MANUAL TÉCNICO VERIFICACIÓN EQUIPOS TOPOGRÁFICOS
ÍNDICE DE CONTENIDOS 1. 2. 3. 4.
OBJETO ALCANCE RESPONSABILIDADES PROCEDIMIENTOS 4.1.- Periodicidad de mantenimiento, verificaciones y calibraciones. 4.2.- Metodología para la verificaciones. 4.3.- Procedimiento de verificación de Estaciones Totales. 4.4.- Procedimiento de verificación de Taquímetros. 4.5.- Procedimiento de verifiación de Niveles Ópticos. 4.6.- Procedimiento de verifiación de Niveles Láser. 4.7.- Procedimiento de verificación de Niveles Digitales. 4.8.- Procedimiento de mantenimiento. 4.9.- Prácticas medioambientales.
1.- OBJETO Realizar la comprobación de la precisión de las medidas suministradas por los equipos topográficos en modo que, para efectuar mediciones y replanteos en obras, sean utilizados en condiciones controladas.
2.- ALCANCE Será de aplicación a todos aquellos equipos de topografía que a continuación se describen.
3.- RESPONSABILIDADES En nuestro caso, siendo los equipos topográficos nuestras “herramientas” de trabajo, estamos obligados siempre a: -
Cumplir los programas de calibración de cada unos de nuestros equipos según indicación del propio fabricante.
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Comprobar la validez de las calibraciones.
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Remitir al cliente el correcto estado de los equipos topográficos mediante documentación acreditativa del historial de calibraciones.
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Remitir al cliente el correcto estado de los equipos topográficos mediante documentación acreditativa del historial de verificaciones efectuadas previas al inicio de cualquier trabajo.
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Certificar a la persona responsable del equipo topográfico.
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Aplicar siempre el programa de verificación propio de cada equipo. Independientemente, la persona responsable del equipo, debe encargarse de realizar todas las verificaciones anexas al programa, siempre que sospeche de deficiencias de precisiones que pueden ser producidas por algún tipo de accidente involuntario en el equipo.
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Establecer un inventario interno registrando cada una de las calibraciones y verificaciones efectuadas a cada equipo.
4.- PROCEDIMIENTO 4.1.- Periodicidad de mantenimiento, verificaciones y calibraciones.
Las frecuencias del mantenimiento, verificación y calibraciones de los equipos topográficos será la siguiente:
Equipo
Mantenimiento
Frecuencia
Calibración y mantenimiento preventivo
NIVEL ÓPTICO NIVEL LÁSER NIVEL DIGITAL ESTACIÓN TOTAL
DIARIO DIARIO DIARIO DIARIO
BIMESTRAL BIMESTRAL BIMESTRAL MENSUAL
BIENAL BIENAL BIENAL ANUAL
4.2.- Metodología de las verificaciones.
La tendrán que realizar los responsables de cada equipo con la frecuencia citada en el apartado anterior y siempre que se detecte o sospeche de alguna anomalía. En el caso de detectarse alguna anomalía, se tendrá que contactar directamente con el propio fabricante ó con profesional autorizado y competente para realizar la pertinente calibración. De la realización de las verificaciones deberá quedar constancia en la ficha propia de verificaciones de cada equipo.
4.3.- Procedimiento de verificación de Estaciones Totales.
A continuación se describen e ilustran los procesos de verificación y mantenimiento preventivo de los equipos de las Estaciones Totales, tendentes a comprobar el adecuado funcionamiento de los equipos, realizando en la propia obra si es necesario los ajustes para corregir eventuales desajustes, y garantizar mediante el mantenimiento preventivo la durabilidad y fiabilidad de los equipos. El procedimiento de verifiación contempla las siguientes actividades: 4.3.1.- Comprobación y ajuste del nivel tubular En el caso de Estaciones con nivel de alidada electrónico se comprobará como sigue: • Girar la parte superior del instrumento hasta que el nivel tubular esté paralelo a una línea entre los tornillos de la plataforma de nivelación A y B. • Calar la burbuja del nivel tubular usando los tres tornillos de nivelación A, B y C. • Girar la parte superior en 1800 y comprobar la posición de la burbuja. • Si la burbuja continúa centrada no es necesario hacer ningún ajuste, en caso de que no esté centrada se procederá como sigue: - Corregir la mitad del desplazamiento de la burbuja usando el tornillo de nivelación. - Corregir la otra mitad del desplazamiento con la clavija de ajuste. Nota: La burbuja se aleja del tornillo de ajuste rotando en el sentido de las agujas del reloj. - Repetir el procedimiento desde el inicio hasta que la burbuja permanezca centrada en cualquier posición de la parte superior. En el caso de Estaciones Totales con nivel de alidada electrónico, si el desajuste es muy grande, será necesario enviar el instrumente a calibrar. 4.3.2.- Comprobación y ajuste del nivel esférico
