Loboguerrero-Sanz 1994 Geología Del Subsuelo Del Nororiente de La Ciudad de Santafé de Bogotá

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 1 Geolo gía del Subsuelo del Noror iente de la Ciudad d e Sa ntafé de Bog otá, D.C . - Resum en Por: Alberto Lobo-Guerrero Sanz Geólo go , LOBO-GUERRERO GEOLOGI A L TDA. Bogotá, Colombia, noviembre 1994 Resumen del trabajo de gr ado presentado para optar por el título de Geólogo En el Departamento de Geociencias de la Universidad Nacional de Colombia Contenido 1. Introducción 2. Descripción del Problema 3. Abordaje Conceptual y Metodología 4. Contenido 5. Fuentes de Información 6. Resultados Prácticos 7. Aplicaciones 8. Recomendaciones Figuras 1. Mapa de ubicación del area de trabajo 2. Columna estratigráfica generalizada 3. Mapa del espesor de material sin consolidar 4. Fallas y mapa tectónico del área estudiada 1. Introducción Este trabajo es el producto de una investigación acerca de la geología del subsuelo del nororiente de la ciudad de Santafé de Bogotá, D.C. desarrollada para optar por el título de Geólolgo en el Departamento de Geociencias de la Universidad Nacional de Colombia. Se realizó interrumpidamente entre junio de 1993 y agosto de 1994, y fue financiado en su totalidad por la firma LOBO-GUERRERO GEOLOGIA LTDA. El director fue el Geólogo Jairo Mojica, Profesor del Departamento de Geociencias. El área de estudio forma parte de la Sabana de Bogotá (Departamento de Cundinamarca, Cordillera Oriental de Colombia), según se observa en la Fig. 1. En esa zona vive un octavo de la población de la capital de la República, la cual a su vez alberga una quinta parte de la población colombiana. El trabajo constituye una compilación de la bibliografía de dominio público sobre geología regional, estructural y general del subsuelo, a la cual se le añadió la información de ochocientos veintidós sondeos, perforados para hacer estudios de suelos y para la prospección de agua subterránea. La información recolectada se procesó aplicando las metodologías de análisis de información geológica adquiridas durante la carrera de geología. No se intentó hacer un estudio detallado de las rocas consolidadas anteriores al Cuaternario, ni de su geología estructural, historia geológica y/o estratigrafía. La información recolectada para elaborar este proyecto representa una base de datos del subsuelo nunca antes compilada y tiene amplio potencial de aplicación. En el presente trabajo sólo se analizan algunos de los usos potenciales de la misma, y seguramente que en el futuro, otros investigadores van a poder añadir sus propios datos para resolver problemas locales y específicos. 2. Descripción del Problema El sector nororiental de la ciudad de Santafé de Bogotá (Fig. 1) cuenta con un gran volumen de información del subsuelo, que se encuentra dispersa en los archivos de diferentes compañías de ingenieros de suelos, perforadores, empresas estatales y compañías consultoras. La presente investigación busca reunir una porción representativa de tal información en una base de datos sistematizada y correlacionar en forma tridimensional toda la información encontrada.

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Los resultados pueden contribuir a un mejor uso del suelo y del subsuelo en ese sector de la capital. Puedenser útiles en la definición, planeación y desarrollo de proyectos de ingeniería como puentes, complejos viales ysistemas de transporte masivo superficial y subterráneo. También van a contribuir en la comprensión de losproblemas de inestabilidad de terrenos e hidrogeología de la cuidad.

3. Abordaje Conceptual y Metodología

Para lograr una concepción tridimensional del subsuelo del nororiente de la ciudad, se optó por construirperfiles geológicos detallados a lo largo de las principales calles y avenidas del nororiente de la ciudad deBogotá, incluyendo los Cerros Orientales y el Cerro de Suba, con base en sondeos para estudios de suelos ypozos profundos para aguas subterráneas.

Con ese objetivo, primero se diseñó un formato para la entrada de datos, luego se muestreó información delsubsuelo en 16 oficinas públicas y privadas de la ciudad.

Del archivo de cada empresa o persona se seleccionaron los sondeos con profundidad mayor de quincemetros, y en las zonas con baja densidad de información, se colectaron sondeos menos profundos. Muchosde los sondeos fueron descartados por mala calidad de información.

Cada sondeo se ubicó sobre un mapa topográfico y se anotaron sus coordenadas métricas respectivas. En laficha de cada sondeo se incluyó información básica topológica y estratigráfica. La información inicial se filtró,

dejando de lado datos supérfluos.

