redes geodésicas, medición y ajuste para obras de ingeniería
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“Redes Geodésicas, medición y ajuste para Obras de Ingeniería”
Profesor Ing. J. Ciampagna
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Temario
• El problema - Éxito y fracaso
• Introducción al tema
• Aproximación sencilla
• Diseño
• Aplicaciones
• Compensación
• Conclusiones
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ÉXITO Y FRACASO
El problema
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El Problema
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Planimetría
Altimetría
Exito y fracaso
Exito
• El trabajo en obra sigue normal
• Más trabajo
• Moderadas felicitaciones
• Satisfacción personal
Fracaso
• La obra se paralizó.
• Nunca más ….
• Fuertes críticas
• Sentido de culpa
• Muchas preguntas (¿porqué?)… y una sola respuesta.
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Las claves del éxito
• Pensar Conocimiento
• Hacer Pericias
• Sentir Actitudes
• Decires Comunicación, el otro
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En nuestro trabajo ….
• Conocimiento: Teoría de errores, Topografía y Geodesia
• Pericias: Proyectar, medir, calcular, comprobar
• Actitud: Dedicación, curiosidad, amor por lo que uno hace, inseguridad para tener seguridad, ser proactivos.
• Decires: cambiar nuestro lenguaje; pasar de la culpa a observar cómo lo mejoramos aprendiendo del error.
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INTRODUCCIÓN AL TEMA
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Momentos de inserción del Agrimensor en
las Obras de Ingeniería
• Proyecto Levantamientos clásicos: topografía, fotogrametría, otros.
• Construcción Replanteo
• El Control Auscultación de los supuestos de diseño
• Apoyo Tema de hoy Agrimensura - Facultad de Ciencias Exactas
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Tipos de Obra
• Obras lineales: Acueductos, oleoductos, caminos , puentes
• Obras de desarrollo superficial; Presas, centrales eléctricas, centrales atómicas,
• Obras Subterráneas:
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Fases o Procesos de una red de apoyo
• Diseño (Proyecto de la red)
• Amojonamiento
• Medición
• Cálculo
• Compensación
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APROXIMACIÓN SENCILLA
Lo que nunca hay que perder de vista
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El problema de la distancia corta
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α
R
S S
Errores angulares
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Distancia en Metros 0,5 mm 1 mm 1 cm 2 cm 5 cm
0,05 0,1 1 2 5
5 500 20,6 41,3 412,7 825,5 2063,7
10 1000 10,3 20,6 206,4 412,7 1031,8
20 2000 5,2 10,3 103,2 206,4 515,9
50 5000 2,1 4,1 41,3 82,5 206,4
100 10000 1,0 2,1 20,6 41,3 103,2
200 20000 0,5 1,0 10,3 20,6 51,6
500 50000 0,2 0,4 4,1 8,3 20,6
1000 100000 0,1 0,2 2,1 4,1 10,3
2000 200000 0,1 0,1 1,0 2,1 5,2
5000 500000 0,0 0,0 0,4 0,8 2,1
10000 1000000 0,0 0,0 0,2 0,4 1,0
20000 2000000 0,0 0,0 0,1 0,2 0,5
Resultados en segundos
Errores lineales
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Distancia en Metros 1" 2" 5" 10" 1 ' 30' 60'=1Grado
1 2 5 10 60 1800 3600
5 500 0 0 0 0 0 4 9
10 1000 0 0 0 0 0 9 17
20 2000 0 0 0 0 1 17 35
50 5000 0 0 0 0 1 44 87
100 10000 0 0 0 0 3 87 174
200 20000 0 0 0 1 6 174 349
500 50000 0 0 1 2 15 436 872
1000 100000 0 1 2 5 29 872 1744
2000 200000 1 2 5 10 58 1744 3489
5000 500000 2 5 12 24 145 4361 8722
10000 1000000 5 10 24 48 291 8722 17444
20000 2000000 10 19 48 97 581 17444 34889
Resultados en Centímetros
DISEÑO
Proyecto de la red
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La “fórmula mágica”
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Función general de propagación de errores
Aplicación a una triangulación
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C
α1
ϒ1
α2
α1
ϒ2
ϒn
Sn ①
③
②
n
Aplicación a la triangulación
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Error medio en la medición de ángulos
Otros diseños y posibilidades
• Para una Poligonal
• Para la medición de una nivelación trigonométrica
• Para una nivelación
• Etc., etc., etc.
