2013 “Año de la Libertad y la República”

PROYECTOS DE INNOVACIÓN TECNOLÓGICA 2013

MODELADO GEOLÓGICO EN 3D DE OBRAS DE INGENIERÍA

Av. San Rafael Santa Cecilia 211B, Col. San Rafael, Tlalnepantla, Estado de México, C.P. 54130

T. (55)52294400 ext 65024

SUBGERENCIA DE ESTUDIOS GEOLÓGICOSDEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA

Dirección de Proyectos de Inversión FinanciadaSubdirección de Proyectos y Construcción

Gerencia de Estudios de Ingeniería Civil

2013 “Año de la Libertad y la República”

1. PRESENTACIÓN DEL PROYECTO

Este proyecto se presenta en la modalidad de mejora de procesos, ya implementado y concluido. Consistie en representar gráficamente en tercera dimensión (3D)las características geológicas y las obras de ingeniería de los proyectos hidroeléctricos que estudia la GEIC, como es el caso del P.H. Las Cruces, en el Estado de Nayarit, sobre el Río San Pedro, en el sitio “Rancho Viejo”, como resultado se obtuvieron dos modelos, uno con la geología del sitio y otro con la geología y las obras civiles del proyecto, posteriormente, se hicieron dos videos que permiten observarla información de forma más dinámica. El Departamento de Geología visualiza hacer un modelado Geológico 3D en los proyectos más importantes de la Gerencia, por lo que esta iniciativa ya está incluida en su Mapa de Ruta Tecnológica y para ello requiere recursos humanos, materiales y económicos.

2. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

Tradicionalmente, un proyecto de obras de ingeniería civil se presenta en dos dimensiones, plasmado en papel o en diapositivas, en ambos casos son superficies planas. La constante evolución de las presentaciones gráficas tienden a que estas se comprendan más rápido, siendo posible por el empleo de paquetería informática (software) para crear modelos en tercera dimensión (3D), que resalta el contenido de sus elementos, y así, el usuario de estos medios (Cliente, Gerencia, Coordinación, Constructores, otros), puede visualizar la información que generan las disciplinas técnicas que integran un proyecto como son la Geología, la Topografía, Perforación, así como la obra civil, como si estuviera haciendo un vuelo en helicóptero, y hacer análisis desde diferentes ángulos visuales para coadyuvar a la toma de decisiones. Hasta ahora en la GEIC se han elaborado escasos modelos geológicos 3D, los más conocidos son los que se hicieron en El P.H. La Yesca, en el que participaron algunos compañeros de este Departamento de Geología, pero no se cuenta con personal específicamente dedicado a ello.

Este proyecto de Modelado Geológico en 3D de Obras de Ingeniería, permitirá una mejor comunicación con el cliente quien podrá visualizar de forma más comprensible la información geológica asociada a las obras del proyecto, y si se realiza en los proyectos más importantes de la Gerencia, mejorará sus procesos clave; por ser una tecnología aplicada escasamente en la misma, esta actividad (modelado 3D) dará pasos agigantados en el uso de nuevas tecnologías, mejorando el nivel de conocimientos del personal que participe en su elaboración más los que se vayan incorporando. Lo anterior está alineado con cuatro de los seis objetivos de calidad de la Gerencia.

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3. OBJETIVOS DEL PROYECTO

El objetivo es que los proyectos más importantes donde el Departamento de Geología participa, cuenten con un modelado geológico en 3D de las obras de ingeniería, y con esto contribuir al cumplimiento de los frentes tecnológicos de la GEIC.

4. DESCRIPCIÓN DE LA MEJORA O INNOVACIÓN

El Proceso del Departamento de Geología es realizar Estudios Geológicos, la mayor parte de ellos se realizan de manera tradicional pero el avance de la tecnología ha ayudado a los geólogos a realizarlos con más rapidez y precisión. El Autocad, particularmente, permitió la eliminación de las representaciones gráficas elaboradas a mano en algún tipo de papel (bond, cronaflex, albanene, otros). Aún el Autocad experimenta cambios, cada vez es más amistoso y con más aplicaciones modulares, entre ellas, la Modelación Tridimensional. En Geología resulta complicado representar la información geológica en una superficie (Plano) donde se ven dos dimensiones y aunque el Geólogo se auxilia de vistas superiores o laterales, siempre se deja a la agilidad mental del cliente o usuario, la integración de una gran cantidad de planos y secciones.

La Modelación Geológica 3D de Obras de Ingeniería, permite mejorar este proceso, al integrar la información en una sola imagen, que permite su rotación en forma esferoidal y la creación de videos donde se observa el Proyecto como si se realizara un vuelo de baja altura, esta visión de la información es comprendida más rápidamente por el cliente o usuario y les permite optimizar su tiempo, captar la problemática del terreno y tomar decisiones.

5. DETALLES DEL PROYECTO.

a) Programa de trabajoEl anexo a) indica el programa original de trabajo que se hizo hace un año, aunque los tiempos de ejecución variaron, las actividades si se realizaron. Al terminar el primero modelo 3D, se aprecio que si se hace de forma continua, los resultados se pueden obtener en tres meses.

b) AlcanceEl área directamente implicada en este proyecto es el Departamento de Geología, también se representará la información del Departamento de Topografía, Sismotectónica y Geofísica y el de Perforación, así mismo podrá beneficiar a los Departamentos de Mecánica de Rocas, de Suelos, Concretos e indudablemente a los del diseño de las Obras Civiles.

