AUTODESK CIVIL 3D. NIVEL INICIACION. PARTE II.

• Continuamos con la segunda parte del curso de AUTODESK CIVIL 3D nivel básico con el objetivo de que los usuarios/lectores de este blog adquieran conocimientos fundamentales para iniciar con solvencia sus prácticas en este software en continua evolución. Tras la exposición de los Bloques 1 y 2 sobre Interface/Configuración del entorno y Nubes de Puntos ahora le toca el turno al Bloque 3: Superficies y MDT´s.

• CONTENIDOS:

1. - Creación, edición y estilos de superficies.
2. - Máscaras, contornos y líneas de ruptura.
3. - Etiquetado de curvas de nivel.
4. - Creación de superficies a partir de curvas de nivel.
5. - Diferencia de superficies.
6. - Importar y Exportar Superficies
7. - Creación de cuencas vertientes y rutas de agua.
8. - Perfiles rápidos del terreno.
9. - Parcelas, Lineas características y Explanaciones.

• 1.a- Creación de superficies: A partir del fichero de puntos gestionado en la anterior entrada de Civil 3D donde se indicaba como importar puntos (Vertedero.txt) podemos generar la superficie del terreno que representa -> en Espacio de herramientas > Prospector> Superficies, botón Derecho en Crear superficie.

• En la ventana “Crear superficie”, en la sección Tipo, aparecen varias tipologías:

1. Superficie TIN (Triangular Irregular Network): La tipología más usada; se caracteriza por con Mallas de Triangulación Irregular; es decir que actúa mediante triangulaciones entre puntos e interpolación de alturas teniendo en cuenta su menor distancia (varios algoritmos). 
2. Superficie de Rejilla: Utilizada para generar superficies por medio de curvas de nivel o por medio de archivos DEM (Digital Elevation Model – normalmente con origen raster). Menos pesado que la Superficie TIN y recomendable para la digitalización de grandes extensiones de terreno.
3. Superficie de volumen de rejilla: Normalmente utilizada para el cálculo de volúmenes por diferencia de superficies, (superficie base <> superficie a comparar), mismas características que la superficie de rejilla. 
4. Superficie de volumen TIN: Similar a la anterior pero empleando el algoritmo de cálculo de las Mallas de Triangulación Irregular.

• Optamos por la tipología Superficie TIN, en la sección Capa de superficie, dejamos por defecto la capa C-SUPE, en Información editamos el Nombre de la superficie, nombrando como NATURAL; en Descripción> SUPERFICIE ORIGEN, en Estilo (nuestra plantilla nos facilita varios)>CN fondo en 3D (Intervalo 0.5m_2.5m) y Material render>By layer y Aceptar, para crear nuestra superficie.

• Primero han de facilitarse los datos que compondrán la superficie NATURAL; así en Superficies del Prospector, damos Click en Superficie NATURAL > Definición > Luego botón Derecho en Grupos de puntos > Añadir…, inmediatamente se abre la ventana flotante Grupos de puntos, el cual nos permite seleccionar uno, varios o todos los grupos de puntos que creamos conveniente trabajar, para nuestro caso seleccionamos en TERRENO NATURAL, luego Click en Aplicar > Aceptar; inmediatamente se muestra la superficie procesada.

• 1.b- Edición y estilos de superficies: Es posible personalizar los estilos de superficies acorde con nuestras preferencias, como es cambiar el estilo visual de las curvas de nivel, colocarlas al intervalo adecuado que exige el proyecto y algunas otras propiedades adicionales.
• Para ello vamos a seleccionar la superficie creada, Click Derecho Propiedades de superficie…, al cargar la ventana flotante Propiedades de superficie – Superficie NATURAL, nos ubicamos en la primera pestaña Información, en la sección Estilos por defecto, y “Estilo de superficie:” podemos realizar una copia del estilo actual (para conservarlo intacto- CN fondo en 3D (Intervalo 0.5m_2.5m) Copia) y seleccionar dicha copia como el estilo aplicado con el objetivo de manipular sus características.

