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Geotecnia
Avanzada y sondajes
Este ensayo permite calcular in situ el valor de la densidad natural del suelo, especialmente en aquellos sin cohesión, como arenas y gravas.
El aparato utilizado y el procedimiento se realiza conforme al a norma chilena oficial, NCh1516.of79.
Los ensayos de carga estática consisten en someter un suelo, o una estructura, con el fin de medir su deformación y resistencia en situaciones de aplicación real.
Este ensayo ofrece información relativa a las deformaciones, asentamientos en los apoyos o formación/aumento de fisuras en función de la carga aplicada.
También conocido como método de nivel constante, se utiliza para medir la capacidad de absorción de agua del suelo.
El ensayo consiste en una excavación en el suelo de forma cilíndrica, luego, se le aplica agua a nivel constante. A continuación, se registra cuánta agua se infiltra en la excavación en un periodo de tiempo previamente determinado.
Con estos resultados, es posible determinar de forma precisa los elementos con los que se deben contar para erigir una infraestructura en el terreno, en relación a su nivel de permeabilidad y drenaje.
Este ensayo se emplea para determinar el comportamiento de los perfiles empleados en las estructuras soporte de las mesas o paneles de una instalación fotovoltaica, en base a las características de los diferentes tipos de terreno existentes.
Se registra un seguimiento de deformaciones y cargas, resultando de gran eficacia para el estudio de elementos estructurales.
El procedimiento de instalación de los perfiles suele variar en función de las condiciones del terreno, siendo los más comunes los siguientes:
- Hincado directo de los perfiles en el terreno.
- Predrilling + relleno + hincado de los perfiles.
- Micropilotaje
Previo a los ensayos, se mide la posición GPS del perfil, el ángulo de inclinación de los ejes principales, colocación de elementos para evitar revirado y comprobación de la profundidad de hincado.
Durante esta etapa, se toman los siguientes datos:
Tiempo de perforación.
Profundidad de perforación.
Profundidad residual
Diámetro de embocadura residual.
Otros ejemplos de Pull Out Test son:
Ensayo de carga lateral simple
El ensayo se ejecuta mediante ciclos de escalones de incremento de carga, según valores recogidos en documentos de especificaciones del cliente.
Ensayo de carga a tracción axial simple
El ensayo de tracción o ensayo de carga vertical consiste en el arrancamiento del perfil mediante la acción de una carga vertical ascendente.
Ensayo de carga de hundimiento
El ensayo a hundimiento o compresión consiste en aplicar una carga vertical descendente. Las cargas se transmiten en escalones de manera progresiva evitando incrementos bruscos que puedan afectar al ensayo, midiendo el desplazamiento del perfil al final de cada escalón.
Los Sondajes con medición de SPT son un ensayo de medición in situ que se utiliza para determinar las propiedades geomecánicas del subsuelo en profundidad, mediante la extracción de tierra o roca.
Es un proceso mecánico donde se introducen perfiles en el terreno, de tal manera que éstos actuarán como el soporte para la estructura de paneles solares y fotovoltaicos.
Es importante decir que, en situaciones con terrenos de roca dura, es indispensable realizar una preparación previa del terreno, a través de una pre-perforación (predrilling), así, estos perfiles podrán lograr la profundidad que se requiere para poder ejecutar el proyecto.
Usamos perforadoras con martillo de fondo (DTH), las cuales son plenamente capaces de realizar múltiples proyectos de predrilling para el hincado de perfiles.
El hincado suele efectuarse a través de martillos automáticos que generan los impactos sobre los perfiles. Sin embargo, si el suelo es muy resistente debido a la estructura geológica, es necesario excavar primero.
Este ensayo permite calcular in situ el valor de la densidad natural del suelo, especialmente en aquellos sin cohesión, como arenas y gravas.
El aparato utilizado y el procedimiento se realiza conforme al a norma chilena oficial, NCh1516.of79.
Los ensayos de carga estática consisten en someter un suelo, o una estructura, con el fin de medir su deformación y resistencia en situaciones de aplicación real.
Este ensayo ofrece información relativa a las deformaciones, asentamientos en los apoyos o formación/aumento de fisuras en función de la carga aplicada.
También conocido como método de nivel constante, se utiliza para medir la capacidad de absorción de agua del suelo.
El ensayo consiste en una excavación en el suelo de forma cilíndrica, luego, se le aplica agua a nivel constante. A continuación, se registra cuánta agua se infiltra en la excavación en un periodo de tiempo previamente determinado.
