Altura del espejo de agua del embalse Tulé empleando altimetría satelital radar-interferométrica SWOT

Investigación, Extensión - SWOT data en Tulé

La nota ofrece resultados de la determinación de la cota del espejo de agua (nivel instantáneo) del embalse de Tulé como registrada por altimetría satelital radar-interferométrica SWOT [https://swot.jpl.nasa.gov/], ver Figura 1.

Figura 1. Misión SWOT en órbita [https://swot.jpl.nasa.gov/].

El embalse de Tulé, ubicado aprox. a 60 km al noroeste de Maracaibo, es el principal reservorio de agua dulce que surte a la ciudad, segunda en importancia de Venezuela; ver Figuras 2 y 3.

Figura 2. Ubicación geográfica del embalse de Tulé respecto a la ciudad de Maracaibo, Venezuela [https://earth.google.com/].

Figura 3. Embalse de Tulé en detalle [https://earth.google.com/].

En la Figura 4 se representan las observaciones satelitales altimétricas del radar interferométrico de apertura sintética en banda-Ka (KaRIn) de la misión SWOT, con resolución espacial de 100x100m, registradas en la zona del embalse de Tulé durante el paso/frame 257-087F, ciclo 030, para la fecha 26.03.2025 [https://swot.jpl.nasa.gov/data/].

Figura 4. Observaciones satelitales altimétricas del radar interferométrico KaRIn de SWOT en la zona del embalse de Tulé, correspondientes al paso/frame 257-087F y ciclo 030, de fecha 26.03.2025 [https://swot.jpl.nasa.gov/data/].

Resaltan en la Figura 4 (en color naranja) 3303 observaciones válidas SWE (elevación de aguas continentales de superficie) por altimetría SWOT directamente sobre el embalse, indicando en promedio una cota de 31.53 m.s.n.m -respecto al 'geoide' venezolano VGM23v1.0 [Acuña, 2024]-, con precisión de ±0.10 m y abarcando un área aprox. de 33 km².

Los resultados anteriores demuestran cómo utilizando altimetría satelital SWOT es posible de forma remota y en tiempo ligeramente diferido estimar con precisión de pocos centímetros la altura instantánea del nivel de agua del embalse, con alta resolución espacial (100m) y temporal (al menos 2 veces cada 21 días). Esto permitirá construir series de tiempo sobre el comportamiento del embalse (p.ej., en altura del nivel del agua, área de extensión, volumen de agua almacenada, etc.), que mejoren la toma de decisiones en la administración de sus recursos hídricos.

Más información en:

Acuña, G. (2026): Altura del espejo de agua del embalse Tulé empleando altimetría satelital radar-interferométrica SWOT. Tópicos de Geodesia Geométrica. Abril 13-19, 2026. Cátedra Geodesia Geométrica (GGenLUZ). Dpto. de Geodesia Superior. Esc. de Ingeniería Geodésica. Fac. de Ingeniería. Universidad del Zulia (LUZ). Maracaibo, Venezuela.

Mejorando la determinación de cotas de terreno vía nivelación-GNSS en red PDVSA de subsidencia mediante la inclusión de mareógrafos virtuales por altimetría satelital multimisión

Investigación, Extensión - Mareógrafos virtuales por altimetría en red PDVSA de subsidencia, COLM-Edo. Zulia

La nota muestra cómo incluyendo mareógrafos virtuales generados con altimetría satelital multimisión a lo largo del borde oeste (costero-lacustre) de la red GNSS PDVSA para el control de subsidencia en la COLM-Edo. Zulia, es posible mejorar significativamente la estimación de cotas de terreno vía la técnica de la nivelación-GNSS [Acuña, 2025a] en esa zona de deformación.

El señalado incremento en la precisión de las cotas se logra mejorando el ajuste local (adaptación) del modelo geoidal utilizado por la nivelación-GNSS (i.e., VGM25v1.0 [Acuña, 2025b]), ahora doblemente controlado, al noreste en 3 BMs profundos (i.e., 9201, 9202, 9203) donde por definición se fija (apoya) la red de nivelación convencional de subsidencia PDVSA, y al oeste, sobre la línea costera lacustre, en 6 nuevos mareógrafos virtuales por altimetría (TGBMs) coincidentes con estaciones de la red GNSS PDVSA de control de subsidencia (i.e., 0801, 0014, 1300, 1010, 2900, 2048), ver Figura 1.

Figura 1. Mareógrafos virtuales por altimetría satelital multimisión (en verde) y BMs profundos de control (en rojo) en red terrestre GNSS PDVSA de subsidencia, COLM-Edo. Zulia.

Más información en:

Acuña, G. (2026): Mejorando la determinación de cotas de terreno vía nivelación-GNSS en red PDVSA de subsidencia mediante la inclusión de mareógrafos virtuales por altimetría satelital multimisión. Tópicos de Geodesia Geométrica. Abril 5-11, 2026. Cátedra Geodesia Geométrica (GGenLUZ). Dpto. de Geodesia Superior. Esc. de Ingeniería Geodésica. Fac. de Ingeniería. Universidad del Zulia (LUZ). Maracaibo, Venezuela.

