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Estructuración De Planos Topográficos Para La Construcción De La Planta De Separación De Co2 Y Acondicionamiento De Gas Natural Húmedo Amargo En El Campo De Tres Hermanos del

Activo Integral Poza Rica – Altamira. Municipio De Tamalín, Ver.

ÍNDICE:

Introducción 2Definición de la obra 2

Planteamiento del problema 3Justificación 4Objetivo general 4Objetivos específicos 4

Capítulo I. Generalidades 51.1 Localización de la obra 6 1.2 Marco teórico 7

Capítulo II. Procedimiento practico para la elaboración de planos topográficos 172.1 Recolección de datos de campo utilizando estación total 182.2 Descarga de información 182.3 Procesos para la elaboración del plano topográfico (planta) utilizando el

Civilcad 192.4 Incorporación de un perfil de terreno en un plano topográfico 212.5 Elaboración del perfil de proyecto y secciones de proyecto 222.6 Elaboración de secciones de terreno-proyecto 24

Capítulo III. Planos realizados en la obra de la planta de procesos de separación de CO2 y acondicionamiento de gas natural húmedo amargo en el campo tres hermanos 26

3.1 Rehabilitación de la plataforma de procesos y plataforma de monitoreo 273.2 Camino de acceso temporal a la plataforma del quemador 343.3 Ampliación de la plataforma de monitoreo 393.4 Estacionamiento 503.5 Camino de acceso a la planta de procesos de separación de CO2 en el campo de

tres hermanos (tres propuestas de acceso) 603.6 Camino de acceso a la plataforma de procesos 743.7 Camino de acceso a la plataforma del quemador 783.8 Plataforma del quemador 853.9 Planos adicionales 91

Bibliografía 100

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INTRODUCCIÓN.

La Estructuración De Los Planos Topográficos Para La Construcción De La Planta De Separación De Co2 Y Acondicionamiento De Gas Natural Húmedo Amargo En El Campo Tres Hermanos Del Activo Integral Poza Rica – Altamira, consiste en primera instancia en la elaboración de planos mediante un análisis topográfico detallado de la zona con el fin de proporcionar una guía de construcción para la ubicación de toda la infraestructura requerida para la planta de Co2.

Mediante el primer capítulo se explica brevemente el significado de la topografía y de cómo es que está se puede aplicar. Además se proporciona definiciones o conceptos sintetizados de los términos que usualmente son aplicados en el dibujo, y se hace referencia de las normas o reglamentos que definen la configuración de los diseños, el control y finiquitado de las obras ya sean caminos, plataformas o edificaciones.

En el segundo capítulo se da una explicación de cómo elaborar de forma generalizada la estructuración de los planos topográficos utilizando el programa especializado de dibujo Autocad y la herramienta Civilcad, este ultimo generalmente se aplica para la topografía y el diseño de caminos y plataformas, entre otras.

Para el tercer capítulo se muestra la recopilación de los planos generados para la construcción de la Planta De Separación De Co2 de Tres Hermanos, reflejando de esta manera que la información expresada sirva de base a las personas que se interesen en desarrollar proyectos similares.

DEFINICIÓN DE LA OBRA.

La Planta de separación de CO2 es una instalación que efectúa la compresión del gas natural que se le suministra, mediante el pre-tratamiento y la separación del CO2, con el uso de membranas y el acondicionamiento del gas, eliminando el H2S y la deshidratación del gas, cumpliendo con los parámetros de calidad requeridos para su entrega a PEMEX “Gas y Petroquímica Básica” a través del gasoducto de 48”Ø Cactus-San Fernando; siendo los condensados recuperados para ser enviados a la Batería 4.

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

El problema principal de la Planta de Separación de CO2 para su completa infraestructura es que requirió de la construcción y/o rehabilitación de tres plataformas (superficies).

Estas son:

Plataforma de procesos.- En esta se encuentran todos los equipos que realizan el proceso de separación del CO2.

Plataforma de monitoreo.- En esta se encuentra un cuarto de control donde se realizara el monitoreo constante a fin de conocer y llevar un registro en tiempo real de diferentes variables para cuantificar la reducción de emisiones de contaminantes.

Plataforma del quemador.- esta es para la protección de la planta y sus trabajadores, donde se instalo una red de desfogues para efectuar el alivio de presión de los equipos, integrándola a un quemador elevado auto soportado con chimenea.

Pero además, también se requirió de la construcción de:

Un estacionamiento, Un camino de acceso principal a la Planta de Separación de CO2, Un camino de acceso a la plataforma del quemador y Un camino de acceso secundario ligado a un circuito vial entre las dos

plataformas, entre otras.

La planta para su construcción requirió de una superficie de 125 x 67 m, divididas en dos áreas denominadas plataformas de procesos y de monitoreo.

Dichas plataformas cuentan con urbanización, sistemas de drenajes segregados y cerrados: pluvial, aceitoso y sanitario, suministro de agua para servicios y potable, servicio de energía eléctrica y alumbrado general del área.

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JUSTIFICACIÓN.

