domingo, 11 de marzo de 2012

La estación Total



LA ESTACION TOTAL 



INDICE


1.0      INTRODUCCIÓN

2.0      DEFINICIÓN

3.0      HISTORIA

4.0      TIPOS

5.0      FUNCIONAMIENTO

6.0      PARTES Y ACCESORIOS

7.0      PERSONAL NECESARIO

8.0      SISTEMA DE MEDICIÓN

9.0      ESTACION TOTAL VS SISTEMAS SATELITALES

10.0  CONCLUSIONES

11.0  BIBLIOGRAFIA

12.0  ANEXOS



 1. INTRODUCCION
Desde los inicios el ser humano ha desarrollado herramientas por su necesidad de supervivencia y trascendencia. En el campo de la construcción desde la dioptra[1] , hasta la Estación Total y el GPS continuamos con el mismo objetivo: Crear, con calidad y eficiencia.

La Estación Total, es un conjunto de instrumentos integrados, que facilitan las tareas topográficas y permiten la ejecución de obras de diversa envergadura como el túnel de Crossrail (15.600 millones de libras) para unir por tren el aeropuerto de Heatrow con el centro de la ciudad en Londres.

En el presente trabajo veremos que existen en el mercado marcas y modelos que valoran diferentes aspectos, precisión costo o alcance; condicionantes que responderán a las características de cada obra, además hace realizable proyectos como las viviendas flotantes de Bangkok.

 2.0    DEFINICIÓN
Es un teodolito con un distanciómetro y un microprocesador integrado, que mide ángulos y distancias y,  calcula coordenadas polares o rectangulares para el trazo y replanteo. Esta información se graba y procesa con los programas integrados o asociados al equipo.

 Otras definiciones:

Se denomina estación total a un aparato electro-óptico utilizado en topografía, cuyo funcionamiento se apoya en la tecnología electrónica. Consiste en la incorporación de un distanciómetro y un microprocesador a un teodolito electrónico.  (es.wikipedia.org/wiki/Estación_total)
Instrumento de medición de precisión que funciona de manera electrónica y se compone por un goniómetro, un distanciómetro electromagnético y un dispositivo de almacenamiento.(mapserver.inegi.gob.mx/geografia/espanol/cartcat/glosario.cfm)
Instrumental electro-óptico que sirve para medir ángulos, verticales y horizontales, medir distancias en forma electrónica, en vez de reglas usa prismas. (www.mensurard.com/servicios/info-online/definiciones/ )

La estación total integra instrumentos como:

TEODOLITO

CINTA MÉTRICA
O
distanciometro

NIVEL DE PRECISIÓN

LIBRETA DE DATOS

 3.0    HISTORIA
La primera estación total encontrada es de Trimble modelo GEODIMETER de 1971, luego el modelo GUPPY fabricada en 1976 por TOPCON, entre otras. Al ser una suma de instrumentos su avance va en función de la innovación tecnológica de sus diferentes componentes, en 1990 se comercializo la E.T. Robótica, 1993 se sumo la recepción GPS, y en 2003 la tecnología R-Track para el rastreo de señal LC2, permite que el trabajo con una estación total sea más dinámico y de gran precisión.
En relación al manejo de información inicialmente se leía en display  y se transcribía en la libreta de campo; luego al aparecer las libretas electrónicas esta información era pasada al ordenador con el programa usado según el modelo o marca.
Actualmente  los equipos tienen micro procesadores incluidos que permiten realizar varias etapas en paralelo.
Podemos encontrar equipos fabricados por empresas como SOKKIA, LEICA, STONE, SPECTRA, PENTAX, NIXON, TOPCON, etc.

 4.0    TIPOS DE ESTACION TOTAL

      Tipos

    Observaciones
Convencional
(electrónicas)
Pantalla alfanumérica , requiere prismas reflectantes
La plomada suele ser óptica
El distanciometro es óptico-electrónico EDM 
Sensibles a la lluvia
La transmisión de datos se hace por usb, o Bluetooth

Plomada laser
Mejor resistencia al medio ambiente
Requiere un solo prisma
Medidor  electrónico de ángulos
La distancia horizontal, la diferencia de alturas y las coordenadas se calculan automáticamente.
Con GPS
El sistema de navegación satelital permite controlar el instrumento desde un lugar independiente 
no funcionan en interiores ni debajo de una cobertura de árboles muy densa
Robóticas
Medición sin prisma de hasta 2000m en series 9000. Registro fotográfico.
Medición asistida con imagen, registro 
Diseño avanzado, liviano y resistente.

