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Nivelación de terreno (Ground grading)

Empezaremos abriendo la sección nivelación del terreno (Ground Grading) del menú análisis civil (Civil Analysis). A continuación, seleccionaremos el área FV haciendo clic en Select grading area y eligiendo la polilínea del área FV. Después, finalizaremos pulsando la tecla Espacio o Intro del teclado. De esta manera tendremos seleccionada la(s) area(s) de trabajo.

Cuando PVcase propone un terreno nuevo por medio de la herramienta ground grading, se hace una copia de la topografía inicial, y cualquier cambio se guardará usando la copia en lugar del original. La topografía propuesta se guardará en la capa llamada PVcase Proposed Grade.

De este modo se garantiza que no se produzcan cambios no deseados en la topografía original y, posteriormente, podremos intercambiar entre la topografía propuesta y la original para comparar el terreno.

Seguidores de un eje

Pendiente de las mesas

Cuando se realiza la corrección de pendiente de mesas para seguidores a un eje, la corrección se realizará en la dirección Norte-Sur.

A continuación veremos cómo realizarla.

Una vez identificadas las mesas cuyas pendientes están fuera de los valores analizados de pendiente norte y sur, por medio de la herramienta Slope analysis, procederemos a corregirla mendiente con la herramienta Set Slope, disponible en el menú de Ground Grading.

Para este ejemplo, utilizaremos los mismos valores analizados en el análisis de pendientes. Estos son 6% en la dirección norte y 12% en la dirección sur.

Para la corrección de pendientes se puede realizar por medio de selección de mesas individuales o bien seleccionando la área FV entera. Las mesas que esten dentro de las tolerancias no se verán afectadas.

En este ejemplo, seleccionaremos la polilínea de la área FV y haremos clic en Set Slope.

Una vez reajustadas las pendientes de las mesas veremos que, las que antes estaban indicadas cómo fuera del rango establecido, ahora están coloreadas en azúl, lo cual indica que están dentro del rango - 6 y 12 %, norte y sur respectivamente. Si le damos al botón Show details, de la pestaña Slope analysis, veremos que todas las mesas cumplen con los límites de pendientes establecidos.

Es crucial tener en cuenta que esto sólo se refiere al ángulo de inclinación de la mesa- en ningún momento se modifica el terreno, si no que lo que hace el software es aumentar o disminuir la atura de los extremos de las mesas para cumplir con la pendiente establecida.

Acción de nivelación (Grading)

La nivelación del terreno depende directamente de la longitud del poste: PVcase determinará la cantidad de movimiento de tierras necesario para ajustar las nuevas cotas de terreno dentro del rango de longitud de poste definido. Es decir, en todo momento lo que hace PVcase es moder el terreno de acuerdo a las longitudes de las hincas y en ningún caso mueve las mesas.

Antes de proceder a la acción de nivelación (grading), hay que definir el rango de longitud de los postes. Estos valores serán los mismo que se hayan utilizado en el análisis de colisiones (collision analysis). En Ground grading, podemos ver los valores de nivelación- el límite inferior (lower limit) es de 1,4 metros, y el límite superior (upper limit) es de 1,7 metros.

También se podemos definir si y en qué casos la nivelación se tiene que llevar acabo no solo debajo si no también entre las estructuras:
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Para que haya nivelación entre las estructuras, marquamos la casilla definimos hasta qué pitch queremos que se haga grading.

En este ejemplo, habrá nivelación entre estructuras (sombreado morado) porque el pitch es inferior (4,5 m) a los 7 m de la configuración:
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Si la casilla no está marcada o el valor configurado es inferior al pitch, solo habra nivelación debajo de las estructuras:
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Para iniciar la nivelación, haremos clic sobre el botón Grade. De nuevo, podemos seleccionar si queremos actuar sobre mesas específicas o sobre toda la área FV (o múltimples). En este ejemplo, optaremos de nuevo por trabajar con toda el área FV.

Para iniciar el proceso, pulsaremos la barra espaciadora o Intro en el teclado.

El proceso durará más o menos segundos en funcion del tamaño del área de acción.

