2. INTRODUCCION
La necesidad de establecer límites precisos e invariables en el tiempo entre las
propiedades seguramente hizo surgir los primeros métodos e instrumentos topográficos
elementales De esta manera, surgen aparatos y herramientas que facilitan el proceso
de trabajo que un topógrafo debe realizar para completar su labor. Con el paso de los
tiempos, dichas herramientas han ido evolucionando y con el avance tecnológico ha sido
posible la creación de una de las herramientas mas utilizadas en los últimos años; La
Estación Total.
En este trabajo se pretende indagar y conocer toda la información alrededor de dicha
herramienta topográfica. Se tiene la finalidad de conocer y familiarizarnos con la estación
total y todo lo que conlleva, pues, en algún momento, esta información nos será
necesaria para desarrollar nuestra labor como futuros arquitectos.
3. ¿QUÉ ES LA ESTACIÓN TOTAL?
En términos generales Una estación total es un teodolito con distanciómetro
integrado que puede medir ángulos y distancias simultáneamente.
Se denomina estación total a un instrumento electroóptico 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.
Algunas de las características que incorpora, y con las cuales no cuentan los
teodolitos, son una pantalla alfanumérica de cristal líquido (LCD), leds de avisos,
iluminación independiente de la luz solar, calculadora, distanciómetro, trackeador
(seguidor de trayectoria) y la posibilidad de guardar información en formato
electrónico, lo cual permite utilizarla posteriormente en ordenadores personales.
Vienen provistas de diversos programas sencillos que permiten, entre otras
capacidades, el cálculo de coordenadas en campo, replanteo de puntos de manera
sencilla y eficaz y cálculo de acimutes y distancias
4. EVOLUCION DE LA ESTACION TOTAL
La aparición, en la década de los años 60, de los semiconductores que permitieron
elaborar circuitos integrados en los que se pueden incluir miles de transistores y
elementos necesarios para complejos circuitos, empaquetados en un pequeño taco de
silicio, fue el primer paso hacia la construcción de las calculadoras electrónicas de
bolsillo.
La aparición del Teodolito electrónico al que se ajustaba, ya sea encima del anteojo o
sobre los brazos de soporte, un distanciómetro electrónico, junto con la posibilidad de
guardar los datos en una elemental agenda electrónica, supone la primera idea básica
de la Estación Total.
A comienzos de los años 80 los principales fabricantes japoneses consiguen una
disposición muy interesante de equipos que, junto con las ventajas de tipo económico,
desplazan en su favor el mercado de equipos para Topografía. A ellos se debe la
construcción de la Semi estación Total que, aunque no realiza las comunicaciones y el
flujo de datos entre las distintas partes por procedimientos electrónicos, debido a que
las lecturas angulares siguen siendo por medios ópticos, lograba la integración en un
solo cuerpo físico de los dos equipos y reducía a cero los errores y problemas que
presentaba la instalación del distanciómetro ajustado.
5. La evolución de la electrónica permitió la miniaturización de los circuitos y la
reducción del volumen necesario para disponer de potentes sistemas de cálculo que
pueden instalarse en los huecos de los taquímetros electrónicos.
Nace así la ESTACIÓN TOTAL, que podemos definir como Taquímetro electrónico
integrado que reúne en un solo instrumento, un Teodolito electrónico provisto de
distanciómetro electrónico, con comunicaciones internas que permiten la
transferencia de datos a un procesador interno, capaz de realizar múltiples tareas de
medición y cálculo en tiempo real. En la actualidad podemos ver Estaciones Totales
inteligentes, con variados programas de cálculo, almacenamiento de datos en la
propia estación, servomecanismos motrices que permiten su control por mando a
distancia desde la posición del prisma, facilitando el trabajo de una sola persona, o
equipos que, sin perder la filosofía y la precisión de las ET de gran nivel, se ajusta en
precio y en alcance a los trabajos de Topografía más sencillos, como la medición de
fincas, topografía de obra, etc.
6. ¿PARA QUE SE UTILIZA UNA ESTACION TOTAL?
Aplomado a partir de una altura
Aplomar a partir de una altura o sobre un punto en el
terreno, así como revisar una línea vertical de una
estructura se puede efectuar con precisión con una sola
cara del anteojo, siempre y cuando este describa un plano
completamente vertical al girarlo. Este tipo de trabajo
requiere que tu estación total de segunda mano se
encuentre bien nivelada y reducir la influencia del
basculamiento del eje vertical.
Levantamientos
Cuando se traza la planta de una construcción se
determina la posición y altura de un punto de la misma,
midiendo ángulos y distancias. El instrumento se coloca
sobre un punto referido a un sistema de coordenadas
locales. Con fines de orientación, se elige un segundo
punto fácil de distinguir después de visarlo con el círculo
horizontal puestos a ceros.
Replanteo
Para alinear una construcción, es útil extrapolar los lados
de esta, más allá de los límites de la excavación a fin de
determinar los perfiles de los límites sobre los cuales se
colocan estacas. Durante el proceso de construcción, se
pueden amarrar cuerdas o cables a estas, a fin de indicar
las posiciones que deberán tener las paredes.
