AUTODESK RECAP PRO. EL SOFTWARE 3D PROPIETARIO.

• Una nueva entrada para narrar las bondades de este software de Autodesk denominado así por ser acrónimo del término "Reality Capture". Autodesk ® ReCap ™ Pro es una aplicación 3D que permite gestionar proyectos complejos de escaneo láser y fotogrametría (ya que incluye la subscripción a Recap PHOTO). Tiene la capacidad de exportar archivos a un formato propietario, que puede integrarse sin problemas en otras aplicaciones del mismo partner como son: Autocad, Civil 3D, Map 3D, Plant 3D, Revit, Inventor, Navisworks, Infraworks, Maya, 3ds Max y Memento.

• El flujo de trabajo comienza con la introducción de los registros/datos de trabajo que pueden introducirse por dos vías (previa creación de nuevo proyecto con extensión propietaria *.rcp):
• 1.-  Adjuntando los ficheros de campo de nubes de puntos sin procesar/procedentes de varios estacionamientos de un Laser Scanner (esto es posible con dispositivos del fabricante FARO y LEICA) para efectuar un registro de una zona determinada para después proceder a su "indexación" (relacionar todas las posiciones de toma mediante intersecciones a los puntos levantados - como si de una orientación relativa del modelo se tratara). Esto se realiza automáticamente (gestionando las coincidencias/solapes de las zonas adquiridas)  aunque existe la posibilidad de realizarlo de forma manual (identificando punterías explicitas a dianas colocadas ex-profeso para este fin). 

• Tras gestionar los posicionamientos del escaner se ofrece un resultado de coincidencias y bondad del ajuste de todas la nubes de forma integral. Observar que en el ejemplo la precisión en el 98% de las casos de las coincidencias de los modelos es inferior a 6 mm.

• 2.- Podemos también pasar directamente a la importación de  ficheros de nube de puntos ya procesados de otros formatos estandarizados y listos para su explotación; como son (algunos):

• Constatar que este software se puede entender como un nexo de unión entre los dispositivos de captura o los ficheros masivos de nubes para la creación de proyectos con los software propietarios citados al principio de la entrada. Las herramientas principales de la aplicación (zona superior izquierda) se centran en manipular, importar, exportar archivos y configurar el entorno (1) , visualización y representación de los datos (2), navegación/encuadre de la zona del proyecto (3) y un buscador de capa/elementos del proyecto (4).

• En la parte central y abajo se encuentran las herramientas de selección de entidades, anotación/ medición y establecimiento de caja delimitadora. Las zonas de la nube se pueden seleccionar por ventana, polígono o plano. A partir de dicha selección se puede eliminar todo lo interior/exterior a la entidad elegida (esto es fenomenal para realizar exportaciones de zonas concretas) o bien establecer una región/capa de la zona (cuya visualización se puede activar/desactivar desde el icono inferior derecho de capas).

• El icono central de distancia permite medir los incrementos relativos entre puntos de la nube y además etiquetar y adjuntar capturas de pantalla al respecto. Esas referencias pueden seleccionarse en las vistas de exploración (sobre capturas fotográfica del escaner) o bien sobre la vista 3D donde se muestran la captura masiva. Esto es muy interesante para dejar registros/marcadores que sean relevantes para nuestro proyecto/levantamiento.

• Del mismo modo  que otras aplicaciones de este tipo también tenemos la opción de acotar la zona de trabajo mediante un cuadro delimitador. 

• Por último tenemos la posibilidad mediante las selecciones de varias posiciones de cámara o estados de vista de guardar determinados bookmarks que pueden ser utilizados para realizar una visita virtual de la zona de exploración (zona inferior derecha/icono de capas). A partir de las posiciones definidas se puede exportar un vídeo para compartir la visita virtual a la zona levantada.

• Con la suscripción de Recap Pro se incluye el módulo Autodesk ® ReCap Photo. Este software es el último producto de Autodesk para la captura de realidad 3D mediante fotogrametría. Anteriormente existía otra aplicación dedicada a estos menesteres denominada Remake que combinó excelentes algoritmos con una interfaz de usuario innovadora y ofrecía una vasta colección de herramientas de edición de mallas. A finales 2017 se eliminó dicho producto y comenzó a designarse como se ha indicado.

• En esencia la aplicación ofrece la construcción de modelos 3D mediante computación en la nube a partir de las capturas obtenidas por UAV´s (paisajes/terrenos/edificaciones) o cámaras fotográficas convencionales (objetos cercanos). Con la versión de demostración/educacional se permite el trabajo/proceso de proyectos de hasta 100 fotografías y un espacio de alojamiento de 25 GB  (suficiente para enredar) --> para utilizarlo de forma profesional según me he informado funcionaría mediante un sistema de créditos (la demo te provee de 24 créditos iniciales).
• El interface de la aplicación es bastante básico se divide en un zona de tablero (Dashboard) donde se gestionan los datos introducidos/proyectos guardados o subidos a la nube y otra de Edición (Editor) para manipular los modelos 3d elaborados..

• Funcionamiento es super_simple eliges si va a ser un modelo con dron convencional/Aerial (donde se permite incluso la introducción de puntos de control para el ajuste) o un objeto cercano/Object  para después cargarse las capturas que son subidas automáticamente al sitio de AUTODESK. Allí se procesan de forma bastante opaca y cuando el modelo está finalizado se descarga en nuestro escritorio.
• He efectuado algunas pruebas con cada una de las tipologias y los resultados han sido impresionantes. En otros software como Photoshape o Pix4D no he conseguido tan buenos resultados on the fly/con procesos preconfigurados como con RECAP PHOTO cloud. Esto sobre todo lo he notado en el proyecto de objeto cercano (buzón de correos).