Una vez finalizada la nivelación, todas las mesas que antes estaban fuera de rango dejarán de tener una indicación de color: el terreno se habrá corregido de modo que las mesas tendrán longitudes de poste dentro de rango, y, por lo tanto, ya no estarán marcados por el análisis de colisiones.

En la pestaña Ground grading, podemos alternar entre el terreno original y el propuesto. Podemos hacer zoom y comprobar como cambian los valores de longitud de poste al alternar entre la superficie original (existing) y la propuesta (proposed). Si seleccionamos sobre la superficie original, el software pasará a mostrasnos como serían las longitudes de hinca con la topografía original. Si cambiamos a la pendiente propuesta, se actualizarán las longitudes de hinca a las obtenidas con el terreno propuesto.

Otra forma de visualizar cómo han cambiado las longitudes de hinca en el terreno propuesto frente al original es sacando la sección frontal. En ella podremos ver en amarillo la línea de terreno propuesto.

Antes de generar la seccioón, generaremos los postes para así poder verlos también en la sección. Para ello, haremos clic en el botón Show piling y seleccionando la polilínea del área FV y pulsando Espacio o Intro en el teclado.

A continuación, haremos clic en el menú desplegable sección transversal (Cross-section) y seleccionamos la vista longitudinal (front view). A continuación, se nos pedirá que seleccionemos la área FV, pulsaremos la barra espaciadora o Intro en el teclado para confirmar y, a continuación, trazaremos la línea de la vista longitudinal. Después, colocaremos el dibujo de la sección a un lado haciendo clic con el botón izquierdo del ratón en el lugar deseado.

Para ver cómo se comparan la topografía propuesta y la original, podemos hacer zoom en un corte de vista frontal y ver una línea negra que indica la topografía original y una amarilla que indica la propuesta.

En los resultados de áreas niveladas (Selected areas grade), veremos cuánto terreno hubo de desmonte, terraplén y cuál es la suma neta de ambas cantidades.

También podemos restablecer la nivelación a su estado original haciendo clic con el botón derecho en el resultado neto y reseteando los valores pulsando Reset.

Optimizar la nivelación

Una vez realizada y examinada la nivelación de terreno inicial, podemos intentar reducir la cantidad de movimiento de tierras necesario para lograr los resultados buscados.

Antes de empezar, es muy recomendable hacer capturas de pantalla o exportar la lista de materiales. Esto es necesario para conservar de alguna manera las condiciones con las que obtuvimos los resultados iniciales de la nivelación del terreno. Para ello, abriremos la pestaña Bill of Materials, dentro de la ventana Layout information y seleccionaremos el área FV de interés.

Seguidamente podremos exportar la lista de materiales (Bil of Materials) haciendo clic en Export XLSX. A continuación, se nos pide que especifiquemos la ubicación del archivo de destino y el nombre de nuestra hoja de cálculo. También se nos ofrece la opción de abrirla inmediatamente o más tarde. Para este ejemplo, haremos clic en Sí y aquí podremos ver los resultados de la nivelación de terreno y todos los datos relevante del proyecto.

Después de haber guardado los resultados de nuestra primera iteración, procederemos a restablecer la nivelación a su estado original. Para ello, haremos clic con el botón derecho del ratón en los resultados netos y haremos clic sobre Reset.

Para nuestra segunda iteración, con el objetivo de reducir la cantidad de relleno, reduciremos la altura de referencia de todas las mesas - dada una altura de referencia para la primera iteración de 1,4 metros.

Si nos dirigimos a la sección análisis de colisiones (collision analysis) y hacemos clic en Indicate, veremos que la mayoría de las mesas están por encima del umbral, lo que significa que podemos reducir la altura de referencia de todas las mesas.

Para ello, podemos hacerlo yendo a Frame & Park settings, haciendo clic en la pestaña Park settings y disminuyendo la altura de referencia en 0,1 metros - de 1,4 metros a 1,3 metros - y haciendo clic en Ok para finalizar. Ahora podemos seleccionar la área FV y, seguidamente, hacer clic en Adapt to positions: Todas las mesas de la área reducirán su altura en 10 centímetros.

A continuación, realizaremos de nuevo la nivelación del terreno, dejando el mismo rango de longitudes de postes que antes. Una vez que hayamos terminado con la nivelación, podemos exportar a la lista de materiales, o capturas de pantalla exportadas anteriormente, y comparar los datos.

