, L. et al. (2003) “su interés principal se centra en 
explicar por qué ocurre un fenómeno y en que condiciones se manifiesta, o por 
qué se relacionan dos o más variables. Los estudios explicativos están dirigidos a 
responder por las causas de los eventos y fenómenos físicos o sociales, e 
implican propósitos como exploración, descripción y correlación o asociación” 
teniendo en cuenta que para el desarrollo de este proyecto se debe conocer y 
relacionar diferentes variables como son la profundidad, distancia, magnitud y 
ubicación de eventos sísmicos y por medio de estos datos encontrar la 
probabilidad de la ocurrencia de un evento sísmico. 
 
3.1.1 Fases de la investigación 
 
Este proyecto se realizó en dos etapas: 
 
FASE I: Recopilación de información 
 
• Eventos sísmicos previos y efectos asociados en entidades, reportes 
periodísticos para la actualización de la base de datos 
 28
• Acción sísmica que incluye la geomorfología, litografía, estratigrafía, 
estructuras teutónicas y la caracterización geotécnica 
 
FASE II: Análisis de la información 
 
• Unificar las magnitudes de los eventos sísmicos con una magnitud superior a 
4.0 Ms. 
• Determinar las ecuaciones de atenuación que serán utilizadas. 
• Realizar la curva de amenaza sísmica 
• Encontrar la aceleración pico en roca para un periodo de retorno de 475, 
1000 y 2000 años 
 
FASE III: Concluir y generar algunas recomendaciones 
 
3.2 OBJETO DE LA INVESTIGACIÓN 
 
Esta investigación tiene como objeto hallar la aceleración pico en roca en la ciudad 
de Villavicencio y la posibilidad que se repita en un espacio de tiempo 
determinado. 
 
 
 
 29
 30
3.3 VARIABLES 
Tabla 2. Variables objeto de estudio 
FACTORES DE ANÁLISIS VARIABLES INDICADORES 
Evaluación de la amenaza 
sísmica regional para 
Villavicencio 
Metodología para evaluar 
amenaza sísmica AFPS (1995) 
Hanks and Cornell (1994) 
• Fallas Geológicas 
• Eventos sísmicos previos 
• Movimiento de roca en masa 
• Inundaciones 
• Aceleración pico en roca 
esperada 
 
 
Los costos de la investigación se ven en el Anexo A. 
 
 
4. TRABAJO DE INGENIERÍA 
 
4.1 MODELO GEOLÓGICO Y GEOTÉCNICO 
El modelo geológico se hizo por medio de un proceso de fotointerpretación que 
arrojo que la ciudad de Villavicencio esta ubicada sobre una gran abanico coluvio 
aluvial, correlacionable con los abanicos coalescentes característicos que se 
presentan a la salida del piedemonte oriental de la cordillera Oriental. (Instituto 
Geofísico y Consultoría Colombiana S.A., 2000) 
 
Tectónicamente se presenta una gran densidad de lineamientos fotogeológicos 
que dificultan el trazo y continuidad de las principales fallas en las cuales resaltan 
los sistemas asociados a las fallas Servitá, El Mirador, Bavaria, Caño Buque, 
Villavicencio, entre otras. 
 
4.1.1 Geomorfología 
El sistema tiene una estructura piramidal, cuyo vértice lo constituyen las 
estructuras geológicas a nivel continental. Ver Figura 5. 
• Cordilleras de plegamiento 
• Escudos o cratones 
• Geosinclinales o grandes cuencas de sedimentación. 
 
 
 
 31
 
 
 
Figura 5. Mapa Geomorfológico (Sin escala) 
 
Fuente: Instituto Geofísico y Consultoría Colombiana S.A. 2000 
 
A partir de las anteriores unidades, surgen cinco categorías o niveles de 
generalización fisiográfica; que de lo general a lo particular son: 
 
• Provincia fisiográfica 
• Unidad climática 
• Gran paisaje o Unidad Genética del Relieve 
• Paisaje 
• Subpaisaje 
 
 
 32
Provincia Fisiográfica 
Primera categoría del sistema, equivalente a una región morfológica, en la que 
pueden prevalecer una o más unidades climáticas y esta constituida por conjuntos 
de unidades genéticas de relieve con relaciones de parentesco de tipo geológico, 
topográfico y espacial. 
 
Unidad Climática 
Unidad de tierra, dentro de la provincia fisiográfica, cuya temperatura promedio 
anual y humedad disponible son lo suficientemente homogéneas como para 
reflejarse sobre la génesis de los suelos, distribución de la vegetación y de los 
cultivos. Esta constituida por el piso térmico altitudinal y el índice de humedad. 
 
 
Gran Paisaje o unidad genética de relieve 
Gran porción de tierra constituida por asociación o complejo de paisajes con 
relaciones de parentesco de tipo geogenético, climático, litológico y topográfico 
 
El parentesco geogenético implica que la morfología general del relieve se debe a 
procesos geomórfologicos endógenos y/o exógenos mayores que lo originaron, 
tales como el volcanismo, plegamiento, denudación, sedimentación y disolución. 
 
 33
El parentesco litológico se entiende a nivel de grupos de rocas ya sean volcánicas, 
plutónicas, sedimentarias y metamórficas. Las relaciones topográficas se dan a 
nivel de mesorelieve. 
 
Paisaje 
Porciones tridimensionales de la superficie terrestre resultantes de una 
geogénesis específica, que pueden describirse en términos de unas mismas 
características mesoclimáticas, morfológicas, de material litológico y/o edad, 
dentro de las cuales puede esperarse una alta homogeneidad dentro de sus 
componentes tales como pedología, así como de cobertura vegetal o un uso de la 
tierra similares. 
 
Subpaisaje 
Corresponde a una subdivisión del paisaje, hecha con propósitos prácticos. 
Generalmente se recurre a criterios tales como posición dentro del paisaje, forma 
y grado de la pendiente, tipo y grado de erosión acelerada, remoción en masa, 
clase de condición de drenaje y grado de disección natural o geológica. 
 
 
 
 
 
 
 34
Tabla 3. Zonas geomorfológicas de Villavicencio. (Instituto Geofísico y Consultoría Colombiana S.A. 2000) 
Provincia 
Fisiográfica 
Unidad 
Climática Gran Paisaje Paisaje Subpaisaje Símbolo 
Vertiente Oriental 
Cordillera Oriental 
Cálido 
Húmedo 
Relieve 
Montañoso 
Denudativo 
Montañas 
erosiónales en 
rocas 
sedimentarias 
Laderas 
erosiónales en 
pendientes de 
fuertemente 
quebradas a 
escarpadas 
Ch111 
 
Vallecitos 
intramontanos 
Plano de 
inundación 
Ch121 
Megacuenca de 
Sedimentación de 
la Orinoquía 
Cálido 
Húmedo 
Planicie Aluvial 
de Desborde 
Plano de 
inundación 
Complejo de 
orillares 
Ch211 
 Vega baja Ch212 
 Sobrevega Ch221 
 Terraza Ch231 
 
Piedemonte 
Aluvial 
Abanico 
Superficie no 
disectada 
Ch311 
 
4.1.2 Litografía y estratigrafía. 
 
Las formaciones geológicas que afloran en Villavicencio y sus alrededores varían 
en edad desde el Paleozoico hasta el Cuaternario, su descripción de la más 
antigua a reciente es la siguiente (Figura 6.) 
 
 
 
 
 
 35
 
 
 
 
FIGURA 6. Mapa geológico (Sin escala) 
 
Fuente: Instituto Geofísico y Consultoría Colombiana S.A. 2000 
 
 
Rocas Precámbricas a Jurásicas 
 
• Metamórficas del Quetame (Peq) 
 
Constan de varios conjuntos de metamorfitas, cuarcitas, filitas verdes, grises y 
moradas, metalimolitas y en menor proporción por esquistos sericíticos y cloriticosy brechas cataclásticas. Afloran entre los caños Buque y Parrado al oeste de la 
 36
falla El Mirador, fotogeológicamente presentan leve diferenciación en relación con 
las rocas que las circundan (Ingeominas, 1996). 
• Formación Brechas de Buenavista (Jsb) 
 
Según Dorado (1990) esta formación consta de un segmento inferior donde se 
encuentran ruditas o conglomerados cementados en cuya armazón predominan 
fragmentos angulosos de pizarras, filitas y esquistos y en menor porcentaje, 
fragmentos de conglomerados ortocuarcíticos con cantos redondeados de cuarzo 
lechoso. Se diferencian cuatro o más clases de tamaño de grano. El aspecto de 
los bancos es masivo, crudamente estratificados, no obstante, las capas de la 
parte más alta del segmento, además de presentar gradación de grano que se 
interrumpe en superficies erosivas, exhiben una relativa orientación de los cantos, 
alineados con sus ejes mayores semejando imbricación. 
 