Con estos resultados, es posible determinar de forma precisa los elementos con los que se deben contar para erigir una infraestructura en el terreno, en relación a su nivel de permeabilidad y drenaje.
Este ensayo se emplea para determinar el comportamiento de los perfiles empleados en las estructuras soporte de las mesas o paneles de una instalación fotovoltaica, en base a las características de los diferentes tipos de terreno existentes.
Se registra un seguimiento de deformaciones y cargas, resultando de gran eficacia para el estudio de elementos estructurales.
El procedimiento de instalación de los perfiles suele variar en función de las condiciones del terreno, siendo los más comunes los siguientes:
- Hincado directo de los perfiles en el terreno.
- Predrilling + relleno + hincado de los perfiles.
- Micropilotaje
Previo a los ensayos, se mide la posición GPS del perfil, el ángulo de inclinación de los ejes principales, colocación de elementos para evitar revirado y comprobación de la profundidad de hincado.
Durante esta etapa, se toman los siguientes datos:
Tiempo de perforación.
Profundidad de perforación.
Profundidad residual
Diámetro de embocadura residual.
Otros ejemplos de Pull Out Test son:
Ensayo de carga lateral simple
El ensayo se ejecuta mediante ciclos de escalones de incremento de carga, según valores recogidos en documentos de especificaciones del cliente.
Ensayo de carga a tracción axial simple
El ensayo de tracción o ensayo de carga vertical consiste en el arrancamiento del perfil mediante la acción de una carga vertical ascendente.
Ensayo de carga de hundimiento
El ensayo a hundimiento o compresión consiste en aplicar una carga vertical descendente. Las cargas se transmiten en escalones de manera progresiva evitando incrementos bruscos que puedan afectar al ensayo, midiendo el desplazamiento del perfil al final de cada escalón.
Los Sondajes con medición de SPT son un ensayo de medición in situ que se utiliza para determinar las propiedades geomecánicas del subsuelo en profundidad, mediante la extracción de tierra o roca.
Es un proceso mecánico donde se introducen perfiles en el terreno, de tal manera que éstos actuarán como el soporte para la estructura de paneles solares y fotovoltaicos. Es importante decir que, en situaciones con terrenos de roca dura, es indispensable realizar una preparación previa del terreno, a través de una pre-perforación (predrilling), así, estos perfiles podrán lograr la profundidad que se requiere para poder ejecutar el proyecto.
Usamos perforadoras con martillo de fondo (DTH), las cuales son plenamente capaces de realizar múltiples proyectos de predrilling para el hincado de perfiles.
El hincado suele efectuarse a través de martillos automáticos que generan los impactos sobre los perfiles. Sin embargo, si el suelo es muy resistente debido a la estructura geológica, es necesario excavar primero.
Geofísica
La medición de la resistividad o conductividad térmica se realiza bajo el método de medición Non-Steady-State Probe (NSSP), que utiliza una sonda (también llamado sensor térmico o aguja térmica) en el que se incorporan tanto un alambre de calor y un sensor de temperatura.
La sonda se inserta en el suelo. A partir de la respuesta a una etapa de calentamiento de la resistividad del suelo se puede calcular la conductividad térmica.
En general un NSSP consiste de un alambre de calor, lo que representa una fuente de línea perfecta, y un sensor de temperatura capaz de medir la temperatura en esta fuente. La sonda se inserta en el suelo que se investiga.
El principio NSSP se basa en una propiedad única de una fuente de línea: después de un período transitorio corto el aumento de la temperatura, Delta T, sólo depende de la potencia del calentador, Q, y la conductividad térmica media, λ:
ΔT = (Q / 4 π λ) (ln t + B)
Como documento final de los trabajos realizados se recogen los siguientes datos sobre las mediciones realizadas:
• Temperatura inicial medida
• Resistividad Térmica
• Conductividad Térmica
El Sondeo Eléctrico Vertical (SEV) es una prueba que se usa para conocer la distribución de resistividad del suelo.
Dadas las propiedades eléctricas de los materiales que constituyen el subsuelo, éste manifiesta un determinado comportamiento ante el paso de corriente eléctrica.
Esto se manifiesta en líneas de campo o flujo eléctrico constante para materiales homogéneos, por ello, cuando los valores y características de estos campos varían, indican un cambio de materiales o una discontinuidad dentro de un mismo depósito.
