TOPOGRAFÍA
Tema 7 :
7.1
Levantamientos Taquimétricos. Curvas de nivel y Modelo Digital del Terreno
Taquimetría Finalidad de la taquimetría. Método operativo. Elección de estaciones. Libreta taquimétrica y estadillo de corrección de orientación y coordenadas.
La taquimetría, es la disciplina que determina la posición de puntos en el espacio, relacionandolos a un sistema de referencia, bien de coordenadas cartográficas o bien en un sistema autónomo, y siempre a efectos de intervención en obras de ingeniería civil o arquitectura. Por lo que concierne a los levantamientos, habrá de ponerse buena cuenta en cuanto a la relación entre el modelo, el reflejo en los croquis correspondientes y la identidad de los puntos que se toman, es decir que los puntos que se tomen correspondan a los realmente reflejado en los croquis, ya que sucede bastante a menudo que los puntos son confundidos sin advertirlo.. Cada punto que se toma lleva de referencia un numero y a su vez ademas de los parámetros que definen al numero, pueden asociarseles atributos (árbol, cerca, bordillo, arqueta etc.), de ello la importancia que indicábamos antes en no confundir alguno de estos, pues si los parámetros los toma automáticamente el aparato y lo procesa a la memoria (hablamos de las estaciones actuales), los datos del numero y el atributo los introduce el operador, aunque ambos se generen de forma automática. El numero nos permitirá identificarlo y el atributo puede ser útil a la hora de utilizar alguna utilidad informática para realizar alguna operación, unir todos los que tengan el atributo cercado, asociar un bloque de arqueta, árbol etc. El modo operativo que recomiendo, corresponde a un equipo de tres personas, una porta el jalón o prisma, otra realiza el croquis e indica al portador del prima la posición en la cual se coloca, y cuyo numero el anotará en el croquis y a continuación una vez reseñado en este, contrastará por radio con la tercera persona, el operador de la estación total, cerciorandose de si ese numero que el está anotando, es el mismo que está introducido en la estación como código del punto, si no es así o bien se cambia antes de su lectura o el que realiza el croquis cambia y anota el que tiene ya asignado por la estación, así mismo el que realiza el croquis debe ir auxiliado de un flexímetro y puede ir realizando notas marginales y medidas tales como de altura de bordillo, ancho de un hueco, dimensiones de una arqueta, diámetro de una farola etc. etc. que serán muy útiles a la hora de realizar en gabinete el montaje de un plano. En cuanto a la elección de las estaciones, las recomendaciones generales, sitios despejados, de buena accesibilidad, que se pueda trabajar en su entorno con comodidad, que queden bien marcados (clavo topográfico), y que tengan fundamentalmente una buena proyección de visión sobre el entorno que tratamos de medir, sobre esto ultimo debo añadir que a veces se vuelve uno algo ambicioso y trata de ver todos los puntos sin conseguirlo desde una misma estación pero siempre queda algo que no se ve enteramente bien, y se cambia de nuevo a otro punto mejor pero que tampoco se ve todo, y así sucesivamente y cuando nos damos cuenta se ha perdido un tiempo precioso y preciso para nuestro trabajo. Por ello es esencial decidir pronto y analizar que si no se ve fácilmente todo desde una estación, elijamos desde un primer momento dos buenos estacionamientos que permitan el análisis de todo el _________________________UD.01-1_R01-TAQUIMETRIA________________
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TOPOGRAFÍA solar, y nos ahorraremos tiempo y maniobras estúpidas y engorrosas, y no digamos nada de el sin sentido que tiene esto, si podemos disponer de un aparato capaz de realizar el estacionamiento libre. Hago incapie en esta la rapidez en cuanto al inicio del trabajo, siempre en la consideración de un buen análisis previo, pero por tener en cuenta que los tiempos valen mucho en el presupuesto de un trabajo, que los desplazamientos suman tiempos muertos ineludibles, pero que la eficacia de nuestra intervención es la única que puede llevarnos a reducir los tiempos y conseguir que nuestros presupuestos sean adecuados y competitivos. Por ultimo no quiero dejar este tema del operativo de campo, sin referirme a la materialización de las base o estaciones, en párrafo anteriores he indicado (clavo topográfico), y es que una estación debe siempre estar reflejada sólidamente en el terreno, y para ello lo mas fácil es colocar un buen clavo en su lugar si el pavimento tiene una cierta entidad (hormigón, asfalto etc.), y si es terreno suelto o de labor, un hito feno, un tocho o una estaca. También indicar que al menos debemos dejar tres estacionamientos sobre el terreno, tres marcas, una para estacionar, otra para orientar y otra de seguridad por si desaparece alguna de las primeras. Por lo que respecta a las libretas y estadillos para registrar los datos, ya en temas anteriores presentamos algunos modelos útiles para el calculo manual, siendo lo usual que las estaciones tengan sus colectores en los cuales queden registradas las observaciones..