El segmento superior de aproximadamente 45 a 60 m de espesor está 
representado por brechas y conglomerados. Estos constituyen alrededor de 10 al 
15% del total. Las brechas son clasto soportadas y con material intersticial areno - 
arcilloso de colores gris negros. El cemento es silíceo y calcáreo. Los 
conglomerados presentan dos tipos texturales: Conglomerados de guijarros y 
conglomerados de gránulos, ambos grano-soportados y en sectores con soporte 
de lodo y matriz dendrítica fina. Los constituyentes de la armazón son 
predominantemente metamórficos. Las brechas presentan tres o más clases de 
tamaño de grano, desde gránulos hasta bloques, con predominio de guijos y 
 37
guijarros. En mayor porcentaje los fragmentos son angulosos a subredondeados, 
con baja esfericidad. Abundan los fragmentos elongados. Las rocas descritas se 
disponen en capas de metros a decímetros de espesor y su variación lateral es 
bien notable. 
 
Aflora al oeste de las metamorfitas del Quetame en la loma de Buenavista, 
fotogeológica-mente se diferencian por su textura gruesa, tono gris claro y aspecto 
masivo. 
 
Rocas Cretáceas 
 
• Formación Lutitas de Macanal (Kilm) 
 
Consta de lodolita gris oscura, laminar con delgadas intercalaciones de arenisca 
lítica de grano medio, con algunos niveles calcáreos. La base de la unidad está 
constituida por una alternancia de lodolita y capas delgadas de conglomerados. 
Los niveles de arcillolitas son fosilíferos. Esporádicamente contiene bolsones de 
yeso (Ingeominas, 1996). 
 
Conforma principalmente el relieve ubicado al norte y noreste de Villavicencio, 
fotogeológicamente diferenciable por su tono gris oscuro, textura media y red de 
drenaje subparalela controlada por los planos de estratificación que a su vez 
desarrollan un relieve de serranías con cimas angostas y laderas de longitud larga. 
 38
 
 
• Formación Arenisca de Cáqueza (Kic) 
 
Consta de areniscas cuarzosas, blancas de grano medio a conglomerático con 
gránulos de cuarzo de hasta 1 cm de diámetro. Presenta intercalaciones de 
lodolita gris verdosa (Ingeominas, 1996). 
 
Conforma una franja que se extiende desde el suroeste hacia el noroeste en 
dirección NNE, fotogeológicamente diferenciable por su tono gris claro, textura 
media y red de drenaje subdendrítica controlada por los planos de estratificación 
que a su vez desarrollan un relieve de serranías con cimas subredondeadas y 
laderas de longitud corta. 
 
• Formación Fómeque (Kif) 
 
Consta de arcillolitas pardo amarillentas, alternando con areniscas líticas de color 
gris, localmente calcáreas, en capas medias a gruesas (Ingeominas,1996). 
 
Conforma una franja delgada que se extiende en dirección paralela a la estructura 
principal (NNE), fotogeológicamente diferenciable por su tono gris medio, textura 
fina y red de drenaje subdendrítica controlada por los planos de estratificación que 
 39
a su vez desarrollan un relieve de serranías con cimas agudas y laderas de 
longitud corta. 
• Formación Une (Kiu) 
 
Consta de arenisca de color gris claro a blanco amarillento, cuarzosa, de grano 
grueso a ligeramente conglomerático, con gránulos de hasta 5 cm de diámetro, 
constituidos por cuarzo blanco lechoso. Presenta estratificación cruzada e incluye 
niveles de lodolita gris y lentes de carbón, especialmente hacia la parte superior 
(Ingeominas, 1996). 
La unidad se caracteriza por presentar, una topografía con grandes escarpes, que 
contrasta con la topografía suave de las unidades adyacentes. 
 
• Formación Chipaque (Ksc) 
 
Consta de lodolita negra a gris oscura en bancos gruesos, con intercalaciones de 
arenisca cuarzosa, de color gris claro a gris oscuro, de grano medio en capas de 
40 cm de espesor. Esporádicamente contiene calizas y lentes delgados de carbón 
hacia la parte inferior y superior de la secuencia (Ingeominas, 1996). 
La formación aflora al nororiente de Villavicencio en las colinas inferiores ubicadas 
al occidente de la vía Villavicencio - Cumaral, fotogeológicamente diferenciable por 
su tono gris claro, textura gruesa y red de drenaje subdendrítica controlada por los 
planos de estratificación que a su vez desarrollan un relieve de colinas de 
 40
piedemonte con cimas redondeadas a subredondeadas y laderas de longitud 
corta. 
• Grupo Palmichal (Ktp) 
 
Según Caro y Garcia (1987) esta formación consta de un nivel inferior con 
predominio arenoso, un nivel intermedio de lutitas arcillosas con esporádicas 
intercalaciones arenosas y un nivel superior arenoso. 
 
Las areniscas que conforman los niveles arenosos son de color gris claro a blanco 
y en partes con manchas negras de asfalto, compuestas por una matriz arcillosa 
menor al 10%, friables a muy friables con restos de fósiles. 
 
Las lutitas son de color negro a gris oscuro muy plásticas, en sectores con 
laminación ondulada lenticular y bolsas o lentes de arena de grano fino. En 
general son blandas, fracturadas y replegadas 
 
Rocas Terciarias 
 
• Formación La Corneta (Tqc) 
 
Consta de conglomerado que incluye desde bloques hasta guijos de cuarcita, 
arenisca y lodolita en matriz arenosa gruesa (Ingeominas, 1996). 
 
 41
Aflora en las colinas bajas que se ubican al suroccidente de Villavicencio, 
ubicadas al occidente de la vía Villavicencio - Acacías, fotogeológicamente 
diferenciable por su tono gris claro, textura gruesa y red de drenaje subdendrítica 
desarrollando un relieve de colinas de piedemonte con cimas redondeadas a 
subredondeadas y laderas de longitud corta. 
 
Depósitos Cuaternarios 
 
En el estudio realizado por la Empresa de Energía Eléctrica de Bogotá (1983) se 
encuentran descritos los siguientes depósitos cuaternarios. 
 
• Abanicos coluvio aluviales (Qcd) 
 
En la parte más alta del abanico de Villavicencio se sitúa la ciudad, donde 
predominan los suelos de textura franco limosa. Conforma un cono terraza aluvio 
torrencial, presentando mayor desnivel topográfico en el lóbulo conformado a lo 
largo del caño Buque y menor para el lóbulo conformado por el caño Maizaro. 
Como sucede con la mayoría de los suelos desarrollados en abanicos aluviales, 
sus características son heterogéneas. Así, adyacentes a las estribaciones de la 
cordillera se presentan, tanto en la superficie como en la masa de suelo, piedras y 
materiales gruesos que han sido arrastrados de las partes altas por acción de la 
gravedad y de las corrientes de agua; inmediatamente después se encuentran 
cascajos y gravillas, en porcentaje variable y finalmente en las partes más 
 42
retiradas de las estribaciones se encuentran los materiales más finos como 
arenas, limos y arcillas (IGAC, 1959). 
• Coluviones (Qdp) 
 
Depósitos recientes de talus, producto del desgarre de materiales en la parte alta 
de las laderas ubicados. 
 
• Terrazas aluviales (Qt) 
 
El área de las terrazas aluviales, en sus niveles altos y bajos, se localiza en ambas 
márgenes del río Guatiquía. Son depósitos que conforman diferentesniveles de 
altura y desarrollo de escarpes aterrazados, productos de eventos torrenciales 
recientes como flujos de lodo, escombros o avalanchas de origen fluvial. 
Litológicamente constituidas por gravas elípticas con muy poco material fino 
granular. 
 
• Depósitos aluviales recientes (Qal) 
 
Esta unidad está formada por aluviones recientes denominados generalmente 
vegas; se hallan a lo largo de los ríos Guatiquía, Ocoa y Upín, que al salir de la 
cordillera forman un sistema entrelazado con muchos brazos en su lecho y 
frecuentes desplazamientos. Durante las crecientes ocurren inundaciones 
 43
irregulares y de corta duración. Las vegas se encuentran encerradas por el talud 
de las terrazas que controlan sus cauces y dado el sistema de sedimentación 
compleja no se observan diques. Los aluviones están constituidos por clastos de 
rocas sedimentarias, con un mayor porcentaje de matriz areno - arcillosa. 
 