• En la pantalla del editor se pueden hacer las operaciones comunes relacionadas con la visualización y navegación por el entorno, realizar cortes, rellenar huecos, suavizar contornos, extruir zonas, medir distancias, borrar/excluir zonas, comparar modelos, exportar imagen, video y modelo. Para que se pueda chequear las características del producto final: adjunto un modelo obtenido sin planificar ni lo más minimo las tomas (33 fotografías) ni otras condiciones (ojo con la calidad que se obtiene ¡¡¡).

BUZON by maverick74a on Sketchfab

• Nada más; otra aplicación que "hemos testeado", tomad nota por si la añadís como yo en vuestro repositorio de herramientas 3D de escritorio.
• Yo estoy enredando ahora con Twinmotion y Filmora 9 a ver que podemos conseguir (un poco coña) --> poco a poco seguro que conseguiremos algo decente...

• Espero que os haya resultado útil la entrada..
• Hasta la próxima.
• By Rah.

3DRESHAPER. EL SOFTWARE DE SCANNER 3D.

• Gran cantidad de la información que tratamos hoy en día y con total seguridad en el futuro procederá de sensores LIDAR, vuelos de VANT´s o Scanners 3D. Hemos avanzado en nuestros métodos de adquisición de datos/dispositivos de captura y pasado de gestionar cientos/miles de registros (topografía clásica) a normalmente millones de estos datos (Mobile Mapping). Esto supone también una transición radical en la tipología del hardware y software que deben procesar dicha información con la mayor agilidad posible.

• 3DRESHAPER es un software de HEXAGON imprescindible para efectuar tu extracción, tratamiento, modelado, discriminación y exportación de datos LIDAR en multitud de formatos. Mediante su uso evitaremos pelear con antiguas utilidades como LASTOOLS o similares (algo obsoletas) para obtener esos datos discriminados que necesitamos para nuestros trabajos de ingeniería. 

• Así dicha aplicación puede ser empleada en diversos campos:

1. Arquitectura, Arte y Patrimonio. Cada vez es más común el uso de levantamientos mediante SCANNER 3D para la obtención de datos precisos de edificaciones/estructuras existentes y poder efectuar su inventario/documentación en proyectos de reforma/rehabilitación o similares.
2. Ingeniería Civil, Minas/Canteras y Túneles. A parte de la elaboración de modelos digitales evolutivos del terreno procedentes de mediciones sucesivas también puede aplicarse para la monitorización e inspección de elementos estructurales (presas, muros de contención). Posee poderosas herramientas para el control dimensional en la construcción de obras subterráneas.
3. Construcción Naval, Tanques y Pipes. Utilizado para la ingeniería inversa, análisis de planeidad y control de deformaciones en cascos de barcos. Potente utilidad para inspecciones/evaluación geométrica de tanques/grandes tuberías, verificación de curvaturas, desviaciones a teórico, verticalidades y posibles asentamientos (a partir de nubes de puntos de alta densidad y alta precisión)
4. VFX y 3D. Obtención de modelos de malla precisos para su empleo en aplicaciones de realidad aumentada y la animación tridimensional.

• En las dos imágenes inferiores podéis apreciar un desarrollo de los menús y herramientas de la aplicación donde ya se aprecia la versatilidad/posibilidades de este software. Realmente todo un descubrimiento tanto para los profesionales dedicados a la Topografía como para aquellos que se dedican la rama Industrial/Metrologia; podemos pues considerarlo un híbrido de ambos campos (pinchar sobre capturas para aumentar).

• El interface y el ciclo de funcionamiento es similar a otros productos que HEXAGON comercializa para sectores como el aerospacial, automoción, industria pesada etc. Está dotado de una gran potencia de proceso sin la necesidad de grandes recursos de  hardware lo cual nos permite tratar cantidades de datos brutales de manera extremadamente eficiente.

• Para efectuar nuestras pruebas para el tratamiento de nubes de puntos masivas utilizaremos datos cedidos por el Gobierno de Navarra que ha publicado y puesto a disposición de los usuarios en SITNA los datos LIDAR del vuelo que realizó en el año 2017 con el sensor Single Photon LiDAR (SPL100), 10 puntos por metro cuadrado y clasificación automática mejorada. En la captura inferior se aprecia la potente herramienta de importación de formatos a nuestra disposición (desde cloudpoints (1) a proyectos (6)).

• La nube de puntos (1km x 1km) en formato *.laz  importada (no es necesario descomprimirla para trabajar directamente con ella) presenta una densidad de 7 millones de puntos en capas de solo suelo (de un total de aprox 12 millones de registros contemplando la totalidad). Puede seleccionarse y exportarse cualquier capa del modelo o parte de ella a archivos reconocibles por otro software (*.asc, *.las, *.igs, *. csv, *.pts,* .ptx,  etc).

• Podremos construir modelos sólidos/cuadrículas a partir de las nubes de puntos elegidas o porciones de ellas de manera muy sencilla, variando parámetros de todo tipo (tamaño de triángulos, ptes máximas), refinar dicho modelo, tapar orificios de manera automática/manual, establecer bordes/contornos, eliminar picos; además de realizar operaciones booleanas con varias mallas.

• Adjunta las herramientas necesarias para generar las curvas de nivel de los sólidos creados; también es posible realizar estudios/generar informes de nivelación de superficie, planeidad, extraer lineas de ruptura, desarrollar con respecto a eje, cálculos de volúmenes y generación de perfiles.

• La obtención de modelos realistas es muy sencilla; una vez creados, podrán importarse en otras aplicaciones. Tendremos así la opción de generar modelos texturados a partir de puntos de referencia, parámetros de cámara u ortoimagenes georreferenciadas. En ejemplo adjunto se ha capturado una imagen de Google Earth (ya que dispongo de las coordenadas de la cuadrícula Lidar importada) y encajado sobre el modelo con 4 puntos de analogía (una simple homotecia proyectiva).