Los suelos gruesos o rocosos se caracterizan por presentar una alta resistividad, mientras que las zonas arcillosas o con altos contenidos de humedad y sales corresponden con anomalías de baja resistividad.
Operacionalmente, los métodos eléctricos de resistividad en corriente continua consisten en inyectar corriente al terreno mediante dos electrodos que son clavados en el mismo, conocidos como A y B.
El campo eléctrico generado se monitorea a través de mediciones de diferencias de potencial ΔV entre otros dos electrodos, conocidos como M y N.
El cociente de la corriente inyectada I entre la diferencia de potencial ΔV multiplicado por la constante geométrica del arreglo empleado K, determina el valor del parámetro medido conocido como resistividad aparente, en unidades ohm-m (Ω.m) y que físicamente representa la dificultad que encuentra la corriente eléctrica para fluir a través de un material.
Los métodos más comúnmente empleados son el dispositivo Wenner y el Schlumberger.
Este método se basa en determinar los tiempos de recorrido de las ondas P (primarias), longitudinales o compresionales, desde un punto conocido (fuente sísmica) hasta una serie de sensores (geófonos) situados a lo largo de una línea de adquisición.
Conociendo tiempo de recorrido y distancia entre fuente y geófonos, se puede determinar la velocidad de propagación del medio situado entre ambos. La refracción sísmica permite reconstruir un perfil de Vp 2D o 3D en función de la profundidad a lo largo de la línea de geófonos.
Estas velocidades están controladas por los parámetros elásticos que describen el material y pueden correlacionarse con numerosas propiedades geomecánicas.
Este método es muy útil para determinar, de manera rápida, la estructura del subsuelo.
Sus aplicaciones más frecuentes son la detección del sustrato rocoso y de su estado mecánico (grado de compactación, ripabilidad del terreno), estabilidad de taludes, etc.
El método HVSR (Método de Nakamura o de Razón Espectral H/V), Es un ensayo no intrusivo, basado en la recolección y análisis de microvibraciones ambientales en la superficie del terreno; en direcciones ortogonales Norte-Sur, Este-Oeste y Vertical.
Para obtener la razón espectral H/V es necesario realizar registros de vibraciones ambientales en el terreno objeto de estudio.
La cantidad de posiciones donde se toman los registros dependerá principalmente de la extensión del terreno, siendo recomendable un mínimo de tres.
El tiempo de registro en cada punto de medición dependerá en gran medida del valor esperado de F0 para el lugar y del entorno del ensayo, pudiendo variar entre 2 a 30 minutos por punto. Como norma general, a menor valor de F0, mayor tiempo de registro.
Se debe evitar realizar mediciones en presencia de lluvia, viento excesivo y fuentes de vibración como maquinaria de construcción, bombas o generadores.
En caso de presencia de fuentes de vibración transientes se debe incrementar el tiempo de medición para obtener suficientes intervalos de tiempo sin estas variaciones en la señal.
Una vez obtenidos los registros, es necesario realizar un procesado de las señales obtenidas de acuerdo a la metodología establecida por Nakamura de manera de eliminar las componentes de ondas de superficie (Rayleigh) para obtener la función de transferencia en función de las ondas “S”.
La Refracción de Microtremores (ReMi) consiste en medir el ruido ambiente con un arreglo de características y disposición similares al empleado en la sísmica de refracción convencional.
Es un método que aprovecha el “ruido ambiente” (paso de vehículos, funcionamiento de maquinarias, cercanía a fuentes activas, etc.) pero de ser muy silencioso el terreno.
Se puede emplear una fuente no controlada de ubicación conocida para enriquecer la razón señal/ruido y así poder obtener una curva de dispersión (en el espectro lentitud – frecuencia) que permita claramente obtener mediante inversión, un perfil unidimensional de la velocidad de onda de corte (Vs) en función de la profundidad de investigación alcanzada.
Esto último dependerá de la longitud del tendido, espaciamiento geófonos, frecuencia del arreglo de geófonos empleados, rango de frecuencias que se exciten con el ruido ambiente (y/o golpes), entre otros aspectos.
Los resultados permiten caracterizar geotécnicamente los suelos.
Se pueden determinar contrastes de rigidez, de complementarse con resultados de refracción sísmica se pueden obtener los módulos dinámicos del suelo (Poisson’s Ratio, módulo de Corte, de Elasticidad, Volumétrico, entre otros).
