de la información cetenal

Transcripción

1 1977 utilización de la información cetenal en lo/ e/tudio/ para via/ terre/tre/ Eléctrica ^ :Ac.ueduKjp Venados y Los Reyej [SECRETARIA DE PROGRAMACION Y PRESUPUESTO ü as 11 w COORDINACION GENERAL DEL SISTEMA NACIONAL DE INFORMACION

2 utilización de la información cetenal en lo/e/tudio/ para via/ terre/tre/ ING. CARLOS AYALA SARIÑAN ING. JUAN M.OROZCO Y O. ING. MANUEL JARA LOPEZ COORDINADOR ING. GUSTAVO DEL RIO S.V. DIRECTOR GENERAL DE SERVICIOS TECNICOS SRIA. DE OBRAS PUBLICAS OCTUBRE 1976

3 Para el proyecto de una vía terrestre al igual que para cualquier obra de ingeniería civil que se asiente sobre o se ubique dentro de la corteza terrestre, es necesario contar con la información topográfica, geotécnica e hidrológica que permita localizar la ruta, diseñar los elementos de apoyo adecuados al terreno de cimentación, la inclinación de los taludes de los cortes o excavaciones, los ademes o estructuras de soporte de túneles o excavaciones subterráneas, el proyecto hidráulico de los puentes, el buen funcionamiento de las obras de drenaje y subdrenaje, etc. Al sistematizar la Comisión de Estudios del Territorio Nacional la producción de las cartas topográficas, geológicas, edafológicasyde uso del suelo, se proporcionó el material básico para la planeación y el proyecto de las vías terrestres en su primera etapa principalmente, o sea en la selección de rutas. La Secretaría de Obras Públicas ha hecho un uso intensivo de la información que produce CETENAL y de acuerdo con la experiencia obtenida, consideramos que se podría incrementar su utilidad con las sugerencias que se exponen a continuación. ESTUDIOS DE RUTA Cuando se utiliza el material fotogramétrico de CETENAL para el estudio de rutas, es necesario establecer en el campo, siguiendo la línea de ruta seleccionada, una poligonal de referencia que sirva de apoyo a los trabajos fotogramétricos subsecuentes para el proyecto. Debido a la baja densidad del apoyo geodésico que CETENAL establece, resulta demasiado costoso para la Secretaría ligar sus poligonales a este apoyo geodésico, por lo que se propone que mediante aerotriangulaciones, CETENAL proporcione las coordenadas de puntos característicos de las poblaciones, como el centro de la Plaza, la puerta de la iglesia principal, centros de puentes, etc. De esta manera la Secretaría podría ligar sus poligonales de apoyo, aunque sea aproximadamente, al sistema cartográfico nacional, ya que resulta muy conveniente que todos estos levantamientos queden referidos a un mismo sistema, y no basados en coordenadas arbitrarias ni en elevaciones barométricas. Debido a que la fotografía aérea es un elemento muy valioso para casi todos los estudios en los que se utilizan las Cartas, se considera 3

4 conveniente incluir en la parte posterior de cada hoja, un croquis en donde aparezcan las líneas de vuelo con la identificación de las fotografías de cada línea que cubran la totalidad de la Carta, indicando con la misma clave que se utiliza actualmente, el tipo de la fotografía ya sea blanco y negro, color o infra-rojo, con que se cuenta. Esta información es de mucha utilidad no solamente para los residentes del Distrito Federal, sino de todos los Estados de la República, pues mediante estos croquis se pueden solicitar y obtener, por cualquier medio y desde cualquier lugar, copias de las fotografías de interés, sin tener que recurrir a las Oficinas Centrales, Por otra parte, se sugiere la conveniencia de concentrar en CETENAL la información actualizada sobre cubrimientos fotográficos y control terrestre realizados tanto por Dependencias Oficiales como por Empresas Privadas, para facilitar la adquisición de esos materiales y datos para evitar duplicación de trabajos y gastos innecesarios. Esta información puede ser incluida en el Banco de Datos de CETENAL y consignarse en catálogos adecuados. ESTUDIOS GEOTECNICOS Para la realización de éstos, se parte de un estudio geológico regional, mismo que se va detallando a medida que la zona de interés se va reduciendo. De estos estudios geológicos con diferentes grados de detalle, el especialista en geotecnia obtiene la información que le sirve de base para sus análisis del comportamiento de las masas de roca y/o suelo bajo las condiciones de carga que la obra en proyecto les impondrá. Al especialista en geotecnia en general le interesará la geometría externa de la masa de roca o suelo; la geometría interna definida por las discontinuidades tales como contactos, planos de sedimentación, fracturas, diaclasas, fallas, etc., las propiedadades mecánicas de cada uno de los materiales involucrados, tales como módulo de deformabilidad, resistencia al esfuerzo cortante, compresibilidad, etc.; las propiedades hidráulicas de cada uno de los materiales y del macizo en conjunto; la existencia de aguas subterráneas y sus condiciones de flujo; la 4