4.1.3 Estructuras tectónicas activas 
 
Las estructuras tectónicas activas se refieren a aquellas que tienen indicios de 
movimiento en época reciente (cuaternario). 
 
 
 
Figura 7. Falla tectónica que cruza la ciudad 
Fuente: Alcances de la Amenaza Sísmica en el Piedemonte Llanero, 
Sector del Departamento del Meta y sus alrededores. (Chicangana, 2007) 
 
 44
 
La zona de transición entre la cordillera de los Andes, al occidente, y la Placa 
Suramericana, al oriente, es el Piedemonte Llanero. Es una faja de 10 km de 
ancha con orientación NE-SW donde aparecen rocas del Jurásico, Cretácico, 
Terciario y Cuaternario, replegadas, invertidas y falladas. 
 
Comprende numerosos sinclinales amplios normales y simétricos en el sur y 
pliegues anticlinales apretados y de gran extensión en el norte, enlazados por 
varias fallas inversas y de cabalgamiento de tipo regional, colectivamente 
denominadas Sistema De Fallas De Guaicaramo. Tienen una orientación NNE-
SSW y una longitud total de unos 1,000 km entre la Falla Chitagá 
 
- Pamplona, en el Río Banadía (Arauca) al norte, y la frontera con Ecuador al sur. 
 
Según Cuellar et al. (1988) en el sector cercano a Villavicencio las principales 
fallas de oriente a occidente son: Villavicencio, Colepato, Mirador- Bavaria, 
Servitá, La Reforma, Blanca, Pipiral y Susumuco. 
 
Estructuras Tectónicas Potenciales 
Las estructuras tectónicas potenciales son aquellas que evidencian algún tipo de 
movimiento en tiempo antes del cuaternario. (Figura 7) 
 
 
 45
 
 
 
FIGURA 8. Mapa Geotectónico (Sin escala) 
Fuente: Instituto Geofísico y Consultoría Colombiana S.A. 2000 
 
Según Cortés y De La Espriella (1990) se reconocen 3 sistemas de fallamiento en 
la región estudiada; el sistema SE-NW, el sistema SW-NE y el sistema E-W. 
 
• Falla Río Negro 
 
El grupo de fallas del sistema SE-NW es muy evidente en la zona del macizo de 
Quetame y su principal elemento lo constituye la Falla de Río Negro. 
 
 46
• Sistema SW-NE 
 
Las principales fallas en esta zona son la falla de Servitá (N40E/70E), de tipo 
normal, que podría ser la continuación de la falla de Santa María (Ulloa y 
Rodríguez, 1979; Ingetec, 1980), la falla argentina (N45E/70E), y la falla El 
Mirador (N45E/60-70W). 
 
• Sistema E-W 
 
Fallas que podrían incluirse en este sistema se observan en diferentes 
localidades, ejemplo la falla quebrada Honda, Susumuco, pero la más relevante 
por su longitud es la falla Pescado. 
 
• El sistema de fallas de Guaicaramo 
 
Consta de numerosas fallas entrelazadas en escalón. Entre Guamal y Restrepo se 
tienen las Fallas Villavicencio, Colepato, San Juanito, Orotoy, San Cristobal, 
Mirador, Buenavista, Cuatrocasas, Restrepo, Campamento, Río Grande, El 
Volcán y Servitá. Más al norte se distinguen las fallas de Santa María, Chámeza, 
Pajarito, Guaicáramo, Cusiana, Yopal, Borde Llanero y Guachiría. Más al sur 
están las fallas Uribe, Caguán, Puerto Rico, Paujil, Florencia, Andaquíes, Puerto 
Limón, Mocoa y San Miguel. En líneas generales son fallas de cabalgamiento o 
 47
inversas, buzantes al occidente, con un componente lateral dextral. Están cortadas 
por fallas transversales del rumbo NW-SE y W-E. (Figura 9) 
 
 
FIGURA 9. Sistema Falla de Guaicaramo 
 
Fuente: Alcances de la Amenaza Sísmica en el Piedemonte Llanero, 
Sector del Departamento del Meta y sus alrededores. (Chicangana, 2007) 
 
- La Falla Servitá: La más oriental del Sistema, es una falla que se extiende por 
60 km, inversa, orientada N45°E, con buzamiento al NW, con un componente 
de rumbo dextral. Sin embargo, en los trabajos de De La Espriella y Cortés 
(1990); Esquivel, et al. (1992); y en la Plancha 266-Villavicencio de 
Ingeominas (1998), la Falla de Servitá se presenta como una falla normal en 
un tramo de 25 km al NE de la Falla de La Reforma. Según el estudio de 
 48
Ingeominas-Uniandes (1996) muestra actividad reciente por 26 km, con 
colinas rectilíneas, zonas de cizalla, quiebres de pendiente, silletas, facetas 
triangulares, repliegues y numerosos deslizamientos; es una falla activa, con 
una tasa de actividad alta (0,1 a 1 cm/año). 
 
- La Falla Restrepo: Es una falla inversa, de 12 km de longitud , orientada 
N45°E, con buzamiento al NW. Afecta el Abanico de Restrepo con dos 
escarpes de 25 m, el borde NW levantado, zonas de inestabilidad, depresiones 
lineales y la Mesa Negra próxima a Medina basculada (Robertson, 1989; 
Esquivel, et al. 1992). 
 
- La Falla Cuatrocasas: Es una falla de cabalgamiento, de 15 km de longitud, 
orientada N45°E, activa, también afectando el Abanico de Restrepo. (Esquivel, 
et al. 1992). 
 
- La Falla Mirador: Es una falla inversa orientada N30° a 40° E con buzamiento 
de 30° a 70° NW, con un componente de rumbo dextral. Se extiende por 60 
km. La zona de falla en la Quebrada Susumuco, Deslizamiento de El Mirador, 
tiene un ancho de 60 m. (Lobo-Guerrero, 1988). Según Ingeominas-Uniandes 
(1996), donde es llamada Falla Guayuriba, tiene rumbo entre N30°E y N45°E, 
con plano de falla buzando entre 30° y 45°NE, muestra actividad reciente en un 
tramo de 29 km con pequeños lomos de presión dispuestos en forma 
 49
escalonada y cauces aparentemente truncados por la falla, abombamientos, 
quiebres de pendiente, sillas, drenajes alineados, cauces escalonados, 
drenajes desplazados y un escarpe de falla de 60 m sobre el Abanico de 
Restrepo. 
 
- La Falla Colepato: Es una falla inversa con orientación N50°E, buzando 30°W, 
de 40 km de extensión. Según Ingeominas-Uniandes (1996) muestra actividad 
reciente en un tramo de 15 km con silletas, drenajes alineados, y una terraza 
aluvial deformada. 
 
- La Falla Cumaral: Es una falla de cabalgamiento de 60 km de longitud, con 
rumbo N45°E, buzante unos 30°W. Según Robertson (1989) unos 3 km al sur 
de Cumaral, próximo a los ríos Guacavía y Pirí, se distinguen cuatro niveles de 
terrazas atravesados por un escarpe de falla con salto vertical de 35 m, a lo 
largo de un lineamiento de 21 km con orientación N42°E. En Mesa de Los 
Alpes hay una terraza media con escarpe de falla de 20 m orientada N48°E. La 
tasa de actividad de esta falla se calcula entre 0.7 y 2.5 mm/año (Robertson, 
1989). 
 
En la tabla 4 se encuentran un resumen de las fallas que hacen parte del sistema 
de falla Guaicaramo. 
 