• El estilo creado lo podemos personalizar; obteniendo la ventana flotante Estilo de superficie – CN fondo en 3D (Intervalo 0.5m_2.5m) Copia. En la pestaña Curvas de nivel, la cual contiene varios ítems, personalizamos “Intervalos de curvas de nivel (Contour Intervals)”, y “Suavizado de curva de nivel (Contour Smoothing)” (los de mayor importancia).
• La pestaña"Visualización" (ver captura inferior) nos permite configurar el Tipo de componente, su Visibilidad, Capa, Color, Tipo de línea, Escala LT, Grosor de línea y Estilo de trazado, cambiando todos los valores tal cual se muestran a continuación, siendo opcional interactuar con la herramienta “Capas” para tener una mejor presentación y manejo de componentes.

• Para el cálculo/representación de la superficies podemos limitar determinados parámetros como la longitud de los lados de la triangulación. Para ello nos dirigimos al Prospector y en Superficie>NATURAL, botón derecho > Propiedades de Superficie y en la pestaña Definición activamos Longitud máxima de triángulo; adjuntando  la distancia máxima  de muestreo. A su vez se puede consignar otras acotaciones ; como las z máximas y mínimas de curvado, activar o desactivar que se contemplen determinados grupos de puntos, lineas de ruptura y contornos etc. En la pestaña Estadísticas podrás ver información detallada de la superficie de trabajo.
• 2.- Mascaras, Contornos y Lineas de ruptura: Las superficies construidas deben representar unos límites de trabajo fieles al levantamiento realizado o la zona de estudio. El proceso automático de generación de superficies ha de conocer dichos bordes e islas para construir un MDT correcto. Así mismo existen determinados eventos como son muros, vaguadas, cabezas y pies de talud que deben ser considerados en nuestro diseño; pues suponen puntos de quiebre/ruptura distintos de los tomados para densificar nuestro DEM.
• Las máscaras pueden ser exteriores/interiores (contornos/islas); para establecerlas debemos primero trazar mediante una línea característica (POL) que la defina; puede ser mediante la unión de los puntos del levantamiento o un recinto cerrado cualquiera. En Superficie>NATURAL>Máscaras> botón derecho Añadir-> Seleccionamos el limite trazado y en Nombre > Acopio y Tipo Mascara Inferior.

• Al definir una máscara como de tipo exterior, se oculta la parte de la superficie que queda fuera del polígono definido (la visualización exterior está delimitada por los segmentos de la máscara). Si se define como tipo interior, se oculta la parte de la superficie que reside dentro del polígono definido.
• Los contornos funcionan de manera similar a las máscaras (aunque con otras peculiaridades) y pueden generarse tantos como se deseen (sin embargo las máscaras solo permiten una por cada superficie definida). Hemos de ir al Prospector>Superficies>NATURAL>Definición, botón derecho en Contornos>Añadir à elegir el recinto. Las tipologías de contornos son:

1. Exterior: Define el contorno exterior de la superficie; todos los triángulos dentro del mismo son visibles -> los triángulos que se encuentran fuera son invisibles. Lo nombraremos como CONTORNO y reflejará los límites del MDT (ver abajo) 
2. Mostrar: Muestra todos los triángulos contenidos en el contorno; se puede utilizar para crear áreas visibles dentro de contornos ocultos. 
3. Ocultar: Aplica máscaras a áreas de la triangulación de forma que las curvas de nivel no sean visibles en el área; se utiliza para perforar una superficie (por ejemplo, la huella de un edificio). 
4. Delimitación de datos: Crea un contorno de superficie limitado por un objeto de polígono del dibujo, como polilíneas 2D y 3D, líneas características, figuras de topografía, parcelas...

• Para una superficie TIN se pueden definir líneas de ruptura estándar, de proximidad, de muro y no destructivas. En Prospector>Superficies>NATURAL>Definición, botón derecho en Lineas de rotura>Añadir.
• Estándar. Es la más utilizada y se define mediante la selección de líneas 3D, líneas características de explanación, polilíneas 3D o splines.