• Para finalizar este apartado comentar que es posible enviar automáticamente cualquier modelo 3D obtenido a SKETCHFAB (visualización web) o  a AUTOCAD (necesario tener pluggin instalado). Otro método que yo utilizo particularmente es exportar este tipo de documentos a formato *.obj importarlo en RHINO y después editarlo en LUMION para representación de infografías o similares.  El modelo inferior ha sido aligerado (por eso se ve un poco cutre); ya que las cuentas free en SKETCHFAB solo importan hasta 50 mb (los pobres nos tenemos que adaptar).

MODELO 3DRESHAPER by maverick74a on Sketchfab
• Otras muchas posibilidades ofrece este magnífico software entre las que se encuentra el control dimensional de túneles a través de la explotación/análisis de nubes de puntos adquiridas por medio de SCANNERS 3D. 
• Durante la construcción o mantenimiento de estas obras de ingeniería no solo se utiliza la topografía convencional por su inspección, control, auscultación, inventario o mediciones --> sea cual sea el método empleado para su excavación/revestimiento: ya sea convencional o por medio de escudos perforadores todas las empresas concesionarias/constructoras ya confían en la superabundancia de datos que nos ofrecen los dispositivos anteriormente citados. 

• En la viñeta superior podéis apreciar una visita virtual a la nube de puntos levantada por medio de un equipo LEICA SMARTSTATION P40 en un túnel carretero de 510 m de longitud con una densidad de casi 38 millones de puntos.
• A nuestra disposición múltiples herramientas automáticas como es el extractor de túnel (muy útil para conservación y sobre todo en obras ya finalizadas) que permite independizar los datos totales en 2 nubes definidas (una clasificación) "puntos que están en el túnel" (figura geométrica del túnel revestido - en color azul) y "puntos que no están en el túnel" (como puede ser las instalaciones, cableado, rejibands, ventilación e incluso personas que transiten por ahí durante el levantamiento - ver anigif inferior).

• Por ejemplo: a partir de la nube de puntos "que están en el túnel" podríamos  generar la cuadrícula/modelo del mismo, perfiles transversales con respecto a un eje de obra o una bs_spline o realizar una evaluación de desviación a teóricos de sección tipo, cálculos de volúmenes etc. Si dispongo de la nube total puedo también acceder a cualquier parte del túnel seccionarla proyectando cualquier modificación/rehabilitación de dicha infraestructura con gran precisión elaborar las colecciones de planos necesarias a tal fin (una maravilla ¡¡).
• En el anigif inferior se puede apreciar como a partir de los levantamientos del túnel durante el proceso de excavación y de la sección tipo generando los modelos/ cuadrículas 3D correspondientes podremos realizar las representaciones típicas de fuera/dentro de perfil de igual modo que nos permiten algunos software de trazado/obras lineales (esto se consigue utilizando las herramientas Topografía> Comparar/Inspeccionar y Volúmenes por encima/debajo).

• Lo interesante es que existen gran cantidad de utilidades que pueden ser empleadas con enfoques distintos para conseguir el producto final deseado a pesar de que no estén pensadas específicamente para ello. Otro apartado que merece atención son las herramientas de control dimensional de tanques.
• En una estructura de este tipo nos puede interesar el examen de determinados parámetros como puede ser su esfericidad, verticalidad, asentamientos diferenciales/localizados a parte de disponer de una representación fiel y milimétrica de la realidad. Podremos primero ajustar la figura (modelo mallado procedente de nube de puntos) al mejor cilindro que lo contenga (lo que para nosotros sería el perfil teórico del tanque) para después acometer el resto de exámenes. Abajo se han seleccionado puntos al azar y mediante etiquetas podemos mostrar las desviaciones al cilindro teórico.

• El estudio de "Redondez" por ejemplo arroja perfiles detallados del cuerpo en estudio a distintas alturas (personalizables) desde la base. Junto con el resto de parámetros puede incluirse en un informe en PDF pormenorizado donde se describen todas las magnitudes relevantes del proyecto.

• La verticalidad del tanque se calcula mediante la realización de secciones con respecto al eje Z de la figura y con un rango de grados definible por el usuario. Se consignan los alejamientos radiales respecto al  cilindro óptimo calculado en pasos anteriores.

• Tan solo un par de apuntes mas al respecto de 3DRESHAPER:

1. Puede trabajar con nubes de puntos de solo lectura (CLOUDWORX) alojadas en servidores JETSTREAM  conectándose a una base de datos IMP desde el software Leica Cyclone (no lo he podido testear).
2. Tiene la posibilidad de trabajar con código JAVASCRIPT y ejecutar desde consola del software pequeños programas que automaticen ciertos proyectos --> por ejemplo: extraer lineas de catenaria directamente desde nubes de puntos, seleccionar puntos de solo suelo a partir del método de gravedad inversa, segmentar nubes según polilineas planas, realizar perfiles longitudinales directamente etc, etc..

• Finalmente comentar  que este software tiene una gran cantidad de posibilidades; solo depende de vuestra capacidad para adaptarlo al trabajo de que se trate. Yo lo dejaré instalado en mi sobremesa (quien lo hubiera pillado hace unos años).
• Espero que os haya resultado curioso el tema --> a mi desde luego si...
• Hasta pronto.
• By Rah.

TOPOGRAFÍA EN TÚNELES EXCAVADOS POR MÉTODOS CONVENCIONALES. PARTE III.

• En esta ocasión (y como última entrada de esta temática) nos centraremos en las metodologías y procesos topográficos que son empleados en el control geométrico y replanteo de túneles excavados por métodos convencionales. Existe poca información a cerca de este tema y toda la documentación que habla sobre ello (en referencia a N.A.T.M.) está obsoleta o solo roza superficialmente cual es nuestro desempeño en campo/oficina en este tipo de obras lineales tan singulares. Probablemente todo lo que apunte/transmita en este blog no será lo que todos conocemos como "ideal" (la teoría la sabemos todos) pero si os aseguro que son procedimientos reales/contrastados con mi experiencia.

