AJUSTE Y EN REDES TOPOGRAFICAS

Alumno: Medina Ramírez Williams

Código de matrícula: 20090333

Profesor: Ing. Jorge Días R.

Curso: TOPOGRAFIA-II

SEMESTRE ACADÉMICO, 2012-II

INTRODUCCION

Se hacen ajuste topografico a partir de un sistema de referencia, como los sistemas geocentricos sistema WGS 84, aplicaciones en topografia.

De tal forma que en la tierra el manejo de coodenadas spaciales, coordenadas geodésicas y coordenadas planas, en algunos casos presenta dificultades y genera confusión, por tal motivo es mi intensión hacer un resumen del empleo de los Sistemas de Referencia, de las transformaciones de entre los distintos sistemas, y de las conversiones de coordenadas desde un sistema geodésico referido a un elipsoide, hacia una proyección plana.

Esta breve exposición no tendrá el contenido ni la complejidad que al tema le imprimiríamos normalmente, la misma se encuentra resumida y compactada para poder ser desarrollada en el escaso tiempo que aquí disponemos. Y además hemos intentado orientarlo hacia el uso de las técnicas de posicionamiento satelital (GPS), que los topógrafos y agrimensores de obra ya utilizan, o que están en vías de incursionar en las mismas.

MARCO TEORICO

El comienzo de la Geodesia moderna lo marcan los trabajos de Helmert, quien utilizó por vez primera el método de superficies, en lugar del método de medición de arcos y extendió el teorema de Claireau. para elipsoides de rotación.

Arribamos entonces a dos conclusiones muy importantes a tener en cuenta:

1. La verdadera forma de la tierra es un Geoide, la cual no se define geométricamente sino que físicamente.

2. La figura geométrica que más se asemeja a la verdadera forma de la tierra es el elipsoide de revolución.

SISTEMAS DE APOYO

En toda obra de ingeniería podemos determinar 4 (cuatro) etapas secuenciales claramente definidas:

1. En los estudios previos: Interviene el personal de esta oficina, mediante las mediciones geodésicas y topográficas para la captura de datos de la realidad y proceso de datos e información, que servirá de base a los estudios de licitación, confección de anteproyectos, estudios de alternativas o variantes, o la elaboración definitiva de los proyectos ejecutivos.

2. En la elaboración del Proyecto: Interviene esta oficina de modo parcial, solamente ejecutando los diseños geométricos de las obras viales.

3. En la Construcción de la Obra: Interviene a través de Uds., los topógrafos y agrimensores de obras, realizando las mediciones microgeodésicas y topográficas de Replanteo de cada una de las partes y etapas constructivas que componen la Obra. También realiza las mediciones necesarias para el Control Geométrico del avance de obras, el control de estructuras y montajes mecánicos; y las mediciones de certificación.

4. Una vez finalizada la obra: Interviene a través de esta Oficina, (o en forma conjunta con los topógrafos de obras), en las mediciones de Auscultación o de Control de deformaciones, incluyendo las pruebas de cargas y las mediciones necesarias para la elaboración de los planos conformes a obras.

Si esto lo expresáramos de otra manera, diríamos que:

1. Existe una realidad: Una porción de la corteza terrestre con todo lo edificado y plantado sobre ella, con construcciones (interferencias) aéreas y subterráneas, mejoras reales y culturales, objetos visibles e invisibles (como son por ejemplo los Derechos Reales).

2. Los Agrimensores somos convocados para relevar esa porción de la realidad. Para ello debemos realizar una abstracción, a fin de generar un MODELO IDEAL, abstracto o virtual de la realidad. Cuanto más este modelo se asemeje a la verdad, cuanto más fielmente lo represente, y mayor cantidad de información trasmita, mejor será la calidad final del proyecto.

Realidad —> ( captura ) —> modelo geométrico - MDT

1. Sobre la base de nuestro modelo ideal, se arma y genera el Proyecto Ejecutivo, el cual a su vez se trata también de otro modelo geométrico que modifica la realidad.

Modelo geométrico —> (Proyecto) —> Modelo geométrico

2. En las mediciones y procesos que realizamos para ejecutar el replanteo de las obras, realizamos un proceso mental inverso, a fin de materializar en el terreno una realidad modificada a partir de un modelo abstracto.

Entendemos por Replanteo, el conjunto de tareas, mediciones y cálculos tendientes a materializar en el terreno posición de puntos, ejes, alineaciones rectas y curvas que definen la esencia geométrica de las partes y etapas constructivas que componen la obra.

Modelo geométrico —> (replanteo) —> Realidad modificada

Como vemos, en toda obra de Ingeniería, la primera tarea es siempre la nuestra. Continuamos midiendo durante toda la ejecución de la obra, y aún después de finalizada ... seguimos midiendo. También vemos que se trata de una actividad circular, ya que sobre la realidad modificada seguramente alguna vez volveremos a realizar alguna otra tarea .... y la rueda de la historia volverá a girar.

