HERRAMIENTAS DE TOPOGRAFIA

Luis Fernando Rodríguez Neirafernando880219@hotmail.com

316 410 0509Bogotá D.C.

RESUMENLa actividad de topografía es a-priori y en el desarrollo de una obra, el profesional diseñador y constructor debe contar con un levantamiento plano-milimétrico o tridimensional idóneo previo del terreno; referenciando tanto elementos inmóviles como fijos al suelo.

Una vez determinado el terreno a levantar, se usan los distintos instrumentos topográficos (teodolitos, estaciones, niveles, miras, prismas, jalones, cinta, etc.) para extraer la mayor información posible (muros, arboles, construcciones, linderos, postes, alturas, etc.) y plasmarla en un plano por medio de los diferentes software (Auto CAD Civil 3D o Topocal o Eagle Point, etc.).Después de la toma y procesamiento de la información del terreno, y plasmada en un plano este se convierte en un documento de suma importancia para establecer el normal desarrollo de la ejecución del proyecto dentro de lo establecido y según las especificación constructivas (niveles, alturas, limites, etc.).En el presente trabajo se presentan algunos instrumentos y software de gran ayuda para un buen levantamiento topográfico.

Palabras clave: Topografía, Instrumentos Topográficos, Software Topográficos

ABSTRACTThe activity of topography is a-priori and the development of a work, professional designer and builder should have a pre-millimeter flat or three-dimensional terrain suitable lifting; referencing both stationary and fixed to the floor elements.

After determining the ground to lift the different survey instruments (theodolites, stations, levels, sights, prisms, milestones, tape, etc.) are used to extract as much information as possible (walls, trees, buildings, boundaries, posts, heights , etc.) and turn it into a plane through the different software (AutoCAD Civil 3D or Topocal or Eagle Point, etc.).After the capture and processing of information from the field, and embodied in a plane this becomes an extremely important document for establishing the normal development of the project implementation within the established and according to the constructive specification (levels, heights, limits, etc.).In this paper some software tools and helpful for a good survey are presented.

Key words: Surveying, Surveying Instruments, Software Topographical

INTRODUCCION

El uso de las nuevas tecnologías ha abarcado múltiples áreas del conocimiento, entre ellas la Topografía. Este trabajo presenta como base principal las clases de software e instrumentos contemplados en el levantamiento topográfico en Túneles, Topografía Subterránea, Cimentaciones, Urbanismo, Batimetría, Viaductos, Procesamiento Digital de imágenes, Datos

para Modelación de Superficies, se habla de instrumentos y software como son:

Instrumentos:

Estaciones totales Niveles automáticos Niveles laser Nivel electrónico Distancio metro Teodolitos GPS precisión Equipos de batimetría

Perfilador de velocidad Sensor de movimiento Imágenes aéreas uas

Software:

AutoCAD civil 3d Topocal Eagle point Protopo

La topografía aplicada es importante en áreas en las cuales se utilice la modelación de terreno en un plano.

En este trabajo se exponen algunos puntos relacionados con la instrumentación utilizada para la realización de trabajos topográficos y se dará a entender que es la topografía y las herramientas utilizadas en su práctica.

Topografía

La topografía es una ciencia aplicada que se encarga de estudiar las posiciones de un terreno o lugar de la tierra en forma relativa o absoluta. [1]

Explica los procedimientos y operaciones del trabajo de campo, los métodos de cálculo o procesamiento de datos y la representación del terreno en un plano o dibujo topográfico a escala. La cual se ayuda de las matemáticas para la elaboración de su trabajo, obteniendo así representar gráficamente mediante el dibujo un lugar o un terreno determinado, ya sean naturales o artificiales.

1. INSTRUMENTOS DE MEDICION TOPOGRAFICA

Estaciones Totales

GeoMax Robótica Serie Zoom80

La última generación de estación total Nikon es la Nivo Total Station, disponible en dos interesantes modelos: el Nivo C y el Nivo M.

Los dos son los líderes absolutos en instrumentos de medición para todo tipo de terreno. De tamaño compacto y liviano, son adecuados para llevarlos en largas distancias. Todos los modelos Nivo se caracterizan por tener la legendaria claridad óptica de Nikon, permitiendo imágenes más claras tanto en condiciones de mucha luz como cuando la luz escasea, lo que hace que las mediciones sean fáciles y reduce el estrés ocular.

El Mecanizado por Descarga Eléctrica (EDM) rápido y de largo alcance hace mediciones tanto en modo de prisma* como en modo antirreflejos. Mide con precisión objetos que se encuentran hasta 500 metros de distancia sin necesidad de prisma. Los modelos Nivo tienen toda una plomada óptica que puede ser mejorada a plomada laser. Todos ellos incluyen una guía “lumi” para facilitar las implantaciones.