• He dividido el post en varios bloques aunque antes me gustaría comentar algunos puntos del modo de trabajo (me refiero a topografía) en este tipo obras. Y es que están tremendamente condicionadas por todo el ciclo de trabajo/excavación durante el avance y la destroza.
• Lo primero de todo pensar que en un túnel no se pueda entrar a trabajar cuando a uno le da la gana; el acceso de los topógrafos suele restringirse sobre todo a cortos periodos de tiempo después del desescombro (tras pega), en el trascurso de la aplicación del sostenimiento primario/gunitados/bulonados y durante el barrenado (perforación de jumbo). Por ello los ciclos/tiempos y horarios se han de tener muy controlados (estando en contacto con capataces/encargados constantemente) ya que pueden cambiar fácilmente (pueden darse mas/menos pases, variar el sostenimiento o cualquier otro evento/problema que lo provoque).

• Otro punto importante es que la iluminación es muy pobre (son necesarias linternas potentes para punterías y mecanismos ATR/visado automático a prismas) , gran parte del tiempo hay un ruido ensordecedor (deben llevarse siempre encima protecciones auditivas - sobre todo en zonas cercanas al frente ), el piso embarrado hasta las trancas (hasta las rodillas a veces- aunque esto depende de quien lo ejecute, por lo cual unas buenas botas de goma serán extensión de tu cuerpo), la ventilación es "reguleras" (hasta tal punto que durante un cale se me mareó mi ayudante) y si quieres transitar a pie sin peligro (ojo con la maquinaria - no te verán, ni  te oirán ha habido accidentes graves por atropellos/aplastamientos) tan solo se habilita un pasillo de material pétreo elevado de 1.5 metros de ancho junto al hastial derecho del túnel en el sentido de avance de la excavación (balizado, bajo la ventilación y que llega hasta 50 metros del frente aprox --> ver imagen superior- parte izquierda). Después de estas recomendaciones entramos puramente en los aspectos topográficos de los trabajos de nuestra especialidad en estas obras lineales:
• 1.- Poligonales interiores principales de orientación/guiado del túnel. Partimos de que la fiabilidad de las red de bases exteriores en ambas bocas esta contrastada (esto es sin duda lo mas importante de todo). Lógicamente es durante la fase de avance (hasta el cale) donde los itinerarios que conducen el túnel son más importantes (aunque también mas incómodos de establecer). Los equipos topográficos utilizados para este menester deben de ser los mas precisos a nuestro alcance y estar perfectamente verificados/corregidos periodicamente.  Como muestra; para esta tarea exclusivamente se disponía (ACCIONA) de una E.T. LEICA TCRA 1201+ ( Aprec= 1" y e. dist.= 1.5mm+1ppm) y 2 bases nivelantes + prismas en perfecto estado (nada de visar bulones y/o basadas con holguras --> que he visto de todo).
• Lo normal es aprovechar el centro del pasillo de acceso que antes he citado para monumentar las bases mediante hitos de centrado forzado (embebidos en zapata de hormigón sobre el fondo saneado del túnel) y de forma alternar ir disponiendo consolas metálicas en el hastial contrario intentando realizar una configuración en ZIG-ZAG que nos permita disponer las bases a distancias homogéneas (estudiando el trazado del túnel a priori - entre 180-250 m). Ojo con el uso de consolas sobre hastiales para este menester durante la fase de avance--> primero será necesario ver como se comporta el túnel con respecto a convergencias/posibles movimientos de las mismas (hay que verificar su estabilidad a menudo).

• Los primeros metros del replanteo del túnel serán controlados a partir de posicionamientos libres mediante intersecciones inversas mixtas a la red exterior de la boca correspondiente. Esto puede incluir apoyarse en puntos/bases destacadas sobre hastiales (luego comentamos sobre estas referencias auxiliares) hasta que el frente se aleja  de la boca una distancia prudencial (60-70 m) para evitar la afección de voladuras.
• La transferencia de la orientación/coordenadas planimétricas desde la red exterior (visando al hito bajo visera y  luego a las bases sucesivas) se realiza mediante la observación de una poligonal colgada (solo de ida para coordenadas de trabajo/guiado y con vuelta para calculo de cierres - pero siempre sin efectuar compensaciones). Así partiremos arrancando desde el mismo vértice del exterior (QS1 -visando a 2 referencias conocidas QS3 y QS4 (QS1-QS4 =530 m)) y realizando al menos 5 series de ángulos/distancias CD+CI. Continuaremos hacia el interior del túnel desde el hito de boca utilizando la misma metodología. Ver imagen inferior:

• En cuanto a la cota ortométrica; cuanto mas exacta mejor. Lo ideal sería llegar con una nivelación geométrica al arranque del túnel o sus proximidades y transferir  "z buena" al primer hito --> -a partir de aquí todo será nivelación trigonométrica durante un largo período de tiempo - sobre todo por la dificultad que entraña nivelar en un ambiente tan "hostil".
• Las reiteraciones de las poligonales de entrada/salida se realizan dependiendo del rendimiento/velocidad de la excavación del túnel. Normalmente se es mas cuidadoso y repetitivo en fase de avance donde podemos establecer un chequeo/itinerario dentro/fuera semanal (si es posible); intentando que no lo realice siempre el topógrafo de ese túnel en particular para establecer un control de calidad mas imparcial/detección de errores. Como anécdota citar a cierto profesional veterano (vino nuevo a la obra) que estuvo trabajando en coordenadas verdadera magnitud/distancias no proyectadas una semana - en lugar del sistema de referencia de la obra UTM-ED50 por ser el proyecto anterior a 2013 --> no pasó nada porque el túnel iba prácticamente en dirección de las ordenadas (norte-sur) donde la anamorfosis es constante (en ese caso era la medida del azimut mas importante que las distancias - de infarto ¡¡¡).
• Os presento (abajo) un esquema de los poligonales efectuadas (luego comentamos resultados) durante la excavación de un túnel ferroviario real de unos 2 km de longitud. Podéis apreciar el itinerario interior norte (verde), sur (azul) y el paso por montera (roja ->a veces muy compleja de realizar por la orografía o con geometría irregular; pero si se puede, yo siempre la haría --> llamadlo "oldschool"):