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APLICACIONES
Ejemplos
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PUENTE POSADAS ENCARNACIÓN
1981
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TÚNEL TRASANDINO
1970
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Túnel Trasandino
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Norte
Punto de La Triangulación
Poligonal de Apoyo Traza
Az0
P1
P2
Az12
Sentido del avance
La salida angular
¿ Y EL GPS ……. SIRVE ?
La gran pregunta:
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GPS • La técnica GPS se presta a usos muy variados dentro
de una gama de precisión amplia ( desde 10 m hasta 0.1 mm)
• Hoy e día , las técnica diferencial es imprescindible para alcanzar la precisión centimétrica con GPS
• Una red permanente proporciona al usuario del sistema GPS los datos necesarios para llevar a cabo sus trabajos de levantamiento de precisión
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GPS
• Permite reducir la logística de campo por completar los recursos necesarios en el campo
• Acceso a los datos en tiempo real o en tiempo diferido por varios medios (Internet, radio, teléfono, ...)
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Valores típicos
Líneas de base hasta 100 km • Instantáneo (navegador) -> 5-10 m • 5 minutos (mono frecuencia C+L) -> sub-
métrica • 10 minutos (mono frecuencia C+L) -> 50 cm • 30 minutos (mono frecuencia C+L) -> 10 cm • 1 Hora (mono frecuencia C+L) -> 5 cm • > 1 hora en varias sesiones, bi-frecuencia -> 1 cm
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Valores típicos
• El GPS tiene el potencial para alcanzar la precisión milimétrica en tiempo real …!
• Lo importante cuando se contempla un trabajo con GPS es establecer el requerimiento de precisión y ajustar la metodología y los procesos de calculo coherentemente
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Cálculo del error angular a partir de dos puntos GPS
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Distancias entre los puntos GPS
Error angular α
Error GPS
Red GPS
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Punto 1
Punto 2
A
B
D
E
Compensación de la red GPS
• Xpa = Xp1 + Delta x + Vxa
• Ypa = Yp1 + Delta y + Vya
• Zpa = Zp1 + Delta z + Vza
• ………………………………………
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Otro Instrumental
• Giróscopo busca meridiano
• Equipamiento de nivelación para cruce de ríos
• Teodolitos geodésicos
• Estaciones totales
• Distanciómetros de alta precisión
• Equipos de centración forzoza
• Instrumentos ad hoc (señales, y mucha imaginación)
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COMPENSACIÓN
La frutilla del Postre
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¿Porqué compensar una red o poligonal?
• Proporciona las mejores coordenadas • Permite resolver levantamientos difíciles, con muchos rulos y conexiones
múltiples • Puede usarse cualquier configuración • Ayuda en la detección de errores groseros • Muestra la precisión de cada punto y no sólo los errores de cierre • Proporciona mayor flexibilidad al levantamiento mezclando distintos tipos
de datos (vectores GPS, ángulos, distancias) • Permite agregar mediciones adicionales para reforzar el trabajo • Pueden fijarse ciertos valores • Proporciona información acerca de configuraciones débiles • Puede elegirse el mejor diseño a partir de una simulación
• (Fuente: Rubén Rodríguez)
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Métodos de Compensación
• Observaciones condicionadas
– Ecuaciones de Condición,
– Cálculo manual o semiautomático
• Observaciones indirectas
– Ecuaciones de Observación
– Ecuaciones Normales
– Cálculo Matricial
– Cálculo en Computadoras
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CONCLUSIONES
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Éxito o fracaso
• Conocimiento
• Pericias
• Actitudes
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Actitud (+) …!
Actitud (+)
• Dedicación, curiosidad.
• Amor por lo que uno hace.
• Inseguridad para tener seguridad,
• Ser proactivos, escuchar.
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¿PREGUNTAS ?
¿….? Agrimensura - Facultad de Ciencias Exactas
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MUCHAS GRACIAS
Mi correo es: [email protected]
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Algunos ejemplos y experiencias
• Puentes (Puente Añacua –Yaciretá-, Puente Zarate Brazo Largo, Puente Posadas Encarnación, Puente Boulogne, Puente de Río Grande –Tierra del Fuego-)
• Túneles: Trasandino, Túnel de restitución en la Central Cerro Pelado.
• Presas y centrales; Cerro Pelado
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