INFORME TÉCNICO TOPOGRAFÍA RÍO ACONCAGUA PROYECTO CONDUCCIÓN EL ROMERAL RÍO ACONCAGUA JULIO 2020 CONTROL DE REVISIONES REV. FECHA 0 03-08-20 DESCRIPCIÓN ENVIO CLIENTE MODIFICÓ REVISÓ V.VALDIVIESO S.CARMONA APROBÓ C.RUIZ INDICE 1. 2. 3. DESCRIPCION GENERAL. ............................................................................... 1 ALCANCE DEL SERVICIO................................................................................ 2 DESARROLLO DEL TRABAJO ........................................................................ 2 3.1 CONSTRUCCIÓN DE 8 MONOLITOS .....................................................................................2 3.2 NIVELACIÓN GEOMÉTRICA DE PRECISIÓN..........................................................................3 3.3 VINCULACIÓN TOPOGRÁFICA A COORDENADAS UTM CON DATUM WGS 84 (SIRGAS) Y COTA REFERIDA AL NIVEL MEDIO DEL MAR ....................................................................................4 4. 3.4 MATERIALIZACIÓN Y MEDICIÓN DE PUNTOS DE APOYO AL VUELO RPAS. .........................5 3.5 LEVANTAMIENTO AEROFOTOGRAMÉTRICO .......................................................................7 3.5.1 Equipo utilizado .............................................................................................................7 3.5.2 Planificación ..................................................................................................................7 3.5.3 Realización de los vuelos ...............................................................................................8 3.5.4 Procesamiento y errores residuales ............................................................................10 3.6 LEVANTAMIENTO DE 166 PERFILES BATIMETRICOS..........................................................12 3.7 MEDICIÓN DE COTAS DE CÁMARAS Y CLAVE EN TUBERÍA DE COLECTOR. .......................13 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................. 14 1. DESCRIPCION GENERAL. Se solicitó realizar trabajos topográficos en un sector del río Aconcagua, los que se extienden en una zona de 8 kilómetros aproximadamente por el cauce del río. El lugar donde se emplazan los trabajos se encuentra ubicado en el kilómetro 100 de la ruta 5 Norte, comenzando aproximadamente a 1 kilómetro aguas arriba del puente Aconcagua y terminando a 7 kilómetros aguas abajo de dicho puente. En la siguiente imagen se muestra el sector donde se emplazan los trabajos: La línea de color cyan muestra la zona donde se realizaron los trabajos, además, se muestra la ubicación de los monolitos construidos en terreno. 2. ALCANCE DEL SERVICIO Los servicios topográficos solicitados para este trabajo son los siguientes: • • • • • Construcción de 8 monolitos ubicados a lo largo de la zona en estudio y separados cada 1 kilómetro aproximadamente entre ellos, construidos siguiendo las especificaciones que se encuentran en el manual de carreteras. Nivelación geométrica de precisión de los 8 monolitos construidos. Vinculación topográfica de los 8 monolitos, al sistema UTM con Datum WGS84 y cota referida al nivel medio del mar. Apoyo topográfico para la materialización de 38 marcas georreferenciadas, que se utilizaron para los puntos de control del vuelo con sistema RPAS. Levantamiento de 166 perfiles batimétricos separados a 50 metros entre ellos, distribuidos en los 8 kilómetros de la zona estudio del rio. 3. DESARROLLO DEL TRABAJO Los trabajos se ejecutaron entre el 23 de junio y 30 de julio del año 2020. En este periodo se desarrollaron todas las actividades descritas en los alcances del servicio. 