Los modelos Nivo C están diseñados con un Windows® CE integrado de interfaz con pantalla táctil. Las funciones de software para aplicación sobre el campo se apoyan en el software de primera clase Spectra Precisión Survey Pro para todas sus necesidades de mediciones de topografía y construcción.

Los modelos Nivo C están diseñados con idea de una alta productividad, incluyendo una doble pantalla para mediciones de alta precisión de ángulo y de distancia. Trabaje durante todo el día sin problemas utilizando baterías intercambiables, pues no necesitará preocuparse en interrumpir su trabajo para volver a cambiar la misma.

Puertos de memoria USBConexiones inalámbricas Bluetooth para colectar datos externos brutosPuertos USB de alta velocidad de transferencia de datosLa serie Nivo C viene en modelos de 1”, 2”, 3” y 5” para satisfacer sus necesidades particulares de exactitud

Niveles Automáticos

Distancia mínima de enfoque de 0,3 mPrecisión de ± 1,0 mm en 1 kilómetro de doble nivelación, o de ± 0,45 mm cuando se utiliza un micrómetro óptico Compensador automático de rango amplio de ± 16 ‘Telescopio de 30x.

Niveles Laser

Nivel Electrónico

SOKKIA SDL-30

El nivel digital SDL30 hace rápido el trabajo de medir alturas y distancias en todos los tipos de entorno desde la luz baja hasta la luz brillante del sol y la luz artificial. Proporciona una exactitud inquebrantable en el campo aún en ambientes adversos como túneles, reverberación de calor y vibración. Su gran memoria interna, la pantalla digital y las operaciones sencillas aseguran mediciones rápidas y precisas.

- Alta exactitud bajo iluminación y ambientes adversos- Cuatro modos de medición: sencilla-fina, repetida-fina, promedio y rastreo- Resistente al agua y a los golpes- Memoria interna de 2000 puntos- Sistema de energía de iones de litio para hasta 8,5 horas de funcionamiento continuo

Laser system LAR 200

Auto nivelación más rápida con la tecnología de péndulo.

- Diámetro de Operación 550 metros- Precisión 1.0 mm por cada metro- Rango de auto nivelación +/- 5 º- Velocidad de rotación: 600 RPM- Laser tipo 2- Duración de la batería 120 horas- Resistente al polvo y agua, IP 65

Distancio metroHilti PD40Precisión ± 1.0 mm

[1] Definición e importancia de la Topografía, consultado en enero 28 de 2015, disponible en http://www.academia.edu/8014152/Definici%C3%B3n_e_importancia_de_la_Topograf%C3%ADa[2] DISMAN. Vanguardia en Soluciones Tecnológicas (En línea), consultado en enero 28 de 2015, disponible en http://www.dissmaningenieria.com/#!productos/c1dqm

Rango de medición 100 m y hasta 200m con diana reflectivaLaser clase IIFunción de Pitágoras 3-PuntosFunción de Replanteo

Memoria de las cuatro últimas medicionesCálculo de área y volumen Registró máxima y mínima distancia.Resistencia al agua y polvo IP54

Teodolitos

GNSS S320Recepción de Señal GPS, GLONASS,SBAS, L-BANDCanales de Recepción 270Frecuencia MultifrecuenciaRegistro de RAW-DATAPrecisión Tiempo RealModo RTK (HRMS): 0.8 cm + 1 ppm Modo DGPS HP (HRMS): <10 cm + 1 ppm Modo SBAS (HRMS): 30 cmPrecisión estático: 0.3 + 0.5 ppmL-Band diferencial: OmniSTAR, MarinestarSBAS: MSAS, WAAS, EGNOS, GAGANRadio Modem y GSM integradosMemoria tarjeta SD/SDHC y USB externaComunicaciones 2 puertos Bluetooth, 2 x RS-232Base o rover RTK

CST DGT 02 / DGT 10 DGT 02

Precisión Angular: 2 “Lectura en pantalla a los 2 segundos.Distancia mínima de enfoque: 1,3 metrosDoble pantallaSensor de inclinación verticalPantalla ópticaResistente al agua DGT 10 Precisión Angular: 5 “Lectura en pantalla a los 5 segundos.Aumento Óptico: 30XDistancia mínima de enfoque: 1,3 metrosDoble pantallaSensor de inclinación verticalPantalla ópticaResistente al agua GPS de Precisión

Equipos De Batimetría

Echotrack MKIIIEcosonda Hidrográfico de doble frecuenciaMulti-frecuencia (Alta: 100kHz- 1MHz, Baja: 3.5-50kHz)Almacenamiento interno de datos, reproducción con LCD acolor.Alta resolución de 1 cm.Precisión: 0.01 m +/- 0.1% de la Profundidad a 200Khz0.10 m +/- 0.1 % de la profundidad a 33 Khz0.18 m +/- 0.1 % de la profundidad a 12 KhzImpresora incorporada Profundidades de 1 m hasta 4000 metrosConectividad USB, Ethernet.

