APLICACIONES DE LA TOPOGRAFIA EN LA INGENIERIA AMBIENTAL Y REPLANTEO DE OBRAS
ALBEIRO ACEVEDO PATIÑO CESER AGUSTO BENITEZ MORALES MANUEL LEONARDO GUTIERREZ ARLEY ESTEBAN MARTÍNEZ LESMES IVAN CAMILO MEJÍA DELGADO
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL TOPOGRAFÍA TUNJA 2013
APLICACIONES DE LA TOPOGRAFIA EN LA INGENIERIA AMBIENTAL Y REPLANTEO DE OBRAS
GRUPO NUMERO: CINCO (5)
PRESENTADO AL PROFESOR: ING. JULIAN RODRIGO QUINTERO MONITOR: DIEGO FERNANDO BORDA CRUZ
ALBEIRO ACEVEDO PATIÑO Cód. 201211465 CESER AGUSTO BETITEZ MORALES Cód.201121795 MANUEL LEONARDO GUTIERREZ Cód. 201111564 ARLEY ESTEBAN MARTÍNEZ LESMES Cód. 201211389 IVAN CAMILO MEJÍA DELGADO Cód. 201211416
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL TOPOGRAFÍA TUNJA 2013
TABLA DE CONTENIDO
OBJETIVOS
INTRODUCCION
DRENAJE Y SUBDRENAJES. La tecnología del drenaje y sub drenaje ha progresado mucho desde los sub drenes franceses de inicios del siglo 20 (Figura 2.2). Existe una gran cantidad de técnicas para el manejo de las aguas en los taludes y cada uno de esos sistemas tiene una serie de variantes. Por lo tanto, el ingeniero posee varias alternativas y combinaciones para el control, tanto del agua superficial como del agua subterránea. DRENAJE SUPERFICIAL El objetivo principal del drenaje superficial es mejorar la estabilidad del talud reduciendo la infiltración y evitando la erosión. El sistema de recolección de aguas superficiales debe captar la escorrentía, tanto del talud como de la cuenca de drenaje arriba del talud y llevar el agua a un sitio seguro, lejos del talud que se va a proteger. El agua de escorrentía debe, en lo posible, desviarse antes de que penetre el área del deslizamiento o se infiltre en dirección al talud. Por otro lado, el agua de las lluvias que cae directamente sobre la superficie del talud, debe ser evacuada lo más rápidamente posible, evitando al mismo tiempo que su paso cause daños por acción de la erosión, almacenamiento e infiltración.
FUENTE: http://www.google.com.co/url?sa=t&rct=j&q=uso%20de%20topografia%20 en%20los%20drenajes%20y%20los%20subdrenes&source=web&cd=1&c ad=rja&ved=0CCgQFjAA&url
SUBDRENAJE Las técnicas de drenaje subterráneo o sub drenaje son uno de los métodos más efectivos para la estabilización de los deslizamientos. El drenaje subterráneo tiene por objeto disminuir las presiones de poros o impedir que éstas aumenten. A menor presión de poros la resistencia del suelo es mayor. El diseño de los sistemas de sub drenaje es complejo debido a que la mayoría de los taludes no son homogéneos desde el punto de vista del drenaje subterráneo y es muy difícil aplicar principios sencillos en el diseño de obras de sub drenaje. El movimiento de las aguas en los taludes por lo general, es irregular y complejo.
Fuente: file:///C:/Users/Usuario/Desktop/imagenes/drenaje-subdrenajepavimentos.html
_________________________ http://www.google.com.co/url?sa=t&rct=j&q=uso%20de%20topografia%20en%20los%20 drenajes%20y%20los%20subdrenes&source=web&cd=1&cad=rja&ved=0CCgQFjAA&url =http://www.erosion.com.co/presentaciones/category/46-tomoii.html%3Fdownload%3D457:librodeslizamientost2cap2&ei=eliqUcvKL4Lc8wTu3YGABA&usg=AFQjCNHOO0dwPu-qT8kKIXZ-nlvqNXRDJw
FUNCIONES DE LOS GEOTEXTILES El uso de los geo textiles tejidos y no tejidos en los diferentes campos de aplicación puede definirse mediante las funciones que va a desempeñar. En la mayoría de las aplicaciones el geo textil puede cumplir simultáneamente varias funciones, aunque siempre existirá una principal que determine la elección del tipo de geo textil que se debe utilizar. A continuación se describen las distintas funciones y aplicaciones que pueden desempeñar los geo textiles, así como las exigencias mecánicas e hidráulicas necesarias para su desarrollo. •Entre la subrasante y la base de piedra en caminos y pistas de aterrizaje pavimentados. •Entre rellenos y capas de base de piedra. •Entre taludes y bermas de estabilidad aguas abajo. •Debajo de campos deportivos y de atletismo. •Entre capas de drenaje en masas de filtro pobremente gradado. •Entre diversas zonas de presas en tierra. •Entre capas antiguas y nuevas de asfalto.