5.0    FUNCIONAMIENTO
El levantamiento, trazo y replanteo se basa en la triangulación, se establecen dos puntos con coordenadas conocidas o asumidas (Stn coordinate y Back sight), luego se ubica la Estación Total en el pto Stn, y desde este se mira hacia el back sight, marcando la recta base desde donde se tomaran todos los datos posteriores. Finalmente se empieza la obsevación, de todos los puntos a levantar o trazar.

Generalmente se requiere introducir los datos de altura del instrumento, las coordenadas de la estación y el segundo punto (back sight) en el programa instalado.

El montaje de la estación suele tomar 3 minutos en campo (15 en principiantes), y se realiza del siguiente modo:

Selección y marcado del punto de control topografico (pintura roja, marcadores, etc)

Montaje y centrado del instrumento, se elegira un punto con buena visibilidad hacia la mayor cantidad de puntos, ejemplo un cruce de calle.

Se nivela primero el tripode centrando la burbuja del nivel circular con el manejo de dos patas del mismo, Luego con la base niveladora utilizando los tornillos de nivelación, se comprueba girando el instrumento y verifica cuando la burbuja se mantiene en la misma posición. Se verifica finalmente el punto topografico y se corrige de ser necesario.

Otra opción es la nivelación por pantalla, ahorra tiempo al corregir solo los tornillos.

Dependiendo del modelo elegido se introducen los datos que solicite cada programa; de no tener un punto conocido se puede asumir de inicio coordenadas NO, EO, o SO, con valores de 5000, 5000 o 1000, el back sight es mejor ubicarlo a una distancia conveniente como 10 o 100mts.

Se recomienda que el ángulo “0” sea el del norte magnético.

Finalmente se descargan los datos en la PC, o se supervisan en el momento a distancia, los sofwars mas usados son: Prolink ( *.ssp, *.sdr) o Cad (*.dxf, *.txt), entre otros.

Esto se puede resumir en los siguientes pasos:

1.    Centra y Nivelar la E.T. en el pto elegido y marcar dicho punto.
2.    Orientar el levantamiento ubicando el Back sight y,
3.    procede a la observación ubicando punto por punto


6.0    PARTES Y ACCESORIOS

Pantalla

  Radio

   
Trípode

teclado

Lente  telescopio

Tripode: estructura sobre la que se fija el aparato en el terreno
Base niveladora: plataforma que une la Estación Total con el trípode con tres tornillos niveladores y un nivel circular
Estación Total: aparato en si mismo posee una lente telescópico con objetivo laser, teclado, pantalla y un procesador interno para calculo y almacenamiento de datos, además de balones de litio recargables.
Controlador de campo:  con sistema bluetooth y procesador
Prisma u objetivo (target): pieza que se ubica en los bastones sobre los puntos elegidos que al ser observados por la estación capta el laser y se obtienen los datos.
Bastón porta prisma: bastón metálico con altura ajustable sobre la que se coloca un prisma, posee un nivel circular para ubicarse con precisión en el punto elegido.
Radio: permite la comunicación en el momento

Otros accesorios:
brujula, que se usa para orientar la estación hacia el norte magnetico.

2.0    PERSONAL NECESARIO
Se recomienda en el trabajo de campo
1 supervisor
1 operador de Estación Total
2 prismeros
1 digitalizador – trabajo de gabinete
Para agilizar el trabajo se suelen usar dos estaciones totales.

8.0 SISTEMA DE MEDICIÓN

Las distancias se miden por ondas electromagneticas de distinta frecuencia, (microndas o infrarrojas) o por rayo laser que comunica la E.T. con un prisma instalado en un bastón. Los modelos roboticos usan distanciometros sin prisma.

