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CARTOGRAFIA GEOTÉCNICA RÍO CUARTO
 

CARTOGRAFÍA GEOTÉCNICA DE LA CIUDAD DE RÍO CUARTO.

Fase I: Delimitación de unidades geotécnicas preliminares.

BASE DE DATOS GEOTÉCNICA DE LA CIUDAD DE RÍO CUARTO

Autores:

Osvaldo Campanella, Marcelo Uva, H. Daniel Origlia, Gabriela Maldonado

ISBN 950-665-299-6

CDD 551.41

Fecha de Catalogación en fuente: 24 de febrero de 2005

RESUMEN

Se presenta un Sistema de Información Geográfica (SIG) desarrollado con el propósito final de construir cartografía geotécnica para áreas de llanura en el caso de la ciudad de Río Cuarto, Córdoba, Argentina.

En la primera fase se desarrolló una base cartográfica unificada con datos provenientes de tres fuentes principales: Soporte papel a escala 1:50.000, soporte papel a escala 1:10.000 y soporte digital de imágenes satelitarias. Las entidades procesadas fueron georeferenciadas usando ajuste polinómico.

En la siguiente fase, se desarrolló un modelo conceptual para gerenciar, principalmente, la información del subsuelo. El marco teórico para el diseño de la base de datos es el modelo entidad – relación. El modelo, que admite la incorporación de nuevos datos y relaciones, hasta el momento está implementado en las aplicaciones MS ACCESS y ArcView. Hasta el momento se han ingresado 180 sondeos.

Se han generado rutinas específicas dentro de ambas aplicaciones que mejoran las funciones de análisis y modelamiento propias de las aplicaciones usadas.

Una de las rutinas genera perfiles característicos a partir de los datos de los sondeos y extiende estos datos puntuales a superficies mediante la generación de polígonos Voronoi restringidos a los límites de las unidades geomorfológicas.

ABSTRACT

A developed Geographical Information System (GIS) whose final purpose is to build an applied geology map for plain areas in Río Cuarto city, Córdoba, Argentina, is presented.

In the first phase, an unified cartographic base was developed with data coming from three main sources: 1:50,000 scale printed cartography, 1:10,000 scale printed cartography, and digital base satellite images. The processed entities were georeferenced by using polynomial fit.

In the next phase, a conceptual model was developed to manage underground information mainly. The theoretical frame to design the database is the entity-relation model, which is implemented in the MS ACCESS and ArcView applications and permits the incorporation of new data an relations. 180 boreholes data have been incorporated until present.

Specific routines in both applications have been generated to improve their proper functions for data analysing and modelling.

One of these routines generates characteristic profiles from the borehole data and extends these point data to surface areas by generating Voronoi polygons limited by geomorphologic units.

REQUERIMIENTOS DE SOFTWARE.

- Sistema operativo Windows 98 o más.

- Aplicación ArcView 3.2 o más.

- Aplicación MS ACCESS 97 o más.

FORMA DE ADQUISICIÓN: hipervínculo al formulario.

PRECIO: $ 1.000

SOPORTE DE LOS DATOS: Disco Compacto

DATOS DISPONIBLES

El contenido del CD que se ofrece en este trabajo consta de:

o Los temas georeferenciados listados en la tabla 1.

o La base de datos en formato ACCESS 97.

o La información ofrecida no incluye los scripts de generación de polígonos Voronoi.

A continuación se presentan los datos convertidos en información mediante la tecnología de los Sistemas de Información Geográfica

1. BASE CARTOGRÁFICA UNIFICADA

Se construyó una base cartográfica unificada para los diferentes temas que han sido sometidos a análisis.

Se georeferenciaron datos espaciales provenientes de tres fuentes principales:

Ø Manzanario de la ciudad de Río Cuarto a escala original 1:10.000,

Ø Imagen satelitaria LANDSAT en soporte digital

Ø Hoja 3363-19-1 Río Cuarto producida por el IGM a escala 1:50.000.

El proceso de georeferenciación involucró el uso de tres aplicaciones: AutoCAD MAP, IDRISI y ArcView. Las tareas realizadas en AutoCAD MAP consistieron en la digitalización, y primera revisión de los datos digitalizados, buscando eliminar inconsistencias topológicas como vectores duplicados, ausencia de nodos en intersecciones y falsas intersecciones. Con un GPS se obtuvieron puntos de control para construir los polinomios de ajuste. En IDRISI, se obtuvieron los polinomios de ajuste para reposicionar la información espacial y en ArcView se compiló toda la información. Ver Figura 1.