 50
Tabla 4. Geología del cuadrángulo K12, Guateque 
 
FALLA LONG (km) 
AZIMUT / 
BUZAMIENTO 
TIPO 
DE 
FALLA 
CLASIFICA-
CIÓN DE 
ACTIVIDAD 
TASA DE 
ACTIVIDA
D 
(mm/año) 
REFERENCIA 
Argentina N45E/70E Activa Pulido, O Gómez, L. (2002) 
Bavaria Activa Pulido, O Gómez, L. (2002) 
Buenavista 6 45 / 70 E N Incierta --- Ulloa, C. y E. Rodriguez 
Buque 11 100 / 90 RS Incierta --- Ulloa, C. y E. Rodríguez 
Campamento 13 45 / 45 E N Incierta --- Ulloa, C. y E. Rodríguez 
Clarín Ulloa, C. y E. Rodríguez 
Colepato 15 50 / 30 W I Activa Moderada 0,1-1 
Ulloa, C. y E. 
RodríguezColepato 40 Pulido, O Gómez, L. (2002) 
Cristales Ulloa, C. y E. Rodríguez 
Cuatrocasas 15 45 / 30 W I Activa Alta 1-10 Ulloa, C. y E. Rodríguez 
El Deseo Ulloa, C. y E. Rodríguez 
El Engaño 25 N 45 W Pulido, O Gómez, L. (2002) 
El Mirador 0.2 N45E/60-70W Activa Pulido, O Gómez, L. (2002) 
EL Tabor Ulloa, C. y E. Rodríguez 
El trueno Ulloa, C. y E. Rodríguez 
El Volcán 16 45 / 45 W I Incierta --- Ulloa, C. y E. Rodríguez 
Jabonera Ulloa, C. y E. Rodríguez 
La Colorada Ulloa, C. y E. Rodríguez 
La Reforma Activa Pulido, O Gómez, L. (2002) 
Manzanares Ulloa, C. y E. 
 51
FALLA LONG (km) 
AZIMUT / 
BUZAMIENTO 
TIPO 
DE 
FALLA 
CLASIFICA-
CIÓN DE 
ACTIVIDAD 
TASA DE 
ACTIVIDA
D 
(mm/año) 
REFERENCIA 
Rodríguez 
Mirador 30 30-40 / 60 W I-RD Activa Alta 1-10 Ulloa, C. y E. Rodríguez 
Monterredondo Ulloa, C. y E. Rodríguez 
Naranjal Ulloa, C. y E. Rodríguez 
Orotoy 13 60 / 60 E N Incierta --- Ulloa, C. y E. Rodríguez 
Palermo 20 N70/50W Activa Pulido, O Gómez, L. (2002) 
Pescado Activa Pulido, O Gómez, L. (2002) 
Portachuelo Ulloa, C. y E. Rodríguez 
Quebrada 
Honda Activa 
Pulido, O 
Gómez, L. (2002) 
Restrepo 12 45 / 45 W I Activa Alta 1-10 Ulloa, C. y E. Rodríguez 
Río Blanco 10 Pulido, O Gómez, L. (2002) 
Río Chiquito 40 Pulido, O Gómez, L. (2002) 
Río Gaila Ulloa, C. y E. Rodríguez 
Río Grande 20 30-35 / 60 E I Incierta --- Pulido, O Gómez, L. (2002) 
Rionegro Activa Ulloa, C. y E. Rodríguez 
San Cristóbal 8 70 / 45 W I Incierta --- Ulloa, C. y E. Rodríguez 
San Juanito – 
Acacias 16 40 / 45 W I Incierta --- 
Ulloa, C. y E. 
Rodríguez 
San Marcos Ulloa, C. y E. Rodríguez 
San Salvador Ulloa, C. y E. Rodríguez 
Sardinata Ulloa, C. y E. Rodríguez 
Servitá 26 
45 / 45 W 
N40E/70E 
I-RD 
N 
Activa Alta 1-10 Ulloa, C. y E. Rodríguez 
 52
4.2 EVENTOS SISMICOS PREVIOS 
 
4.2.1 Catálogo de Eventos Sísmicos Previos 
El uso del catálogo de eventos sísmicos es de suma importancia tanto a nivel 
histórico como a nivel de datos actualizados, porque además de ser una 
herramienta para la ubicación de fuentes sismogénicas en el área de estudio, 
permite tener una visión global de los aspectos que posiblemente tengan 
inferencia en la determinación de la amenaza sísmica de una zona en particular. 
 
El globo terráqueo está dividido en regiones sísmicas basado en limites 
geográficos y políticos, a cada región se le asigna un único número, en el caso de 
Colombia y más específicamente Villavicencio, tiene asignado el número 103 que 
corresponde a la región sísmica siete (USGS, 2007). 
 
El catálogo de eventos sísmicos fue consultado de la página web del USGS (2007) 
el cual incluye los datos del proyecto SISRA, Programa para la Mitigación de los 
Efectos de los Terremotos en la Región Andina realizado por el CERESIS, (Centro 
Regional de Sismología para América del Sur) en cooperación con el USGS 
(United States Geological Survey), para el periodo comprendido entre 1471 y 
1981, para el lapso entre 1981 y 2007 los datos corresponden al PDE (Preliminary 
Determinations of Epicenters) que toma en cuenta la información de diversas 
agencias nacionales y mundiales, incluida la Red Sísmica Nacional de Colombia 
RSNC. 
 53
 
El catálogo de eventos sísmicos obtenido para la microzonificación sísmica 
preliminar de Villavicencio fue delimitado entre las latitudes 3.15 N y 5.15 N y las 
longitudes 72.63 W y 74.63 W, obteniendo del catálogo del SISRA 11 eventos y 
del PDE 10 sismos con magnitudes mayores a 4.0 Ms (Anexo B) 
 
El catálogo de eventos sísmicos extractado del USGS (2007), tiene datos 
históricos a partir del año 1743 iniciando con un terremoto de magnitud 6.5 Ms, de 
este evento se tiene información del fallecimiento de 9 personas. 
 
• El sismo más grande que se tiene información fue el sucedido el 31 de 
Agosto de 1917 a las 6:36 a.m., con una magnitud 7.3 Ms y una intensidad 
epicentral de 8 Intensidad de Mercalli Modificada que va de 1 a 12 con daños en 
edificaciones y muertos. 
 
Históricamente se tienen once (11) eventos sísmicos con magnitudes mayores o 
iguales a VI (1625, 1646, 1743, 1785, 1800, 1826, 1826, 1917, 1950, 1966, 1966) 
en el área de estudio. 
 
La última crisis sísmica de importancia significativa sobre el sistema de fallas de 
Guaicaramo ocurrió entre el 19 y el 22 de enero de 1995 ubicado en las 
inmediaciones de la población de Tauramena (5.05 N, 72.91 W), cuyo evento 
principal tuvo una magnitud estimada Ms de 6.5 (19 de enero, 15:05 WMT), sus 
 54
réplicas se distribuyeron en un área de 25 km2 cercanas a dicha población con 
magnitudes hasta de 5.2 Ms (20 de enero, 10:41 WMT). 
 
En los mecanismos focales de los dos eventos se observa que el movimiento fue 
originado por una falla inversa con una pequeña componente de rumbo (USGS, 
1995). Seis de las réplicas fueron sentidas por pobladores de la región, debido al 
evento principal y a la réplica de mayor magnitud se presentó la destrucción de 
viviendas en los municipios de San Luis de Gaceno y Sabanalarga con más de 
500 personas damnificadas (Ingeominas, 1995). 
 
En la Figura 10 se presenta los mecanismos focales de algunos de los registros. 
 
FIGURA 10. Mecanismos focales de terremotos con magnitudes mayores a 4.0 Ms. 
Fuente: Alfaro, A. 2007. 
 55
En el catálogo se encuentran registrados dos sismos con intensidad ocho (agosto 
de 1917 y septiembre 1966), y con una intensidad de nueve en la escala de 
Mercalli Modificada. 
 
El mapa general de ubicación de epicentros con su magnitud muestra una 
importante actividad hacia la zona del piedemonte llanero, en el sistema de fallas 
de Guaicaramo o frontal de la cordillera Oriental, también se observa la ocurrencia 
de eventos sísmicos a lo largo del trazo de algunos ríos de la zona como en el río 
Guatiquía, además está ubicado el sitio aproximado del epicentro del sismo 
histórico del 31 Agosto de 1917 (7.3 Ms) situado también en alguna de las fallas 
del sistema antes mencionado. 
 
4.2.2 Indicios de los efectos locales 
 
A partir de la compilación bibliográfica (Ramírez, 1975) se pueden situar en un 
mapa, los lugares donde están las edificaciones que más se han visto afectadas 
debido a la ocurrencia de un sismo. 
 
En la tabla 5 se muestra el recuento que se tiene de las edificaciones que se 
afectaron notoriamente con los terremotos, anexando la fuente escrita que se 
extrajo y fecha del evento sísmico. 
 
 
 56
Tabla 5. Edificaciones afectadas por terremotos 
FECHA EDIFICACIÓN AFECTADA FUENTE 
Agosto 18/ 1917 Catedral de Villavicencio Llano 7 días (05/04/1999). 
Enero 29/1963 
Oficinas de la Gobernación. 
Cuarteles de policía. 
 