EROSION DEL SUELO
Uno de los principales recursos que brinda la naturaleza al hombre es el suelo, ya que en él crecen y se desarrollan las plantas, tanto las silvestres como las que se cultivan para servir de alimento al hombre y los animales.
La formación de los suelos depende de un largo y complejo proceso de descomposición de las rocas, en el cual intervienen factores físicos, químicos y biológicos. La interacción de estos, como factores ecológicos, provoca la desintegración de los minerales que, unidos a los restos de animales y plantas en forma de materia orgánica, originan el suelo. Es por eso que se deben evitar: Las quemas, pues ellas matan la mayoría de seres que dan vida al suelo y contaminan el aire. Cuando la materia orgánica se quema, sus componentes se transforman en humo y en gases tóxicos que afectan la vida. Lo aconsejable es dejar el suelo siempre cubierto por una colcha de material vegetal, lo cual además controla el crecimiento de hierbas no deseadas.
El pisoteo del ganado, pues cascos y pezuñas apelmazan el suelo, lo endurecen y le impiden la respiración. El arado total, que voltea el suelo dejando las raíces de las plantas expuestas al sol, acabando con la vida de bacterias y organismos que les permiten cumplir su función.
Gracias a la topografía en la ingeniera ambiental se puede llevar a cabo el control de la erosión del suelo mediante la implementación de los levantamientos topográficos para conocer la topografía del terreno y así saber cuánto materia se necesita para su recuperación atreves de los diferentes tipos de geomenbranas.
FUENTE: http://ecolamancha.wordpress.com/2007/11/24/deforestacion-yerosion-del-suelo/
_________________________ http://www.secretosparacontar.org/Lectores/Contenidosytemas/Erosi%C3%B3nycuidado sdelsuelo.aspx?CurrentCatId=131 http://ingambiental6a.blogspot.com/2012/12/unidad-4-recurso-de-suelo.html
USO DE LA TOPOGRAFIA EN LA AGRICOLA
Un buen análisis topográfico permite desarrollar un diseño estructural más eficiente, sin importar lo que se esté sembrando, tiene una necesidades particulares y con el estudio topográfico se podrá determinar la mejor manera para aprovechar el flujo de energías en el terreno para proveer un ambiente más provechoso para el cultivo. La topografía es importante a la hora de poder regar, ya que debe estar nivelado el terreno si se riega por inundación, es importante por la erosión que puede tener el terreno. Hasta un 2% de pendiente se puede decir que no se produce mucha erosión, mayores pendientes obligan adoptar e sistema de siembra directa o realizar curvas de nivel. Es también importante en zonas de heladas ya que las mismas son mas graves en las zonas bajas. Son también importantes los problemas de anegamiento e inundación, de acuerdo a que topografía exista. Por último, la topografía define la existencia de distintas series de suelos ,con distinta productividad.
FUENTE: http://agriculturaregenerativaiberica.wordpress.com/about/
REPLANTEO DE OBRAS Es la materialización en el espacio, de forma adecuada o inequívoca, de los puntos básicos que definen gráficamente un proyecto. Definimos proyecto como el conjunto de documentos escritos, numéricos y gráficos, que se utilizan para la construcción de una obra de ingeniería. Estos puntos básicos son los mínimos necesarios para definir el elemento a replantear. A su vez, este elemento puede estar compuesto por determinadas figuras geométricas que quedaran definidas por estos puntos básicos. Es la operación inversa del levantamiento. Mientras en este tomamos datos del terreno para confeccionar un plano, en el replanteo tomamos datos del plano para situarlos sobre el terreno. Podemos decir que la finalidad de un replanteo es emplazar sobre el terreno aquellos elementos a construir y controlarlos hasta su terminación.
Recordemos también que en topografía se entiende por replanteo a los trabajos necesarios para reponer un punto que ya estuvo situado en el terreno. Sin embargo, un replanteo puede estar afectado por unos determinados condicionantes: 1. La escala del plano base 2. La calidad de dicho plano 3. Las características topográficas del entorno 4. Los medios disponibles 5. Las condiciones meteorológicas 6. Las particularidades del proyecto a replantear Diremos, como conclusión, que es una de las labores más importantes dentro de una obra. Pensemos que un replanteo erróneo puede afectar al coste económico, además de retrasar su ejecución y mermar la calidad final de la obra. Esto implica una gran responsabilidad a la que solo se puede responder con amplios conocimientos técnicos en el campo de la topografía.
