INTRODUCCIÓN La geodesia geodesia es es una de las ciencias más antguas cultvada por el hombre. Su objetvo es el esudio y deerminación de la forma la forma y dimensiones de la Tierra , de su campo de gravedad, gravedad, y sus variaciones emporales. Se raa de una ciencia fundamenada en la sica y en las maemátcas, cuyos resulados constuyen la base geométrica para geométrica para oras ramas del conocimiento geográco , como son la opograa, opograa, la carograa, la foogramer la foogramería ía , , la la navegación , , así así como ingenierías de odo tpo o para nes miliares y programas espaciales. En el presente trabao desarrollaremos la parte de f!ndamentaci"n de los trabaos reali#ados en el campo d!rante las prác$cas de laboratorio% el c!al iniciaremos desde lo más básico &asta la parte de los cálc!los 'trabao de gabinete( con los datos tomados en campo) El trabao consiste en preparar el estacionamiento total% total% como* !bicaci"n de posici"n% ni+elaci"n% programaci"n% toma de datos% descarga de datos datos y la posterior constr!cci"n constr!cci"n de plano con dic&os datos) De esa forma se aportará con !na &erramienta para la formaci"n del est!diante frente al campo laboral) La gran difusión de las !saciones "oales como consecuencia de su precisión, #e$ibilidad, poencia y sencille% de manejo ha hecho de esas una herramiena indispensable &ue ha sabido inegrar los 'ltmos avances informátcos y alcan%ar unos precios &ue la hacen basane accesible para el profesional. !n ese rabajo anali%aremos un modelo básico de la casa ()*(, el cual es el e&uipo con el &ue esamos rabajando en práctca de laboraorio. +omo veremos el manejo de esa !sación "oal no resula complicado, y será perfecamene e$rapolable e$rapolable al de cual&uier ora marca del mercado.
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!jecuar el procedimieno de preparación de la esación oal anes de la medición. +reación de un rabajo -)/. +ongurado para la medición con prismas en unidades legales. 0eali%ar la medición de ángulos y disancias. 1plicando las correcciones amosf2ricas. 3rabado de los daos de campo. 0eali%ar la medición de coordenadas. 3rabado de los daos de campo. 4escargar los daos de campo en una compuadora. 4ibujar el plano de dealles de un área empla%ada denro de un círculo de 566 m de radio.
ESTACIÓN TOTAL
Se denomina esación oal a un aparao elecro7óptco utli%ado en opograa , cuyo funcionamieno se apoya en la ecnología elecrónica. +onsise en la incorporación de un disanciómero y un microprocesador a un eodolio elecrónico. 1lgunas de las caracerístcas &ue incorpora, y con las cuales no cuenan los eodolios, son una panalla alfanum2rica de crisal lí&uido L+4/, leds de avisos, iluminación independiene de la lu% solar , calculadora, disanciómero, trac,eador seguidor de rayecoria/ y en formao elecrónico, lo cual permie utli%arla poseriormene en ordenadores personales. 8ienen provisas de diversos programas sencillos &ue permien, enre oras capacidades, el cálculo de coordenadas en campo, replaneo de punos de manera sencilla y eca% y cálculo de acimues y disancias. 8isa como un eodolio9 una esación oal se compone de las mismas pares y funciones. !l esacionamieno y vertcali%ación son id2ntcos, aun&ue para la esación oal se cuena con niveles elecrónicos &ue facilian la area. Los res ejes y sus errores asociados ambi2n esán presenes: el de vertcalidad, &ue con la doble compensación ve reducida su in#uencia sobre las lecuras hori%onales, y los de colimación e inclinación del eje secundario, con el mismo comporamieno &ue en un eodolio clásico, salvo &ue el primero puede ser corregido por so;
ara la obención de esas coordenadas el insrumeno reali%a una serie de lecuras y cálculos sobre ellas y demás daos suminisrados por el operador. Las lecuras &ue se obtenen con ese insrumeno son las de ángulos vertcales, hori%onales y disancias. )ra partcularidad de ese insrumeno es la RENE ARCAYA MUCHO