Multibeam

Máxima profundidad de sondeo: 240 m.Resolución: 3.6 cm.Cubrimiento angular: seleccionable 10º – 120ºNúmero de haces: seleccionable 10 – 512.Frecuencia: Seleccionable 170 – 220 KHzSalida de datos: Ethernet

Perfilador De Velocidad

Didigabr VRango de Velocidad 1400 – 1600 m/sRango de Profundidad hasta 50 metrosResolución de 0.1 m/sPrecisión +/- 0.2 m/sFrecuencia de repetición >100 HzInterface dos puertos RS232, un puerto USB

Sensor De Movimiento

DMS-05Precisión en cabeceo y balanceo dinámico 0.05°

Medición en profundidades de hasta 3000 m con opción hasta 6000 m.Giróscopo de estimación angular de estado sólidoLevantamientos Clase 1 del estándar de la OIHAlta precisión dinámica durante los girosSoftware de control intuitivo DMSViewSalidas configurables por el usuarioSalidas en tiempo real análogas y digitalesDisponibilidad de software con opción de aterrizaje seguro para helicópteros

Imágenes Aereas UAS

Material: ElaporEnvergadura: 163 cm Longitud: 120cmPeso al despegar: 2.7 KgTiempo máximo de vuelo: 55 minVelocidad de vuelo: 45-85 Km/hCámara: Panasonic Lumix Gx1 Receptor GNSS: TOPCON L1/L2 doble frecuencia precisión de 2 cm, salida datos 100 Hz.Altitud de vuelo para ortofotos: 59 - 750 mRadio control: Futaba 8FG 2.4GhzBatería: Lipo 5s 18.5v 5300MahMotor: Brushless eléctrico 680 WConector WLAN: 2.4Ghz y 915Mhz Receptor GPS 4 HzTipo de despegue: Lanzado manualmente

[1] Definición e importancia de la Topografía, consultado en enero 28 de 2015, disponible en http://www.academia.edu/8014152/Definici%C3%B3n_e_importancia_de_la_Topograf%C3%ADa[2] DISMAN. Vanguardia en Soluciones Tecnológicas (En línea), consultado en enero 28 de 2015, disponible en http://www.dissmaningenieria.com/#!productos/c1dqm

2. SOFTWARE

Autocad Civil 3D

AutoCAD Civil 3D es una solución de diseño y documentación de ingeniería civil que admite flujos de trabajo de BIM (Building Information Modeling). AutoCAD Civil 3D ayuda a los profesionales de las infraestructuras a conocer mejor el rendimiento de los proyectos, a mantener datos y procesos más coherentes, y a reaccionar con mayor rapidez ante los cambios.

Los principales temas con los que ayudan las herramientas de este software son:

Importar puntos Superficies y curvas de nivel Alineamientos y abscisados (curvas

horizontales) Perfiles y rasantes (curvas verticales) Ensamblajes (sección típica) y

corredor Secciones transversales y cálculo de

volúmenes Renderizado y animación (importar y

exportar a Google Earth)[3]

Creación de Mapas Base

Diseño de obra lineal (mejorado)

Topocal

Topocal fue creado con la finalidad de servir a los profesionales de la Topografía, ya que su interfaz gráfica está orientada al mundo de la topografía y no de la arquitectura y al

diseño en general que se añade a la lista de diseño CAD, esta vez orientado al diseño de

mapas topográficos y de modelos digitales de terreno y superficies. [4]

Tiene la gran ventaja de ser compatible con AUTOCAD en diferentes versiones, el programa tiene herramientas muy importantes e indispensables para ser desarrolladas en el área, como son: los de realizar planos de planta, perfiles longitudinales y transversales, trazado de curvas de nivel, se puede obtener la cubicación por mallas, se puede obtener un listado de las coordenadas, pudiendo realizar modificaciones según los requerido por el dibujo, Contiene la opción de poder integrar una cuadrícula al área de dibujo.

El programa consta de una interfaz muy similar a la de todos los programas de este tipo, utilizando a la vez el formato DXF y ASCII para trabajar. Se puede usar para crear modelos tridimensionales de cualquier terreno o superficie, de forma de que se pueda movilizar por él con total flexibilidad, como si realmente se encontrara caminando por las montañas o recorriendo los valles.

TopoCal se ofrece de forma totalmente gratuita, y funciona perfectamente sobre cualquier sistema operativo Windows. [4]

Eagle Point

The Eagle Point Software Company ha sido el desarrollo de soluciones basadas en CAD desde 1983, con títulos como AutoCAD Civil 3D, AutoCAD Architecture y Autodesk. 

