universidad central del ecuador facultad de … · 3.2 mapeo geomecÁnico de macizos rocosos...

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS, PETRÓLEOS Y

AMBIENTAL

CARRERA DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA

“ANÁLISIS COMPARATIVO DE MEDIDAS ESTRUCTURALES, APLICANDO

MÉTODOS TRADICIONALES Y TÉCNICAS FOTOGRAMÉTRICAS CON

VEHÍCULOS AÉREOS NO TRIPULADOS (UAV – LIVIANO); CASO DE

ESTUDIO: ESQUISTOS DE LA U. AGOYAN EN EL KM 7+000 DE LA VÍA

BAÑOS-PUYO”

TRABAJO DE TITULACIÓN, MODALIDAD PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN GEOLOGÍA

AUTORA: Ana Lucila Merino Ruiz

TUTOR: Ing. Alex Mauricio Mateus Mayorga, MSc.

QUITO, febrero 2017

ii

AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL

Yo, Ana Lucila Merino Ruiz en calidad de autor del trabajo de investigación: “ANÁLISIS

COMPARATIVO DE MEDIDAS ESTRUCTURALES, APLICANDO MÉTODOS

TRADICIONALES Y TÉCNICAS FOTOGRAMÉTRICAS CON VEHÍCULOS

AÉREOS NO TRIPULADOS (UAV – LIVIANO); CASO DE ESTUDIO: ESQUISTOS

DE LA U. AGOYAN EN EL KM 7+000 EN LA VÍA BAÑOS-PUYO DE LA VÍA

BAÑOS-PUYO”, autorizo a la Universidad Central del Ecuador hacer uso de todos los

contenidos que me pertenecen o parte de los que contiene esta obra, con fines

estrictamente académicos o de investigación.

Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente

autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los

artículos 5, 6, 8, 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su

Reglamento.

Asimismo, autorizo a la Universidad Central del Ecuador para que realice la digitalización

y publicación de este trabajo de investigación en el repositorio virtual, de conformidad a

lo dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior.

-----------------------------------------------------

Ana Lucila Merino Ruiz

C.C: 1720258258

[email protected]

[email protected]

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

iii



AMBIENTAL


APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DEL TUTOR

Yo, Alex Mauricio Mateus Mayorga en calidad de tutor del trabajo de titulación

“ANÁLISIS COMPARATIVO DE MEDIDAS ESTRUCTURALES, APLICANDO

MÉTODOS TRADICIONALES Y TÉCNICAS FOTOGRAMÉTRICAS CON

VEHÍCULOS AÉREOS NO TRIPULADOS (UAV – LIVIANO); CASO DE ESTUDIO:

ESQUISTOS DE LA U. AGOYAN EN EL KM 7+000 DE LA VÍA BAÑOS-PUYO”,

elaborado por la estudiante Ana Lucila Merino Ruiz de la Carrera de Ingeniería en

Geología, d e l a Facultad de Ingeniería en Geología, Minas, Petróleos y Ambiental

de la Universidad Central del Ecuador, considero que el mismo reúne los requisitos y

méritos necesarios en el campo metodológico y en el campo epistemológico, para ser

sometido a la evaluación por parte del jurado examinador que se designe, por lo que lo

APRUEBO, a fin de que trabajo investigativo sea habilitado para continuar con el

proceso de titulación determinado por la Universidad Central del Ecuador.

En la ciudad de Quito, a los 30 días del mes enero de 2017

-----------------------------------------------------

Alex Mauricio Mateus Mayorga

Ingeniero Geólogo, Master en Sistemas de Información Geográfica

C.C: 1716372519

iv



AMBIENTAL


APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DEL TRIBUNAL

El Presidente y los Miembros del Tribunal de Grado del Trabajo de Titulación

denominado “ANÁLISIS COMPARATIVO DE MEDIDAS ESTRUCTURALES,

APLICANDO MÉTODOS TRADICIONALES Y TÉCNICAS FOTOGRAMÉTRICAS

CON VEHÍCULOS AÉREOS NO TRIPULADOS (UAV – LIVIANO); CASO DE

ESTUDIO: ESQUISTOS DE LA U. AGOYAN EN EL KM 7+000 DE LA VÍA BAÑOS-

PUYO”, elaborado por Ana Lucila Merino Ruiz egresada de la Carrera de Ingeniería

en Geología, de la Facultad de Ingeniería en Geología, Minas, Petróleos y Ambiental

de la Universidad Central del Ecuador. Declaran que el presente trabajo ha sido revisado,

verificado y evaluado detenida y legalmente, por lo que califican como original y

auténtico de la autora.

En la ciudad de Quito, a los 23 días del mes febrero del 2017.

_______________________

Ing. Galo Albán. MSc

PRESIDENTE DEL TRIBUNAL DE

DEFENSA DE GRADO ORAL

____________________ ____________________

Ing. Elías Ibadango, MSc Ing. Marlon Ponce

MIEMBRO MIEMBRO

v

DEDICATORIA

A mis adorados Abuelitos Mesías Ruiz (+) y Lucila Castro, por ser tan amorosos, son

mi base y mi inspiración, a mi amada Madre Nancy Ruiz por su apoyo y amor

incondicional, a quien considero mi padre Juan Ruiz por su cariño y consejos, a mi Tía

Irene Ruiz por su respaldo absoluto, también a mis tíos y tías: Alfonso (+), Cecilia,

Rodrigo, Jaime, Alicia y Patricio. A todos y cada uno de mis primos en especial a mi

Luisfer, Majo, Alfonsito, Paulita y David, porque con su alegría y sonrisas llenaron de

felicidad mi corazón.

vi

AGRADECIMIENTO

Gracias Dios y Virgencita del Quinche.

Aborigen lo mismo que ibérica,

Entre el mar y volcán de granito,

Juventud de la Raza de América,

Somos fuerza de América en Quito.

EN EL TIEMPO Y EN EL ESPACIO TU NOMBRE SONARÁ ¡UNIVERSIDAD

CENTRAL!

Mis más sinceros agradecimientos a:

La gloriosa UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, la ilustre Facultad de

Ingeniería en Geología, Minas, Petróleos y Ambiental, en especial la prestigiosa

Escuela de Geología conformada por profesionales de calidad y calidez.

Roberto Cepeda, quien me permitió compartir su idea, fomentando una nueva

metodología para las geociencias.

Ing. Alex Mateus, por su colaboración en la realización de la presente investigación, en

calidad tutor.

Dr. Jaime Jarrín por ser un profesional intachable, un catedrático dedicado, pero sobre

todo un amigo del estudiante.

Ing. Galo Albán por creer en el estudiante, brindando confianza y permitiendo

desarrollar a metodología en el ámbito profesional.

Ing. Héctor Cepeda por compartir sus conocimientos y experiencia.

Ing. Iván Pazmiño por su apoyo y confianza.

Por supuesto a las personas más importantes, propulsores de mi bienestar y mi

educación, a mi amada madre Nancy Ruiz, mis queridos tíos Juan e Irene, a mis

adorados abuelitos y toda mi apreciada Familia.

A mis amigos/as que han sabido estar presentes en momentos muy felices y de mucho

dolor.

¡Infinitas gracias!

vii

CONTENIDO

…………………………………………pág.

RESUMEN -------------------------------------------------------------------------------------- XV

ABSTRACT ------------------------------------------------------------------------------------ XVI

1. INTRODUCCIÓN -------------------------------------------------------------------------- 1

1.1 ANTECEDENTES ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1

1.2 JUSTIFICACIÓN ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2

1.3 OBJETIVOS ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3

1.3.1 General --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3

Específicos ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3

1.4 ALCANCE ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4

1.5 UBICACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO ----------------------------------------------------------------------------------- 4

2. MARCO TEÓRICO---------------------------------------------------------------------------- 6

2.1 LEYES Y REGLAMENTOS ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 6

2.2 FOTOGRAMETRÍA ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7

Estructura obtenida del Movimiento (SFM-Structure from motion) -------------------------------------- 8

Nubes de puntos --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9

Puntos GCP -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10

Algoritmo modificado Ply2atti_ra --------------------------------------------------------------------------------- 10

Equipos ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10

2.3 GEOMECÁNICA --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12

Resistencia a la Compresión Simple -------------------------------------------------------------------------- 12

Grado de meteorización del macizo rocoso --------------------------------------------------------------- 13

viii

Tamaño de bloques----------------------------------------------------------------------------------------------- 13

Rock Quality Designation (RQD) ------------------------------------------------------------------------------ 14

Orientación --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14

Espaciamiento ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 14

Persistencia --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15

Rugosidad ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15

Abertura ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16

Relleno ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 17

Filtración de agua --------------------------------------------------------------------------------------------- 17

Calidad del macizo rocoso por el método de Bieniawski (RMR)---------------------------------- 18

METODOLOGÍA DE MAPEO GEOMECÁNICO ------------------------------------------------------------------------- 19

CONTEXTO GEOLÓGICO --------------------------------------------------------------------------------------------------- 21

División Loja ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21

Geomorfología --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22

3. PRESENTACIÓN DE INFORMACIÓN--------------------------------------------------- 24

GEOLOGÍA LOCAL ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 24

3.2 MAPEO GEOMECÁNICO DE MACIZOS ROCOSOS (MÉTODO TRADICIONAL) ------------------------------- 24

Resistencia a la Compresión simple ------------------------------------------------------------------------------ 25

Sets de discontinuidades (orientación) -------------------------------------------------------------------------- 26

Grado de meteorización --------------------------------------------------------------------------------------------- 26

Tamaño de bloques --------------------------------------------------------------------------------------------------- 27

Índice de calidad de la roca (RQD) -------------------------------------------------------------------------------- 28

Espaciamiento ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 28

Persistencia ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 29

Rugosidad ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 29

Abertura------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 30

Filtraciones de Agua ------------------------------------------------------------------------------------------------- 30

Relleno ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 31

Calidad del macizo rocoso (RMR) -------------------------------------------------------------------------------- 31

MAPEO GEOMECÁNICO CON UAV-LIVIANOS (MÉTODOS NO TRADICIONALES) -------------------------- 32

Restitución fotogramétrica ----------------------------------------------------------------------------------------- 32

Modelo tridimensional del macizo rocoso U. Agoyán ------------------------------------------------------- 33

Set de discontinuidades (Orientación) --------------------------------------------------------------------------- 33

ix

Tamaño de bloque ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 36

Índice de calidad de la roca (RQD) -------------------------------------------------------------------------------- 36

Espaciamiento ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 36

Persistencia ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 37

Rugosidad ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 37

Calidad del macizo rocoso RMR (drones) ----------------------------------------------------------------------- 38

4. COMPARACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS ----------------------------------- 40

4.1 Familia J1 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 41

4.2 Familia J2 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 42

4.3 Familia J3 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 42

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES --------------------------------------------- 46

5.1 CONCLUSIONES DE LA COMPARACIÓN GEOMÉCANICA DEL RMR CON RESPECTO A LAS TÉCNICAS FOTOGRAMÉTRICAS MEDIANTE UAVS. ------------------------------------------------------------------------------------ 46

5.1 CONCLUSIONES A LOS PROBLEMAS DE LA TOMA DE DATOS. -------------------------------------------------- 47

RECOMENDACIONES ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 49

6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ------------------------------------------------------ 50

ANEXOS ----------------------------------------------------------------------------------------- 53

ANEXO 1 ---------------------------------------------------------------------------------------- 54

Fichas petrográficas de las muestras --------------------------------------------------------------------------------------- 54

ANEXO 2 ---------------------------------------------------------------------------------------- 56

Resultado del Ensayo a la Compresión Simple --------------------------------------------------------------------------- 56

ANEXO 3 ---------------------------------------------------------------------------------------- 57

Detalle de la obtención de valores estructurales de Azimut de Buzamiento y Buzamiento --------------- 56

ANEXO 4 -------------------------------------------------------------------------------------- 579

Aplicación fotogramétrica en la interpretación Geomecánica del Talud -------------------------------------- 569

x

LISTA DE TABLAS

…………………………………………pág.

Tabla 1. ............................................................................................................................. 6

Leyes y Reglamentos del uso de UAVs

Tabla 2. ........................................................................................................................... 12

Resistencia a la compresión simple

Tabla 3. ........................................................................................................................... 13

Descripción de la meteorización de la roca intacta.

