UNIVERSIDAD INTERNACIONAL DEL ECUADOR ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL Trabajo de ... · 2017. 6....

UNIVERSIDAD INTERNACIONAL DEL ECUADOR

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

Trabajo de Titulación previa a la obtención del tít ulo de Ingeniero

Civil.

Estudio comparativo de la caracterización topográfi ca con escáner láser y

con métodos tradicionales de los taludes del Paso L ateral de Ambato

Autor: Tlgo. Wilfrido León Carrera

Director: Ing. Juan Carlos Moya

Quito, octubre de 2012

ii

APROBACIÓN DEL TUTOR Yo, Ingeniero Juan Carlos Moya, tutor designado por la Universidad Internacional

del Ecuador UIDE para revisar el Proyecto de Investigación Científica con el tema:

“ESTUDIO COMPARATIVO DE LA CARACTERIZACIÓN TOPOGRÁFICA CON

ESCÁNER LÁSER Y CON MÉTODOS TRADICIONALES DE LOS TALUDES DEL

PASO LATERAL DE AMBATO” del estudiante Eladio Wilfrido León Carrera,

alumno de Ingeniería Civil, considero que dicho informe investigativo reúne los

requisitos de fondo y los méritos suficientes para ser sometido a la evaluación del

Comité Examinador designado por la Universidad.

Quito, Septiembre 24 de 2012

EL TUTOR

__________________________

Ing. Juan Carlos Moya

C.I.

iii

AUTORÍA DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

Yo, Eladio Wilfrido León Carrera, declaro que el trabajo de

investigación denominado: “ESTUDIO COMPARATIVO DE LA

CARACTERIZACIÓN TOPOGRÁFICA CON ESCÁNER LÁSER Y CON

MÉTODOS TRADICIONALES DE LOS TALUDES DEL PASO LATERAL DE

AMBATO” es original, de mi autoría y exclusiva responsabilidad legal y

académica, habiéndose citado las fuentes correspondientes y en su ejecución se

respetaron las disposiciones legales que protegen los derechos de autor vigentes.

Quito, Septiembre 24 de 2012

iv

DEDICATORIA

A Nelly, Diego, Christian y Valeria

No te preocupes por lo que la gente diga

Solo sigue tu propio camino

No te rindas y aprovecha tu suerte

Sé tú mismo y no te escondas.

Michael Cretu.

v

AGRADECIMIENTO

Es difícil expresar en pocas líneas mi sentimiento de gratitud hacia tantas

personas que han hecho posible este trabajo de investigación, espero no

olvidarme de alguien y de todo corazón, deseo agradecer a los colaboradores

materiales de este trabajo:

- A la Universidad Internacional del Ecuador, que nos abrió sus puertas y

permitió cumplir el viejo sueño de obtener el título de Ingeniero.

- A mi Director de Tesis, Ing. Juan Carlos Moya, por sus múltiples revisiones,

lecturas y orientaciones, de las que he aprendido mucho más que lo

meramente técnico, siendo él, uno de los artífices de la feliz culminación de

este documento.

- A los profesores de la UIDE, que durante la carrera me encaminaron y me

brindaron sus conocimientos para poder ser no sólo un buen profesional,

sino también una persona con ética profesional.

- Alieserv Cía Ltda, la empresa que puso a mi disposición los equipos para

los trabajos de campo, los computadores para el procesamiento de la

información y todos los datos requeridos para el desarrollo de esta

investigación.

vi

TABLA DE CONTENIDO

Pág.

CAPÍTULO I GENERALIDADES ......................... ................................................. 1

1.1 ANTECEDENTES ................................................................................... 1

1.2 BREVE HISTORIA DE LA TOPOGRAFÍA ............................................... 2

1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..................................................... 3

1.4 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO ........................................................ 5

1.5 DEFINICIÓN DE OBJETIVOS ................................................................. 7

1.5.1 Objetivo General ...................................................................................... 7

1.5.2 Objetivos Específicos .............................................................................. 7

1.6 ALCANCE ................................................................................................ 7

1.6.1 Aspectos Metodológicos .......................................................................... 8

1.7 HIPÓTESIS Y VARIABLES ..................................................................... 8

1.7.1 Hipótesis .................................................................................................. 8

1.7.2 Variable Independiente ............................................................................ 9

1.7.3 Variable Dependiente .............................................................................. 9 CAPÍTULO II MARCO DE REFERENCIA .................. ........................................ 10

2.1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO ............................................................... 10

2.1.1 Estación Total Sokkia SET 630RK ........................................................ 10

2.1.1.1 Especificaciones .................................................................................... 12

2.1.2 Receptor GPS Sokkia GSR 2700 ISX ................................................... 13

2.1.2.1 Especificaciones .................................................................................... 14

2.1.3 Escáner láser RIEGL VZ-400 ................................................................ 20

2.2 TIPOS DE LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS SEGÚN SU

APLICACIÓN ......................................................................................... 23

2.2.1 Levantamiento de Tipo General (lotes, parcelas) .................................. 23

2.2.2 Levantamiento Longitudinal (vías de comunicación) ............................. 24

2.2.3 Levantamientos de Minas ...................................................................... 24

2.2.4 Levantamientos Hidrográficos ............................................................... 25

2.2.5 Levantamientos Catastrales y Urbanos ................................................. 26

2.3 CARACTERIZACIÓN TOPOGRÁFICA ................................................. 27

2.3.1 Red Base GPS ...................................................................................... 28

2.3.2 Poligonal Base ....................................................................................... 29

2.3.3 Errores Admisibles y Correcciones ........................................................ 30

2.3.4 Levantamiento Topográfico Según los Equipos Utilizados .................... 30

vii

2.3.4.1 Levantamiento Topográfico con Estación Total ..................................... 32

2.3.4.2 Levantamiento Topográfico con Receptores GPS, Método RTK ........... 35 CAPÍTULO III PROCESO DE OBTENCIÓN DE DATOS ....... ............................ 56

3.1 ENTORNO ............................................................................................. 56

3.2 PLANIFICACIÓN ................................................................................... 57

3.3 GEOREFERENCIACIÓN DEL PROYECTO .......................................... 58

3.3.1 Enlace a la red GPS del IGM................................................................. 59

3.3.2 Red GPS base del proyecto .................................................................. 60

3.4 POLIGONAL BASE ............................................................................... 62

3.5 OBTENCIÓN DE DATOS CON MÉTODO TRADICIONAL ................... 65

3.5.1 Levantamiento Topográfico con Estación Total ..................................... 65

3.5.2 Levantamiento topográfico con GPS, método RTK ............................... 70

3.6 OBTENCIÓN DE DATOS CON ESCÁNER LÁSER .............................. 73

3.7 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN ......................................... 76

3.7.1 Procesamiento de la Información GPS, Método Estático ...................... 76

3.7.2 Procesamiento de la Información Obtenida con Estación Total ............ 78

3.7.3 Procesamiento de la Información Obtenida con GPS, Método RTK .... 80

3.7.4 Procesamiento de la Información Obtenida con Escáner Láser ............ 81

3.8 GENERACIÓN DEL MODELO DIGITAL DEL TERRENO ..................... 82

CAPÍTULO IV ANÁLISIS DE RESULTADOS ............... ..................................... 85

4.1 DETERMINACIÓN DE PRECISIONES ................................................. 85

4.2 ANÁLISIS DE RENDIMIENTOS .......................................................... 114

4.3 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS ................................................. 115

4.4 SEGURIDAD FÍSICA Y AFECTACIONES A PROPIETARIOS ........... 119

4.5 DEMOSTRACIÓN DE LA HIPÓTESIS ................................................ 120

CAPÍTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........ ..................... 123

5.1 CONCLUSIONES ................................................................................ 124

5.2 RECOMENDACIONES ....................................................................... 126

CAPÍTULO VI REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........... .............................. 129

ANEXOS

viii

CONTENIDO DE CUADROS, FIGURAS Y GRÁFICOS CUADRO 1 Coordenadas de la red base de Topografía ................................ 61

CUADRO 2 Ajuste de coordenadas ............................................................... 63

CUADRO 3 Coordenadas corregidas de la poligonal base ............................ 64

CUADRO 4 Datos de coordenadas, Estación Total, abscisa 4+197 760 ....... 87




CUADRO 8 Datos de coordenadas, Estación Total, abscisa 7+650,00 ......... 93


CUADRO 10 Resumen de la comparación de puntos escaneados con puntos

estación total ............................................................................... 95

CUADRO 11 Datos de coordenadas, método RTK, abscisa 3+450 000 .......... 98

CUADRO 12 Datos de coordenadas, método RTK, abscisa 4+752 520 ........ 100

CUADRO 13 Datos de coordenadas, método RTK, abscisa 6+094.374 ........ 104

CUADRO 14 Datos de coordenadas, método RTK, abscisa 10+169 020 ...... 107

CUADRO 15 Resumen de la comparación de puntos escaneados con puntos

RTK ........................................................................................... 112

CUADRO 16 Análisis de precios unitarios para levantamientos con estación

total ........................................................................................... 116

CUADRO 17 Análisis de precios unitarios para levantamientos con receptores

GPS .......................................................................................... 117

CUADRO 18 Análisis de precios unitarios para levantamientos con escáner

láser .......................................................................................... 118

FIGURA 1 Estación Total Sokkia 630 RK ......................................................... 11

FIGURA 2 Receptor GSR 2700 ISX ................................................................... 14

FIGURA 3 Componentes del Sistema GSR 2700 ISX Móvil .............................. 18

FIGURA 4 Componentes del sistema GSR 2700 ISX base ............................... 19

FIGURA 5 Escáner Láser RIEGL VZ-400 .......................................................... 20

FIGURA 6 Registro de datos obtenidos con Estación Total ............................... 33

FIGURA 7 Formato de puntos obtenidos con Estación Total ............................. 34

ix

FIGURA 8 Pantalla inicial para ingreso al SurvCE 2 .......................................... 36

FIGURA 9 Manejo de tareas .............................................................................. 36

FIGURA 10 Registro de datos obtenidos con GPS (RTK) ................................... 38

FIGURA 11 Registro de datos obtenidos con GPS (RTK) descargados en Excel 38

FIGURA 12 Plantada de un escáner láser ........................................................... 44

FIGURA 13 Control completo integrado en el escáner láser RIEGL VZ-400 ....... 45

FIGURA 14 Selección de ángulos para definir las áreas a escanear ................... 46

FIGURA 15 Tipos de dianas o puntos de referencia ............................................ 47

FIGURA 16 Ubicación de dianas en el proceso de escaneo................................ 48

FIGURA 17 Resultado del proceso de escaneo ................................................... 49

FIGURA 18 Posiciones del escáner y registro de los datos ................................. 50

FIGURA 19 Nube de puntos con color ................................................................. 51

FIGURA 20 Nube de puntos y fotografías para interpretación de detalles ........... 52

FIGURA 21 Representación gráfica del mallado/triangulación 3D ....................... 53

FIGURA 22 Secciones transversales y curvas de nivel obtenidas ....................... 54

FIGURA 23 Vista panorámica, sección de la vía del Paso Lateral de Ambato ... 56

FIGURA 24 Posicionamiento GPS en el vértice Juan Montalvo (Ambato) ........... 59

FIGURA 25 Puntos tomados con estación total en la abscisa 4+197 760 ........... 66

FIGURA 26 Puntos tomados con estación total en la abscisa 5+946,91 ............. 66



FIGURA 29 Puntos tomados con estación total en la abscisa 7+650 .................. 68

FIGURA 30 Puntos tomados con estación total en la abscisa 8+173,64 ............. 68

FIGURA 31 Puntos tomados con receptor GPS, en la abscisa 3+450 ................ 71

FIGURA 32 Puntos tomados con receptor GPS, en la abscisa 4+752 520 .......... 71

FIGURA 33 Puntos tomados con receptor GPS, en la abscisa 6+074,39............ 72

FIGURA 34 Puntos tomados con receptor GPS, en la abscisa 8+073 756 .......... 72

FIGURA 35 Puntos tomados con receptor GPS, en la abscisa 10+169 020 ........ 73

FIGURA 36 Puntos de referencia escaneados .................................................... 74

FIGURA 37 Zona escaneada ............................................................................... 75

FIGURA 38 Distancia entre puntos de escaneo y zonas negras ......................... 76

FIGURA 39 Datos característicos del vértice Juan Montalvo, .............................. 77

FIGURA 40 Disposición de los puntos GPS estáticos ......................................... 78