• Realizar el ajuste del nivel tubular como en el apartado anterior ó bien nivelar el instrumento utilizando el nivel tubular. • Comprobar la posición de la burbuja del nivel esférico. • Si la burbuja continúa centrada no es necesario hacer ningún ajuste, en caso de que no esté centrada se procederá como sigue: - Observar la dirección de la desviación dela burbuja. - Aflojar el tornillo de ajuste más alejado de dicha dirección para centrar la burbuja. - Ajustar los 3 tornillos de ajuste hasta que la tensión de cada uno sea la misma, y la burbuja esté centrada. Advertencia: Los trornillos de ajuste apretados por exceso, pueden dañar el nivel esférico. Los tornillos apretados de forma desigual pueden dar lugar a desajustes de la burbuja. 4.3.3.- Comprobación y ajuste del error del índice del sensor de inclinación • En instrumentos de marca LEICA, TOPCON ó NIKON, con compensación automática, el sensor de inclinación de doble eje se puede comprobar y ajustar como sigue: - Se nivela finamente el aparato. - Se pone ela aparato en modo teodolito y se gira el anteojo hasta que quede paralelo a 2 tornillos nivelantes. - Se pulsa la tecla de ángulo de desviación de la vertical. - Visualizando los ángulos de inclinación de X e Y, la X nos indicaría la inclinación en el eje definido por los tornillos nivelantes paralelos, y la Y la inclinación en el plano con el otro tornillo nivelante. - A continuación ponemos ambos valores en 0 girando los tornillos nivelantes correspondientes. - Comprobar que el nivel tubular y esférico estén perfectamente calados, si no es así, calar perfectamente estos niveles y anotar los valores de X e Y. Si la media de dichos valores es ± 1’, el aparato debe enviarse a calibrarse. • En instrumento de la marca TRIMBLE esta comprobación se hará como sigue: - Se nivela finamente el aparato.
- Se pone ela aparato en modo teodolito y se gira el anteojo hasta que quede paralelo a 2 tornillos nivelantes. - Se visa a una puntería a nivel del instrumento, es decir, que el ángulo vertical marque unos 1000 y anotar éste ángulo. - Mover el tornillo nivelante C hasta que el ángulo vertical nos varíe 30’. - Visar de nuevo a la misma puntería sin tocar ningún tornillo nivelante y comprobar el ángulo vertival. Si este no difiere en ±20’’ del ángulo vertical inicial, significa que el sensor de inclinación funciona correctamente. En caso contrario el aparato debería llevarse a acalibración. 4.3.4.- Perpendicularidad del retículo con el eje horizontal • En instrumentos de marca LEICA, TOPCON ó NIKON, la comprobación de perpendicularidad se hará como sigue: - Se nivela finamente el aparato. - Seleccionar y observar un punto claro en la parte superior A de la línea del retículo. - Girar el tornillo del movimiento fino vertical del anteojo hasta que el punto se encuentre en la parte inferior del retículo B. - Si el punto se encuentra descentrado se debería enviar el aparato a calibrar. • En instrumento de la marca TRIMBLE esta comprobación se hará como sigue: - Se nivela finamente el aparato. - Seleccionar y observar un punto claro en la parte superior A de la línea del retículo. - Poner el ángulo horizontal a 0. - Girar el tornillo del movimiento fino vertical del anteojo hasta que el punto se encuentre en la parte inferior del retículo B. - Con el tornillo de movimiento fino horizontal, buscar de nuevo el 0 y comprobar que el punto continúa centrado dentro de la líneas del retículo. Si está descentrado, se debería enviar el aparato a calibrar.
4.3.5.- Posiciones del la línea del retículo horizontal y vertical • Colocar un objetivo claro a unos 100 m. del instrumentos. Nivelar bien el aparato e inicializarlo. • Observar el prisma en cículo directo y leer los ángulos vertical y horizontal. ej: H: 18 34’ 00’’….al V: 90 30’ 20’’….bl • Obervar de nuevo el prisma en círculo inverso y volver a leer los ángulos vertical y horizonatal. ej: H: 198 34’ 20’’….ar V: 269 30’ 00’’….br • Restar el ángulo horizontal del círculo directo, del ángulo horizontal del círculo inverso. La diferencia debe ser 1800 ±40’’. • Sumar los ángulos verticales del círculo directo y del círculo inverso. La suma debe ser 3600 ±40’’. ar-al=1800 00’ 20’’ br-bl=3600 00’ 20’’ • Si cualquiera de los valores fuera mayor de ±40’’, se repetirán los procesos citados; si aún asi continúan siendo mayores, se debe enviar el aparato a calibrar. 4.3.6.- Comprobación y ajuste del sistema de autolock (seguimiento de prisma) Para realizar la comprobación del sistema autolock es necesario utilizar el prisma activo suministrado con el equipo. Se realizará como sigue: - Se coloca el prisma activo bien aplomado a aunos 100 mts del equipo. - Se nivela bien el aparato.