Tabla 4. ........................................................................................................................... 13

Grado de fracturación y descripción del tamaño de bloques

Tabla 5. ........................................................................................................................... 15

Terminología para el Espaciamiento de discontinuidades

Tabla 6. ........................................................................................................................... 15

Terminología para Persistencia o Continuidad de discontinuidades

Tabla 7. ........................................................................................................................... 16

Terminología para Abertura de discontinuidades

Tabla 8. ........................................................................................................................... 17

Tipo de Relleno

Tabla 9. ........................................................................................................................... 17

Descripción de filtraciones en discontinuidades

Tabla 10. ......................................................................................................................... 18

Valores del RMR (Bieniawski, 1979

xi

Tabla 11. ......................................................................................................................... 26

Familias o set de discontinuidades identificadas en el talud del Km 7+000

Tabla 12. ......................................................................................................................... 31

RMR del macizo rocoso de la U. Agoyán

Tabla 13. ......................................................................................................................... 35

Valores de buzamiento y Azimut buzamiento

Tabla 14. ......................................................................................................................... 38


Tabla 15. ......................................................................................................................... 42

Comparación de parámetros geomecánicas de la Familia J1

Tabla 16. ......................................................................................................................... 42


Tabla 17. ......................................................................................................................... 43 Comparación de parámetros geomecánicas de la Familia J3

Tabla 18 .......................................................................................................................... 58

Valores estructurales de la Familia J2 obtenidos en ordenador

xii

LISTA DE FIGURAS

…………………………………………pág.

Figura 1. Zona de estudio ................................................................................................. 5

Figura 2. Visión Estereoscópica desde los puntos Y´ y Y´´. ............................................ 7

Figura 3. Fotogramas de un UAV. Esquema que permite visión estereoscópica, con tres

fotogramas (A, B, C) ........................................................................................................ 8

Figura 4. Estructura de Obtenida del Movimiento (SFM)................................................ 9

Figura 5. A) Nube escasa de puntos y B) nube densa de puntos .................................... 10

Figura 6. Equipos para técnicas fotogramétricas: A) Drone- Phantom 3 Pro, B) Cámara,

C)Trimble R1 y D) Estación Total, Trimble DR ............................................................ 11

Figura 7.Medida de la orientación de discontinuidades ................................................. 14

Figura 8. A) Diagrama para determinar JRC, B) Rugosímetro casero RA. ................... 16

Figura 9. Metodología empleada para caracterización geomecánica en campo y en

ordenador. ....................................................................................................................... 20

Figura 10. Mapa Geológico ............................................................................................ 22

Figura 11. Mapa de Geomorfológico ............................................................................. 23

Figura 12. Talud de estudio, a) afloramiento en la antigua vía Baños-Puyo Km 7+000, b)

muestra de esquisto cuarzo-sericítico ............................................................................. 24

Figura 13. Afloramiento divido en tres zonas por el grado de fracturamiento. .............. 25

Figura 14. Ensayo a la compresión simple en el Departamento de Ensayo de Materiales y

Modelos de la Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad

Central del Ecuador, 2016. ............................................................................................. 25

Figura 15. Grado de meteorización del talud de estudio, A) Oxidación de la roca, B)

Decoloración por influencia de agentes físicos (principalmente el agua) ...................... 27

Figura 16. Histograma del Tamaño de bloques en el talud de estudio y valoración en

campo de Jv en la parte central del afloramiento. .......................................................... 27

Figura 17. Histograma del RQD y evaluación del RQD en campo. ............................... 28

Figura 18. Histograma de espaciamiento entre discontinuidades y valoración en campo

........................................................................................................................................ 28

xiii

Figura 19. Histograma de persistencia entre discontinuidades y valoración en campo . 29

Figura 20. Histograma de JRC y perfil de rugosidad obtenido en campo. ..................... 29

Figura 21. Histograma de abertura entre discontinuidades y medición en campo. ........ 30

Figura 22. Filtración de Agua en el talud ....................................................................... 30

Figura 23. Colocación de GCPs en el Afloramiento ...................................................... 32

Figura 24. Modelo digital tridimensional ....................................................................... 33

Figura 25. Planos de discontinuidades definidos en el talud .......................................... 34

Figura 26. a) Delimitación de planos en el software Agisoft Photoscan, b) extracción de

los valores de buzamiento de los planos del mapa de pendientes y c) extracción de los

valores de azimut de buzamiento de los planos. ............................................................. 34

Figura 27. En el tramo 3 se visualiza claramente 2 planos a contrapendiente: plano1_c el

valor es: 351/59 y el plano2_c es 300/67 ....................................................................... 35

Figura 28. Histograma del tamaño de bloque y medición en software .......................... 36

Figura 29. Histograma de RQD y medición en software ............................................... 36

Figura 30. Histograma de espaciamiento entre discontinuidades y medición en software

........................................................................................................................................ 37

Figura 31. Histograma de persistencia de discontinuidades y medición en software .... 37

Figura 32. Histograma de JRC y medición en software ................................................. 38

Figura 33. Datos estructurales de campo vs software del: a) azimut de buzamiento y b)

buzamiento. .................................................................................................................... 41

Figura 34. Análisis cinemático de falla plana para la familia J3 .................................... 44

Figura 35. Análisis cinemático de falla en cuña para cada familia. ............................... 44

Figura 36. Análisis cinemático de rotura por volteo para la familia J2. ......................... 45

Figura 37.Identificación de planos para determinar los valores de azimut y buzamiento

fue necesario realizar varias divisiones y subdivisiones del talud.................................. 57

Figura 38.Visión en Software. Tramo 4, parte 2, sección 2.2 ........................................ 58

Figura 39.Planos en contrapendiente .............................................................................. 58

Figura 40. Forma de ingresar datos RGB al algoritmo modificado Ply2atti_ra ............. 59

xiv

GLOSARIO

Az Bz: Azimut de Buzamiento.

Bz: Buzamiento.

DAC: Dirección de Aviación Civil.

DEM: modelo digital de elevación.

DRONE: robot y vehículo aéreo no tripulado.

GCP: puntos de control en tierra para corrección de geoposicionamiento.

GNSS: Global Navigation Satellite System

GPS: sistema americano de navegación y localización mediante satélites.

GSD: distancia entre centros de pixeles proyectados.

INECEL: Instituto Ecuatoriano de Electrificación

MeshLab: Software de visión tridimensional.

PIXEL: Unidad básica de una imagen digitalizada en pantalla a base de puntos de color o en

escala de grises.

QZSS: Quasi-Zenith Satellite System

RC: radio control del drone.

RGB: red (rojo), green (verde), blue (azul).

RPAS: sistema de aeronaves pilotadas a distancia.

SFM: Structure from motion (estructura obtenida del movimiento)

UAS: sistema de aeronaves no tripuladas.

UAV-liviano: vehículo aéreo no tripulado.

UTM= Universal Transversal Mercator.

xv

TEMA: “Análisis comparativo de medidas estructurales, aplicando métodos

tradicionales y técnicas fotogramétricas con Vehículos Aéreos No tripulados (UAV –

liviano); caso de estudio: esquistos de la U. Agoyán en el km 7+000 de la vía Baños-

Puyo”

Autor: Ana Lucila Merino Ruiz

Tutor: Alex Mauricio Mateus Mayorga, MSc

RESUMEN

La presente investigación tiene el propósito de incluir una herramienta eficaz, en

el trabajo de campo del ingeniero geólogo vinculando el uso de UAVs o drones,

particularmente en la caracterización geomecánica del macizo (tamaño de bloques, RQD

y RMR), además, la descripción de discontinuidades (orientación, espaciamiento,

persistencia, abertura y rugosidad), para proporcionar información fiable a bajo costo,

mediante la adquisición de datos en zonas poco accesibles, resguardando la integridad

del equipo humano en las geotravesías.

En la realización de este trabajo se generaron modelos tridimensionales derivados

de fotogramas obtenidos con los UAV-livianos, aplicando técnicas fotogramétricas. La

medición realizada en los modelos se comparó con el mapeo del macizo metamórfico de

la U. Agoyán en la antigua vía Baños-Puyo km 7+000. Una vez realizado el estudio se

estableció que en el talud predominan tres familias de discontinuidades, definidas en base

a las superficies de aspecto (AzBz) y pendientes (Bz), la forma de los bloques es

romboédrico, de tamaño pequeño a medio, el espaciamiento varía de moderado a cerrado,

la persistencia de baja a media y el índice de rugosidad es JRC=20, definido como muy

rugoso.

Comprobando el RMR en los dos métodos, se cataloga al talud como regular, es

decir un macizo tipo III, donde el valor varía de 51 – 57. El análisis cinemático determinó

que la inestabilidad del talud es por volteo de bloques (toppling) accionada por la familia

J2=340/63 (contrapendiente).

PALABRAS CLAVES: UAVS / FOTOGRAMETRÍA / GEOMECÁNICA /

COMPARACIÓN / MODELOS 3D/

xvi

TOPIC: “Comparative analysis of structural measurement applying traditional methods

and photogrammetric techniques with Unmanned Aerial Vehicles (lightweight-UAVs);

study case: Agoyán Unit schist at km 7+000 of the Baños-Puyo road”

Author: Ana Lucila Merino Ruiz

Tutor: Alex Mauricio Mateus Mayorga, MSc

ABSTRACT

This research has the purpose to include a useful tool for geologist engineers

fieldwork using UAVs or drones, especially regarding the bedrock geomechanic

characterization (block size, RQD and RMR), and in the description of discontinuities

(orientation, spacing, persistence, aperture and roughness) in order to provide reliable

information at low-cost, getting data in difficult areas, taking care the integrity of the

human team.

Tridimensional models were generated in this project, from photograms obtained

from lightweight UAVs. These were done applying photogrammetric techniques. The

measurement used for the models was compared with the mapping of the metamorphic

massif of the Agoyán Unit in the old BAÑOS-PUYO road, kilometer 7+000. Once the

study was done, it was established that there were three sets of discontinuities

predominating the slopes. These were defined based on the aspect surfaces (AzBz) and

slopes (Bz). The blocks shape is rhombohedron, from small to medium size; the spacing

varies from moderate to closed; the persistence ranges from low to medium; and the

roughness index is JRC=20, defined as very rough.

Checking the RMR in both methods, the slope is classified as regular, i.e., a massif

type III, where the value varies from 51 to 57. The cinematic analysis determined that

the instability of the slope by toppling, activated by the set J2=340/63 (counterslope).

KEY WORDS: UAVS / PHOTOGRAMMETRY / GEOMECHANICS /

COMPARISON / 3D MODELS.

I CERTIFY that the above and foregoing is a true and correct translation of the original document in Spanish.

____________________

Alex Mateus Mayorga C.C: 1716372519

Tutor

1

1. INTRODUCCIÓN

La tecnología hoy por hoy se ha desarrollado exitosamente, incursionando en diferentes

ciencias, es así el caso de: Arquitectura, Física, Geotecnia, Agricultura, Topografía,

Geología, etc. En geociencias, ha sido trascendental este desarrollo, permitiendo

implementar el uso práctico de UAV-liviano (Vehículo Aéreo No Tripulado), conocidos

mundialmente como drones, optimizando el tiempo en la adquisición de información en

estudios de campo, resguardando la seguridad del ser humano.

Según Hernández (2014), para el diagnóstico de estabilidad de un talud rocoso, a parte

de los datos relativos de la matriz sana de la roca, es primordial estudiar las

discontinuidades, debido a que, en la mayoría de los casos, el origen de la inestabilidad

del macizo rocoso se debe a su configuración. Por lo cual, es fundamental la descripción

geomecánica de las discontinuidades y su disposición geométrica a lo largo del talud.

La utilización del UAV-liviano en la mecánica de rocas, permite caracterizar medidas

estructurales en macizos rocosos, evaluando las discontinuidades sobre planos expuestos,

especialmente en lugares de difícil acceso. Este trabajo no podría llevarse a cabo sin la

aplicación de sistemas de información geográfica y algoritmos de reconstrucción

fotogramétrica.