FIGURA 41 Archivo SDR, abierto en Excel.......................................................... 79

x

FIGURA 42 Archivo SDR, transformado a CSV y abierto en Excel ..................... 79

FIGURA 43 Archivo de puntos RTK, transformado a CSV y abierto en Excel .... 80

FIGURA 44 Localización de punto de referencia en la imagen escaneada ......... 81

FIGURA 45 Detalle de un sector de la malla de triangulación Land .................... 83

FIGURA 46 Vista general del modelo digital del terreno ...................................... 84

GRÁFICO 1 Distribución de puntos levantados con estación total .................... 95

GRÁFICO 2 Calificación de los puntos escaneados, comparados con puntos

estación total ................................................................................. 96

GRÁFICO 3 Localización vertical de los puntos estación total, respecto a los

puntos escaneados ....................................................................... 96

GRÁFICO 4 Distribución de puntos levantados con GPS método RTK .......... 112

GRÁFICO 5 Calificación de los puntos escaneados, comparados con puntos

RTK ............................................................................................. 113

GRÁFICO 6 Localización vertical de los puntos RTK, respecto a los puntos

escaneados ................................................................................. 113

xi

RESUMEN

La investigación topográfica ha experimentado, en los últimos años, avances dirigidos hacia el automatismo en la toma de datos, así como al registro continuo y muy detallado de los objetos. Mediante el escáner láser se realiza una captura masiva de información, al tiempo que se realiza una visualización inmediata y realista de la exploración efectuada, habiéndose demostrado con este trabajo las precisiones efectivas logradas, al compararlas con los relevamientos realizados con estación total y con receptor GPS, método RTK. Producto de esta demostración, se concluye que por rendimiento, precio unitario, seguridad física del personal y afectaciones a la propiedad privada, el uso del escáner láser es óptimo para el relevamiento topográfico, bajo condiciones climáticas alejadas de la presencia de lluvias y neblina, y sobre todo en situaciones en que la morfología del terreno, permite visuales panorámicas a distancias menores a 500m entre el equipo y la superficie auscultada.

xii

Introducción La Topografía tiene como objetivo fundamental, la obtención, el cálculo y la

representación fiel de la geometría, así como la referenciación espacial, de los

objetos y elementos existentes en la naturaleza y aquellos originados por la

acción del ser humano, principalmente con la construcción de proyectos y obras

de ingeniería.

Para llevar a cabo el objetivo citado, se hace necesaria la utilización de

instrumentos específicos y la aplicación de una metodología de trabajo adecuada.

Es evidente que ambos aspectos han evolucionado al pasar de los años,

incrementándose de una forma muy significativa en las últimas décadas debido a

los avances producidos en la automatización e informatización que a lo

puramente técnico/científico vinculados con esta rama del conocimiento.

El objetivo de esta Tesis se centra en analizar la precisión real alcanzada por los

sistemas escáner láser, en un entorno de trabajo externo, en situaciones con

iluminación natural, comparándola con los datos obtenidos con estación total o

con receptores GPS.

Fijado el motivo que ha provocado el interés para desarrollar la presente tesis, y

en consecuencia con el mismo, se plantea la forma de estructurar el proceso de

una forma lógica y adecuada a la finalidad que se persigue, para ello se procede a

dividirla en varios capítulos que describen cada una de las fases del trabajo y en

cada uno de ellos se irá tratando, de forma ordenada, los diferentes contenidos.

El primer capítulo aborda las generalidades del proyecto, plantea el problema a

tratarse, justifica la necesidad de estudiar dicho problema, posteriormente fija los

objetivos, el alcance y la metodología a seguirse para cumplir con los objetivos y

finalmente formula una hipótesis, la misma que deberá ser comprobada con el

desarrollo de este trabajo de investigación.

En el segundo capítulo, se desarrolla el marco teórico en el cual se basa la

investigación, describiendo los equipos que serán utilizados, los tipos de

xiii

levantamientos topográficos que se pueden ejecutar, según su aplicación y según

los equipos utilizados, para finalmente describir los pasos requeridos para la

caracterización topográfica en general y para los relevamientos topográficos con

estación total con receptores GPS y con escáner láser.

En el tercer capítulo se describe el proceso seguido para la obtención de datos

con cada uno de los equipos seleccionados para la elaboración de la presente

investigación, se detalla el entorno en el cual se desarrolla el proyecto y la

planificación realizada para tener un orden lógico en la secuencia de actividades

ejecutadas. Se puntualizan los datos de los vértices de la red GPS base

implementada en el proyecto y de los levantamientos topográficos practicados.

Al capítulo IV le corresponde el análisis de resultados, la determinación de

precisiones alcanzadas, la comparación entre los métodos implementados, el

análisis de rendimientos, precios unitarios, de la seguridad física del personal en

campo y de las afectaciones a propietarios.

En el capítulo V, se emiten las conclusiones y recomendaciones producto de los

análisis anteriores y de la experiencia propia del autor y de todos quienes

colaboraron en la elaboración de esta tesis y que sin duda alguna mejorarán la

concepción de los trabajos topográficos y los resultados obtenidos con ellos.

Finalmente en el sexto capítulo se presenta la blibliografía utilizada, como

elementos de consulta y de aclaración de dudas de carácter académico, aunque

el estudio en su gran mayoría se basa en datos de campo obtenidos como parte

del desarrollo de este proyecto.

Para finalizar, se adjuntan una serie de anexos, consistentes en el glosario de

términos técnicos, los catálogos del fabricante de los equipos utilizados, ls

monografía del vértice de control del vértice de enlace del proyecto con la Red

Nacional del IGM, la tabla de cálculo de la corrección de la poligonal base, la

normativa vigente del Ministerio de Transporte y Obras Públicas (MTOP) y

finalmente los planos con la representación del modelo digital del terreno (MDT)

obtenido.

1

CAPITULO I

1. GENERALIDADES 1.1 ANTECEDENTES

Los trabajos de ingeniería civil requieren del dominio de la Topografía, cualquier

proyecto de ingeniería que se ejecute, necesita de la aplicación de la misma. La

Topografía trata de establecer un control de la configuración del terreno y de sus

elementos naturales y artificiales, los que se pueden determinar por medio de

mediciones y que son representados en planos siguiendo técnicas adecuadas.

Uno de los objetivos de la Topografía es la construcción de modelos de la

superficie terrestre; estos modelos pueden ser analógicos (como el mapa

topográfico impreso) o digitales (modelos digitales de elevaciones o MDT).

Los modelos digitales del terreno (MDT), desempeñan un papel similar al mapa

topográfico convencional. Es decisivo, por tanto, construir MDT de buena calidad,

para garantizar que los análisis realizados a partir de ellos, generan resultados

realistas.

La generación de MDT mediante técnicas automatizadas cobran gran auge, a

partir de la creación del escáner láser, el cual genera una superficie de barrido de

información, en lugar de la obtención de datos de manera puntual, como la

ejecutada con estación total o con receptor GPS.

Es justamente el interés de esta investigación, determinar tanto cualitativa como

cuantitativamente, las bondades e inconvenientes de usar uno u otro sistema,

tanto desde el punto de vista de las precisiones obtenidas, como de los costos,

sin dejar de lado el tema de la seguridad del personal que interviene en los

trabajos de campo y las afectaciones generadas a los propietarios de los terrenos

en los cuales se realizan los estudios.

2

1.2 BREVE HISTORIA DE LA TOPOGRAFÍA

Aunque no se tiene una idea exacta del origen de la topografía, se tienen

evidencias que fueron en Egipto, en donde se hicieron los primeros trabajos

topográficos de acuerdo a las escenas representadas en muros y tablillas

Los egipcios conocían como ciencia pura lo que después los griegos bautizaron

con el nombre de geometría (medida de la tierra) y su aplicación en lo que pudiera

considerarse como topografía o quizá, mejor dicho etimológicamente,

"topometría". Hace más de 5000 años existía la división de parcelas con fines

fiscales, así como para la reinstalación de linderos ante las crecientes del Nilo.

Cuando el hombre se hace sedentario y comienza a cultivar la tierra, nace la

necesidad de hacer mediciones o, como señala el ingeniero geógrafo francés P.

Merlin, la topografía "nace al mismo tiempo que la propiedad privada".

Las mediciones hechas en Egipto por los primeros cadeneros o estira cables,

como al parecer los llamaban, eran realizadas con cuerdas anudadas, o con

marcas, que correspondían a unidades de longitud convencionales, como el

denominado "codo". Cada nudo o marca estaba separada, en la cuerda, por el

equivalente de 5 codos y esto daba una longitud aproximada de 2.5 m.

Debido a los grandes descubrimientos, se avanzó en la elaboración de mapas y

cartas, con lo cual los trabajos de topografía y los geodésicos avanzaron en su

técnica e instrumental.

Con la aparición del telescopio a fines del siglo XVI y principios del XVII, estas dos

disciplinas tuvieron un gran avance, realizándose trabajos espectaculares en lo

relativo a la determinación de la forma y tamaño de la Tierra. Nombres como los

del abate Picard, Snellius y Casini fueron importantísimos para el conocimiento y

desarrollo de la topografía y el establecimiento de los fundamentos de la geodesia

y de la cartografía.

3

El incremento de la población mundial, las necesidades de comunicación, de

vivienda, de desarrollo de la producción agrícola, la expansión territorial y otros

factores hicieron que esta disciplina superara la época de sus métodos primitivos

hasta ser considerada como un arte.

El aumento del costo de los terrenos y el progreso de la última parte del siglo XIX

y sobre todo del siglo XX hizo que se inventaran instrumentos y métodos en forma

vertiginosa. En efecto, es bien sabido que, sobre todo en las últimas décadas, se

han conseguido más avances que en todos los siglos anteriores en lo relativo a

las ciencias y a la tecnología. Así, hoy en día contamos para los trabajos

topográficos con teodolitos de alta precisión, tanto los ópticos como los

electrónicos, distanciómetros electrónicos de fuente luminosa y de fuente

electromagnética, colimadores láser, la percepción remota por medio de

fotografías aéreas, de satélites artificiales, el radar y recientemente la creación del

escáner tridimensional láser

Para poder construir obras de ingeniería, se requirió la elaboración de tratados de

geometría y matemáticas, se puede decir entonces, que las mediciones

topográficas, aplicadas a las obras de ingeniería y arquitectura, son tan antiguas

como la evolución cultural del hombre, surgió antes que otras ciencias y era

considerada tan sagrada como la medicina o la religión.

1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La necesidad de mejorar la productividad; disminuyendo los tiempos de ejecución,

optimizando la ocupación de mano de obra e incrementando los estándares de

calidad, han llevado a la fabricación de nuevos instrumentos de medición, los

cuales ayudan a la obtención de resultados mucho más confiables que en épocas

pasadas, gracias a la utilización de computadores con características

excepcionales e impensadas hasta hace unos pocos años atrás.

Esta velocidad de ejecución y la gran cantidad de información obtenida para

caracterizar de mejor manera el modelo digital del terreno (MDT), conllevan a la

necesidad de implementar procedimientos que al ser cumplidos cabalmente, van

4

a evitar que se cometan errores, que deriven en una mala representación de la

morfología del terreno, aportando con datos erróneos, que a la larga van a

perjudicar al proyecto, pudiendo llevar incluso al colapso del mismo,

Dentro de esta evolución, nos encontramos con que los instrumentos necesarios

para la obtención de datos en campo, han experimentado grandes avances. Los

aparatosos distanciómetros, existentes hasta hace escasamente tres décadas,

han visto reducidos drásticamente, su peso y su tamaño, unificándose incluso con

el teodolito, para constituir un instrumento compacto denominado Estación Total.

Los estudios realizados sobre las diferentes bandas del espectro

electromagnético, han permitido utilizar las más adecuadas de ellas, en cada

caso, para medir distancias, en función de las longitudes y condiciones. Se ha

llegado al punto de prescindir del elemento que devuelve la onda emitida, sobre el

propio emisor, dando origen a los instrumentos de medida electromagnética de

distancias de reflexión directa, haciendo innecesaria la utilización de prismas

reflectores, eso sí, con algunas limitaciones en su precisión y en el rango de

aplicación.

Se ha implementado sobre estos distanciómetros, el dispositivo láser que genera

un haz controlado de luz, lo que permite, además de medir la distancia, visualizar

el punto en donde está haciendo la medición. Esto, unido a la robótica de las

Estaciones Totales, han promovido un gran desarrollo en la mecanización de los

trabajos de toma de datos en Topografía, permitiendo realizar el levantamiento,

no sólo de los puntos seleccionados que caracterizan la geometría del objeto, sino

de puntos distribuidos en una secuencia temporal o espacial determinada, lo que

proporciona una malla homogénea repartida sobre el objeto en estudio.