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c) Análisis, costo y descripción de beneficios.El Departamento de Geología se propuso representar la información geológica de un proyecto a través de un modelado 3D, para lograrlo requirió hacer lo siguiente:

Seleccionar un proyecto de campo al que se realice el primer modelo geológico 3D para obras de ingeniería.

El proyecto 3D inició en abril del 2012, usando la información con la que se contaba en ese momento del P.H. Las Cruces, en la alternativa “Rancho Viejo”, en el estado de Nayarit, y finalizó en abril del 2013. Esto se logró porque el proyecto disponía de bastante información, pero el personal que se encarga del modelado requiere de estar en contacto directo y frecuente para obtener todos los detalles que necesita de este, además es conveniente hacer una estancia en el proyecto de por lo menos 15 días para sensibilizarse con la información y con el terreno real.

Personal idóneo para formar un grupo pionero en esta actividad.

En un principio se formó un grupo de cuatro ingenieros, con experiencia en Autocad, que han participado en diversos proyectos, por lo que tienen una idea clara de la modelación 3D, pero la ubicación física de ellos, las responsabilidades propias y el nivel de dominio de los diferentes paquetes, complicó que se reunieran con frecuencia y que avanzaran en el proyecto, además que al no contar con presupuesto propio, complicaba la adquisición de equipos, materiales, paquetería y viáticos. Finalmente la mayor parte de la actividad recayó en una compañera de profesión arquitecta que domina cinco programas de modelación 3D. El programa de trabajo para cubrir este proyecto no se siguió fielmente, además, la compañera arquitecta fue comisionada a otras actividades en varias ocasiones, generándose algunos atrasos. Se requiere de por lo menos tres personas para avanzar simultáneamente, en el modelado de los proyectos que actualmente se tienen en estudio ( PH Chicoasen, El Negro, El Pescado más lo que están tramitando su apertura)

Hacer un programa de adquisición de conocimientos para capacitar al personal seleccionado.

La experiencia mostró que es conveniente contar con personal que ya cuente con dominio avanzado en el manejo de los paquetes de modelación 3D, o que el personal seleccionado se dedique de tiempo completo a esta actividad, además de que estén concentrados en un solo centro de trabajo para coordinarlos, sólo así podrían cubrir un programa de capacitación específica o de actividades en un programa oficial. En la capacitación el personal requiere de la Inscripción a por lo menos tres cursos, aunque no se hayan considerado en el programa 2013.

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Aprovechar y dominar la paquetería existente (SURPAC, 3D MAX, Autocad Civil3D) para iniciar el modelado con casos reales a nivel gabinete.

En la GEIC y específicamente en la SEG se cuenta con paquetes básicos, con licencias para su uso, pero estos no son los únicos paquetes, existen otros que permiten hacer algunas operaciones adicionales y que en conjunto se complementan para que el modelo sea más completo y versátil. Entre ellos se encuentra el BLENDER, GIMP-2, INKSCAPE, AUDACITY; del tipo libres, no se tuvo acceso a otros por las restricciones en su adquisición.

Definir el equipo de cómputo apropiado para esta actividad y continuar en la búsqueda de software apropiados, evaluarlos técnica y económicamente.

No en cualquier equipo se pueden correr los programas que requiere el modelado 3D, el Departamento tuvo que adecuar una computadora con las características necesarias, además, las restricciones en la adquisición de equipos o paquetes limitaron el inicio de este proyecto, la renta institucional de equipo ayudó un poco a resolver esta carencia.

Los paquetes tienen un costo variable, de $15 000.00 a $57 000.00, estableciendo un costo promedio de 25 000.00 pesos

Los equipos de cómputo requeridos deben contar por lo menos con:

Windows 7Memoria Ram de 8GbDisco duro de 454 GbTarjeta de video de 1 GbPantalla de 21 pulgadas o mayor

-Costos asociados (por persona contratada)

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-Beneficios esperados

Permitir al personal encargado del Diseño de Obra visualizar la relación de las obras civiles con los rasgos geologico estructurales del terreno, para una major toma de desiciones. Este solo beneficio puede eficientar el tiempo y los recursos asignados para la ejecución de un proyecto hidroeléctrico.

Es más facil manejar un modelo geologico 3D, que construir una maqueta tradicional que require espacio para exhibirla y almacenarla y hasta un vehículo especial para trasladarla a un sitio específico

d). Viabilidad técnica.

El arranque de la modelación 3D fue arduo por la carencia de recursos humanos, equipos y softwere pero una vez superados, YA SE CUENTA CON UN MODELO GEOLÓGICO, la asignación de recursos para continuar con su desarrollo permitirá que estos sean una práctica común, en el Departamento para beneficio de la GEIC

6. ANEXOS

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CONCEPTO COSTOContratación de Personal (un ing x un año) 445,000.00Viáticos por visita a Proyecto (15 días) 17,167.50Capacitación ( tres cursos) 36,000.00Traslados aéreos 20,000.00Equipo de cómputo 15,000.00Software 75,000.00Otros materiales 10,000.00

TOTAL 618, 167.50

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Figura 1. P.H. Las Cruces, sitio Rancho Viejo, vista de aguas arriba de la Obra de contención a la elevación de la Obra de Desvío. No se muestra información geológica.

Figura 2 y 3- Detalles del embalse del PH Las Cruces, con información geológica, en la 2) con una vista horizontal a la elevación de la obra de desvío y en la 3) a un ángulo aprox. de 40 grados sobre la horizontal.

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Figura 4. PH. Las Cruces, observado a una vista superior, con las obras civiles y la información geológica.

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