1.1 ANTECEDENTES

Los primeros estudios en la vía Baños - Puyo los inició el Instituto Ecuatoriano de

Electrificación (INECEL), que en 1975 realizó el levantamiento topográfico y en 1978

se elaboró el informe de diseño previo a la construcción del Proyecto Hidroeléctrico

Agoyán, el cual incluye la caracterización del macizo metamórfico del Proyecto

Hidroeléctrico San Francisco, el mismo que es aledaño a la zona estudio proporcionando

valiosa información a la presente investigación.

2

En la antigua vía Baños-Puyo se ha incrementado el tránsito vehicular y el ciclismo,

debido a la gran afluencia de turistas que visitan Baños de Agua Santa, los cuales

disfrutan de paisajes, cascadas y deportes extremos, que en su mayoría se localizan a lo

largo de la carretera. En la zona de estudio, específicamente en el Km 7+000 de la vía,

existe desprendimiento de rocas hacia la calzada, esto debido a la configuración de las

discontinuidades del macizo rocoso, especialmente en época de alta pluviosidad (abril a

julio), incrementando la vulnerabilidad de pobladores y turistas, así como,

inconvenientes en la movilidad.

1.2 JUSTIFICACIÓN

En octubre del 2004 se inauguró la actual carretera Baños - Puyo, que constituye una de

las principales arterias viales entre la región sierra y oriente, sin embargo, la antigua vía

es muy transitada por sus atractivos turísticos, pero presenta varios inconvenientes, entre

ellos la inestabilidad de taludes, ocasionando desprendimientos muy frecuentes en los

meses de abril a julio, por ser los de mayor pluviosidad. Parte de la antigua vía, atraviesa

el macizo rocoso de la Unidad Agoyán, conformado por esquistos pelíticos y paragneis,

con denso fracturamiento. Debido a estos factores, existen taludes con pendientes

pronunciadas, ocasionado la inestabilidad de la vía e incrementando el riesgo de las

personas que transitan.

Específicamente, en el Km 7+000 de la antigua vía Baños-Puyo, es visible el fuerte

fracturamiento del macizo rocoso, por lo cual, es necesario realizar un análisis

geomecánico del talud, teniendo en cuenta que este se encuentra muy inclinado,

dificultando el acceso a las partes altas del mismo. En este caso es recomendable el uso

de UAVs livianos para caracterizar discontinuidades a escala de detalle.

Por lo expuesto anteriormente, se ha planteado como complemento al análisis

geomecánico del macizo rocoso de la Unidad Agoyán en el Km 7+000 de la antigua vía

Baños-Puyo, el uso de UAV-liviano con la finalidad de comparar las características de

las discontinuidades usando el método tradicional y técnicas fotogramétricas SFM.

3

1.3 OBJETIVOS

1.3.1 General

Comparar medidas estructurales en discontinuidades, aplicando métodos tradicionales y

técnicas fotogramétricas con vehículos aéreos no tripulados (UAV-Liviano),

considerando como caso de estudio los esquistos del macizo rocoso de la U. Agoyán, en

el Km 7+000 de la antigua vía Baños-Puyo.

Específicos

Definir los sets de discontinuidades en el talud del macizo metamórfico de la U.

Agoyán, en el Km 7+000 de la antigua vía Baños-Puyo.

Caracterizar las discontinuidades en zonas accesibles de los taludes del macizo rocoso

de la U. Agoyán de la zona de estudio.

Extraer muestras de roca para ensayos de compresión simple y descripciones

macroscópicas.

Planificar las líneas de vuelo del UAV-liviano, para fotografiar el talud de la zona de

estudio.

Ubicar puntos de control (GCPs) en el talud, para corregir el geoposicionamiento y

disminuir el error de la georreferenciación y geometría.

Seleccionar y procesar fotogramas obtenidos con el UAV-liviano, para restitución

fotogramétrica en software especializado.

Comparar las características de las discontinuidades del macizo rocoso de la U.

Agoyán (orientación, espaciamiento, persistencia, abertura, rugosidad, tamaño de

bloques, RQD y RMR), colectadas en campo con los resultados de la restitución

fotogramétrica.

4

1.4 ALCANCE

La utilización de drones o UAVs, es de gran ayuda para el trabajo del ingeniero geólogo,

debido a que permite una visualización del terreno en zonas poco accesibles y mejora la

comprensión de fenómenos naturales, motivando a establecer una comparación entre

métodos tradicionales y no convencionales para mapeo de parámetros geomecánicos en

el talud km 7+000.

Los métodos tradicionales comprenden la caracterización del macizo rocoso, consideran

varios parámetros geomecánicos como: sets de discontinuidades, tamaño del bloque,

RQD, RMR, orientación, espaciamiento, persistencia, rugosidad, abertura y relleno,

mediante la evaluación de las discontinuidades que rijan en el talud de estudio.

El mecanismo no convencional se basará en técnicas fotogramétricas, mediante el uso del

UAV-liviano, definiendo la planificación del sobrevuelo, colocación de GCPs y

procesamiento en software fotogramétricos especializado. De esta manera se obtendrá la

restitución fotogramétrica para la caracterización de discontinuidades en los modelos 3D

de malla (*.ply o *.obj), en complemento con los modelos digitales de elevación (DEMs).

Principalmente se definirá la factibilidad del UAV-liviano en la investigación, como

también el resultado final del análisis geomecánico del talud.

1.5 UBICACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO

La zona de estudio se localiza en las estribaciones orientales de la Cordillera Real

ecuatoriana, a 140Km de la ciudad de Quito y al este de la ciudad de Baños de Agua

Santa, en la provincia Tungurahua, específicamente en el Km 7+000 de la antigua vía

Baños-Puyo en la margen izquierda del río Pastaza. (Fig. 1)

5

Figura 1. Zona de estudio

6

2. MARCO TEÓRICO

2.1 LEYES Y REGLAMENTOS

A fin de precautelar la seguridad operacional, con el Art. 6, numeral 3, literal a) de la Ley

de Aviación Civil, publicada en el Registro Oficial N°S435, se determina: “Dictar,

reformar, derogar regulaciones técnicas, órdenes, reglamentos internos y disposiciones

complementarias de la Aviación Civil Internacional y las que sean necesarias para la

seguridad de vuelo, y la protección de la seguridad del transporte aéreo” (DAC, 2015)

Por tal razón, la Dirección General de Aviación Civil (DAC), mediante la Resolución N°

251/2015, estableció la reglamentación y los requisitos para la Operación de Sistemas de

Aeronaves Pilotadas a Distancia (RPAS) o Sistemas de Aeronaves No Tripuladas (UAS),

conocidos mundialmente como DRONES. (Tabla 1)

Tabla 1.

Leyes y Reglamentos del uso de UAVs

Art. 1 Operaciones en las cercanías de un aeródromo. – Se prohíbe la operación de las RPAS/UAS en espacios

aéreos controlados. La operación de las RPAS/UAS se mantendrá durante toda la duración del vuelo, a una

distancia igual o mayor a 9Km (5NM) de las proximidades de cualquier aeródromo o base aérea militar.

Art. 2 Altura máxima de vuelo. -La operación de las RPAS/UAS no excederá en ningún momento una altura

de vuelo de 400 pies (122m) sobre el terreno (AGL).

Art. 3 Horas de operación. – Las RPAS/UAS serán operadas solamente en las horas comprendidas entre la

salida y la puesta del sol; y en condiciones meteorológicas de vuelo visual (VMC), libre de nubes, neblina,

precipitación o cualquier otra condición que obstruya o pueda obstruir el contacto visual permanente con

RPAS/UAS.

Art. 4 Responsabilidad por la operación. – (a) La persona que opera los controles de las RPAS/UAS será

responsable por la operación general de la misma durante todo el vuelo, en forma solidaria con el explotador o

propietario de la aeronave.

Art.5 Integridad fisiológica del operador de una RPA. – Ninguna persona operará los controles de un

RPAS/UAS si: a) se encuentra fatigado, o si considera que pudiera sufrir los efectos de la fatiga durante la

operación; b) se encuentra bajo efecto de consumo de bebidas alcohólicas o de cualquier droga que pudiera afectar

sus facultades para operar los controles de manera segura.

7

Nota: Resolución N° 251/2015 de la Dirección General de Aviación Civil (DAC)

2.2 FOTOGRAMETRÍA

La fotogrametría se considera como un arte, ciencia y tecnología, que mediante

fotografías reconstruye cualquier objeto en el espacio, donde, se puede realizar

mediciones muy aproximadas de la realidad; concepto muy parejo al dictaminado por la

Sociedad Internacional de Fotogrametría y Teledetección (ISPRS). Para esta técnica es

indispensable la visión estereoscópica, debido a que permite la sensación de profundidad

a través de la intersección de pares fotográficos es decir observar dos imágenes enfocadas

desde distintos ángulos de un mismo objeto (Fig. 2).

Figura 2. Visión Estereoscópica desde los puntos Y´ y Y´´.

Fuente: (Gora, 2015)

Art.6 Funciones de automatización. – Si las RPAS/UAS tienen la capacidad de realizar vuelo automático, esta

función podrá ser utilizada solamente si le permite intervenir en cualquier momento para tomar control inmediato

de la aeronave.

Art.7 Limitaciones. – La persona que opera los controles de una RPAS/UAS es responsable por asegurarse que

la misma sea operada de acuerdo con las limitaciones operacionales establecidas por el fabricante.

Art. 8 Seguros. - El propietario o explotador de las RPAS/UAS está en la obligación de responder por los daños

causados a terceros, en caso sea necesario, para lo cual debe contratar la póliza de seguros de responsabilidad civil

legal a terceros, los montos mínimos establecidos para dispositivos de masa máxima de despegue (MTOW) de 02

a 25 Kg deben pagar a 3 000.00 dólares y para más de 25 Kg. es de 5 000.00 dólares.

8

La reconstrucción de objetos en el espacio como taludes o afloramientos es posible

mediante herramientas fotogramétricas a partir de algoritmos computacionales y técnicas

denominadas estructuras obtenidas de movimiento (SFM), que permiten obtener

Modelos Digitales de Elevación (DEM), mosaicos georeferenciados tridimensionales,

etc., (Vasuki, Holden, Kovesi, & Micklethwaite, 2013), (Fig. 3). De tal manera, se

obtiene información que se pueden emplear en visión por ordenador, para el análisis

estructural de discontinuidades en el talud del macizo rocoso.

Figura 3. Fotogramas de un UAV. Esquema que permite visión estereoscópica, con tres fotogramas (A, B,

C)

Estructura obtenida del Movimiento (SFM-Structure from motion)

Esta técnica aplica los mismos principios básicos de la fotogrametría estereoscópica, con

la peculiaridad de: no mantener fija la geometría de la escena, posiciones de la cámara y

orientación de la misma, puesto que se resuelve automáticamente sin la necesidad de

especificar a priori, una red de posiciones conocidas (Fig. 4). Por el contrario,

simultáneamente usa un procedimiento de ajuste de haz altamente redundante, iterativo y

basado en datos de características extraídas de un conjunto de múltiples imágenes

superpuestas. (Westoby, Brasington, Glasser, Hambrey, & Reynolds, 2012).

9

Figura 4. Estructura de Obtenida del Movimiento (SFM)

Las trayectorias de los elementos en cada una de las imágenes se utilizan para reconstruir

una posición en el espacio, permitiendo estimar las coordenadas del objeto y las

posiciones iniciales de la cámara. En la mayoría de los casos, la transformación de la

imagen SFM a coordenadas espaciales se puede lograr utilizando una similitud

tridimensional, basada en un mínimo número de puntos de control (GCP) con

coordenadas espaciales conocidas del objeto.

Nubes de puntos

La nube de puntos es un conjunto de vértices representado en un sistema de coordenadas,

que nacen a partir de la coincidencia de puntos identificados en los fotogramas del UAV-

liviano, mediante la fotogrametría moderna, (Viana, 2013). Tras un proceso de filtrado

es posible generar un modelo digital adaptado al diagrama de dispersión, obtenido a

través de técnicas de correspondencia y texturizando a alta resolución (Lerma, Cabrelles,

Navarro, & Seguí, 2013).

La cantidad de puntos en el espacio por unidad de área se define como densidad de la

nube de puntos, donde el límite está en función de la distancia desde el objeto al sensor

de imagen. En la Figura 5A, la nube escasa de puntos muestra bajo detalle, mientras que

en la Figura 5B catalogada como nube densa de puntos es evidente la nitidez del modelo

tridimensional, debido a que, en el procesamiento de las imágenes es más minucioso el

rastreo de los detalles.