El Siglo 
Febrero 10/1967 Edificio de la Gobernación La República 
Febrero 10/1967 
Banco de Bogotá 
Banco Cafetero 
Concentración Abraham Lincoln 
(Barrio El Retiro) 
 
El Siglo 
 . 
En el centro de la ciudad se evidencia una cantidad significativa de construcciones 
que han quedado averiadas después de la ocurrencia de un sismo, algunas de 
estas edificaciones han sido afectadas en sismos sucesivos, como el edificio de la 
Gobernación del Meta (1963, 1967). 
 
Como ya se mencionó, la catedral de Villavicencio quedó parcialmente destruida 
en el evento sísmico de mayor magnitud en 1917; esta edificación también está 
ubicada en el centro de la ciudad. 
 
En otras zonas de la ciudad, se ubicaron dos sitios específicos donde se observó 
daños en las edificaciones: barrio el Retiro concretamente en la concentración 
escolar Abraham Lincoln en el sur oriente de la ciudad (1967) y en los cuarteles de 
policía que quedaron severamente afectados en el sismo del 1963. 
 
 57
4.2.2.1 Catálogo de Deslizamientos, Licuefacción y otros fenómenos 
Inducidos 
 
La ciudad de Villavicencio debido a su ubicación geográfica, en el piedemonte 
llanero es decir en la estribaciónoriental de la cordillera oriental, además 
sumándole el régimen pluviométrico que rige la zona, es sumamente propensa a 
diferentes tipos de fenómenos de remoción de masa. 
 
 
 
 
 
 
Figura 11. Fotografía deslizamiento 
 
Fuente: Alcances de la Amenaza Sísmica en el Piedemonte Llanero, 
Sector del Departamento del Meta y sus alrededores. (Chicangana, 2007) 
 58
A través de una revisión de eventos previos, se han podido observar ciertos 
lugares específicos de la ciudad de Villavicencio, en donde se han presentado 
deslizamientos que tienen como factor detonador preponderante el agua. 
 
En la tabla 6. Se presenta el resumen los deslizamientos ocurridos en la zona 
urbana de Villavicencio durante los últimos años (1990-2007). 
 
Tabla 6. Resumen de Deslizamientos Zona Urbana de Villavicencio (1990-2007). Instituto Geofísico y 
Consultoría Colombiana S.A. 2000 
Fecha Lugar Generalidades Referencia 
06/12/1990 Cerro Cristo Rey 
(El rincón de María) 
 
6 muertos ,10 heridos 
3 viviendas arrasadas 
El Tiempo 06/12/1999 
09/16/1992 Playa Rica 6 viviendas destruidas El Tiempo 09/16/1992 
11/21/1996 Cerro Cristo Rey 
(San José) 
1 muerto, 5 heridos 
3 viviendas arrasadas 
El Tiempo 11/21/96 
05/28/1997 
Cerro Cristo Rey 
(El Espejo) 
3 muertos, 5 heridos, 
 4 viviendas arrasadas 
3 desaparecidos 
200 m3 de lodo 
El Tiempo 05/28/1997 
06/10/1997 Cerro Cristo Rey 
(El Espejo) 
15 viviendas arrasadas 
4 muertos 
Llano 7 días 
06/10/1997 
06/10/1997 Playa Rica 
(Barrio Villa Lorena) 
6 familias en peligro de 
perder su vivienda 
Llano 7 días 
06/10/1997 
1996 Desembocadura 
Quebrada Honda 
Tramo tubería conducción 
destruida 
Llano 7 días 
07/24/1997 
07/22/1997 Quebrada Honda 
Planta de tratamiento La 
Esmeralda 
Deslizamiento 35 mil m3 
de material. 
140 metros de tubería de 
conducción destruida. 
Llano 7 días 
07/22/1997 
 
Se puede ver que la población de Villavicencio ha sufrido un número importante de 
deslizamientos, trayendo como consecuencias pérdidas de la infraestructura de la 
ciudad y pérdidas de vidas humanas. 
 
 59
Otro sitio que evidencia graves problemas para Villavicencio es la costa fluvial del 
río Guatiquía hacia la parte norte de la ciudad, en donde se han presentado 
algunos deslizamientos debido al aumento de los niveles del agua de su cauce en 
épocas invernales. 
 
Salas y Turkstra (1992) realizaron un estudio con el objetivo de definir zonas 
amenazadas en el área urbana de Villavicencio, donde plantean que uno de los 
factores principales para la generación de fenómenos de remoción de masa en la 
ciudad es la actividad tectónica que produce sismicidad. Dicha actividad sísmica 
produce inestabilidad en los taludes que puede generar caída de rocas, 
deslizamientos y erosión dependiendo de la pendiente. La pluviosidad existente en 
la zona incrementa el contenido de agua del suelo haciéndolo más susceptible a la 
erosión, sin embargo en dicho trabajo encontraron zonas que debido a la cantidad 
significativa de vegetación y los procesos de forestación, el suelo está protegido 
del poder destructivo del agua. 
 
En dicho trabajo se delimitaron zonas amenazadas por canales de agua que han 
sido el resultado de diferentes fenómenos interrelacionados entre sí 
(desprendimiento de material e inundaciones), sin embargo no fue posible 
determinar la magnitud de esos eventos en alta, media y baja, ya que la intensidad 
de estos fenómenos no siempre es la misma para caracterizarlo con un nivel 
determinado. Salas y Turkstra (1992) responsabilizan a los planificadores locales 
de falta de conocimiento de las zonas amenazadas en Villavicencio, sin 
 60
restricciones para el crecimiento de la ciudad, situación que se ve reflejada en la 
pérdida de vidas humanas y daños en la infraestructura de la ciudad ocasionados 
por los deslizamientos. 
 
4.3 EVALUACIÓN PROBABILÍSTICA DE LA AMENAZA SÍSMICA 
 
La evaluación probabilista de la amenaza sísmica fue realizado siguiendo a Hanks 
y Cornell (1994) y a Takada (2005). 
 
1. Se observa la sismisidad de la zona que contiene la localización, tamaño y 
momento en una área de 40.000 Km2 comprendida entre la coordenadas 3.15º y 
5.15º latitud norte y entre 72.63º y 74.63º longitud Oeste. La ocurrencia de los 
sismos abarca desde 1743 hasta la fecha, a continuación se presenta las 
distribuciones de los sismos según su magnitud y el año de ocurrencia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 61
 
 
Figura 12. Magnitud de los simos en la zona de interés 
Fuente: Datos catálogo SISRA y PDE 
 
 
 
 
Figura 13. Distribución Temporal de Sismos  
Fuente: Datos catálogo SISRA y PDE 
 
 62
El área representativa inicial que se estimó es corregida teniendo en cuenta la 
distribución de los sismos de esta manera se tomaron área de 11.919 Km2 que 
corresponde a la zona donde la distribución es menos uniforme. 
 
 
 
 
6.5
6.5
5
7
7.3 6
4.3
4.3
4.2
4
4
4.34.2
7.4
4.2 4.8
5.1
4.2
4
4.2
4.3
-74.4 -74.2 -74 -73.8 -73.6 -73.4 -73.2 -73
3.4
3.6
3.8
4
4.2
4.4
4.6
4.8
5
 
 
Figura 14. Área corregida 
Fuente: Datos catalogo SISRA y PDE 
 
 
Para unificar estas escalas, según Chen y Chen (1989) las magnitudes se 
ajustaron un conjunto de datos globales con valores de desviación estándar 
individual log M0 de ±0.4 y confirmaron la saturación de Ms aproximadamente en 
8.5, las ecuaciones son la 1, 2 y 3. 
 
log M0 = 1.0 Ms + 12.2 para Ms ≤ 6.4, (1) 
 63
log M0 = 1.5 Ms + 9.0 para 6.4 < Ms ≤ 7.8 , (2) 
log M0 = 3.0 Ms -2.7 para 7.8 < Ms ≤ 8.5, (3) 
 
Para M0 y magnitudes de ondas internas mb (para sismos de foco profundo es una 
escala basada en la amplitud de los primeros ciclos de ondas P) (periodo de 1 
segundo) las relaciones dadas por Chen y Chen (1989) se presentan en las 
ecuaciones 4 y 5, con saturación mb de 6.5 para log M0> 20.7. 
 
log M0 = 1.5 mb + 9.0 para 3.8 < mb ≤ 5.2 , (4) 
log M0 = 3 mb + 1.2 para 5.2 < mb ≤ 6.5 , (5) 
 
Con esta información se trazó la grafica de Magnitudes en Ms que son magnitudes 
de ondas superficiales propuesta por Gutenberg y Ritcher con el año de 
ocurrencia para un periodo de tiempo total de 162 años y magnitudes entre 4.0 Ms 
y 7.4 Ms. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 64
Figura 15 Ocurrencia histórica de los sismos. 
 