Para la obra, su justificación consiste en la consideración del impulso que tienen los proyectos en la reducción de emisiones de gases contaminantes a la atmósfera mediante el protocolo de Kyoto, PEMEX Exploración y Producción en su compromiso con la preservación y mejoramiento del medio ambiente actualmente está desarrollando el proyecto del campo Tres Hermanos el cual se encuentra enfocado al esquema de Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL), contemplando recuperar el gas que actualmente se quema en el Modulo 1 y Baterías 3 y 4, a fin de llevar a cabo la separación de CO2 y acondicionar el gas combustible para su aprovechamiento, reduciendo así la emisión de contaminantes a la atmósfera que son producto de la combustión actual de gas natural.

OBJETIVO GENERAL.

Para llevar a cabo el análisis topográfico se requiere realizar todos los levantamientos topográficos necesarios que respaldaran las actividades para la construcción y/o rehabilitación de las plataformas de procesos, monitoreo y del quemador, así como la construcción de los caminos de acceso a las plataformas y la construcción de un estacionamiento, etc. con el objetivo final de elaborar Planos Topográficos de Proyecto, As-built. Y Planos con Generadores de Volumetrías de Movimientos de Tierra.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

Los Planos de Proyecto, los Planos As-built y los Planos con Generadores de Volumetrías, servirán como guía para realizar los presupuestos de los volúmenes de movimientos de tierra requeridos para la conformación de cada plataforma y de los caminos de accesos según sea su caso. A así mismo, también servirán como base para realizar los trabajos topográficos requeridos en la obra. Y sobre todo servirán para organizar los tiempos de ejecución de dichos trabajos, así mismo serán el respaldo para los cobros de las estimaciones que se generen durante todo el proceso y ejecución de la obra.

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Capítulo IGeneralidades

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1.1 Localización de la obra.

La obra se encuentra localizada en el área adjunta a la batería 4 del campo Tres Hermanos, el cual se encuentra ubicado a 38 km al norte de la Ciudad de Cerro Azul, Veracruz, con coordenadas geográficas de 21°29´01.80´´ N 97°43’59.73´´ O.

La superficie total del terreno donde se encuentra la planta de separación de CO2 es de tres hectáreas aproximadamente.

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1.2 Marco Teórico.

Con el fin de interpretar fácilmente el análisis de los planos topográficos realizados para la obra de la planta de separación de CO2 de tres hermanos se presentan algunas definiciones básicas que servirán de referencia.

Topografía.

La topografía es una ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones relativas de puntos sobre la superficie de la tierra, a través de medidas basadas en los tres elementos del espacio. Estos elementos son: distancia, dirección y elevación.

La topografía explica los procedimientos y operaciones del trabajo de campo, los métodos de cálculo o procesamiento de datos y la representación del terreno en un plano o dibujo topográfico a escala. El conjunto de operaciones necesarias para determinar las posiciones de puntos en la superficie de la tierra, tanto en planta como en altura, los cálculos correspondientes y la representación en un plano (trabajo de campo más trabajo de gabinete).

A la etapa de obtención de datos mediante levantamientos topográficos se le conoce como trabajo de campo, ya que tienen por objeto el cálculo de superficies y volúmenes, y la representación de las medidas tomadas en campo mediante perfiles y planos; es usual hablar de esas actividades como el trabajo de gabinete de la topografía. Ambas etapas constituyen las actividades topográficas.

Pueden efectuarse varias divisiones o agrupamientos de tales estudios, como base en una gran variedad de elementos distintivos. Probablemente la clasificación más sencilla es aquella que identifica tres clases principales de ellos, descritos como sigue:

Mediciones de predios: Que son aquellas asociadas al establecimiento de linderos, al cálculo de áreas de terrenos, y a la transferencia de propiedad de un propietario a otro. Los levantamientos más antiguos conocidos fueron mediciones de predios.

Estudios de ingeniería: Que comprenden las operaciones de recabar los datos necesarios para planear y proyectar una obra de ingeniería y de proporcionar el necesario control de posición y dimensiones en el sitio, de manera que el puente, edificio o carretera sean construidos en el lugar adecuado y como se proyectaron.· Levantamientos informativos: Ejemplificados por aquellos estudios gubernamentales que obtiene datos concernientes a la topografía, drenaje e instalaciones construidas por el hombre, en una gran área. Estos datos se presentan por medio de mapas y cartas topográficas.

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Mediciones topográficas.

Todas las operaciones topográficas están sujetas a las imperfecciones de los instrumentos y a los errores inherentes a su manejo. Por eso, ninguna medición topográfica es exacta. En consecuencia, la naturaleza y magnitud de los errores del trabajo topográfico deberán ser bien comprendidas si se desea asegurar buenos resultados.

Obviamente, hay varios grados de precisión posible en cualquier medición. Así la distancia entre dos esquinas de una cerca puede ser estimada a ojo, medida a pasos, con estadía, o con cinta. Cada uno de estos métodos puede ser el mejor para un propósito dado ya que, por lo regular, constituye una pérdida de tiempo y dinero obtener una exactitud innecesaria.

Por otra parte, si las mediciones no son lo bastante precisas, el resultado es un trabajo defectuoso. El mejor topógrafo no es aquel que realiza las mediciones más precisas, sino el que es capaz de seleccionar y aplicar el grado apropiado de precisión que se requiere para el propósito.

Tipos de levantamientos:

Topográficos.- son aquellos que por abarcar superficies reducidas puede despreciarse la curvatura de la tierra, sin error aparente. Geodésicos.- son levantamientos en grandes extensiones que hacen necesario considerar la curvatura de la tierra.