7. Reconocimiento automático de objetivos
Las estaciones totales reacondicionadas TCA de Leica
Geosystems cuentan con el sistema de reconocimiento
de objetivos ATR. Así, su reconocimiento se logra de
forma rápida y sencilla. Gracias a esta tecnología es
posible efectuar las mediciones automáticamente con
ayuda de un ordenador. Entre las aplicaciones prácticas
de esta característica consiste en controlar la guía de
maquinaria de construcción de forma precisa.
Medir distancias que no son accesibles (estaciones totales TCR de Leica Geosystems)
Algunas estaciones totales de segunda mano de Leica Geosystems tienen un
distanciómetro con láser que no requiere reflector y que son útiles cuando se quieren
medir fronteras, colocar conductos o en mediciones a lo largo de cañadas o rejas.
Los datos recogidos de la estación total pueden ser descargados a una
computadora/portátil para el posterior procesamiento de la información. Las
estaciones totales son utilizadas principalmente por topógrafos e ingenieros civiles,
ya sea para registrar características como en el levantamiento topográfico o para
establecer características de osut (como carreteras, casas o límites). También son
utilizados por los arqueólogos para registrar las excavaciones y por la policía, los
investigadores de la escena del crimen, el reconstruccionista de accidentes privados
y las compañías de seguros para tomar medidas de las escenas.
Las lecturas que se obtienen con este instrumento son las de ángulos verticales,
horizontales y distancias. Otra particularidad de este instrumento es la posibilidad de
incorporarle datos como coordenadas de puntos, códigos, correcciones de presión y
temperatura, etc. 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 2 y 5 kilómetros según el aparato y la cantidad de prismas usada.
8. ¿QUÉ DIFERENCIA HAY ENTRE UN TEODOLITO
Y UNA ESTACION TOTAL?
Un teodolito mide únicamente ángulos horizontales y verticales. A veces se hacen
llamar taquímetros porqué mediante una medición angular a una mira graduada
podemos calcular distancia mediante cálculo geométrico – trigonométrico. Un
teodolito puede ser simplemente mecánico o electrónico. La estación total puede
medir ángulos y distancias de manera electrónica y procesar trigonométricamente
para darnos, como mínimo, unas coordenadas de posición en el espacio.
Actualmente todas las estaciones totales electrónicas cuentan con un distanciómetro
óptico electrónico (EDM) y un medidor electrónico de ángulos, de tal manera que se
pueden leer los códigos de barras de las escalas de los círculos horizontal y vertical,
desplegándose en forma digital los valores de los ángulos y distancias. La distancia
horizontal, la diferencia de alturas y las coordenadas se calculan automáticamente.
Por otra parte, desde hace ya varios años las estaciones totales se están viendo
desplazadas por el GPS en trabajos topográficos.
Las ventajas del GPS 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. Por otra parte, la estación total exige
que exista una línea visual entre el aparato y el prisma, lo que es innecesario con el
GPS.
9. TIPOS DE ESTACION TOTAL
La Estación Total Convencional
Dentro de los tipos de estaciones totales, esta se conoce como
la electrónica, ya que la mismas tiene una pantalla electrónica.
Adicional, esta puede funcionar con las prismas de tipo
reflectantes. Sin embargo, este tipo de estación total tiene una
desventaja. Resulta que, este equipo no telera las lluvias o
precipitaciones, por lo que no son del todo aconsejables por lo
complicado que puede ser su manejo cuando haya mal tiempo.
Tipos de Estacional Total Con GPS
Cuando aparece el GPS cambió muchos campos de la vida,
aplicando esta nueva posibilidad a un sinnúmero de
herramientas, con lo que se iba a facilitar grandemente el trabajo
de miles de personas. Resulta que, en muchos campos de la
ciencia se empleo esta tecnología. En el caso de los drones
incluso trabajan con esta. Y, por el uso de esta tecnología es
posible utilizar los instrumentos desde largas distancias.
Estación Total Robótica
De los tipos de estaciones totales, son estas las más completas
con que cuentan los topógrafos e ingenieros. Además, estas
ayudan a tener muy buenas mediciones de distancias que son
muy grandes, así como también, proveen una precisión muy
alta. Adicional, estos equipos son capaces de fotografiar del
terreno que se mide. Actualmente, son consideradas las
mejores. Estas son las mejores en la actualidad. Estas tienen la
ventaja de que no pesan demasiado, y que además, son
resistentes al ambiente.
10. PARTES QUE COMPONEN A UNA ESTACION
TOTAL
Base nivelante. La Base o Plataforma Nivelante en las Estaciones Totales, el mismo
que en los Taquímetros óptico-mecánicos, es el elemento de conexión y amarre
con la meseta del trípode.
Tornillo de presión y de coincidencia. Valores fijos para la orientación horizontal,
que convierten en innecesario el movimiento general del limbo horizontal sobre la
base del taquímetro
Movimientos.