En minería se emplea por ejemplo para determinar espesores de depósitos (Pilas ROM), dado el contraste de velocidades con el subsuelo/Roca.
Se pueden realizar mediciones en pavimento y/o losas de hormigón, reemplazando la punta del geófono por un disco que se coloca solidario al terreno.
La técnica de Análisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW) es un método que analiza las propiedades de propagación de las ondas sísmicas superficiales (Vs), principalmente las Ondas de Rayleigh, las cuales se propagan horizontalmente desde la fuente emisora hasta los geófonos receptores.
En un medio estratificado, la velocidad de propagación (velocidad de fase) de las ondas de Rayleigh depende de la frecuencia. Esta propiedad se conoce como dispersión.
Los métodos sísmicos se basan en la detección de un frente de ondas elásticas, propagadas a través del subsuelo que se investiga y detectadas en superficie mediante sensores (geófonos) con el fin de obtener una imagen 1D, 2D o 3D del terreno en base a las propiedades elásticas de los materiales.
La fuente de las ondas elásticas puede ser natural, producido por el ruido ambiental (métodos indirectos) o artificial, producido por un martillo, explosivo, etc. (métodos directos).
Las aplicaciones más usuales son: determinación de morfologías y espesores de las capas del subsuelo, estado de compactación y fracturación de los materiales, estimación de módulos elásticos de deformación y medición de otros parámetros para la ingeniería y geotecnia.
La medición de la resistividad o conductividad térmica se realiza bajo el método de medición Non-Steady-State Probe (NSSP), que utiliza una sonda (también llamado sensor térmico o aguja térmica) en el que se incorporan tanto un alambre de calor y un sensor de temperatura. La sonda se inserta en el suelo. A partir de la respuesta a una etapa de calentamiento de la resistividad del suelo se puede calcular la conductividad térmica.
En general un NSSP consiste de un alambre de calor, lo que representa una fuente de línea perfecta, y un sensor de temperatura capaz de medir la temperatura en esta fuente. La sonda se inserta en el suelo que se investiga. El principio NSSP se basa en una propiedad única de una fuente de línea: después de un período transitorio corto el aumento de la temperatura, Delta T, sólo depende de la potencia del calentador, Q, y la conductividad térmica media, λ:
ΔT = (Q / 4 π λ) (ln t + B)
Como documento final de los trabajos realizados se recogen los siguientes datos sobre las mediciones realizadas:
• Temperatura inicial medida
• Resistividad Térmica
• Conductividad Térmica
El Sondeo Eléctrico Vertical es una prueba que se usa para conocer la distribución de resistividad del suelo. Dadas las propiedades eléctricas de los materiales que constituyen del subsuelo, éste manifiesta un determinado comportamiento ante el paso de corriente eléctrica.
Dicho comportamiento se manifiesta en líneas de campo o flujo eléctrico constante para materiales homogéneos, por ello, cuando los valores y características de estos campos varían, indican un cambio de materiales o una discontinuidad dentro de un mismo depósito.
Los suelos gruesos o rocosos se caracterizan por presentar una alta resistividad, mientras que las zonas arcillosas o con altos contenidos de humedad y sales corresponden con anomalías de baja resistividad.
Operacionalmente, los métodos eléctricos de resistividad en corriente continua consisten en inyectar corriente al terreno mediante dos electrodos que son clavados en el mismo, conocidos como A y B.
El campo eléctrico generado se monitorea a través de mediciones de diferencias de potencial ΔV entre otros dos electrodos, conocidos como M y N. El cociente de la corriente inyectada I entre la diferencia de potencial ΔV multiplicado por la constante geométrica del arreglo empleado K, determina el valor del parámetro medido conocido como resistividad aparente, en unidades ohm-m (Ω.m) y que físicamente representa la dificultad que encuentra la corriente eléctrica para fluir a través de un material.
Los métodos más comúnmente empleados son el dispositivo Wenner y el Schlumberger.
Este método se basa en determinar los tiempos de recorrido de las ondas P (primarias), longitudinales o compresionales, desde un punto conocido (fuente sísmica) hasta una serie de sensores (geófonos) situados a lo largo de una línea de adquisición.
Conociendo tiempo de recorrido y distancia entre fuente y geófonos, se puede determinar la velocidad de propagación del medio situado entre ambos. La refracción sísmica permite reconstruir un perfil de Vp 2D o 3D en función de la profundidad a lo largo de la línea de geófonos.