Para los levantamientos geodésicos se requiere un estudio especial al cual se dedica la geodesia. En cambio para los levantamientos topográficos son los más comunes y estos son los que se aplicaron para los trabajos de la planta de separación de co2 de tres hermanos.

Triangulación.

La triangulación es un medio de control para los levantamientos de superficies. Este procedimiento consiste en cubrir la zona que se trata de levantar con redes o cadenas de triángulos.

Poligonal.

Una poligonal consiste básicamente en una serie de líneas, cuyas longitudes y direcciones se miden, que conectan puntos cuyas posiciones van a determinarse. Indudablemente, la medición de poligonales o poligonación es la ejecución más común en los levantamientos locales de control horizontal. El trayecto de una poligonal puede

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adaptarse a las condiciones en las que se encuentre el terreno accidentado, boscoso o pantanoso, así como edificios grandes y zonas de transito pesado que pudiera hallarse en la ruta seleccionada. Los conceptos de la poligonación se emplean en la mayoría de los trabajos topográficos.

El control horizontal se establece con mayor frecuencia mediante poligonales, sobre todo en levantamientos de limitada extensión y cuando los puntos cuyas posiciones se requieren quedan sobre un trayecto accidentado.

Sin embargo, la disponibilidad del equipo electrónico para la medición precisa de distancia ha disminuido considerablemente la superioridad que tenia la triangulación respecto a la poligonación, y ha dado gran ímpetu al desarrollo de la trilateración. Por lo tanto, la elección del método para extender el control horizontal no depende solo de la exactitud requerida. Las poligonales se clasifican e identifican de varias maneras: por los métodos y equipos empleados, por la calidad de resultados, por el propósito al que sirven y por la configuración de las líneas de liga.

La forma geométrica o configuración de una poligonal es uno de los criterios más comunes, aunque no siempre el más ilustrativo, de clasificarlas. Sin embargo por lo regular, una poligonal se identifica como cerrada o abierta.

Poligonal cerrada: Es la que comienza y termina en el mismo punto o en puntos cuyas posiciones horizontales se conocen.

Poligonal abierta: Comienza en un punto de posición conocida o supuesta y termina en una estación cuya posición horizontal relativa se desconoce. En tal caso, no es posible calcular el cierre en posición y, por ende, no puede valorarse la verdadera calidad de la poligonación. Con frecuencia se utilizan poligonales de este tipo en el estudio preliminar de una carretera.

Replanteo.

Es la materialización en el espacio, de forma adecuada e inequívoca, de los puntos básicos que definen gráficamente un proyecto. Definimos como proyecto como el conjunto de documentos escritos, numéricos y gráficos, que se utilizan para la construcción de una obra de ingeniería. Estos puntos básicos son los mismos necesarios para definir el elemento a replantear. A su vez, este elemento puede estar compuesto por determinadas figuras geométricas que quedaran definidos por estos puntos básicos.

El replanteo en si, es la operación inversa del levantamiento. Mientras en este tomamos datos del terreno para confeccionar un plano, en el replanteo tomamos datos del plano para situarlos sobre el terreno. Se puede decir que la finalidad de un replanteo es localizar sobre el terreno aquellos elementos a construir y controlarlos hasta su terminación.

También en la topografía se entiende por replanteo a los trabajos necesarios para reponer un punto que ya estuvo situado en el terreno.

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Curvas de nivel.

La principal característica de un plano topográfico es que representa por algún medio, la forma y elevación del terreno. El medio más común de representar el relieve del terreno son las curvas de nivel.

Las curvas de nivel son las características más comunes en un plano topográfico, ya que representa la configuración de la superficie terrestre. Se han empleado varios medios para expresar la topografía, pero el más importante son las curvas de nivel.

Una curva de nivel, es una línea que une puntos con la misma elevación. Puede considerarse como la traza de la intersección de una superficie de nivel con el terreno. El intervalo entre curvas de nivel o equidistancia es la distancia vertical, o desnivel entre dos curvas adyacentes.

Para expresar la localización vertical de detalles terrestres mediante curvas de nivel, lo proporcionan las mareas. Para los planos topográficos, el nivel medio del mar proporciona la elevación de referencia.

Cota de proyecto.

Corresponde a la distancia vertical que existe desde el plano de referencia hasta la rasante o línea de proyecto.

Altimetría.

Rama de la topografía. Ciencia que considera las alturas o diferencias de altitud o nivel y las representa por medio de la llamada altura.Rasante o línea de proyecto: corresponde a la línea de contacto del elemento incorporado al terreno.

Perfil longitudinal.

Es la representación gráfica de la intersección del terreno con un plano vertical que contiene al eje longitudinal de nivelación, con esto se obtiene la forma altimétrica del terreno a la largo de la mencionada línea. Conviene usar para el trazado de un perfil el registro por cota instrumental ya que contiene un porcentaje muy alto de puntos intermedios. El dibujo en el plano se debe realizar a distintas escalas en los ejes verticales y horizontales, ya que las distancias horizontales deben ser dibujadas a escalas más producidas.

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Secciones trasversales.

Es la representación gráfica de la intersección del terreno con un plano vertical perpendicular al eje longitudinal, este se realiza en cada uno de los puntos que definen al perfil longitudinal. Estos perfiles se dibujan usando la misma escala para el eje vertical como horizontal.