 
2. Proceso estacionario de Poisson de ocurrencia de sismos en el tiempo. 
El análisis se realizó para 21 datos que se tienen registro de acuerdo con la 
tabla 7. 
 
 
 
 
 
 65
Tabla 7. Datos para el análisis sísmico de la zona de estudio 
 
AÑO LAT. LONG Ms 
1743 4,5 73,8 6,5 
1785 4,7 73,8 6,5 
1800 3,5 73 5,0 
1826 4,8 73,9 7,0 
1917 4.0 74 7,3 
1950 4.0 73,5 6,0 
1966 4,57 74,12 4,3 
1966 3,60 74,5 4,3 
1974 4,052 74,19 4,2 
1978 3,508 73,65 4,0 
1980 3,709 73,54 4,0 
1988 4,387 73,71 4,3 
1988 4,412 73,67 4,2 
1995 5,05 72,92 7,4 
1995 4,999 73,08 4,2 
1995 4,965 72,99 4,8 
1995 5,093 72,97 5,1 
1995 4,905 74,49 4,2 
1995 5,114 72,92 4,0 
1997 3,774 74,03 4,2 
2002 3,288 74,48 4.3 
 
La distribución en el tiempo del número de sismos para cada década se muestra 
en la tabla 8: 
 
 
 
 
 66
Tabla 8 Distribución del número de sismos en el tiempo 
 
Número de sísmos con Ms>4 (Fuente: Ramírez, USGS, 2007) 
SIGLO XVIII SIGLO XIX SIGLO XX SIGLO XXI 
1700-1709 1800-1809 1 1900-1909 2000 
1710-1719 1810-1819 1910-1919 1 2001 
1720-1729 1820-1829 1 1920-1929 2002 1 
1730-1739 1830-1839 1930-1939 2003 
1740-1749 1 1840-1849 1940-1949 2004 
1750-1759 1850-1859 1950-1959 1 2005 
1760-1769 1860-1869 1960-1969 2 2006 
1770-1779 1870-1879 1970-1979 2 2007 
1780-1789 1 1880-1889 1980-1989 3 
1790-1799 1890-1899 1990-1999 7 
2 2 16 1 
 
Para los datos anteriores se toma como distribución de Poisson entre 1950 a 
2002, descontando 2 años de los cuales no se tienen registros, entonces se 
tendrán dos análisis:uno para un periodo parcial de tiempo parcial de 50 años 
(Tabla 9) y el segundo para un tiempo total de 259 años (Tabla 10). 
 
 
 
 
 
 
 67
 
Tabla 9. Número acumulado de eventos y magnitud para un periodo parcial de 50 años 
 
Periodo parcial de tiempo 
Número 
de 
eventos 
Número 
acumulado 
de eventos 
Magnitud 
(Ms) 
Año 
inicio 
Año 
final 
Años sin 
registros ΔT 
# 
sismos/año
3 16 4,0 0,060 
5 13 4,2 0,100 
4 8 4,3 0,080 
1 4 4,8 0,020 
1 3 5,1 0,020 
1 2 6,0 0,020 
1 1 7,4 
1950 2002 2 50 
0,020 
      
      
#sismos/año 0.320 
 
 
 
 
Tabla 10. Número acumulado de eventos y magnitud para un periodo de 259 años 
 
Periodo total de tiempo 
Número de 
eventos 
Número 
acumulado 
de eventos 
Magnitud 
(Ms) Año inicio Año final ΔT 
# 
sismos/año
3 21 4,0 0,012 
5 18 4,2 0,019 
4 13 4,3 0,015 
1 9 4,8 0,004 
1 8 5,0 0,004 
1 7 5,1 0,004 
1 6 6,0 0,004 
2 5 6,5 0,008 
1 3 7,0 0,004 
1 2 7,3 0,004 
1 1 7,4 
1743 2002 259 
0,004 
  #sismos/año 0,081 
 
 
 68
A continuación se grafica el número acumulado de eventos con las magnitudes 
 
1
10
100
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0
M agnitud
Ev
en
to
s 
ac
um
ul
ad
o
tiempo parcial tiempo total
 
Figura 16. Ley de recurrencia de sismos 
 
4.3.1 Ecuaciones de atenuación 
La asignación de la amenaza sísmica involucra la estimación del movimiento del 
suelo que será producido por futuros sismos. Esto se logra normalmente a través 
del uso de relaciones de atenuación que predicen valores de parámetros 
seleccionados del movimiento del suelo, en este caso de la aceleración, como una 
función de otros parámetros sísmicos tales como la magnitud y la distancia de la 
fuente sísmica al sitio. 
 69
Existen varias ecuaciones de atenuación desarrolladas para la evaluación de la 
amenaza sísmica para este estudio se han considerado 5 ecuaciones de 
atenuación que han sido utilizadas en regiones con algunas características 
similares a la de la región de estudio. 
 
El procedimiento detallado para una de estas se presenta a continuación 
 
Fukushima et al. (1988) & Fukushima & Tanaka (1990) 
logA = 0.41Ms − log(R + 0.032x100.41Ms) – 0.0034R + 1.30 
Donde a es en gales 
 
Donde: 
A= Aceleración pico en Gales 
g = Gravedad 
Ms= Magnitud del sismo 
R=Distancia de atenuación en km 
 
Usando la ecuación de atenuación, la distancia es despejada. Así se puede 
encontrar diferentes distancias para eventos de cierta magnitud por ejemplo para 
una aceleración de 50 gales puede ser generada por un evento de magnitud Ms 
4.0 a una distancia de 14.19 kilómetros. 
 
 70
Tabla 11. Relación entre distancias y aceleraciones para magnitudes Ms dadas (periodo de 50 años) 
Fukushima et al. (1988) 
Ms 4,0 4,2 4,3 4,8 5,1 6,0 7,4 
Aceleración 
en Gales Distancia en Km 
50 14,19 16,76 18,20 27,03 33,82 61,74 126,14 
100 6,86 8,18 8,93 13,68 17,51 34,65 80,39 
150 4,22 5,05 5,53 8,58 11,09 22,85 57,27 
200 2,86 3,43 3,76 5,88 7,64 16,13 42,65 
250 2,03 2,44 2,67 4,20 5,48 11,76 32,38 
300 1,47 1,77 1,94 3,06 4,00 8,69 24,68 
400 0,77 0,92 1,01 1,60 2,10 4,64 13,81 
500 0,34 0,41 0,45 0,71 0,94 2,09 6,43 
600 0,05 0,07 0,07 0,11 0,15 0,34 1,06 
 
Tabla 12. Relación entre distancias y relación de radios de áreas (periodo de 259 años) Fukushima et al. 
(1988) 
Ms 4 4,2 4,3 4,8 5 5,1 6 6,5 7 7,3 7,4 
Acelera-
ción en 
Gales 
Distancia en Km 
 
50 14,19 16,76 18,20 27,03 31,42 33,82 61,74 82,17 10,00 10,00 126,14
100 6,86 8,18 8,93 13,68 16,14 17,51 34,65 48,38 10,00 10,00 80,39 
150 4,22 5,05 5,53 8,58 10,19 11,09 22,85 32,79 10,00 10,00 57,27 
200 2,86 3,43 3,76 5,88 7,01 7,64 16,13 23,56 10,00 10,00 42,65 
250 2,03 2,44 2,67 4,20 5,02 5,48 11,76 17,41 10,00 10,00 32,38 
300 1,47 1,77 1,94 3,06 3,66 4,00 8,69 12,98 10,00 10,00 24,68 
400 0,77 0,92 1,01 1,60 1,92 2,10 4,64 7,03 10,00 10,00 13,81 
500 0,34 0,41 0,45 0,71 0,86 0,94 2,09 3,20 10,00 10,00 6,43 
600 0,05 0,07 0,07 0,11 0,14 0,15 0,34 0,52 10,00 10,00 1,06 
 
Las relaciones de radio calculadas entre el área del radio mostrado en la tabla 
anterior y el área de estudio se calcula de la siguiente forma. 
Π X (r)2 / área de estudio para cada distancia. 
 
