Redes Geodésicas, medición y ajuste para Obras de Ingeniería

“Redes Geodésicas, medición y ajuste para Obras de Ingeniería”

Profesor Ing. J. Ciampagna

Agrimensura - Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales - Universisdad de

Córdoba 1

Temario

• El problema - Éxito y fracaso

• Introducción al tema

• Aproximación sencilla

• Diseño

• Aplicaciones

• Compensación

• Conclusiones

Agrimensura - Facultad de Ciencias Exactas

Físicas y Naturales - Universisdad de Córdoba

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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

Propagación de errores angulares en una poligonal

Punto de error

Cómo descubrir el punto de error angular ?

Propagación de errores lineales

Azimut

Azimut

Error Lineal

Cómo descubrir el punto de error linear ?

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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Paraguay

Argentina


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TÚNEL TRASANDINO

1970

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Túnel Trasandino


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Chile

Argentina

3230

3230

3240

3250

3240

3250

3260

3230

Chile

Argentina

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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Exito


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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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