Actualizando la posición geodésica de MARA_SIRGAS a la versión ITRF2020-u2024(2020.0)

Investigación, Extensión - MARA_SIRGAS en ITRF2020-u2024(2020.0)

Tabla 1. Coordenadas y velocidades cartesianas geocéntricas globales (X/Vx, Y/Vy, Z/Vz), y estimaciones de error, para MARA_SIRGAS en ITRF2020-u2024(2020.0), soluciones 1-4, según IGN-ITRF [https://itrf.ign.fr/en/solutions/itrf2020-u2024/], [Altamimi et al., 2025].

Tabla 2. Coordenadas ajustadas XYZ, PLH y UTM, y errores estimados, de MARA_SIRGAS en ITRF2020-u2024(2020.0)/GRS80; solución unificada utilizando COLUMBUS v3.8.1.31 [http://bestfit.com/legacy/index.shtml/], [Acuña, 2026].

Resultados completos de COLUMBUS v3.8.1.31 para MARA_SIRGAS en ITRF2020-u2024(2020.0)/GRS80 disponibles en el siguiente enlace:

https://mega.nz/file/MZEk0QxI#LtpUmA_p84jwSlhexIWLrm_z3R_7N9DdK0HUoevhfy4

Más información en:

Acuña, G. (2026): Actualizando la posición geodésica de MARA_SIRGAS a la versión ITRF2020-u2024(2020.0). Tópicos de Geodesia Geométrica. Marzo 22-27, 2026. Cátedra Geodesia Geométrica (GGenLUZ). Dpto. de Geodesia Superior. Esc. de Ingeniería Geodésica. Fac. de Ingeniería. Universidad del Zulia (LUZ). Maracaibo, Venezuela.

Ajuste de grandes redes geodésicas (con miles de estaciones y observaciones) empleando software científico de última generación

Investigación, Extensión, Software - JAG3D software en red PDVSA de subsidencia, COLM-Edo. Zulia

Esta nota técnica describe características y prestaciones generales del software científico de ajuste JAG3D [Löser, 2018-2026] para el pre- y post-análisis según cuadrados mínimos de redes geodésicas 1-2-3D y su deformación entre épocas, ver Figura 1. La nota muestra además resultados de la aplicación de JAG3D en la compensación 'total y simultánea' de la inmensa red terrestre PDVSA para el control de subsidencia en la COLM-Edo. Zulia, época 2012. Comparaciones con otros relevantes software de ajuste de redes geodésicas, como p.ej., GeoLab, ADJUST y Columbus, también son presentadas. 

Figura 1. Interfaz gráfica de JAG3D [Löser, 2018-2026]. 

A nivel global, en geodesia existen numerosos paquetes de software científico-técnico que permiten, en general, el pre- y post-análisis (diseño, cálculo y ajuste/compensación) de redes geodésicas 1-2-3D combinando prácticamente cualquier tipo de observación geodésica hoy en día disponible, a través del método de los cuadrados mínimos de Gauss [1809] y el modelo de la geodesia-3D de Bruns [1878]; ver [Heiskanen/Moritz, 1967], [Hofmann-Wellenhof/Moritz, 2006], [Ghilani, 2018], [Torge et al., 2023]. Los software más avanzados de esta clase posibilitan además el análisis de deformación de redes entre épocas. Ejemplos de tales paquetes son Columbus [http://bestfit.com/], CoMeT [https://comet.esgt.cnam.fr/], GeoLab [https://www.geolabsolutions.com/], JAG3D [https://software.applied-geodesy.org/en/], Move3 [https://move3software.com/], Star*Net [https://www.microsurvey.com/products/starnet/], SALSA [https://www.arlut.utexas.edu/salsa/], ADJUST [Ghilani, 2018], Trinet+ [Guillaume/Cattin (HEIG-VD), 2002], PANDA [https://www.geotec-gmbh.de/en/panda/], LGC [https://lgc2.docs.cern.ch/2.10.0/], Comp3D [https://github.com/IGNF/Comp3D/], LTOP [https://www.swisstopo.admin.ch/en/geodetic-software-ltop/], entre otros. Para que usuarios tengan acceso a todas las prestaciones de estos software, la mayoría requiere de costosas licencias operacionales (comerciales). Sólo algunos paquetes ofrecen acceso libre o institucional, así como también sólo algunos de ellos permiten el ajuste eficiente de grandes arreglos geodésicos compuestos por miles de estaciones y de observaciones heterogéneas que conectan esas locaciones entre sí.

Precisamente, en base a los anteriores aspectos ha sido seleccionado aquí para su descripción y aplicación, el software JAG3D - JAVA Applied Geodesy 3D) [Löser, 2018-2026] en su versión más reciente, i.e., v20260201 [https://software.applied-geodesy.org/en/].

 

JAG3D es un paquete de software científico de última generación para simulación, ajuste y estudios de deformación de redes geodésicas, de amplio uso en geodesia superior, ingeniería y metrología [Löser et al., 2016], [Durand et al., 2022], [Löser et al., 2023], ver Figura 1. Desarrollado en el Laboratory for Industrial Metrology de la Frankfurt University of Applied Sciences [https://www.frankfurt-university.de/en/about-us/faculty-1/laboratories-workshops-and-facilities/laboratory-for-industrial-metrology/], JAG3D es en la actualidad una de las principales herramientas de análisis técnico de ese laboratorio [Löser/Eschelbach, 2023].