Como podemos ver, nuestra segunda iteración requiere ahora menos trabajo de nivelación, optimizando así los resultados.

Este proceso se puede repetir tantas veces como se desea, o incluso realizarlo aumentando la altura de referencia de las mesas, para casos en los que la cantidad de desmonte es mayor.

Sistemas de estructura fija

Pendiente de las mesas

Mientras para seguidores de un eje la corrección de pendiente se aplica en la dirección norte-sur, para los sistemas de estructura fija se realizará en la dirección este-oeste,

En el siguiente ejemplo se muestra la corrección de pendiente para un sistema de estructura fija.

Habiendo identificado las mesas que están fuera del rango de pendiente definido, por medio del análisis de pendentes (Slope analysis), podremos realizar la corrección de pendiente. Esto lo haremos a través de la herramienta Table slope, disponible en la pestaña de Ground grading.

Para realizar esta corrección de pendiente, el software tomará las mesas que estén por encima del valor límite de pendiente y las forzará al límite definido.

En este ejemplo, tomaremos el valor de pendiente del análisis de pendiente (Slope analysis) y lo introduciremos en el campo Slope limit, dándole un valor de 5%. Podemos elegir si queremos seleccionar manualmente las mesas para las que queremos realizar estas correcciones, o dejar que el software trabaje con toda el área y modifique todas las mesas afectadas. Las mesas que ya estén dentro de las tolerancias no se verán afectados.

En este ejemplo, seleccionaremos la polilínea del área FV y haremos clic en Set Slope. Lo normal es que este proceso lleve unos segundos.

Una vez realizada la corrección, las mesas que antes estaban marcadas con un color que indicaba que estaban fuera de rango, ahora se habrán vuelto azules, lo que significa que sus pendientes se han llevado al 5%.

Haciendo clic en Show details y desplazarnos por el diseño, veremos que todos los valores están dentro del rango definido y de acuerdo con las especificaciones.

Es crucial tener en cuenta que esto sólo se refiere a la pendiente de la mesa - no se ha alterado el terreno y cabe la posibilidad de que las mesas tengan longitudes de poste demasiado altas o que colisionen con el terreno. Para analizar estos posibles fallos se tendrá que hacer uso del análisis de colisiones (Collision analysis).

Acción de nivelación (grading)

La nivelación del terreno depende directamente de la longitud de los postes. PVcase determinará la cantidad de movimiento de tierras necesario en función de la tolerancia especificada para la longitud de hinca y adaptará el terreno para ajustarse a estos valores de tolerancia máximo y mínimo (Lower & Upper limit).

Antes de proceder con la nivelación, debemos definir el intervalo de longitudes de postes.

Estos valores pueden obtenerse utilizando los ajustes de altura disponibles en la sección Height settings, de la pestaña Park settings, en la ventana Frame and park settings. De aquí podremos extraer los valores de longitudes de hinca para diferentes valores de distancia mínima mesa-suelo.

En la sección ajustes de altura (Height settings), fijaremos el valor del punto más bajo en 0,5 metros. Podemos ver que en el dibujo de la parte derecha de la ventana, tenemos las longitudes del primer y segundo poste para el umbral de altura libre de 0,5 metros - 0,946 metros y 1,907 metros respectivamente.

Ahora, introduciremos el valor del umbral superior, distancia mesa-suelo - 0,7 metros. Como podemos ver, con este valor las longitudes de los postes se calculan en 1,146 y 2,107 metros respectivamente.

A continuación, podemos introducir estos valores en la sección Grading actions section, en los campos correspondientes - la fila superior se utiliza para los valores mínimo y máximo del primer poste - entre 0,946 metros y 1,146 metros. La segunda fila se utiliza para los valores mínimo y máximo del segundo poste: entre 1,907 y 2,107 metros.