 71
En las tablas 13 y 14 se relacionan las distancias y las relaciones de radio para el 
periodo de 50 años y 259 años respectivamente. 
 
Tabla 13. Relación entre distancias y relación de radios de áreas (periodo de 50 años) Fukushima et al. (1988) 
 
Ms 4,0 4,2 4,3 4,8 5,1 6,0 7,4 
Aceleración 
en Gales Distancia en Km 
14,19 16,76 18,20 27,03 33,82 61,74 126,14 50 
0,02 0,03 0,04 0,08 0,13 0,43 1,78 
6,86 8,18 8,93 13,68 17,51 34,65 80,39 100 
0,01 0,01 0,01 0,02 0,03 0,13 0,72 
4,22 5,05 5,53 8,58 11,09 22,85 57,27 150 
0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,06 0,37 
2,86 3,43 3,76 5,88 7,64 16,13 42,65 200 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,03 0,20 
2,03 2,44 2,67 4,20 5,48 11,76 32,38 250 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,02 0,12 
1,47 1,77 1,94 3,06 4,00 8,69 24,68 300 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,07 
0,77 0,92 1,01 1,60 2,10 4,64 13,81 400 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,02 
0,34 0,41 0,45 0,71 0,94 2,09 6,43 500 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 
0,05 0,07 0,07 0,11 0,15 0,34 1,06 600 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 
 
 
 
 
 
 
 
 72
Tabla 14. Relación entre distancias y relación de radios de áreas (periodo de 259 años) Fukushima et al. 
(1988) 
 
Ms 4 4,2 4,3 4,8 5 5,1 6 6,5 7 7,3 7,4 
Acelera-
ción en 
Gales 
Distancia en Km 
14,19 16,76 18,20 27,03 31,42 33,82 61,74 82,17 10,00 10,00 126,1450 
0,02 0,03 0,04 0,08 0,11 0,13 0,43 0,76 0,01 0,01 1,50 
6,86 8,18 8,93 13,68 16,14 17,51 34,65 48,38 10,00 10,00 80,39 100 
0,01 0,01 0,01 0,02 0,03 0,03 0,13 0,26 0,01 0,01 0,61 
4,22 5,05 5,53 8,58 10,19 11,09 22,85 32,79 10,00 10,00 57,27 150 
0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,01 0,06 0,12 0,01 0,01 0,31 
2,86 3,43 3,76 5,88 7,01 7,64 16,13 23,56 10,00 10,00 42,65 200 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,03 0,06 0,01 0,01 0,17 
2,03 2,44 2,67 4,20 5,02 5,48 11,76 17,41 10,00 10,00 32,38 250 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,02 0,03 0,01 0,01 0,10 
1,47 1,77 1,94 3,06 3,66 4,00 8,69 12,98 10,00 10,00 24,68 300 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,02 0,01 0,01 0,06 
0,77 0,92 1,01 1,60 1,92 2,10 4,64 7,03 10,00 10,00 13,81 400 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,01 0,02 
0,34 0,41 0,45 0,71 0,86 0,94 2,09 3,20 10,00 10,00 6,43 500 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,00 
0,05 0,07 0,07 0,11 0,14 0,15 0,34 0,52 10,00 10,00 1,06 600 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,00 
4.3.2 Curva de Amenaza Sísmica 
Combinando la ocurrencia anual de sismos (sismos/año) para cada magnitud y la 
relación de áreas de radio para determinar estadísticamente los sismos por año se 
hace de la siguiente manera: 
Sismo /año X relación de áreas 
 
 
 73
Tabla 15. Tasa media anual de ocurrencia de sismos (periodo de 50 años) Fukushima et al. (1988) 
 
 Ms 
 4,0 4,2 4,3 4,8 5,1 6,0 7,4 
# sismos/Año Acelera-
ción en 
Gales 0,060 0,100 0,080 0,020 0,020 0,020 0,020 
50 1,35E-03 3,14E-03 2,96E-03 1,63E-03 2,56E-03 8,53E-03 3,56E-02 
100 3,16E-04 7,49E-04 7,13E-04 4,19E-04 6,86E-04 2,69E-03 1,45E-02 
150 1,20E-04 2,86E-04 2,73E-04 1,65E-04 2,75E-04 1,17E-03 7,34E-03 
200 5,50E-05 1,32E-04 1,26E-04 7,73E-05 1,31E-04 5,82E-04 4,07E-03 
250 2,77E-05 6,67E-05 6,40E-05 3,95E-05 6,72E-05 3,10E-04 2,35E-03 
300 1,46E-05 3,51E-05 3,37E-05 2,09E-05 3,58E-05 1,69E-04 1,36E-03 
400 3,95E-06 9,55E-06 9,19E-06 5,75E-06 9,91E-06 4,82E-05 4,27E-04 
500 7,78E-07 1,88E-06 1,81E-06 1,14E-06 1,97E-06 9,80E-06 9,25E-05 
600 1,97E-08 4,76E-08 4,59E-08 2,90E-08 5,03E-08 2,53E-07 2,51E-06 
La curva de amenaza sísmica se realiza combinando la tasa anual de ocurrencia 
de sismos con una magnitud dada por unidad de área. Finalmente el total de la 
tasa media anual de ocurrencia del movimiento sísmico mayor que una 
aceleración a dada es la sumatoria de las contribuciones de las diferentes 
magnitudes. 
 
 
 
 
 
 74
Figura17. Curva de amenaza sísmica para Villavicencio usando Fukushima et al. (1988) & Fukushima & 
Tanaka (1990) 
Curva de la Amenaza Sísmica para Villavicencio Eventos Ms>4-0
0,00000
0,00001
0,00010
0,00100
0,01000
0,10000
1,00000
0 100 200 300 400 500 600 700
Aceleración (Gales)
Ta
sa
 m
ed
ia
 A
nu
al
 d
e 
ex
ce
de
nc
ia
 /A
ño
Tiempo parcial 
Tiempo Total 
 
En el campo de la ingeniería sismológica es común expresar estos resultados en 
tiempo de retorno utilizando para ello las ecuaciones 
ν−−= eP 1 
 
Donde v es la tasa media anual de excedencia, P es la probabilidad de ocurrencia 
y e es exponencial. Tab.(16) 
 
P
TR 1=
 
Para labores de diseño y revisión estructural comúnmente se utilizan los períodos 
de retorno de 475, 1000 y 2000 años. El periodo de retorno de 475 años 
 75
corresponde a una vida útil de la estructura de 50 años y a una probabilidad de 
excedencia del 10%. 
Tabla 16 Amenaza Sísmica para Villavicencio (periodo de 50 años) Fukushima et al. (1988) 
 
v P TR 
0,05579 -0,05737 17 
0,02003 -0,02023 49 
0,00963 -0,00967 103 
0,00517 -0,00519 193 
0,00292 -0,00292 342 
0,00167 -0,00167 598 
0,00051 -0,00051 1948 
0,00011 -0,00011 9099 
0,00000 0,00000 338138 
 
A continuación se exponen las 4 ecuaciones de atenuación que se utilizaron 
realizando el anterior procedimiento para cada una de ellas. 
 