Figura 1: Fases, ambiente, procesos y dirección del proceso en la georeferenciación.

Se procesaron 15 temas diferentes espacialmente compatibles.

Para esta primera fase, fue necesario construir tres funciones de ajuste cuyos RMS globales fueron: para la imagen satelitaria = 44.46 m; para los datos 1:50.000 = 30.77m; para los datos 1:10.000 = 21.14m. Los datos fueron integrados en la aplicación ArcView 3.2. Los temas se muestran en la Tabla 1. En las Figuras 2 y 3 se muestra el ajuste logrado.

Tabla 1: Entidad, descripción, tipo de objeto, fuente y fecha de la última actualización de los temas incorporados a la base cartográfica.

Figura 2: Imagen satelitaria, vias de comunicación procedentes de escala 1:50.000, y ferrocarril proveniente de escala 1:10.000.

Figura 3: Acercamiento a la zona suroeste de la ciudad de Río Cuarto. Nótese la coincidencia entre la imagen satelitaria, el manzanario (1:10.000) y las vías de comunicación (1:50.000)

2. BASE DE DATOS GEOTÉCNICA

Se generó un modelo de base de datos relacional para compilar la información existente del subsuelo (Figura 4) proveniente de diversas fuentes públicas y privadas. Así se recogieron datos de 180 sondeos de los cuales 135 inciden directamente en la zona de estudio. El modelo se implementó en las herramientas ArcView 3.2 y ACCESS, vinculando una tabla propietaria de ArcView con las tablas de ACCESS. Se crearon tablas y controles de integridad, se mapearon las relaciones entre las tablas, se crearon consultas y formularios a través de herramientas ya incluidas en el paquete ACCESS y otras desarrolladas en Visual Basic. Se generaron herramientas de comparación de similitud de perfiles. Se generó una consulta que excluye a aquella información de estratos por debajo de los 4 m de profundidad y se implementaron modelos de generalización de tipo de suelo según el SUCS. En la Figura 5 se pueden ver las principales tablas, sus atributos y sus relaciones. En las Tablas 2 a la Tabla 6 se pueden las principales tablas y su estructura.

Figura 4: Presentación del problema general para la generación de la base de datos. Cada unidad geomorfológica puede tener uno o muchos sondeos y cada sondeo puede tener uno o muchos estratos.

Figura 5: Principales tablas, sus atributos y sus relaciones.

Nombre Campo

Tipo Dato

Descripción

ID

Numérico

ID del objeto punto. Llave primaria. Es llave foránea en la tabla MS ACCESS SON. Ancho 8,0

OBSERV

Cadena

Observaciones para el sondeo. Ancho 35.

RETORNO

Cadena

Variable multipropósito. Para colocar resultados de las consultas en ACCESS. Ancho 20.

PERF_ID

Numérico

ID del perfil. Para poner el resultado de una consulta específica en ACCESS. Ancho 5,0

PERFGRUESO

Numérico

ID del perfil grueso. Para poner el resultado de una consulta específica en ACCESS. Ancho 5,0

NUEVO

Cadena

Identifica si el sondeo es compilado o ejecutado por los autores. Ancho 3.

PROFFIN

Numérico

Profundidad final del sondeo, en metros.

PROP

Cadena

Propósito del sondeo.

COLAP01

Numérico

Coeficiente de colapso.

Tabla 2: Tabla de la entidad SON generada en ArcView y compartida con ACCESS. Es el repositorio de los resultados de las consultas ejecutadas en MS ACCESS y en ArcView.

Nombre Campo

Tipo Dato

Descripción

SON_ID

Numérico

ID sondeo. Es el vínculo con ArcView

FECHA

Fecha

Fecha del sondeo

PROF_FINAL

Numérico

Profundidad final del sondeo, en metros.

LOCALIDAD

Cadena

Ciudad o pueblo donde está hecho el sondeo.

BARRIOOCAMPO

Cadena

Barrio o campo donde está localizado el sondeo.

CALLEOLOTE

Cadena

Calle o lote donde está el sondeo.

ALTURADECALLE

Cadena

Altura de calle donde está el sondeo.

MARCA

Cadena

Marca que ayuda a encontrar el sondeo.

CODPROP

Cadena

Propósito del sondeo.

PHREALEVEL

Numérico

Profundidad del nivel freático, en signo negativo, en metros.

PERF_ID

Numérico

Llave foránea a la tabla PERFILES

Tabla 3: Tabla de la entidad SON en MS ACCESS.