- Dependiendo de la marca, cada software incorpora una aplicación que actúa automáticamente. (En estaciones TRIMBLE con libreta electrónica ACU, se encuentra en Instrumento-Ajuste-Autolock) . El programa actúa automáticamente, sólo se ha de tener en cuenta no obstaculizar este proceso ya que puede interrumpir el programa y no realizar el ajuste. 4.3.7.- Comprobación de la plomada óptica • Nivelar bien el aparato y centrar exáctamente el punto de estación en el retículo de la plomada óptica. • Girar la parte superior en 1800 y comprobar la posición del punto de estación en el retículo. Si el punto de estación continúa centrado, no es necesario realizar ningún ajuste. Si el punto de estación ya no estuviera centrado en la plomada óptica, debería enviarse el aparato a calibrar. 4.3.8.- Determinación de la constante aditiva de distancia La constante de la distancia aditiva del instrumento está ajustada a 0 al salir de fábrica. Sin embargo, ésta puede cambiar con el tiempo, siendo necesario determinarla periódicamente, según el programa de verificación, y usarla para corregir distancias medias. Para comprobarlo: - Seleccionamos los puntos A y B en un terreno llano, con una separación de unos 100 mts y señalamos otro punto C, justo a la mitad de distancia de ambos. - Estacionamos el instrumento en A y medimos la distancia AB. - Estacionamos el instrumento en C y medimos las distancias CA y CB. - Calculamos el error de la distancia aditiva K con la fórmula: K=AB-(CA+CB) Para realizar un óptimo ajuste se deberían realizar 10 mediciones de cada una de las distancias AB, CA y CB. - Si el valor de K es ±5 mm, se debería enviar el aparato a calibrar. 4.3.9.- Comprobación de fluidez y medida de distancia
Antes de realizar este chequeo, colocar el instrumento en modo de medida de distancia en repetición ó modo trakking, y despúes seguir el gráfico siguiente:
Si en proceso llegase al punto B, debería enviarse el aparato a calibrar. 4.3.10.- Comprobación del puntero láser Para realizar esta comprobación es necesario utilizar las placas de puntería suministradas por el fabricante. • Nivelar finamente el aparato y colocar la placa de puntería a unos 20 mts y a nivel con el aparato.
• Activar el puntero láser en el instrumento y visar a la señal de la placa de puntería. • Si el punto láser está +1 cm desviado de la señal, el aparato debería enviarse al servicio técnico correspondiente. 4.3.11.- Correcciones de refracción y curvatura Si la proyección de las alturas y las distancias se calcula con sólo multiplicar la distancia inclinada medida por el seno y el coseno respectivamente, del ángulo cenital medido, los errores de cálculo pueden deberse principalmente a la curvatura de la Tierra y a la refracción. A continuación se muestran las dos fórmulas que las estciones totales suelen emplear para el cálculo automático de los errores de curvatura y refracción. Cuando se trabaja a grande alturas, estos factores de error se pueden calcular manualmente. También hay que resaltar que lois valores locales de RT y de K pueden variar, dependiendo de la localización geográfica del área en el que estemos trabajando.
4.3.12.- Corrección de la diferencia en altura Caso 1: La distancia inclinada no se ha corregido al visualizarse ó registrarse. Caso 2: Si se emplean valores diferentes de K y/o de RT, se deben ajustar conforme a los valores de la fórmula estándar vista anteriormente. Estos valores son proporcionados normalmente por los servicios topográficos del país. Ejemplo: Corrección para la diferencia de altura cuando se está cerca del plano horizontal. La curva 1 representa la curvatura de la Tierra. La curva 2 es la representación de la refracción como función de la distancia inclinada. La curva 3 es la corrección resultante que se debe aplicar a la altura obtenida multiplicando la distancia inclinada por el cosena de Z. Esta corrección va cambiando con relativa lentitud con relación a la desviación respecto al plano horizontal. A 20g (Z=80g), las correcciones habrán descendido un 10%. 4.3.13.- Corrección de la distancia horizontal La corrección para la curvatura de la Tierra y para la refracción, que se debe aplicar a la distancia inclinada por el seno de Z, sigue la curva que muestra el dibujo siguiente. La corrección es proporcional al cuadrado de la distancia inclinada y es casi directamente proporcional a la desviación respecto al plano horizontal para elevaciones moderadas. Ejemplo: Corrección de la distancia horizontal. Altura del instrumento Es la distancia vertical que hay entre el punto de referencia / punto de estación y el eje de muñones del instrumento, normalmente representado en la carcasa lateral del mismo. Altura de la señal
Es la distancia vertical que hay entre la punta del jalón y el centro de las marcas de puntería del sistema reflector ó prisma. 4.3.14.- Corrección atmosférica La velocidad de la luz varía levemente al ir atravesando diferentes presiones y temperaturas del aire, por ello se debe aplicar un factor de corrección atmosférica para obtener la distancia correcta al final de los cálculos. Este factor se calcula con la fórmula siguiente:
p = presión en milibares = presión parcial del vapor de agua en milibares t = temperatura del aire en grados centígrados (Celsius) t’ = temperatura húmeda en grados centígrados (Celsius) h = humedad relativa en % Hoy en día todas las marcas calcula y corrige el error atmosférico automáticamente.
