Los movimientos de tierras son una de las fases más importantes de numerosos proyectos de construcción y obra civil. Antes de construir una vivienda, una nave industrial, una carretera o una plataforma para una instalación, es necesario adaptar el terreno a las necesidades definidas en el proyecto.
Para conseguirlo, es habitual realizar excavaciones, desmontes, rellenos, terraplenes y nivelaciones. Sin embargo, antes de comenzar estos trabajos es fundamental conocer con precisión cómo es el terreno y qué diferencias existen entre su estado actual y la superficie proyectada.
Aquí es donde la topografía adquiere un papel fundamental. Mediante un levantamiento topográfico es posible obtener las cotas y coordenadas del terreno, generar un modelo digital de su superficie y calcular los volúmenes de material que será necesario retirar o aportar.
Una correcta planificación de los movimientos de tierras permite optimizar el uso de maquinaria, controlar los costes y reducir el riesgo de errores durante la ejecución de una obra.
Qué son los movimientos de tierras
Los movimientos de tierras comprenden el conjunto de trabajos necesarios para modificar la superficie de un terreno y adaptarla a las características de un proyecto.
El terreno natural raramente coincide exactamente con las cotas necesarias para construir una infraestructura. Puede presentar pendientes, desniveles, zonas elevadas o depresiones que deben modificarse antes de comenzar determinadas fases de la construcción.
Dependiendo del proyecto, los trabajos pueden incluir:
- Excavaciones.
- Desmontes.
- Terraplenes.
- Rellenos.
- Explanaciones.
- Nivelaciones.
- Formación de taludes.
- Preparación de plataformas.
- Excavación de zanjas.
- Retirada de tierras sobrantes.
El objetivo es conseguir una superficie que cumpla las cotas, pendientes y geometrías establecidas en el proyecto.
Por ejemplo, una parcela inclinada destinada a la construcción de una nave industrial puede necesitar una importante actuación previa. Una parte del terreno puede tener que excavarse, mientras que otra puede necesitar un relleno para conseguir una plataforma uniforme.
Para determinar cuánto material hay que retirar o aportar no basta con observar el terreno. Es necesario realizar mediciones precisas y analizar los datos obtenidos.
Por qué la topografía es importante en los movimientos de tierras
La topografía permite conocer con precisión la geometría de una superficie antes de comenzar una obra.
A través de un levantamiento topográfico se pueden obtener las coordenadas y cotas de los puntos que representan el terreno. Posteriormente, estos datos pueden utilizarse para crear un modelo digital de la superficie.
Este modelo permite comparar el terreno existente con la superficie definida en el proyecto.
La diferencia entre ambas superficies permite identificar las zonas donde será necesario realizar un desmonte y aquellas donde será necesario ejecutar un terraplén.
La información topográfica también puede utilizarse para calcular superficies y volúmenes, controlar las cotas durante la ejecución y comprobar posteriormente el resultado de los trabajos.
Por tanto, la topografía está presente en diferentes fases de los movimientos de tierras y no únicamente durante la planificación inicial.
Para una empresa constructora, disponer de esta información supone contar con una base técnica para organizar mejor los trabajos y tomar decisiones sobre maquinaria, transporte y materiales.
Cómo se realiza el levantamiento topográfico
El primer paso para estudiar los movimientos de tierras de una parcela consiste normalmente en conocer su estado actual.
Para ello se realiza un levantamiento topográfico. La metodología dependerá de las características del terreno, su extensión, accesibilidad y precisión requerida.
Entre los equipos que pueden utilizarse se encuentran las estaciones totales y los receptores GNSS. En superficies extensas también puede recurrirse a drones y técnicas de fotogrametría.
Durante el trabajo de campo se registran puntos representativos del terreno y elementos que puedan afectar al proyecto.
No todos los puntos tienen la misma importancia. Es necesario identificar los cambios de pendiente, taludes, plataformas, caminos, muros, cunetas, edificaciones y otros elementos singulares.
Cuanto mejor represente el levantamiento la realidad del terreno, mayor será la fiabilidad de los cálculos posteriores.
Los datos obtenidos se procesan posteriormente mediante software especializado para generar una superficie digital.
Esta representación permite trabajar con el terreno en tres dimensiones y realizar diferentes análisis relacionados con los movimientos de tierras.
Qué es un desmonte
El desmonte consiste en retirar material del terreno cuando la superficie existente se encuentra por encima de la cota proyectada.
Imaginemos una parcela con una zona elevada donde está previsto construir una plataforma horizontal. Para conseguir la cota establecida en el proyecto será necesario excavar y retirar parte del terreno.
La cantidad de material que debe retirarse puede calcularse comparando la superficie existente con la superficie proyectada.