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posibilidad de incorporarle daos como coordenadas de punos, códigos, correcciones de presión y emperaura, ec. La precisión de las medidas es del orden de la die%mil2sima de gonio en ángulos y de milímeros en disancias, pudiendo reali%ar medidas en punos siuados enre ? y @ Ailómeros seg'n el aparao y la cantdad de prismas usada. >ara el óptmo desempeBo de las !saciones "oales es necesario &ue el e&uipo es2 calibrado, para ello se debe darle manenimieno y ajuses mediane el uso de un colimador . !sación "oal )"SCD@L E ()*( La !sación "oal ()*( )"S CD@L permie mediciones con 0ayo Láser hasa 5@6 meros. +on una adminisración de Femoria muy (uncional, con So;uede ser ampliamene utli%ado para la consrucción, para el replaneo de carreeras, para el conrol opográco y de diferenes esudios, ec. +aracerístcas G G G G G G G G G G G
4isanciómero Láser hasa 5@6 meros Sisema de Lecura 1bsolua >analla con D líneas Fedición de disancias con Hn prisma hasa @,666 meros Fedición de disancias rápidas y con precisión 3ran capacidad de memoria de 5C,666 punos. 0obuso y conable +ompensador de dos !jes aerías de larga vida Ii7FJ 4os salidas de comunicación para la >+ *ncorporación de sensores para la emperaura y la presión
TEODO-ITO% E.T/CIÓN TOT/- 0 12. 3en2ricamene se los denomina esaciones oales por&ue tenen la capacidad de medir ángulos, disancias y niveles, lo cual re&uería previamene de diversos insrumenos. !sos eodolios elecro7óptcos hace tempo &ue son una realidad 2cnica accesible desde el puno de visa económico. Su precisión, facilidad de uso y la posibilidad de almacenar la información para descargarla despu2s en programas de +14 ha hecho &ue desplacen a los eodolios, &ue acualmene esán en desuso. >or ora pare, desde hace ya varios aBos las esaciones oales se esán viendo despla%ada por e&uipos 3ISS Sisema Saelial de Iavegación 3lobal, por sus siglas en ingl2s/ &ue abarca sisemas como el 3>S, anes conocido como Iavsar, de !.!.H.H., el 3L)I1SS, de 0usia, !l +)F>1SS de +hina y el 31L*L!) de la Hnión !uropea. Las venajas del 3ISS opográco con respeco a la esación oal son &ue, una ve% jada la base en terra no es necesario más &ue una sola persona para omar los daos, mienras &ue la esación re&uería de dos, el 2cnico &ue manejaba la esación y el operario &ue siuaba el prisma9 y aun&ue con la ecnología de !sación "oal 0obótca, eso ya no es necesario, el precio de los sisemas 3ISS ha bajado ano &ue han ido despla%ando a a&uellas en campo abiero. >or ora pare, la esación oal e$ige &ue e$isa una línea visual enre el aparao y el prisma o puno de conrol/, lo &ue es innecesario con el 3ISS, aun&ue por su pare el 3ISS re&uiere al operario siuarse en dicho puno, lo cual no siempre es posible. La gran venaja &ue mantene la !sación "oal conra los sisemas saeliales son los rabajos bajo echo y suberráneos, además de a&uellos donde el operador no puede acceder, como orres el2cricas o riscos, y &ue con sisemas de medición sin prisma de hasa RENE ARCAYA MUCHO
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K666m a la fecha/ esos levanamienos se pueden hacer por una persona y desde un sólo puno, aun&ue en ese aspeco los !scáners Láser y la ecnología L*410 han esado ganando erreno. >or lo ano, no siempre es posible el uso del 3ISS, principalmene cuando no puede recibir las seBales de los sa2lies debido a la presencia de edicaciones, bos&ue upido, ec. >or lo demás, los sisemas 3ISS 0" +inemátca en "iempo 0eal, por sus siglas en ingl2s/ ya igualan e incluso superan la precisión de cual&uier !sación "oal, salvando los errores acumulables de 2sas 'ltmas, permitendo además levanamienos de punos disanes incluso a 566 Am sin problema. !n el fuuro se percibe &ue la elección enre un e&uipo 3ISS o bien una !sación "oal esará más dado por la aplicación en sí, &ue por los límies ecnológicos &ue cada insrumeno presene. INICIACIÓN AL MANEJO DE ESTACIONES TOTALES 2UE.T/ EN E.T/CIÓN Llegar a maeriali%ar sobre el erreno nuesro puno de esacionamieno puede ser