Patwardha, et al. (1978) 
 
ln a = 5.225 + 1.04Ms -1.90 ln[R + 0.864 exp(0.463Ms)] 
Donde a es en gales 
R es la distancia en Km 
 
 
 
 
 
 76
Tabla 17. Relación entre distancias y relación de radios de áreas (periodo de 50 años) Patwardhan, et al. 
(1978) 
 
Ms 4,0 4,2 4,3 4,8 5,1 6,0 7,4 
Aceleració
n en Gales Distancia en Km 
12,32 13,85 14,68 19,64 23,38 39,36 88,04 50 
0,02 0,02 0,02 0,04 0,06 0,17 0,87 
6,87 7,77 8,26 11,20 13,43 23,08 53,00 100 
0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,06 0,31 
4,49 5,11 5,45 7,52 9,09 15,98 37,71 150 
0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,03 0,16 
3,09 3,55 3,80 5,34 6,53 11,78 28,68 200 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,02 0,09 
2,13 2,48 2,68 3,86 4,79 8,93 22,55 250 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,06 
1,44 1,70 1,85 2,78 3,51 6,84 18,06 300 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,04 
0,46 0,62 0,70 1,27 1,73 3,93 11,79 400 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,02 
 0,25 0,52 1,95 7,54 500 
 0,00 0,00 0,00 0,01 
 0,50 4,42 600 
 0,00 0,00 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 77
Tabla 18. Relación entre distancias y relación de radios de áreas (periodo de 259 años) Patwardhan, et al. 
(1978) 
Ms 4 4,2 4,3 4,8 5 5,1 6 6,5 7 7,3 7,4 
Acelera-
ción en 
Gales 
Distancia en Km 
12,32 13,85 14,68 19,64 22,06 23,38 39,36 52,51 69,99 83,13 88,0450 
0,02 0,02 0,02 0,04 0,05 0,06 0,17 0,31 0,55 0,77 0,87 
6,87 7,77 8,26 11,20 12,65 13,43 23,08 31,10 41,85 49,97 53,00100 
0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,06 0,11 0,20 0,28 0,31 
4,49 5,11 5,45 7,52 8,53 9,09 15,98 21,76 29,56 35,49 37,71150 
0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,01 0,03 0,05 0,10 0,14 0,16 
3,09 3,55 3,80 5,34 6,11 6,53 11,78 16,24 22,31 26,94 28,68200 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,02 0,03 0,06 0,08 0,09 
2,13 2,48 2,68 3,86 4,46 4,79 8,93 12,50 17,39 21,14 22,55250 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,02 0,03 0,05 0,06 
1,44 1,70 1,85 2,78 3,25 3,51 6,84 9,75 13,78 16,88 18,06300 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,02 0,03 0,04 
0,46 0,62 0,70 1,27 1,57 1,73 3,93 5,92 8,74 10,95 11,79400 
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,02 
 0,25 0,42 0,52 1,95 3,32 5,32 6,92 7,54 500 
 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 
 0,50 1,42 2,81 3,97 4,42 600 
 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 
 
Sarma y Srbulov (1996) 
 
log(Ap/g) = -1.617 + 0.248Ms – 0.5402 log r – 0.00392r 
donde Ap es en g 
 
r = (d2 + 3.22)0.5 
 
 
 
 
 78
Tabla19. Relación entre distancias y relación de radios de áreas (periodo de 50 años) Sarma y Srbulov (1996) 
 
 
Ms 4,0 4,2 4,3 4,8 5,1 6,0 7,4 
Aceleración 
en Gales Distancia en Km 
50 13,39 15,97 17,39 25,85 32,07 55,93 
106,2
0 
100 3,20 4,44 5,10 9,01 12,06 25,58 61,77 
150 3,75 5,72 14,33 41,12 
200 2,50 8,89 29,32 
250 5,75 21,86 
300 3,66 16,85 
400 10,69 
500 7,15 
600 4,85 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 20. Relación entre distancias y relación de radios de áreas (periodo de 259 años) Sarma y Srbulov 
(1996) 
Ms 4 4,2 4,3 4,8 5 5,1 6 6,5 7 7,3 7,4 
Acelera-
ción en 
Gales 
Distancia en Km 
50 13,39 15,97 17,39 25,85 29,90 32,07 55,93 72,26 90,47 102,18 106,20
100 3,20 4,44 5,10 9,01 10,98 12,06 25,58 36,38 49,58 58,60 61,77 
150 3,75 5,03 5,72 14,33 21,77 31,54 38,58 41,12 
200 1,84 2,50 8,89 14,29 21,71 27,27 29,32 
250 5,75 9,92 15,72 20,19 21,86 
300 3,66 7,11 11,80 15,46 16,85 
400 3,64 7,08 9,69 10,69 
500 1,00 4,32 6,38 7,15 
600 2,35 4,20 4,85 
 
 
 
 79
 
Sarma & Srbulov (1998) 
 
Log(ap/g) = -1.874 + 0.299Ms – 0.0029d – 0.648 log d 
 
Donde: 
 
ap = Aceleración pico en Gales 
g = Gravedad 
Ms= Magnitud del sismo 
D=Distancia de atenuación en km 
 
 
Tabla 21. Relación entre distancias y relación de radios de áreas (periodo de 50 años) Sarma & Srbulov 
(1998) 
 
Ms 4,0 4,2 4,3 4,8 5,1 6,0 7,4 
Aceleració
n en Gales Distancia en Km 
50 8,17 9,92 10,92 17,38 22,64 46,20 108.0 
100 2,96 3,63 4,02 6,66 8,95 20,63 60,53 
150 1,60 1,98 2,19 3,67 4,98 12,06 40,00 
200 1,03 1,28 1,42 2,39 3,25 8,06 28,80 
250 0,74 0,91 1,01 1,70 2,33 5,84 21,91 
300 0,56 0,69 0,76 1,29 1,77 4,47 17,34 
400 0,36 0,44 0,49 0,83 1,14 2,92 11,78 
500 0,25 0,31 0,35 0,59 0,81 2,08 8,62 
600 0,19 0,24 0,26 0,45 0,61 1,58 6,64 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 80
 
 
Tabla 22. Relación entre distancias y relación de radios de áreas (periodo de 259 años) Sarma & Srbulov 
(1998) 
 
Ms 4 4,2 4,3 4,8 5 5,1 6 6,5 7 7,3 7,4 
Acelera
-ción en 
Gales 
Distancia en Km 
50 8,17 9,92 10,92 17,38 20,76 22,64 46,20 64,85 87,42 102,71 
108,0
8 
100 2,96 3,63 4,02 6,66 8,11 8,95 20,63 31,41 45,98 56,65 60,53
150 1,60 1,98 2,19 3,67 4,50 4,98 12,06 19,08 29,23 37,07 40,00
200 1,03 1,28 1,42 2,39 2,94 3,25 8,06 13,02 20,51 26,52 28,80
250 0,74 0,91 1,01 1,70 2,10 2,33 5,84 9,57 15,33 20,08 21,91
300 0,56 0,69 0,76 1,29 1,59 1,77 4,47 7,38 11,98 15,83 17,34
400 0,36 0,44 0,49 0,83 1,03 1,14 2,92 4,86 8,01 10,71 11,78
500 0,25 0,31 0,35 0,59 0,73 0,81 2,08 3,49 5,80 7,82 8,62 
600 0,19 0,24 0,26 0,45 0,55 0,61 1,58 2,66 4,44 6,01 6,64 
 
 
Ambraseys & Douglas (2000) 
log y = -0.659 + 0.202Ms – 0.0238d + 0.020SA0.029SS 
Donde y es en m/s2 
SA=0 y SS=0 para roca ( VS30>750 m/s) 
 
Tabla 23. Relación entre distancias y relación de radios de áreas (periodo de 50 años) Ambraseys & Douglas 
(2000) 
Ms 4,0 4,2 4,3 4,8 5,1 6,0 7,4 
Aceleració
n en Gales Distancia en Km 
50 18,91 20,61 21,46 25,70 28,24 35,88 47,77 
100 6,26 7,96 8,81 13,05 15,60 23,24 35,12 
150 0,56 1,41 5,65 8,20 15,84 27,72 
200 0,40 2,95 10,59 22,47 
250 6,52 18,40 
300 3,19 15,07 
400 9,82 
500 5,75 
600 2,42 
 81
 
 
Tabla 24. Relación entre distancias y relación de radios de áreas (periodo de 259 años) Ambraseys & Douglas 
(2000) 
 
Ms 4 4,2 4,3 4,8 5 5,1 6 6,5 7 7,3 7,4 
Acelera
-ción en 
Gales 
Distancia en Km 
50 18,91 20,61 21,46 25,70 27,40 28,24 35,88 40,13 44,37 46,92 47,77
100 6,26 7,96 8,81 13,05 14,75 15,60 23,24 27,48 31,72 34,27 35,12
150 0,56 1,41 5,65 7,35 8,20 15,84 20,08 24,32 26,87 27,72
200 0,40 2,10 2,95 10,59 14,83 19,07 21,62 22,47
250 6,52 10,76 15,00 17,55 18,40
300 3,19 7,43 11,68 14,22 15,07
400 2,18 6,43 8,97 9,82 
500 2,35 4,90 5,75 
600 1,57 2,42 
 
 
4.3.2.1 Aceleraciones Pico para 475, 1000 y 2000 años 
 
Figura 18. Aceleraciones Pico para un periodo de tiempo de 50 años 
 
 
Comparación ecuaciones de atenuación 50 años
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550
Aceleracion en Gales
TR
 e
n 
A
ño
s
 Sarma y Srbulov (1998)
 Sarma y Srbulov