 

Escrito en lenguaje Oracle-Java [https://java.com/], JAG3D es un paquete (aplicación) de software libre, de código abierto, de libre uso y distribución, con licencia GNU [http://fsf.org/]. Está disponible para plataformas Windows, Linux y MacOSX, siendo muy liviano en tamaño (aprox. 9.6 MB / .zip) y totalmente portable sin necesidad de instalación, -sólo se descarga, se desempaca y se usa directamente-.

 

JAG3D es extremadamente rápido y eficiente; sus algoritmos lo hacen capaz de ajustar arreglos geodésicos de tamaño cuasi-ilimitado, procesando simultáneamente miles de estaciones y observaciones en sólo pocos segundos (p.ej., cuando se ejecuta en una laptop actual de rendimiendo moderado con chip Intel(R)Core(TM) i7-11370H@3.30GHz), para entonces generar resultados con máxima exactitud numérica.

 

JAG3D fue diseñado para combinar de manera óptima observaciones geodésicas terrestres híbridas, p.ej., diferencias de alturas niveladas, direcciones angulares, acimutes, ángulos horizontales y verticales, distancias planas y espaciales, vectores líneas-base GNSS, ondulaciones de geoide, componentes de la deflexión de la vertical, posiciones absolutas observadas, etc., todo a través del espacial, uniforme y riguroso modelo de la geodesia-3D; soportando además diferentes marcos de referencia geodésicos, datums, elipsoides  y sistemas de coordenadas proyectadas.

En JAG3D las componentes de posición horizontal y altura no se tratan separadamente, al contrario, la naturaleza espacial de las observaciones geodésicas es considerada rigurosamente para estimar y/o aplicar dependencias (correlaciones) entre las componentes de la posición. Los ajustes con JAG3D permiten el cálculo de parámetros adicionales para las redes objeto de análisis, p.ej., orientaciones y escalas, desplazamientos de punto-cero, parámetros de integración entre líneas-base GNSS y observaciones terrestres convencionales, etc. Los análisis de JAG3D soportan tres diseños de redes geodésicas: red-libre, red-dinámica y red-jerárquica, empleando ajuste por cuadrados mínimos formulado según el modelo Gauss-Markov. Paquetes científicos de algebra lineal BLAS / LAPACK [https://netlib.org/blas/ ; https://netlib.org/lapack/] son empleados por JAG3D para la solución de los grandes sistemas de ecuaciones que suponen las generalmente complejas redes heterogéneas que ajusta.

 

En el análisis de datos, JAG3D también estima diversos parámetros que permiten evaluar observaciones y las características de las redes. Test estadísticos de significancia (p.ej., Baarda's data snooping, distribución-F, X², criterio-Tau) se utilizan en la detección de outliers y en el 'desplazamiento/movimiento' de puntos. También cambios en la geometría de las redes analizadas pueden ser detectados por JAG3D aplicando análisis de componentes principales, así como análisis de congruencia son disponibles con el software para la determinación de la deformación de redes entre épocas, examinando a nivel de las observaciones geodésicas campañas distintas. Finalmente, empleando incertitumbres a-priori de posiciones y observaciones dadas por específicos modelos estocásticos, JAG3D soporta pre-análisis de redes para diseños de orden-cero (optimización del datum), de primer-orden (optimización de configuración geométrica de la red) y de segundo-orden (optimización de las incertitumbres de las observaciones); más información en [https://software.applied-geodesy.org/en/].

JAG3D vs. ADJUST, GeoLab y Columbus

A continuación, y como prueba de validación inicial, resultados del ajuste con JAG3D de una pequeña red de nivelación geodésica ('Leveling IOB Example' [GeoLab, 2026], de 15 BMs -uno fijo- y 31 observaciones), ver Figura 2, se confrontan respectivamente con aquellos obtenidos con los software ADJUST, GeoLab y Columbus. Valores de alturas finales ajustadas y sus estimaciones de error son objeto de comparación directa, ver Tabla 1.

Figura 2. Red de nivelación de prueba 'Leveling IOB Example' [GeoLab, 2026].

Tabla 1. Comparación de resultados GeoLab, ADJUST y Columbus vs. JAG3D en red geodésica de nivelación de prueba 'Leveling IOB Example' [GeoLab, 2026].

Los resultados de la Tabla 1 muestran consistencia total, a nivel del sub-milímetro los resultados de JAG3D para este tipo de redes son idénticos a los derivados con los otros 3 software de ajuste considerados.