Avanzando un poco más, entre estas técnicas de medida de distancias, los

fabricantes de instrumentos, han logrado optimizar al máximo el rendimiento,

permitiendo intervalos muy pequeños para la toma de datos y una gran velocidad

de registro; esto permite observaciones masivas, en cortos espacios de tiempo,

de áreas preseleccionadas, facilitando así, la obtención de información en forma

de nube de puntos. Estos instrumentos realizan una exploración completa o

5

barrido del objeto, por este motivo se les denomina escáner láser o escáner láser

3D.

Los escáneres requieren para la captura de datos y su posterior proceso de

cálculo, depuración y modelado, de programas informáticos específicos, que

suelen ser desarrollados por el propio fabricante, pues el gran volumen de

información generado, resulta poco operativo trabajarlo sobre los sistemas CAD

estándar.

Actualmente existen estudios realizados sobre el escáner láser, enfocados hacia

el comportamiento del mismo para diferentes tipos de objetos, colores, texturas,

así como diferentes ángulos de incidencia del rayo láser sobre el objeto. Se han

llevado a efecto en ambientes interiores y exteriores, considerando las

características técnicas proporcionadas por el fabricante, que suelen ser

obtenidas en condiciones ideales.

1.4 JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

El proceso de investigación, dependiendo de la finalidad que se persiga, podrá

resultar de mayor o menor complejidad, variando la forma de proceder y los

métodos a utilizar, estando fundamentado en los dos principios básicos: el método

deductivo y el método inductivo.

La presente tesis de ingeniería, la podemos situar dentro de la investigación

denominada “Investigación Aplicada”, en ocasiones también denominada

“Investigación Tecnológica”, cuya finalidad es la resolución y desarrollo de

cuestiones técnicas, con el objeto de optimizar los procesos y la instrumentación

requerida para los mismos.

El propósito de este trabajo es analizar la precisión real alcanzada en la medición

de los taludes del Paso Lateral de Ambato, con el sistema escáner láser terrestre,

en un entorno de trabajo exterior y en condiciones de iluminación natural, al

compararlas con los datos obtenidos por métodos tradicionales que utilizan

Estación Total y/o receptores GPS.

6

Para la obtención de información de campo, se hace necesaria la utilización de

instrumentación específica y la aplicación de metodologías adecuadas. Es

evidente que los dos aspectos han evolucionado en los últimos años,

incrementándose de una manera acelerada en las últimas décadas, debido más a

los avances alcanzados en el área de la automatización y de la informatización,

que a lo puramente técnico/científico, vinculados con esta rama del conocimiento.

El campo de la ingeniería, en el cual se desarrolla la presente tesis, se encuentra

dentro del ámbito de las ciencias experimentales, en las cuales la actividad

científica mantiene dos procesos recíprocos y por ello necesarios mutuamente:

• Uno que conduce a la formación de teorías, conceptos, leyes, proyectos,

entidades y construcciones.

• Otro más pragmático, consistente en la comprobación experimental de las

entidades y construcciones realizadas según las directrices del proceso

anterior.

Para efectuar esta determinación experimental, se utilizará el método científico, el

cual pretende la validación del proceso mediante los siguientes pasos:

• Propuesta de un modelo basado en observaciones y mediciones

experimentales, existentes previamente.

• Verificación de las predicciones del modelo, respecto de las predicciones

anteriores.

• Ajuste o sustitución del modelo, en caso de no verificar las predicciones.

• Contraste de las nuevas observaciones y mediciones con el modelo

verificado.

7

1.5 DEFINICIÓN DE OBJETIVOS

1.5.1 Objetivo General

Establecer un estudio comparativo de la caracterización topográfica con escáner

láser frente a los resultados obtenidos con métodos tradicionales, mediante

mediciones de campo, cálculo de precisiones, análisis de costos y tiempos de

ejecución para los taludes del Paso Lateral de Ambato.

1.5.2 Objetivos Específicos 1) Realizar el levantamiento topográfico, en sitios de interés, conformando

varios escenarios para la determinación de los beneficios y los

inconvenientes del uso del escáner láser tridimensional.

2) Determinar el tipo de terreno, en el cual, resulta más ventajosa la utilización

del escáner láser sobre los métodos tradicionales y viceversa.

3) Analizar las ventajas que se obtienen con la utilización del escáner láser,

en cuanto a la seguridad física del personal y a las afectaciones

ambientales producidas con los dos métodos analizados.

4) Desarrollar el estudio comparativo, considerando: morfología del terreno,

uso del suelo, presencia de obstáculos.

5) Determinar los costos y los tiempos de implementación tanto para el

método del escáner láser como para el método tradicional.

1.6 ALCANCE

El presente proyecto, está orientado a analizar la calidad de los resultados

obtenidos al utilizar el escáner tridimensional, como método para la ejecución de

levantamientos topográficos en los proyectos de ingeniería; comparándolos con

los resultados obtenidos con métodos tradicionales, para una misma zona y bajo

8

condiciones climáticas similares, se detallarán los pasos implementados y los

resultados obtenidos en la caracterización topográfica del proyecto de

sostenimiento y estabilización de taludes en el Paso Lateral de Ambato y se

presentará adicionalmente, un análisis de costos y las aplicaciones que se le

puede dar a este equipo dentro del área de la Topografía.

1.6.1 Aspectos Metodológicos

La investigación se desarrollará tanto desde el punto de vista cualitativo como

desde el punto de vista cuantitativo, cualitativo por cuanto los resultados

obtenidos por los dos métodos analizados, se superpondrán gráficamente,

dejando ver la similitud en la forma de las curvas de nivel obtenidas y cuantitativos

por cuanto se dimensionarán varios elementos existentes en la zona de los

levantamientos y se procederá a la comparación numérica de los resultados,

encontrándose incluso las diferencias en magnitud y en dirección entre los

métodos analizados.

El presente trabajo es realizado básicamente con información obtenida en campo,

contándose además con las especificaciones proporcionadas por los fabricantes

de estos equipos y datos adicionales de otras experiencias a nivel mundial que se

pueden conseguir en las páginas del Internet.

1.7 HIPÓTESIS Y VARIABLES

1.7.1 Hipótesis

La utilización del escáner láser terrestre en la caracterización topográfica, debe

garantizar la consecución de precisiones, por lo menos similares a las obtenidas

con estaciones totales y receptores GPS, siendo esta la premisa inicial de esta

tesis. Se determinará la disminución en la utilización de mano de obra, el

incremento en los rendimientos alcanzados, y se determinará la reducción en los

precios unitarios, definiendo de esta forma las ventajas económicas obtenidas con

la utilización del escáner láser.

9

Finalmente, se delimitará la casi nula afectación a las propiedades, y el

incremento en la seguridad del personal de campo con la utilización del escáner

láser 3D.

1.7.2 Variable Independiente

La Topografía es la rama de la ingeniería, sobre la cual se asientan todas las

obras civiles, razón por la cual, de la calidad de sus resultados, dependerán de

una forma directa tanto la parte técnica como económica de los proyectos y

mientras más grandes son estos, más grande será la interrelación con la calidad

de los planos topográficos.

Tal es la importancia de la correcta identificación de la morfología del terreno y de

la presencia de interferencias para la construcción de un proyecto y que deben

ser exactamente caracterizados en los planos topográficos, que la modernización

de los equipos utilizados para estos menesteres en la última década ha alcanzado

niveles inimaginables unos cuántos años atrás, invirtiéndose ingentes cantidades

de dinero en investigación y en el desarrollo de nuevos equipos de medición y de

procesamiento de datos, como también en la creación de software

extremadamente complejo en su concepción, pero que facilita de una manera

fascinante la obtención de los planos topográficos, posibilitando la creación

automática de perfiles, cálculos de volúmenes y complejos diseños de obras de

ingeniería, siempre asentados sobre la verdadera forma del terreno.

1.7.3 Variable Dependiente

En general los trabajos de Topografía a nivel nacional, no cuentan con una

normativa legal, a la cual se deban regir los trabajos de este tipo, el Ministerio de

Transporte y Obras Públicas, (MTOP), tiene definidos ciertos parámetros para

ajustes de poligonales y nivelación, pero pensada en equipos de hace 30 años o

más, por lo que no resultarán aplicables al caso que se está estudiando.

Entonces el parámetro a cumplirse será el determinado por los levantamientos

topográficos realizados con estación total y con receptor GPS, para los taludes del

paso lateral de Ambato.

10

CAPITULO II

2. MARCO DE REFERENCIA La investigación tecnológica, se suele llevar a cabo en las empresas, a través de

sus departamentos de innovación y control; en algunos casos con la colaboración

y asistencia de la universidad, es preciso considerar, además, las necesidades del

mercado, tanto actuales como futuras, a fin de que los productos sean aceptados

por la sociedad. Por otra parte, el factor tiempo es fundamental, pues la

implantación de los procesos o los productos en el mercado en unos

determinados plazos, es determinante para el éxito o fracaso de los mismos.

Con esto se persigue la resolución satisfactoria del proceso, con la pretensión de

obtener resultados con un alto grado de precisión y seguridad, evitando el olvido

de alguna fase en el proceso.

2.1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO

En este apartado se realiza la descripción del equipo topográfico utilizado a lo

largo de todo el trabajo. Dado que el objetivo principal que se pretende es

determinar la precisión efectiva alcanzada por el escáner láser al compararlos con

la precisión alcanzada con estación total y con receptores GPS, se comenzará

refiriendo las características de cada uno de ellos y en al ANEXO 2 se

encontrarán los catálogos emitidos por los fabricantes para cada uno de los

equipos utilizados.

2.1.1 Estación Total Sokkia SET 630RK

Se trata de un instrumento de alto rendimiento, diseñado para realizar

observaciones de gran precisión, alcanzando las máximas exigencias en la

medición, lo que le hace idóneo para trabajos topográficos tales como:

observación de redes, control de deformaciones, monitorización de presas de

embalse, control de estructuras, medida de sobrecargas, replanteos de precisión

y trabajos similares. Según el criterio del fabricante, resulta un instrumento

11

sumamente fiable al estar diseñado con tecnología contrastada y puesta a prueba

a lo largo de los años de experiencia.

La incorporación de microprocesadores y distanciómetros electrónicos en los

teodolitos, ha dado paso a la construcción de las Estaciones Totales, con las

cuáles se puede medir distancias horizontales y verticales; ángulos horizontales y

verticales, e internamente, con el microprocesador programado, calcular las

coordenadas topográficas: norte (Y), este (X) y elevación (Z) de los puntos

visados.

Estos instrumentos poseen además tarjetas magnéticas para almacenar datos,

los cuales pueden ser transferidos a una computadora y utilizados con un

programa previamente seleccionado.

FIGURA 1 Estación Total Sokkia 630 RK

La Sokkia 630 RK, dispone de un sistema de puntería fino con reconocimiento

automático del centro del prisma, que reduce al máximo dicho error. Está provisto

de una completa colección de programas adecuados para múltiples tareas de

12

medición. Dispone de un sistema de medición de ángulos especial, que ofrece

una precisión angular de 1,9 mgon (6”). Para ello también contribuyen los

precisos tornillos de movimiento y la cuádruple captación de los círculos Está

equipado igualmente con un preciso distanciómetro coaxial dotado de

componentes especialmente desarrollados por Sokkia y que permiten alcanzar

una precisión en la medición de distancias con prisma de 2 mm + 2 ppm.

A continuación, se muestran las especificaciones técnicas suministradas por el

fabricante:

2.1.1.1 Especificaciones

TELESCOPIO

Aumentos 26X

Imagen Directa

Campo de visión (a 1000m) 26m

Enfoque mínimo 1.3m

MEDICIÓN DE ÁNGULOS HORIZONTAL Y VERTICAL

Unidades Seleccionable

Precisión Angular H & V 6”

Lectura mínima 1”

MEDICIÓN DE DISTANCIA

Alcance con un prisma en buenas condiciones 4000m

Alcance sin prisma en cualquier condición 350m

Alcance con diana reflectiva RS90N 500m

Resolución 0,001m

Precisión Sin prisma ±(3mm + 2 ppm x D)mm

Con prisma ±(2mm + 2 ppm x D)mm

MEMORIA INTERNA

Capacidad de puntos 10000

Cada punto incluye número norte, este, cota, código.