4.4.- Procedimiento de verificación de Taquímetros.
El procedimiento de verificación comprende las siguientes actividades:
- Comprobación y ajuste del nivel tubular. - Comprobación y ajuste del nivel esférico. - Comprobación y ajuste del error de índice del sensor de inclinación. - Comprobación de la perpendicularidaddel retículo con el eje horizontal.
- Comprobación de las posiciones de la línea del retículo horizontal y vertical. - Comprobación de la plomada óptica. El modo de realizar cada una de estas comprobaciones será similar al reflejado en el apartado 4.3.
4.5.- Procedimiento de verificación de Niveles ópticos.
Se colocarán 2 miras perfectamente aplomadas separadas aproximadamente unos 80 mts entre ellas. Entre ambas y a la mitad de distancia, se colocará el Nivel. Se haran 2 ó 3 lecturas a cada mira separadas del Nivel a unos 40 mts cada una y se calculará el desnivel entre ambas. Este desnivel estará libre de errores aún estando éste descorregido, debido a la perfecta simetría de la observación. Posteriormente se desplazará el Nivel lo más cerca posible de uno de los extremos y se efectuará de nuevo lecturas a ambas miras, calculando de nuevo su desnivel. Haciendo la misma maniobra desde el otro extremo. Si existieran diferencias entre los desniveles obtenidos, pondría de manifiesto la descorrección del aparato, con lo que debería llevarse al servicio técnico correspondiente.
4.6.- Procedimiento de verificación de Niveles láser.
Se colocará una señal a 30 mts aproximadamente del nivel láser y se efectuará una lectura. Posteriormente se realizarán giros al Nivel de 100g, 200g y 300g y se comprobará la diferencia existente con la primera lectura. Si la diferencia entre lecturas excediese de 0.5 cms pondría de manifiesto la descorrección del aparato, con lo que debería llevarse al servicioo técnico correspondiente.
4.7.- Procedimiento de verificación de Niveles digitales.
Se colocarán 2 miras de código de barras perfectamente aplomadas separadas aproximadamente unos 80 mts entre ellas. Entre ambas y a la mitad de distancia, se colocará el Nivel. Se haran 2 ó 3 lecturas a cada mira separadas del Nivel a unos 40 mts cada una y se calculará el desnivel entre ambas. Este desnivel estará libre de errores aún estando éste descorregido, debido a la perfecta simetría de la observación. Posteriormente se desplazará el Nivel lo más cerca posible de uno de los extremos y se efectuará de nuevo lecturas a ambas miras de código de barras, calculando de nuevo su desnivel. Haciendo la misma maniobra desde el otro extremo. Si existieran diferencias entre los desniveles obtenidos, pondría de manifiesto la descorrección del aparato, con lo que debería llevarse al servicio técnico correspondiente.
4.8.- Procedimiento de mantenimiento.
Las actividades y observaciones a realizar con el instrumento y complementos para su correcto funcionamiento deberían ser: -
Secar bien la humedad del instrumento si se moja durante el trabajo.
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Limpiar siempre el instrumento antes de guardarse en su estuche. La lente requiere especial cuidado ya que se debería quitar el polvo con el cepillo de lentes para eliminar las partículas diminutas. A continuación, produciendo condensación con el aliento sobre la lente, limpiarla con un paño limpio y suave.
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Guardar el instrumento en una habitación seca donde la temperatura sea relativamente constante.
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Si las baterías se descargan con exceso, su vida será más corta. Guardarlas ya cargadas.
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Comprobar que los trípodes no tienen piezas ó tornillos flojos.
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Si se produce algún problema en las partes rotatorias, con los tornillos ó en las piezas ópticas, debería enviarse el aparato a revisión y posible calibración del mismo.
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Para comprobar la precisión del instrumento, comprobar periódicamente el mismo.
4.9.- Prácticas medioambientales.
Sobre todo, cuando se produzcan cambios de baterías, las baterías viejas se consideran resíduos peligrosos, por lo tanto se tratarán como tales, teniendo en cuenta el no prolongar su almacenamiento durante más de 6 meses.