• Movimiento horizontal: En torno a los ejes verticales.
• Movimiento vertical: En torno al eje secundario o horizontal.
Sistemas de centrado
• Plomada física: Igual que en todos los instrumentos, es posible colgar del
tornillo de sujeción del trípode una pesa con punta, sostenida por una cuerda
delgada.
• Plomada óptica: Situada en un lateral de la alidada horizontal. Consiste en un
pequeño anteojo, provisto de ocular para enfocar el retículo de centrado y
de un mando de enfoque para centrar la imagen del punto del suelo que es
posible ver gracias al desvío de la visual por medio de un prisma óptico
situado en el centro de la alidada horizontal.
• Plomada Laser: Perfectamente situado en el centro de la alidada horizontal,
un láser emite una luz visible, que coincide con el eje vertical del instrumento.
11. Visores de colimación.
En los lados superior e inferior del distanciómetro van instalados unos visores que
permiten la colimación rápida del prisma, sin necesidad de mirar por el anteojo.
Anteojo.
El anteojo de la Estación Total está “fundido” con el del distanciómetro y sirve, al
mismo tiempo, para colimar, para emitir la radiación y para recibir el rayo reflejado
en el prisma. Para realizar la colimación dispone de los siguientes elementos:
• Lente ocular para enfocar el retículo.
• Retículo de colimación que, al igual que en los Teodolitos, tiene únicamente la
cruz filar.
• Mando de enfoque para fijar la nitidez con que se ve el objeto, blanco o
referencia.
Distanciómetro electrónico.
Distanciómetros de rayos infrarrojos, empleando como fuente portadora un diodo
normal de arseniuro de galio (GaAs), con capacidad para medir distancias de hasta 4
Km, con precisiones de (3 mm + 3 ppm).
Determinación de K.
Constante aditiva del instrumento (Ke) y constante de prisma (Kp).
• Constante aditiva de instrumento: Esta constante está motivada por la falta de
coincidencia entre el centro geométrico del emisor y el centro eléctrico del
mismo
• Constante del prisma reflector: La onda incidente recorre un camino hasta salir,
paralela a la de entrada y regresar al distanciómetro. Para ello experimenta tres
reflexiones internas que suponen un camino recorrido que se incluirá en la
distancia medida, falseando también el resultado final.
Goniómetros electrónicos.
Realizan la medición electrónica de ángulos captando señales, que posteriormente
son transformados en digitales mediante un codificador presentando los resultados
en una pantalla de cristal líquido.
12. Procesador de datos.
Es la “calculadora” de la Estación Total. Miniaturizado y provisto de software de
cálculo, el procesador es el encargado de producir resultados diversos en tiempo
real.
Pantalla y teclado para gestión.
La interactividad necesaria para extraer datos de la Estación o imponerlos se consigue
gracias a una pantalla de cristal líquido en la que se pueden visualizar valores,
comandos o características de configuración y un teclado que permite “hablar” con
el microprocesador.
Puertos de comunicación de datos.
Los datos medidos e incluso los calculados pueden ser transferidos a las memorias
de archivo, por conexión directa, sin necesidad de ser manipulados.
Fuentes de energía.
• Baterías internas, incorporadas a la Estación Total.
• Paneles solares.
• Baterías externas, acopladas en el trípode.
13. CONCLUSION
Sin duda, el uso de herramientas para la realización de actividades significa un gran
ayuda y eficiencia al momento de llevar a cabo un trabajo; y la estación total o es la
excepción.
Es necesario reconocer que gracias a su invención y su utilización es posible realizar
la labor de un topógrafo más fácil y precisa que hace años, por lo tanto, el avance
de la tecnología y la ciencia tienen un gran impacto en nuestros días que beneficia a
todo el mundo.
La estación total es un gran aparato muy útil y fácil de usar para topógrafos y
topógrafos que se preparan para su utilización. En la arquitectura, es necesario
conocer a exactitud el terreno sobre el que se va a construir para evitar fallos
estructurales, por lo tanto, ambas ramas debes trabajar juntas para lograr un trabajo
excelente y, como estudiante, me parece indispensable tener conocimiento de todo
lo que anteriormente se investigó.
14. REFERENCIAS
¿Qué es una estación total? http://www.topoequipos.com/dem/que-
es/terminologia/que-es-una-estacion-total
¿Qué es una estación total y para qué sirve? https://cpe.leica-
geosystems.com/es/blog/post/que-es-una-estacion-total-y-para-que-
sirve.html#:~:text=%C2%BFQu%C3%A9%20diferencia%20hay%20entre%20un,%
C3%BAnicamente%20%C3%A1ngulos%20horizontales%20y%20verticales.&text=
La%20estaci%C3%B3n%20total%20puede%20medir,de%20posici%C3%B3n%20
en%20el%20espacio.
Estación Total.
http://webspersoais.usc.es/export9/sites/persoais/persoais/joseantonio.pardinas
/modules/DOC_COMUN/Estacion_Total.pdf