El volumen resultante es una información muy útil para planificar los trabajos.
Conocer previamente el volumen de desmonte permite estimar las necesidades de maquinaria, transporte y posibles zonas de acopio o retirada.
Además, puede estudiarse si parte del material excavado puede reutilizarse posteriormente en otras zonas de la obra.
Este tipo de análisis es especialmente importante cuando los movimientos de tierras representan una parte significativa del presupuesto de construcción.
Qué es un terraplén
El terraplén es la operación contraria al desmonte.
En este caso, el terreno existente se encuentra por debajo de la superficie que establece el proyecto y es necesario aportar material para alcanzar las cotas previstas.
Por ejemplo, una parcela puede presentar una depresión en una zona donde el proyecto establece una plataforma. Para alcanzar la cota necesaria será necesario realizar un relleno y posteriormente compactarlo siguiendo las especificaciones técnicas correspondientes.
El volumen de material necesario puede calcularse mediante la comparación entre el terreno actual y la superficie proyectada.
Conocer este volumen con antelación permite planificar las necesidades de suministro y transporte.
Además, cuando las condiciones técnicas lo permiten, puede analizarse si las tierras procedentes de otras zonas de excavación pueden utilizarse como material de relleno.
Por ello, estudiar correctamente los movimientos de tierras puede ayudar a optimizar los recursos disponibles en una obra.
Cómo se calculan los volúmenes de tierra
Uno de los trabajos más importantes asociados a los movimientos de tierras es el cálculo de volúmenes.
Para realizarlo es necesario disponer de una representación suficientemente precisa del terreno existente y de la superficie proyectada.
Ambas superficies pueden compararse mediante programas especializados de cálculo topográfico.
El software analiza las diferencias de altura entre ambas superficies y permite determinar las zonas de corte y relleno.
El resultado puede representarse mediante diferentes sistemas, como modelos tridimensionales, mapas de diferencias de cota o informes de volúmenes.
La precisión del cálculo depende de diferentes factores:
- Calidad del levantamiento.
- Distribución de los puntos medidos.
- Complejidad del terreno.
- Precisión de los equipos utilizados.
- Definición de la superficie proyectada.
- Método utilizado para calcular el volumen.
Por este motivo, no todos los cálculos de movimientos de tierras tienen el mismo nivel de precisión. La metodología debe adaptarse a las necesidades concretas de cada proyecto.
Qué es un modelo digital del terreno
Un modelo digital del terreno es una representación de la superficie terrestre basada en los datos obtenidos mediante mediciones.
Estos modelos permiten representar el terreno en tres dimensiones y facilitan el análisis de pendientes, cotas, superficies y volúmenes.
En una obra pueden generarse diferentes modelos correspondientes a distintos momentos del proyecto.
Por ejemplo:
Estado inicial → proyecto → estado ejecutado
Comparar estos modelos permite conocer cómo ha evolucionado la superficie y cuánto material se ha movido.
Los modelos digitales son especialmente útiles en grandes proyectos porque permiten trabajar con una gran cantidad de información y visualizar de forma sencilla las diferencias existentes entre superficies.
También pueden utilizarse para generar perfiles y secciones que faciliten la interpretación del terreno.
Drones y fotogrametría aplicados a la obra
La evolución de las tecnologías de captura de datos ha ampliado las posibilidades disponibles para estudiar los movimientos de tierras.
La fotogrametría mediante drones permite obtener numerosas fotografías aéreas de una superficie y procesarlas posteriormente para generar productos cartográficos y modelos tridimensionales.
En función de las características del trabajo pueden obtenerse:
- Ortofotografías.
- Nubes de puntos.
- Modelos digitales.
- Modelos tridimensionales.
- Mediciones de superficies.
- Información para el seguimiento de una obra.
Una de las principales ventajas es la posibilidad de recopilar información de superficies extensas en un periodo de tiempo relativamente reducido.
No obstante, el uso de drones debe plantearse en función de las necesidades del proyecto. En determinados trabajos puede ser necesario complementar la fotogrametría con mediciones mediante GNSS o estación total.
La elección de la metodología dependerá de la superficie, accesibilidad, precisión requerida y características de los movimientos de tierras que se vayan a ejecutar.
Control topográfico durante la ejecución
La topografía también puede utilizarse para controlar los trabajos una vez que la obra ha comenzado.
Realizar mediciones periódicas permite comprobar si las excavaciones y rellenos se están ejecutando conforme a las cotas establecidas.
Entre los controles que pueden realizarse se encuentran:
- Cotas de excavación.
- Alturas de relleno.
- Pendientes.
- Taludes.
- Plataformas.
- Superficies ejecutadas.
- Acopios de material.