El siguiente enlace permite descargar los resultados completos de cada software (GeoLab, ADJUST, Columbus y JAG3D) como obtenidos del ajuste de la red de prueba 'Leveling IOB Example' :

https://mega.nz/file/IB1TFQKZ#RpTadPpsENk84nAM5oO9TwsKI8JUD9OK3LlvJSLEB6E

Veamos ahora otro ejemplo mucho más exigente. Se trata de la comparación entre Columbus y JAG3D cuando ambos software se utilizan para ajustar la inmensa red terrestre de nivelación convencional PDVSA para el control de subsidencia en la COLM-Edo. Zulia [Jaeger et al., 1989], época 2012. La red la componen 2089 BMs y 2423 observaciones de diferencias de altura niveladas de 1er. y 2do. orden [PDVSA, 2013]. En el ajuste se consideran fijos y libres de error 3 BMs 'profundos' al noreste de la red, ver Figura 3.

Figura 3. Red  terrestre de nivelación convencional PDVSA para el control de subsidencia en la COLM-Edo. Zulia, época 2012 [PDVSA, 2013].

Similar a la primera comparación (Tabla 1), la Tabla 2 muestra los resultados del ajuste de la red de nivelación PDVSA de subsidencia empleando Columbus y JAG3D. De nuevo, sólo valores de alturas finales ajustadas y sus estimaciones de error son objeto de comparación directa, y como tal se indican en la tabla.

JAG3D se compara aquí con Columbus ya que este último paquete de software fue el utilizado en 2013 por GGenLUZ para ajustar la red PDVSA de subsidencia en sus campañas de 2009 y 2012 [Acuña, 2013].

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Tabla 2. Comparación de resultados Columbus vs. JAG3D (alturas ajustadas y sus errorres) en red geodésica terrestre de nivelación convencional PDVSA para el control de subsidencia en la COLM-Edo. Zulia, época 2012.

Como se evidencia en los resultados de la Tabla 2, las alturas ajustadas y errores estimados con JAG3D vuelven a ser prácticamente idénticos a nivel del sub-milímetro respecto aquellos obtenidos con Columbus (ajuste definitivo de 2013), pero ahora tratándose de una red de más de 2 mil estaciones y 2.4 mil observaciones. Esta inmensa red fue ajustada por JAG3D en sólo 3 segundos de tiempo computacional !!!

Comprobada la excelente precisión numérica y rapidez de los algoritmos de cálculo de JAG3D en el ajuste de redes de gran dimensión, además de considerar que JAG3D es un paquete de software libre mientras que sistemas como Columbus, GeoLab, Star*Net, entre otros, que ofreciendo prestaciones similares requieren de licencias comerciales costosas, JAG3D se perfila entonces como la opción ideal 'más accesible' a elegir para este tipo de exigentes tareas geodésicas.

Para finalizar, visto el potencial científico de JAG3D, sería interesante (y altamente recomendable) su utilización para integrar en un único proceso de ajuste/análisis las distintas campañas de observación GNSS (épocas 1996-2007) y de nivelación convencional (épocas 1996-2012) disponibles en la red de subsidencia PDVSA, en conjunto con el modelo nacional del geoide VGM25v1.0 [Acuña, 2025], y así producir un modelaje óptimo multi-técnica de la deformación por geodinámica local de la red durante los últimos 30 años.

La recomendación anterior aplica por igual para el ajuste simultáneo de las nuevas campañas GNSS y de nivelación convencional de la red de subsidencia PDVSA (en lago y tierra) pautadas a realizarse durante el transcurso del presente año 2026. 

Más información en:

Acuña, G. (2026): Ajuste de grandes redes geodésicas (con miles de estaciones y observaciones) empleando software científico de última generación. Tópicos de Geodesia Geométrica. Marzo 8-14, 2026. Cátedra Geodesia Geométrica (GGenLUZ). Dpto. de Geodesia Superior. Esc. de Ingeniería Geodésica. Fac. de Ingeniería. Universidad del Zulia (LUZ). Maracaibo, Venezuela.

Uso de correcciones ortométricas (OC's) en desniveles geométricos convencionales y GNSS para mejorar el cierre de circuitos en red terrestre de nivelación PDVSA de control de subsidencia, COLM-Edo. Zulia

Investigación, Extensión, Software - OC's en red terrestre PDVSA de nivelación para subsidencia, COLM - OCfLeveling_v1.0.yab/.exe

Figura 1. Red terrestre de nivelación geodésica convencional de PDVSA para control de subsidencia en la COLM-Edo. Zulia, época 2012 [Acuña, 2013]. En la figura se resalta en color rojo el circuito de nivelación 1 de Tía Juana (1er. orden), compuesto por tres líneas principales, a saber, la línea 1 entre los BMs 1329DP y 744, la línea 2 entre los BMs 744 y 184B, y la línea 3 entre los BMs 184B y 9202. 

 

En total, al circuito resaltado en la Figura 1 lo componen 85 BMs abarcando un trayecto de nivelación de aprox. 38.4 km en distancia. El circuito también comprende 84 desniveles finales (dn's) obtenidos por nivelación geodésica convencional de 1er. orden de doble recorrido, variando entre -15.7 y 30.1 m aprox., observados a lo largo de un trayecto carretero regular en topografía baja, oscilando entre 21.4 y 99.5 m.s.n.l. Ver el circuito 1 de Tía Juana en detalle en la Figura 2.