5 alterabilidad o susceptibilidad al cambio con el tiempo de todas estas propiedades y, finalmente, la nueva geometría externa o interna que se obtendrá como consecuencia de la construcción de la obra. Para obtener toda la información anterior, es necesario realizar un estudio geotécnico, que puede involucrar desde el análisis de la información geológica hasta el análisis de estabilidad del terreno de cimentación de la estructura, pasando por la exploración, muestreo y prueba de muestras en el laboratorio. En estos trabajos, la información disponible hoyen día en CETENAL es de gran utilidad. La carta topográfica permite conocer el relieve de la región o sea, la geometría externa, en un área de Km 2, lo que permite una primera regionalización topográfica, muy útil en el proyecto geotécnico de Vías Terrestres pues resulta evidente que la magnitud de las excavaciones y rellenos estará en función del relieve del terreno. Además, esta carta indica la posición de los centros de población, las vías de comunicación existentes, los servicios disponibles, etc., información valiosa cuando han de programarse reconocimientos superficiales de la región. Como información adicional útil, esta misma carta topográfica indica el tipo de vegetación, la cual, en muchos de los casos, define la facilidad o dificultad de un reconocimiento terrestre, a la vez que guarda relación con el clima, tipo de rocas, etc. Probablemente la información de mayor valor para los estudios geotécnicos se encuentra en la carta geológica. Esta proporciona la geología regional y la relación entre las diferentes formaciones o accidentes geológicos. Rocas y suelos están claramente delimitados, loque reduce a un mínimo el trabajo de reconocimiento geológico regional, proporcionando al mismo tiempo un marco de referencia donde apoyar los estudios geológicos de detalle que posteriormente se realicen. En esta carta se sitúan o pueden localizarse zonas desfavorables para la ubicación de un camino, ya sea por las propiedades de los materiales o por la posición de las discontinuidades que definen la geometría interna. (P. ej. zonas de creep o zonas sedimentarias con actitud desfavorable buzando ladera abajo hacia los cortes del probable camino). Una in- 5

6 formación adicional, también de gran utilidad, es la referente a bancos de materiales existentes o explotados. De ellos, en la carta geológica aparece su ubicación y tipo de roca o suelo. Información más detallada puede obtenerse del informe de campo disponible también en CETENAL, toda vez que estos bancos son utilizados como puntos de control en los trabajos previos a la elaboración de la carta geológica. En el informe de campo se indica el procedimiento de excavación, la calidad y utilización probable. En el mismo informe de campóse incluye el origen y espesor de los suelos en todos los puntos de control. Asociando la carta topográfica con la geológica y tomando en cuenta el mapa de climas, es posible establecer un modelo regional de infiltración y flujos subterráneos, pudiendo establecer cualitativamente en qué zonas es probable que se requieran obras de subdrenaje para evitar los efectos nocivos del agua en la sección estructural del camino. Se considera que la información geológica puede complementarsesi se incluye en la parte posterior de la Carta la descripción geológica generalizada de las diferentes unidades, indicando grado de intemperismo de las rocas y potencial medio de los suelos. También podría indicarse un mayor número de puntos de verificación, de preferencia todos los que se hayan hecho y la información referente a cada uno de éstos. Asimismo, se sugiere eliminar en estas Cartas la planimetría correspondiente a linderos y otros símbolos que ya aparecen en otras Cartas, y que pueden causar cierta confusión, pues interfieren continuamente con datos de mayor interés. La carta edafológica, aunque destinada a usos agrícolas, brinda excelente información al geotécnico, especialmente en lo que respecta a tipos y espesores de suelos en zonas planas. Aunque en la carta se utiliza un sistema de clasificación diferente al usado en Mecánica de Suelos, existe un primer intento de correlación entre la clasificación edafológica y el SUCS. Consideramos que se puede mejorar la utilización de esta información si en lo sucesivo, los materiales obtenidos de los sondeos edafológicos fueran sometidos paralelamente a las pruebas de granulometría y plasticidad, para clasificarlos directamente y no mediante correlaciones. 6

