Diseño geodésico II II semestre, 2014

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1 Diseño geodésico II II semestre, 2014
II Ciclo, 2014 Diseño geodésico II II semestre, 2014 Ing. José Francisco Valverde Calderón Sitio web: Profesor: José Francisco Valverde C

2 Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Capítulo 8 Determinación de deformaciones en pequeñas estructuras Consideraciones para la determinación de deformaciones por métodos geodésicos Repaso de Diseño Geodésico 1 Profesor: José Francisco Valverde C

3 AJUSTE SECUENCIAL AJUSTE DE CRUCES
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 El ajuste geodésico se puede efectuar con varias variantes: AJUSTE AMARRADO AJUSTE SECUENCIAL AJUSTE DE CRUCES AJUSTE LIBRE DE MINIMIZACIÓN TOTAL DE TRAZA AJUSTE LIBRE DE MINIMIZACIÓN PARCIAL DE TRAZA El ajuste libre NO considera ningún punto como fijo; con esto se evita que los resultados se vean influenciados por las coordenadas de los puntos de referencia. La forma, orientación y tamaño de la red (configuración) la da las observaciones. La geometría y la calidad de la red esta relacionada directamente con las observaciones realizadas y no por las coordenadas. Profesor: José Francisco Valverde C

4 ESTUDIOS DE DEFORMACIÓN POR METODOS GEODÉSICOS
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Al no considerar ningún punto fijo para fijar el datum, se presenta un defecto llamado defecto de datum. El defecto de datum se relaciona directamente con el tipo de observaciones efectuadas y se toma en cuenta en el calculo de f. ESTUDIOS DE DEFORMACIÓN POR METODOS GEODÉSICOS Los estudios de deformación son una herramienta importante para el conjunto de actividades cubiertas por la topografía y la geodesia Se pueden englobar como una actividad dentro de la auscultación de una obra civil Este tipo de estudios se apoya y contribuye con otras disciplinas, las cuales están relacionadas directamente con el objeto de estudio. Profesor: José Francisco Valverde C

5 Objetos comúnmente estudiados: Represas Puentes Maquinaria industrial
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Objetos comúnmente estudiados: Represas Puentes Maquinaria industrial Fallas geológicas Volcanes Deslizamientos Razones para efectuar estudios de deformación: Razones prácticas Razones científicas Primicia: todo objeto sufre cambios en el espacio y en el tiempo. Diseño geodésico 2 Diseño geodésico 1 Profesor: José Francisco Valverde C

6 Características de los E.D. geodésicos:
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Características de los E.D. geodésicos: Requerimientos de una alta exactitud. Repetitividad de las observaciones. Integración de diferentes tipos de observaciones, tanto geodésicas como de otros tipos (especialmente en el monitoreo de obra civil). Sofisticado y complejo análisis de datos. Grandes requerimientos de conocimientos de otras disciplinas. La esencia de los E.D es determinar si las diferencias entre las coordenadas de puntos idénticos en al menos dos épocas de medición, son estadísticamente significativas. ¿Qué hacer con los objetos cuyas deformaciones (dependiendo de la fuente) son de corto periodo? Profesor: José Francisco Valverde C

7 Monumentos inestables.
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Todas las inexactitudes en el modelo, especialmente errores sistemáticos o errores groseros no detectados, así también como varianzas a priori definidas incorrectamente conducirán a aparentes deformaciones “contaminando” los resultados. Fuentes de error, que puede afectar el estudio de deformación: Errores en el modelo funcional Errores sistemáticos Errores en el modelo estocástico, como correlaciones no consideradas o varianzas a priori inadecuadas En los procesos de observación: Errores groseros en las observaciones Errores de centrado Errores en las libretas o en la identificación de los puntos Monumentos inestables. Profesor: José Francisco Valverde C

8 El diseño de la red debe ser pensado en términos de la aplicación
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 El diseño de la red debe ser pensado en términos de la aplicación Se sigue el modelo de optimización de redes, dado por Graferend. Con base a los procesos de optimización de la red, se busca: Establecer una meta de exactitud. Establecer un autocontrol y un modelo matemático adecuado. Diseñar un esquema de observación que permita alcanzar las exactitudes establecidas, pero que sea factible y de un costo mínimo. Establecer el modelo de deformación Contemplar la ubicación de sitios para la red externa (o de referencia) La participación de otros profesionales Esto permitirá determinar la magnitud y la dirección de las deformaciones esperadas y con base a ello, diseñar y optimizar la red. Profesor: José Francisco Valverde C