la labor más complicada en el manejo práctcamene auomat%ado de nuesra esación oal. >or ello cabe seguir siempre la misma rutnaria sisemátca &ue nos asegure el 2$io de la operación. Las distnas fases implicadas siempre necesian de una primera apro$imación grosera para poseriormene conseguir el denitvo ajuse no o de precisión. U3IC/CIÓN 0 NI4E-/CIÓN "ano la ubicación como la nivelación del aparao son operaciones práctcamene simuláneas &ue implican la una a la ora. >ara siuar la !sación "oal sobre el puno de esacionamieno nos au$iliaremos de la plomada, &ue en las esaciones oales puede ser óptca o láser. La nivelación se consigue mediane los correspondienes niveles de burbuja ano de cas&uee esf2rico como óricos. U3IC/CIÓN5NI4E-/CIÓN) CON.IDER/CIONE. 2RE4I/.) !n cual&uiera de los casos, se e$enderán las paas del rípode hasa alcan%ar una alura adecuada a la esaura del operador, un alura esándar es llevarlo a la alura de la menón, dejando como mínimo un margen de al menos M dedos hasa el ope del recorrido unos D cm/, y siuándolas de forma e&uiláera sobre el erreno de 6.D a 5 m de base/ de al forma &ue el cenro coincida con el puno a esacionar. La plaaforma superior del rípode &uedará sensiblemene hori%onal y en la vertcal con nuesro puno de esación. Si dejamos caer una pe&ueBa piedra desde el cenro de la plaaforma podremos comprobar ese e$remo. Llegado a ese puno se procede a la jación del aparao al rípode, cerciorándonos de &ue el aparao &ueda bien sujeo con una mano, mienras con la ora se aornilla ambos elemenos. Las consideraciones previas &ue hay &ue ener en cuena para culminar con 2$io la operación son: Los ornillos de la plaaforma nivelane de la !sación "oal deben enconrarse en el puno medio de su recorrido a n de conar con el mayor despla%amieno posible en ambos sentdos. Los v2rtces de la plaaforma del rípode y la plaaforma nivelane serán coincidenes. /2RO6I7/CIÓN / -/ U3IC/CIÓN5NI4E-/CIÓN CON -/. 2/T/. DE- TR82ODE) >ara comen%ar a operar comen%aremos por presionar con el pie sobre el esribo del primer pie del rípode para &ue la puna se hunda sobre el erreno y el sisema consiga la necesaria esabilidad (igura nN ?, paa 5/. Si la !sación "oal cuena con nivel de cas&uee esf2rico el primer pie a presionar será el opueso a la posición ocupada por el mencionado nivel a n de &ue durane la manipulación con los dos paas resanes no perdamos de visa la burbuja del nivel.
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Vista en planta del estacionamiento
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1nclado el pie n'mero uno sobre el erreno, sujeando las paas resanes perseguiremos un doble objetvo: mienras comprobamos con la plomada óptca o láser &ue esamos en las pro$imidades del puno de esación, observamos de reojo &ue la burbuja del nivel de cas&uee esf2rico sea susceptble de alcan%ar su posición de calado, eso es la burbuja no se encuenre compleamene pegada a la periferia del nivel. (igura nN K/ Faneniendo esos dos e$remos, pro$imidad al puno de esación y sensiblemene hori%onal la plaaforma del rípode, comen%amos a descender lenamene las dos paas hasa &ue o&uen de nuevo sobre el suelo.
+on las res paas en el suelo, procederemos a clavar el pie n'mero ?, acuando seguidamene sobre el ornillo de presión del mismo para desli%ando la paa elescópica en un sentdo u oro, conseguir &ue la burbuja del nivel de cas&uee esf2rico se si'e en la dirección imaginaria formada por el cenro del nivel y el ercer pie
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1hora se clava el pie n'mero K, y acuando sobre la paa se desli%a la cantdad necesaria para &ue la burbuja del nivel se desplace denro de una dirección &ue pasa por cenro donde podemos conseguir la posición de calado. (igura nN @/ Si fuese necesario se repetría esa operación y la anerior las veces necesarias. Si comprobamos la posición con ayuda de la plomada óptca, observaremos &ue no esamos e$acamene en el puno de esación, esamos muy pró$imos a ese.