La configuración del terreno se puede obtener mediante secciones transversales apoyadas en una poligonal que permite conocer los puntos de cota cerrada o la cota de los puntos de influencia en el perfil de la sección o sea aquellos que determina el relieve del terreno.En la nivelación para la cubicación de terracerías se presenta algunos casos generales cuando se trata de tomar medidas en el campo para determinar los volúmenes de las tercerías.

Excavación hasta una superficie de proyecto. Cuando el terreno se va a cortar o a rellenar hasta una superficie predeterminada, por ejemplo, para nivelar un terreno. Se pueden tomar secciones transversales a distancias cortas. Cuando se fija la rasante de la superficie terminada, se conoce el corte o terraplén en cada estación, y se puede calcular el volumen de la terracería.

Excavación de cajeo (cepas). El cajeo se realiza, por ejemplo, cuando se trata de instalar una tubería subterránea. Se hace una nivelación a lo largo de la línea propuesta. Cuando se ha fijado la rasante del fondo de la caja, se puede calcular el corte en cada estación. Cuando en las anchuras necesarias en el terreno y el fondo y su profundidad conocidas en cada estación, se puede calcular el volumen de la excavación.

Secciones transversales para préstamos. Se trata de excavar una masa irregular de volumen desconocido en un lugar determinado, como, por ejemplo, para extraer material para un terraplén donde no se pueden obtener datos suficientes para calcular el volumen tomando secciones transversales del lugar antes y después de que se ha extraído el material. Generalmente se estaca una línea a los costados, y se trazan líneas transversales a intervalos regulares (estaciones). Se nivelan estas líneas transversales. Cuando se ha extraído el material, se vuelven a nivelar las líneas transversales. La diferencia entre la sección original y la final muestra el área cortada en cada línea transversal, con la que se determina el volumen.

Secciones transversales para caminos o canales. Se debe: excavar o terraplenar hasta una rasante dada a lo largo de una ruta como una carretera, ferrocarril, o canal, y, además, su sección trasversal debe tener una forma prescrita.

Secciones transversales para estudios preliminares. A menudo da se hacen trazos preliminares para plataformas, carreteras, ferrocarriles, y canales; estos trazos consisten en poligonales a lo largo de la ruta propuesta, las estaciones se marcan con estacas cada 20 m. Las elevaciones de las estaciones se determinan luego haciendo la nivelación para obtener el perfil. Para obtener datos para los estudios y para estimar los volúmenes de las terracerías, es costumbre determinar la forma del terreno a ambos lados de la poligonal,




haciendo nivelaciones en Líneas transversales en ángulo recto a la poligonal, generalmente en cada estacado.

Los taludes laterales son superficies planas de derivé constante para un material dado de la excavación. Los taludes laterales se bajan (como 2: 1) en función de las unidades medidas horizontalmente (como 2 m) a una unidad medida verticalmente (como 1 m).

Antes de empezar la construcción, se toman secciones transversal sales definitivas, y se clavan a los lados de cada estaca central, estacas que marcan la intersección de los taludes laterales con el terreno natural a las que se les llama ceros.

Acotado.

Las medidas en la técnica de los planos se llaman cotas, por ejemplo, el ancho de una pared es una cota.

A la operación de indicar cotas en un plano se llama acotar. Pues bien, el acotado de los planos se hace por medio de cifras y unas líneas denominadas de cota que complementan otras que se le llaman referencia. Las dos rectas que unen los extremos de la línea acotada y puntas de flecha de la línea de cota son las líneas de referencia. Un tercer tipo de líneas de cota, es el adoptado por medio de puntos.

Cuando se trata de una cota interior, siempre es posible y no puede dar lugar a confusiones, se utilizan como líneas de referencia las perpendiculares del plano a la línea que se acota o que limitan la distancia acotada. En caso de encontrarse con distancias muy pequeñas donde la línea de cota resulta excesivamente corta o para trazar las puntas de flecha y escribir cifras, se pueden emplear líneas de referencia o acotar con una sola línea.

La unidad de medida en que se expresan las cotas es común emplear metros o centímetros.




Escalas.

Una escala es la relación matemática que existe entre la realidad y el dibujo que de ella se hace sobre un plano. Normalmente tienen la apariencia de 1:1000 o 1/1000 que en este caso, quiere decir que 1000 unidades lineales de la realidad en el plano o mapa están representadas como una sola. Estas unidades pueden ser de cualquier magnitud de longitud: metros, kilómetros, millas, etc. Es decir, dos centímetros lineales son 2,000 centímetros en la realidad (1000 x 2), es decir 1000 metros o 1 kilometro.

En la siguiente tabla se muestra las escalas de los planos más utilizados con sus longitudes horizontales respectivas y así mismo se indican los tamaños de textos y títulos (respaldando esta información con la P.1.000.06:1998 Estructuración de Planos y Documentos Técnicos de Ingeniería):

ESCALA DE PLANO

LONG. DE PLANO

TEXTO TITULOS

50 45 0.08 0.16

75 67.5 0.12 0.24

100 90 0.16 0.32

125 112.5 0.2 0.4

150 135 0.24 0.48

200 180 0.32 0.64

250 225 0.4 0.8

300 270 0.48 0.96

400 360 0.64 1.28

500 450 0.8 1.6

750 675 1.2 2.4

1000 900 1.6 3.2

1250 1125 2 4

1500 1350 2.4 4.8

2000 1800 3.2 6.4

2500 2250 4 8

3000 2700 4.8 9.6

4000 3600 6.4 12.8

5000 4500 8 16

7500 6750 12 24

10000 9000 16 32

12500 11250 20 40

15000 13500 24 48

20000 18000 32 64

25000 22500 40 80




Volumen de Corte.