Estas velocidades están controladas por los parámetros elásticos que describen el material y pueden correlacionarse con numerosas propiedades geomecánicas.
Este método es muy útil para determinar, de manera rápida, la estructura del subsuelo.
Sus aplicaciones más frecuentes son la detección del sustrato rocoso y de su estado mecánico (grado de compactación, ripabilidad del terreno), estabilidad de taludes, etc.
El método HVSR (Método de Nakamura o de Razón Espectral H/V), Es un ensayo no intrusivo, basado en la recolección y análisis de microvibraciones ambientales en la superficie del terreno; en direcciones ortogonales Norte-Sur, Este-Oeste y Vertical.
Para obtener la razón espectral H/V es necesario realizar registros de vibraciones ambientales en el terreno objeto de estudio. La cantidad de posiciones donde se toman los registros dependerá principalmente de la extensión del terreno, siendo recomendable un mínimo de tres.
El tiempo de registro en cada punto de medición dependerá en gran medida del valor esperado de F0 para el lugar y del entorno del ensayo, pudiendo variar entre 2 a 30 minutos por punto. Como norma general, a menor valor de F0, mayor tiempo de registro.
Se debe evitar realizar mediciones en presencia de lluvia, viento excesivo y fuentes de vibración como maquinaria de construcción, bombas o generadores. En caso de presencia de fuentes de vibración transientes se debe incrementar el tiempo de medición para obtener suficientes intervalos de tiempo sin estas variaciones en la señal.
Una vez obtenidos los registros, es necesario realizar un procesado de las señales obtenidas de acuerdo a la metodología establecida por Nakamura de manera de eliminar las componentes de ondas de superficie (Rayleigh) para obtener la función de transferencia en función de las ondas “S”.
La Refracción de Microtremores (ReMi) consiste en medir el ruido ambiente con un arreglo de características y disposición similares al empleado en la sísmica de refracción convencional.
Es un método que aprovecha el “ruido ambiente” (paso de vehículos, funcionamiento de maquinarias, cercanía a fuentes activas, etc.) pero de ser muy silencioso el terreno, se puede emplear una fuente no controlada de ubicación conocida para enriquecer la razón señal/ruido y así poder obtener una curva de dispersión (en el espectro lentitud – frecuencia) que permita claramente obtener mediante inversión, un perfil unidimensional de la velocidad de onda de corte (Vs) en función de la profundidad de investigación alcanzada.
Esto último dependerá de la longitud del tendido, espaciamiento geófonos, frecuencia del arreglo de geófonos empleados, rango de frecuencias que se exciten con el ruido ambiente (y/o golpes), entre otros aspectos.
Los resultados permiten caracterizar geotécnicamente los suelos.
Se pueden determinar contrastes de rigidez, de complementarse con resultados de refracción sísmica se pueden obtener los módulos dinámicos del suelo (Poisson’s Ratio, módulo de Corte, de Elasticidad, Volumétrico, entre otros).
En minería se emplea por ejemplo para determinar espesores de depósitos (Pilas ROM), dado el contraste de velocidades con el subsuelo/Roca.
Se pueden realizar mediciones en pavimento y/o losas de hormigón, reemplazando la punta del geófono por un disco que se coloca solidario al terreno.
La técnica de Análisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW) es un método que analiza las propiedades de propagación de las ondas sísmicas superficiales (Vs), principalmente las Ondas de Rayleigh, las cuales se propagan horizontalmente desde la fuente emisora hasta los geófonos receptores.
En un medio estratificado, la velocidad de propagación (velocidad de fase) de las ondas de Rayleigh depende de la frecuencia. Esta propiedad se conoce como dispersión.
Los métodos sísmicos se basan en la detección de un frente de ondas elásticas, propagadas a través del subsuelo que se investiga y detectadas en superficie mediante sensores (geófonos) con el fin de obtener una imagen 1D, 2D o 3D del terreno en base a las propiedades elásticas de los materiales.
La fuente de las ondas elásticas puede ser natural, producido por el ruido ambiental (métodos indirectos) o artificial, producido por un martillo, explosivo, etc. (métodos directos).
Las aplicaciones más usuales son: determinación de morfologías y espesores de las capas del subsuelo (suelos, roca, entre otros), estado de compactación y fracturación de los materiales, estimación de módulos elásticos de deformación y medición de otros parámetros para la ingeniería y geotecnia, determinación de profundidades de cimentaciones.