Imaginemos por un momento que al realizar el modelo ideal que representa a la realidad, relevamos un cuadro compuesto por un marco y cientos de piezas perfectamente entrelazadas como un puzzle tridimensional.

Es el Sistema de Apoyo, la columna vertebral que sostiene, rigidiza, fija la escala, garantiza la homogeneidad de las exactitudes y asegura una estrecha relación entre el levantamiento topográfico, el proyecto ejecutivo y el replanteo de las obras.

Una condición necesaria es que los vértices del sistema de apoyo sean monumentados, ya que como es obvio deberán perdurar fijos e inalterables durante varios años.

El Sistema de Apoyo está integrado por el Sistema y el Marco de Referencia.

Cada punto relevado debe tener una única designación, que defina solo una única posición posible, a los efectos que en el momento que se desee replantearlo, no existan dudas sobre la ubicación del mismo.

Con el objeto de fijar la posición de los puntos, de tal forma que ésta sea única e invariable sobre la corteza terrestre, es necesario crear y trabajar siempre en un único SISTEMA de REFERENCIA.

SISTEMAS DE REFERENCIA

Sistema significa: Conjunto de elementos ordenados conforme un principio o una ley.

Un Sistema de Referencia es un conjunto de parámetros (ideales-abstractos) fijados a priori, que van a marcar las pautas para referir o vincular otros sub-conjuntos o puntos.

Un Sistema de Referencia es en esencia una terna ordenada de ejes ortogonales.

Marco de referencia es el conjunto de elementos (físicos-visibles) que materializan y que sustentan el sistema. El Marco de Referencia fija la escala y la orientación del Sistema en la Realidad.

Al origen de un sistema de referencia se lo denomina "Datum".

datum geodésico

El datum geodésico está materializado por una red de 34 estaciones denominada red de primer orden, medidas con tecnología GPS, distribuidas en todo el territorio nacional, vinculadas al Marco de Referencia Terrestre Internacional (ITRF00, por sus siglas en ingles), época de medición 2005,83.

Para efectuar el vínculo al sistema mundial de coordenadas, se actualizaron las coordenadas de las estaciones ITRF a la época de observación; además se utilizaron efemérides precisas para el cálculo de los vectores GPS. Las 4 estaciones utilizadas para el amarre al ITRF fueron: MANA, GCGT, ZSU1 y CRO1, localizadas en Nicaragua, Islas Gran Caimán, Puerto Rico

e Islas Vírgenes respectivamente. De la red de primer orden se usaron 5 puntos para efectuar el vínculo: VICTORIA, LUCÍA, ETCG, LIMÓN1 y SIRENA.

Los resultados muestran una estructura geométrica exacta, con una distribución geodésica homogénea; la alta calidad de la red se demuestra con base a criterios de exactitud, vinculados a ella: las desviaciones estándar para de las coordenadas ajustadas tienen valores de entre ± 3 mm. y ± 22 mm. al 95% de probabilidad; los semiejes de las elipses absolutas de confianza, no superan los 3 cm.

Generalmente un Sistema de Referencia esta generado por una terna ordenada de ejes ortogonales, pero en muchos casos, además se emplean superficies (auxiliares) de referencias, como son el elipsoide, la esfera o el plano.

En nuestros trabajos topográficos generalmente empleamos dos Datum:

Un datum Horizontal (origen de X e Y). Ubicado sobre el plano horizontal de referencia Un datum Vertical (origen de las Z). Geoide

El origen de las alturas puede ser un Geoide arbitrario, o puede que esté referido al nivel medio del mar (Cota IGM)

Observamos que aquí volvemos a mencionar al Geoide, algunas consideraciones sobre el mismo realizaremos al finalizar el texto:

En resumen:

Cuando nosotros realizamos un posicionamiento con GPS, ya sea para realizar una red de apoyo geodésica o un levantamiento topográfico, lo que obtenemos son coordenadas cartesianas o coordenadas elipsódicas de cada uno de los puntos expresadas en el Sistema WGS84.

Con el objeto de poder manipular las coordenadas, es decir obtener medidas angulares y distancias, resulta necesario realizar una conversión de coordenadas a una proyección plana.

Llamamos transformaciones a las operaciones de llevar las coordenadas de un Sistema a otro Sistema. (Ej., del Sistema WGS84 al Sistema Campo Inchauspe 69). O de un Sistema Local a un Sistema Global.

Y llamamos conversión a las operaciones matemáticas para pasar de coordenadas elipsóidicas a una proyección plana en un mismo Sistema (Ej. coordenadas geodésicas Sistema. Campo Inchauspe a Proyección Gauss Kruger). O de Coordenadas Elipsóidicas WGS84 a Coordenadas Planas.