O2ER/NDO CON -/ 9: 2/T/ DE- TR82ODE Hbicación7nivelación con apro$imación na. >ara culminar una perfeca ubicación, si al mirar por la plomada óptca e$ise un despla%amieno pe&ueBo del puno de esación, a#ojaremos el vásago de unión del insrumeno a la plaaforma, desli%ándola suavemene hasa corregir ese desfase. Si el despla%amieno fuera insalvable, habrá &ue comen%ar de nuevo las operaciones reseBadas en la fase anerior. >ara &ue la !sación "oal es2 compleamene nivelada debemos utli%ar el nivel órico &ue ofrece una mejor precisión &ue el de cas&uee esf2rico.
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+omo a diferencia del nivel de cas&uee esf2rico el nivel órico es alargado, la burbuja sólo se despla%a en el sentdo de su longiud (igura nN C/. Si lo siuamos paralelo enre dos ornillos de nivelación, 5 y ?, si acuamos con la mano i%&uierda sobre el ornillo 5 en el sentdo indicado por la mano ant horario/, conseguiremos &ue descienda el sisema y la burbuja se desplace a una posición más elevada. Si acuamos con las dos manos simuláneamene sobre los ornillos respectvos 5 y ?, de forma &ue giren en distno sentdo, conseguiremos &ue la burbuja alcance la posición de calado en la miad de tempo. +omo norma el distno sentdo se consigue girando los pulgares hacia adenro simuláneamene, o hacia afuera. Hna ve% calada la burbuja en esa dirección se coloca el nivel e n la dirección perpendicular a la &ue aneriormene ocupaba, y acuando sobre el ercer ornillo &ue no ha sido utli%ado odavía, se calará la burbuja, con lo &ue endremos a nivel dos direcciones perpendiculares &ue denen un plano hori%onal. >ara comprobarlo, solando el movimieno acimual, cuando la burbuja ese en reposo deberá esar calada en cual&uier posición9 de no ser así se habrá de repetr esos dos 'ltmos pasos. !n previsión de cual&uier aleración del sisema por cual&uier roce accidenal o movimieno, la mayoría de las !saciones "oales cuenan con un mecanismo de compensador lí&uido, &ue evie
la fala de hori%onalidad (igura O/, y por ano desviación del eje vertcal denro de un pe&ueBo margen, en nuesro caso de P KQ. Si aparece el mensaje de 4!SI*8!L14)/ en la panalla, eso indica &ue el insrumeno se encuenra fuera del inervalo de compensación auomátca y debe nivelarse manualmene. ORIENT/CIÓN Hna ve% siuados en nuesro puno de esación, conecamos la !sación "oal, &ue a rav2s de la panalla digial nos ofrece un mensaje indicando &ue cabeceemos el elescopio para poder iniciali%ar la lecura de
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ángulos vertcales. )ras esaciones necesian además &ue giremos acimualmene el sisema para &ue los sensores deecen el origen de ángulos hori%onales. 1parecen en ese momeno los ángulos hori%onal y vertcal en panalla. !l ángulo vertcal por defeco &ueda indicado como disancia cenial origen en el ceni/, aun&ue puede referirse como alura de hori%one origen en el hori%one/, y como veremos el origen del ángulo hori%onal es en principio arbirario. !n panalla podemos ver el nivel de carga de la baería, &ue debemos ener muy en cuena y &ue no supera las K a M horas a plena carga y rendimieno. 1hora esamos en siuación de seleccionar la orienación más conveniene como origen de ángulos acimuales, recordando &ue si el puno elegido es un puno arbirario, los ángulos así denidos los denominamos orienaciones, si nuesro origen es el nore magn2tco, rumbos, y si se raa de nore geográco, acimues. Seleccionado ese origen, indicamos por eclado a la !sación "oal &ue es el origen de ángulos, poni2ndolo a cero con la ecla (5 y conrmando la operación con (K.
Estación total
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GPS Cinta
Prismas
Libreta de campo
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>ara iniciar el levanamieno, primeramene mediremos y nos referenciaremos con el 3>S en el puno de conrol &ue se encuenra derás de la concha ac'stca de la universidad &ue tene una base eórica con una alura de @M6 msnm. +olocamos el 3>S y omamos el dao obenido en el insrumeno, ahora omamos ese valor y comparamos con el valor eórico &ue vendría a ser el valor del puno de conrol, una ve% observada los daos nos dirigimos al puno , nivelamos la esación y proyecamos una alura con respeco al puno de conrol 1, previamene se uvo &ue evaluar R o E/ seg'n el valor obenido con el 3>S, se suma cuando fala a @M6 y se resa cuando supera ese valor, esa operación nos indica &ue esamos llevando en el puno un alura igual al puno 1 omamos el a%imu e iniciamos la medición creando un carpea en la esación oal para almacenar los daos omas.