10

Figura 5. A) Nube escasa de puntos y B) nube densa de puntos

Fuente: (Viana, 2013)

Puntos GCP

Son puntos GPS de control en tierra para corrección de geoposionamiento, la precisión

dependerá de la sofisticación tecnológica del equipo. Para facilitar la localización de los

GCPs en fotogramas, se utilizan marcas en el afloramiento de ser factible distribuidas

simétricamente. Además, la ubicación de los GCPs estará condicionada por el área y

geometría de la zona de estudio que según Kirby (2012), recomienda como mínimo 5

puntos de control.

Algoritmo modificado Ply2atti_ra

El algoritmo se lee en idioma programable Python y las características son definidas con

ayuda del software MeshLab. La aplicación se enmarca en obtener valores estructurales

de azimut de buzamiento y buzamiento de los planos de interés, a través de la verificación

de superficies en los macizos rocosos, siendo de gran ayuda para la obtención de datos

estructurales en los levantamientos geológicos y evaluaciones geomecánicas.

Equipos

UAVs/ Drone

Utilizado para obtener información de la superficie mediante fotografías

geoposicionadas. Debido a la versatilidad de vuelo se recomienda usar drones que no sean

de ala fija, como: cuatricópteros, hexacopteros u octacopteros, por incorporar el gimbal o

estabilizador de cámara que logra mejor enfoque y menor distorsión de los fotogramas en

el momento del vuelo. (Fig. 6.A)

11

Cámara

Dispositivo compacto incorporado al drone, que permite grabar videos en formato 4k de

hasta 30 fotogramas por segundo y tomar fotografías de 12 megapixeles, incluye un

sensor de 1/2.3 CMOS, lente FOV 94° 20mm, el rango ISO es de 100-3200 (video) y

100-1600(fotografía). La velocidad del obturador es de 8s a 1/800s y el tamaño máximo

de la imagen es de 4000x3000. (Fig. 6.B)

GPS Diferencial

Receptor de constelaciones satelitales R1 GNSS Trimble 2015 brinda información de

posicionamiento, compatible y programable con Smartphone. El equipo posee antena

GNSS L1/G1; con sistema GPS, GLONASS, Galileo, Beidou y QZSS, el cual trabaja

mediante el seguimiento paralelo de 44 canales y precisión de geoposicionamiento hasta

50cm. (Fig. 6.C).

Estación Total

Instrumento topográfico electro-óptico que incorpora laser, distanciómetro y

microprocesador a un teodolito electrónico. Utilizado para medir la posición de los puntos

GCP del talud de macizo rocoso (Fig. 6D).

Figura 6. Equipos para técnicas fotogramétricas: A) Drone- Phantom 3 Pro, B) Cámara, C)Trimble R1 y

D) Estación Total, Trimble DR

12

2.3 GEOMECÁNICA

Es la ciencia que estudia el comportamiento mecánico de los materiales de origen

geológico. Es el caso de macizos rocosos, conformados por un conjunto de bloques de

matriz rocosa que presenta un comportamiento heterogéneo y anisótropo ligado a su

fábrica y a la microestructura mineral (Gonzalez, L. 2002). Además, se distingue la

presencia de discontinuidades, definidas como superficies de debilidad que imparten a la

roca una condición de resistencia anisotrópica que afecta al medio rocoso (diaclasas,

planos de estratificación, falla, etc). (Gavilanes Jiménez & Andrade Haro, 2004).

Mecánicamente el macizo rocoso se caracteriza por el peso específico, resistencia y

deformabilidad. (Gonzalez, L.2002)

Resistencia a la Compresión Simple

Es el esfuerzo máximo que puede soportar un material (roca) expuesto a una carga sin

confinar, antes que se deforme o fracture (Tabla 2). La resistencia uniaxial como también

se la conoce se calcula dividiendo la carga máxima para el área transversal original de la

probeta en el ensayo de laboratorio, como se muestra a continuación.

𝜎𝑐 =𝐹𝑐

𝐴

Donde:

σc= Resistencia a la compresión simple [ MPa ]

Fc= Fuerza compresiva aplicada

A= Área de aplicación

Tabla 2.

Resistencia a la compresión simple

Descripción Resistencia a la compresión simple

Muy blanda 1 a 5 MPa

Blanda 5 a 25 MPa

Moderadamente dura 25 a 50 MPa

Dura 50 a 100 MPa

Muy Dura 100 a 250 MPa

Extremadamente dura > 250 MPa

Fuente: Gonzalez, 2002

El ensayo a la resistencia uniaxial se realiza bajo la norma NTE INEN 0488:09 2R, la

cual establece que la probeta de la roca debe ser cúbica de 50mm de arista.

13

Grado de meteorización del macizo rocoso

“EI grado de meteorización de la roca condiciona de forma definitiva sus propiedades

mecánicas. Según avanza el proceso de meteorización aumentan la porosidad,

permeabilidad y deformabilidad del material rocoso” (Gonzalez, 2002), por lo tanto, es

importante evaluar al macizo rocoso como un solo elemento (Gavilanes Jiménez &

Andrade Haro, 2004) (Tabla 3).

Tabla 3.

Descripción de la meteorización de la roca intacta.

Término Descripción

Fresco No aparecen signos de meteorización

Ligeramente meteorizada La decoloración indica alteración del material rocoso y de las

superficies de las discontinuidades.

Moderadamente meteorizada Decoloración evidente. Superficie moteada y alterada, llegando

incluso a presentarse por debajo de la superficie de la roca

Altamente meteorizada Decoloración total. La alteración de la roca se extiende por casi

todo el bloque o pieza considerada

Desintegrada La roca se ha meteorizado a la condición de un suelo

Fuente: (Gonzalez, L. 2002)

Tamaño de bloques

“El tamaño de los bloques que forman el macizo rocoso condiciona de forma definitiva

su comportamiento, propiedades resistentes y deformacionales. La dimensión y la forma

de los bloques están definidas por el número de familias de discontinuidades, orientación,

espaciado y continuidad”. (Gonzalez, L. 2002) (Tabla 4)

Tabla 4.

Grado de fracturación y descripción del tamaño de bloques

Descripción Jv

(discontinuidades/m3) Forma de bloques

Bloques considerablemente

grandes < 0.3

Bloques muy grandes 0.3 - 1

Bloques grandes 1 – 3

Bloques de tamaño medio 3 – 10

Bloques pequeños 10 – 30

Bloques muy pequeños 30 – 100

Bloques considerablemente

pequeños >100

Fuente: (Palmström, 1995)

14

Rock Quality Designation (RQD)

La calidad de la roca (RQD), se determina a partir del porcentaje de trozos de testigos

mayores a 10cm recuperados en un sondeo (Deere, 1967). Pero también se puede estimar

en afloramientos mediante relaciones establecidas por Palmström (1995).

𝑅𝑄𝐷 = 115 − 3.3 𝐽𝑣 ; si 𝐽𝑣 > 4.5 (Ec. 1)

𝑅𝑄𝐷 = 100 si 𝐽𝑣 ≤ 4.5 (Ec. 2)

𝐽𝑣 =𝑛° 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑐𝑜𝑛𝑡𝑖𝑛𝑢𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠

𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 (Ec. 3)

Donde:

𝐽𝑣 = Índice

volumétrico de juntas

o número de juntas por

metro cúbico

Orientación

“La orientación de una discontinuidad en el espacio queda definida por la dirección de

buzamiento (dirección de la línea de máxima pendiente del plano de discontinuidad

respecto al norte) y por su buzamiento (inclinación respecto a la horizontal de dicha

línea). Su medida se realiza mediante la brújula” (Gonzalez, L. 2002) (Fig. 7).

Figura 7.Medida de la orientación de discontinuidades

Fuente: (Gonzalez, 2002)

Espaciamiento

Constituye la distancia perpendicular entre discontinuidades de un mismo set o familia.

Además, el espaciado de discontinuidades adyacentes controla el tamaño de los bloques

individuales del macizo rocoso. (Tabla 5)

15

Tabla 5.

Terminología para el Espaciamiento de discontinuidades

Descripción Espaciado (mm)

Extremadamente cerrado <20

Muy cerrado 20-60

Cerrado 60-200

Moderado 200-600

Espaciado 600-2000

Muy espaciado 2000-6000

Extremadamente espaciado >6000

Fuente: (Gavilanes Jiménez & Andrade Haro, 2004)

Persistencia

Es la extensión o tamaño de las discontinuidades, se puede cuantificar observando la

longitud de la traza en la superficie expuesta (Tabla 6).

Tabla 6.

Terminología para Persistencia o Continuidad de discontinuidades

Persistencia Longitud

(m) Diagrama

Muy baja

persistencia <1

Baja persistencia 1-3

Persistencia

media 3-10

Alta persistencia 10-20

Muy alta

persistencia >20


Rugosidad

Este parámetro hace referencia a la ondulación e irregularidades de las superficies de las

discontinuidades (Gonzalez, L. 2002). El diagrama para obtener el valor de JRC

(Coeficiente de Rugosidad de la disontinuidad) se muestra en la Figura 8A, en el cual se

toma en cuenta la mayor profundadidad del perfil obtenido mediante el rugosímetro

casero RA de 10cm de longitud, mismo que fue elaborado de acuerdo a la metodología

del peine de Barton, para la realización del equipo se necesitó fomix grueso (15x5cm) y

106 agujas (4m), colocadas consecutivamente (Fig. 8).

16

Figura 8. A) Diagrama para determinar JRC, B) Rugosímetro casero RA.

Abertura

Es la distancia perpendicular que separa las paredes de la discontinuidad cuando no existe

relleno. Este parámetro puede ser muy variable en diferentes zonas de un mismo macizo

rocoso, es así que, en superficie la abertura puede ser muy ancha y conforme se

incrementa la profundidad puede llegar a cerrarse (Tabla 7).

Tabla 7.

Terminología para Abertura de discontinuidades

Descripción Abertura

Muy cerrada < 0.1 mm

Cerrada 0.10 a 0.25 mm

Parcialmente abierta 0.25 a 0.50 mm

Abierta 0.50 a 2.50 mm

Moderadamente ancha 2.50 a 10 mm

Ancha 10 mm

Muy ancha 1 a 10 cm

Extremadamente ancha 10 a 100 cm

Cavernosa >1 m


17

Relleno

Existe gran variedad de materiales de relleno con propiedades físicas y mecánicas muy

variables. “Las discontinuidades pueden estar rellenas del mismo material de las paredes

del macizo rocoso o de materiales de distinta naturaleza” (González, 2002). Cabe recalcar

que la presencia de relleno gobierna el comportamiento mecánico de la discontinuidad

(Tabla 8).

Tabla 8.

Tipo de Relleno

Tipo de relleno Tamaño

Ninguno -

Duro < 5 mm

Duro > 5 mm

Blando < 5 mm

Blando > 5 mm


Filtración de agua

El agua en el interior de un macizo rocoso procede generalmente del agua subterránea

donde el flujo circula por las discontinuidades, ejerciendo presión en las paredes de las

diaclasas ampliando las fracturas en la roca (permeabilidad secundaria) (Tabla 9).

Tabla 9.

Descripción de filtraciones en discontinuidades

Clase Discontinuidades sin relleno Discontinuidades con relleno

I Junta muy plana y cerrada. Aparece seca y

no parece posible que circule agua.

Relleno muy consolidado a seco. No es posible

el flujo de agua.

II Junta seca sin evidencia de agua. Relleno húmedo, pero sin agua libre.

III Junta seca, pero con evidencia de haber

circulado agua.

Relleno mojado con goteo ocasional.

IV Junta húmeda, pero sin agua libre. Relleno que muestra señales de lavado, flujo de

agua continuo (estimar caudal en 1/min).

V Junta con rezume, ocasionalmente goteo,

pero sin flujo continuo.

Relleno localmente lavado, flujo considerable

según canales preferentes (estimar caudal y

presión).

VI Junta con flujo continuo de agua (estimar el

caudal en 1/min y la presión).

Rellenos completamente lavados, presiones de

agua elevados.