7 Los informes de campo proporcionan la estratigrafía hasta los dos metros de profundidad, información útil tanto en los estudios geotécnicos de terracerías como en los estudios de cimentación de obras menores. Toda obra queda expuesta a los agentes del intemperismo, de entre ellas posiblemente las vías terrestres son las más susceptibles. Es pues importante conocer de antemano las características climatológicas de la región en la que la vía quedará alojada, a modo de diseñar las obras de protección necesarias conjuntando la información climatológica con la geológica y la de suelos. Esta información sobre precipitaciones y temperaturas se encuentra disponible en los mapas de climas, pero creemos que convendría incluir, en alguna parte de las Cartas, recomendaciones de tipo ecológico para prevenir las alteraciones que se pueden presentar en la región como erosiones y azolves por el proceso constructivo de las obras. ESTUDIOS HIDROLOGICOS PARA EL DRENAJE Los estudios de drenaje que realiza la Secretaría de Obras Públicas para garantizar el buen funcionamiento de las obras que construye, incluyen la determinación, entre otras cosas, del gasto de diseño que debe emplearse en los proyectos respectivos. Su valuación puede hacerse de diversas maneras, una de las cuales es utilizando métodos hidrológicos para la previsión de los escurrimientos. Un alto porcentaje de los problemas de drenaje que tiene la Secretaría de Obras Públicas queda circunscrito a corrientes con cuencas cuya superficie es más bien de pequeñas dimensiones, lo que motiva que las Dependencias del Gobierno Federal que tienen a su cargo el aforo de corrientes, tengan, en general, poca información hidrométrica para este tipo de cuencas. Lo anterior es causa de que los métodos hidrológicos basados exclusivamene en la información de aforos, datos que por otra parte representan el resultado final del comportamiento hidrológico de la cuenca, sean relativamente poco aplicables, quedando circunscritos únicamente a las corrientes donde se registran dichos datos. 7

8 La situación arriba descrita hacen que se utilicen ampliamente los métodos basados en la relación que existe entre la lluvia y el escurrimiento, relación que se ve fuertemente afectada por las condiciones físicas de la cuenca. Para apreciar más adecuadamente la utilización de la información que proporciona la CETENAL en la aplicación de los métodos íluvia-escurrimiento, se detallarán enseguida las características físicas de las cuencas que más influyen en dicha relación, indicando también el material CETENAL de donde pueden ser obtenidas. La Carta Topográfica, que proporciona información básica para la aplicación de los métodos hidrológicos, permite determinar, por su sistema de coordenadas geográficas, la ubicación del sitio pretendido para la construcción de la obra y también la localización de las estaciones climatológicas que se emplearán para conocer las características de la lluvia. Una vez definido el sitio de la obra puede delimitarse la cuenca trazando su parteaguas, lo que permite conocer su área. Atendiendo a la representación hidrográfica de la carta, es posible determinar la red de drenaje de la cuenca, definiendo el cauce principal, su pendiente y longitud. Otros datos útiles que proporciona esta carta son: forma, orientación, elevación y pendiente media de la cuenca, así como también longitud, número y orden de las corrientes tributarias. Información node menor importancia como es la relativa a la ubicación de cuerpos de agua naturales o artificiales, estructuras de drenaje existentes en la zona, canales, etc., puede ser obtenida con el auxilio de esta carta. La Carta Geológica además de indicar el tipo de roca regional es un auxiliar valioso para la localización de fracturas y fallas y permite también detectar la posibilidad de que existan cavernas de disolución. La Carta Edafológica, que en forma principal indica los tipos de suelos que existen en las cuencas, proporciona, si bien no de una manera directa, información de tipo cualitativo sobre las condiciones de permeabilidad de los suelos así como el grado de erosionabilidad de éstos. La Carta de Uso del Suelo muestra la cubierta vegetal, las zonas erosionadas y las desprovistas de vegetación, factores que influyen de 8