!nonces enemos &ue la imporancia de insruirse para el manipuleo de la esación oal es an imporane como saber el correco funcionamieno &ue tene al e&uipo para rabajar en condiciones perfecas en el campo. !sos e&uipos son de ala precisión lo &ue re&uiere una correca manipulación para &ue sea un rabajo e$celene, de lo conrario no servirá si se le da un uso erróneo o inadecuado. La deerminación de punos y la consideración de la curvaura de la terra, es una propiedad de la 3!)4!S*1T abarca grandes e$ensiones.
!n esa unidad recopilamos el uso de la esación oal, además esudiamos los errores asociados al e&uipo, pero &ue es corregible ano auomátcamene y ambi2n por so;
http://www.unirioja.es/servicios/sp/catalogo/online/topograia.pd http://es.wi!ipedia.org/wi!i/Estaci"C#"$#n%total http://www.geocom.cl/downloads/estaciones&totales/ap/'rimble "()&"()*igital"()+ieldboo!"()&"(),#"(),anual "()-suario.pd http://ocw.upm.es/ingenieria&cartograica&geodesica&& otogrametria/topograia&ii/'ema%%'eoria.pd . http://www.reparacionestopograicas.com/0manuales/,anual#& GPS.pd http://www.abreco.com.m1/glosario%topograia.htm
3>S: Sisema 4e >osicionamieno 3lobal por sa2lie. 1+*FH": !s el ángulo de una dirección conado en el sentdo de las agujas del reloj a partr del nore geográco. I*8!L!S: Hn nivel es un insrumeno &ue nos represena una referencia con respeco a un plano hori%onal. !se aparao ayuda a deerminar la diferencia de elevación enre dos punos con la ayuda de un esadal.!l nivel más sencillo es el nivel de manguera, es una manguera rasparene, se le inroduce agua y se levanan ambos e$remos, por simple e&uilibrio, el agua esará al mismo nivel en ambos e$remos. !l nivel de mano es un insrumeno ambi2n sencillo, la referencia de hori%onalidad es una burbuja de vidrio o goa, el clisimero es una versión mejorada del nivel de mano incorporando un ransporador meálico permitendo hacer mediciones de inclinación y no solo desnivel. +H081S 4! I*8!L: Las curvas de nivel, &ue unen punos de igual altud, se utli%an para represenar las altudes en cual&uiera de los diferenes inervalos medidos en meros. !n un plano opográco la altud se represena mediane curvas de nivel, &ue proporcionan una represenación del erreno fácil de inerprear. 71lura elipsoidal 71lura orom2rica 0!>L1I"!): !l replaneo es el proceso inverso a la oma de daos, y consise en plasmar en el erreno dealles represenados en planos, como por ejemplo el lugar donde colocar pilares de cimenaciones, aneriormene dibujados en planos. 8V0"*+! 3!)4VS*+): Hn v2rtce geod2sico es una seBal &ue indica una posición e$aca y &ue forma pare de una red de riángulos con oros v2rtces geod2sicos, &ue componen una red 3eod2sica Iacional. 1WH*F!"0X1: es un m2odo de medición rápida de no mucha precisión. Se utli%a para el levanamieno de dealles donde es dicil el manejo de la cina m2rica, para proyecos de *ngeniería +ivil u oros.
130*F!ISH01: fue considerada antguamene la rama de la opograa destnada a la delimiación de supercies , la medición de áreas y la rectcación de límies. !n la acualidad la comunidad cienYca inernacional reconoce &ue es una disciplina auónoma. !L*>S)*4! 4! 0!(!0!I+*1: un elipsoide de revolución usado como supercie de referencia para los cálculos geod2sicas. I*8!L1+*)I 3!)F!"0*+1 ) 3!)4!S*+1: nivelación efecuada mediane la medición de ángulos vertcales y la disancia &ue los separa.
