I Jornada Nacional de las Cátedras de Mediciones Especiales Aplicadas a las Obras de la Ingeniería e Industria Córdoba 22 al 25 de Octubre 2013

Transcripción

1 UM Universidad de Morón, Prov. de Buenos Aires Facultad de Ingeniería - carrera de Ingeniero Agrimensor. Cátedra: Microgeodesia Nicolás M. Cafferata agrcafferata@yahoo.com.ar Ingeniero Agrimensor y Agrimensor Jefe de trabajos prácticos de la cátedra de Microgeodesia a cargo del Dr. Ing Ezequiel Pallejá Profesor adjunto regular a cargo de a cátedra Topografía II Resumen: Se parte de la base que en el ámbito de la microgeodesia el alumno, como futuro profesional, debe desarrollar conductas tendientes al trabajo minucioso, respetando los métodos, instrumental y equipos necesarios para obtener resultados satisfactorios en los trabajos encomendados. Por esto se plantea como criterio principal para el desarrollo de los trabajos prácticos la participación en forma directa, activa y creativa de los alumnos en la elaboración y desarrollo de los mismos, los que se llevan a cabo utilizando instrumental adecuado. Se expondrán a modo de ejemplo algunos de los trabajos efectuados por el curso realizando se una breve descripción de los mismos y evaluando sus resultados. Se prevé la colaboración de los alumnos en la presentación del trabajo. Abstract: It is assumed that in the microgeodesy field, the student as a potential professional, must develop behaviors aimed to work hard, in accordance to the methodology, instruments and equipment necessary to obtain satisfactory results in the entrusted work. Therefore, an straight, active and creative involvement of students is proposed as the main criterion for the preparation and development of practical class work which should be carried out with the appropriated instruments. Some of the work done by the course will be presented as examples, describing them briefly and evaluating their results. Collaboration of students is expected in the presentation of the work. 1

2 Título: Criterios empleados y resultados obtenidos en trabajos prácticos de la cátedra de Microgeodesia de la Universidad de Morón. En el presente trabajo se describen la metodología y criterios empleados para la ejecución de las prácticas de la cátedra de microgeodesia de la Universidad de Morón. El alcance del mismo es informativo. Objetivo: El objetivo fundamental de las prácticas es desarrollar en lo futuros profesionales de la agrimensura conductas tendientes al trabajo minucioso; el respeto por los métodos, instrumental y equipos. Las mismas junto al cuidadoso manejo de la información en gabinete permiten obtener los resultados buscados. Metodología: El criterio para lograr el objetivo es que las mismas se desarrollen con la participación de los alumnos en forma directa, activa y creativa. En forma directa porque los trabajos son llevados a cabo en su totalidad por los alumnos. En forma activa porque se induce (y supervisa) que todos los alumnos trabajen activamente en las tareas encomendadas. A esto se suma que las mismas se llevan adelante en un período de tiempo acotado, lo que las asemeja por ejemplo a trabajos reales en la industria. En forma creativa porque se pretende que con el problema a resolver y algunos parámetros de orientación, los alumnos planteen el método lo lleven adelante dándole la forma al trabajo e incluso le pongan el título al mismo. Algunas consideraciones: Esta presentación está basada principalmente en las experiencias obtenidas el curso del año 2013 y se complementa con el curso del año El curso 2013 se compone de 12 alumnos de los cuales tenemos cursantes de grado del 4to y 5to año y profesionales que cursan el plan de enlace para obtener el título de Ingeniero Agrimensor; en proporciones iguales. 2