Corresponde al volumen del material que se debe extraer o sacar para materializar un determinado proyecto.

Volumen de Terraplén.

Volumen del material que se debe rellenar para materializar un determinado proyecto.

La fórmula utilizada para la determinación de los volúmenes a través de las secciones trasversales es la siguiente:

V=(A 1+A2)

2x (DIST .2−DIST .1)

Donde:

V = Es el volumen en m3.A1 = Es el área de estación 1 en m2.A2 = Es el área de estación 2 en m2.DIST. 2 = Distancia de la estación 2. DIST. 1 = Distancia de la estación 1.

Coordenadas UTM.

Las coordenadas UTM son el sistema de Coordenadas (Universal Transverse Mercator, UTM) es un sistema de coordenadas basado en la proyección cartográfica transversa de Mercator. Hoy en día existen diversos equipos especializados en proporcionar las coordenadas UTM.

Croquis de localización.

Un croquis es un dibujo que esboza una imagen o una idea, confeccionado con instrumentos de dibujo o copiado de un modelo.

Croquis de localización es un dibujo que refiere a un diseño hecho sin detalles ni grandes precisiones. Por lo general se trata de un diseño ligero de la ubicación de un lugar.

Planos De Planta

Se puede definir un plano de planta, como el dibujo de un conjunto de dependencias con que consta una obra cualquiera. Todas ellas situadas en el mismo nivel.

Planos de Proyecto.

Expresan de una forma gráfica las transformaciones que se pretenden realizar en el proyecto. Deben expresar la arquitectura e ingeniería del proyecto, a la que se ha llegado como consecuencia del proceso de diseño.




Deben contener información suficiente como para poder ejecutar el proyecto sólo con ellos; Deben quedar bien claros los factores y condicionantes que van a afectar al proyecto; Deben indicar la flexibilidad de las soluciones que se han adoptado, y las posibilidades de ampliación; Deben reflejar la situación del área circundante.

Los planos de proyecto también deben servir para:

1. Que cualquier técnico similar al proyectista pueda comprender la transformación que se proyecta.

2. Que los instaladores y contratistas puedan realizar su trabajo.

3. Que puedan medirse y presupuestarse las distintas unidades de obra que componen el proyecto para calcular el presupuesto.

4. Deben quedar como documentos representativos de las obras a instalaciones realizadas tanto en sus elementos vistos como ocultos, con el fin de conservar y mantener esos elementos, y conocer también su ubicación para posibles ampliaciones.

Planos As-built.

La obra ejecutada difícilmente será idéntica a la proyectada. La mayor parte de los cambios que experimentan las obras durante su construcción obedecen a condicionantes imprevistos o desconocidos.

Es conveniente que, a lo largo de la ejecución de las obras, se vayan reflejando documentalmente todas las variaciones efectuadas de forma que al final de la construcción dispongamos de un proyecto que recoja el conjunto de las obras realmente desarrolladas.

Se Denominara plano As-built al plano que refleja exactamente una obra ya construida.

Normatividad de las Dependencias.

Especificación 3.102.01 (anterior 3.108.01). Trazo y niveles.

Especificaciones P.1.0000.06. (Estructuración de planos y documentos técnicos de ingeniería). Norma de PEMEX.

Los planos deben cumplir con los requisitos establecidos de forma, código de identificación, responsables, etc. Dichas especificaciones se encuentran Indicados en esta norma.

NRF-030-PEMEX-2006: Diseño, Construcción, Inspección Y Mantenimiento De Ductos Terrestres Para Transporte Y Recolección De Hidrocarburos.




NRF-038-PEMEX-2005: Caminos De Acceso A Instalaciones Petroleras.

Este documento cubre los requisitos y especificaciones que se deben tomar en cuenta en su propuesta técnica en cualquiera o todas de las siguientes etapas diseño, construcción, mantenimiento. Referente a los caminos de acceso a instalaciones petroleras; comprende entre otros lo relativo a levantamientos topográficos, estudios hidrológicos y geotécnicos, construcción de terracerías, obras de drenaje y pavimentación. Esta norma no incluye caminos regulados por la SCT y brechas.

Manual Para El Diseño De Carreteras Pavimentadas De Bajo Volumen De Tránsito.

Este manual es de aplicación obligatoria por las autoridades competentes, según corresponda, en todo el territorio nacional para los proyectos de vialidad de uso público. También, por razones de seguridad vial, todos los proyectos viales de carácter privado deberán en lo aplicable ceñirse como mínimo a la normativa de este manual.

Manual de Diseño Geométrico de Vialidades.

Este documento tiene el fin de orientar y auxiliar a las instituciones responsables a nivel central, estatal y municipal en las tareas inherentes a los procesos de solución de los problemas de transporte urbano en las ciudades medias mexicanas.

AutoCAD.

