La red topográfica PERFECTA: la conoce?
Si quiere que tu empresa sobrevive… mejor la conoce! Cuál de las mediciones GNSS, de la taquimetría o de la nivelación geométrica de precisión alcanza a detectar los movimientos de una represa
Imagínese a usted en este maravillo lugar en los alpes Suiza.
Imagine poder hacer su trabajo en este lugar increíble.
(si le gusta las imagenes dron del video mira: Alexandre FPV https://www.youtube.com/channel/UCAUJ… Su Instagram: https://www.instagram.com/alexandre_fpv/ )
Realizar mediciones para detectar los movimientos milimétricos de esta impresionante obra….
Después del trabajo, le quedan todavía varias horas de luz para poder tirarse con una bicicleta en las pendientes o disfrutar el atardecer en una terraza con amigos de todos los pases del mundo.
Si, en verano hay luz hasta las 9pm…. parece que el sol no quiere acostarse….
El atardecer dura casi 2 horas…….
Los episodios precedentes vimos cómo aumentar la precisión de las técnicas de topografía standard y porque los errores de centraje son la pesadilla del geodesta.
Si no ha visto estos episodios, puede encontrar el link: https://geodesta.com/la-pesadilla-del-topografo-la-propagacion-de-error/
Quedamos en que la pregunta a 10’000 dólares es:
Cuál de las mediciones GNSS, de la taquimetría o de la nivelación geométrica de precisión alcanza a detectar los movimientos de una represa
o simplemente alcanza una precisión milimétrica en sus redes principales
Siempre asegurando la rentabilidad del proyecto.
Tiene un idea?
Monitoreo de infraestructura
Vamos
Hay dos tipos de movimientos que se intentan detectar en una represa o en cualquier infraestructura:
- Los movimientos internos de la obra. Es decir la detección de las deformaciones de la obra en sí misma.
- Los movimientos globales y de su zona de influencia. Es decir detectar si la base de la represa o los flancos del valle se mueven por la acción del agua sobre la represa.
Como topógrafos, medir movimientos osea calcular la diferencia de coordenadas de un punto entre dos periodos de tiempo, es parte de nuestro trabajo.
Así que este tipo de trabajo debería estar a nuestro alcance.
Para detectar los movimientos internos de la represa se necesita una red de puntos densa sobre la corona y las paredes,
mientras que para detectar los movimientos globales se necesitan vincular los puntos alrededor de la represa con sitios fuera a unos kilómetros de la misma.
Para detectar movimientos inferiores a 1 cm de manera confiable se necesita por lo menos tener una precisión 2 a 4 veces más pequeña.
Es decir que se necesita una precisión de algunos milímetros.
Cuál es La técnica a utilizar?
Recordemos que se trata de detectar tanto lo movimientos entre los puntos de referencia a fuera de la zona de influencia de la represa como los movimientos de la represa a todos los niveles de la pared.
La técnica más precisa es sin duda la nivelación geométrica de precisión. Alcanza a mantener una precisión inferior a 1 mm sobre kilómetros.
Sin embargo:
1° solo vamos a tener los movimientos en la componente vertical,
2° vamos a necesitar días y días para hacer el vínculo entre los sitios de referenciar y la represa. Osea no va a aumentar considerablemente el precio de la cotización. Finalmente, solo se puede medir puntos en la base de la represa y en su corona, no se puede medir puntos en la pared….
Si usamos la estación total, se puede medir puntos sobre la pared con reflectores instalados de forma permanente, además se puede detectar movimientos en 3D.
Sin embargo a la hora de hacer el vínculo entre la represa y los puntos de referencia, va a tener que hacer una poligonal larguísima…
se va a perder mucha precisión.
Por ejemplo, si los sitios de referencia están a 5 km de la represa la precisión haciendo mediciones de series va a subir 3-4 cm,
sin contar con que hacer una poligonal de varios kilómetros en las montañas no es la manera más rápida…..
Ok, nos queda el GPS entonces!
Si se mide una noche o un día la precisión entre los sitios de referencia y la represa será de algunos milímetros y esta va a ser la misma precisión sobre los puntos de la represa.
Las mediciones son 3D así que se puede detectar movimiento en el plan como en la vertical.