• 2.- Bases/puntos destacados orientación/estacionamiento (material auxiliar empleado). La  poligonal principal de un túnel a parte de para guiarlo y garantizar su cale correcto también es la infraestructura topográfica a través de la cual parten el resto de puntos de apoyo/bases destacadas y referencias que nos ayudarán a efectuar las comprobaciones, replanteos y levantamientos diarios. Se aprovechan los estacionamientos en los hitos y consolas (a parte de efectuar los itinerarios de entrada/salida) para efectuar radiaciones/bisecciones y dotar de coordenadas de trabajo/apoyo a ciertos puntos mas cercanos al frente. Dichos puntos pueden instalarse/establecerse sobre la superficie gunitada de los hastiales de diversas maneras (durante excavación)--> depende de cada profesional. En la imagen inferior podéis ver algunos aditamentos topográficos que he empleado para materializar mis puntos de referencia en el interior de los túneles.

• Hay gente (es curioso) que sigue utilizando argollas empotradas en los hastiales sobre las que se cuelgan mosquetones con bulones a prisma/mini prisma (wild o tornillo 1/4 pulgada witworth). Así el prisma queda colgado materializando siempre la vertical y en teoría el mismo punto en x-y-z. Realmente no muy recomendable este método (lo desaconsejo totalmente -- poco fiable).
• Lo más común es la utilización de bulones tipo wild roscados (rectángulo rojo) que permiten el montaje de prismas en horizontal (sin placa de puntería), junto con clavos de referencia a pared. Y es que en el túnel tenemos siempre el laser infrarrojo visible "en on" nos facilita el trabajo de puntería (a oscuras) y además se nos vé más (que buena falta hace). Normalmente por la escasa iluminación para efectuar las lecturas de los estacionamientos es necesario que el auxiliar nos ilumine las punterías (aconsejo que linternas/frontales deben ser de buena calidad/potentes) incluso con reconocimientos de prisma activados--> sobre todo los clavos en hastial (visado a cabeza con láser- modo medición sin prisma). 

• La ventaja de los bulones (con prisma) sobre los clavos es que si se disponen en zonas salientes de la gunita  (aprox  + 2 m sobre cota avanca/destroza) se pueden utilizar para hacer inversas en estacionamientos libres hacia pk- y hacia pk + del destacado (girando el prisma) con los clavos es mas difícil (normalmente solo hacia pk -). Es recomendable a parte de realizar visado al menos a 2-3 referencias/destacados cercanos (pueden ser distancias cortas en proximidad al frente- 20-30 m) introducir algún punto mas alejado (por ejemplo una base de la poligonal principal); así de paso vamos comprobando que todo cierra correctamente (errores de inversas pequeños en distancias inferiores a 5mm y mas elevados en ángulos por la proximidad  de los puntos visados). También  confesar que a veces solo te daba tiempo a observar a 2-3 clavos y a correr--> trabajar rápido por circunstancias (tomar perfiles,  verificar cerchas).
• 3.- Guiado y Replanteo de elementos durante la excavación del túnel. Este tipo de obras son "non stop" y se trabaja en turnos para garantizarlo. El control geométrico presencial normalmente suele estar cubierto la mayor parte del tiempo aunque puede haber pases/periodos de tiempo en el que el personal de topografía no esté presente. Este factor condicionará sobre manera nuestra operativa/forma de trabajo.
• En entradas anteriores ya se ha narrado un poco del ciclo de trabajo anterior al cale tanto para avance como para destroza. Algo capital durante nuestro desempeño es conocer que tipologia de sostenimiento primario (cerchas, bulones + gunita) es aplicable en cada PK o tramo (ya comentamos que puede ser variable dependiendo de las interpretaciones de los geotécnicos --> y su famoso indice R.M.R. u otros, exploraciones del frente, alteración del material, inestabilidad, convergencias etc). Resumiendo; en lo que a nosotros respecta, necesitamos saber si se instalan cerchas o no y que tipo en cada momento (recordemos que a veces se avanza bajo paraguas de micropilotes y son de tamaño variable--> ver entradas anteriores) porque es uno de los elementos que va encajando la excavación en su lugar correcto.

• Las cerchas suelen armarse en el exterior y trasladarse dentro para ser instaladas tras el desescombro/saneo del frente. Van unidas por unos dividacs/espadines corrugados una tras otra (cada metro aprox) --> su número será variable en cada envite dependiendo del tamaño del pase/voladura (una vez colocadas en su lugar correcto se gunitan).
• A partir de los eje, rasante y sección tipo (capas de excavación, final sostenimiento y final de revestimiento) cargada en E.T. además del conocimiento de los recubrimientos de gunita sobre cercha y demás detalles estaremos en condiciones de ir marcando sobre hastiales todos los datos que nos requieran para ir chequeando la geometría del túnel y efectuar su guiado. 