• Proximidad. Se define mediante el dibujo o la designación de una línea característica de explanación, polilínea o spline en el dibujo, dentro de la extensión del contorno de superficie. Las coordenadas XYZ de los vértices de la línea de rotura de proximidad se determinan a partir de los puntos TIN de la superficie más próximos a los vértices correspondientes de la entidad o los puntos de definición.
• Pared. Se define mediante líneas características de explanación, líneas 3D, polilíneas 3D, splines o bien precisando puntos. Una línea de rotura de muro se almacena como una estándar, aunque se define de forma diferente: se proporciona un lado de desfase para toda la línea de rotura y una diferencia de elevación para cada vértice o para la línea de rotura completa. 
• No destructiva. Se define mediante líneas características de explanación y objetos de AutoCAD abiertos o cerrados. Una línea de rotura no destructiva mantiene la integridad de la superficie original. Pueden importarse líneas de rotura desde archivos FLT en formato ASCII a la definición de superficie.
• 3.- Etiquetado de curvas de nivel: Para completar la visualización de nuestra superficie NATURAL resta etiquetar las curvas maestras. Nos emplazamos en el Submenú Anotar>Añadir Etiquetas>Superficie, click en Añadir Etiquetas de superficie. 
• Podremos seleccionar el elemento a Etiquetar>Superficie, tipo de etiqueta (una a una, varias a la vez mediante linea, según distancia recorrida en cada curva etc). El estilo de etiquetas de las curvas el predefinido en nuestra plantilla maestra (son personalizables en Barra de Herramientas>Configuración o actuando sobre sus estilos en la ventana de Añadir etiquetas).

• 4.- Creacion de superficies a partir de curvas de nivel: En ocasiones los datos cartográficos que nos llegan para acometer el proyecto/encaje de una obra de ingeniería es un fichero *.dwg/*.dgn con curvas de nivel en 2D (hay que elevarlas) o 3D; siendo necesario su importación/transformación a superficie/MDT tratable por nuestro software de trazado.
• Para entender el proceso crearemos un nuevo archivo de dibujo (Contratista.dwg) con la plantilla de los ejemplos anteriores (AutoCAD Civil 3D_TOPO_ESP), copiaremos en coordenadas originales la cartografía/curvas de nivel (proporcionada de la obra ->información alojada en el fichero Vertedero Final.dwg) y verificaremos que se encuentra en el marco de referencia.

• Una vez realizado lo anterior crearemos la superficie TIN denominada FINAL objetivo desde el Prospector>Superficies, botón derecho Crear Superficie. Posteriormente en Definición>Curvas de Nivel añadiremos la cartografía representada en el fichero proporcionado (esta vez los datos constitutivos del MDT no son puntos, sino polilíneas 3D). 
• Dispondremos entonces de una nueva superficie con todas sus características definidas, que podremos utilizar para comparar con la superficie NATURAL del vertedero.
• 5.- Importación y Exportación de Superficies: Haciendo Botón derecho en Superficie>FINAL podemos exportarla a formato LANDXML (*.xml muy standarizado para el intercambio de datos de alineaciones, rasantes, peraltes, superficies entre distintos software de trazado).
• Salvando la superficie como Final.xml; posteriormente podremos importarla en nuestro fichero del curso Vertedero.dwg accediendo en el menú principal a Insertar>Landxml, Superficie ->final.xml. En esta situación deberíamos tener dos Superficies definidas . El siguiente paso será realizar un cálculo volumétrico de desmonte/terraplén entre ambas superficies.
• 6.- Diferencia de superficies: Obedece a la creación de una superficie compuesta a partir de 2 o más superficies en un mismo espacio de trabajo, sin que se alteren las datos originales, por ejemplo es de gran utilidad para el caso de control de volúmenes en los cuales una superficie es la topografía original, y otra es la superficie ejecutada o explanada, queriendo finalmente obtener la superficie fusionada entre la superficie original del terreno y la explanada para la presentación final de planos o mediciones finales de certificación. 

• En el Menú principal Anotar>Centro de Controles de Volúmenes, hacemos Click en Crear nueva Superficie de Volumen. Hemos de cumplimentar las propiedades tal y como se muestra en la imagen adjunta. Nombramos a la superficie resultado como VOLUMEN y la damos estilo Triángulos 3D. En cuanto a la superficie base/origen es NATURAL y la de comparación/objetivo FINAL. Los factores de desmonte y terraplén atienden a los posibles coeficientes de esponjamiento del material (dejamos 1.00 porque medimos sobre perfil). Aceptamos la ventana de control de volúmenes y otro gráfico nos presentará los resultados.