AutoCAD es un programa de diseño asistido por computadora para dibujo en dos y tres dimensiones. Actualmente es desarrollado y comercializado por la empresa Autodesk. El término AutoCAD surge como creación de la compañía Autodesk, teniendo su primera aparición en 1982. AutoCAD es un software reconocido a nivel internacional por sus amplias capacidades de edición, que hacen posible el dibujo digital de planos de edificios o la recreación de imágenes en 3D.

AutoCAD es uno de los programas más usados, elegido por arquitectos, Ingenieros y diseñadores industriales. Desglosando su nombre, se encuentra que Auto hace referencia a la empresa creadora del software, Autodesk y CAD a Diseño Asistido por Computadora (por sus siglas en inglés).

Civilcad.

CivilCAD de ARQCOM es el módulo diseñado para crear funciones adicionales que automatizan y simplifican las tareas dentro de AutoCAD, que contiene extensa ayuda y rutinas útiles para anotación automática de datos en líneas y arcos, generación de cuadros de construcción de polígonos y de curvas, reportes de puntos geométricos, memorias descriptivas y técnicas, resumen de áreas, generación automática de perfiles, secciones, curvas de nivel, cálculo de volúmenes en vialidades y plataformas, dibujo de polígonos, curvas y muchas utilerías. Cubriendo así diversas necesidades del profesional de la Ingeniería Civil y Topografía.




Capítulo II

Procedimiento practico para la elaboración de planos topográficos.




2.1. Recolección de datos de campo utilizando estación total.

Para iniciar los trabajos de campo, lo primero que se realiza es el reconocimiento visual del área para a si poder programar la secuencia de los levantamientos, según la prioridad del arranque de la obra. Se recomienda el uso de la estación total como equipo topográfico a utilizar debido la eficiencia y practicidad.

Se ubican estratégicamente mojoneras de inicio con coordenadas UTM (Sistema NAD 27 Región 14, la correspondiente a México), estas se pueden asignar con equipos especializados como los GPS de mano o GPS más complejos.

Los GPS de mano brindan precisiones variables alrededor de ±10 m. de precisión según la captación de satélites de la zona; los GPS especializados brindan una mejor precisión hasta milímetros, según el tipo de equipo utilizado y el tiempo de espera en recabar la señal de los satélites.

Se realiza un levantamiento topográfico general a detalle con estación total de toda la propiedad donde se construirá la obra, dicha información (nube de puntos) se debe de recolectar a distancias de 20 metros entre punto y punto, formando una retícula de 20 m. por 20 m., en ocasiones se reduce la separación de los puntos y esto va a depender de las condiciones en las que se encuentra el terreno, del tipo de actividad que se realizara o por criterio propio del topógrafo.

2.2. Descarga de información.

Ya recolectada la información se procede a realizar los trabajos de gabinete, se procede mediante la descarga de la información de la estación total con un programa especializado de descarga, este software en ocasiones viene incluido en el equipo o simplemente se puede descarga de la internet.

El archivo descargado se guarda en el formato del block de notas delimitado por tabulaciones.




2.3. Procesos para la elaboración del plano topográfico (planta) utilizando el Civilcad.

Se utiliza el programa de dibujo profesional llamado Autocad y su herramienta compatible llamado Civilcad, con este último es posible incorporar el archivo que contiene la información del levantamiento topográfico (puntos de terreno natural) de la siguiente forma:

Se inserta la nube de puntos mediante la importación de puntos de terreno con el comando –IMPUNTO, donde se configura el tipo de archivo usualmente utilizado en el levantamiento y compatible al modo de obtención de datos (número de puntos o nombre, Y, X y Z).

Ya obtenida la nube de puntos, se procesa la información utilizando poli-líneas para representar e identificar claramente la propiedad con sus lienzos o linderos, escurrideros, caminos existentes, polígonos de parcelas, casas, propiedades colindantes, plataformas, pozos, presas, taludes, etc.

El resultado del proceso de identificación del levantamiento topográfico se denominara planta topográfica. Es muy importante que el topógrafo verifique la planta topografía obtenida por el dibujante o proyectista para que se compare con la información anotada en el reporte topográfico del topógrafo, de esta forma así se corregirán los errores del dibujó.

Se prosigue primero con las triangulaciones, ya que son la base para calcular por interpolación los datos necesarios para obtener las curvas de nivel, el perfil o el cálculo de secciones y volúmenes. Y para esto se utiliza el comando de –TRIANGT para unir los puntos de terreno (X, Y y Z) por medio de triangulaciones. El proceso de generación de triangulación es automático, solo se tiene que configurar la separación máxima de las dimensiones en la que se generaran los triángulos.

Para generar dicha triangulación, la distancia más común es de 20 metros, pero también puede reducirse o aumentarte conforme a la separación de los puntos levantados. Los triángulos se configuran con ángulos internos igual a cero, pero va a depender de la precisión de los trabajos realizados.

Posteriormente se corrige la triangulación con el comando –INVTRI para modificar el orden y sentido de la triangulación, ya que el CIVILCAD arroja la triangulación cruda. Esta se debe adecuar a la configuración topográfica real del terreno, un apoyo claro puede ser la evidencia fotográfica, el reporte de campo del topógrafo, la misma planta topográfica dibujada previamente y en algunas ocasiones se puede analizar las triangulaciones de manera tridimensional con el Autocad según sea el criterio del dibujante o proyectista.