Topografía
Tecnología LiDAR, SIRGAS y modelos DEM
- LAS: Formato binario abierto y estándar para intercambio de datos LiDAR y fotogramétricos.
- LAZ: Compresión sin pérdidas de LAS que reduce drásticamente el peso del archivo (hasta un 80-90%) sin perder precisión geométrica ni atributos.
- Clase 2 (Suelo / Ground): La más importante para generar Modelos Digitales del Terreno (MDT).
- Clases 3, 4 y 5 (Vegetación): Baja, media y alta, útiles para separar la cubierta vegetal del suelo.
- Clase 6 (Edificios / Buildings): Identifica techos y estructuras construidas.
- Clase 9 (Agua): Puntos que caen sobre superficies de agua.
- MDT (Suelo Desnudo): Elimina elementos como casas, coches y árboles. Se usa para hidrología, cálculos de volumen de tierra y curvas de nivel.
- MDS (Superficie Total): Captura la capa más alta de los objetos tal como los ve un sensor o dron. Se usa para telecomunicaciones (líneas de vista), estudios urbanos e impacto visual.
- Formato GeoTIFF: Es un archivo de imagen estándar que guarda datos espaciales y coordenadas (CRS), permitiendo abrirlos directamente en software SIG como QGIS o ArcGIS, o en programas de topografía como Stream.
Las curvas de nivel son las líneas que unen puntos con la misma altitud y son fundamentales para representar el relieve de un terreno. Dependiendo del software que utilices (diseño técnico o análisis geográfico), necesitarás exportarlas o importarlas en diferentes formatos de archivo.
DWG (AutoCAD / Civil 3D)
Flujo común: Se importan puntos de terreno desde un bloc de notas o estación total, se genera una superficie en programas como AutoCAD Civil 3D y de ahí se extraen las curvas de nivel automáticas.
Flujo común: Si procesas un terreno con drones en un software de fotogrametría, puedes exportar las curvas generadas directamente a DXF para abrirlas rápidamente en software CAD básico.
Ventaja: A diferencia de CAD (donde la altura es solo una coordenada visual), en un SHP la elevación es un dato alfanumérico en una tabla. Esto permite filtrar curvas por rango, automatizar el etiquetado y cruzar el relieve con capas de caminos, ríos o propiedades. Flujo común: Descargar un Modelo Digital de Elevación (DEM), abrirlo en QGIS, usar la herramienta de Contorno para generar curvas a distancias configurables (ej. cada 1 metro) y exportarlas como SHP.
Proyección horizontal: Reduce la superficie real del terreno a un plano bidimensional mediante trigonometría y geometría.
Sistemas de coordenadas: Emplea sistemas locales o globales como UTM (WGS84 / SIRGAS en Sudamérica) para georreferenciar cada punto.
Elementos representados: Límites de propiedad, cercas, muros, ejes de vías, postes, hidrografía y edificaciones.
Instrumentos de medida: Cinta métrica, teodolito, estación total y receptores GNSS/GPS.
Toma de datos: Captura de puntos mediante levantamiento directo en campo (estación total) o imágenes aéreas (fotogrametría con drones / satélite).
Puntos de control terrestre (PCT): Enlace de las imágenes o lecturas instrumentales a coordenadas reales y verificadas.
Calibración y orientación: Alineación de modelos estereoscópicos o nubes de puntos en software CAD / SIG.
Vectorización (Dibujo): Trazo de líneas, polígonos, símbolos y anotaciones para convertir la nube de puntos o fotografía en un plano topográfico limpio.
Punto ID: Nombre del hito o estación.
Coordenadas Teóricas (Diseño): \(N_{teorico}, E_{teorico}, Z_{teorico}\).
Coordenadas Medidas (Campo): \(N_{medido}, E_{medido}, Z_{medido}\).
Cálculo de error: Δ N, Δ E, Δ Z y el Error Tridimensional (\(E_{3D} = \sqrt{\Delta N^2 + \Delta E^2 + \Delta Z^2}\)).
Estado: Tolerancia (Pasa / No Pasa).
El informe técnico y de control QA/QC en topografía se entrega en formato PDF (oficial e inalterable) y DOCX (editable). Incluye la memoria descriptiva del levantamiento, coordenadas geodésicas en Excel dinámico, certificados de calibración de equipos y protocolos de validación en terreno.
