Setelah dikalahkan dalam pemberontakan, Caldas, takut akan pembalasan, melarikan diri ke Popayán, tetapi menemukan bahwa itu telah disusul oleh pasukan kerajaan yang dipimpin oleh wakil raja masa depan Juan Sámano, kemudian pergi ke provinsi Antioquia. Antioquia telah menyatakan kemerdekaannya sebagai "Negara Antioquia" atau "Negara Antioquia yang Bebas dan Berdaulat". Negara Antioquia telah menunjuk Juan del Corral sebagai diktator, dan del Corral menyambut Caldas dan menunjuknya untuk menciptakan Sekolah Militer dan sebagai Direktur Pabrik Senapan dan Jenderal Insinyur, serta memberinya pangkat Kolonel. Sebagai seorang insinyur, Caldas bertanggung jawab mendirikan bangunan, pabrik bubuk, dan pabrik senjata, serta pencetakan koin. Ia juga mengajar di Akademi Insinyur di Medellín, pada tahun 1814. Antara 1813 dan 1814, ia bertanggung jawab atas benteng di sepanjang Sungai Cauca dan instalasi pabrik senapan dan bubuk mesiu. Pada akhir 1814, Nariño telah dikalahkan dan ditangkap oleh mahkota Spanyol, dan Bolívar dan pasukannya telah memaksa penyerahan Cundinamarca kepada Provinsi-Provinsi Bersatu. Pemerintah Umum federal, yang telah didirikan di Santafé, dengan kekhawatiran yang meningkat tentang kemungkinan penaklukan kembali Spanyol
menyusul dimulainya kampanye Morillo, kemudian memanggil Caldas untuk menunjuknya dengan penciptaan Sekolah Militer yang sama, dan untuk membangun jembatan, parit, dan benteng di sekitar kota. Ia dikirim ke tentara utara dan untuk memperkuat jalan di Quindío.