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 distanció metro y un
microprocesador a un teodolito electrónico.
En la actualidad, ya
que la tecnología ha avanzado de gran manera, se utilizan variedad de
instrumentos para su medición, con los cuales
con solo ingresar unos cuantos datos se podría realizar mediciones,
alineamientos, y levantamientos de manera facilísima. Uno de ellos es la
estación total, esta constituye uno de los instrumentos más eficaces para el
ingeniero por cuanto a su precisión y facilidad en el uso, por esto es que el
futuro ingeniero civil tiene que tener los conocimientos necesarios de este
instrumento desde su formación universitaria. La siguiente practica de campo
trata de familiarizarnos más con la estación total para que así su uso no nos
sea indiferente.
a)
Definición.-
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 distanció metro y un
microprocesador a un teodolito electrónico. La Estación Total es un instrumento
topográfico de última generación, que integra en un solo equipo medición
electrónica de distancias y ángulos, comunicaciones internas que permiten la
transferencia de datos a un procesador interno o externo y que es capaz de
realizar múltiples tareas de medición, guardado de datos y cálculos en tiempo
real.
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, distanció metro, 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.
b)
Componentes.-
EL COMPONENTE
MECÁNICO. (Esqueleto de la Estación Total)
En primer lugar vamos a hacer una división de su estructura
en tres bloques fundamentales:
1. Bloque A: Está constituido por la alidada que es la componente móvil de la estación y
puede girar en torno a un eje vertical
(principal).
2. Bloque B: Aquí está alojado el limbo horizontal. Puede
moverse solidariamente a la alidada o quedar fijo con respecto a ella.
3. Bloque C: Es la base nivelante. Sirve para nivelar la
estación y unirla a un trípode. Va a quedar siempre fija respecto de los
movimientos de la alidada.
Los Ejes de
la Estación total:
Mecánicamente tenemos 3 ejes de movimiento, que generan tres
planos al producirse la rotación entorno a ellos:
1. Eje Principal:
Es el eje de giro de la Alidada que es la parte móvil de la
estación
eje principal
2. Eje secundario o de Muñones:
Su función es servir de eje de giro del anteojo. Le permite
cabecear describiendo planos verticales. El eje secundario es perpendicular al
principal.
3. Eje de colimación:
Se encuentra en el anteojo. Pasa por su centro y lo
atraviesa longitudinalmente. Es
perpendicular a su vez al eje secundario.
Los
tornillos
El conjunto de giros y movimientos se controlan, en
general, con una serie de tornillos que
mostramos y describimos a continuación
Tipos- Tornillos de presión y de coincidencia:
Los tornillos de presión se utilizan para unir rígidamente o
liberar los elementos móviles de una estación. Los tornillos de coincidencia
(también llamados de movimiento lento) nos permiten imprimirle movimientos
suaves y lentos, provocando pequeños desplazamientos de un elemento con
respecto al otro, hasta hacerle ocupar la posición deseada.
Actualmente en el mercado podemos encontrar equipos que
presentan un innovador mecanismo sin fin
en los tornillos de movimiento. Con este sistema no se requieren bloqueos, puesto que los ejes ofrecen
cierta rigidez en el giro mediante un sistema de fricción y por lo tanto se
puede prescindir de los tornillos de presión.
Otra opción la representan las “estaciones servo
motorizadas”, que utilizan la última tecnología de servo motores para el giro vertical
y horizontal, prescindiendo por lo tanto de los clásicos tornillos de presión y
coincidencia.
EL COMPONENTE ÓPTICO
El Anteojo
El anteojo de la Estación Total está basado en el principio
del anteojo astronómico. Su función es la de poder hacer punterías a objetos o
referencias para definir direcciones con precisión.
Estos son sus principales componentes:
A. Objetivo
Lo forman dos o más lentes, con la finalidad de formar una
imagen real e invertida del objeto.
B. Ocular
Son dos lentes que tienen como función principal la
amplificación de las imágenes. También llevan acoplados unos prismas que
invierten de nuevo la imagen para ser vista en posición normal. Otra función es
la de enfocar el retículo.
C. Retículo
Es una especie de diafragma situado en el tubo ocular donde
está grabada la cruz filar. Esta cruz es la que permite hacer punterías con
precisión.