Calibración de Instrumentos: Vigencia de certificados del fabricante o laboratorio acreditado para los equipos de medición.
Control Geodésico: Poligonales de apoyo cerradas con cálculo de errores lineales y angulares dentro de la tolerancia de proyecto.
Verificación Cruzada: Re-medición aleatoria del 5% a 10% de puntos de control mediante un equipo o brigada independiente.
Trazabilidad y Entregables: Asegurar que las versiones PDF y DOCX sean idénticas y adjuntar respaldos digitales (archivos RAW, RINEX o CSV)
Exactitud posicional: ASPRS Positional Accuracy Standards for Digital Geospatial Data, Edición 2, Versión 2 (2024), con sus anexos sobre levantamiento de puntos de control y mapeo con LiDAR.
Norma vial: Manual de Carreteras, Dirección de Vialidad (MOP), Volumen 2, Capítulo 2.300. Las tolerancias de levantamientos terrestres están en la sección 2.304. LiDAR y fotogrametría se complementa con ASPRS, porque el Manual se redactó pensando en métodos terrestres.
Geodesia: red SIRGAS-Chile, estaciones CORS y monografías y certificados del IGM. Proyección UTM huso 18S o 19S según la zona (EPSG:32718 y EPSG:32719).
Operación aérea: autorización DGAC (DAN 91 en áreas no pobladas y DAN 151 en áreas pobladas), con operadores y aeronaves habilitados.
Nube de puntos: formato LAS 1.4 con clasificación estándar (2 suelo, 3 a 5 vegetación baja, media y alta, 6 edificaciones, 7 y 18 ruido).
Horizontal: RMSEr = √(RMSEx² + RMSEy²), medido contra puntos de control independientes.
Vertical: RMSEz y exactitud vertical en terreno no vegetado al 95% de confianza (1,96 × RMSEz).
Tolerancia operativa de aceptación para productos aéreos: RMSEz y RMSEr ≤ 0,10 m. Valores menores se evalúan por proyecto según sensor, altura de vuelo y densidad de control.
Redacción: la red geodésica de control se mide con GNSS estático y su incertidumbre va de milímetros a centímetros. El producto aéreo (nube, MDT, ortomosaico) se expresa en centímetros.
Topografía
Tecnología LiDAR, SIRGAS y modelos DEM
- LAS: Formato binario abierto y estándar para intercambio de datos LiDAR y fotogramétricos.
- LAZ: Compresión sin pérdidas de LAS que reduce drásticamente el peso del archivo (hasta un 80-90%) sin perder precisión geométrica ni atributos.
- Clase 2 (Suelo / Ground): La más importante para generar Modelos Digitales del Terreno (MDT).
- Clases 3, 4 y 5 (Vegetación): Baja, media y alta, útiles para separar la cubierta vegetal del suelo.
- Clase 6 (Edificios / Buildings): Identifica techos y estructuras construidas.
- Clase 9 (Agua): Puntos que caen sobre superficies de agua.
- MDT (Suelo Desnudo): Elimina elementos como casas, coches y árboles. Se usa para hidrología, cálculos de volumen de tierra y curvas de nivel.
- MDS (Superficie Total): Captura la capa más alta de los objetos tal como los ve un sensor o dron. Se usa para telecomunicaciones (líneas de vista), estudios urbanos e impacto visual.
- Formato GeoTIFF: Es un archivo de imagen estándar que guarda datos espaciales y coordenadas (CRS), permitiendo abrirlos directamente en software SIG como QGIS o ArcGIS, o en programas de topografía como Stream.
Las curvas de nivel son las líneas que unen puntos con la misma altitud y son fundamentales para representar el relieve de un terreno. Dependiendo del software que utilices (diseño técnico o análisis geográfico), necesitarás exportarlas o importarlas en diferentes formatos de archivo.
DWG (AutoCAD / Civil 3D)
Flujo común: Se importan puntos de terreno desde un bloc de notas o estación total, se genera una superficie en programas como AutoCAD Civil 3D y de ahí se extraen las curvas de nivel automáticas.
Flujo común: Si procesas un terreno con drones en un software de fotogrametría, puedes exportar las curvas generadas directamente a DXF para abrirlas rápidamente en software CAD básico.