Se ideó una serie de convenciones gráficas para los principales tipos litológicos, bastantes sencillas de leersobre cortes estratigráficos, para facilitar la interpretación de los datos de los sondeos. Igualmente el autordesarrolló unas convenciones alfabéticas en castellano.

Se sistematizó la entrada de datos estratigráficos en una base de datos de pozos.

 Al diseñar la base de datos, surgió un problema: había que adjudicarle a cada registro de pozo, valores deprofundidad arbitrarios, con rangos de caracteres asociados individualmente (desripciones litológicas). Salvarese obstáculo escapaba a los conocimientos de sistemas de computación del autor, y se convertía en unasunto de programación de computadores.

El concepto básico para crear la base de datos estaba claro: había que relacionar la profundidad de la base decada estrato con la litología asociada a ese estrato particular, y agrupar varios registros de esos paraconformar la “información de UN pozo”, con su número correspondiente. (Ver detalles en el capítulo 9 deltrabajo.)

Se diseñó un filtro verbal para codificar la información de la base de datos de todos los pozos.

Después de compilar y procesar los datos, se elaboró una base de datos, con el fin de obtener estadísticas dela información y producir diferentes mapas.

Producto Final

Toda la información de superficie y del subsuelo recolectada, así como la obtenida en observaciones de

campo, constituyó la base de datos principal que posteriormente alimentó una serie de dieciséis cortescontrolados. El producto final se consignó en un mapa geológico a escala 1:10,000. Los perfiles, queinicialmente se trabajaron a escala horizontal 1:5.000 y vertical 1:200, se presentaran a escala horizontal1:10,000 y vertical 1:400. Algunos sectores con mayor densidad y calidad de información se detallan a escalasmayores.

4. Contenido

Luego de unos breves capítulos sobre objetivos, antecedentes, estado actual del tema y generalidades, hayuna descripción pormenorizada de la nueva metodología de investigación utilizada para analizarsistemáticamente información del subsuelo. Después se hace un breve recuento de las unidades litológicas

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consolidadas, y posteriormente viene un capítulo con descripciones extensas de las unidades litológicas sinconsolidar. Sigue un capítulo sobre geología estructural regional y local, que detalla los principales pliegues yfallas del área de trabajo. A continuación se resume la geología histórica, a partir de la formación de laCordillera Oriental. Finalmente, hay un capítulo sobre geología aplicada, que trata en forma breve losprincipales problemas de carácter geotécnico, como subsidencia y mal estado de las vías, que tienen origenen el subsuelo de la ciudad y son temas de interés general. En el bolsillo anexo se encuentran todos los cortesy mapas. También se incluyen diskettes con el texto completo del trabajo y las bases de datos, en formatosuniversales.

5. Fuentes de Información

En la etapa de adquisición de datos, se revisó toda la información geológica del subsuelo disponible: estudiosde suelos de edificios y puentes, columnas de pozos de agua subterránea, y datos del Túnel de los Rosales,entre otros. Igualmente se revisó toda la información de superficie: mapas topográficos de la ciudad adiferentes escalas y de diferentes fechas, mapas geológicos publicados, mapas geológicos para proyectosespecíficos elaborados por compañías privadas, e informes sobre explotación de canteras y estabilidad detaludes. También se consultaron algunas fotografías aéreas de varios años y en diversas escalas.

Después de la etapa de adquisión de información, se realizó algún control de campo por varias canteras yafloramientos de los Cerros Orientales, el Cerro de Suba y las quebradas circundantes. Por otro lado, sedetallaron varios “caissons” excavados en obras, así como problemas geotécnicos del subsuelo en localidades

selectas. También se visitaron numerosos afloramientos de las Formaciones Tilatá y Sabana en vecindadesde Mondoñedo, la represa del Sisga, y la vía entre El Rosal y Facatativá. Otro aspecto que fue estudiadofueron los lagos y canales dentro del área de trabajo y los principales lagos de la Altiplanicie Cundiboyacense.

6. Resultados Prácticos

Del análisis de la información recopilada resultaron los siguientes aportes nuevos:

1. La correlación litoestratigráfica tiene validez regional en el subsuelo de la Sabana de Bogotá,especialmente en las principales unidades lacustres y fluviales (Fig. 1).