Nombre Campo

Tipo Dato

Descripción

ESTRA_ID

Numérico

ID del estrato. Número entero. Auto Numérico.

SON_ID

Numérico

ID del Sondeo. Llave foránea en la entidad SON.

PROF_SUP

Numérico

Profundidad inicial del sondeo, en metros con signo negativo.

PROF_INF

Numérico

Profundidad final del sondeo, en metros con signo negativo

PORC_HUM

Numérico

Porcentaje de humedad.

DESCRIPCION

Cadena

Descripción del estrato, 100 caracteres como máximo.

TIPO

Cadena

Tipo de material (Descripción de campo).

USCS

Cadena

Clasificación según el SUCS.

NUMSPT

Numérico

Número de golpes del Ensayo de Penetración Estándar.

PT_4

Numérico

Porcentaje pasante Tamiz 4.

PT_10

Numérico

Porcentaje pasante Tamiz 10.

PT_200

Numérico

Porcentaje pasante Tamiz 200.

LIMLIQ

Numérico

Límite Líquido de Atterberg.

INDPLAS

Numérico

Indice de Plasticidad de Atterberg

DENS

Numérico

Densidad aparente del estrato.

Tabla 4: Tabla de la entidad ESTRA en MS ACCESS.

Nombre Campo

Tipo Dato

Descripción

CCONF_ID

Numérico

ID del ensayo de Compresión Confinada. Número Entero.

Auto numérico.

ESTRA_ID

Numérico

ID del estrato. Número Entero. Llave Foránea.

PEAH

Numérico

Peso Específico aparente húmedo.

PEAS

Numérico

Peso Específico aparente seco.

PRESINI

Numérico

Presión inicial del ensayo.

PRESFIN

Numérico

Presión final del ensayo.

TIEMPO

Numérico

Duración del ensayo.

PREFLUE

Numérico

Presión de fluencia.

Tabla 5: Tabla de la entidad COMCONF en MS ACCESS.

Campo

Tipo dato

Descripción

TRIAX_ID

Numérico

ID del ensayo triaxial. Auto Numérico.

ESTRA_ID

Numérico

ID del estrato. Número entero. Llave foránea

TIPOENSAYO

Texto

QN=Múltiple Hum Nat rápido; QS=idem saturado; UUHN=NoConsol,Nodren%HNat;UU=sat no cons;no dren; CU=idem consol no drenado

SATURADO

Texto

S=Si ; N=No

DENSIDAD

Numérico

Densidad nat del especimen

PORCHUM

Numérico

PorcHum del especimen

FI

Numérico

Angulo de fricción

COHESION

Numérico

Cohesión

CONFINAM

Texto

Secuencia de aplicación de los Sigma 3

COMENTARIOS

Texto

Tabla 6: Tabla de la entidad TRIAX en MS ACCESS.

2.1 Ejecución de sondeos propios.

Mediante sobreposición controlada de la geomorfología y de los sondeos se identificaron las áreas con deficiencia de datos (Figura 6) y se diseñó el muestreo en esos sitios. Todos los sondeos se realizaron usando el dispositivo SPV con muestreo a cambio de horizonte. El desmoronamiento de pozos, cuando se atravesó arena sin cohesión, se subsanó “encamisando” el pozo con caño de PVC gris (Figura 7). Todas las muestras fueron clasificadas según el SUCS. Los datos obtenidos en campo se cargaron en el SIG.

Figura 6: Unidades geomorfológicas, vías de comunicación y sondeos propios y compilados en ciudad de Río Cuarto y periferia.

Figura 7: Pala vizcachera y encamisado con caño de PVC

3. UNIDADES GEOTÉCNICAS PRELIMINARES

Mediante la aplicación de algoritmos de comparación del tipo litológico cada 10 cm hasta los –4m se identificaron 45 perfiles diferentes. Se usaron las siguientes reglas de generalización: Cuando el tipo de suelo es ML y el pasante tamiz 200 está comprendido entre 50 y 55% se lo consideró como SM; Se forzaron los límites entre estratos a intervalos de 10 cm. Con la sobreposición controlada de estos perfiles con las unidades geomorfológicas se obtuvo el mapa de polígonos con igual perfil representativo que, en otras palabras es el mapa de unidades con igual perfil morfogeomecánico (Figura 8).

Figura 8: Unidades Geotécnicas preliminares. Los polígonos de igual color poseen propiedades geomecánicas semejantes. Se presentan además los sondeos del área estudio discriminados en función de si son propios o compilados. Para una mejor ubicación se muestran además las principales vías de comunicación.


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