18

Calidad del macizo rocoso por el método de Bieniawski (RMR)

El Rock Mass Rating (RMR) desarrollado por Bieniawski (1973), constituye un sistema

de clasificación de macizos rocosos, que permite a su vez relacionar índices de calidad

con parámetros geotécnicos, tales como: resistencia uniaxial de la matriz rocosa, RQD,

espaciamiento, persistencia, condiciones hidrogeológicas y orientación de las

discontinuidades.

La ponderación de cada uno de los parámetros fue definida por el autor, donde el valor

máximo para la roca intacta es de 15, RQD de 20, separación entre discontinuidades (20),

condiciones de las juntas (30) y agua subterránea (15). La ponderación para cada

característica se presenta en la tabla 10.

Tabla 10.

Valores del RMR (Bieniawski, 1979)

PARÁMETROS INTERVALO DE VALORES

Resistencia de la roca

intacta a compresión

simple

(MPa)

> 250

250

a

100

100

a

50

50

a

25

25

a

5

5

a

1

<

1

Valoración 15 12 7 4 2 1 0

RQD

100%

a

90%

90%

a

75%

75%

a

50%

50%

a

25%

<25%

Valoración 20 17 13 8 3

Separación entre

juntas

(mm)

> 2000

2000

a

600

600

a

200

200

a

60

<60


Persistencia

(m) <1 1-3 3-10 10-20 >20


Abertura (mm) Ninguna <0.1 0.1-1.0 1-5 >5


Rugosidad Muy

rugosa Rugosa

Ligeramente

rugosa Lisa

Superficies

pulidas


Relleno Ninguno Duro <5mm Duro >5mm Blando

<5mm Blanda>5mm


19

Meteorización Inalterada Ligeramente

meteorizada

Moderadam

ente

meteorizada

Altamente

meteorizada Descompuesta


Flujo de agua en las

juntas Secas Húmedo Mojado Goteando Fluyendo


CLASIFICACIÓN DEL MACIZO ROCOSO SEGÚN RMR

Clase I II III IV V

Calidad Muy buena Buena Regular Mala Muy mala

Puntuación 100 - 81 80 - 61 60 - 41 40 - 21 <20

Fuente: http:/www.stmr.es/

METODOLOGÍA DE MAPEO GEOMECÁNICO

La presente investigación consiste en el mapeo geomecánico comparando los métodos

tradicionales y no convencionales, mediante técnicas fotogramétricas a partir del empleo

de UAVs- livianos (Fig. 9), desarrollándose en tres etapas:

Primera etapa

Recopilación y depuración de información bibliográfica disponible de la zona de interés.

Segunda etapa

Mapeo en campo, se realizan medidas de parámetros geomecánicos de las

discontinuidades, colocación puntos GCPs, planificación y ejecución del sobrevuelo con

UAV para los obtener los fotogramas geoposicionados del talud de estudio.

Tercera etapa

Generación y corrección del modelo tridimensional del cual se extraen medidas de

parámetros geomecánicos de las discontinuidades los cuales son medibles en el software

fotogramétrico (Agisoft PhotoScan) en ordenador en ordenador, a fin de compararlas con

las evaluadas en el campo.

20

Figura 9. Metodología empleada para caracterización geomecánica en campo y en ordenador.

21

CONTEXTO GEOLÓGICO

En Ecuador el basamento de la Cordillera Real es Precámbrico, conformado por rocas

continentales y oceánicas, que han sufrido eventos de metamorfismo. Estas están

sobreyacidas por cinturones sublineales alargados de edad Paleozoico-Cretácico Inferior

de rocas metamórficas, intruidas por granitoides tipo S e I. (Litherland, Aspen, &

Jemielita, 1994). Estas rocas metamórficas han sido afectadas por una sucesión de eventos

tectónicos y magmáticos desde el Mesozoico hasta el Cuaternario (Fig. 10). Según

(Aspden & Litherland, 1992) la Cordillera Real se subdividide en cinco terrenos

litotectónicos, los cuales se cree están separados por importantes fallas regionales de

dirección preferencial norte-sur.

Los terrenos litotectónicos se localizan de oeste a este y se definen como: Guamote, Alao,

Loja, Salado y Zamora, donde los límites tectónicos entre estas unidades son: Falla

Peltetec, Frente Baños, Falla Llanganates y Falla Cosanga-Méndez.

División Loja

De edad paleozoica se presenta en forma de una gran faja metamórfica alargada limitada

por las fallas Frente Baños al Oeste y Llanganates al Este. Litológicamente se constituye

de rocas metamórficas de medio a alto grado, caracterizada por las unidades: Sabanilla,

Chigüinda, Monte Olivo, Tres Lagunas y Agoyán. (Litherland, Aspen, & Jemielita, 1994)

(Fig. 10).

Unidad Agoyán

Definida por Litherland (1994), en base a descripciones petrográficas iniciales realizadas

por Sauer (1965), esta unidad comprende rocas metamórficas de grado bajo a medio,

caracterizada por una secuencia de esquistos sericíticos, cuarzo sericíticos y biotíticos.

Mineralógicamente presenta sericita, biotita, cuarzo, grafito y clorita; atribuyéndole a la

facie de esquistos verdes, cuyo protolito es pelítico (Fig. 10). Además, se observan

estructuras foliadas con texturas esquistosas y deformaciones tipo S1 y S2.

Las edades radiométricas K/Ar varían del Precámbrico al Cretácico tardío, aunque se

asume pertenece al Paleozoico.

22

Figura 10. Mapa Geológico

Fuente:(Litherland, Aspen, & Jemielita, 1994)

Geomorfología

La zona de estudio se ubica en la Región Sierra, en las estribaciones orientales de la

Cordillera Real. La altura oscila entre 4960 m.s.n.m., en el cráter del Volcán Tungurahua

y 1200 m.s.n.m, en los valles. El clima es cálido húmedo, donde las altas precipitaciones

se incrementan en los meses de mayo a julio.

Existe predominio de pendientes abruptas a moderadas, dando como resultado una

topografía irregular, dominando un sistema montañoso pronunciado conformado

principalmente de rocas metamórficas (esquistos y paragneis) con crestas agudas

características de relieves interandinos (Fig. 11).

23

El patrón de drenaje es sub paralelo, siendo su principal afluente el Río Pastaza que corre

en dirección oeste-este, y los drenajes secundarios y quebradas coinciden con la foliación

de las rocas en sentido norte-sur (Río Blanco, Río Verde y Río Corazón).

Figura 11. Mapa de Geomorfológico

Fuente: (ORSTOM, 1982)

24

3. PRESENTACIÓN DE INFORMACIÓN

GEOLOGÍA LOCAL

En el Km 7+000 de la antigua vía Baños- Puyo (Fig. 12a), aflora el macizo metamórfico

de la U. Agoyán, compuesto por esquistos cuarzo-sericíticos de color gris claro con

textura foliada, atribuidos a la facie de esquistos verdes. Los minerales principales son

cuarzo, sericíta y granate en bajo porcentaje, además los minerales ferromagnecianos se

encuentran cloritizados. El protolito corresponde a rocas pelíticas cuarzo feldespáticas

expuesta a un metamorfismo de grado medio. Debido a las características que presenta el

macizo rocoso se lo asocia a una edad palezoica (dataciones de K/Ar 417 Ma). La

foliación presenta dirección preferencial norte-sur influenciada por un metamorfismo

regional que rige en la zona (Fig. 12b).

a

b

Figura 12. Talud de estudio, a) afloramiento en la antigua vía Baños-Puyo Km 7+000, b) muestra de

esquisto cuarzo-sericítico

3.2 MAPEO GEOMECÁNICO DE MACIZOS ROCOSOS (MÉTODO

TRADICIONAL)

El macizo metamórfico del Km 7+000 se encuentra afectado por discontinuidades, tales

como fracturas y planos de foliación, originando bloques de diferente tamaño y grado de

alteración a lo largo del talud. Por lo tanto, para realizar la evaluación geomecánica

detallada en la zona de estudio se dividió el afloramiento en tres partes (oeste, centro y

25

este) correspondientes al grado de fracturamiento y geometría del macizo rocoso.

(Fig.13).

Figura 13. Afloramiento divido en tres zonas por el grado de fracturamiento.

La caracterización geomecánica del macizo rocoso de la U. Agoyán, permite estimar el

comportamiento del mismo, deduciendo la posible afectación a las poblaciones aledañas,

así como a transeúntes que frecuentan la antigua vía.

Resistencia a la Compresión simple

Una vez evaluado el talud se tomó una muestra representativa, que fue sometida al ensayo

de comprensión uniaxial, para lo cual primeramente fue tallada en un cubo de arista de

5cm con superficies pulidas y untadas con grasa. La muestra preparada fue ensayada en

una prensa hidráulica de 60ton. (Fig. 14)

Figura 14. Ensayo a la compresión simple en el Departamento de Ensayo de Materiales y Modelos de la

Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad Central del Ecuador, 2016.

26

Los resultados del ensayo indican que la muestra de esquisto cuarzo sericítico soportó

una carga de 135.5 KN, dando como resultado un esfuerzo (σ) de 54.20MPa. Catalogando

a la roca como dura según González L., (2002).

Sets de discontinuidades (orientación)

En el talud de interés se evaluó el azimut de buzamiento y buzamiento de 241 planos de

discontinuidades, presentando foliación tectónica con dirección norte-sur, buzando al este

y oeste (67/68 y 245/70). Además, luego del análisis estereográfico se determinó la

presencia de dos familias de fracturas J2=340/63 y J3=170/65. La familia J1 de valores

estructurales (67/68) predomina en la zona oeste, J1 y J3 en la zona centro, mientras tanto

la familia J2 y J1(245/70) en la zona este. (Tabla 11)

Tabla 11.

Familias o set de discontinuidades identificadas en el talud del Km 7+000

Sets de

discontinuidades

Azimut de

buzamiento Buzamiento Diagramas

J1

(foliación)

67°

245°

68°

70°

J2

(contrapendiente)

340°

63°

J3

(pendiente)

170°

65°

Grado de meteorización

Se constató que en general el talud se encuentra ligeramente meteorizado, la zona central

solamente presenta tonalidades rojizas por oxidación de sulfuros, a diferencia de las zonas

oeste y este el macizo rocoso presenta decoloración en las paredes (Fig. 15).

27

Figura 15. Grado de meteorización del talud de estudio, A) Oxidación de la roca, B) Decoloración por

influencia de agentes físicos (principalmente el agua)

Tamaño de bloques

En el talud más del 50% de los bloques son de tamaño pequeño de 10-30

discontinuidades/m3, caracterizados por el Jv. Para la zona oeste Jv=9, la zona centro (23)

y en la zona este 15 discontinuidades/m3. Adicionalmente, en las observaciones de campo

se evidenció bloques de formas romboédricas (Fig.16).

Figura 16. Histograma del Tamaño de bloques en el talud de estudio y valoración en campo de Jv en la

parte central del afloramiento.

28

Índice de calidad de la roca (RQD)

Mediante la fórmula propuesta por (Palmström, 1995), se determinó que la calidad del

macizo rocoso en el afloramiento varía de mala a media. El RQD en la zona oeste es de

85% (buena), en la zona central 39% (mala) y 65% (media) para la zona este (Fig. 17).

Figura 17. Histograma del RQD y evaluación del RQD en campo.

Espaciamiento

Al caracterizar el espaciamiento entre discontinuidades en el talud, se definió que varía

entre moderado (200-600mm) y cerrado (60-200mm), predominando valores entre

300mm a 340mm en la zona oeste y este, debido a la influencia predominante de la familia

J1 a diferencia de la zona centro que presenta valores de 170mm asociados a la familia J2

(Fig. 18).

Figura 18. Histograma de espaciamiento entre discontinuidades y valoración en campo

29

Persistencia

En el afloramiento más del 50% de las mediciones realizadas a las 3 familias de

discontinuidades corresponden a una baja persistencia (1-3m) y en menor porcentaje

valores entre 3 y 5m para las tres zonas (Fig. 19).

Figura 19. Histograma de persistencia entre discontinuidades y valoración en campo

Rugosidad

El rugosímetro casero RA de 10cm de longitud, permitió obtener perfiles de la rugosidad

de los planos de las discontinuidades, la profundidad máxima para la zona oeste y central

en las tres familias los valores oscilan entre 6 y 9mm equivalente a un JRC= 20, a

diferencia de la zona este donde la familia J1 presenta valores de 4mm equivalente a un

JRC=16. Por lo tanto, las discontinuidades en el talud se presentan muy rugosas (Fig. 20).