FUENTE: http://wilsontopo.blogspot.com/2010/05/replanteo-de-unlevantamiento.html
INSTRUMENTOS NECESARIOS EN LOS TRABAJOS DE REPLANTEO Cada replanteo no tiene que ser realizado con los mismos medios. Al contrario, la selección del instrumental a emplear en determinadas tareas puede ser de gran importancia para conseguir la precisión deseada y optimizar el rendimiento en trabajos de larga duración. Podemos clasificarlos del siguiente modo: 1. Instrumentos de medida angular 2. Instrumentos de medida lineal 3. Instrumentos de medica conjunta 4. Instrumentos de medición de desniveles
1. Instrumentos de medida angular Sobradamente conocidos por todos los teodolitos son los instrumentos de medición angular más usados en la mayor parte de los replanteos. Los teodolitos tienen diferentes niveles de precisión y dependiendo de esto se escoge el instrumento para alcanzar los resultados requeridos en el replanteo. Podemos utilizar un aparato de minutos en la mayor parte de los replanteos en los que su precisión no es muy alta y siempre y cuando no se abuse de la distancia de observación. Se utilizan los de 10 segundos para realizar las poligonales y observaciones angulares de la red de apoyo en zonas de pequeña extensión. Obviamente, se utilizan indistintamente para efectuar cualquier
tipo de replanteo, e incluso son recomendables cuando el trabajo tiene una cierta responsabilidad, o cuando el replanteo servirá de apoyo a otros replanteos posteriores. Los aparatos de segundos pueden convertirse en imprescindibles, si las visuales si las visuales son largas o se observan poligonales muy grandes. En los trabajos de gran responsabilidad no se puede concebir trabajar con instrumentos de menor precisión, tanto si hablamos de observaciones en la red de apoyo como en el replanteo.
2. Instrumentos de medida lineal Existen dos sistemas de medida que son los más utilizados. La cinta y el distancio metro. La cinta se utiliza en medidas a corta distancia, nunca son mayores de la propia longitud de la cinta. Fundamentalmente en terrenos llanos, donde la cinta se apoya directamente en el suelo, aunque en medidas cortas y bien tensadas, puede suspenderse en el aire. Con respecto a los distancio metros, debemos decir que son muy utilizados en obra, que gracias a ellos los trabajos de replanteo han mejorado su precisión y han ahorrado tiempo y personal. Gracias a ambas cosas, la calidad en el acabado de las obras se ha superado ampliamente. Habitualmente los distancio metros utilizados en obra son de corto alcance, y no superan los 2 kilómetros.
3. Instrumentos de medida conjunta Denominamos así a los aparatos que son capaces de medir ángulos y distancias electrónicamente y de manera simultánea. Son conocidos por estaciones totales o semitotales en función de que el teodolito y el distancio metro estén integrados en un solo aparato o no. Es el aparato más utilizado actualmente su ventaja principal reside en que al, ser
mediciones electrónicas, tanto las angulares como las e distancias, su tratamiento informático es muy rápido. De este modo en el propio aparato se incluyen programas para convertir las medidas en coordenadas y lo que es más importante el almacenamiento de los datos en libretas o carteras electrónicas, que permiten transferirlos a ordenadores donde pueda ser tratada toda la información, con lo que se saca el máximo partido de ella. Esto además evita los errores de lectura y transcripción.
4. Instrumentos de medición de desniveles Los niveles más recomendados para el replanteo de obras son los automáticos. La razón fundamental es el uso intensivo que tienen estos aparatos. Pueden llegar a hacerse centenares de observaciones en un solo día, y muchas de ellas sin comprobación inmediata. Es por esto que conviene eliminar el error por falta de calado. Sin embargo, hay que ser prudentes a la hora de escoger el nivel, si se trata de hacer grandes itinerarios de nivel.
FUENTE: file:///C:/Users/Usuario/Desktop/imagenes/INTRUMENTOS%20RP.htm
________________________________ MANUEL, Ignacio del corral. Topografía de obras. Barcelona.1999.p.29-52.
VERTEDEROS
Los vertederos, tiraderos, basureros o basurales, son aquellos lugares donde se deposita finalmente la basura. Estos pueden ser oficiales o clandestinos.
Vertedero clandestino: Es un lugar en el que, sin consideraciones medioambientales, es elegido por algún grupo humano para depositar sus
desechos
sólidos.
Son
grave
fuente
de contaminación, enfermedades y otros problemas. Generalmente son establecidos en depresiones naturales o sumideros.