Las curvas de nivel se generan con el comando –CURVNIVT, estas se dibujan con segmentos rectos individuales (líneas) o con poli-líneas, en cuyo caso es posible especificar el factor de curvatura de cada segmento que puede ser desde 1 hasta 10. Esto dependerá según el tipo detalle que se requiere para el plano topográfico. Las curvas de nivel son generadas para complementar la información del proyecto.

Seguidamente se anotaran las elevaciones respectivas a las curvas de nivel con el comando –ANOTCURV, la configuración del tamaño de la letra dependerá de la escala a utilizar en el plano topográfico.

Con el comando –RETUTM se obtiene la retícula UTM y su configuración (la separación entre las coordenadas “X” y “Y”) dependerá de la escala del plano, por ejemplo: si se utiliza un plano con escala de 1:1000 la separación de la retícula será de 100 m. y si es una escala de 1:500 la separación será de 50 m., así respectivamente. Previamente se tiene que definir la altura de texto de acuerdo a la escala de impresión del plano.

Se introducen los cuadros de construcción mediante el comando –CUADCON, estos se utilizan para delimitar polígonos de propiedad, plataformas, ejes proyecto. Trazos, etc. La función es proporcionar los vértices con sus coordenadas UTM (distancia, rumbo, coordenadas X, Y, y Z) según la información que se desee presentar en el plano topográfico. En el caso de que un eje de proyecto contenga varias curvas se utiliza el comando –CUADCURV el cual genera automáticamente su información respectiva.

Se incorpora un croquis de localización para ubicar fácilmente el lugar (región, comunidad, etc.) donde se realizara la obra, para esto se requiere un ortomapa de la zona, de donde se obtendrá dicha información.

Con los puntos anteriormente mencionados, estos tendrán que acomodarse de tal forma que en conjunto formen un plano general (planta topográfica), en esta planta se anotan los datos requeridos del lugar, del proyecto u obra, y se indica el norte magnético. Así mismo, se agregan las simbologías de identificación y las notas utilizadas en la planta topográfica.

Para la elaboración del formato del plano se siguen las especificaciones de elaboración de la norma P.1.0000.06. Establecidas por la dependencia Pemex.




2.4. Incorporación de un perfil de terreno en un plano topográfico.

En la incorporación de un perfil de terreno en un plano topográfico se requiere tener la planta topográfica definida, junto con las triangulaciones de los puntos (X, Y, y Z) para que así el CIVILCAD pueda calcular por interpolación los datos necesarios para obtener los perfil.

Se utiliza el mismo proceso anteriormente descrito para generar las triangulaciones y su depurado.

Para obtener el perfil del terreno lo primero que se tiene que hacer es definir un eje de proyecto. Se tomara como ejemplo la representación del eje del centro de un camino.

Generalmente se traza un poli-línea al centro del camino y cuando se utiliza el comando –ESTACION, se marcaran estaciones en el eje de proyecto (eje de camino), ya sea a intervalos regulares, en puntos seleccionados o por distancia a la estación inicial. (Si se cuenta con un eje de proyecto muy corto, se recomienda utilizar intervalos de separación más cerradas).

Para generar el perfil se utiliza el comando –PERF, con este comando se obtiene la representación del eje del camino. El perfil generado se le representar con escalas verticales y horizontales 1:1(1000:1000) y 1:100 (1000:100), según la longitud del eje de proyecto o lo accidentado que puede estar el terreno natural es como se representa.

Posteriormente, con el comando –RETPERF se genera la retícula del perfil y es aquí donde se debe configurar la separación de las estaciones del perfil de acuerdo a la separación de las estaciones marcadas en el eje de proyecto. En el perfil generado aparece el kilometraje total del eje de proyecto y su respectiva elevación del terreno natural, cabe mencionar que el perfil se puede editar conforme al criterio propio según lo que se quiere representar.

Este perfil se colocara en la parte inferior de la planta topográfica y para el plano se seguirá el formato de las especificaciones de elaboración de la norma P.1.0000.06. Establecidas por la dependencia Pemex.




2.5. Elaboración del perfil de proyecto y secciones de proyecto.

Para este caso se tomara como ejemplo la construcción de un camino nuevo (camino de proyecto).

Se debe de realizar los siguientes pasos ya descritos en el apartado 2.3.:

La unión de los puntos (X, Y y Z) por medio de Triangulaciones procesadas (códigos con la misma leyenda).

Tener la propuesta del eje de proyecto para la construcción del camino. (En la elaboración del eje de proyecto de un camino se debe de seguir por normatividad los requisitos y especificaciones de diseño para las curvas horizontales.)

La marcación de las estaciones en el eje de proyecto.

La obtención del perfil del terreno.

Al dibujar el perfil de proyecto se utiliza el comando –PERFPRO tomando como referencia el perfil de terreno para así Facilitar el dibujo y diseño de perfil de proyecto.

El perfil de proyecto define la elevación de las rasantes o sub-rasantes de proyecto. El programa calcula la elevación inicial y final de rasantes del perfil si ya están definidas o condicionadas, en caso contrario utiliza como referencia la elevación inicial y final del perfil de terreno.

Se puede conocer la elevación de rasantes en cualquier punto sobre el eje, donde se utiliza el comando –ANOTPERF. Y para conocer y anotar la pendiente se utiliza el comando –ANOTPEND.