Pero no se puede medir puntos sobre la pared y si se quiere una red densa en la represa se necesita o muchos receptores o tener muchas paciencia para medir un día cada punto de monitoreo….
Cómo lograrlo entonces?
Usted se lo imaginó, los dueños de represa no esperaron que nosotros los topógrafos llegaramos para decir si hay o no movimientos en las ellas….
Ellos usan un sistema con una precisión de algunas décimas de milímetros y que necesita no más de 5 minutos para hacer la mediciones.
Si me entendió bien, una precisión de décimas de milímetros
Péndulo directo e inverso
Los dueños de represas inventaron, un sistema ultra preciso para medir los movimientos de las represas.
Este sistema es el péndulo directo o inverso.
El principio de esta técnica es tener un cable vertical dentro de la represa.
En el caso de un péndulo directo, el cable está anclado arriba de la represa y va hasta el pie de la obra, donde cuelga un peso dentro un estanque de aceite.
El peso podría estar suspendido en el aire libre, pero el hecho de estar sumergido permite amortiguar las vibraciones en el cable.
En el caso de un péndulo inverso el anclaje está en el pie.
Arriba el cable está montado sobre un flotador.
El flotador se sumerge dentro un recipiente lleno de aceite.
En este caso, es la fuerza de arquímedes sobre el flotador la que asegura la tensión del cable.
Tanto en el primer caso como en el segundo, el cable pasa a través de toda la represa.
En las galerías que cruzan la represa, está instalado un coordinómetro, una tabla de mediciones donde se puede observar los movimientos del cables y por lo tanto los movimientos de la represa.
Este sistema tiene una precisión de algunas décimas de milímetros.
Varios de estos péndulos se instalan a lo largo de la represa para tener un control de toda la obra.
La medición es bastante rápida y se puede obtener desplazamientos todo los días.
Varias decimas de milimetros!!!
Ya los escucho preguntarme: pero, es mucho mejor que las mediciones topográficas?. Más rápido y más preciso…?
No se puede competir!
Mejor abandonar!
Si es cierto que los péndulos son sumamente precisos!
Sin embargo, tienen varios desventajas, primero son sistemas muy frágiles y según varios estudios, a menudo que se dañan.
Además, son tan precisos que el hecho de que varíe el nivel de aceite en los recipientes, o que el cable se estira va influenciar las mediciones,….
Pero sobre todo este sistema da informaciones relativas dentro de la represa y
da poca información sobre los movimientos absolutos de la represa y de su alrededores.
Es aquí que nosotros con mediciones geodésicas podríamos jugar un papel importante.
Solo en el caso de que tenemos un diseño de red inteligente…
LA RED PERFECTA
El método milagro para medir los movimientos relativos y globales con precisión y eficiencia, usted ya lo ha entendido: es el de usar varias técnicas de mediciones.
El plan es combinar inteligentemente las técnicas de mediciones que usamos diariamente para crear una red que detecta movimientos globales y
relativos inferiores a un centímetro y a la vez que permita mantener los costos bajos.
Como lo vimos el GNSS permite una precisión de algunos milímetros sobre decenas de kilómetros cuando se mide una noche o varios días,
mientras que una poligonal de taquimetría pierde rápidamente ésta precisión y requiere mucho recurso humano.
Además, el GNSS no debe tener visual entre los sitios de medición, lo que es una gran ventaja en los sectores montañosos en los cuales se encuentran generalmente las represas.
De su lado las mediciones taquimétricas con estación total permiten la adquisición de decenas de puntos en pocas horas.
Lo que no es posible con GNSS.
La taquimetría tiene una precisión relativa a corta distancia mucho mejor que el GNSS y puede medir puntos inaccesibles.
La nivelación de su lado es mucho más precisa que las dos primeras técnicas.
Mencionando las diferentes ventajas de estas técnicas, ya puede imaginar el diseño de la red.
Diseno de la red de la represa de Cleuson
Es exacto lo que se usa en la represa de Cleuson:
las mediciones GNSS va a ser el vínculo entre los sitios de referencia a fuera de la zona de influencia de la represa y 2 a 3 sitios cerca de la represa para asegurar la detección de los movimientos globales.