9 manera importante en la magnitud de los escurrimientos, ya que las especies vegetales, dependiendo de su tipo y densidad, suelen constituir almacenamientos de consideración, a un grado tal que lluvias ligeras pueden no producir escurrimiento alguno y las precipitaciones altas ver disminuida en grado importante su cantidad potencial de escurrimiento. La vegetación constituye también un retardo importante para el flujo superficial del agua precipitada. La información proporcionada por las tres últimas cartas, permite la estimación de los parámetros que en los métodos hidrológicos, toman en cuenta factores tales como la infiltración y la detención superficial, en la evaluación de la lluvia que produce al escurrimiento superficial, principal formador de las crecientes que se toman en cuenta en los proyectos de las obras de esta Secretaría. Los datos proporcionados por la Carta de Uso Potencial del Suelo permiten visualizar, aunque sea en forma cualitativa, si los escurrimientos que se producen en las cuencas se verán afectados en forma significativa al cambiar las condiciones del aprovechamiento actual del suelo y, en algunos casos en los que las modificaciones se juzguen importantes y a corto plazo, tomarlo en cuenta en la evaluación de los parámetros que se determinan con apoyo de las cartas geológicas, edafológicas y de uso del suelo. Cuando se requiere información más detallada sobre un área de interés más reducida, tanto para los estudios geotécnicos como para los hidrológicos, ésta puede obtenerse de las fotografías aéreas, escalas 1:70,000, 1:50,000 y 1:25,000, que también se encuentran disponibles en CETENAL. CONCLUSIONES CARTAS TOPOGRAFICAS a) Sería de suma utilidad para los trabajos que desarrolla la Secretaría de Obras Públicas, contar con las coordenadas de los puntos característicos de las Poblaciones, como el centro de la 9

10 Plaza Cívica, la puerta de la iglesia principal, los centros de puentes, etc., de manera que se pudieran ligar las poligonales de apoyo de los trabajos de localización de carreteras y vías férreas a esos puntos. Las Coordenadas geodésicas de estos puntos se estima que los podría determinar la CETENAL por medio de aerotriangulaciones durante la formación de las cartas topográficas y consignarlas en el reverso de esas cartas. b) También se estima de gran utilidad queen el reverso de las cartas topográficas, se incluyera un croquis en el que se consignen las líneas de vuelo y la identificación de las fotografías de cada línea que cubren la totalidad de la carta, ya que en esa forma se podría solicitar en forma expedita copias de las fotografías de interés, desde cualquier sitio de la República. c) El poder aprovechar la información actualizada sobre cubrimientos aerofotográficos, realizados tanto por Dependencias Oficiales como por empresas privadas, permitiría evitar la duplicación de trabajos y en muchos casos reducirlos tiempos de ejecución de los mismos, para lo cual se sugiere que esta información se incluya en el Banco de Datos de la CETENAL y pudiera consignarse en catálogos adecuados. CARTAS GEOLOGICAS a) Se estima de utilidad el poder contar en la parte posterior de la carta geológica con la descripción general de las diversas unidades, indicando el grado de intemperismo de las rocas y el potencial medio de los suelos, así como los datos referentes a todos los puntos de verificación de la información geológica. b) Se sugiere eliminar de la carta geológica la planimetría de linderos y otros símbolos que ya aparecen en la carta topográfica y que causan confusiones al interferir con datos de mayor interés. 10

11 CARTAS EDAFOLOGICAS a) Se considera de gran valorel contarcon la clasificación desuelos en el sistema SUCS hecha en forma directa a los materiales obtenidos en los sondeos, en vez de que se haga únicamente por correlación, ya que ellos permitirían una mayor precisión de esa clasificación. ASPECTOS GENERALES a) Para prevenir las alteraciones ecológicas, que en algunos casos introducen las obras en la región, se estima de gran utilidad contar en alguna de las cartas con recomendaciones de tipo ecológico. b) Se sugiere la conveniencia de revisar las prioridades de ejecución de los trabajos de CETENAL, para cubrir aquellos Estados en los que, en la actualidad y en un futuro próximo, se realizarán obras importantes de infraestructura y se abrirán nuevos terrenos al cultivo, para poder utilizar esa información oportunamente en esos proyectos. c) Se estima que sería de gran utilidad adelantar los trabajos correspondientes a la toma de fotografías aéreas para cubrir cuanto antes toda la República aún cuando la elaboración de las cartas correspondientes se difiriera, ya que los beneficios de contar con las fotografías aéreas de toda la República, debidamente apoyadas geodésicamente, serían incalculables para los usuarios de esta información. d) Nuevamente deseamos destacar el enorme valor que representa la información que ofrece la CETENAL, toda ella de gran calidad y el gran esfuerzo que ha significado llegar a los avances logrados, por lo que las observaciones anteriores sólo reflejan el interés de la Secretaría para contar con información valiosa complementaria, que estimamos se puede lograr con relativamente poco trabajo adicional. 11

12 secretaria de programación y presupuesto DETE NAL dirección general de estudios del territorio nacional EDITADO E IMPRESO EN LA DIRECCION GENERAL DE ESTUDIOS DEL TERRITORIO NACIONAL TIRAJE DE ESTA EDICION 500 EJEMPLARES MEXICO D.F. SEPTIEMBRE DE 1977 CLAVE

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