3.1 CONSTRUCCIÓN DE 8 MONOLITOS Los monolitos solicitados se construyeron siguiendo las especificaciones técnicas del manual de carreteras Volumen 2, lámina 2.303.402.A. Para la ubicación de cada monolito, se realizó una propuesta en archivo KMZ de 9 posiciones, ya que, de esta manera se logró cubrir toda el área requerida con monolitos equidistantes a 1 kilómetro aproximadamente. La construcción de los monolitos se realizó en una excavación de 30 x 30 x 50 centímetros de profundidad, utilizando hormigón pre-mezclado de dosificación H-20, con moldajes de madera de pino pre-fabricada. Cada monolito quedó identificado con su nombre escrito en relieve y el punto coordenado que lo define quedó materializado en un fierro de construcción de ø16 mm empotrado en el centro del monolito, el cual, presenta una cruz en relieve en su extremo y redondeado para definir con mayor precisión el punto coordenado. Los monolitos se pintaron de color azul pacífico, que corresponde a lo especificado por la Dirección General de Aguas. 2 de 14 Las imágenes muestran el proceso con la excavación y moldaje nivelado, además, de un monolito terminado y pintado, con el punto en el centro (cruz en relieve) 3.2 NIVELACIÓN GEOMÉTRICA DE PRECISIÓN La nivelación geométrica de precisión de los monolitos construidos se realizó a partir del punto “M8”, realizando nivelaciones cerradas de ida y vuelta entre monolitos contiguos. Para esta actividad se utilizó un nivel automático, marca Wild NA2 con placa plano paralelo, de precisión a la décima de milímetro. El siguiente cuadro resume las diferencias de nivel entre cada tramo y los errores de cierre entre los tramos nivelados. TRAMO DESNIVEL COMPENSADO (m) ERROR DE CIERRE (m) M0 - M1 M1 - M2 M2 - M3 M3 - M4 M4 - M5 M5 - M6 M6 - M7 M7 - M8 -1,6630 -9,3572 -4,8668 -2,4103 -7,5268 -12,7190 -6,4987 -5,2919 0,0009 -0,0007 -0,0005 0,0017 0,0022 0,0018 0,0023 0,0009 3 de 14 3.3 VINCULACIÓN TOPOGRÁFICA A COORDENADAS UTM CON DATUM WGS 84 (SIRGAS) Y COTA REFERIDA AL NIVEL MEDIO DEL MAR Para otorgar coordenadas UTM en Datum WGS 84 se utilizó como origen del sistema el punto BN05, que corresponde a un punto coordenado de la red activa de Bienes Nacionales, ubicado en la ciudad de Valparaíso, A partir de este punto y realizando mediciones en sistema GNSS se calculó la coordenada del punto “M-8”, desde el cual se generó la red con la que se obtuvieron las coordenadas de los restantes puntos de apoyo (9 monolitos, descritos en el punto 3,1 del presente documento), Para calcular las cotas referidas al nivel medio del mar, se utilizó el Modelo Geoidal EGM 08, con el cual se calculó la cota ortométrica del punto “M-8”, Utilizando los desniveles obtenidos en la etapa de nivelación de precisión y la cota ortométrica del punto “M-8”, se calcularon las cotas de los restantes monolitos (M7 a M0), El siguiente cuadro muestra las coordenadas y cotas finales de los monolitos construidos: NOMBRE DE MONOLITO M-0 M-1 M-2 M-3 M-4 M-5 M-6 M-7 M-8 COORDENADAS NORTE (m) 6.364.362,864 6.363.948,860 6.363.611,953 6.363.546,814 6.363.979,860 6.364.480,822 6.365.094,102 6.365.813,374 6.366.567,103 ESTE (m) 303.757,881 303.008,874 302.105,104 301.161,698 300.260,082 299.360,491 298.546,670 297.852,515 297.452,174 COTA (m) 298,163 296,500 287,142 282,276 279,865 272,339 259,620 253,121 247,829 4 de 14 3.4 MATERIALIZACIÓN Y MEDICIÓN DE PUNTOS DE APOYO AL VUELO RPAS. Se materializaron 38 puntos de apoyo para el vuelo RPAS destinado a realizar el levantamiento de toda la zona en estudio. Para esta actividad se utilizaron marcas de cinta blanca dispuestas en terreno en forma de cruz, a las cuales se les dio coordenadas mediante método RTK a partir de los monolitos de apoyo. Las ubicaciones de las marcas fueron planificadas junto con la aerofotogrametría, en un archivo KMZ. Estos puntos se replantearon inicialmente con GPS navegador y posterior a esto se les dio coordenadas definitivas. La imagen muestra el tipo de marca utilizada para los puntos de apoyo al vuelo. 