Figura 2. Detalles del Circuito 1 de nivelación Tia Juana, red  PDVSA para control de subsidencia en la COLM-Edo. Zulia, época 2012 [PDVSA, 2013].

 

Este circuito ha sido seleccionado aquí para ensayar la aplicación de correcciones ortométricas (OC's) [Heiskanen/Moritz, 1967], [Torge et al., 2023] a sus desniveles geométricos y entonces evaluar si esto contribuye a mejorar el cierre de circuitos en la red de nivelación PDVSA de subsidencia, y en consecuencia, aumentar la precisión general de posteriores ajustes definitivos de ese arreglo geodésico.

 

A tal efecto se determinaron valores de ondulación del geoide, alturas elipsoidales, gravedad total de superficie, gravedad media y normal para los 85 BMs del circuito, empleando los campos de gravedad y geoide de alta-resolución asociados al modelo nacional VGM25v1.0 [Acuña, 2025]. Con esta información, además de las alturas niveladas y desniveles previamente estimados entre los referidos BMs, se calcularon valores de OC's para esos desniveles convencionales según el modelo [Hwang/Hsiao, 2003] recomendado para distancias entre BMs menores a 2 km. También se probaron los modelos clásicos de [Heiskanen/Moritz, 1967] y [Strang van Hees, 1992]. Los cálculos fueron realizados con el software GGenLUZ OCfLeveling_v1.0.yab/.exe [Acuña, 2026].

 

El resultado del ensayo fue satisfactorio. Las OC's según [Hwang/Hsiao, 2003] para el circuito de nivelación variaron entre -2.1 mm y +1.1 mm, aunque en general, la magnitud de las mismas se ubicó en pocas fracciones de milímetro; ver resultados en Figura 3. Las OC's fueron entonces utilizadas para corregir los desniveles geométricos de la nivelación y transformarlos en estrictos desniveles ortométricos (dH's), para luego producir también estrictas alturas ortométricas (H) en los BMs.

Figura 3. Resultados del software GGenLUZ OCfLeveling_v1.0.yab/.exe [Acuña, 2026] en el Circuito 1 de Tía Juana, líneas 1, 2 y 3, red de nivelación terrestre convencional PDVSA para monitoreo de subsidencia, época 2012, COLM-Edo. Zulia.

 

Antes de las correcciones, el cierre del circuito 1 (considerando los BMs profundos 1329DP y 9202 como estaciones de control vertical "fijas y libres de error") fue +13.7 mm en los 38.4 km (error relativo= 0.36 ppm), levemente mayor a la tolerancia de ±2mm*sqrt(dkm) que se impone a las líneas de nivelación de 1er. orden de la red. Sin embargo, luego de aplicar las OC's, el cierre del circuito mejoró significativamente a +10.4 mm en los mismos 38.4 km (error relativo= 0.27 ppm) cumpliendo la tolerancia de 1er. orden para esa distancia de nivelación (máx. ±12.4 mm); esto representa una mejoría de aprox. un 24% obtenible cuando se aplican correcciones ortométricas a los desniveles por nivelación inicialmente observados.

 

Aun cuando las magnitudes de las OC's señaladas en este ejemplo parecieran ser en extremo pequeñas (fracciones a pocos mm), -lo que pudiese sugerir considerarlas despreciables-, su impacto en la precisión total de la red de subsidencia si son aplicadas al conjunto completo de observaciones de la red, con seguridad sería de un beneficio importante, -estadísticamente significativo-.

Los resultados anteriores se espera sean similares en el caso del uso de desniveles entre alturas físicas de terreno provenientes del procedimiento de la nivelación-GNSS. Esto será motivo de posteriores investigaciones.

 

Más información en: 

Acuña, G. (2026): Uso de correcciones ortométricas (OC's) en desniveles geométricos convencionales y GNSS para mejorar el cierre de circuitos en red terrestre de nivelación PDVSA de control de subsidencia, COLM-Edo. Zulia. Tópicos de Geodesia Geométrica. Febrero 15-21, 2026. Cátedra Geodesia Geométrica (GGenLUZ). Dpto. de Geodesia Superior. Esc. de Ingeniería Geodésica. Fac. de Ingeniería. Universidad del Zulia (LUZ). Maracaibo, Venezuela.

Procesamiento científico GGenLUZ de la red GPS PDVSA ampliada para el control de subsidencia en la COLM-Edo. Zulia, época 2007.9

Investigación, Extensión - Red PDVSA Subsidencia 2007

Entre los días 21 al 29 de noviembre de 2007, unidades de servicios geodésicos de PDVSA oriente, occidente e INTEVEP, ejecutaron la campaña 2007 de remedición de la red GPS PDVSA para el control de subsidencia en la COLM-Edo. Zulia [Higuera/Suárez, 2007]. Tal campaña representó para el momento la 5ta. remedición (y última hasta la actualidad) de la referida red geodésica desde 1996. En esa oportunidad, la red GPS original (llamada aquí NORTE) compuesta por 29 vértices y extendiéndose desde Cabimas, sobre Tía Juana, Ciudad Ojeda, Lagunillas, Bachaquero, Mene Grande, hasta San Lorenzo [Leal et al., 1989], fue ampliada hacia las zonas de producción y exploración petrolera de PDVSA al sureste del Lago de Maracaibo, incorporando 61 nuevos vértices sobre las poblaciones Tomoporo, Ceuta, Barúa, Santa Apolonia y La Dificultad (distritos Tomoporo y Barúa-Motatán), próximas al pie de monte andino. Este arreglo adicional es llamado aquí red SUR. En total, la campaña 2007 de la red GPS PDVSA de subsidencia en la COLM comprendió 89 estaciones locales (ver Figura 2) más 8 estaciones fiduciales IGS/SIRGAS a nivel continental (agregadas por GGenLUZ en 2025) para uso como referencia ITRF en su posterior procesamiento, ver a continuación.