13

PROGRAMAS DE CAMPO

1. Levantamiento por coordenadas

2. Replanteo de proyectos viales y otros

3. Toma de mediciones tipo offset por tres métodos diferentes

4. Medición de distancia entre dos puntos distintos a la Estación

5. Medición de elevaciones remotas

6. Cálculo de coordenadas de la Estación por trisección

7. Replanteo de un eje en 2D y 3D

8. Cálculo de área en el terreno

9. Proyección de un punto a una línea distancia y desplazamiento con

respecto al eje

10. Cortes y rellenos

11. Proyección de un punto

12. Replanteo de arcos

13. Intersección de dos líneas

14. Ajuste de poligonales

CARACTERÍSTICAS GENERALES

Resistencia al agua y polvo IP66

Plomada Optica

Temperatura de operación -20 a + 50ºC

Teclado Alfanumérico con iluminación interna en teclado y pantalla

Baterías de LI-ION recargables

2.1.2 Receptor GPS Sokkia GSR 2700 ISX

El receptor GPS Sokkia GSR 2700 ISX, es un instrumento de alta gama, que

ofrece una tecnología muy avanzada, que se traduce en una rápida adquisición

de satélites a la vez que proporciona mediciones de gran precisión. La pantalla

táctil y el programa de la colectora, permiten un manejo muy intuitivo,

convirtiéndole en un potente gestor de datos, rutinas y programas integrados,

totalmente versátil, lo que le permite funcionar como referencia o como móvil en

cualquier modo operativo. Soporta todos los formatos y dispositivos de

14

comunicación, uniendo a esto su pequeño tamaño y su ligereza, que permiten su

uso sobre bastón en cualquier situación.

Dispone de Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS), Canales GPS

(12L1 + 12L2 + 6 L5), GLONAS (12L1 + 12L2), GALILEO (12L1 + 12L2), que

mejoran el posicionamiento del receptor, dando información sobre la calidad de

las señales. Alcanza precisiones de 10mm + 1ppm para las determinaciones

horizontales y de 20 mm + 1ppm para las verticales en modo cinemático,

aumentando a 5 mm + 0,5 ppm para las horizontales y 10 mm + 0,5 ppm para las

verticales en modo estático, con una fiabilidad del 99,99%, para líneas base de

hasta 4 km.

FIGURA 2 Receptor GSR 2700 ISX

2.1.2.1 Especificaciones

FÍSICAS

Tamaño (diámetro x altura) 22.5 cm x 10.5 cm

Peso (radio intercomunicador interno) 1.8 Kg

Peso (sin radio intercomunicador interno) 1.6 Kg

Cuerpo principal de aleación de magnesio y plástico endurecido (cúpula), cerrada

con tornillos de montaje y rodeado por un tope de goma.

15

AMBIENTALES

Temperatura de operación

Batería externa: -40 a + 65ºC

Batería interna: -20 a + 55ºC

Radio UHF interno: -40 a + 60ºC

Radio GSM/GPRS interno: -20 a + 55ºC

Temperatura de almacenamiento

Sin batería: -40 a + 85ºC

Con bacteria interna -20 a + 50ºC

Humedad: 100% no condensada

Resistencia al agua y al polvo: Completa protección al polvo e

inmersiones en agua, hasta 1 m de

profundidad.

Golpes: 2.0 m altura de caída

MODO DE COMUNICACIÓN

Operación: Un solo botón para encendido,

reseteo y limpieza de memoria.

Pantalla: Pantalla LED con indicadores de

estado

Indicadores de estado: Encendido, batería, satélites

observados, memoria disponible,

tiempo de ocupación, estado de

comunicación.

Indicadores sonoros: Estado de recepción de

información, disponibilidad y

variedad de lenguajes.

RENDIMIENTO

Frecuencia: 1575.42 Mhz (L!) & 1227.60 Mhz

(L2)

16

Canales: 72 canales universales: 14 L1, 14

L2, 6 L5: GPS 12 L1, 12 L2:

GLONAS, 2 SBAS.

Tiempo para la primera fijación: Arranque en frío: 50 seg. (típico)

Arranque en caliente: 40 seg.

(típico).

Arranque muy caliente: 30 seg

(típico).

Recuperación de señal: 0.5 seg. L1 (típica).

1.0 seg. L2 (típica)

Tasa de actualización de datos medidos: 20 datos grabados por segundo

(máximo).

RECEPTOR

Interna: GPS + GLONASS molinillo L1/L2

Precisión en la posición: Estática:

H: 3.0 mm + 0.5 ppm

V: 10.0 mm + + 1 ppm

Estático rápido:

H: 5.0 mm + 1.0 ppm

V: 10.0 mm + + 1 ppm

Cinemático. Pare y Siga

H: 10.0 mm + 1.0 ppm

V: 20.0 mm + + 1 ppm

RTK:

H: 10.0 mm + 1.0 ppm

V: 20.0 mm + + 1 ppm

WAAS/EGNOS

0.8 m CEP Horizontal

Inicio RTK:

3-10 sec (típica) basada en una

contelación de satellites y en una

línea base larga.

Tiempo para precisión relativa: 20 ns.

17

REQUERIMIENTOS DE ENERGÍA

Ingreso de energía: Externa: + 9VDC + 18 VDC

Interna: +10.8 VDC

Consumo: < 5 W usando radio interno

Puerto: 1 puerto externo para entrada de

energía.

Baterías: Capacidad: 2300 mAh

Voltaje: 10.8 VDC

Tipo: Li-Ion

Tiempo de operación a + 20ºC: Móvil: 10 horas con batería interna

y radio UHF interno

Estático/DGPS: 16 horas con

batería interna y sin radio interno ni

Bluetooth.

Tiempo de carga: Máximo 5 horas

Voltaje de carga: 14 VDC a 18 VDC, 65 W

Enlace de radio:

UHF: 380 a 470 Mhz

Transmisión y recepción

Espacio entre canales 12.5 KHz

Consumo de energía 1 W

Impedancia 50 ohms

Conector tipo TNC hembra

GSM/GPRS Frecuencias 850/1800 MHz o

900/1900 MHz band

Conector tipo TNC hembra

MEMORIA

Interna: 64 Mb ampliable a 2 Gb

Tiempo de registro de datos: 500 horas en intervalos de 10

segundos para 6 satélites

18

CLASIFICACIÓN

FCC y CE Cumple con los límites de radiación

y conducción de emisión para un

dispositivo digital de Clase B, tanto

para el CISPR como para el

apartado 15 de las Normas de la

FCC.

EC: Cumple con las directivas

2002/95/EC para Europa.

COMPONENTES

FIGURA 3 Componentes del Sistema GSR 2700 ISX Móvil

19

FIGURA 4 Componentes del sistema GSR 2700 ISX base

NÚMERO DESCRIPCIÓN

1 Receptor GPS

2 Base nivelante y adaptador

3 Antena de radio interno

4 Adaptador para receptor GPS

5 Cargador de corriente alterna

6 Cable USB para descarga de datos

7 Cinta métrica

8 Manual

9 Caja para transporte

20

2.1.3 Escáner láser RIEGL VZ-400

Según las indicaciones dadas por el fabricante, el escáner láser 3D RIEGL VZ-

400, es un avanzado sensor topográfico y de imagen espacial, que utiliza video y

láseres de alta velocidad para capturar coordenadas e imágenes, ofreciendo

grandes capacidades de almacenamiento de información.

Conforme a sus especificaciones el RIEGL VZ-400, adopta automáticamente sus

parámetros de escaneado a la geometría del objeto levantado y controla el

movimiento del escáner para mantener constante el espaciamiento, entre los

puntos 3D, definido por el usuario. El sistema incluye el software RISCANPRO,

para realizar el procesamiento de la información en gabinete de los datos

tomados en campo.

FIGURA 5 Escáner Láser RIEGL VZ-400

Siempre según las indicaciones del fabricante, el RIEGL VZ-400, puede capturar

millones de puntos en un solo escaneado. Las distancias son determinadas

mediante la utilización de un láser de espectro visible, basado en un sistema de

impulsos, también denominado de tiempo de vuelo. Su posterior procesamiento

con el RISCANPRO, permite convertir los datos originales, de manera que

puedan ser utilizables paras sistemas CAD, entregando un material listo para ser

utilizado por el cliente.

21

El equipo incluye una cámara fotográfica digital de alta resolución, que es

montada en la parte superior del equipo y que captura imágenes digitales de las

zonas escaneadas. Mediante estas imágenes digitales en la pantalla del

controlador, se puede identificar rápidamente la zona de interés del

levantamiento, seleccionando los objetos correspondientes.

Las características técnicas del RIEGL VZ-400, aportadas por el fabricante, son

las siguientes:

RENDIMIENTO

- Alcance Típico con condiciones estándar1

• 400m en superficies con nivel de reflexión2 del 90%

• 200m en superficies con nivel de reflexión del 35%

• 155m en superficies con nivel de reflexión del 18%

- Velocidad de escaneado: hasta 5000 puntos por segundo

- Desviación estándar3

• 1.4 mm para ≤ 50 m

• 2.5 mm para 100 m

• 3.6 mm para 150 m

• 6.5 mm para 200 m

- Precisión de punto único

• Posición = 12 mm para 100 m

• Distancia = 7 mm para 100 m

• Angulo horizontal = 12” (60 µ rad)

• Angulo vertical = 14” (70 µ rad)

- Adquisición del objetivo: desviación típica < 1mm

- Precisión de superficie modelada: ± 2 mm

- Error sistemático (después de compensaciones) ̴ 6 mm

1 Visibilidad Normal. Sin neblina. Cielo cubierto o luz solar moderada, con muy poco resplandor por calor. El alcance y la precisión dependen de las condiciones atmosféricas, el tamaño de los objetivos y la radiación de fondo. 2 Kodak Gray Card, número de Catálogo E1527795 3 Las cifras entregadas (valores típicos a un albedo de 99%) corresponden a la captura de datos estándar de cuatro tomas, sobre medición de distancia.

22

- Incertidumbre estándar combinada Uc:

• 6.7 mm para 50 m

• 7.2 mm para 100 m

• 8.5 mm para 150 m

• 11.7 mm para 200 m

- Resolución de luminancia: 8 bits

- Nivelación:

• Nivel esférico en plataforma nivelante: 8”

• Compensador de doble eje (seleccionable)

• Resolución de 0,3” (1 cc)

• Alcance operativo ±14`

• Compensación de nivelación automática en tiempo real

- Integridad de datos: calibración periódica de índice cero

termocompensación en tiempo real.

- Optimización de escaneado:

• Tamaño de área: 3 mm a 50 m

• Tamaño de área con enfoque automático:

• 0.3 mm a 5 m • 0.9 mm a 15 m • 1.5 mm a 25 m

• Espaciamiento de puntos: hasta un mínimo de 3.2 mm a 100 m

• 1.6 mm verticales disponibles = 18 puntos / cm²

• Fila de escaneado (hz): 200 000 puntos

• Fila de escaneado (vt): 65 536 puntos

ESPECIFICACIONES DEL SISTEMA

- Láser tipo 532 nm de impulsos

- Campo visual 360º x 60º en un solo escaneado continuo

- Óptica: sistema óptico de escaneado patentado

- Transferencia de datos: enlace USB a través de Pen Drive

- Imagen digital video a color integrado en tiempo real con zoom óptico de

5.5x

- Indicadores de estado: sistema listo, láser activado.

23

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

- Láser 3D con servo control

- Dimensiones:

- Peso:

- Consumo de alimentación:

- Fuente de alimentación: CA 90 – 240V, 50 – 60 Hz / CC 24V.

- Temperatura de funcionamiento: 0º a 40º C

- Temperatura de almacenamiento: -20º a 50º C

- Completamente operativo en todo tipo de luz.

2.2 TIPOS DE LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS SEGÚN SU APLICACIÓN

Según el uso que se vaya a dar a los trabajos topográficos, existen varios tipos de

ellos y aunque se aplican los mismos principios, cada uno tiene sus

procedimientos específicos, para facilitar el cumplimiento de las exigencias en

cuanto a las precisiones requeridas. Entre los levantamientos más

corrientemente utilizados están los siguientes:

2.2.1 Levantamiento de Tipo General (lotes, parcela s)

Estos levantamientos tienen por objeto marcar o localizar linderos, medianías o

límites de propiedades, medir y dividir superficies, ubicar terrenos en planos

generales, ligados con levantamientos anteriores o con proyectos y

construcciones. Las principales tareas que se deben cumplir en estos

levantamientos son:

• Definición de itinerarios y medición de poligonales por los linderos

existentes para hallar su longitud y orientación o dirección.