Para que haya nivelación entre las estructuras, marquamos la casilla definimos hasta qué pitch queremos que se haga grading:

En el siguiente ejemplo, la nivelación entre estructuras (sombreado rojo) se hará solo donde el pitch es inferior al valor definido (9,9 m):
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Para iniciar el cálculo de nivelación y, por lo tanto, obtener una propesta de tereno en función de las tolerancias definidas de hinca, haremos clic en el botón Grade. Nuevamente, podremos seleccionar si queremos trabajar para mesas específicas o sobre la área FV entera. Esto lo podremos hacer seleccionando unicamene mesas o la área FV. En este caso, optaremos por trabajar con toda el área FV.

Las mesas que ya estén dentro de los rangos permitidos no se verán afectadas. Para iniciar el cálculo, pulsamos las teclas Espacio o Intro del teclado y, después de unos segundos, tendremos el resultado.

Como podemos ver, una vez completada la clasificación, ninguna de las mesas queda marcada como afectada por el análisis de colisiones.

Para analizar la topografía propuesta y las nuevas longitudes de hinca, iremos a la sección análisis de colisiones (collision analysis) y haremos clic en mostrar detalles (Show details). Ahora, si hacemos zoom, veremos que todos los postes están dentro del rango especificado.

En la pestaña Ground grading podremos alternar entre la topografía original (existing) y la propuesta (purposed). Si cambiamos a la topografía existente, obtendremos el terreno original y las mesas colocadas como se habian puesto inicialmente - las longitudes de los postes que se habrían dado antes de la nivelación. Si cambiamos de nuevo a la topografía propuesta, veremos que los postes se ajustarán de nuevo a los valores que están dentro del rango especificado.

Otra forma de mostrar cómo han afectado los cambios de terreno a las longitudes de hinca, sería realizar una vista de sección longitudinal de las mesas (front-view).

Para ello, antes generaremos los postes haciendo clic en mostrar pilotaje (Show piling), seleccionando la polilínea del área FV, y pulsando Espacio o Intro en el teclado.

A continuación, haremos clic en el menú desplegable adyacente al botón sección transversal (Cross-section) y seleccionamos la vista frontal (Front view). A continuación se nos pide que seleccionemos la polilínea del área FV. Pulsaremos la barra espaciadora o Intro en el teclado para confirmar, y a continuación, dibujaremos la línea de la vista frontal como tal. Después, colocaremos el dibujo a un lado haciendo clic en nuestra ubicación objetivo.

La vista frontal es una vista dinámica que se actualiza automáticamente si cambiamos la implantación o incluso si la movemos alrededor de la misma área FV.

Para comparar la topografía propuesta y la original, podemos hacer zoom en un corte de vista frontal y ver una línea negra que indica la topografía original y una amarilla que indica el terreno propuesto.

En los resultados de áreas niveladas (Selected areas grade) veremos cuánto terreno hubo que cortar, rellenar y cuál es la suma neta del material rellenado y retirado - desmonte y terraplén.

También podemos restablecer cualquier acción de nivelación propuesta haciendo clic con el botón derecho en el resultado neto y haciendo clic con el botón izquierdo en Restablecer (Reset).

Optimizar la nivelación

Una vez realizada y examinada la nivelación inicial, podemos intentar reducir la cantidad de movimiento de tierras para afinar con los resultados.

Antes de empezar, es muy recomendable hacer capturas de pantalla o exportar la lista de materiales. Esto sirve para conservar las condiciones con las que obtuvimos los resultados iniciales de la nivelación del terreno. Para ello, iremos a Layout information > Bill of Materials, y haremos clic en Select PV area. A continuación se nos pide que seleccionemos la polilínea del área FV, una vez hecho esto finalizamos pulsando la barra espaciadora o Intro en el teclado.

A continuación, se nos pide que especifiquemos la ubicación del archivo de destino y el nombre de nuestra hoja de cálculo. También se nos ofrece la opción de abrirla inmediatamente o más tarde. Para este ejemplo, haremos clic en Sí y podremos ver los resultados de la nivelación del terreno y demás datos del proyecto.

Para continuar, restableceremos el movimiento de tierras inicial. Para ello, haremos clic con el botón derecho del ratón en los resultados netos y haga clic en restablecer (Reset).

Para la segunda iteración, nos centraremos en la distancia mínima actual de 0,5 metros. Si vamos a la sección análisis de colisiones (Collision analysis) y hacemos clic en indicar (Indicate), veremos que la mayoría de las mesas están por debajo del umbral, lo que significa que podemos aumentar la altura de referencia de las mesas.