9 Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Las deformaciones se pueden clasificar considerando su duración y su efecto en el objeto. Esta clasificación se da en el siguiente cuadro: Profesor: José Francisco Valverde C

10 Deformaciones de corto periodo
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Deformaciones de corto periodo Profesor: José Francisco Valverde C

11 Deformaciones de largo periodo
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Deformaciones de largo periodo Profesor: José Francisco Valverde C

12 Deformaciones seculares
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Deformaciones seculares Profesor: José Francisco Valverde C

13 Suma de las deformaciones
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Suma de las deformaciones Profesor: José Francisco Valverde C

14 Test de Congruencia Global
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Test de Congruencia Global Se plantea la hipótesis nula de forma que el vector de incógnitas ajustadas ( ) de la época 0 es igual al vector de incógnitas ajustadas de la época 1. La forma matemática de representar esto es la siguiente: Esto se lee como: “Los puntos comunes en ambas épocas son estables y estos tienen la misma esperanza para las posiciones estimadas” El modelo funcional en un ajuste combinado, se plantea como: Profesor: José Francisco Valverde C

15 Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Auscultación de obras Basado en las consideraciones en cuanto a exactitud y otras del tema “Replanteo de precisión”. Se diferencia del monitoreo de fallas, volcanes, etc, en cuanto al tamaño y comportamiento del objeto estudiado. Es necesario el uso de redes de control, cuyo diseño sigue las mismas consideraciones vistas a lo largo de los curso DG1 y DG2. Comúnmente, el monitoreo de obras civiles se considera como “Auscultación de obras” Objetivos de la auscultación de obras: Garantizar la seguridad de la obra a través de la detección temprana de eventuales anomalías. Aumentar el conocimiento de las relaciones causa - efecto de los parámetros buscados, constituyendo una vía de realimentación de la ingeniería para futuros proyecto de características semejantes. Profesor: José Francisco Valverde C

16 La tendencia actual es el monitoreo en tiempo real
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Auscultación de obras Las obras civiles son en si una compleja fusión de elementos técnicos y costos muy altos La labor del topógrafo esta ligada con otras profesiones De los resultados obtenidos en las labores topográficas y con otros métodos de control, se toman decisiones Se requiere corroborar los resultados con metodologías independientes y que den una exactitud mejor o igual a la obtenida La tendencia actual es el monitoreo en tiempo real Pero… que se debe considerar para este tipo de metodologías? Profesor: José Francisco Valverde C

17 Monitoreo en tiempo real
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Monitoreo en tiempo real Profesor: José Francisco Valverde C

18 Auscultación de obras ¿QUE ES AUSCULTACIÓN ?
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Auscultación de obras ¿QUE ES AUSCULTACIÓN ? Es aquella actividad profesional relacionada con el conocimiento del deterioro de una estructura u obra civil, la cual se apoya en varias disciplinas, como la topografía, para cumplir sus objetivos. La misión de esta es verificar y comprobar en forma oportuna el buen estado de las obras o estructuras para un adecuado funcionamiento Se efectúa tanto en la etapa de construcción como en la etapa de operación. Se debe considerar el uso del equipo y las metodologías idóneas, las cuales permitirán advertir cualquier situación de riesgo. Ventajas de la auscultación Retroalimentación para nuevos diseños. Optimizar la seguridad. Incremento en la eficiencia (uso de metodologías comprobadas) Reducción de riesgos y costos (adecuada planificación) Profesor: José Francisco Valverde C

19 Auscultación de obras Auscultación topográfica:
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Auscultación de obras Auscultación topográfica: Control de deslizamientos Control de la corona Control de hundimientos Control de desplazamientos Control de sitios aledaños Control de asentamientos Control de alineamientos Control de verticalidades Control de juntas Auscultación sismológica y vulcanológica Medición con inclinómetros Control movimiento de lava Control de hundimientos Control de abultamientos Profesor: José Francisco Valverde C

20 Auscultación de obras Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Profesor:
José Francisco Valverde C

21 Auscultación de obras Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Profesor:
José Francisco Valverde C

22 Auscultación de obras Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Profesor:
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23 Auscultación de obras Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Profesor:
José Francisco Valverde C