• Replanteo de linderos desaparecidos, partiendo de datos anteriores sobre

orientación y longitud, valiéndose de toda la información disponible.

• División de terrenos en parcelas de forma y características determinadas,

operación que se conoce como particiones.

• Amojonamiento de linderos para garantizar su posición y permanencia.

24

• Cálculo de áreas, distancias, y direcciones, que es en esencia los

resultados de los trabajos topográficos.

• Representación gráfica del levantamiento, mediante la confección o dibujo

de planos.

2.2.2 Levantamiento Longitudinal (vías de comunicac ión)

Son los levantamientos que sirven para estudiar y construir vías de transporte y

comunicación como: carreteras, líneas férreas, canales, líneas de transmisión,

acueductos, etc. Las tareas requeridas `para este tipo de levantamiento son:

• Levantamiento topográfico de la franja donde va a quedar

emplazada la obra, tanto en planta como en elevación (planimetría y

altimetría simultáneas).

• Diseño en planta del eje de la vía, según las especificaciones del

diseño geométrico dadas por el tipo de obra.

• Localización del eje de la obra diseñado, mediante la colocación de

estacas a intervalos de 20 metros en tramos rectos y 10 m en

tramos curvos.

• Nivelación del eje estacado, mediante itinerarios de nivelación, para

determinar el perfil del terreno, a lo largo de eje diseñado y

localizado.

• Dibujo del perfil y anotación de las pendientes longitudinales.

• Determinación de secciones o perfiles transversales de la obra y la

ubicación de los puntos.

2.2.3 Levantamientos de Minas

Estos levantamientos tienen por objeto fijar y controlar la posición de los trabajos

subterráneos, requeridos para la explotación de minas de materiales minerales y

relacionarlos con obras superficiales. Las operaciones requeridas corresponden a

las siguientes:

25

• Determinación en la superficie del terreno de los límites legales de la

concesión y amojonamiento de los mismos.

• Levantamiento topográfico completo del terreno utilizado por la concesión y

elaboración del plano o dibujo topográfico correspondiente.

• Localización en la superficie de los pozos, excavaciones, perforaciones

para las exploraciones, las vías férreas, las plantas de trituración de

agregados y minerales y demás detalles característicos de estas

explotaciones.

• Levantamiento subterráneo necesario para la localización de todas las

galerías o túneles de la mina.

• Dibujo de los planos de los sitios componentes de la concesión, en donde

figuren las galerías, tanto en sección longitudinal como transversal.

• Dibujo del plano geológico, en donde se indiquen las formaciones rocosas

y accidentes geológicos.

• Cubicación de tierras y minerales extraídos de la explotación de la mina.

2.2.4 Levantamientos Hidrográficos

Estos levantamientos se refieren a los trabajos necesarios para la obtención de

los planos de masas de aguas, líneas litorales o costeras, relieve del fondo de

lagos y ríos, ya sea para fines de navegación, para embalses, toma y conducción

de aguas, cuantificación de recursos hídricos, etc. Las operaciones básicas a

seguirse son:

• Levantamiento topográfico de las orillas que limitan las masas o corrientes

de agua.

• Batimetría, mediante sondas ecográficas para determinar la profundidad

del agua y la naturaleza del fondo.

• Localización en planta de los puntos de sondeos batimétricos.

• Dibujo del plano correspondiente, en el que figuren las orillas, las presas,

las profundidades y todos los detalles que se estimen necesarios.

• Observación de las mareas o cambios del nivel de las aguas en lagos o

ríos.

26

• Medición de la intensidad de las corrientes o aforos de caudales.

2.2.5 Levantamientos Catastrales y Urbanos

Son los levantamientos que se hacen en ciudades, zonas urbanas y municipios

para fijar linderos o estudiar las zonas urbanas con el objeto de tener el plano que

servirá de base para la planeación, estudios y diseños de ensanches,

ampliaciones, reformas y proyectos de vías urbanas y de los servicios públicos,

(redes de acueductos, alcantarillado, teléfonos, electricidad, etc.)

Un plano de la población, es un levantamiento en donde se hacen las mediciones

de las manzanas, redes viales, identificando claramente los sitios públicos (vías,

parques zonas de reserva, etc.) de las áreas privadas (edificaciones y solares),

tomando la mayor cantidad de detalles, tanto de la configuración horizontal como

vertical del terreno.

Los levantamientos catastrales comprenden los trabajos necesarios para levantar

planos de propiedades y definir los linderos y áreas de los terrenos, cultivos,

edificaciones, así como toda clase de predios con espacios libres y cubiertos, con

fines principalmente fiscales, especialmente para la determinación de avalúos y

para el cobro del impuesto predial.

Las operaciones que integran este trabajo son:

• Establecimiento de una red de puntos de control, tanto en planimetría como

en altimetría.

• Relleno de esta red con tantos de puntos como sea necesario para

elaborar un plano bien detallado.

• Confección de un plano de la población bien detallado con la localización y

dimensiones de cada casa.

• Dibujo de uno o varios puntos donde se pueda apreciar la red de

distribución de los diferentes servicios que van por el subsuelo.

27

2.3 CARACTERIZACIÓN TOPOGRÁFICA

Todo trabajo topográfico, independientemente de la importancia que tenga o de la

tolerancia permitida, requiere de la realización de un proyecto previo a su

ejecución material para prever, no solo sus pasos de ejecución y los costos del

mismo, sino también, y principalmente, las características técnicas,

instrumentación, metodología, etc. que deban tenerse en consideración para

cumplir los objetivos marcados. Lógicamente esto se puede hacer extensivo a

toda actividad y especialmente al ámbito de la técnica.

Dependiendo de la precisión requerida o del error máximo permitido, se

determinará el método de trabajo y los instrumentos adecuados para alcanzarlos.

También es sabido que, todos los instrumentos, aún los de más alta gama y más

perfeccionados, adolecen de inexactitud en sus mediciones. Además, el método

de trabajo, no está libre de errores y se da por descontado que el operador, con

sus limitaciones humanas, comete errores inevitables en las observaciones

realizadas. Por todo ello, toda operación de medida u observación que se realice,

está afectada de errores, haciendo necesario el conocimiento y aplicación de la

Teoría de Errores, que permite realizar el estudio de los mismos, determinar sus

cuantías, así como su probabilidad de suceso.

Es cometido del ingeniero, optimizar todos los recursos a su alcance, con el

objeto de elaborar las instrucciones y mecanismos necesarios para lograr el

objetivo previsto, sin sobrepasar el límite de error admitido como máximo, al que

se denomina como tolerancia.

Los errores cometidos en las observaciones topográficas tienen diferentes

procedencias, por un lado están los debidos al propio instrumento de medición o

errores instrumentales, los debidos a las condiciones de la observación,

determinados en función del método de trabajo elegido, así como de causas y

fenómenos naturales, dentro de los cuales se encuentran los debidos a la

modificación del índice de refracción originado por cambios en las condiciones

meteorológicas, y los errores personales o “ecuación del observador”, que se

asocia a las características físicas de éste, sus destrezas y técnica operativa.

28

Todos ellos tienen pautas de comportamiento diferentes, pues unos dependen de

la precisión y del grado de ajuste del aparato, otros de la metodología

seleccionada, así como del control y conocimiento que se tenga sobre los

procesos aplicados y por último el inevitable y tan difícil de determinar factor

humano. Todos ellos actúan de manera independiente pero conjunta, siendo

imposible cuantificar la parte exacta que le corresponde a cada uno en el cómputo

final del error. Por otro lado, tampoco es posible conocer el error verdadero

cometido, en cuyo caso bastaría sumárselo a la medida observada para

determinar la verdadera. Se deduce de la Teoría de Errores, que la medida

verdadera no se llega a conocer, obteniendo el valor más probable,

aproximándonos a él cuanto más preciso sea el instrumento utilizado, más estricto

sea el método de operar y más controlados estén los factores externos y

humanos.

Para la consecución de buenos resultados en los levantamientos topográficos, se

debe seguir la siguiente secuencia de actividades:

• Determinación de la red base GPS, enlazada a la red nacional del

Instituto Geográfico Militar (IGM).

• Localización y medición de poligonales, para determinar la longitud y

dirección de cada uno de sus alineaciones.

• Determinación de errores admisibles y cálculo de correcciones de la

ubicación espacial de los vértices de la poligonal.

• Levantamiento topográfico, con identificación de las obras de

infraestructura, desniveles del terreno y todos aquellos detalles que

permitan caracterizar de manera adecuada la morfología del

terreno.

2.3.1 Red Base GPS

En la actualidad, todos los trabajos de topografía, deben estar referidos a un

sistema de coordenadas, previamente seleccionado y que va a estar determinado

29

por la ubicación dentro del globo terrestre y por la entidad que rige estos temas en

cada país y que para el Ecuador es el Instituto Geográfico Militar (IGM).

La primera actividad, consiste entonces, en localizar un vértice de la red GPS del

IGM, que se encuentran distribuidos a lo largo y ancho del país y que se

categorizan como de primer orden, por el tiempo de recepción utilizado, la calidad

de los equipos y la precisión de los resultados obtenidos.

Una vez localizado el vértice más cercano, se deberán enlazar los hitos de la red

base del proyecto, por medio de recepción satelital con el método estático,

determinando de esta manera las componentes horizontales X, Y de cada uno de

estos vértices, los mismos que servirán como puntos de partida y control de los

trabajos topográficos.

2.3.2 Poligonal Base

La poligonal base está constituida por una línea exacta que sirve como referencia

para la obtención de los datos planimétricos y altimétricos de la zona atravesada

por el proyecto. El objetivo de la poligonal es proporcionar al proyecto un sistema

de coordenadas X –Y – Z, convenientemente distribuido en la zona del estudio,

para apoyar la ubicación precisa de los detalles planimétricos y altimétricos que

se consideran de interés y que pueden ser: árboles, elementos de hormigón,

postes, linderos, etc.

La ubicación en campo de esta poligonal, permitirá además la localización de los

puntos de inflexión (PB) y determinará el abscisado general del proyecto. El

método a utilizarse para la obtención de datos en campo será el de coordenadas,

los mismos que serán registrados en la memoria con que vienen provistos los

equipos electrónicos.

La poligonal base, se marcará, según las inflexiones horizontales o verticales que

presente el terreno. Cada vértice del polígono se identificará en campo por medio

de puntos de madera de sección circular o cuadrada, cuya dimensión mínima será

2,0 cm o con clavos de acero hincados en elementos existentes de hormigón.

30

Cada uno de estos puntos tendrá una estaca testigo en la cual se anotará con

pintura la denominación y la abscisa correspondiente.

Cada 1 000 m aproximadamente, los POT y/o PB de la poligonal base serán

referenciados, para lo cual se utilizarán clavos de acero hincados en estructuras

de hormigón existentes como: bordillos, aceras, patios, calzadas, tanques,

canales, pozos, etc.

Los puntos de referencia en la medida de lo posible se ubicarán fuera de la zona

correspondiente al derecho de vía o de préstamos. Los ángulos y las distancias

serán medidos con exactitud utilizando medios electrónicos. Para la medición

angular, la alineación de la poligonal base tomará como origen la dirección del

vértice inmediatamente anterior.

2.3.3 Errores Admisibles y Correcciones

El error máximo admisible en la medición de distancias será de 1 metro por cada

5 km de polígono medido, mientras que para la medición de ángulos, será de 10”

por cada uno de los vértices que conforman la poligonal base.

Para la corrección de la poligonal base, se repartirá el error angular entre todos y

cada uno de los vértices y posteriormente se ajustará la longitud remanente, en

función de la longitud de cada uno de los vectores que conforman la poligonal

base.

2.3.4 Levantamiento Topográfico Según los Equipos U tilizados

Una vez que se cuenta con una red base, materializada por medio de una

poligonal, desde cada uno de sus vértices, se inician las observaciones

topográficas, utilizando cualquiera de los métodos existentes en la actualidad.

Los levantamientos ejecutados con Estación Total y con receptores GPS, método

RTK; son considerados como tradicionales, mientras que los levantamientos

ejecutados con escáner láser, son considerados como de última tecnología. Para

31

el caso de la presente investigación, justamente se trata de comparar los métodos

tradicionales con el escáner láser y determinar los beneficios y los inconvenientes

derivados de la utilización de uno u otro método.