- Volúmenes realmente excavados.
Por ejemplo, después de realizar una excavación puede efectuarse un nuevo levantamiento para comprobar la superficie resultante y calcular el volumen de material retirado.
La comparación entre diferentes mediciones también permite conocer la evolución de la obra.
Este seguimiento puede ser especialmente útil en proyectos de gran extensión o en aquellos en los que los movimientos de tierras se prolongan durante diferentes fases de ejecución.
Cómo optimizar los costes de los movimientos de tierras
Los trabajos de excavación y relleno pueden tener una incidencia importante en el presupuesto de una obra.
El coste no depende únicamente de la cantidad de tierra que se mueve. También intervienen factores como la maquinaria, el transporte, el combustible, la distancia hasta los vertederos o zonas de suministro y el tiempo necesario para realizar los trabajos.
Por este motivo, conocer los volúmenes con suficiente antelación permite mejorar la planificación.
Uno de los aspectos que puede analizarse es el equilibrio entre desmontes y terraplenes.
Si una obra genera una determinada cantidad de material procedente de excavaciones y necesita una cantidad similar para realizar rellenos, puede estudiarse la posibilidad de reutilizar parte de ese material dentro de la propia parcela.
Esto puede reducir determinados transportes y optimizar los recursos disponibles, siempre que el material sea técnicamente adecuado.
Una buena planificación de los movimientos de tierras puede contribuir así a controlar mejor los costes de ejecución.
En qué proyectos se realizan movimientos de tierras
Los movimientos de tierras aparecen en numerosos tipos de obras.
Algunos ejemplos son:
Viviendas y edificios
Antes de ejecutar cimentaciones, sótanos o determinadas plataformas puede ser necesario modificar la superficie de una parcela.
Naves industriales
Las parcelas destinadas a instalaciones industriales suelen requerir plataformas de grandes dimensiones y, en terrenos con pendiente, importantes trabajos de excavación y relleno.
Carreteras y caminos
Los proyectos lineales pueden requerir numerosos desmontes, terraplenes y taludes a lo largo de su recorrido.
Urbanizaciones
La construcción de calles, aceras, redes de servicios y parcelas edificables puede requerir una modificación importante del terreno existente.
Parques solares
La preparación del terreno para instalaciones fotovoltaicas puede requerir trabajos de nivelación, accesos y adecuación de determinadas zonas.
Obras de infraestructura
Puentes, instalaciones industriales, infraestructuras hidráulicas y otras grandes obras pueden necesitar un control detallado de las excavaciones y rellenos.
En todos estos casos, disponer de información topográfica precisa facilita la planificación y el seguimiento.
Qué aporta una empresa de topografía
Una empresa de topografía puede intervenir en diferentes fases relacionadas con los movimientos de tierras.
El trabajo puede comenzar con un levantamiento inicial y continuar posteriormente con cálculos de superficies y volúmenes, replanteos y controles durante la ejecución.
La metodología utilizada debe adaptarse a las necesidades de cada proyecto.
No necesita el mismo nivel de detalle una pequeña parcela residencial que una gran infraestructura de varios kilómetros.
Por ello, antes de realizar el trabajo es importante analizar cuestiones como la superficie, precisión requerida, accesibilidad, sistema de coordenadas y documentación disponible.
El resultado debe proporcionar información útil para los profesionales que participan en el proyecto: arquitectos, ingenieros, constructores, promotores y técnicos de obra.
Conclusión
Los movimientos de tierras son una parte esencial de numerosas obras de construcción y requieren una planificación adecuada para evitar errores y optimizar los recursos.
Conocer con precisión el terreno existente permite calcular desmontes, terraplenes y volúmenes, además de establecer las actuaciones necesarias para conseguir la superficie definida en el proyecto.
La topografía proporciona los datos necesarios para realizar este análisis mediante levantamientos de campo, modelos digitales del terreno, estaciones totales, receptores GNSS y, cuando resulta apropiado, fotogrametría mediante drones.
Además, realizar controles topográficos durante la ejecución permite comprobar las cotas, superficies y volúmenes realmente ejecutados.
Para arquitectos, ingenieros y empresas constructoras, disponer de información fiable sobre los movimientos de tierras facilita la toma de decisiones y permite afrontar la obra con una planificación más precisa.
En Radian somos especialistas en topografía y trabajamos en proyectos de construcción y obra civil que requieren mediciones, levantamientos, cálculos de superficies y control geométrico.
Si necesitas conocer los volúmenes de tierra de una parcela, controlar una excavación, calcular desmontes y terraplenes o realizar un seguimiento topográfico de una obra, nuestro equipo puede analizar las características del proyecto y determinar la metodología más adecuada.