Luego, la taquimetría va a densificar la red alrededor de la represa a partir de los sitios medidos con GNSS.
Lo que va a permitir observar los movimientos relativos de todos los elementos de la obra hidroeléctrica.
Todas estas mediciones dan como resultado una red densa con mediciones recíprocas y observaciones superabundantes.
Finalmente, se va usar la nivelación de precisión y su gran ventaja en precisión, sobre la corona de la represa entre los sitios de mediciones GNSS y de taquimetría.
Voilà!
Ahora tenemos un diseño de red que usa las ventajas de cada técnica para reducir el costo de la mediciones y asegurar la precisión de los resultados….
Este es el diseño que se usa en Cleuson pero también en muchas otras represas en el mundo.
En Turqua, en Italia
El truco: La pieza mágica
Ya lo sabe, como en cada episodio comparto con usted un truco una astucia que le puede hacer ganar dinero, tiempo, algo que le va a permitir superar a sus competidores y ganar la licitación.
La pieza que le enseñé al inicio me ha hecho ganar más de 50% de tiempo en el campo.
50% de ahorro de tiempo representa una buena disminución de sus gastos y una mejor rentabilidad del proyecto…
Como lo puede ver, es un dispositivo sumamente simple.
Que cualquier mecanico de precision puede construir.
Es un dispositivo que permite medir con GNSS al mismo tiempo que se realiza las mediciones taquimétricas.
Déjame explicar porque ésta pieza me ha hecho ganar tiempo considerable en el campo.
Como lo vimos, para alcanzar una precisión de algunos milimétricos en el monitoreo de una represa o para tener una red de precision para una obra vial, se necesita medir varias horas con los receptores GNSS.
Pero para densificar la red se usa mediciones taquimétrica.
Al nivel logístico significa que se tiene que medir sitios tanto con GNSS como con taquimetría. Pero qué pérdida de tiempo esperar que se terminen las mediciones GNSS sobre los sitios antes de poder medirlos con taquimetría.
Claro, se puede hacer las mediciones taquimétrica sobre los otros sitios o ir a beber un café mientras se terminan las mediciones GNSS pero siempre llega un momento o se necesita poner un reflectores sobre el sitio donde se mide por GNSS.
Qué hacer?
Desconectar el GNSS para instalar el reflector? Esperar que se termine las mediciones GNSS?
La ventaja de este dispositivo que se coloca sobre un soporte de reflector, es que permite colocar la antena GNSS exactamente en la vertical del reflector y del sitio así como medir con GNSS y con el reflector
Es importante tener presente que con este dispositivo, se debe tener en cuenta una constante en la altura de la antena GNSS.
Permite no solo poder hacer las mediciones taquimetricas durante las mediciones GNSS si no que tambien permite medir más tiempo con el GNSS, aumentado así la precisión de las coordenadas GNSS.
Y esto por unos 100 dólares…
Genial no?
Si quieres saber más sobre éste dispositivo escribame un correo y le podría enviar más detalles sobre éste dispositivo para que usted también puede fabricarlo en su país.
¿Y si hay una error en la red?
En este episodio y en los anteriores vimos métodos para alcanzar una precisión de algunos milímetros y asegurar la rentabilidad de un proyecto de red de alta precisión.
Pero qué tal si hay un error en una de las mediciones?
Por ejemplo en la altura de un instrumentos?
Eso según mi experiencia siempre pasa….
La configuración de la red nos permitiría detectar el error sin comprometer todas las mediciones?
Imagine, planificar la campaña de mediciones, va al campo, sus quadrillas construyen los mojones, instala los GPS por la noche se queda en un hospedaje, mide durante el dia.
Imagine toda la logística que involucran estas mediciones.
Naturalmente, queremos estar seguro de que la red que se va a medir va a alcanzar la precisión que se necesita y que con ésta metodología se puede detectar un error en la mediciones.
Existe un método bastante eficiente para poder asegurar que el diseño de la red permita esto sin meter ni la pata de un trípode a fuera…
Eso es lo que vamos a ver en el próximo episodio de Geodesta!
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14/08/2023 @ 9:41 am
Me parecen muy interesantes sus artículos. Muy detallados, es notorio su nivel como experto en el tema…
Saludos desde Sonora, México