D. Montura
Lo forman tres tubos, donde van montados el ocular y el
objetivo, y que además llevan un engranaje que permite alargar o acortar el
anteojo para enfocar correctamente.
La plomada
Es un dispositivo que va incorporado en la base nivelante de
la estación, nos permite situar o estacionar el aparato exactamente sobre el
punto que queramos.
La plomada está materializada por un rayo óptico que tiene
la dirección de la línea de la plomada, o vertical, de manera que a través de
un pequeño anteojo podemos ver el punto de estación y centrar el instrumento.
Esta línea también puede materializarse mediante un rayo
láser (plomada laser), que tiene la ventaja de permitir el el centrado a simple vista, sin lentes o
prismas de por medio, aunque también sin aumentos.
EL COMPONENTE
ELECTRÓNICO
La gran diferencia de las Estaciones Totales respecto al
resto de teodolitos y taquímetros es la integración de un complemento
electrónico sólido y potente que permite tareas tales como, almacenamiento
interno de medidas de campo y cálculos en tiempo real además de las ya
habituales medidas electrónicas de distancias y lectura electroóptica de limbos.
Para poder realizar todo ello las estaciones incorporan un microprocesador,
pero también es necesario un interfaz que permita al usuario manejar, controlar
y gestionar adecuadamente todas las funciones de la estación.
Las operaciones de trabajo, la imposición de datos
(coordenadas iniciales, ángulo horizontal, Temperatura, etc.) y la selección de
operaciones se realiza por software, a través de la pantalla, “navegando” con
el cursor.
Otros equipos disponen de todo esto más un completo teclado
alfanumérico para escribir, activar funciones, dar órdenes, medir, grabar,
transmitir, activar plomada láser, etc.
Puertos de comunicación de una estación total, la conexión a
la libreta electrónica externa con la estación se realiza a través de un puerto
serie. Este mismo puerto nos permite establecer comunicación entre la estación
total y un PC, cuando se trata de una estación total con libreta electrónica
interna.
c)
Accesorios De La Estación Total
Trípodes de
madera o aluminio
Prismas
Clavos
y señales
Cables
y Baterías
Tarjetas y lector PCMCIA
d) Medición
De Ángulos Con Estación
La operación mecánica de los teodolitos electrónicos
digitales y de los instrumentos de estación total, es similar a la de los
teodolitos de lectura óptica, excepto en la manera automática de resolver
ángulos. Su diseño incluye un eje vertical respecto al cual el instrumento
determina el acimut, un eje horizontal para transitar el anteojo, un tornillo
fijador y uno tangencial para los apuntamientos.
Para medir un ángulo horizontal se hace una lectura hacia
atrás usando el tornillo fijador y el tangencial y se anota un valor inicial en
la pantalla. El ángulo se gira apuntando de nuevo, usando el tornillo fijador,
y su valor se muestra automáticamente en el instrumento.
El procedimiento para medir ángulos cenitales con estaciones
es el mismo que el descrito para los teodolitos. Cuando el instrumento está a
nivel, la pantalla mostrara 90• automáticamente si el anteojo esta horizontal y
en posición normal.
Para leer distancias con estaciones se utilizan balizas
prismáticas ó comúnmente llamadas prisma, estas reciben el rayo arrojado por la
estación toral y la devuelven hacia ella.
VI.
PROCEDIMIENTO
1°.- Luego de que el ingeniero nos dio las indicaciones
respectivas para desarrollar la práctica de campo procedimos a sacar nuestro
equipo, que consistió en; un estación total, un prisma, un trípode, GPS. Luego
escogimos un lugar para desarrollar nuestra practica (parte de atrás del
laboratorio de ensayos de materiales de ingeniería civil)
2°.- Una vez en el lugar empezamos a nivelar la estación
total, empezando por el nivel esférico, plomada, y el nivel tubular. Esta
puesta en estación es muy parecida a la de la puesta con el teodolito, así que
para nosotros ya era familiar.
3°.- Una vez nivelado la estación procedimos a encenderla,
aplastando el botón ON, luego de esto procedemos a presionar el botón MENU y en
esta la función 1. TOMA DE DATOS, para crear nuestro archivo en la memoria de
la estación la cual tenía por nombre Alex.