Figura 20. Histograma de JRC y perfil de rugosidad obtenido en campo.

30

Abertura

La abertura se presenta uniforme en las tres zonas del talud, mostrando en la distribución

de frecuencias más del 50% de los datos valores entre 3 - 5mm correspondientes a una

abertura moderadamente ancha para las familias J1 y J3. A diferencia de la familia J2 que

predominan valores de 10mm correspondiente a una abertura ancha (Fig. 21).

Figura 21. Histograma de abertura entre discontinuidades y medición en campo.

Filtraciones de Agua

El afloramiento en general muestra señales de humedad principalmente en las zonas oeste

y este, presentando incluso goteo afectando mayormente a la zona este. Sin embargo, en

la parte inferior de la zona central es visiblemente seca (Fig. 22).

. Figura 22. Filtración de Agua en el talud

31

Relleno

En el talud de estudio entre las paredes de las discontinuidades no se evidenció ningún

tipo de relleno.

Calidad del macizo rocoso (RMR)

Luego de analizar el talud en cada una de las zonas, se determinó que en la zona oeste la

ponderación alcanza 61 puntos catalogada como bueno, a diferencia de la zona este y

central catalogadas como regular (51-56 puntos respectivamente). La tabla 12

corresponde al RMR propuesto por Bieniawski (1973), donde se detalla cada uno de los

parámetros geomecánicos para cada zona del talud.

Tabla 12.


OESTE CENTRO ESTE

Resistencia de la roca intacta a

compresión simple (Mpa) 54 54 54

Valoración 7 7 7

RQD

(%) 85 45 65

Valoración 17 8 13

Separación entre juntas

(mm) 300 170 340

Valoración 10 8 10

Persistencia

(m) 5 4 3

Valoración 2 2 2

Abertura

(mm) 3 4 2

Valoración 1 1 1

Rugosidad Muy Rugosa Muy Rugosa Ligeramente Rugosa

Valoración 6 6 3

Relleno Ninguno Ninguno Ninguno

Valoración 6 6 6

Meteorización Ligeramente

meteorizado

Moderadamente

meteorizado

Ligeramente

Meteorizado

Valoración 5 3 5

Flujo de agua en las juntas Mojado Seco Goteando

Valoración 7 15 4

RESULTADO 61 56 51

CALIDAD BUENO REGULAR REGULAR

32

MAPEO GEOMECÁNICO CON UAV-LIVIANOS (MÉTODOS NO

TRADICIONALES)

Restitución fotogramétrica

En la evaluación del macizo rocoso por procesos fotogramétricos fue necesario en

primera instancia marcar dos puntos de apoyo en el suelo; A= 9845386.699 N;

793999.071 E y B= 9845381.975 N; 793991.363 E (referencia), con el propósito de

establecer la posición de la estación total. Los puntos GCPs se distribuyeron en todo el

talud para determinar la posición espacial de los mismo y para realizar las correcciones

de geoposicionamento y geometría (Fig. 23).

Figura 23. Colocación de GCPs en el Afloramiento

Para despegar y aterrizar el UAV-liviano se ubicó una zona libre de obstáculos y

consecuentemente se configuró la altura de 50m, a la cual debe alcanzar el equipo en caso

de pérdida de señal para un retorno seguro. Una vez que el drone despegó, el sobrevuelo

se ejecutó de forma manual debido al fuerte viento, realizando 9 líneas de vuelo en las

cuales se plasmaron 342 fotogramas entre subverticales y horizontales. Posteriormente,

en ordenador se generó el modelo digital de elevación texturizado.

33

Modelo tridimensional del macizo rocoso U. Agoyán

Para la generación del modelo tridimensional se seleccionaron 317 fotogramas,

ingresados en el software de reconstrucción fotogramétrica Agisoft PhotoScan en un

proceso que tardó 4.17 horas. Posteriormente, se ubicaron en ordenador los GCPs para

realizar la corrección de geoposionamiento (Fig. 24).

Figura 24. Modelo digital tridimensional

En la evaluación geomecánica de las discontinuidades fue necesario la utilización de los

software: ArcMap 10.3, MeshLab y Agisoft PhotoScan. Todo el análisis se realizó sobre

la ortofotografía, DEM obtenidos por fotogrametría y modelos de elevación digital

texturizados.

Set de discontinuidades (Orientación)

Para definir los planos de discontinuidades se utilizó el software AGISOFT

PHOTOSCAN, el cual permite trazar polígonos alrededor de la superficie de las

34

diaclasas, para posteriormente con la ayuda del software ArcMap 10.3 generar mapas de

pendientes y de aspecto, con el propósito de obtener el azimut de buzamiento y el

buzamiento respectivamente de cada uno de los planos identificados (Fig. 25).

Figura 25. Planos de discontinuidades definidos en el talud

En total se localizaron 428 planos en el talud, de estos 159 corresponde a la foliación J1

(67/70, 245/68), 35 planos a la familia J2 (340/63) y 234 a la familia J3 (170/65). La

figura 38, ejemplifica el proceso de identificación de los planos en software Agisoft

PhotoScan se detalla en el ANEXO 3 (Fig. 26).

A

b

c

Figura 26. a) Delimitación de planos en el software Agisoft Photoscan, b) extracción de los valores de

buzamiento de los planos del mapa de pendientes y c) extracción de los valores de azimut de buzamiento

de los planos.

Para los planos de la familia J2 (340/63) fue necesario realizar un proceso adicional para

obtener valores de orientación, debido a no ser factible medirlos directamente por

encontrarse a contrapendiente, para lo cual se utilizó el software MeshLab que permitió

pintar cada plano como se observa en la figura 27.

35

Por ejemplo, el plano 1_c (área = 6.5m2) y el plano 2_c (área = 1.92m2) fueron pintados

de color verde (RGB 0, 255, 0), para posteriormente ingresar los valores de RGB en

idioma Python al algoritmo modificado PLY2ATTI_RA (Anexo 4), el cual genera las

medidas de orientación de cada plano. En este caso del plano1_c el valor es: 351/59 y el

plano2_c es 300/67.

Figura 27. En el tramo 3 se visualiza claramente 2 planos a contrapendiente: plano1_c el valor es: 351/59

y el plano2_c es 300/67

Para la corroboración de la información expuesta se compararon 66 datos estructurales

de los planos de las discontinuidades en campo y en ordenador. La tabla 13 muestra

ejemplos de valores de buzamiento y azimut de buzamiento de 4 planos a contrapendiente

representativos en el talud del Km 7+000.

Tabla 13.

Valores de buzamiento y Azimut buzamiento

Superficie Valor promedio Buzamiento Valor promedio Azimut de buzamiento

Plano 1 47.11 138.09

Plano 2 68.63 194.43

Plano 3 70.61 179.02

Plano 4 41.24 197.64

36

Tamaño de bloque

En el análisis del talud se identificó en el software que la mayoría de los bloques son

romboédricos y el tamaño varía entre medio (3-10 n°dis/m3) y pequeño (10-30 n° dis/m3),

evidenciando así, que en la zona oeste el Jv promedio es 12 discontinuidades/m3, en la

zona central es de 27 d/m3 y en la zona este el Jv= 16 n° d/m3 (Fig. 28).

Figura 28. Histograma del tamaño de bloque y medición en software

Índice de calidad de la roca (RQD)

Utilizando la fórmula propuesta por (Palmström, 1995), se determinó que en la zona oeste

el RQD es 75% (buena), en la zona central 25% (mala) y en la zona este de 62% (media)

(Fig.29).

Figura 29. Histograma de RQD y medición en software

Espaciamiento

Las tres familias de discontinuidades (J1, J2 y J3) tienen espaciamiento cerrado (60 a

200mm). Para las zonas oeste y este los valores varían de 190mm a 220mm, a diferencia

37

de la zona central que presenta un espaciamiento de 85mm. El talud también muestra

valores mayores de 2-6m, pero son menos frecuente en la parte superior oeste (Fig. 30).

Figura 30. Histograma de espaciamiento entre discontinuidades y medición en software

Persistencia

En el talud predomina una persistencia media para las tres familias. En la zona oeste

presenta mayormente valores entre 3-5m, en la zona central 2-6m y en la zona este 1.9m

(Fig. 31).

Figura 31. Histograma de persistencia de discontinuidades y medición en software

Rugosidad

Para evaluar la rugosidad en las superficies de las discontinuidades en ordenador, fue

necesario en campo realizar sobrevuelos más cercanos al talud, con el propósito de

mejorar la resolución. En los modelos tridimensionales talud, se trazaron perfiles en el

software fotogramétrico de 10cm de longitud en cada plano, midiendo la mayor

profundidad de la rugosidad a fin de determinar el JRC. Obteniendo un JRC=20 en más

del 50% de los planos evaluados para las tres familias (Fig. 32).

38

Figura 32. Histograma de JRC y medición en software

Calidad del macizo rocoso RMR (drones)

Para determinar la calidad del macizo rocoso se consideró el mismo valor de resistencia

a la compresión simple y abertura de las diaclasas de los métodos tradicionales, debido a

que estos parámetros no pueden ser evaluado por técnicas fotogramétricas.

Mediante el análisis realizado en la tabla Bieniawski (1973), se obtuvo ponderaciones

similares para las tres zonas del talud, variando entre 57-51 puntos. Catalogando al

macizo rocoso como regular. La tabla 14 corresponde al RMR propuesto por Bieniawski

(1973), donde se detalla cada uno de los parámetros geomecánicos para cada zona del

talud.

Tabla 14.


OESTE CENTRO ESTE

Resistencia de la roca intacta a

compresión simple (Mpa) 54 54 54

Valoración 7 7 7

RQD

(%) 75 25 62

Valoración 13 3 13

Separación entre juntas

(mm) 210 85 190

Valoración 10 5 8

Persistencia

(m) 4 5 2

Valoración 2 2 4

Abertura

(mm) 3 4 2

Valoración 1 1 1

39

Rugosidad Muy Rugosa Muy Rugosa Muy Rugosa

Valoración 6 6 6

Relleno Ninguno Ninguno Ninguno

Valoración 6 6 6

Meteorización Ligeramente

meteorizado

Moderadamente

meteorizado

Ligeramente

Meteorizado

Valoración 5 3 5

Flujo de agua en las juntas Mojado Seco Goteando

Valoración 7 15 4

RESULTADO 57 56 54

CALIDAD REGULAR REGULAR REGULAR

40

4. COMPARACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS

El método propuesto ha evidenciado eficientemente que la aplicación de la fotogrametría

con el uso de drones, permite realizar estudios de geomecánica, evaluando varias

características de los planos de discontinuidades (tamaño y forma del bloque, RQD,

espaciamiento, persistencia y rugosidad).

El solapamiento de fotogramas que arrojó mejores resultados fue del 80%, en el caso de

taludes, mientras tanto para geoposicionar la zona de estudio es conveniente utilizar tanto;

las coordenadas del GPS del drone, como puntos GCPs adquiridos mediante estación

total, donde el error de corrección geométrica varía en el rango de 2 – 10 milímetros.

La orientación de las discontinuidades (azimut de buzamiento y buzamiento) se obtuvo

del modelo de elevación texturizado, excepto en las diaclasas con inclinación a

contrapendiente, ya que ningún programa SIG o CAD procesa este tipo de información.

Para solucionar este problema, el DEM del talud se lo dividió en varias secciones,

exportándolas en formato (.obj) para ser visualizadas en el software MeshLab. El

resultado obtenido permitió generar superficies de aspecto y pendiente en cada sección y,

por ende, determinar la dirección de buzamiento y buzamiento para estas diaclasas.

La comparación de datos estructurales (campo vs software) fue realizada con 66 planos

de discontinuidades, obteniendo errores promedio de ±6° de azimut de buzamiento y ±8°

de buzamiento, con coeficientes de correlación (R) de 0.99 y 0.89 respectivamente (Fig.

33). Además, el índice de calidad de la roca (RQD) es similar con los dos métodos,

variando de mala (25 a 39%) a media (62 a 65%) en la mayor parte del talud.

41

A

b

Figura 33. Datos estructurales de campo vs software del: a) azimut de buzamiento y b) buzamiento.