• Será pues a través de los offsets como podremos replantear el pk de las cerchas, la situación de sus extremos/patas y clave (por si fuera necesario suspenderlas una determinada magnitud). Mediante los levantamientos de las cerchas gunitadas y según las indicaciones que nos proporciona el perfilómetro chequearemos las zonas que puedan encontrarse dentro de sección del revestimiento definitivo  y veremos si fuera procedente "destajar" alguna cercha o picar gunita. Es la eterna cuestión si excavo demasiado me cuesta dinero que no me pagan y si excavo poco igual me meto dentro de sección de revestimiento y tengo que demoler. En la imagen de arriba podéis apreciar el proceso de gunitado del túnel  (también como se empalman los patones de las cerchas hasta cota definitiva en el paso de avance a destroza).
• En el caso que la calidad del material excavado sea muy buena puede tomarse la decisión de no instalar cerchas --> solamente bulonar y/o gunitar. Al no existir esa guia/confinamiento metálico las geometrías de la sección del túnel son muchos mas irregulares por lo que continuamente han de replantearse referencias de terminación del sostenimiento sobre hastiales, pks y distancia a rasante sobreelevada (por eso podéis ver gran cantidad de pintadas sobre gunita en imagen inferior -- son las indicaciones iterativas de los topógrafos para meter en el túnel en sección correcta).

• Realmente son los capataces del túnel quien en un principio establecen que indicaciones/replanteos necesitan  para efectuar su trabajo y nosotros vamos adaptando nuestros tiempos/metodología al proceso cíclico de la obra para satisfacer sus demandas. Tomar perfiles de comprobación de la sección es también un trabajo que se realiza con frecuencia para dejar documentado como va quedando el túnel excavado. Dichos levantamientos cuando no hay cerchas pueden realizarse en automático con una determinada equidistancia hacia PK- y PK+ (+- 30 m del punto de estación --> mas de esta el rayo incide demasiado sesgado para que sea lo suficientemente preciso en sus determinaciones). Cuando existen cerchas no hay mas remedio que realizar manualmente los perfiles.

• Posteriormente habremos de descargar la nube de puntos obtenida, representarla sobre perfil teórico en oficina técnica y archivarla para posteriores determinaciones (cálculos de volúmenes de excavación/hormigón, retoques en zonas, informes etc). En todas estas operaciones anteriormente descritas consisten a grosso modo los trabajos topográficos durante la excavación en avance y destroza (ojo con los fondos de excavación en la última fase --> hemos de evitar en medida de lo posible tener que actuar con picados después de las voladuras a cota de destroza). 
• Podemos establecer que no es una locura disponer de perfiles de casi la totalidad de cerchas del túnel en avance/destroza  o con pequeñas equidistancias con sostenimientos ligeros (hay gente que dice que levanta los frentes antes de gunitar --> me parece una burrada; pero bueno, sobre todo por el tema de tiempos/seguridad) o con equidistancias.
• Las constructoras quieren saber de una manera mas exacta cuanto han sobre_excavado y cuanto les supondrá esto en el revestimiento final. Para ello suelen contratarse empresas que realizan levantamientos (sistema de referencia de obra) via Laser Scanner y facilitan nubes de puntos densas del túnel (aprox 1 punto cada 4 cm2). Existen diferentes equipos (mas modernos que el de la imagen inferior), metodologías y software para efectuar esa labor--> solo comentar que hay que filtrar la información para que nuestros programas de trazado puedan "tragarla" ya que al final las mediciones volumétricas; incluso con tantísima información, se realizan/representan/calculan por perfiles para facilitárselo a la propiedad/DO.

• En ocasiones también se exigen comprobaciones del plan de tiro/taladro de voladuras en frente que están materializando los jumbos (que lo llevan implementado en su software de perforación y pueden calcarlo con gran exactitud sobre todo si están en modo de navegación absoluta --> donde intervienen equipos topográficos para orientarlos/situarlos, similar a como trabajamos con las motoniveladoras en exteriores y que también incorporan prismas en su armazón).
• Como punto final de este apartado es necesario reseñar que con frecuencia se montan equipos  láser para referenciar a ellos los retranqueos en planta y rasante necesarios para guiar el túnel de manera semiautónoma. Lo que se trata es de materializar un haz que represente un eje o cuerda inscrita en el trazado con azimut conocido que junto con los PK´s sobre hastiales y un listado de offsets en distancia a cuerda/cota permite seguir con el ciclo de trabajo sin la presencia explícita de los topógrafos.

• En la imagen superior podéis apreciar la instalación de un láser para tuberías modelo Leica PIPER (150 m de alcance efectivo hasta dispersión) sobre consola en hastial de túnel. El método tiene un fundamento similar a los replanteos expeditos que practican los tuneleros (con sus famosas plomadas también llamadas "pericos"). En lo que a nosotros respecta es un simple calculo de la proyección en el espacio de una recta de datos conocidos (definida por el haz laser con punto inicial y final) sobre un  eje (el de la obra lineal con su planta y rasante secuencial).
• No pretendo publicar/hacer referencia de los antiguos métodos de replanteo ni sus fundamentos matemáticos/trigonométricos --> todo eso se supone que lo debemos tener dominado a priori. Además hoy en día con el software de cálculo/ trazado de obras lineales en ordenadores y de mediciones/replanteo en estaciones totales no es tan importante como lo era hace años (recordemos que el trabajo de campo en túnel lo hacen prácticos/auxiliares de topografía y muy bien hecho en la mayoría de los casos).
• 4.- Medida de convergencias. Para evaluar los posibles movimientos/deformaciones que puede sufrir el túnel durante su excavación (sobre todo en avance) es necesario efectuar la medida periódica de convergencias (ya hablamos en otro post de la medida de subsidencias y asentamientos de edificaciones en superficie). Los esquemas de las distancias a medir (ver gif inferior) están descritos en el proyecto de la obra aunque suelen ser similares en todas. La frecuencia de dichas mediciones serán establecidas por los geotécnicos encargados del túnel (pueden ser recogidas dependiendo del caso incluso diariamente)--> normalmente se opta por tomarlas mediante medidas topográficas (en posicionamiento relativo o absoluto) y también por medio de cintas extensométricas.