Vertedero oficial: Es un vertedero que bajo ciertas consideraciones o estudios de tipo económico, social y ambiental, es destinado a ese fin por
los gobiernos
municipales.
También
son
conocidos
como
"vertederos controlados" o "rellenos sanitarios".
A los vertederos tradicionales actuales es destinada la basura generada por un grupo o asentamiento humano. Ésta, por lo común, contiene de Forma revuelta restos orgánicos como: comida, plásticos, papel pinturas, tela, pañales, etc. En el proceso de descomposición de la materia en los vertederos, se forman lixiviados que arrastran los productos tóxicos presentes en la basura, y contaminan las aguas subterráneas, que en ocasiones se utilizan para consumo humano y riego. Durante los incendios accidentales o provocados en dichos vertederos, se liberan a la atmósfera al arder productos clorados, algunos tan tóxicos como las dioxinas, declarada cancerígena por la Organización Mundial de la Salud (OMS).
A pesar de los esfuerzos por recuperar los materiales contenidos en los residuos,
los
vertederos
siguen
siendo
necesarios
como
infraestructura para la eliminación de residuos. La reducción de los impactos ambientales, anteriormente apuntados, puede conseguirse diseñando los vertederos de modo que se evite la contaminación del entorno en el que se ubican. En este sentido, deben tomarse medidas para la impermeabilización de los vertederos y la instalación de sistemas de recogida de lixiviados, de modo que se evite la contaminación del agua y el suelo. También pueden prevenirse algunos impactos de los vertederos mediante sistemas de recuperación del biogás producido en la descomposición de la materia orgánica. Una
solución
para
eliminar
los
de biogás como lixiviados altamente
problemas
tanto
contaminados
es
de
emisiones
el tratamiento
mecánico biológico cual además de la eliminación de biogas y contaminación de lixiviados disminuya notablemente el volumen a confinar y abre la opción de elaborar ganancias con la certificación y comercialización de bonos de carbono.
FUENTE: http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//2500/2643/ html/32_almacenamiento_de_residuos_vertederos_y_depsitos.html
_________________________ http://es.wikipedia.org/wiki/Vertedero_(basura)
RELLENOS SANITARIOS DECRETO 838 DE 2005
Hasta la fecha, el Relleno Sanitario es la técnica que mejor se adapta a nuestra región para disponer de manera sanitaria las basuras, tanto desde el punto de vista técnico como económico. Un relleno sanitario en un lugar destinado a la eliminación final de desechos sólidos en el suelo, para evitar perjuicios al medio ambiente durante su operación, al igual que evitar molestias de salud y bienestar público, realizando un meticuloso estudio de impacto ambiental, social y económico. Pretende lidiar con los riesgos generados por otros métodos de tratamiento de basuras como los basureros, tiraderos o vertederos, utilizando conceptos de ingeniería para el confinamiento de basuras en el área
más
pequeña
posible,
cubriéndola
con
capas
de
tierra
constantemente con el fin de reducir su volumen, para posteriormente depositar otra capa de basura y así sucesivamente hasta que el relleno sanitario se da por saturado. Ésta técnica de relleno sanitario a su vez se encarga de prevenir los problemas que pueden surgir a causa de los líquidos y gases producidos en el relleno, a causa de la descomposición de la materia orgánica. Así pues los rellenos sanitarios deben estar diseñados para tratar los líquidos generados por la basura, es decir, los lixiviados. Para ello el terreno en el que se vaya a construir el relleno, debe haber sido impermeabilizado para evitar infiltraciones de los lixiviados y la posterior contaminación del suelo. Métodos de relleno sanitario El método constructivo y la secuencia de la operación de un relleno sanitario están determinados principalmente por la TOPOGRAFIA del terreno escogido, aunque también dependen de la fuente del material de
cobertura y de la profundidad del nivel freático. Existen dos maneras distintas para construir un relleno sanitario. Método de trinchera o zanja Este método se utiliza en regiones planas y consiste en excavar periódicamente zanjas de dos o tres metros de profundidad, con el apoyo de una retroexcavadora o tractor de oruga. Es de anotar que existen experiencias de excavación de trincheras hasta de 7 m de profundidad para relleno sanitario. La tierra que se extrae, se coloca a un lado de la zanja para utilizarla como material de cobertura. Los desechos sólidos se depositan y acomodan dentro de la trinchera para luego compactarlos y cubrirlos con la tierra. Se debe tener cuidado en época de lluvias dado que las aguas pueden inundar las zanjas. Por lo tanto, se deben construir canales perimetrales para captarlos y desviarlas e incluso proveerlas de drenajes internos. En casos extremos, puede requerirse el bombeo del agua acumulada. Las paredes longitudinales de las zanjas tendrán que ser cortadas de acuerdo con el ángulo de reposo del suelo excavado. La excavación de zanjas exige condiciones favorables tanto en lo que respecta a la profundidad del nivel freático como al tipo de suelo. Los terrenos con nivel freático alto o muy próximo a la superficie del suelo no son apropiados por el riesgo de contaminar el acuífero. Los terrenos rocosos tampoco lo son debido a las dificultades de excavación.