La medición ángular se hace en grados sexagesimales y en centesimales, y la precisión de las medidas es del orden de la diezmilésima de gonio en ángulos y de milímetros en distancias, pudiendo realizar medidas en puntos situados entre 2000 y 5000 metros dependiendo de los equipos y prismas- Las unidades de medida se dan en gonio que es equivalente a 1/200ñ, y alcanzan los 2000m de distancia.

9.0  ESTACION TOTAL VS SISTEMAS SATELITALES

La gran ventaja que mantiene la Estación Total contra los sistemas satelitales son los trabajos bajo techo y subterráneos, además de aquellos donde el operador no puede acceder, como torres eléctricas o riscos, y que con sistemas de medición sin prisma de hasta 3000m (a la fecha) estos levantamientos se pueden hacer por una persona y desde un sólo punto, aunque en este aspecto los Escáners Láser y la tecnología LIDAR han estado ganando terreno.
“El GNSS (Sistema Satelital de Navegación Global, por sus siglas en inglés) abarca sistemas como el GPS, antes conocido como Navstar, de E.E.U.U., el GLONASS, de Rusia, El COMPASS de China y el GALILEO de la Unión Europea.  Las ventajas del GNSS topográfico con respecto a la estación total son que, una vez fijada la base en tierra no es necesario más que una sola persona para tomar los datos, mientras que la estación requería de dos, el técnico que manejaba la estación y el operario que situaba el prisma; y aunque con la tecnología de Estación Total Robótica, esto ya no es necesario, el precio de los sistemas GNSS ha bajado tanto que han ido desplazando a aquellas en campo abierto. Por otra parte, la estación total exige que exista una línea visual entre el aparato y el prisma (o punto de control), lo que es innecesario con el GNSS, aunque por su parte el GNSS requiere al operario situarse en dicho punto, lo cual no siempre es posible..” [1]


10.0          CONCLUSIONES
Considerando las necesidades de cada obra, trabajar con una Estación Total supone una ventaja en terminos de calidad y eficiencia. Por tanto toca a los operadores y supervisores lograr el maximo rendimiento.
Analizar la Estación Total me ha permitido saber como el avance tecnologico permitira hacer realidad proyectos antes poco posibles, y personalmente es muy motivador
 
11.0          WEBGRAFÍA
  BARON, Carlos. Topografía en obras de arquitectura [en liña]. Disponible en:
< http://www.carlosbaron.com/pub_arx/topografia.htm >
CASANOVA, Leonardo. Topografía plana [en liña]. Mérida: Taller de Publicaciones de Ingeniería, ULA, 2002. Disponible en:  < http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/lnova/ >
DICCIONARIO DE LA LENGUA ESPAÑOLA, Real Academia Española. Vigésima segunda edición: obra está en proceso de adaptación a la Nueva gramática de la lengua española (2009) y a las normas de la nueva edición de la Ortografía de la lengua española (2010).Disponible en Web: http://www.rae.es/rae/gestores/gespub000012.nsf/(voAnexos)/archF5E26D4B97398511C1257266002F013B/$FILE/Dic_Esencial.htm#ap9
IOPATRA, Centro de Formación y Servicios Técnicos para la Ingeniería, Copyright © 2012. Disponible en Web: http://www.dioptra.es/index.php?option=com_content&view=article&id=3&Itemid=3
ESTACION TOTAL, Wikipedia La Enciclopedia Libre, texto disponible bajo la Licencia Creative Commons Atribución Compartir Igual 3.0; Wikipedia® marca registrada de la Fundación Wikimedia, Inc., una organización sin ánimo de lucro. Disponible en Web: http://es.wikipedia.org/wiki/Estaci%C3%B3n_total
ESTACIONES TOTALES, el agrimensor soft, pagina web. Disponible en: www.agrimensoft.com.ar
TOPCON GPT-9005A ROBOTICA TOTAL STATION. 01 enero 2012, Descripción de modelo. Disponible en: http://www.supplycabin.com/shop/topcon-gpt-9005a-robotica-total-station-p-445.html?language=es
H2O Architectural Design Network. Pagina de facebook
Manual de
TOPCON GPT – 9000A
TOPCON GTS 240NW
LEICA TS02
SOKKIA SET 630 RK


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