Ventaja: A diferencia de CAD (donde la altura es solo una coordenada visual), en un SHP la elevación es un dato alfanumérico en una tabla. Esto permite filtrar curvas por rango, automatizar el etiquetado y cruzar el relieve con capas de caminos, ríos o propiedades. Flujo común: Descargar un Modelo Digital de Elevación (DEM), abrirlo en QGIS, usar la herramienta de Contorno para generar curvas a distancias configurables (ej. cada 1 metro) y exportarlas como SHP.
Proyección horizontal: Reduce la superficie real del terreno a un plano bidimensional mediante trigonometría y geometría.
Sistemas de coordenadas: Emplea sistemas locales o globales como UTM (WGS84 / SIRGAS en Sudamérica) para georreferenciar cada punto.
Elementos representados: Límites de propiedad, cercas, muros, ejes de vías, postes, hidrografía y edificaciones.
Instrumentos de medida: Cinta métrica, teodolito, estación total y receptores GNSS/GPS.
Toma de datos: Captura de puntos mediante levantamiento directo en campo (estación total) o imágenes aéreas (fotogrametría con drones / satélite).
Puntos de control terrestre (PCT): Enlace de las imágenes o lecturas instrumentales a coordenadas reales y verificadas.
Calibración y orientación: Alineación de modelos estereoscópicos o nubes de puntos en software CAD / SIG.
Vectorización (Dibujo): Trazo de líneas, polígonos, símbolos y anotaciones para convertir la nube de puntos o fotografía en un plano topográfico limpio.
Punto ID: Nombre del hito o estación.
Coordenadas Teóricas (Diseño): \(N_{teorico}, E_{teorico}, Z_{teorico}\).
Coordenadas Medidas (Campo): \(N_{medido}, E_{medido}, Z_{medido}\).
Cálculo de error: Δ N, Δ E, Δ Z y el Error Tridimensional (\(E_{3D} = \sqrt{\Delta N^2 + \Delta E^2 + \Delta Z^2}\)).
Estado: Tolerancia (Pasa / No Pasa).
El informe técnico y de control QA/QC en topografía se entrega en formato PDF (oficial e inalterable) y DOCX (editable). Incluye la memoria descriptiva del levantamiento, coordenadas geodésicas en Excel dinámico, certificados de calibración de equipos y protocolos de validación en terreno.
Calibración de Instrumentos: Vigencia de certificados del fabricante o laboratorio acreditado para los equipos de medición.
Control Geodésico: Poligonales de apoyo cerradas con cálculo de errores lineales y angulares dentro de la tolerancia de proyecto.
Verificación Cruzada: Re-medición aleatoria del 5% a 10% de puntos de control mediante un equipo o brigada independiente.
Trazabilidad y Entregables: Asegurar que las versiones PDF y DOCX sean idénticas y adjuntar respaldos digitales (archivos RAW, RINEX o CSV)
Exactitud posicional: ASPRS Positional Accuracy Standards for Digital Geospatial Data, Edición 2, Versión 2 (2024), con sus anexos sobre levantamiento de puntos de control y mapeo con LiDAR.
Norma vial: Manual de Carreteras, Dirección de Vialidad (MOP), Volumen 2, Capítulo 2.300. Las tolerancias de levantamientos terrestres están en la sección 2.304. LiDAR y fotogrametría se complementa con ASPRS, porque el Manual se redactó pensando en métodos terrestres.
Geodesia: red SIRGAS-Chile, estaciones CORS y monografías y certificados del IGM. Proyección UTM huso 18S o 19S según la zona (EPSG:32718 y EPSG:32719).
Operación aérea: autorización DGAC (DAN 91 en áreas no pobladas y DAN 151 en áreas pobladas), con operadores y aeronaves habilitados.
Nube de puntos: formato LAS 1.4 con clasificación estándar (2 suelo, 3 a 5 vegetación baja, media y alta, 6 edificaciones, 7 y 18 ruido).
Horizontal: RMSEr = √(RMSEx² + RMSEy²), medido contra puntos de control independientes.
Vertical: RMSEz y exactitud vertical en terreno no vegetado al 95% de confianza (1,96 × RMSEz).
Tolerancia operativa de aceptación para productos aéreos: RMSEz y RMSEr ≤ 0,10 m. Valores menores se evalúan por proyecto según sensor, altura de vuelo y densidad de control.
Redacción: la red geodésica de control se mide con GNSS estático y su incertidumbre va de milímetros a centímetros. El producto aéreo (nube, MDT, ortomosaico) se expresa en centímetros.
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