2. Las unidades presentadas aquí se basan en datos del subsuelo del área estudiada, pero pueden

aplicarse con criterio geológico en otros lugares de la Sabana de Bogotá, y aún de otras altiplaniciesde la Cordillera Oriental como Ubaté y Sogamoso, donde se encuentran las Formaciones Tilatá ySabana o sus equivalentes, que presentan una estratigrafía similar.

3. Diseño de un sistema de convenciones en castellano para simplificar la descripción macroscópica decorazones y muestras de perforación.

4. Construcción de dieciséis cortes geológicos del subsuelo del área de trabajo.

5. Definición de veinticuatro unidades litoestratigráficas informales, no-consolidadas del subsuelo del NEde Bogotá, que conforman seis conjuntos sedimentarios independientes (Fig. 2).

6. Definición del espesor de material sin consolidar en el subsuelo del área de trabajo (Fig. 3).

7. Caracterización espacial de los diferentes acuíferos del subsuelo de Bogotá.

8. Exposición de nuevas ideas sobre el origen tectónico del paleo-Lago de la Sabana de Bogotá. En laFig. 4 se establece un orden para la secuencia de fallamiento y plegamiento observada en el área detrabajo.

9. A una profundidad promedio de 160 metros bajo el nivel medio de la ciudad, hay evidencias de unadiscordancia angular de muy bajo ángulo, con erosión en unidades sin consolidar y en rocas terciarias.La discordancia representa un evento importante, e implica un hiato cuya magnitud no es posiblecalcular con la información disponible. Entre los estratos por encima y por debajo de la discordanciahay una diferencia angular que oscila entre 0.323º y 0.354º, según los cálculos efectuados. Una

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angularidad tan baja en una extensión de dieciséis kilómetros hace desaparecer dos unidadescompletas y más de cincuenta metros de espesor de sedimentos.

10. La Falla de Los Lagartos es un rasgo tectónico de enorme importancia en el nororiente de la ciudad deBogotá, que limita por el sur al Cerro de Suba (Fig. 4). Es una falla de avance diferencial asociado alcabalgamiento de las Fallas de Suba y Tabio, que separa el avance mayor del lado norte con elavance nulo o muy bajo en el lado sur; por eso se aprecia una diferencia de altura grande, variable, alado y lado de la línea de falla. Tuvo dos etapas de desplazamiento: una durante el cabalgameinto de

la Falla de Tabio, y luego otra en el cabalgamiento de la Falla de Suba. Su prolongación no seencuentra en los Cerros Orientales. Parece penetrar por lo menos 1,200 metros en profundidad, comoindican la temperatura y calidad del agua termal que brota en el Club de Los Lagartos. La Unidad S(Fig. 2) fosiliza la fala y tapiza el “fondo” de la cuenca de material sin consolidar al norte de la misma.

11. La Falla de Bogotá es un cabalgamiento con rumbo entre N15ºE y N25ºE, y buzamiento suave aloriente de 16º al parecer. Corta el flanco ocidental del Anticlinal de Bogotá, y levanta rocas cretácicaspor encima de rocas terciarias y posiblemente cuaternarias del Sinclinal de Bogotá. La evidencia dealgunos pozos que atraviesan la falla indica que se compone de hasta tres fallas individualesentrelazadas. Los depósitos clásticos gruesos que conforman el subsuelo del piedemente oriental dela ciudad son un indicio de la actividad reciente de la Falla de Bogotá.

12. La Formación Tunjuelo fosiliza la traza de la Falla de Bogotá en muchos lugares y uniformiza latopografía entre el escarpe de falla y los depósitos de la Formación Sabana en la parte plana. La

presencia de varios depósitos de abanicos claramente diferenciables, es indicio de un desplazamientogradual de la Falla de Bogotá y de sus ramales, hecho que generó varios eventos de depositación dela Formación Tunjuelo.

13. Las fallas transversales de los Cerros Orientales (Fallas de El Chicó, La Vieja, Cedritos y Tibabita) sonfallas de carácter sintectónico, comunes en plegamientos que hunden su eje, y están directamenterelacionadas con la formación del Anticlinal de Bogotá.

14. Todos los manantiales de agua termal observados en el área de trabajo están emplazados en líneasde falla que contornean al Cerro de Suba por el occidente, y sur oriente (Fig. 4).

15. Con las diferentes etapas de cabalgamiento y plegamiento, el fallamiento de bloque en dirección NW-SE (Fig. 4), la fluctuación de la precipitación atmosfécia anual y los deshielos, también variaba el nivel

del Lago de Bogotá y se depositaban diferentes materiales.