Para no afectar a los servicios existentes, es necesario identificar

topográficamente obras e instalaciones tanto subterráneas como aéreas, es decir:

casas, canales, redes de agua potable, canalización y transmisión eléctrica; se

determina claramente la sección de las obras de drenaje y riego, se levantan a

detalle las obras de entrada y salida de alcantarillas, pozos de revisión, colectores

y estructuras de riego.

Para los casos de intersección de proyecto en estudio con carreteras existentes y

con líneas férreas, se ampliará la faja topográfica de acuerdo a la importancia de

éstas, de tal manera que se puedan proyectar las obras necesarias para canalizar

el tránsito.

El levantamiento topográfico para puentes, es a detalle, de manera que se

puedan obtener curvas de nivel a intervalos de 0,50 m y comprende una zona de

100 m aguas arriba y 100 metros aguas abajo del eje del proyecto y 200 m antes

y después del cruce del río, cubriendo un área de 8 ha. Para este levantamiento

se levantarán perfiles transversales al cauce del río, localizados en intervalos de

10 m entre uno y otro. A más de los perfiles que sea necesarios según los

requerimientos del especialista hidráulico.

El eje del polígono base, se estacará por el terreno natural, bajo la estructura del

puente, ubicándose los detalles de máxima crecida, borde superior, borde inferior

y fondo del río, nivel de agua y todos aquellos detalles que permitan realizar el

diseño de un nuevo puente o la ampliación del existente.

A más del levantamiento topográfico de la zona de implantación se efectuará el

levantamiento tridimensional a detalle tanto de la estructura como de la

infraestructura de los puentes.

32

Para las obras de drenaje, se realiza el levantamiento topográfico para proyectar

las soluciones requeridas., para esto se identificarán: ubicación, longitud de la

obra, obras complementarias a la entrada y salida y posibles obras de

encauzamiento. También se ejecutarán levantamientos topográficos para la

reposición de obras de riego tales como sifones y pasos de agua.

Es necesario hacer constar en los levantamientos topográficos todos los cauces

fluviales que crucen el eje del proyecto.

2.3.4.1 Levantamiento Topográfico con Estación Tota l

El método tradicional más empleado en los últimos años, se lo ejecuta utilizando

Estaciones Totales, se registran los datos electrónicamente en la memoria interna

de que vienen provistos estos equipos, su principal ventaja es que funciona en

terrenos con frondosa cobertura vegetal, aunque se requiere un trabajo previo de

desbroce, la principal desventaja es que no trabajan en presencia de neblina,

lluvia y se requiere visual directa entre el equipo y los prismas, aunque

actualmente estos equipos cuentan con un rayo láser que no requiere la superficie

del prisma para el rebote de la señal de luz que emiten, se debe tomar en cuenta

que este rayo láser requiere de superficies de colores claros y libres de

vegetación para obtener buenos resultados.

Una vez localizada en campo la poligonal base y realizadas las correcciones tanto

en sus componentes horizontales como vertical, se procede al levantamiento del

relleno topográfico, de la zona a ser intervenida.

La obtención de datos para la caracterización de la faja topográfica, se la realiza

sea de forma radial o por medio de perfiles perpendiculares a la poligonal base, y

se va recolectando la información punto por punto, una a uno, de manera que a

cada punto levantado, se le debe incluir una descripción correspondiente.

Solamente en caso de que la pendiente transversal del terreno sea tan

pronunciada que presente dificultad en la utilización de la estación total o bien en

el caso de que el retiro de vegetación existente conlleve una impacto significativo

sobre los ecosistemas presentes, en este método se pueden obtener datos por

33

medio de perfiles caracterizados con la utilización de clinómetro y/o nivel de

mano.

El resultado del levantamiento topográfico, es un conjunto de datos, con un

formato tal que registra el número de punto, las coordenadas norte y este, el valor

de cota o altura sobre el nivel del mar y su código, que describe el elemento

levantado topográficamente.

Este registro de datos se lo transfiere desde la memoria del equipo, vía cable o de

manera inalámbrica a un computador, en el cual se puede reorganizarlos,

ajustarlos, en una hoja electrónica o en un block de datos, el tipo de archivo más

utilizado es el CSV o el TXT. Estos formatos finalmente, permiten graficar los

puntos en un programa de diseño asistido por computador tipo CAD y

posteriormente se debe procesarlos, hasta obtener el modelo digital del terreno

(MDT)

Un ejemplo del registro gravado en una Estación Total y transferido al computador

en el programa Excel, se presenta en la siguiente figura:

FIGURA 6 Registro de datos obtenidos con Estación T otal

34

Como se puede ver en la Figura 6, en la columna se numera cada uno de los

registros, en la columna B, se colocan los registros de la coordenada norte, en la

columna C los valores de la coordenada este, en la columna D se presentan los

valores de cota o altura sobre el nivel del mar y en la columna E se ubica la

descripción de cada punto, es decir un código que representa la ubicación del

punto levantado en campo.

Este archivo con extensión CSV, el cual no es más que un formato de texto, que

presenta la información en columnas. Este archivo no debe tener líneas ni

subrayados, ni negrillas, debe ser lo más sencillo tal como se muestra en la Fig. 6.

Este formato puede ser tomado directamente por cualquier programa de diseño

de ingeniería y representar gráficamente la ubicación geoespacial de cada punto,

como el ejemplo que se representa en la figura siguiente:

FIGURA 7 Formato de puntos obtenidos con Estación T otal

En la figura 7, se observan los puntos transferidos de la Estación Total al entorno

DWG, se observa el punto representado por el símbolo de la X y un círculo, en

35

rojo en la parte superior se presenta el número del punto, en amarillo al centro, el

valor de la cota y en verde en la parte inferior, el código o descripción.

En la figura, se pueden observar las siguientes descripciones y sus significados:

BC = borde de camino

TOP = punto de altimetría o topográfico

MURO = vértice de un muro existente

La secuencia de puntos con igual código, permite unirlos por medio de una línea

que va delimitando la figura de los accidentes topográficos, de los elementos

arquitectónicos y estructurales presentes en el sitio del estudio.

Y el software de diseño, permite la interpolación de las alturas de los puntos,

hasta obtener la configuración de las curvas de nivel que determinan el modelo

digital del terreno.

2.3.4.2 Levantamiento Topográfico con Receptores GP S, Método RTK

Debido a las condiciones climáticas, la presencia de obstáculos que impiden la

visibilidad, la ausencia de luz natural y además, buscando disminuir la utilización

intensiva de mano de obra, se ha desarrollado el uso de receptores GPS, en

modo RTK, para la caracterización topográfica de los sitios en los cuáles se

implantarán los proyectos.

Los limitantes para los levantamientos topográficos con Estación Total, no lo son

para el sistema RTK; únicamente la presencia de vegetación con altura superior a

los 2 metros y el ingreso a zonas cubiertas por estructuras, representan un

obstáculo insalvable para los levantamientos RTK.

Los datos obtenidos en campo por este sistema, se registran en una colectora de

datos que para este estudio es una Carlson - SurvCE 2, nombres que

corresponden a la marca de la colectora y al programa que permite la operación

de los receptores, el registro de los datos de campo y la transferencia a otros

medios como los computadores para el siguiente paso en el proceso.

36

FIGURA 8 Pantalla inicial para ingreso al SurvCE 2

El proceso inicia con el encendido de los receptores y de la colectora, la primera

pantalla en el SurvCE 2, la cual presenta dos opciones: Continuar Último Trabajo

y Trabajo Nuevo/Existente. (Fig. 8).

En la Fig. 9, se presenta la pantalla del SurvCE, que presenta el manejo de

carpetas y las opciones con que se cuenta para este trabajo. La carpeta Fichero

(Fich), tiene 10 opciones, con las cuáles se ejecutan las siguientes actividades:

FIGURA 9 Manejo de tareas

37

1. Trabajo: Se elige la carpeta en la cual se van a grabar los datos obtenidos

en campo.

2. Ajustes de Trabajo: Se seleccionan los parámetros bajo los cuales se

desarrollan las mediciones como son: unidades de medición de distancias,

angulares; origen de medición de los azimutes, Proyección y Datum para la

determinación de coordenadas, precisión en las mediciones, etc.

3. Lista de Puntos: Se puede revisar los puntos grabados en la colectora en el

trabajo que se está operando.

4. Observaciones: Se verifica los satélites de los cuales se está recibiendo

señal en ese momento.

5. Lista de códigos: Se ingresa y se editan los códigos que se utilizan en los

levantamientos.

6. Transferencia: Se ingresa al menú para transferir los archivos de la

colectora al computador.

7. Importar/Exportar: Se ingresan a las opciones para importar archivos de

otros equipos como estaciones totales y computadores.

8. Borrar trabajos: Se pueden borrar los trabajos transferidos y que ya no se

usarán, para liberar espacio de memoria.

9. Añadir notas: Permite añadir notas de texto a los levantamientos

topográficos que describan los trabajos realizados.

10. Salir: Opción para cerrar el SurvCE 2 y salir del programa.

Un ejemplo de los registros gravados en una colectora Carlson, se presenta en la

Fig. 10:

38

FIGURA 10 Registro de datos obtenidos con GPS (RTK)

Una vez terminados los trabajos de campo se transfieren los datos al computador

y se tiene un registro similar al que se presenta en la figura 11, que se presenta a

continuación.

FIGURA 11 Registro de datos obtenidos con GPS (RTK ) descargados en Excel

39

2.3.4.3 Levantamiento Topográfico con Escáner Láser

El escaneado láser describe un método mediante el cual una superficie se

muestrea o escanea usando tecnología láser. Se analiza un entorno u objeto real

para tomar datos sobre su forma y, posiblemente, su apariencia (por ejemplo el

color). Los datos capturados pueden ser utilizados más tarde para realizar

reconstrucciones digitales, planos bidimensionales o modelos tridimensionales,

útiles en una gran variedad de aplicaciones.

La ventaja del escaneo láser es el hecho de que puede tomar una gran cantidad

de puntos, con una alta precisión, en un período de tiempo relativamente corto.

Es como tomar una fotografía con información de profundidad. Y al igual que en

el caso de la fotografía, los escáneres laser son instrumentos de línea de vista.

Por tanto, es necesario realizar múltiples capturas desde diferentes estaciones

para garantizar una cobertura completa de una estructura.

En un principio, los escáneres láser eran de corto alcance y se utilizaban

principalmente en el diseño automatizado e industrial para facilitar el Diseño

Asistido por Computador CAD.

Esto ayudó a la producción en masa, sin embargo, otros campos han sido

explotados como consecuencia de la constante evolución tecnológica. Los

escáneres láser de medio alcance fueron desarrollados para la industria

petroquímica, a partir de lo cual fue posible gestionarla en un modelo

tridimensional.

Otras disciplinas como el patrimonio cultural, la arquitectura, el desarrollo

urbanístico, la medicina forense, la industria del entretenimiento y por supuesto a

agrimensura y la topografía, están empezando a adoptar esta tecnología, gracias

a las ventajas obvias del escáner láser: la inexistencia de contacto en las

mediciones, la alta precisión, el largo alcance, la rápida adquisición de datos.

El láser se usa en una gran variedad de aplicaciones, en las que se cuentan:

científicas, militares, medicina y comercio, todas ellas desarrolladas desde la

40

invención del láser en 1958. La coherencia, la alta monocromaticidad, y la

capacidad de alcanzar potencias extremas son propiedades que permiten

utilizarlo en estas aplicaciones especializadas. Por tanto, la luz láser debe ser

manejada con precaución extrema y se estima fundamental conocer los distintos

tipos de láser.

• Clase 1. Son seguros en condiciones de utilización razonablemente

previsibles, incluyendo el uso de instrumentos ópticos para visión intrahaz.

• Clase 1M. Son seguros en condiciones de utilización razonablemente

previsibles, pero pueden resultar peligrosos si se emplean lentes con su

haz.

• Clase 2. Láseres que normalmente producen un reflejo ciego para proteger

el ojo. Esta reacción puede proporcionar la adecuada protección en

condiciones de utilización razonablemente previsibles. Sin embargo, la

visión de la salida del haz puede ser peligrosa si el usuario emplea lentes

con el haz.

• Clase 3R. Láseres potencialmente peligrosos cuando se produce visión

directa interhaz, aunque el riesgo es menor que los los láseres 3B.