Método de área En áreas relativamente planas, donde no sea factible excavar fosas o trincheras
para
enterrar
las
basuras,
éstas
pueden
depositarse
directamente sobre el suelo original, elevando el nivel algunos metros. En estos casos, el material de cobertura deberá ser importado de otros sitios o, de ser posible, extraído de la capa superficial. En ambas condiciones, las primeras se construyen estableciendo una pendiente suave para evitar deslizamientos y lograr una mayor estabilidad a medida que se eleva el relleno. Figura 2.2.
Se adapta también para rellenar depresiones naturales o canteras abandonadas de algunos metros de profundidad. El material de cobertura se excava de las laderas del terreno, o en su defecto se debe procurar lo más cerca posible para evitar el encarecimiento de los costos de transporte. La operación de descarga y construcción de las celdas debe iniciarse desde el fondo hacia arriba. El relleno se construye apoyando las celdas en la pendiente natural del terreno, es decir, la basura se vacía en la base del talud, se extiende y apisona contra él, y se recubre diariamente con una capa de tierra de 0.10 a 0.20 m de espesor; se continúa la operación avanzando sobre el terreno, conservando una pendiente suave de unos 30 grados en el talud y de 1 a 2 grados en la superficie.
_________________________ http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/entrega.asp?identrega=759
TRATAMIENTOS DE AGUAS En ingeniería ambiental el término tratamiento de aguas es el conjunto de operaciones unitarias de tipo físico, químico o biológico cuya finalidad es la eliminación o reducción de la contaminación o las características no deseables de las aguas, bien sean naturales, de abastecimiento, de proceso o residuales llamadas, en el caso de las urbanas, aguas negras. La finalidad de estas operaciones es obtener unas aguas con las características adecuadas al uso que se les vaya a dar, por lo que la combinación y naturaleza exacta de los procesos varía en función tanto de las propiedades de las aguas de partida como de su destino final. Debido a que las mayores exigencias en lo referente a la calidad del agua se centran en su aplicación para el consumo humano y animal estos se organizan con frecuencia en tratamientos de potabilización y tratamientos de depuración de aguas residuales, aunque ambos comparten muchas operaciones. TRATAMIENTO DE AGUAS POTABLES Se denomina estación de tratamiento de agua potable (ETAP2) al conjunto de estructuras en las que se trata el agua de manera que se vuelva apta para el consumo humano. Existen diferentes tecnologías para potabilizar el agua, pero todas deben cumplir los mismos principios:
combinación de barreras múltiples (diferentes etapas del proceso de potabilización) para alcanzar bajas condiciones de riesgo,
tratamiento integrado para producir el efecto esperado,
tratamiento por objetivo (cada etapa del tratamiento tiene una meta específica relacionada con algún tipo de contaminante).
Si no se cuenta con un volumen de almacenamiento de agua potabilizada, la capacidad de la planta debe ser mayor que la demanda máxima diaria en el periodo de diseño. Además, una planta de tratamiento debe operar continuamente, aún con alguno de sus componentes en mantenimiento;
por eso es necesario como mínimo dos unidades para cada proceso de la planta.
FUENTE: file:///C:/Users/Usuario/Desktop/imagenes/POTABLE.htm TRATAMIENTO DE AGUAS RESCIDUALES Las aguas residuales pueden provenir de actividades industriales o agrícolas y del uso doméstico. Los tratamientos de aguas industriales son muy variados, según el tipo de contaminación, y pueden incluir precipitación, neutralización, oxidación química y biológica, reducción, filtración, ósmosis, etc. En el caso de agua urbana, los tratamientos suelen incluir la siguiente secuencia:
pre tratamiento
tratamiento primario
tratamiento secundario
tratamiento terciario
Las depuradoras de aguas domésticas o urbanas se denominan EDAR (Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales), y su núcleo es el tratamiento biológico o secundario, ya que el agua residual urbana es
fundamentalmente de carácter orgánico en la hipótesis que se han los vertidos industriales se tratan aparte.
FUENTE: file:///C:/Users/Usuario/Desktop/imagenes/RESIDUALES.htm
_________________________ http://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_de_aguas