Durante los 9 días efectivos de observación de la campaña, PDVSA desplegó 10 grupos de medición en campo, utilizando receptores geodésicos sólo-GPS de doble frecuencia, tipo Trimble 4700 y 5700, los cuales realizaron 161 sesiones de observación de entre 4 a 8 horas con adecuada redundancia para las estaciones en las zonas de estudio. En las estaciones fiduciales IGS/SIRGAS se consideraron 72 sesiones permanentes de 24 horas de duración. En total, la campaña 2007 de subsidencia PDVSA comprendió 233 sesiones implicando 2408 horas de observación GPS. Durante la medición de los arreglos NORTE y SUR de la red, se consideraron estaciones base locales (i.e., 0800 y MOT3, resp., ver Figura 1) que se mantuvieron observando durante varios días consecutivos y a las cuales se vincularon directamente, en principio, las estaciones de cada uno de los referidos arreglos [Higuera/Suárez, 2007]; ver Figura 2. Las estaciones base fueron a su vez conectadas a las estaciones fiduciales.

(a)

(b)

Figura 1. Mediciones GPS en las estaciones base 0800 (a) y MOT3 (b) durante la campaña GPS 2007 de subsidencia PDVSA en la COLM-Edo. Zulia [Higuera/Suárez, 2007].

En 2013, los datos de observación de las estaciones locales de la campaña GPS 2007 de subsidencia, fueron suministrados a GGenLUZ (LGFS-LUZ/DGS) por PDVSA (Gerencia de Diques y Drenaje, Lagunillas-COLM) para su revisión y evaluación (diagnóstico) en el marco de un eventual contrato de procesamiento científico con esta unidad académica y de investigación, ver [López/Acuña, 2013; comunicación institucional]. Varias conversaciones técnicas al respecto entre GGenLUZ-PDVSA se mantuvieron hasta 2015, sin embargo, por motivos financieros de PDVSA en ese tiempo, el procesamiento científico GGenLUZ de la campaña 2007 no pudo concretarse.

Hoy, luego de 18 años, ante la muy probable remedición en 2026 de la red GPS PDVSA de subsidencia, y considerando que i) hasta la fecha, los datos de la campaña 2007 no habían sido procesados rigurosamente, ii) al ser la campaña 2007 la última medición disponible de la red, sus resultados son necesarios como patrón de referencia para la estimación de valores de subsidencia por comparación con la nueva medición proyectada para 2026, y iii) GGenLUZ ha sido recientemente convocada por PDVSA para aportar recomendaciones científico-técnicas respecto al proyecto en cuestión; entonces, consecuentemente GGenLUZ se dió a la tarea de recuperar las mediciones 2007 de sus archivos digitales* y someterlas a un procesamiento científico preliminar según estándares IGS. Esta nota técnica muestra algunos detalles y resultados seleccionados de ese trabajo [Acuña, 2025].

*Los datos señalados -copia de respaldo en custodia de GGenLUZ desde 2013- están a disposición de PDVSA para cuando así los requieran. 

Las observaciones de la campaña GPS PDVSA 2007 para subsidencia en la COLM fueron sometidas por GGenLUZ durante los últimos 2 meses a un intenso trabajo científico, en modo automático de procesamiento por lotes, y según las estrategias del Posicionamiento GNSS(GPS) absoluto-estático de Punto Preciso con Resolución de Ambigüedades (GNSS_PPP-AR), y del clásico Posicionamiento GNSS(GPS) diferencial estático multiestación / multisesión (GNSS_DD), utilizando para ello hasta 6 sistemas de cálculo, análisis y ajuste GNSS. Tales sistemas fueron los software BERNESEv5.2(AIUB), PAGESv5.0(NGS), GIPSYXv2.4(JPL/NASA), SPARKv5.14(NRCan/CSRS) y GGenLUZ-PPP / RTKLIBv2.4.3(DGS-LUZ/Takasu); los dos primeros basados en GNSS_DD, y los tres restantes basados en GNSS_PPP-AR. 