5 de 14 El siguiente cuadro muestra las coordenadas finales de todos los puntos de apoyo al vuelo RPAS: N° PUNTO NORTE ESTE COTA GCP1 6.364.467,16 304.120,17 300,05 GCP2 6.364.286,50 304.216,75 301,36 GCP3 6.364.321,86 303.849,99 297,85 GCP4 6.364.511,50 303.551,57 295,87 GCP5 6.364.373,20 302.997,41 294,19 GCP6 6.364.017,37 303.252,31 292,51 GCP7 6.363.843,10 302.829,27 288,29 GCP8 6.363.799,92 302.281,58 283,76 GCP9 6.363.828,31 301.768,82 283,33 GCP10 6.363.590,04 301.857,66 284,96 GCP11 6.363.567,38 301.521,81 282,86 GCP12 6.363.964,48 301.016,20 276,33 GCP13 6.364.179,36 300.671,59 273,67 GCP14 6.363.897,55 300.426,81 279,88 GCP15 6.364.173,11 300.349,97 274,37 GCP16 6.364.492,91 300.087,60 270,04 GCP17 6.364.885,35 299.987,76 267,31 GCP18 6.364.400,67 299.523,20 273,81 GCP19 6.364.686,04 299.596,65 267,47 GCP20 6.365.023,36 299.524,71 263,19 GCP21 6.365.360,03 299.485,32 262,58 GCP22 6.364.836,79 298.995,90 262,85 GCP23 6.365.124,90 298.948,05 261,36 GCP24 6.365.504,38 299.075,18 259,27 GCP25 6.365.768,45 299.059,81 258,69 GCP26 6.365.196,93 298.439,25 258,26 GCP27 6.365.426,74 298.467,44 256,64 GCP28 6.365.844,83 298.396,45 254,83 GCP29 6.366.199,52 298.635,81 253,76 GCP30 6.365.654,45 297.982,83 253,94 GCP31 6.365.957,56 298.020,62 252,34 GCP32 6.366.406,38 298.187,97 249,33 GCP33 6.366.564,59 298.166,98 249,26 GCP34 6.366.185,98 297.568,44 248,86 GCP35 6.366.536,68 297.663,05 247,26 GCP36 6.366.920,27 297.622,62 243,61 GCP37 6.367.059,48 297.767,22 242,84 GCP38 6.366.816,88 297.277,78 245,55 6 de 14 3.5 LEVANTAMIENTO AEROFOTOGRAMÉTRICO 3.5.1 Equipo utilizado Para la realización de los vuelos se utilizó un hexacóptero DJI Matrice 600 con las siguientes especificaciones: Marca: DJI Modelo: Matrice 600 Dimensiones: 152 x 166 x 76 cm Peso: 9,1 kg Máximo peso de despegue: 15.1 kg Velocidad máxima: 18 m/s Transmisión de video digital Frecuencias: 2.4 y 5.8 GHz Mientras que la cámara utilizada corresponde a una Sony a5000 con las siguientes especificaciones: Marca: Sony Modelo: A5000 (ILCE5000) Lente: Sony E mount de 16 mm Sensor: APS-C de 20,1 MP Sensibilidad ISO: 100 a 16000 Velocidad de obturación: 1/4000 a 30 segundos 3.5.2 Planificación Los vuelos fueron planificados a una altura de 100 m sobre el nivel del suelo, de forma tal de obtener imágenes con un GSD (tamaño del píxel en el suelo) de 2.65 cm. 7 de 14 Para una operación segura, se despegó desde 9 lugares distintos, de forma tal de controlar siempre el equipo a una distancia menor a 1 km del operador. De esta forma, se dividió la zona de vuelo en 9 áreas, las que fueron sobrevoladas entre 3 y 4 vuelos cada una. La planificación consideró un total de 3 jornadas, en las que se pretendió cubrir 3 zonas durante cada una. A continuación, se muestra el resultado de la división planificada, mostrado en color rojo, las 3 zonas a cubrir durante la primera jornada; en azul, las correspondientes a la segunda; y en verde, aquellas a sobrevolar durante la última jornada. Figura 1: Planificación de zonas por jornada 3.5.3 Realización de los vuelos Se realizó un total de 31 vuelos, los que por condiciones climáticas debieron efectuarse a lo largo de 4 jornadas, y en los que se capturó un total de 10.569 fotografías georreferenciadas de alta resolución. Estos fueron realizados los días comprendidos entre el 30 de junio y el 03 de julio de 2020. A continuación, se muestra la trayectoria del equipo hexacóptero, realizada durante la captura de imágenes. 