16. Se estima que la tectónica reciente y localizada de la Sabana de Bogotá jugó un papel decisivo paraelevar y reducir el nivel de represamiento del Lago de Bogotá; no bastan las explicaciones climáticasque mencionan numerosos autores en sus publicaciones. Posiblemente la causa principal sea unfallamiento de bloques, con dirección NW-SE y carácter regional, aún no muy bien estudiado, cuyasevidencias están fosilizadas por los depósitos fluvio-lacustres.

7. Aplicaciones

Es muy sencillo partir de la clasificación generalizada de unidades estratigráficas del presente trabajo parallegar a una clasificación geotéctnica detallada, como la requerida para un estudio de microzonificación

sísmica. De esta forma, basta consignar la información geotécnica de los registros originales, que reposan enel archivo de cada compañía, y añadirle los “números” a cada nivel, para precisar su comportamientomecánico. A partir de esa información, se pueden localizar nuevos sondeos para pruebas mecánicas másespecializadas que determinen el comportamiento de los materiales bajo diferentes esfuerzos de origensísmico.

 A partir de los cortes presentados en el presente trabajo, se puede elaborar una base de datos con laprofundidad de cada unidad en cada sondeo. Con esa información se puede generar un mapa estructural deltope o la base de un estrato específico, un modelo tridimensional de todos los estratos, o un model de bloquesdel subsuelo de la ciudad. Esto último sería de enorme utilidad para la extracción de agua subterránea o paramicrozonificación sísmica. También se pueden producir mapas de facies litológicas para cada nivel. En todos

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los procesos mencionados, los computadores son una herramienta de gran ayuda, y pueden emprenderseutilizando el mismo hardware y software empleado para el presente trabajo.

En el texto se hacen once sugerencias de investigaciones posteriores fáciles de realizar (Ver capítulo 5.2). Algunas de estas se resumen a continuación.

1. Hacen falta numerosas dataciones radiométricas en el subsuelo de la ciudad de Bogota, para poderexplicar su historia geológica de forma más precisa.

2. Es importante estudiar en detalle la geología del Cerro de Suba y de los Cerros Orientales lo máspronto posible, ya que con la progresiva urbanización, se dificulta cada vez más hacer geología decampo.

3. Se puede realizar un trabajo de grado entre estudiantes de ingeniería civil y geología, midiendo yevaluando la vibración producida por el paso de vehículos con grandes motores por vías resisencialesy cuantificando sus efectos sobre vías y construcciones.

4. Actualmente hay un pozo completamente corazonado, de más de doscientos metros de profundidad,que se perforó en predios del INGEOMINAS en 1992, y reposa en un archivo esperando seranalizado. La importancia de hacer descripciones detalladas de ese sondeo es inmensa para elconocimiento de la historia de la Cordillera Oriental, y no deben dejarse en manos de extranjeros. LaUniversidad Nacional, en asocio con INGEOMINAS, ECOPETROL y la empresa privada debería

organizar un proyecto de investigación que analice en detalle los aspectos sedimentológicos,bioestratigráficos y paleoambientales, a la luz de las actuales técnicas de análisis de cuencassedimentarias, tectónica, dataciones radiométricas y cambio climático global. Podría ser un proyectopiloto que involucre profesionales de varias ramas de las geociencias con estudiantes universitarios, ygenere un grupo de investigación aplicada con las tecnologías de punta en cada campo. El actualdesarrollo tecnológico del país permite hacer todas las investigaciones necesarias, reuniendo losesfuerzos de compañías estatales y privadas.

8. Recomendaciones

1. Es importante mantener al día la base de datos de pozos de agua subterránea de la Sabana deBogotá. Toda la información del subsuelo debe archivarse en un sistema de información geográfica

eficiente, que permita la consulta pública, completa y económica. Todos los sondeos para estudios desuelos que se hayan hecho en Santafé de Bogotá tambien deben sistematizarse. Eso facilita cualquierplan de desarrollo y simplifica la investigación del subsuelo para realizar obras de todo tipo. Tal basede datos puede integrarse en un gran mapa digital con las redes subterráneas de conducción de aguadulce, y de aguas negras, teléfonos, alumbrado público, vías y predios, para facilitar el uso encualquier excavación y evitar costosos imprevistos.

2. Se espera que alguna entidad gubernamental emprenda la obra de actualizar la Base de Datos deeste trabajo y que la extienda a toda la ciudad, para así contar con la información preliminar, básicapara hacer planeación estratégica de obras en la capital de la República.

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