3 Las prácticas a desarrollar se dividen en prácticas de medición y prácticas de gabinete. Las prácticas de medición requieren de la resolución del problema planteado utilizando el instrumental disponible para la medición y ejecutar los cálculos e informes correspondientes. Para las prácticas de gabinete consisten resolver modelados y cálculos; contando con los datos de las mediciones, mediante la utilización de software específico. Ejemplos de los trabajos realizados: Auscultación de movimientos verticales. Es un trabajo muy frecuente en nuestro medio y permite evaluar hundimientos o supresiones del terreno y estructuras. Por ejemplo ejecutando perfiles superficiales después del paso de una máquina tunelera. Para esto se realiza en el patio interno del edificio del laboratorio una nivelación sobre el piso de baldosas siguiendo la junta de dilatación y monografiando detalladamente cada punto relevado. La medición es llevada a cabo por dos grupos, uno utilizando instrumental de precisión (nivel con micrómetro de placas plano paralelas y miras de invar) y el otro utiliza un nivel convencional de 20 aumentos y miras telescópicas. Se realizan las mediciones y se calculan para obtener los primeros resultados. A estos se les agregan los datos de temperatura y hora, además se hace una descripción de las condiciones meteorológicas en general. Esta operación se repite durante el curso por lo menos en dos ocasiones mas teniendo los mismos recaudos. Finalmente se procede al análisis de la información obtenida generando una planilla de comparación y los perfiles longitudinales para graficar las tendencias del movimiento. De los resultados conseguidos se obtienen las siguientes conclusiones: 1- La 1 medición no tiene resultados fiables. Las siguientes después de la práctica de conocimiento del instrumental mejoran notablemente. 2- Es difícil obtener la consistencia buscada con el nivel convencional por lo tanto no se recomienda para este tipo de trabajos. 3- El operador debe ser el mismo durante la medición para evitar errores por apreciación. 4- Se deben extremar los recaudos en las operaciones de campo. 5- Para la auscultación de este año en particular es despreciable la variación obtenida en función de la escasa variación de la temperatura. 3

4 Medidas sub milimétricas: En esta práctica el objetivo es familiarizarse con las medidas de las décimas de milímetro y el instrumental que tiene la capacidad de registrarlas. La misma se lleva a cabo en un ambiente distendido (poco común en la práctica industrial) y se busca que el alumno perciba sensorialmente el alcance de las magnitudes buscadas. Para esto se emplea un calibre convencional y se genera en el mismo una lectura entera de, por ejemplo, 100 mm. Esta se replantea en un papel. Luego se provoca una variación de 1 o 2 décimas mediante la utilización del nonius y se compara con la replanteada anteriormente. Así se verá lo dificultoso de la medición de esta diferencia tan pequeña. Luego mediante la utilización de un calibre de pié y un nivel con micrómetro de caras plano paralelas se realiza el siguiente ejercicio. A una distancia de 2 a 3 metros se estaciona el nivel y se realiza una bisección sobre la punta de la mordaza del calibre de pié, registrándose el valor de la lectura. A continuación un alumno realiza en el calibre un desplazamiento de una cantidad de décimas reducida (1 a 3) sin dar indicación de cuál es ese valor y el operador del nivel debe detectar esta variación mediante la lectura en el micrómetro. Finalmente esta práctica que resulta más interesante hacerla que describirla se repite cambiando los operadores de ambos instrumentos, calibre y nivel. Conclusiones: Es posible tener la noción de lo que representa una décima de milímetro y de la importancia que reviste el operador en este tipo de mediciones. Mediciones mecánicas metrológicas: En la práctica de la topografía industrial suelen realizarse mediciones puntuales del orden de las décimas de precisión, en muchos casos se efectúan para suplir o suplementar mediciones metrológicas o mecánicas. Por ejemplo en equipos industriales que están en operación. La práctica consiste medir y determinar el valor de una galga mediante procedimientos de medición topográficos. Una galga es un elemento patrón utilizado en metrología que tiene una medida conocida y una estabilidad estructural que permiten considerar que el valor de la misma es la verdadera magnitud buscada. La medición se realiza por separado con dos instrumentos diferentes: a- Teodolito de lectura directa de 1 Wild T2, y b- Nivel Pentax AL320, con micrómetro de placas plano paralelas Pentax SM4 4