• Aceptamos la ventana de control de volúmenes y otro gráfico nos presentará los resultados:

• 7.- Creación de cuencas vertientes y rutas de agua: La necesidad de delimitar cuencas hidrográficas a partir de un plano de curvas de nivel (básico para el diseño de drenajes en obras lineales) Civil 3D lo resuelve con una serie de herramientas ex profeso. Trabajaremos sobre la superficie del curso denominada NATURAL. 
• En la sección Analizar de los Botones de grupo, damos Click en Cuenca vertiente, abriéndose una ventana flotante del mismo nombre, cambiamos Polilínea 2D por Polilínea 3D en el ítem Tipo de objeto de cuenca vertiente, Click en Aceptar, quedando el resto de opciones por defecto. Nos pide ubicar el “Punto caudal de descarga (vertido)” (que es el punto a partir del cual se hará la delimitación de la cuenca hidrográfica), Click en el lugar deseado, obteniendo la delimitación de la cuenca vertiente tal como se muestra en la figura (abajo). 

• Para el caso de las rutas de agua, se procede de manera similar seleccionando la superficie, con la diferencia que ubicaremos la opción Gota de agua dando Click, se despliega la ventana Gota de agua, en “Capa de ruta” y en “Tipo de objeto de ruta” seleccionamos Polilínea 3D, luego Click en Aceptar, seleccionamos un punto desde la parte superior, quedando configurado nuestra pequeña cuenca de la siguiente forma al hacer Click en varias depresiones del terreno.
• 8.- Perfil rápido del terreno: En ocasiones es muy útil poder observar de forma casi inmediata un perfil de nuestro MDT a partir de una línea o polilínea. En Inicio> Perfil> Perfil Rápido, podemos seleccionar una línea creada o una trayectoria definida por puntos. Aparece la ventana Crear perfiles rápidos, seleccionamos las superficies NATURAL & FINAL, así como el estilo de visualización de perfil adecuado (elegimos alguno disponible) ->Click en Aceptar, y pulsamos en algún espacio libre del espacio modelo y listo, tenemos un perfil rápido del terreno tal como se muestra:

• 9.- Líneas características, explanaciones y parcelas: Autodesk Civil 3D provee una serie de herramientas para el diseño de plataformas (y otros elementos) basado en la utilización de las llamadas Líneas Características para su constitución.
• Las líneas características pueden dibujarse con segmentos rectos o curvados o crearse a partir de alineaciones existentes o de líneas, arcos, polilíneas o polilíneas 3D de AutoCAD. Sea el contorno (Cabeza de talud) de una explanación de forma rectangular ubicada en la capa con nombre PLATAFORMA (en nuestro fichero Vertedero.dwg). No es necesario que en un inicio la figura construida tenga cotas; posteriormente las proyectaremos. En Inicio>Linea característica>A partir de objetos podemos seleccionar la figura objetivo (límites de nuestra explanación).

• Una vez realizada esta operación nos aparece la ventana de Crear líneas características, dejando las distintas subsecciones tal y como aparecen en la imagen de la izquierda.
• De este modo produciremos un emplazamiento denominado PLATAFORMA, cuyo nombre de recinto es el BORDE de la misma, estilo de visualización Basico y en la Capa C-LCAR. 

• La polilínea definitoria cambia de color lo que significa que se ha transformado. Ahora seleccionándola y haciendo botón derecho sobre ella veremos que se nos ofrecen varias opciones de manipulación entre la que se encuentra el Editor de Elevaciones> cambiaremos las altitudes de todos los vértices a la cota 90.5 m. Manipulando sobre los iconos superiores podremos elegir otra línea a editar, hacer zoom a, efectuar un perfil rápido, bajar o subir integralmente la plataforma la cantidad deseada, inclinar cualquiera de sus aristas con una pendiente específica etc (se recomienda hacer pruebas e ir verificando los cambios producidos).

• A partir de la línea característica creada (PLATAFORMA) podemos producir una explanación que la tenga como base (utilizándola como huella). En Inicio→ Explanación→ Herramientas de creación de explanación, podremos acceder a la Barra con las Herramientas que nos permitirán definir criterios y crear la explanación. En los gráficos adjuntos podemos apreciar que función desempeña cada icono de las ventanas emergentes.

• Seleccionamos como criterios de explanación taludes 1:1 para desmonte y terraplén así como los estilos de visualización adecuados a nuestras preferencias (recordar que son modificables). Construimos la explanación seleccionando la línea característica PLATAFORMA (click en dibujo), activamos la creación automática de superficies y como superficie base del volumen nuestra superficie NATURAL.