7.2
Métodos empleados en taquimetría. Radiaciones. Itinerarios. Errores altimétrico angular y planimétrico en un itinerario: calculo y compensación. Orientación de estaciones. Estacionamiento libre. Bisección.
Los métodos empleados en taquimetría ya fueron descritos en el capitulo de métodos, en este solo procederemos a señalar que actualmente la potencia de las estaciones totales eximen al técnico de todos los cálculos que precisaba dominar con soltura en el campo y que ya con la aparición de las calculadoras Casio y HP fueron aliviados en gran medida. De todas formas el aprendizaje manual de estos cálculos se hace inevitable para tomar medida de la técnica y que con las estaciones totales actuales se vuela si se conocen bien los métodos o se torpea si no se conocen, de todas formas es usual que existan muchos aficionados y pocos expertos. Aunque las estaciones totales dan mucha precisión, no es correcto trabajar en sistemas abiertos, o bien se cierran las poligonales y se ajustan los estacionamientos o se lanzan puntos de control que permitan verificar la exactitud de nuestro trabajo. A menudo se entra en auténticos conflictos de imprecisión por no respetarse las mínimas reglas en cuanto a la precisión y el hecho de que los instrumentos realicen cálculos completos, no exime al técnico, al profesional, no al ocasional, de realizar las comprobaciones y los ajustes precisos para trabajar dentro del entorno que la precisión instrumental brinda. Hay que respetar y realizar adecuadamente los cambios de estación, los cierres poligonales, las visuales y puntería, los centrados etc. De nada vale si una vez realizado un estacionamiento libre, porque lo permite la potencia de nuestra maquina, no revisamos los valores de dispersión o ajuste que presenta, y sin cerciorarnos de que los valores que nos da el aparato, tienen una dispersión inaceptable, asimilamos una nueva nube de puntos que serán calculados e incorporados al modelo, pero en posiciones muy distantes a las reales, y sin posibilidades de localizar el error, puesto que quien actúa así seguro que no tiene la precaución de leer los farragosos listados o informes internos de aparato, en el que seguir la secuencia del trabajo introducido.
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TOPOGRAFÍA 7.3
Curvas de nivel Curvado manual y automático. Toma de puntos. Graduación de una recta. Modelos digitales del terreno. D.T.M., D.E.M. y T.I.N. Lineas de rotura. Trazado de las curvas de nivel. Modelos Tridimensionales. Software actual.
Curvas de nivel Curvado manual y automático. Toma de puntos. Graduación de una recta. Tal cual indicábamos al inicio, se define como curvas de nivel a la linea que une todos los puntos del terreno que tienen la misma cota, se la asocia a la imagen de intersección de planos horizontales de dicha cota con la superficie del terreno, todo ello tratado por el sistema de representación de Planos Acotados. Para reproducir o trazar las curvas de nivel en un levantamiento taquimétrico, procederemos a realizar estas intersecciones de planos horizontales de cota determinada con superficies del terreno, para ello hemos de poner buena cuenta al realizar el levantamiento que datos de la superficie estamos tomando, para ello trataremos de asimilar o asociar de forma mental superficies poliédricas sobre el terreno, estas poliédricas estarán formada por triángulos, triángulos que iremos descubriendo sobre el terreno y cuyos vértices serán los puntos que tomaremos, posteriormente en gabinete cuando montemos esa serie de triángulos, realizaremos las intersecciones entre estos y los planos horizontales de nivel. En el caso de que las curvas de nivel se realicen de forma automática, es decir auxiliados con un sistema de CAD, en los casos elementales seremos nosotros mismos quienes tracemos los triángulos de acuerdo a los analizados en los croquis de nuestro levantamiento, en otros casos se recurre a una generación automática de triángulos (algoritmo de Denaunay), pero siempre deberemos verificar que los triángulos corresponden a la poliédrica asociada y no otra, en todo caso habría que recurrir como hacen muchas utilidades a la creación de lineas de rotura (aristas principales), y establecer que no se generen triángulos que la corten.
Modelos digitales del terreno. D.T.M., D.E.M. y T.I.N. Con la incorporación de la informática los procesos generales de la ingeniería se plantean nuevos aspectos de la representación, así es posible agrupar y codificar todos los puntos de un levantamiento integrandolos en una base de datos, procesos posteriores reproducirán el terreno objeto del levantamiento manifestando todas las incidencias y características de el que ya fueron introducidas mediante la codificación en la base de datos en cuestión. A este concepto de modelo digital del terreno se le denomina D.T.M., (Digital Terrain Model) Los modelos digitales del terreno que se generan a partir de métodos topográficos de determinaciones sobre el terreno, se les denominan T.I.N., (Triangulated Irregular Network). Constituyen los modelos clásicos de conformación del terreno mediante la adaptación de una superficie poliédrica de triángulos y lineas de rotura en la conformación de los cambios de pendiente del terreno. Otros procedimientos de captura de información o levantamientos como son los métodos fotogrametricos, generan otro tipo de modelos digitales, son en este caso los D.E.M. en ellos la formación del modelo parten de conformaciones estructurales que precisan ser confirmada mediante observaciones topográficas terrestres.