• Clase 3 B. Normalmente son peligrosos si ocurre exposición directa

interhaz, aunque la visión de reflexiones difusas es normalmente segura.

Generalmente esta clase de láser no es recomendable en trabajos de

campo.

• Clase 4. Si se observan directamente causarán daños en los ojos o en la

piel. Los láseres de esta clase también pueden producir reflexiones

peligrosas, esta clase de láser no es recomendable en trabajos de campo.

Los usuarios del sistema de escaneo láser, deben estar siempre conscientes de la

clase de láser del instrumento que van a utilizar. Particularmente, el usuario debe

estar seguro que está utilizando de la clasificación correcta.

Precauciones particulares y procedimientos a tener en cuenta en topografía,

alineación y nivelación, relevantes para los escáneres láser son:

41

• Sólo el personal calificado y preparado debe ser asignado para instalar,

ajustar y utilizar el escáner láser.

• Las áreas donde se utilizan estos láseres, deberían señalizarse con los

rótulos de advertencia apropiados.

• Deberían tomarse precauciones para asegurarse que el personal no mira el

haz (de manera prolongada e interhaz que puede resultar peligroso). La

visión del haz a través de instrumentos ópticos, también puede resultar

peligrosa.

• Deben tomarse precauciones para garantizar que el haz láser no se dirige

a superficies espectaculares tipo espejo de manera intencionada.

• Cuando el equipo láser no está en uso debe guardarse en un sitio en

donde el personal no autorizado no tenga acceso.

• Debe utilizarse equipamiento láser especial, a prueba de explosiones, en

entornos con peligro potencial de explosión. (p. ej. plantas petroquímicas,

minas).

Cada nube de puntos producida por un escáner láser, contiene un considerable

número de puntos que presentan errores fuera del rango de precisión admisible.

Si el producto entregado es una nube de puntos, la precisión no se puede

garantizar de la misma manera que con instrumentos topográficos

convencionales. Se han publicado varios artículos sobre ensayos de precisión

con escáneres láser ([11-15]). i3 mainz, parte de la University of Applied Sciences

de Mainz y del Institute of Geodesy and Photogrammetry de Swiss Federal

Institute of Technology Zurich [16].

Las fuentes de error en los escáneres láser, se dividen en cuatro categorías, para

poder describirlas de manera sistemática: errores instrumentales, errores

relacionados con el objeto, errores por el entorno y errores metodológicos.

Los errores instrumentales pueden ser sistemáticos o aleatorios y se deben al

diseño del escáner. Como lo escáneres miden la reflexión del haz de láser sobre

la superficie, debemos tratar con las leyes físicas de la reflexión y las propiedades

ópticas de los materiales.

42

Los errores del entorno, están relacionadas directamente con las condiciones

ambientales al momento del escaneo. La temperatura dentro del escáner puede

ser bastante más alta que la temperatura de la atmósfera de alrededor del equipo

debido al calor interno o al calor resultante de la radiación externa (p. ej. el sol).

No solo la temperatura del instrumento es importante, sino también la temperatura

de la superficie escaneada, cuando esta mantiene alta temperatura, como por

ejemplo en una instalación industrial, la radiación causada por las superficies

calientes de fondo reduce la señal ruido y, por tanto, la precisión en las

mediciones.

Los escáneres láser solo funcionan adecuadamente cuando se utilizan en un

cierto grado de temperatura. Incluso dentro de ese rango se pueden observar

desviaciones en la distancia.

Como en todas la operaciones de medición de distancias, lo errores provienen

principalmente de las variaciones atmosféricas de temperatura presión y

humedad.

Los errores metodológicos se deben al método topográfico seleccionado o a la

experiencia de los usuarios con esta tecnología. Por ejemplo, si el usuario

establece una densidad de malla más alta que la precisión por punto del escáner,

el escaneo estará sobremuestreado. Los posibles errores que se cometen en la

fase de registro o consolidación, también se enmarcan en esta categoría.

Para la ejecución de los trabajos topográficos con el escáner, al menos se

deberán realizar las siguientes actividades:

• Planificación

Al momento, no hay ningún proceso estándar para la preparación de un escaneo

láser terrestre, sin embargo, la planificación debe seguir como mínimo los

siguientes puntos:

43

- Determinación de objetivos

Uno de los puntos claves para un proceso de escaneo es determinar las

necesidades del cliente, para lo cual debemos contestar claramente las siguientes

preguntas: ¿Porqué el cliente quiere caracterizar esa zona y para qué va a utilizar

los datos obtenidos?. ¿Qué resultados necesita?

- Análisis del área a levantar

Recopilar la mayor cantidad de información del área a documentar, nos da una

idea clara de la complejidad y del tiempo necesario para llevar a cabo la tarea. La

resolución requerida y la precisión esperada, están condicionadas por la escala

del levantamiento

- Determinación de las posiciones óptimas del escáner láser

Una vez recopilada la información del sitio a levantar, y elegido el escaneo láser

como la mejor técnica para el trabajo, hay que planificar el emplazamiento del

equipo. Las posiciones óptimas deben seleccionarse de manera que garanticen

una máxima cobertura y precisión, y al mismo tiempo, se minimice el número de

posiciones de escaneo.

- Determinación de las posiciones óptimas de los puntos de referencia

Junto a las posiciones óptimas del escáner, los tipos de puntos de referencia y

sus posiciones y/o configuración geométrica también son importantes. Los puntos

de referencia se usan principalmente para registrar los escaneados realizados

desde diferentes posiciones. Uno de los puntos más importantes para los puntos

de referencia es que deben estar distribuidos lo más ampliamente posible, no

solamente en las direcciones de los ejes X e Y, sino también en la dirección del

eje Z.

44

- Gestión de los datos

Es importante planificar la gestión de los datos escaneados, pues un proceso de

escaneo ocupa un espacio de 140 Mb, con una media de 20-30 escaneos diarios,

se requieren 7 Gb de espacio de almacenamiento diariamente, para datos crudos.

• Trabajo de campo

- Preparación del levantamiento

La fase de preparación del levantamiento incluye la toma de decisión de la técnica

de registro a usar. Estas técnicas se pueden dividir en tres categorías: registro

mediante resección de referencias escaneadas, registro mediante

estacionamiento en puntos de referencia conocidos y registro utilizando

constreñimientos punto a punto.

- Estacionamiento del escáner

El estacionamiento de un escáner, sigue básicamente los mismos pasos que para

una estación total: montaje del trípode, sujeción del escáner al trípode, nivelación

del escáner,

FIGURA 12 Plantada de un escáner láser

45

- Conexión del escáner

Los pasos que se deben seguir son los siguientes: conectar la batería, quitar la

tapa del lente del escáner y desbloquearlo, encender el escáner y esperar a que

se caliente, abrir el programa de control del escáner e iniciar la conexión.

FIGURA 13 Control completo integrado en el escáner láser RIEGL VZ-400

- Ajustes del escáner

Cuando el programa de control del escáner ha establecido la conexión con el

escáner, hay que especificar los parámetros que se van a usar en el proceso.

- Definición del área a escanear

Aunque la mayoría de escáneres actuales, pueden registrar 360 grados, e

ocasiones es necesario definir la parte del terreno que se requiere escanear.

46

FIGURA 14 Selección de ángulos para definir las ár eas a escanear

- Resolución

La cuestión clave cuando se usa un escáner es elegir la correcta resolución. La

resolución se define como la distancia entre dos puntos medidos

consecutivamente, para de esta manera determinar la densidad de puntos de la

nube. La resolución queda determinada por el detalle de menor tamaño que se

necesita reconocer en el resultado final. Por tanto, está determinado relacionado

con la escala del resultado.

- Filtrado inicial

Mientras se escanea, los datos pueden depurarse, utilizando filtros primarios, a

veces también llamados filtros de hardware. Para ello existen diferentes

opciones: filtrado por distancia, por el valor de la reflectividad, o una combinación

de ambos, que vienen cargados como opciones en el software del equipo.

47

• Toma de datos

Una vez que se ha determinado el campo de visión y se ha fijado la resolución

más adecuada, se puede empezar a escanear.

- Escaneado de puntos de referencia

Cuando se utilizan puntos de referencia para registrar las nubes de puntos, estos

puntos se pueden etiquetar y medir con mucha precisión.

Los puntos de referencia o dianas, están hechas de un material altamente

reflectante, su factor de reflectibilidad es mucho mayor que el de su alrededor, lo

que permite una fácil localización en el proceso de escaneo.

FIGURA 15 Tipos de dianas o puntos de referencia

Una vez conocidas la posición aproximadas de las dianas, escanean con una

resolución muy alta.

Una parte del proceso de escaneado es tomar los datos de ubicación de las

dianas con una estación total, realizándose una triangulación o una poligonación

para minimizar los errores.

48

FIGURA 16 Ubicación de dianas en el proceso de esca neo

- Escaneado de la superficie del proyecto

El proceso de escaneado es totalmente automático, tras apretar el botón de

control en el programa de manejo del escáner o directamente en el teclado de

control, este gira al punto de inicio y comienza el barrido de puntos o toma de

datos.

Estos puntos se almacenan en la memoria interna del equipo o bien en un

dispositivo de memoria externo, Lo puntos escaneados se visualizan

directamente en tres dimensiones en la pantalla del equipo y dan una visión clara

del área trabajada.

En el programa de control del escáner, la definición de la zona de escaneo y los

parámetros de los ajustes, pueden programarse, de tal manera que se pueden

escanear múltiples regiones de forma consecutiva con diferentes resoluciones.

Se puede crear un formato, de manera que se realice el escaneo en ciertas áreas

específicas, con mayor resolución, mientras el equipo está trabajando, de modo

que los elementos mejor definidos, sean utilizados en el registro.

Según la resolución elegida y el área escaneada, el proceso puede durar entre 2 y

120 minutos, e incluso más. Durante este tiempo es importante tomar datos del

levantamiento, o hacer un croquis del entorno, si no se lo hizo en la etapa de

49

planificación. El croquis y las notas del levantamiento deberían mostrar y

describir las zonas escaneadas, las posiciones de los puntos de registro o dianas

numeradas y los sitios en que se estacionó el escáner, así como las condiciones

externas específicas que puedan influenciar el escaneo y los ajustes establecidos.

FIGURA 17 Resultado del proceso de escaneo en un ta lud del Paso Lateral de Ambato

- Comprobación de la captura de datos

Es muy importante comprobar en campo que el escaneo está completo, cuando el

proceso haya concluido. Si detectamos la presencia de una zona sin escanear

cuando estamos ya en la oficina, provoca una nueva visita al campo, elevando los

costos operativos del proyecto.

• Preparación de datos

En la oficina, los datos de campo se comparan con los croquis, las notas y las

fotografías obtenidas en el sitio del proyecto, Es aconsejable trabajar con una

copia de los registros de escaneo, almacenando los archivos originales como

copas de seguridad. En tareas de almacenamiento, es importante que el formato

del archivo sea fácilmente accesible y reconocible.

Si se puede acceder al archivo directamente sin decodificación, después se podrá

convertir a cualquier otro formato legible con un programa específico. El fichero

50

debe contener los datos en el formato más rudimentario y siempre se deben

añadir los metadatos a las copias de seguridad.

Antes del procesamiento de la nube de puntos, los escaneados afectados por

condiciones ambientales extremas o los escaneados erróneos ocasionados por

fallos humanos se eliminan del conjunto de datos. Las nubes no eliminadas,

deben ser priorizadas según “las mejores vistas” El orden de prioridad se

establece a partir de los croquis y de las notas de campo.

En algunos casos, también hace falta limpiar las nubes de puntos antes de ser

registradas. Cuando las dianas se han colocado demasiado lejos del escáner, o

cuando las condiciones ambientales son muy malas, los escaneados a alta

resolución de los puntos de referencia, pueden estar llenos de ruido. Este ruido

se debe eliminar antes del registro, ya que, en caso contrario, se afectará a la

precisión del registro.

• Registro y georeferenciación

En la mayoría de casos, el área a escanear es demasiado grande, para ser

realizada desde una única posición. Entonces, se necesitan varias plantadas del

escáner (Fig. 10). Cada plantada está definida en el sistema de coordenadas del

escáner. Para poder alinear varias posiciones del escáner, es necesario saber la

situación y la orientación exacta del equipo en un sistema de coordenadas

externo local o global.

FIGURA 18 Posiciones del escáner y registro de los datos

51

El resultado de la captura de un escáner es una gran cantidad de puntos en el

espacio, cada uno con unas coordenadas X, Y, Z (Fig. 17). Un valor de

reflectividad, e incluso información del color en forma de valores RGB (rojo, verde

y azul).