Los bloques de roca presentan formas romboédricas y en menor proporción primaticos,

donde el tamaño está relacionado con el índice volumétrico de juntas (Jv) el cual oscila

entre 10-30 juntas/m3 (medida efectuada en campo); y 3-10 juntas/m3 a 10-30 juntas/m3

(medida efectuada en la ortofotografía). A pesar de la coincidencia del tamaño por los

dos métodos, se considera a la evaluación en ordenador tiene una visión más amplia del

talud a diferencia del método tradicional que es puntualizado y solamente en las zonas

accesibles.

Al comparar los métodos de mapeo para cada familia de discontinuidades se observó

diferentes resultados, los mismos que se describen a continuación:

4.1 Familia J1

La familia J1 considerada el set principal (mayor ocurrencia), presentó variaciones entre

los dos métodos de mapeo de ±5° y ±3° para azimut de buzamiento y buzamiento

respectivamente. Con respecto al espaciamiento entre diaclasas, las medidas realizadas

en campo presentan distancias que oscilan entre 300 a 340mm (moderado), y de 190mm

correspondiente a espaciamiento cerrado, obtenido del DEM. Así también, la persistencia

difiere en los dos métodos; 2.5m en medidas realizadas en el campo y 3m en la

ortofotografía. La rugosidad tiene concordancia total en los dos métodos de mapeo,

presentando un JRC de 20. Finalmente, la abertura es moderadamente ancha (3-5mm) y

solo pudo ser medida a través del mapeo tradicional debido a la baja resolución de los

42

fotogramas. La tabla 15 muestra la comparación de parámetros geomecánicos para la

familia J1.

Tabla 15.

Comparación de parámetros geomecánicas de J1

Parámetro Campo Software

Azimut de Buz/ Bz

67/70° 71/73°

245/68° 250/66°

Espaciamiento (m) Moderado Cerrado

Persistencia (m) Baja Media

Abertura (mm) Moderadamente ancha No es visible

Rugosidad (JRC) 20 20

4.2 Familia J2

Denominada como familia a contrapendiente por encontrarse buzando ortogonalmente a

la cara del talud, la cual, al comparar los métodos de mapeo se obtuvo un valor de azimut

de buzamiento (340) coincidente, mientras que el buzamiento varía en ±2°. El

espaciamiento en los dos casos es cerrado con valores entre 85-170mm, por el contrario,

la persistencia medida en campo es baja (2.9m) y en el modelo es media (3.2m). En el

talud la medida más frecuente de abertura fue de 10mm definida como ancha, en el

modelo fue imposible medirlo por baja resolución de los fotogramas. La rugosidad

concuerda perfectamente para los dos métodos, obteniendo un valor de JRC=20. En la

tabla 16 se presenta la comparación de parámetros geomecánicos medidos en campo y

los obtenidos sobre la ortofotografía.

Tabla 16.



Azimut de Buz/ Bz 340/63 340/65

Espaciamiento (m) Cerrado Cerrado


Abertura (mm) Ancha No es visible


4.3 Familia J3

La orientación del set J3 es 170/65, la cual al comparar los métodos de mapeo se

determinó que la diferencia de azimut de buzamiento es ±5° y el buzamiento es apenas

de ±1°. El espaciamiento y persistencia en los dos métodos difiere; en campo se observó

43

espaciamiento moderado (300mm) y persistencia baja (1.7-2.9m), entre tanto, en el

modelo el espaciamiento es cerrado (210mm) y la persistencia media (3.02m). La abertura

es moderadamente ancha (4-5mm) y al igual que en las familias anteriores solamente

puede ser evaluada directamente en el campo. El índice de rugosidad (JRC) definido con

los dos métodos es 20. En tabla 17 se comparó los parámetros geomecánicos medidos

directamente y los obtenidos mediante software.

Tabla 17.



Azimut de Buz/ Bz 170/65 175/66

Espaciamiento (m) Moderado Cerrado


Abertura (mm) Moderadamente ancha No es visible


La abertura como se indicó en cada familia, no fue posible medirla sobre la ortofotografía,

debido a que el tamaño del pixel es >4mm, es decir, fue necesario adquirir fotogramas de

mayor resolución para evaluar este parámetro.

Para comparar el RMR del talud con el RMR del modelo, se conserva los valores de

resistencia a la compresión simple (54 MPa), abertura de las paredes de las juntas (zona

oeste=3mm, zona central =4mm, zona este=2), no existe relleno en ninguna de las tres

zonas, la meteorización en la zona oeste y este se encuentra ligeramente meteorizada y en

la zona central moderadamente meteorizado. Además, la condición de agua en las

diaclasas se presenta mojado en la zona oeste, seca en la zona central y con goteo hacia

el este. Estos parámetros difícilmente pueden ser evaluados en el ordenador debido a que

solamente son apreciables en campo.

Empleando el método tradicional para el RMR, se catalogó a la zona oeste como buena,

debido a la ponderación de 61 puntos a diferencia de la zona centro y este catalogado

como regular con valores de 56 y 51 puntos respectivamente. Mientras en ordenador se

determinó al macizo rocoso como regular con ponderaciones entre 51 a 57 puntos en las

tres zonas. Por lo tanto, existe concordancia entre los dos métodos, aduciendo que el

índice de calidad el macizo rocoso es regular para el talud de estudio.

44

Análisis de la posible rotura plana

Luego de definir los parámetros geomecánicos aplicando las dos metodologías, es

importante tener claro el comportamiento cinemático del macizo rocoso evidenciando así

que la familia J3 produce falla plana con respecto a la cara del talud (Fig. 34).

Figura 34. Análisis cinemático de falla plana para la familia J3

Análisis de la posible rotura en cuña

De la misma manera el análisis cinemático para la falla en cuña, muestra que las

direcciones de intersección de las juntas (IJ1aJ3 e IJ1bJ3) están diagonales con respecto a la

dirección de la cara del talud, por lo tanto, no genera inestabilidad por encontrarse dentro

de la zona de seguridad definida por el cono de fricción (circunferencia en azul) (Φ=27)

Fig. 35.

Figura 35. Análisis cinemático de falla en cuña para cada familia.

45

En el análisis cinemático para la rotura por volteo arrojó resultados positivos cumpliendo

las condiciones establecidas por (Ramírez & Monge, 2004), donde: (90- Ψp) < (Ψf - Φ);

αp = (αf + 180 ) + 20 y el polo J2 se ubica en el área de mecanismo rotura, limita por +

20° con respecto a la dirección de la cara del talud y al ángulo de fricción de 27° para

esquistos (Suárez, 2016) (Fig. 36).

Figura 36. Análisis cinemático de rotura por volteo para la familia J2.

46

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES DE LA COMPARACIÓN GEOMÉCANICA DEL RMR

CON RESPECTO A LAS TÉCNICAS FOTOGRAMÉTRICAS MEDIANTE

UAVS.

El resultado de la comparación entre métodos tradicionales y técnicas fotogramétricas en

el talud de esquistos cuarzo sericíticos de la U. Agoyán en el Km 7+000 de la antigua vía

Baños-Puyo, presenta diferencias muy bajas en el parámetro de orientación de las

discontinuidades, donde el coeficiente de correlación (R) es 0.99 para el azimut de

buzamiento y 0.89 para el buzamiento, evidenciando la efectividad de la metodología

propuesta, para medidas estructurales de los planos de diaclasamiento.

Las características de las discontinuidades comparadas entre la información adquirida en

campo y por modelos fotogramétricos, evidencian la efectividad de la metodología,

principalmente en los parámetros de: tamaño de bloques que en los dos procesos varían

de pequeños a medios, el RQD varía de malo a medio, la orientación oscila de ±6° (AzBz)

y ±8° (bz) y el índice de rugosidad JRC fue de 20. Los parámetros anteriormente

mencionados concuerdan casi en su totalidad entre los dos métodos analizados.

En el talud de estudio se desarrollan tres sets o familias de discontinuidades, la familia J1

presenta valores de 67/70 y 245/68; considera como la principal, la familia J2 denominada

también como familia a contrapendiente (340/63) y J3 con el valor de 170/65.

En el talud de estudió se extrajeron muestras representativas de roca, empleadas para el

ensayo de resistencia a la compresión simple, dando como resultado que soporta una

carga de 54.2MPa antes de la rotura. Así también, las muestras restantes se describieron

macroscópicamente, identificando al tipo de roca en el macizo rocoso como esquistos

cuarzo sericíticos, que sus minerales principales son: cuarzo, sericita y granate en menor

porcentaje.

47

El estudio en campo evidenció que el talud está ligeramente meteorizado, presentando

decoloración de la roca. El tamaño de bloques varía entre pequeño a medio, debido al

valor de Jv entre 9 - 23 discontinuidades/m3, condicionando al índice de calidad de la roca

(RQD) de malo a medio. El espaciamiento oscila entre cerrado a moderado, con valores

de 170-340mm. La persistencia reflejó una variación de baja a media con valores entre 2

a 5m.

La rugosidad medida en el campo se evaluó para los tres sets de discontinuidades con el

rugosímetro casero RA, obteniendo un perfil de rugosidad, donde la mayor profundidad

de dicho perfil fue de 7mm. Este valor en función de la longitud del perfilómetro

determinó un JRC = 20, es decir, que se trata de diaclasas altamente rugosas. Además, la

abertura entre las paredes de las juntas es moderadamente ancha a moderadamente

abierta, con valores entre 4mm a 10mm.

La medida de la abertura de las juntas no fue factible realizar, debido a que el GSD, no

es lo suficientemente pequeño (>4mm) para medir este detalle.

El RMR calculado con los dos métodos coincidió que la calidad del macizo rocoso, la

cual se define como tipo III (regular), donde la ponderación en campo es 51 y del modelo

es 57.

En el análisis cinemático realizado para cada falla se determinó que el talud de estudio

presenta dos tipos de falla, plana de la familia J3 cumpliendo las condiciones de: αp= αf

± 20; Ψp < Ψf y Ψp > Φ; y rotura por volteo provocada por la familia J2 cumpliendo las

condiciones de: (90- Ψp) < (Ψf - Φ); αp = (αf + 180 ) + 20 y el polo J2 se ubica en el área

de mecanismo rotura, limita por + 20° con respecto a la dirección de la cara del talud.

5.1 CONCLUSIONES A LOS PROBLEMAS DE LA TOMA DE DATOS.

Para las zonas inaccesibles del talud de estudio, la metodología propuesta facilitó la

medición de parámetros geomecánicos, tales como: orientación mediante ArcMap 10.3 y

el algoritmo modificado Ply2atti_ra (tamaño de bloques, RQD, espaciamiento,

48

persistencia y rugosidad). Permitiendo obtener valores muy cercanos a la realidad,

corroborando la efectividad de la metodología en las partes accesibles del afloramiento

dando diferencias milimétricas entre los valores tomados en campo y los realizados en

software.

El sobrevuelo para el talud se realizó de forma manual, debido al fuerte viento, ejecutando

9 líneas de vuelo con fotogramas subverticales y horizontes, donde el solapamiento es

superior al 80%, plasmando 342 fotogramas.

A lo largo del afloramiento se colocó puntos de control, levantados con estación total. Sin

embargo, al geoposicionar el talud con GCPs se determinó que existe una diferencia

milimétrica (2-10mm) en la corrección geométrica, debido a la alta precisión del GPS del

UAV-liviano (phantom 3 pro).

Los fotogramas seleccionados e ingresados en el software fotogramétrico Agisoft

PhotoScan, generaron la nube de puntos densa (con más de 7 millones puntos), el modelo

de elevación texturizado y el raster de la ortofotografía.

49

RECOMENDACIONES

Utilizar la metodología propuesta en la presente investigación, para facilitar y afinar el

trabajo del ingeniero geólogo en el mapeo geomecánico de macizos rocosos,

economizando tiempo y recursos, permitiendole acceder a información valiosa y

confiable en zonas inaccesibles de los afloramientos precautelando la integridad del ser

humano.

Realizar los sobrevuelos con el UAV-liviano, en días soleados preferentemente, de no ser

así, es necesario configurar el ISO para tener la mayor claridad posible en los fotogramas.

Además, es prudente tomar en cuenta la fuerza del viento y la resistencia del equipo, para

que este no sufra daños o caídas.