• A la hora de crear la plataforma el sistema nos pregunta: de qué lado de la línea característica irán los taludes, si se quiere aplicar en la totalidad de dicha línea (podríamos por tanto definir varias inclinaciones de DESMONTE y de TERRAPLEN) y una vez más los valores de ambos. Finalmente Civil 3D creará nuestro emplazamiento con los parámetros descritos. 
• Una gran capacidad de este software reside en que se pueden modificar todos los parámetros de líneas características, taludes de explanación, altura de plataforma etc, actualizándose todo el modelo de manera inmediata. Es decir; si en el editor de elevaciones de la línea característica BORDE efectuamos variaciones de la geometría -> la Herramienta de volumen de explanación en sus listados de movimiento de tierras reflejará nuevas mediciones.

• Como Ejercicio práctico os propongo: Modificar la cota de coronación de la plataforma a +100.00m, los taludes a 1.5:1 desmonte / 2.0:1 terraplén, variar el tipo de visualización de la plataforma y reportar el movimiento de tierras calculado. Realizar un Perfil rápido de las Superficies Natural y Emplazamiento. Posteriormente utilizar la herramienta de compensación de tierras y observar su funcionamiento (ver captura inferior).

• Cuando proyectamos una obra lineal es inevitable hablar de repartos/segregaciones de terreno, afecciones territoriales y ocupaciones forzosas (ya sean definitivas o temporales). Normalmente la gestión de esta tarea se le encarga a empresas especializadas que recogen la información del proyecto (trazos de la obra lineal) y a partir de los datos catastrales disponibles (filtrados /elaborados) se construye un parcelario de expropiaciones. Es muy recomendable disponer de herramientas de creación, registro, manipulación e inventariado de las particiones territoriales -> Autodesk Civil 3D trata estos eventos a través de una paleta de tratamiento de Parcelas.
• Activando la capa PARCELAS de nuestro fichero de prácticas (Vertedero.dwg); podemos observar unas huellas del parcelario rústico local. En Inicio>Parcelas disponemos de recursos creados para la gestión de este tipo de eventos. 

• Es posible construir parcelas a partir de objetos existentes (será el caso habitual) o a partir de la herramienta de composición de parcelas. Para incluir el partes del parcelario en nuestro proyecto podemos hacer Inicio>Parcela>Crear a Partir de Objetos y seleccionar parte o la totalidad de las huellas a importar. 
• En la ventana de Crear parcelas hemos de especificar nombre de emplazamiento, estilo de parcela, capas, estilo de etiquetas (elegiremos de nuestra plantilla una que refleje nº, perímetro y superficie). No etiquetaremos los segmentos de línea y mantendremos las entidades (polilíneas del parcelario iniciales).

• Una vez realizada la operación observamos que el parcelario pasa a integrarse en el sistema como entidad parcela con sus atributos propios. A partir de ahora todos los cambios que originemos a partir de las herramientas de creación de parcelas serán automáticamente actualizados. Ejemplo: Si creamos una línea que haga partición completa de las 4 parcelas seleccionadas nos producirá de forma automática 8 parcelas distintas. Dicha línea puede moverse en cualquier sentido modificando en tiempo real las características del parcelario (probar).

• Un poderoso recurso de las herramientas de composición de parcelas son las particiones de las mismas. A partir de una serie de criterios de subdivisión, partiendo del tamaño de cada partición y otros; podemos realizar segregaciones territoriales (aunque no muy intuitivamente).

• La información de la geometría de las parcelas puede exportarse en diversos formatos (*.txt, *.html, *.xml) para posteriormente tratarse en listados o bases de datos de expropiación.
• Para la exportación de los datos hay varios caminos podemos dirigirnos a la Caja de Herramientas>Administrador de Informes>Parcela y elegir el formato que más nos convenga.

• Con este último punto doy por finalizado el BLOQUE 3 del tutorial de Civil  3D. Podéis echar mano de esta entrada  si no tenéis algo con lo que entreteneros durante el encierro en casa. 
• El próximo post tratará sobre el Bloque 4: Alineaciones en Planta (Normas españolas de trazado, alineaciones simples/compuestas, modificación, importacion, exportación, informes etc)..
• Hasta la próxima
• By Rah.