Como resultado, la solución obtenida por GGenLUZ para la red 2007 y descrita en esta nota, ha sido una solución final-combinada, robusta y homogénea. Ésta fue determinada usando productos orbitales precisos finales de estándar IGS del tipo asociado a cada sistema de software empleado (p.ej., productos CODE para BERNESEv5.2, JPL para GIPSYXv2.4, NGS para PAGESv5.0, CGS para SPARKv5.14, y combinados IGS para GGenLUZ/RTKLIBv2.4.3). Los resultados independientes de los sistemas de cálculo antes mencionados fueron óptimamente combinados utilizando las coordenadas absolutas de las estaciones y sus estimaciones de error contenidas en respectivas matrices de varianza-covarianza aportadas por tales sistemas, a través del software de ajuste para redes geodésicas COLUMBUS v3.8.1.31.

Las coordenadas de las 89 estaciones locales se estimaron inicialmente en la realización del marco terrestre de referencia global ITRF2005 (vigente para la fecha de la medición), y luego transformadas a la última versión ITRF2020, ambas para la época 2007.9, elipsoide GRS80. Las posiciones presentaron errores estándar medios finales (1s) de ±3.1 mm en latitud geodésica, ±4.4 mm en longitud geodésica y ±6.0 mm en altura elipsoidal, ver Figura 2 y Tabla 1. Estos resultados, aunque inicialmente calculados como preliminares, son considerados aquí muy satisfactorios y, en vista de su excelente calidad, podrían asumirse como definitivos. 

Figura 2. Resultados del procesamiento científico GGenLUZ de la red "sólo-GPS" ampliada de PDVSA para el control de subsidencia en la COLM-Edo.Zulia, época 2007.9. La figura muestra las precisiones obtenidas en la coordenada altura elipsoidal (datum ITRF2020/GRS80) para las 89 estaciones que en 2007 conformaban las redes NORTE (original) y SUR (nueva para la época) de ese arreglo geodésico regional. Luego del procesamiento científico de 233 sesiones de observación de entre 4, 8 y 24 horas de duración, registradas en una campaña GPS de 9 días efectivos de medición, involucrando estaciones PDVSA, REGVEN y SIRGAS/IGS, y empleando hasta 6 sistemas de software científico para cálculo y análisis GNSS (i.e., GIPSYx, BERNESE, SPARK, PAGES, GGenLUZ/RTKLIB y COLUMBUS), se generaron coordenadas precisas 3D para las referidas estaciones con una calidad media (1-sigma) de ±3.1 mm en latitud y ±4.4 mm en longitud geodésicas, y ±6.0 mm en altura elipsoidal [Acuña, 2025]. Las líneas de vinculación entre los vértices de la red indicadas en la figura corresponden a la triangulación óptima de Delaunay.

Tabla 1. Coordenadas geodésicas finales de la red GPS PDVSA 2007 para el control de subsidencia en la COLM-Edo. Zulia, datum ITRF2020(2007.9)/GRS80.

Las coordenadas en ITRF2005/2020 también se expresaron en el datum geodésico oficial del país SIRGAS-REGVEN(1995), i.e., marco ITRF94, época 1995.4, elipsoide GRS80, utilizando el software GGenLUZ Trn_ITRF(v4.2), el modelo venezolano de velocidades geodésicas VVM20 y los más recientes PT globales del IGN entre soluciones ITRF. Coordenadas proyectadas globales UTM y CCL2P fueron también calculadas para las estaciones.

Se determinaron además alturas físicas (ortométricas, en m.s.n.m) para todos los sitios con una calidad media general de ±3.2 cm (1s) vía el procedimiento de nivelación-GNSS con el software VGM25intp(v1.0), utilizando el último geoide nacional GGenLUZ de alta-resolución VGM25v1.0 [Acuña, 2025] y los BMs locales profundos "fijos" de control vertical para subsidencia 9201, 9202 y 9203 (ver Figura 2 y 3). Cantidades geodésicas adicionales de interés, p.ej., coordenadas geodésicas y UTM en PSAD56 (LaCanoa), velocidades elipsoidales y geocéntricas 3D, gravedad total en superficie, componentes de la deflexión de la vertical, anomalías de altura y ondulaciones del geoide locales y GGM, potencial de gravedad, cota geopotencial, anomalías de gravedad de aire-libre y bouguer, gravedad normal y media, coordenadas planas locales (CeroLaRosa), entre otras, fueron también calculadas para las posiciones. Este paquete de información complementaria convierte a los referidos vértices en invaluables "estaciones geodésico-geofisicas de referencia total" para la zona del proyecto. 

Finalmente, los resultados de las campañas GPS PDVSA 2005 [LGFS-LUZ, 2005] y 2007 [Acuña, 2025] para subsidencia en la COLM (en términos de coordenadas elipsoidales, datum ITRF2020/GRS80) fueron comparados para derivar hundimientos totales (cm) y tasas de subsidencia (cm/año) en 23 estaciones comunes a ambas campañas (arreglo NORTE), como correspondientes a un periodo de 2.9 años, entre las épocas de observación 2005.0 y 2007.9. Para ese periodo, en todas las 23 estaciones comunes se verificaron hundimientos por subsidencia variando entre -0.1 cm a -19.3 cm, con un valor medio de -6.9 cm, ver Figura 3.