24 Métodos geodésicos de monitoreo
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Redes geodésicas clásicas Líneas base con EDM Métodos geodésicos de monitoreo Métodos GNSS Nivelaciones Profesor: José Francisco Valverde C

25 Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Instrumentos geotécnicos (y de otro métodos) para el monitoreo de obra civil Acelerógrafos Extensómetros Inclinómetros Piezómetros Celdas de presión Termómetros Profesor: José Francisco Valverde C

26 Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Acelerógrafos Es un instrumento con tres sensores ortogonales entre si, que registran el movimiento del suelo en la componente norte-sur, este-oeste y vertical El registro se llama acelerograma y permite determinar la duración del movimiento sísmico en el sitio y los valores de aceleración máxima a los que ha sido sometida la estructura El fin de estos instrumentos es entonces medir las aceleraciones a las que es sometido una estructura, para varios fines: 1. Estudiar el comportamiento del edificio ante eventos sísmicos 2. Establecer métodos para la evaluación de daños en estructuras 3.Determinar las variaciones en las señales por el efecto del comportamiento dinámico de cada estructura, con el fin de realizar comparaciones entre los modelos matemáticos empleados durante el diseño del mismo y las observaciones “reales” Debido a la amplificación de las señales, es necesario colocar instrumentos en diferentes elevaciones de las estructuras Profesor: José Francisco Valverde C

27 Acelerógrafo digital marca Reftek utilizado por el LIS.
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Acelerógrafos Acelerógrafo digital marca Reftek utilizado por el LIS. Tomado de: Profesor: José Francisco Valverde C

28 Acelerógrafos Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Profesor:
José Francisco Valverde C

29 Extensómetros Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Profesor:
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30 Extensómetros Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Profesor:
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31 Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Extensómetros En la cresta de la presa y en algunas galerías, se ubican varios triángulos para medir desplazamientos entre bloques usando extensómetro Profesor: José Francisco Valverde C

32 Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Inclinómetros Es un instrumento que permite medir la inclinación con respecto a un eje de referencia Son muy utilizados en puentes, represas, volcanes Profesor: José Francisco Valverde C

33 Piezómetros Son instrumentos que permiten medir la presión del agua
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Piezómetros Son instrumentos que permiten medir la presión del agua Hay otros tipos de piezómetros, usados para medir el nivel subterráneo del agua, en sitios tales como represas. El fin es determinar las variaciones en el nivel freático. Profesor: José Francisco Valverde C

34 Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Celdas de presión Son instrumentos que mide las tensiones totales de los suelos  Normalmente se utilizan para validar los límites establecidos por el diseño y para alertar en caso de que existan presiones que excedan la presión diseñada para ser ejercida por o sobre una estructura Profesor: José Francisco Valverde C

35 Instrumentación en proyectos hidroeléctricos
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Instrumentación en proyectos hidroeléctricos Profesor: José Francisco Valverde C

36 Medidores de convergencia
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Medidores de convergencia Elementos (generales) en un proyecto hidroeléctrico (PH): Embalse Represa Túnel Tubería forzada Tanque de oscilación Casa de maquinas Canal de desfogue Controles en los elementos del PH Profesor: José Francisco Valverde C

37 Instrumentación de una represa
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Instrumentación de una represa Profesor: José Francisco Valverde C

38 Instrumentación de una represa
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Instrumentación de una represa Profesor: José Francisco Valverde C

39 Instrumentación de una represa
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Instrumentación de una represa Profesor: José Francisco Valverde C

40 Instrumentación de una represa
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Instrumentación de una represa Profesor: José Francisco Valverde C

41 Instrumentación de una represa
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Instrumentación de una represa Profesor: José Francisco Valverde C

42 Piezómetro Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Profesor:
José Francisco Valverde C

43 Termómetro Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Profesor:
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44 Represa Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Profesor:
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45 Nivel de agua en el embalse
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Nivel de agua en el embalse Profesor: José Francisco Valverde C

46 Auscultación de la presa y la contra-presa
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Auscultación de la presa y la contra-presa Profesor: José Francisco Valverde C

47 Auscultación de la presa y la contra-presa
Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Auscultación de la presa y la contra-presa Profesor: José Francisco Valverde C

48 Diseño Geodésico II II Ciclo, 2014 Método moderno, basado en el uso de escáner para crear una malla de puntos Profesor: José Francisco Valverde C

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