Eagle Point es el diseño asistido por computadora o CAD, software que incluye aplicaciones para distintos tipos de proyectos de ingeniería, incluyendo la ingeniería civil y arquitectura.

Utilidades:-Transferencia de puntos, desde estaciones totales y hacia estaciones (maneja casi cualquier marca).

-Hace DTMs, los une si se quiere complementar la topografía, curvas de nivel, mapas de pendiente, líneas de flujo de agua. -Diseña ejes de carreteras y hace secciones de DTM-Monta secciones típicas con cualquier material.-Calcula peraltes, taludes dependiendo la altura (al derecho de via, talud constante, con terrazas), amplia la sección si los bordes no son paralelos, se puede diseñar los bordes de vía además, calcula volúmenes. -Es de gran ayuda en el diseño de glorietas, bermas, bahías, etc .-Genera reportes.

[1] Definición e importancia de la Topografía, consultado en enero 28 de 2015, disponible en http://www.academia.edu/8014152/Definici%C3%B3n_e_importancia_de_la_Topograf%C3%ADa[2] DISMAN. Vanguardia en Soluciones Tecnológicas (En línea), consultado en enero 28 de 2015, disponible en http://www.dissmaningenieria.com/#!productos/c1dqm

-Sirve para calcular distritos de riego. -Permite calcular volúmenes entre DTMs. terrazeos y proyecta taludes al DTM.

-Sirve para diseñar alcantarillados y hacer análisis hidrológicos. [5]

Protopo

Protopo es un programa de topografía que trabaja bajo AutoCAD y BricsCAD, desarrollado en Visual .NET con C++ y C#, con las librerías ARX, (AutoCAD Runtime eXtension) y BRX, (BricsCAD Runtime eXtension), lo que permite una integración completa con los dos sistemas CAD, que

aumenta la velocidad y optimización de todos los procesos de dibujo y cálculo.

Como buen programa de topografía contiene herramientas para importar/exportar todo tipo de datos, entre los distintos programas y formatos, existentes en el mercado, tanto de observaciones, coordenadas, modelos digitales del terreno, perfiles longitudinales y transversales, trazado en planta, sección tipo, etc.Con la nueva versión 6.1, hemos dado un salto de calidad, integrando el modelo digital de toda la tierra, cada 90 metros, con lo que podrás diseñar cualquier tipo de proyecto, en cualquier parte del mundo, sin tener que buscar información de elevaciones de la zona de estudio.

Y este modelo digital creado por el programa, puede ser representado, en Autocad, en coordenadas planas, o directamente sobre el elipsoide de referencia. Con la posibilidad de exportar todos los datos a Google Earth/Maps, con ficheros "KML" o "KMZ", con lo que esto representa a la hora de compartir datos con el resto del mundo, de forma directa.[6]

[1] Definición e importancia de la Topografía, consultado en enero 28 de 2015, disponible en http://www.academia.edu/8014152/Definici%C3%B3n_e_importancia_de_la_Topograf%C3%ADa[2] DISMAN. Vanguardia en Soluciones Tecnológicas (En línea), consultado en enero 28 de 2015, disponible en http://www.dissmaningenieria.com/#!productos/c1dqm

3. CONCLUSIONES

Con la elaboración de este trabajo se pudo aprender el tipo de instrumentos que deben ser utilizados en la actualidad para realizar Levantamiento Topográfico,

También puede apreciar por medio de la investigación realizada la importancia de las matemáticas en el desarrollo de los cálculos o en la toma de los datos en el área de la topografía.

La familiarización con el software de Topografía es una parte muy importante en esta experiencia ya que es virtual y sería de gran ayuda poder contar con estos para obtener el aprendizaje idóneo en el área.

4. BIBLIOGRAFIA E INFOGRAFIA

[1] Definición e importancia de la Topografía, consultado en enero 28 de 2015, disponible en http://www.academia.edu/8014152/Definici%C3%B3n_e_importancia_de_la_Topograf%C3%ADa.

[2] DISMAN. Vanguardia en Soluciones Tecnológicas (En línea), consultado en enero 28 de 2015, disponible en http://www.dissmaningenieria.com/#!productos/c1dqm.

[3] AUTODESK. Auto Cad Cvil 3D(En línea), consultado en enero 28 de 2015, disponible en http://www.autodesk.es/products/autocad-civil-3d/overview.

[4] TOPOTECNOLOGIAS. Topocal (En línea), consultado en enero 28 de 2015, disponible en http://topotecnologias.galeon.com/software.html.

[5] EAGLEPOINT.COM. Eagle Point (En línea), consultado en enero 28 de 2015, disponible en http://www.eaglepoint.com.

[6] PROTOPO. Protopo (En línea), consultado en enero 28 de 2015, disponible en http://www.aptop.com/protopo.html