Figura 3. Hundimiento por subsidencia (cm) en 23 estaciones originales de la red GPS PDVSA (arreglo NORTE) para el control de subsidencia en la COLM-Edo. Zulia. Los valores se derivan de la comparación de alturas elipsoidales precisas asociadas a las soluciones 2005 y 2007 de la referida red (datum ITRF2020/GRS80), producto del procesamiento científico GNSS de GGenLUZ [Acuña, 2025]. En todas las 23 estaciones comunes a ambas soluciones se verificaron hundimientos por subsidencia, variando entre -0.1 cm a -19.3 cm, con un valor medio de -6.9 cm. Tales cambios corresponden a un periodo de 2.9 años, entre las épocas de observación 2005.0 y 2007.9.

Más información en:

Acuña, G. (2025): Procesamiento científico de la red GPS PDVSA ampliada para el monitoreo de subsidencia en la COLM - Edo. Zulia, época 2007.9, versión 1.0. Reporte técnico. Tópicos de Geodesia Geométrica. Edición especial. Diciembre 21-27, 2025. Cátedra Geodesia Geométrica (GGenLUZ). Dpto. de Geodesia Superior. Esc. de Ingeniería Geodésica. Fac. de Ingeniería. Universidad del Zulia (LUZ). Maracaibo, Venezuela.

Sobre la sustitución de largos trayectos de nivelación geodésica convencional por vinculaciones directas con nivelación-GNSS en la red terrestre PDVSA para el control de subsidencia, COLM-Edo. Zulia

Investigación, Extensión

En publicación anterior de este blog (i.e., https://ggenluz.blogspot.com/2025/11/potencial-del-geoide-nacional-vgm25v10_01161196961.html) se demostró que utilizando posicionamiento GPS y un preciso modelo geoidal, alturas físicas de terreno (cotas) obtenidas mediante la técnica de la nivelación-GPS pueden aproximar con calidad de ±2-5cm a las convencionales alturas generadas por nivelación en BMs de la red PDVSA para el monitoreo de subsidencia en la COLM, Edo. Zulia. Estos resultados refieren a pruebas utilizando soluciones para las redes PDVSA de nivelación y sólo-GPS correspondientes a las épocas 2004 y 2005, respectivamente, combinadas con el geoide nacional VGM25v1.0 de 450m de resolución espacial.

La publicación también indica que mejorando el modelaje del geoide mediante una determinación local de ultra-alta-resolución de 30m, y considerando ahora mediciones GNSS de última generación, multiconstelación / multifrecuencia, la compatibilidad entre los 2 tipos de alturas físicas señaladas, puede alcanzar un mejor y más generalizado nivel de calidad, en el orden de ±2cm ó mejor.

Considerando tal expectativa de precisión geodésica, es posible plantearse con certeza la viabilidad de sustituir, en la red de nivelación convencional de PDVSA para subsidencia y empleando nivelación-GNSS, las líneas de nivelación principales que vinculan los circuitos sobre las zonas de deformación en Cabimas, Tía Juana, Ciudad Ojeda, Lagunillas, Bachaquero, Mene Grande, Pueblo Viejo y San Timoteo (ver Figuras 1 y 2) a los BMs profundos donde se apoya la referida red; además de aquellas líneas que vinculan esas sub-redes entre sí.

En la Figura 1 se muestran las redes terrestres GPS y de nivelación PDVSA para el monitoreo de subsidencia en la COLM. Tales arreglos corresponden a las épocas 2005 y 2012, respectivamente [PDVSA, 2012], [Acuña, 2013]. Se aprecia en la figura que la mayoría de las estaciones GPS coinciden por diseño con BMs nodo y/o principales de la red de nivelación ubicados en los diferentes circuitos y sub-redes; ver [Leal et al., 1989]. Esto posibilita la sustitución de las líneas ya planteada.

Figura 1. Redes geodésicas terrestres GPS (época 2005.0) y de nivelación convencional (época 2012.0) de PDVSA para el monitoreo de subsidencia en la COLM, Edo. Zulia.

También, en la Figura 1 se destacan en color naranja aquellas líneas principales (trayectos de nivelación de 1er. orden de doble recorrido) qué, a criterio de GGenLUZ, pueden sustituirse con nivelación-GNSS. Se estima que aprox. unos 110-150 km de líneas de nivelación principales pueden ser objeto de sustitución (~10-15% del total de la red actual). Esto representaría una muy significante reducción de tiempo de trabajo (en revisión y mantenimiento de BMs, observaciones de campo y su procesamiento) con gran impacto en la obtención de menores costos de ejecución para el proyecto de medición de subsidencia PDVSA-2026.

Figura 2. Ubicación geográfica de las áreas con subsidencia en la COLM, Edo. Zulia (https://earth.google.com/).

Más detalles en la siguiente publicación:

Acuña G. (2025): Sobre la sustitución de largos trayectos de nivelación geodésica convencional por vinculaciones directas con nivelación-GNSS en la red terrestre PDVSA para el control de subsidencia, COLM-Edo.Zulia. Tópicos de Geodesia Geométrica. Diciembre 7-13, 2025. Cátedra Geodesia Geométrica (GGenLUZ). Dpto. de Geodesia Superior. Esc. de Ingeniería Geodésica. Facultad de Ingeniería. Universidad del Zulia. Maracaibo, Venezuela.

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