5 Medición con el Teodolito: se presenta la galga a una distancia de alrededor de 3 metros y se realiza la medición angular de la misma para determinar trigonométricamente su espesor. Se realizan varias observaciones y se determina la distancia entre el punto que ocupa la estación y la galga. Conclusiones: como se viene mencionando en las prácticas anteriores es de suma importancia la actuación del operador del instrumento. En los casos en que el operador realizo apreciaciones sobre la escala el resultado fue menos estable que en la medición sin apreciación. Medición con nivel y micrómetro: en este caso se utilizo como complemento un mármol rectificado. Sobre el mismo previamente nivelado se colocó la galga a medir y por diferencia de lecturas entre el lado superior de la galga y el apoyo de la misma sobre el mármol se obtiene el espesor por diferencia de lecturas. Por último se realiza con ambas metodologías la determinación del espesor de una moneda de 10 centavos. Esto se hace con la finalidad de que el alumno retenga con el transcurso de los años; a trabes de un hecho anecdótico que en ciertas circunstancias es posible determinar magnitudes muy pequeñas con métodos topográficos. Conclusiones: igual que en la medición con teodolito es de suma importancia la actuación del operador del instrumento. En los casos en que el operador realizo apreciaciones sobre la escala el resultado fue menos estable que en la medición sin apreciación. Modelado de redes micro-geodésicas: Las redes de apoyo son de fundamental importancia en todos los trabajos de la agrimensura. El caso particular de las redes de microgeodesia se utilizan por ejemplo para dar el marco de apoyo a trabajos de auscultación de una presa. Este trabajo se encuentra contemplado dentro de las prácticas de gabinete y consiste en analizar distintos casos de medición sobre redes de geometrías variadas. El modelado consiste en analizar los resultados de la red en función de los valores calculados a priori, esto tiene la finalidad de estudiar el método a ser aplicado para evitar mediciones in necesarias en el terreno apuntando a la seguridad y la economía de la campaña. La metodología del análisis se basa en aplicar el método de variación de coordenadas y los cálculos se realizan mediante un software específico que fue desarrollado para el monitoreo de presas por el Dr. Ezequiel Pallejá en el ámbito de la Secretaría de Energía. Los resultados se analizan en forma numérica y gráficamente mediante la interpretación de las elipses de error. 5

6 Modelado de deformaciones de coronamiento de presas a trabes de poligonales de precisión de lados pequeños. Podemos suponer para este caso que la poligonal a someter a la simulación se encuentra entre dos vértices o puntos de la red estudiada en el caso anterior. Esta situación es muy utilizada para la observación de movimientos de presas. Consiste en simular una poligonal de unos 15 puntos, con sus lados de longitudes muy similares y los ángulos próximos a los 180. De igual modo que en el caso anterior se trabaja con el método de variación de coordenadas y se realizan los cálculos con el software citado. Finalmente se analizan los resultados numéricos y gráficos por medio de las elipses de error. Aporte de la medición topográfica a las mediciones mecánicas de precisión: Es frecuente en la ejecución de un montaje mecánico la necesidad de determinar medidas con precisiones que exceden a las topográficas; generándose polémicas con nuestros colegas mecánicos. Esta es una práctica que roza lo elemental pero permite al alumno visualizar la importancia del método topográfico tornándolo imprescindible en los grandes montajes industriales. La practica consiste en efectuar el palpado de una superficie rectificada con un instrumento adecuado conocido como palpador que es en definitiva un micrómetro especializado para desplazarse sobre una superficie. Luego de las mediciones y análisis efectuados con este dispositivo que tiene lectura directa de centésimas de milímetro se procede a realizar una nivelación de la superficie auscultada con un nivel óptico de precisión. Finalmente se observa que la misma presenta un leve desnivel; si consideramos a la bancada como integrante de una línea de producción que contiene varias de ellas en diferentes progresivas, se concluye que no se puede determinar la continuidad del plano que conforman las bancadas o sus paralelismos sin aplicar los métodos topográficos. Programación de mediciones de un puente grúa: Hemos visto en los trabajos prácticos anteriores que es posible determinar en ciertas condiciones mediciones de magnitudes inferiores al milímetro, que se puede modelar y ensayar los métodos a emplear. En esta práctica se pretende ponderar los elementos e impedimentos geométricos y no geométricos que van a intervenir para llevar adelante nuestro cometido. 6

7 Para este se realiza una inspección ocular de un puente grúa montado en el laboratorio de nuestra universidad, se realiza el reconocimiento de los elementos a medir y se toman mediciones preliminares con el fin de evaluar las necesidades, métodos y errores a priori que tendremos en nuestro trabajo. Se prevé en cursos siguientes comenzar a ejecutar las mediciones programadas una vez salvados los obstáculos de seguridad, accesibilidad y seguros. Conclusión general de los resultados obtenidos: Como se ha visto, con pocos recursos se pueden realizar prácticas específicas de microgeodesia, logrando que el alumno se acerque a los problemas característicos de esta especialidad propia de la Agrimensura. 7