En la elaboración del perfil de proyecto para un camino también se debe cumplir por normatividad con los requisitos y especificaciones de diseño de las curvas verticales .

Para el diseño de curvas horizontales y verticales se utiliza el MODULO DE CARRETERAS SCT de Civilcad.

Al hacer los pasos anteriores, se pueden generar las secciones transversales de proyecto utilizando el comando –SECVOL, donde este solicita la selección del perfil de terreno y proyecto para alimentar los datos y opciones para que así se pueda calcular las áreas y volúmenes de corte y terraplén, capas, elevación de terreno y rasante en cada estación, también anota las pendientes, distancias, puntos de comienzo, inflexión y terminación de curvas verticales, además se puede generar un archivo resumen con los datos obtenidos.




Al terminar la edición de las secciones el programa arroja automáticamente las secciones de proyecto y además a los perfiles de terreno-proyecto les genera al mismo tiempo la retícula con todos los datos obtenidos.

Para la elaboración del plano de proyecto se seguirán los pasos del apartado 2.3.

El perfil de terreno-proyecto será acomodado en la parte inferior de la planta topográfica.

Las secciones serán acomodadas en un plano de secciones topográficas, la escala del plano dependerá del acomodo final de las secciones; se le incorporara una tabla de volúmenes en la que se expresara el cadenamiento de cada sección, sus áreas y volúmenes respectivos, dichos datos se obtendrán del archivo resumen obtenido previamente. El plano también contendrá la simbología utilizada en las secciones, sus notas respectivas y tendrá un croquis de localización idéntico al utilizado en el plano de la planta topográfica.

Se seguirá el formato de las especificaciones de elaboración de la norma P.1.0000.06. Establecidas por la dependencia Pemex.

Con el método descrito anteriormente generalmente es utilizado para el desarrollo de planos de proyecto.




2.6. Elaboración de secciones de terreno-proyecto.

Para este caso se tomara como ejemplo el proceso de terraplenado o de corte de una plataforma terrestre.

En la construcción de una plataforma terrestre normalmente se lleva a cabo el control de movimientos de tierra, mediante los trabajos de supervisión topográfica. Para esto es necesario realizar un levantamiento topográfico con estación total, antes de iniciar los trabajos y posteriormente se debe de hacer otro levantamiento topográfico después de que se haya hecho el corte o el terraplenado según sea su caso.

En conclusión se debe de tener un levantamiento de los puntos de terreno natural (puntos de terreno) y además se debe de tener otro levantamiento de los puntos de terraplén o corte (puntos de proyecto).

Para la información de terreno se descarga, se inserta y se procesa en el archivo de dibujo mediante el Civilcad de la manera ya descrita en el apartado 2.3., posteriormente se tendrá que elaborar un plano de la planta topográfica con la representación de las curvas de nivel de terreno natural. Y para los puntos proyecto estos se deben de descargar en un archivo de block de notas delimitado por tabulaciones, después este archivo se inserta con el comando de –IMPUNTP donde este se configura al tipo de archivo utilizado en el levantamiento y compatible al modo de obtención de datos (numero de puntos o nombre, Y, X y Z).

La datos de proyecto se encima con los datos terreno, ya que los levantamientos tienen la misma ubicación en coordenadas, pero el Civilcad reconoce cada parámetro por separado.

Estos puntos de proyecto se procesan con la misma metodología descrita en el apartado 2.3. Pero la diferencia se presenta en la utilización de los siguientes comandos.

–TRIANGP: se utiliza para la obtención de la triangulación de proyecto.

–CURVNIVP: se utiliza para generar las curvas de nivel de proyecto.

El comando –INVTRI se usa tanto para la triangulación de terreno como para la triangulación de proyecto.

De la misma forma con el comando –ANOTCURV aplica para las curvas de nivel de terreno como de proyecto.

Ya con la información de terreno y de proyecto se procede a trazar con una poli-línea el eje de proyecto al centro de la plataforma. Seguidamente se marcan las estaciones con el comando –ESTACION con intervalos regulares, en puntos seleccionados o por distancia a




la estación inicial. (Si se cuenta con un eje de proyecto muy corto, se recomienda utilizar intervalos de separación más cerradas).

Ya con los pasos anteriores realizados se procede a utilizar el comando –SECTERP para generar automáticamente las secciones de terreno – proyecto.

Para anotar los datos de elevaciones de terreno natural, rasante, pendientes, distancias y áreas de corte o terraplén en las secciones, se utiliza el –ANOTSEC.

Y para obtener el perfil del terreno y el perfil de proyecto conjuntamente, se utiliza el comando de –SECPTVOL, el cual además de proporcionar los perfiles, este calcula y proporciona automáticamente el volumen de corte y terraplén.

Con la información obtenida se elabora el plano topográfico, solo que para este caso las curvas de nivel de proyecto serán las que se representen en el plano, así como el perfil de terreno–proyecto se colocara en la parte de debajo de la planta topográfica.

Y con las secciones topográficas se elabora el plano de secciones donde en este se indica mediante una tabulación el cálculo de volúmenes generado a partir de las áreas obtenidas en cada sección.

Se seguirá el formato de las especificaciones de elaboración de la norma P.1.0000.06. Establecidas por la dependencia Pemex.

Con el método descrito anteriormente generalmente es utilizado para el desarrollo de planos con generadores de volumetrías.


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