• En nuestro caso la observación se realiza a dianas reflectantes (adheridas a escuadras metálicas empotradas en la gunita (1)) desde cortas distancias (en torno a 40-50 m). Los perfiles de convergencias suelen instalarse cada 25 m si sostenimiento con cerchas/50 m sin cerchas (suele indicarlo el pliego del proyecto) y se aprovecha para instalar ambos sistemas de comprobación en la misma ubicación (argollas para cintas (2)). Todos los datos recogidos ayudan a la interpretación del comportamiento del túnel y contribuyen a la toma de decisiones en cuanto a numero de pases y carga de los mismos, potencia de los sostenimientos etc. Habremos de confeccionar nuestras plantillas/hojas excel de registro y control de todas las magnitudes documentadas a lo largo del tiempo (con gráficas/diferenciales - imagen inferior) y que estén disponibles en cualquier momento para el personal técnico de la obra.

• Comentar que en determinados túneles donde los movimientos eran prácticamente nulos he aprovechado para dotar de coordenadas absolutas a las dianas de las convergencias y utilizarlas como puntos destacados topográficos en ocasiones (soy un verdadero canalla ¡¡). A veces se reclama nivelar la clave del túnel (colgando miras y chorradas por el estilo (ADIF)--> ocurrencias de I.C.C.P´s --> no cabrearse mis amiguetes)  para detectar asentamientos verticales (aunque este aspecto ya está cubierto con la medida de la z relativa/absoluta entre dianas, en fin....).
• 5.- Cale del túnel. Es el punto culminante de la excavación de un túnel en mina/punto de no retorno donde a pesar de haber realizado con minuciosidad nuestro trabajo tenemos ese dolorcillo de estómago/nervios ahí hasta que concluye. Se produce cuando se encuentran los frentes excavados por ambas bocas. Puede darnos una orientación/rango de precisión del cierre de las infraestructuras topográficas de guiado empleadas desde emboquilles diferentes y que estará condicionado sobre todo por la exactitud/homogeneidad de las redes de las bocas opuestas. Confío en las observaciones GPS en gran medida (sobre todo cuando las hago yo --> je je (broma)) pero si puedes hacer una poligonal de paso por montera personalmente trabajo con mas confianza ya que estás materializando en el exterior (de la forma mas desfavorable - por longitudes de ejes y desniveles existentes) la poligonal interior con la guiarás el túnel (ojo según los casos -->hay túneles muy largos o con entornos/orografías brutales donde es casi imposible/inviable de realizar).

• La precisión del cale del túnel; puede entenderse como la diferencia existente entre las coordenadas de levantamiento/replanteo de un punto nodal/de cierre (no hace falta que esté exactamente en el punto de conexión de frentes) obtenido por arrastre de la poligonal de la boca A respecto a las obtenidas a partir de la bases por la boca B sin efectuar compensaciones (arriba una imagen del cierre en coordenadas obtenido en uno de los túneles donde he trabajado --> abajo el momento del cale físico).

• 6.- Control geométrico y mediciones topográficas posteriores a la excavación del túnel. Una vez calado el túnel se realiza  la destroza con proceso similar al del avance aunque algo más grosero (en cuanto a poligonales principales, destacados, replanteos etc). Finalizada la excavación total del túnel lo primero que se realiza es un saneo de los fondos del mismo, retirada del pasillo de acceso, de la ventilación, circuito de agua y otras instalaciones. 
• Es en ese momento se realiza un nueva poligonal principal (calculo en imagen inferior) disponiendo consolas en los hastiales (ojo con la cota respecto a  elementos que puedan interferir posteriormente como aceras, impermeabilizaciones....). Esta vez con mayor comodidad (sin trabajos de voladura que nos agobien) distribuiremos los ejes lo mas homogéneamente posible (en este caso en particular fueron 13 ejes de 180-190 m) por el interior del túnel (metodología de observación citada en el punto 1). Partiremos de los vértices de una boca para finalizar en los de la otra, calcularemos el cierre y compensaremos dicho itinerario (hoy en día la medida distancias es mas precisa que los ángulos --> proporcionalmente a los tramos).

• Si los cierres no te salen lo bien que te gustaría  no desesperarse --> es recomendable repetir la poligonal un par de veces en ambos sentidos y tomar la más favorable. La ventaja de las observaciones GPS postproceso/rtk  (en bocas) es que dan consistencia a la ubicación absoluta de la obra (estás en marco de referencia -- incluso hace unos años con las deformaciones de la UTM-ED 50) y no olvidemos que se trata de infraestructura en este caso (no de superestructura --> eso ya es más peliagudo)..
• Aprovecharemos los vértices de nuestra nueva poligonal para establecer/radiar nuevos destacados intermedios entre bases que nos permitirán efectuar mas cómodamente nuestros posicionamientos (inversas mixtas). A partir de este momento habrán de replantearse otros elementos de la infraestructura del túnel hasta finalizarlo completamente (abajo detalle de elementos de una sección de via en placa)

• a) La primera labor será el saneo de fondos y replanteo de hormigones de limpieza (HM-15) bajo contrabóvedas y aceras (recordar que hablamos de un túnel ferroviario). 

• b) Seguidamente se acomete el hormigonado de las contrabovedas. Al igual que en la fase anterior nos apoyamos en los offsets de la sección tipo para replantear/comprobar las cotas de hormigonado (tochos con cinta aislante) y tabicas perimetrales.