Definición de líneas de rotura. _________________________UD.01-1_R01-TAQUIMETRIA________________
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TOPOGRAFÍA Modulación de las líneas de triangulación. Dibujo de las curvas de nivel. El proceso de dibujo de las curvas de nivel o curvado de un plano topográfico, T.I.M., comienza realmente en el campo al realizar los croquis en los que se reflejan la posición relativa de los puntos visados, tomados o levantados. En el se debe señalar, ademas de los puntos que generan la poliédrica del terreno, las lineas de rotura y accidentes significativos, a mas de construcciones, canalizaciones, postes, etc. Las lineas de rotura son las aristas que configuran planos significativos de cambio de nivel, cuencas y bordes de vaguadas, coronación de terraplenes o taludes, bancales, cortaduras etc. en definitiva los puntos que mantienen una continuidad en el terreno. Realizado el montaje o posicionamiento de los puntos sobre la superficie del papel, a la escala adecuada, procederemos a la reproducción de las lineas de rotura, a continuación al trazado de la poliédrica que conformará el terreno. Una vez trazadas todas las lineas anteriores y asignado a cada punto la correspondiente cota, procederemos a modular las lineas entre puntos de acuerdo a la equidistancia que se plante dar a las curvas de nivel en el plano que se realiza. Moduladas todas las lineas uniremos las modulaciones correspondientes a cada cota triangulo a triangulo, apareciendo con estas lineas las intersecciones de los planos de nivel correspondientes a la equidistancia definida con los planos que configuran la poliédrica. Este modelo con curvas de nivel de forma quebrada será nuestro modelo de curvado del terreno, es el que habremos de utilizar para el calculo de volúmenes o para el trazado de explanadas y viales, el suavizado que se realiza sobre la forma quebrada que presentan, no es mas que una aproximación inventada que se hace para que el plano quede mas bonito, pero no debe ser utilizado en obra. Cierto es que la autentica intersección del terreno (superficie curva) genera lineas de nivel de trazado curvo, pero la realidad de nuestro levantamiento, aproximación que hemos tomado del modelo existente, es de naturaleza prismática, pasar a otro modelo sin un apoyo matemático no es de técnicos, nos apartaría aun mas de la realidad. Software actual. Modelos tridimensionales. El software actual para el tratamiento de las bases de datos originadas en un levantamiento, suele estar compuesta inicialmente por módulos de edición y ajuste de redes, y en segundo lugar por módulos de dibujo, en los cuales se tratan bien por codificación o bien por tratamiento manual las lineas de rotura y las triangulaciones correspondientes a la poliédrica superficial, posteriormente se modulan y aparecen las curvas de nivel. Es usual también en este software, incorporar módulos de modelado utilizando algoritmos de interpolación de superficies, produciendo modelos que pueden observarse desde cualquier punto del espacio, colocar luces o sombras etc. Direcciones de interés http://www.elmeg.caserta.it/ http://www.aptop.com/ http://hcmc2000.freeyellow.com/cartomap.html http://www.kyber.it/html/acro_top.htm http://www.informazionitecniche.it/elenchi/softwa5.htm Secuencias en la elaboración de un levantamiento con curvado, software Protopo. Pág. 108_________________________UD.01-1_R01-TAQUIMETRIA________________
TOPOGRAFÍA
Paso 3.- Asignacion de la malla triangular, respetando las lineas de rotura
Paso 1.- Nube de puntos tomada con la estación, radiación y volcado.
Paso 2.- Lineas de rotura uniendo los puntos que delimitan aristas principales. _________________________UD.01-1_R01-TAQUIMETRIA________________
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Paso 5.- Anรกlisis de las curvas de nivel una vez desactivada la capa de los triangulos.
Paso 4.- Trazado de las curvas de nivel Pรกg. 110_________________________UD.01-1_R01-TAQUIMETRIA________________
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Rafael Esteve
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CIF- B 91.192.229 Calle Rojas Zorrilla nยบ 20, SEVILLA 41007
Tel/Fax 954 57 01 92
Trabajos topograficos de levantamientos y replanteos Control de deformaciones en edificios, instrumentaciones y monitorizaciones. Calculo y ejecucion de estructuras, Planes de Control de Calidad.
Paso 6.- Redondeo de las curvas de nivel, y dibujo de acerados etc. _________________________UD.01-1_R01-TAQUIMETRIA________________
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