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7.44. Geomática Aplicada (Obligatorio)

7.44.1. Justificación ↑ Volver arriba

Geomática Aplicada extiende los fundamentos de topografía de campo establecidos en Geomática Básica (Topografía I) – teoría de la medición, planimetría, nivelación y operación de estación total – hacia las aplicaciones de campo avanzadas que un ingeniero civil utiliza a lo largo del ciclo de vida de un proyecto. El curso inicia con las consideraciones generales y la información superficial de factibilidad que requiere un proyecto de obras civiles, y luego desarrolla cómo las técnicas de mapeo topográfico (análisis de línea de gradiente mediante curvas de nivel, alineamiento y evaluación preliminar de rutas) sustentan las decisiones de planeamiento y alimentan los modelos digitales de terreno usados en flujos de trabajo BIM (Building Information Modeling). A continuación retoma las técnicas de redes de apoyo que dan consistencia y confiabilidad a todo levantamiento posterior: nivelación trigonométrica, ajuste de redes por mínimos cuadrados, triangulación/trilateración clásica, y posicionamiento GNSS moderno, tanto estático como RTK (Real-Time Kinematic). El curso cubre luego la aplicación, en etapa de construcción, del levantamiento con estación total para el replanteo de alineamientos horizontales, puntos de inflección, curvas y rasantes, junto con el planeamiento y presupuesto de una campaña de levantamiento topográfico. Cierra con aplicaciones especializadas de levantamiento para puentes, túneles y obras hidráulicas – batimetría y cómputo de volúmenes de represamiento – apoyándose en los métodos de cómputo de volúmenes de movimiento de tierras vistos anteriormente. Dado que la fotogrametría, los Sistemas de Información Geográfica (SIG) y la información geoespacial satelital son, cada una, objeto de un curso propio más adelante en el currículo (Geodesia en CE2T3, Fotogrametría en CE3T1, SIG en CE3T3), este curso las introduce solo brevemente, como anticipo del conjunto más amplio de herramientas de información geoespacial que usará el ingeniero civil.

7.44.2. Objetivos Generales ↑ Volver arriba

1. Aplicar la teoría de errores y el ajuste por mínimos cuadrados para establecer redes de apoyo horizontal y vertical confiables, combinando métodos clásicos (triangulación/trilateración, nivelación trigonométrica) con el posicionamiento GNSS moderno.
2. Producir el mapeo topográfico y los modelos digitales de terreno que requiere un proyecto de obras civiles en sus etapas de factibilidad y planeamiento, incluyendo el análisis de línea de gradiente y la evaluación de rutas, e integrarlos en flujos de trabajo BIM.
3. Recolectar datos de campo mediante GNSS estático/RTK y estación total, según el requerimiento de precisión de un proyecto dado.
4. Replantear alineamientos horizontales, puntos de inflección, curvas y rasantes mediante métodos de estación total, y verificar la geometría construida contra el diseño.
5. Planificar y presupuestar una campaña de levantamiento topográfico para un proyecto de obras civiles.
6. Calcular volúmenes de movimiento de tierras y de represamiento a partir de levantamientos especializados (puentes, túneles, batimetría), y reconocer cómo la fotogrametría, los SIG y la información geoespacial satelital extienden estas técnicas.

7.44.3. Contribución a los resultados (Outcomes) ↑ Volver arriba

ABET-1) Habilidad para identificar, formular y resolver problemas complejos de ingeniería aplicando principios de ingeniería, ciencias y matemáticas. (Usage)

ABET-2) Habilidad para aplicar el diseño en ingeniería y producir soluciones que satisfagan necesidades específicas considerando la salud pública, seguridad y bienestar, así como factores globales, culturales, sociales, ambientales y económicos. (Usage)

ABET-6) Habilidad para desarrollar y conducir experimentación apropiada, analizar e interpretar datos, y utilizar el criterio de ingeniería para obtener conclusiones. (Usage)

7.44.4. Contenido ↑ Volver arriba

7.44.4.1. Mapeo Topográfico y Modelos Digitales de Terreno (30 horas) [Habilidades ABET-1,ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Ghilani and Wolf, 2015b; Schofield and Breach, 2007)

Temas

1. Representación mediante curvas de nivel e interpretación del relieve del terreno
2. Generación de Modelos Digitales de Terreno (DTM) a partir de datos de campo o GNSS
3. Elaboración de planos topográficos y convenciones cartográficas

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Generar un plano de curvas de nivel a partir de datos de levantamiento de campo [Usar]
2. Elaborar un modelo digital de terreno (DTM) a partir de un levantamiento topográfico de puntos [Evaluar]

7.44.4.2. Topografía GNSS (15 horas) [Habilidades ABET-1,ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Leick et al., 2015; Ghilani and Wolf, 2015b)

Temas

1. Principios de posicionamiento GNSS: constelaciones satelitales, señales y fuentes de error
2. Métodos de topografía GNSS estático y cinemático en tiempo real (RTK)
3. Sistemas de referencia de coordenadas y transformaciones de datum para datos GNSS

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Comparar los métodos de topografía GNSS estático y RTK, e identificar cuál se ajusta a un requisito de precisión dado [Familiarizarse]
2. Transformar coordenadas derivadas de GNSS entre datums de referencia para su uso en un proyecto local [Usar]

7.44.4.3. Replanteo de Obra (15 horas) [Habilidades ABET-2,ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Schofield and Breach, 2007; Kavanagh, 2014)

Temas

1. Métodos de replanteo para la alineación horizontal y vertical de obras civiles
2. Verificación topográfica as-built contra la geometría de diseño

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Replantear una alineación horizontal (p. ej. el eje de una vía o la esquina de una edificación) a partir de coordenadas de diseño [Usar]
2. Verificar la geometría as-built de una construcción contra las especificaciones de diseño usando datos topográficos [Evaluar]

7.44.4.4. Cómputo de Volúmenes de Movimiento de Tierras (10 horas) [Habilidades ABET-1,ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Ghilani and Wolf, 2015b; Uren and Price, 2010b)

Temas

1. Métodos de cómputo de volúmenes de corte y relleno: área media y prismoidal
2. Diagramas de masas para la planificación del balance de tierras y las distancias de acarreo

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Calcular los volúmenes de corte y relleno de un proyecto lineal de movimiento de tierras a partir de datos de secciones transversales [Usar]
2. Construir un diagrama de masas para planificar el balance de tierras y las distancias de acarreo [Usar]

7.44.5. Referencias Bibliográficas ↑ Volver arriba

Ghilani, C. D. and Wolf, P. R. (2015b). Elementary Surveying: An Introduction to Geomatics. Pearson, 14th edition.

Schofield, W. and Breach, M. (2007). Engineering Surveying. Butterworth-Heinemann, 6th edition.

Leick, A., Rapoport, L., and Tatarnikov, D. (2015). GPS Satellite Surveying. Wiley, 4th edition.

Kavanagh, B. F. (2014). Surveying: Principles and Applications. Pearson, 9th edition.

Uren, J. and Price, W. F. (2010b). Surveying for Engineers. Palgrave Macmillan, 5th edition.