Implementar a los UAVs-livianos cámaras profesionales de 40 Megapixeles, con la

capacidad de obtener GSDs de mayor resolución, obteniendo campos de visualización

micrométricos en ordenador; mejorando la apreciación de características geológicos-

geomecánicos como casos puntuales la abertura y rugosidad.

Determinar el factor de seguridad para el macizo rocoso de la U. Agoyán, con el fin de

establecer medidas de mitigación; como colocar pernos de anclaje o revestimiento de

hormigón, para evitar desprendimientos de bloques de roca que caigan sobre la calzada

50

6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Arcos, V. (2008). Perforación, Voladura y ventilación en Minería Subterránea.

Ayacucho.

Aspden, & Litherland. (1992). La Geología y la Historia de colisión Mesozoico de la

Cordillera Real. Quito.

Bermis, S., Mcklethwaite, S., Tuner, D., & James, M. (2014). Ground-based and UAV-

Based photogrammetry:A multi-scale, high resolución. Jourmal of Structural

Geology, 5,6.

Buil, F., Nuñez, A., & Rodriguez, J. (2003). Fotogrametría Analítica. Barcelona: EUPB.

Buil, P., Nuñez, M., & Rodriguez, J. (2003). Fotogrametría Analítica. Cataluña: Edicions

UPC.

Cepeda, R. (septiembre de 2016). INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO

METODOLÓGICO DEL USO DE VEHÍCULO AÉREO NO TRIPULADO

(UAV) EN LAS GEOCIENCIAS”. INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO

METODOLÓGICO DEL USO DE VEHÍCULO AÉREO NO TRIPULADO (UAV)

EN LAS GEOCIENCIAS”. Quito: UCE.

Chavez, A., García, Navarro, Camacho, & Mantero. (2008). Análisis de los tipos de

Inestabilidades del Macizo Rocoso del Talud de la Virgen de la Peña.

GEOGACETA, 2,3.

Chiang, K.-W., Tsai, M.-L., & Chu, C.-H. (4 de Julio de 2012). The Development of an

UAV Borne Direct Georeferenced Photogrammetric Platform for Ground Control

Point Free Applications. Sensors, 3,4.

DAC. (2015). Quito, Ecuador.

Deere, U. D. (1967). The Rock Quality Designation.

Echeverri, J., Cañaberal, R., & Vélez, A. (2007). Reconstrucción tridimensional de

Rostros a partir de imágenes de rango por medio de funciones de base radial de

soporte compacto. IngenierÌas Universidad de MedellÌn, 205,206,207.

51

Favalli, Fornacia, Isola, Tarquini, & Nannipieri. (2012, Julio). Multiview

3Dreconstructioningeosciences. Computers&Geosciences, Volume 44, 1-3.

Retrieved Octurbre 19, 2015, from

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0098300411003128

Flores, P., & Braun, j. (2011). Algoritmo SIFT: fundamento teorico. Obtenido de

http://iie.fing.edu.uy/investigacion/grupos/gti/timag/trabajos/2011/keypoints/Fun

damentoSIFT.pdf

Gavilanes Jiménez, H., & Andrade Haro, B. (2004). INTRODUCCIÓN A LA

INGENIERÍA DE TÚNELES. Quito.

Gonzalez, L. (2002). Ingeniería Geológica. Madrid: Pearson Prentice Hall.

Gora, J. (Julio de 2015). Determinación del Relieve 3D de la Superficie de Marte usando

un UAV. Revista ECIPerú, 2.

Hernández, P. (Febrero de 2014). Aplicación de nuevas metodologías de adquisición de

datos para el análisis de estabilidad de taludes: casos de estudio en materiales

foliados de la Cordillera Bética. TESIS DOCTORAL. Granada, España.

Kirby, E. P. (2012). Cálculo del número de puntos GPS para la corrección geométrica y.

Colegio de Postgrados .

Kung, O., Strecha, C., Beyeler, A., Zufferey, J.-C., Floreano, D., Fua, P., & Gervaix, f.

(2011). THE ACCURACY OF AUTOMATIC PHOTOGRAMMETRIC

TECHNIQUES ON ULTRA-LIGHT UAV IMAGERY. UAV-g 2011 -

Unmanned Aerial Vehicle in Geomatics (págs. 1,3,4). Zürich: EPFL.

Lerma, J., Cabrelles, M., Navarro, S., & Seguí, A. (6 de 2013). Modelado fotorrealístico

3D a partir de procesos fotogramétricos: láser escáner versus imagen digital.

Cuadernos de Arte Rupestre, 4. Obtenido de

http://carmesi2.regmurcia.com/recursos/arterupestre/6/LermaCAR2012_06_08.p

df

Litherland, M., Aspen, J., & Jemielita, R. (1994). The Metamorphic belts of Ecuador.

Quito.

Martín, S., Uzakeda, H., Poblet, J., Bulnes, M., & Rubio. (2013). Construction of accurate

geological cross-seccitions along trenches. Computers&Geosciences, 2,4.

Merino, A. (20016).

ORSTOM. (1982). Geomorfología.

Palmström. (1995). Measurements of and Correlations between Block Size and. Noruega.

52

R.Cepeda. (septiembre de 2016). INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO

METODOLÓGICO DEL USO DE VEHÍCULO AÉREO NO TRIPULADO

(UAV) EN LAS GEOCIENCIAS”. INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO

METODOLÓGICO DEL USO DE VEHÍCULO AÉREO NO TRIPULADO (UAV)

EN LAS GEOCIENCIAS”. Quito: UCE.

Satirapod, C., & Homniam, P. (febrero de 2006). GPS Precise Point Positioning Software

for Ground Control. OF SURVEYING ENGINEERING © ASCE, 1,.

Schnabel, R., Wahl, R., & Klein, R. (2007). Efficient RANSAC for Point-Cloud Shape

Detection. The Eurographics Association .

Sieberth.T, Wackrow, R., & Chandler, J. (Diciembre de 2014). MOTION BLUR

DISTURBS – THE INFLUENCE OF MOTION-BLURRED IMAGES IN

PHOTOGRAMMETRY. The photogrammetric record, 2,10,11.

Suárez, L. (2016). Análisis de Estabilidad de Taludes. Medellín: MATLAB.

techniques, R.-u. o. (s.f.). Rodríguez; Pérez; Martínez; Valle. DIALNET.

Vasuki, Y., Holden, E.-J., Kovesi, P., & Micklethwaite, S. (11-14 de Agosto de 2013). A

Geological Structure Mapping Tool using Photogrammetric Data. The Eureka

Moment, 2,3.

Vasuki, Y., Holden, E.-J., Kovesi, P., & Micklethwaite, S. (2014). Semi-Automatic

Mapping of Geological Structures using UAV-based Photogrammetric.

Computers & Geosciences, 4,5.

Viana, C. D. (2013). Analisis Estructual de Discontinuidades basada en técnicas de

estructuras de movimientos: Aplicado en un amina a cielo Abieto. Sao Paulo.

Vitor, P. G., Oliveira, R. S., & Traina, M. T. (2015). Reducing the Dimensionality of the

SIFT Descriptor and. 2,3.

Westoby, Brasington, Glasser, Hambrey, & Reynolds. (15 de dIciembre de 2012).

‘Structure-from-Motion’ photogrammetry: A low-cost, effective tool for

geoscience applications. ElSEVIER.

53

ANEXOS

54

ANEXO 1

Fichas petrográficas de las muestras

FICHA DE ROCAS METAMÓRFICAS

Geólogo

responsable: Ana Merino Ruiz Código de la muestra

RW1

Tipo de la muestra: Afloramiento DESCRIPCIÓN PETROGRÁFICA

DATOS DE UBICACIÓN Características

Ubicación geográfica(Prov./Cantón/Parroquia) Color Gris Verdoso

Tungurahua/ Baños/Agoyán/ km7 Textura Foliada

Acceso al lugar Estructura Masiva

Cerca de la antigua vía Minerales Src+Gr+Qz

INFORMACIÓN DE COORDENADAS UTM

(Sistema de Proyección WGS84)

Grado de

deformación S0

Tipo de

Metamorfismo Regional

X 800575 Facie Esquitos

Verdes/anfibolita

Y 9844897 Rocas/Minerales

Z (ALTURA

m.s.n.m.) 1545±16 Relictos

DATOS ESTRUCTURALES Synmetamorfismo

Postmetamorfismo

Protolito

Quarzo feldespatico-

Pelítico

Grado de

meteorización Muy Bajo

Observaciones: Granate diseminado. Tipo de alteración

Nombre de la roca Esquisto cuarzo-sericítico

con granate

Análisis de

Laboratorio

Esquito cuarzo sericítico con granate

55

FICHA DE ROCAS METAMÓRFICAS

Geólogo responsable: Ana Merino Ruiz Código de la muestra RW2

Tipo de la muestra: Afloramiento DESCRIPCIÓN PETROGRÁFICA

DATOS DE UBICACIÓN Características

Ubicación geográfica(Prov./Cantón/Parroquia) Color Gris

Tungurahua/ Baños/Agoyán/ km7 Textura Foliada

Acceso al lugar Estructura Esquistosa

Cerca de la antigua vía Minerales Src+Qz+Msv

INFORMACIÓN DE COORDENADAS UTM

(Sistema de Proyección WGS84)

Grado de deformación S0

Tipo de

Metamorfismo

X 800382 Facie Esquitos Verdes

Y 9844683 Rocas/Minerales

Z (ALTURA

m.s.n.m.) 1516±16 Relictos

DATOS ESTRUCTURALES Synmetamorfismo

Postmetamorfismo

Protolito

Cuarzo

Feldéspatico

Grado de

meteorización Media-Alta

Observaciones: Fragmento de la Avalancha de

Escombros. Tipo de alteración Oxidación

Nombre de la roca Esquisto cuarzo-

sericítico

Análisis de

Laboratorio

Esquito cuarzo sericítico

56

ANEXO 2

Resultado del Ensayo a la Compresión Simple

57

ANEXO 3

Detalle de la obtención de valores de Azimut de buzamiento y Buzamiento.

Orientación

Un método para obtener datos estructurales de una discontinuidad, es mediante el

software ArcScene 10.3 a partir de un DEM, se generan mapas de pendientes y aspecto

para establecer valores de buzamiento y azimut de buzamiento respectivamente, este

proceso es factible siempre y cuando el plano se encuentre a favor de la pendiente, como

se muestra en la siguiente figura.

Figura 37.Identificación de planos para determinar los valores de azimut y buzamiento fue necesario

realizar varias divisiones y subdivisiones del talud.

Los planos marcados en el DEM y el DEM fueron exportados desde Agisoft PhotoScan,

y luego ingresado en ArcScene 10.3, para crear un shape de puntos para cada plano, una

vez generados los mapas de pendiente y aspecto, se obtiene datos estructurales de

buzamiento y azimut de buzamiento respectivamente de cada punto, el valor final es el

promedio de los valores de los puntos del shape. Ejemplos expuestos a continuación.

58

Tabla 18

Valores estructurales de la Familia J2 obtenidos en ordenador

Valor promedio Buzamiento Valor promedio Azimut de buzamiento

Plano 1 47.11 138.09

Plano 2 68.63 194.43

Plano 3 70.61 179.02

Plano 4 41.24 197.64

Visualización de los planos en el modelo texturizado, DEM, mapa de pendiente y aspecto, en el software

ArcMap 10.3.

Figura 38.Visión en Software. Tramo 4, parte 2, sección 2.2

En caso que el plano se encuentre a contrapendiente, es necesario realizar otro proceso

utilizando el software MeshLab, donde se identificó (pintar) el plano para exportar el

archivo en formato *.ply sin coordenadas de texto y en combinación binaria, fundamental

para ingresar los valores de RGB (red, green y blue) en el algoritmo modificado

Ply2atti_ra.

Figura 39.Planos en contrapendiente

59

En este caso se escogió el color verde para identificar los planos en contrapendiente, por

lo tanto, el RGB es (0,255,0); bajo estos valores y el archivo exportado en formato *.ply,

al ingresar en idioma python el algoritmo modificado Ply2atti_ra arrojara los datos de

azimut buzamiento y buzamiento.

Figura 40. Forma de ingresar datos RGB al algoritmo modificado Ply2atti_ra

universidad central del ecuador facultad de … · 3.2 mapeo geomecÁnico de macizos rocosos...

Documents