• c) Después se instalan el inicio de la impermeabilización y los tubos drenes que recogerán las filtraciones entre sostenimiento y revestimiento conduciéndolas hacia la red de evacuación del túnel (canaletas/tubos en parte central sobre contrabovedas entre ambas vias - ver detalle CAD). Los drenes longitudinales (deben ir instalados con retranqueos de cota a la rasante) quedan suspendidos/embolsados en el hastial y luego confinados por la primera fase de aceras (-35 cm bajo cota definitiva de aceras).

• Una historieta/curiosidad que me dejó flipado es que en algunas obras (depende de jefes/Directores de Obra) se estila para verificar el gálibo libre de los túneles recorrer (tras la fase anterior) con un andamio de ruedas (utilizado para la instalación de las impermeabilizaciones interiores o las armaduras de los falsos túneles)  al que se denomina "galibero" la totalidad del túnel - de boca a boca. Se le dispone unas varillas corrugadas del 12 mm con la forma del revestimiento (colocadas con topografía) y añaden unos flejes/barritas de 20 cm para verificar si hay contactos con clave o hastiales. Subrrealista pero cierto --> se va empujando guiándolo paralelo al eje de obra y verificando si toca o no por ahí las cerchas gunitadas por si hiciera falta picar zonas (esos contactos se verificaban con topografía después). Por si no se lo cree alguien --> imagen inferior.

• d) Revestimientos y Falsos túneles por medio de carro encofrador. En ambos casos nuestra tarea será en principio verificar antes de su uso la geometría (se ajuste a proyecto) de cada carro. Para ello durante el primer ensamblaje se suelen ajustar a un eje/rasante relativos y verificarlos topográficamente (ver muestra abajo - perfiles de la parte anterior/posterior del un carro de 12 m- levantadas de cerca con medición sin prisma )--> si están correctos podrán utilizarse (algunos están bastante castigados/aboyados del uso --> no suelen estar perfectos).

• A parte del control del saneo, hormigones de limpieza y losas armadas/esperas de los falsos túneles (con metodologia similar a contrabóvedas de túnel en mina pero ya apoyándonos en red exterior de bocas) nuestra labor será posicionar el carro anteriormente verificado en su ubicación correcta en cada puesta --> ya sea dentro (revestimiento con hormigón en masa) o fuera (FTunel con hormigón armado -).

• Los carros tienen poco rango de movimiento una vez ensamblados; tan solo unas rótulas que abren/cierran los faldones inferiores y algunos husillos más de refuerzo en la zona de los hombros, así como un sistema hidráulico para subir/bajar. Discurren por vías en barras/parejas (bastante chungas) movidos/remolcados o por medio de motores eléctricos. En exteriores suelen montarse estructuras para facilitar/aligerar el armado de los paramentos (mediante cerchas sucesivas que quedarán embutidas en el FT).

• Antes de cerrar el frente de la puesta (con maderas de encofrado) y de poner los cobertores superiores habremos de verificar ciertos puntos estratégicos de cada puesta del  carro para su posicionamiento en sección/perfil y en PK (con 4 puntos + 1 en clave bastan  para controlar retranqueos al eje y cota de clave - suelen estar marcados en el armazón con dianas/pintura - yo solía recoger 7 puntos  -> ver imagen inferior ). 

• En la primera puesta habremos de controlar la parte delantera y trasera del carro --> en las restas sucesivas solo una; ya que la parte a pk- se apoya en la anterior puesta ya hormigonada (existen planos descriptivos de las puestas de Falso túnel). Los espesores de los hastiales una vez cerrada la estructura con los encofrados curvos/cobertores son controlados por los encargados y vigilantes.

• Si alguien lee mi blog sabrá que me gusta mucho el modelado 3D --> imaginaos lo que me ayudó este aspecto en el replanteo y control de los picos de flauta (terminaciones vistas de los Falsos túneles).

• En el túnel en mina el control de las puestas del carro encofrador es igual a la de los falsos túneles (normalmente se realiza una diaria por carro). Nos apoyaremos en la poligonal/consolas que realizamos para el replanteo de los elementos anteriormente citados (limpiezas, contrabovedas ...) y en destacados replanteados sobre la primera fase de aceras (clavos embutidos en hormigón) teniendo en cuenta que las bases principales (consolas en hastial) irán desapareciendo con el avance del revestimiento (durante la impermeabilización suelen respetarse hasta el último momento).

• Finalmente y una vez revestido el túnel (nueva poligonal y consolas sobre hastiales del revestimiento) se finaliza la ultima fase de aceras, donde se instalan canaletas, tubos (embutidos en hormigón)  y arquetas de telecomunicaciones, barandillas y otros elementos dependiendo de la sección tipo del túnel cuestión (pendientes previas bajo via en placa por ejemplo).
• El siguiente paso de nuestra especialidad es preparar la red topográfica para el replanteo de la superestructura en caso de FFCC (aquí hablo sobre ello) que normalmente aúna muchos tramos de infraestructura (tramos de túneles, plataforma convencional , viaductos ..) y la suelen realizar constructoras distintas.
• La última parte he intentado aligerarla un poquillo para terminar aquí la temática de túneles --> ójala me hubiese encontrado documentación como la que expongo en mi blog antes de darme algún leñazo/cometido errores como los que sufre el que está aprendiendo (normalmente a tortazos ¡¡¡). Labor dura y bonita que probablemente nunca volveré a realizar.
• Por cierto:  si os montan un hito dentro del túnel de esta factura (imagen de abajo)-->  es que el tipo/capataz/encargado o es un cafre (lo mas normal) u os tiene antipatía extrema --> no lo permitáis.. --> fue demolido (un poquito de respeto).

• Nada más por esta entrada.. Entiendo que habrá gente que esté de acuerdo con lo que expongo; otros que no --> en todo caso si es cierto que nadie suele comentar (en obra tampoco) tan profundamente sus logros y también errores (secretismo, inseguridad ?¿?¿ -- no lo sé)
• Hasta pronto.

• By Rah.