8 de 14 Figura 2: Trayectoria de los vuelos A continuación, se muestra una fotografía tomadas al equipo durante la operación: Figura 3: Equipo aerofotogramétrico 9 de 14 3.5.4 Procesamiento y errores residuales Para procesar las imágenes, se utilizó el software de aerofotogrametría Pix4D Mapper. El proceso fue realizado dividiendo el levantamiento en 3 zonas (enumeradas de aguas arriba hacia aguas abajo), las que fueron procesadas por separado y luego unidos sus entregables. A continuación, se muestra el error estimado de los GCP (puntos de control en tierra) utilizados para el procesamiento de cada una de las 3 zonas. Figura 4: Precisión GCP - Zona de procesamiento 01 Figura 5: Precisión GCP - Zona de procesamiento 02 10 de 14 Figura 6: Precisión GCP - Zona de procesamiento 03 Tal y como se puede apreciar, en todas las zonas se cumple con un error RMS menor a 0.085m en la planimetría y menor a 0.06 m en la altimetría, de modo que se cumple con las tolerancias exigidas a los residuales por el Manual de Carreteras, para la escala de plano en cuestión (1:500). Figura 7: Tolerancias de restituciones aerofotogramétricas del Manual de Carreteras 11 de 14 3.6 LEVANTAMIENTO DE 166 PERFILES BATIMETRICOS. La definición de los perfiles batimétricos quedó determinada por el curso principal del agua, sin embargo, desde el perfil 130 aproximadamente se observó que el río se bifurcaba en 2 cauces similares, por tal motivo se determinó realizar la batimetría en ambos cauces por separado. Para realizar el levantamiento batimétrico de los perfiles se utilizaron como puntos de apoyos los monolitos construidos y georreferenciados para este proyecto, coordenadas indicadas en punto 3.3 del presente informe. A partir de estos puntos y utilizando sistema GNSS en modo RTK, se definieron las líneas de los perfiles y se tomaron puntos coordenados sobre el eje de las líneas, estos puntos quedaron separados entre ellos a una distancia de aproximadamente 5 metros, con la finalidad de representar gráficamente el cauce del río a la escala establecida para este proyecto. Principalmente, para tomar los puntos de los perfiles batimétricos, se utilizó un bote tipo Zodiac, el cuál fue trasladado mediante una cuerda que se encontraba anclada en ambas orillas del río y que definía la línea de cada perfil, en los sectores donde fue posible cruzar caminando, el vadeo para tomar los puntos topográficos se realizó utilizando botas de neopreno. Las imágenes muestran el levantamiento de perfiles mediante uso de bote 12 de 14 Las imágenes muestran el levantamiento de perfiles mediante vadeo del río. 3.7 MEDICIÓN DE COTAS DE CÁMARAS Y CLAVE EN TUBERÍA DE COLECTOR. Para la obtención de las cotas de las cámaras y de la clave en la salida del colector, se realizó una nivelación trigonométrica a partir del monolito “M-0”. El siguiente cuadro resume los resultados de la nivelación: NOMBRE PUNTO CÁMARA 13 CÁMARA 14 CLAVE TUBERÍA ø 1.55 m COTA (METROS) 301.22 300.98 296.66 13 de 14 Las imágenes muestran la tapa de cámara y salida de tubería de conducción. 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Podemos concluir que el trabajo se realizó en el tiempo programado para las actividades de terreno, sin embargo, los días de intensa lluvia que se presentaron en la zona, impidió que se trabajara de forma continua y se debió suspender las jornadas en 2 ocasiones, lo cual finalmente no alteró mayormente la entrega de los productos. La construcción de los monolitos se realizó de acuerdo con el requerimiento y la nivelación y cálculo de coordenadas, se realizaron respetando las precisiones definidas para este trabajo, quedando disponibles para futuros levantamientos y mediciones necesarias para diseño de obras en el sector. Finalmente, las intensas lluvias que se presentaron en el periodo en que se desarrolló el trabajo de batimetría, impidieron cumplir con los plazos programados inicialmente, ya que, cuando se realizó la programación inicial, el caudal que presentaba el río correspondía al normal de la época de invierno, sin embargo, en el periodo de ejecución de esta actividad el caudal aumentó considerablemente. 14 de 14