Para ello, podemos hacerlo yendo a Frame & Park settings, haciendo clic en la pestaña Park settings y aumentando la altura mínima mesa-suelo en 0,1 metros - de 0,5 metros a 0,6 metros y haciendo clic en Ok para finalizar.

Seguidamente, podremos seleccionar la línea del área FV y hacer clic en Adapt to positions. Todas las mesas de la zona estarán ahora elevadas 10 centímetros.

Después, podemos volver a realizar la nivelación del terreno, dejando el mismo rango de longitudes de postes que antes. Repetiremos los pasos haciendo clic en el botón Grade y seleccionando la línea del área FV y finalizando pulsando espacio o intro en el teclado.

Una vez terminada la nivelación, abriremos el archivo de hoja de cálculo de la lista de materiales generado anteriormente y compararemos los resultados.

Como podemos ver, la segunda iteración requiere ahora menor movimiento de tierras, optimizando así los resultados. Se puede repetir este proceso tantas veces como sea necesario para obtener la solución más eficaz.

En vez de hacer esta iteración manualmente, se puede usar el prototipo "Adapt with pile range"
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Mas información AQUI.

Comparación de superficies

Como paso final, podemos comparar fácilmente la superficie de nivelación existente y la propuesta utilizando el mapa de calor proporcionado por la herramienta de comparación de superficies (Surface comparison). Para ello, disponemos de dos opciones para ilustrar la profundidad de la nivelación en la zona del proyecto:

• Un mapa de calor (Heatmap), que colorea los segmentos afectados del terreno según el color previamente definido.

• Puntos de nivel (Spot levels), que genera una nube de puntos que denotan la diferencia de elevación entre el terreno original y el propuesto.

Para configurar la tabla de asignación de colores, se debe hacer mediante los parámetros disponibles:

• Valor inicial (Starting value) - es el valor más pequeño que se representará en el mapa de calor;

• Recuento de rangos de la tabla (Table range count) - define la granularidad del mapa de calor (número de pasos en cualquier dirección);

• Tamaño del paso (Step size) - es el incremento en el que aumentan los valores.

En este caso, comenzaremos definiendo el valor inicial - que dejaremos en 0,05 metros. Generalmente es mejor tener un valor de rango de tabla de al menos 5 - esto es para permitirnos tener un mejor sentido de granularidad en el mapa de calor. Para el tamaño del paso, lo mantendremos en 0,2 metros.

Una vez definidas las variables, haga clic en rellenar tabla (Fill table) y veremos cómo se rellena la tabla disponible en la parte izquierda.

Veremos que los colores rojizos nos indican las zonas que están sujetas a corte o desmonte, mientras que las moradas indican las zonas en las que hay que rellenar, añadir terraplén. También podemos personalizar los colores haciendo clic con el botón izquierdo del ratón y eligiendo una opción que se adapte a nuestras necesidades.

Mapa de calor

Finalmente, podremos ver el mapa de calor - podremos activarlo y desactivarlo dando a los botones On y Off. Tardará unos instantes en aparecer.

Aquí podremos ver el mapa de calor de los movimientos de tierras, que ilustrará qué zonas están sujetas a qué tipo de movimiento de tieras y con qué profundidad.

Puntos de nivel (Spot levels)

Con los puntos de nivel, podremos generar una nube de puntos que nos darán el delta del movimiento de tierras, es decir, nos dará la diferencia entre el terreno existente y el propuesto. La distancia entre los puntos la podremos definir por medio de la densidad (density) - cuanta menor sea la densidad, mayor número de puntos y viceversa. Adicionalmente, las cotas resultantes se colorean en función de la tabla de comparación de superficies. Para activae los puntos de nivel, se puede hacer haciendo clic en el botón On.

Exportar al espacio modelo de CAD

Por último, también se puede añadir una leyenda con los colores y valores de la tabla de comparación de superficies. Para ello. haeremos clic en Export to CAD y haciendo clic con el botón izquierdo del ratón en el dibujo donde queremos colocar esta tabla. Se trata de una forma accesible de visualizar la gama de valores y colores utilizados a efectos de presentación.