La nube de puntos se puede representar dibujando todos los puntos en la

pantalla, pero esto conlleva una impresión caótica y el usuario puede tener

dificultades para reconocer las estructuras en la nube. Cuando cada punto se

muestra con su valor de reflectibilidad o color, el conjunto de toda la estructura se

entiende mejor.

El escáner toma una escena en filas y columnas, entonces una manera de

representar una nube de puntos de una manera muy simple es un mapa de

profundidades. Un mapa de profundidades es una estructura de forma matriz

(2D) en la que cada pixel representa la distancia del punto 3D al escáner en forma

de un valor de escala de grises.

FIGURA 19 Nube de puntos con color

52

- Modelado 2D directo a partir de las nubes de puntos

Hacer modelos 2D directamente, a partir de la nube de puntos, es una cuestión de

interpretación humana, a través de programas de formato CAD como Autocad o

Microstation. Un interfaz especial permite al usuario cargar una gran cantidad de

nubes de puntos para procesarlas con las herramientas CAD estándar.

Programas comunes para esta tarea son; CloudWorx, Kubit, PointCloud, etc.

Las secciones transversales, perfiles, planos y elevaciones se pueden generar

tomando un corte fino de la nube de puntos y proyectando todos esos puntos

sobre un plano. Luego el usuario tiene que dibujar manualmente y conectar los

puntos creando líneas, arcos, etc. El dibujante hace una interpretación de las

esquinas y detalles más pequeños que la resolución del escáner.

Esto es una tarea difícil y precisa que en general toma un tiempo considerable.

La persona que realiza esta tarea debe tener un conocimiento de la zona del

proyecto, o bien tener un buen registro fotográfico a su disposición, para hacer las

interpretaciones correctas.

FIGURA 20 Nube de puntos y fotografías para interpr etación de detalles

53

- Modelado 3D directo a partir de las nubes de puntos

El proceso final de un modelado en 3D es una malla de una superficie.

Conectando todos los puntos de la nube con pequeños triángulos, se genera un

modelo de superficie o malla. Esta malla es una interpolación de los puntos

tridimensionales creando una representación completa de la superficie. Para

crear un modelo de calidad, se deben seguir los siguientes pasos:

• Limpieza de datos

• Mallado/Triangulación

• Eliminación de vacíos

• Optimización de la malla

FIGURA 21 Representación gráfica del mallado/triang ulación 3D

- Modelado 2D indirecto a partir de las nubes de puntos

El modelo 2D indirecto, significa que se pueden obtener dibujos 2D a partir de

objetos 3D modelados u objetos mallados. Esta técnica es útil cuando se tienen

que hacer muchas secciones transversales, por ejemplo una sección a cada

centímetro para crear un mapa con curvas de nivel.

54

La modelización 2D requiere de una fase de modelado 3D, una vez que se ha

creado el modelo, se puede cortar por planos, para crear secciones transversales.

La interpolación de áreas entre puntos medidos se hace de manera automática en

la fase de modelado y no requiere que sea realizado por el operador.

FIGURA 22 Secciones transversales y curvas de nivel obtenidas a partir de un escaneo

• Control de calidad y entrega de resultados.

La calidad de los levantamientos con escáner láser necesita una consideración

cuidadosa durante el proceso de medición y procesamiento. Cada vez que se

estaciona el escáner para tomar datos (antes, durante y después) ciertos

elementos de los datos deberían inspeccionarse y contrastarse con los resultados

esperados o predichos. Además de estos factores, el operador del escáner debe

55

comprobar otros factores como que exista recubrimiento suficiente, la distribución

de los puntos con la resolución requerida, fotografías referenciadas con una

cámara de alta resolución, correcta localización de los puntos de referencias o

dianas retro reflectantes y de dimensiones adicionales que pudieran ser muy

útiles en futuras etapas de procesamiento.

La calidad comienza con un completo conocimiento de las especificaciones del

proyecto. Este conocimiento permite la correcta selección del escáner, la

resolución, el método apropiado de registro, etc. Por ejemplo, elegir un escáner

que no tiene suficiente alcance, no usar las dianas suficientes, ni los

emplazamientos necesarios, no permitir un solape apropiado, y lo que es lo más

importante, si la resolución no es la correcta, afectarán definitivamente a la

calidad del producto final.

La documentación adecuada en campo, asegura que los datos se archiven con

una calidad óptima. Los croquis de apoyo, las fotografías de referencia y las

comprobaciones de varias dimensiones podrán utilizarse en futuras fases del

proceso.

El objetivo, generalmente debería ser conseguir una precisión en los resultados

del registro varias veces menor que la precisión final requerida. Teniendo esto en

cuenta, hay muchos elementos que podrían tener efecto en la precisión; así pues,

lo mejor es intentar conseguir los mejores resultados posibles en el registro.

56

CAPITULO III

3. PROCESO DE OBTENCIÓN DE DATOS

3.1 ENTORNO

El proyecto materia del presente estudio, se localiza en la Provincia del

Tungurahua, Cantón Ambato. Recorre la zona oriental de la ciudad, uniendo los

extremos norte y sur constituyéndose en una vía de descongestionamiento, que

facilita el tránsito de vehículos que no requieren ingresar a la ciudad de Ambato.

El proyecto fue inaugurado en el año 2003, es una vía rápida y consta de cuatro

carriles, dos para la circulación en cada sentido, un carril de servicio, un parterre

central que contiene el sistema de iluminación y bordillos laterales a todo lo largo

de la vía, tal como se muestra en la figura 23.

FIGURA 23 Vista panorámica de la sección de la vía del Paso Lateral de Ambato

57

El proyecto contiene además un puente circular sobre el río Ambato, de

aproximadamente 220 m de longitud, con estructura de hormigón.

Entre las abscisa 3+300 y 10+395,578, para la conformación de la vía, fue

necesario ejecutar un corte hasta llegar a la cota de la rasante del proyecto. Este

corte creó un talud que al poco tiempo, y debido a los materiales que lo

conforman, así como a la presencia de fuertes vientos en la zona, que producen

efectos erosivos en el suelo de los taludes, originaron inestabilidad, generando

caída de materiales e incluso pequeños bloques a la calzada, llegando a poner en

riesgo la integridad física de los vehículos que circulan por el sector y de sus

ocupantes.

La altura de los taludes es variable y va desde 3 m al inicio del proyecto hasta

más de 100 m en el sector del puente sobre el río Ambato, terminando

nuevamente en 3 m al final de la zona estudiada. La inclinación de estos taludes,

origina un alto riesgo para el personal de campo en caso de ejecutar la

caracterización topográfica por métodos tradicionales, razón por la cual se decidió

utilizar un escáner láser para la ejecución de los trabajos topográficos.

3.2 PLANIFICACIÓN

Para poder cumplir con el objetivo general que se persigue con esta investigación,

se procederá a la obtención de datos de campo con el escáner láser, con estación

total y con receptores GPS, siguiendo un procedimiento que para todos los casos,

garantice que los resultados obtenidos sean óptimos, evitando la pérdida de

precisión en los trabajos preliminares que evidentemente redundarían en los

resultados finales de los levantamientos topográficos.

El trabajo de campo se iniciará con el enlace del proyecto a la red nacional del

IGM, para lo cual se seleccionará un vértice de dicha red, cercano y de por lo

menos 2do, orden de precisión. A continuación, se realizará el enlace por medio

de recepción satelital GPS, método estático de por lo menos 4 vértices de la red

base del proyecto y posteriormente se enlazarán con recepción satelital, método

RTK, los vértices restantes de la red base del proyecto.

58

A partir de estos hitos GPS, se desarrollará una poligonal cerrada y corregida,

cuyos datos serán los que se utilicen para los levantamientos topográficos, tanto

con el escáner láser como con los métodos tradicionales.

Los datos obtenidos en campo, serán procesados con software específico como:

Spectrum Survey para la descarga y procesamiento de la información adquirida

con los receptores GPS, Prolink para la descarga de los puntos obtenidos con

Estación Total, Riscan Pro para el registro de la información del escáner, Y

Autodesk Land Development Companion 2009 para el procesamiento de la

información topográfica, generación de curvas de nivel, elaboración de secciones

transversales y finalmente para la producción de los planos topográficos que se

presentan en el ANEXO 4 del presente trabajo de investigación.

3.3 GEOREFERENCIACIÓN DEL PROYECTO

Con el empleo de nuevas técnicas de posicionamiento, en especial la

constelación GPS, (Sistema de Posicionamiento Global, creado por el

Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD)) se hace necesario

disponer de un sistema para posicionar una situación geográfica con referencia a

un Datum Universal , con cobertura en toda la superficie terrestre, evitándose así

la “territorialidad” del resto de Datum existentes.

Para ello fue creado el sistema WGS-84 (World Geodetic System, Sistema

Geodésico Mundial). Las coordenadas que se obtienen de la constelación de

satélites pueden ser cartesianas en el espacio respecto al centro de masas de la

Tierra (X, Y, Z).

El presente trabajo, debido a que mantiene como objetivo comparar los resultados

topográficos alcanzados con dos métodos diferentes, debe garantizar la absoluta

coincidencia en los puntos de partida para los métodos analizados, de manera

que no se creen falsos errores por una mala superposición gráfica de resultados

obtenidos. Entonces, es imprescindible que el proyecto sea georeferenciado,

para lo cual es necesario, previamente contar con una red de vértices

comprobados tanto en sus componentes horizontales como en su componente

59

vertical. Esta red base para el caso del Ecuador, debe estar enlazada al sistema

nacional del Instituto Geográfico Militar (IGM).

La red base de control topográfico está constituida por hitos ubicados a lo largo de

la zona del proyecto y la proyección seleccionada para la determinación de

coordenadas del proyecto es la U.T.M. y el Datum el WGS-84.

3.3.1 Enlace a la red GPS del IGM

Para iniciar el trabajo, se procedió a identificar un vértice GPS de la red nacional

del IGM en la zona del proyecto, encontrándose en el parque Juan Montalvo de la

ciudad de Ambato, el más cercano y con mejores características de precisión. En

el ANEXO 3 de este trabajo, se puede encontrar la monografía preparada por el

Instituto Geográfico Militar, con los datos característicos y la ubicación del vértice

denominado “Juan Montalvo”.

El punto de control elegido para el enlace es parte de la red Gravimétrica, por

tanto, cuenta con cota geométrica lo que garantiza los resultados obtenidos en lo

que se refiere a la componente vertical de la red base topográfica y fue utilizado

para los enlaces tanto horizontal como vertical con la red nacional del IGM. La

determinación de coordenadas de los vértices de la red base de Topografía, se

realizó con la utilización de receptores GPS Sokkia GSR 2700 ISX de doble

frecuencia, por el método estático.

FIGURA 24 Posicionamiento GPS en el vértice Juan M ontalvo (Ambato)

60

Desde el hito base, se trasladaron coordenadas, hasta los vértices: PLA-1,

localizado en la margen izquierda, al inicio del puente sobre el río Ambato; PLA-

4, ubicado en la losa de una casa en la parte superior del talud, en los

alrededores de la abscisa 3+346, al inicio del proyecto; PLA-5 materializado en la

losa de una casa en el barrio Los Tres Juanes, bastante cerca de la torre de

transmisión existente en el sector y finalmente el PLA-6, construido en la losa de

una casa emplazada en la parte alta del talud en la zona final del proyecto,

correspondiente a la abscisa 10+320.

El equipo utilizado según fabricante tiene precisión centimétrica y se han cumplido

los parámetros de 5 satélites emitiendo señal de manera simultánea para cada

uno de los sitios del posicionamiento GPS ejecutado y al menos por un período de

una hora de manera ininterrumpida.

3.3.2 Red GPS base del proyecto

La red GPS base, está constituida por varios vértices, establecidos por medio de

clavos de acero hincados en elementos de hormigón simple existentes de la zona

del proyecto, como son: aceras, bordillos, alcantarillas, tapas de cajas de

revisión, losas de casas, etc.

La determinación de coordenadas de estos vértices se realiza por medio de

posicionamiento geosatelital, utilizando receptores de precisión centimétrica. A

partir de los puntos cuyas coordenadas se definieron por el método estático,

descritos en el numeral anterior, se enlazaron el resto de vértices de la red base,

utilizando los mismos receptores GPS de doble frecuencia, pero con el método

RTK. Los puntos determinados por este sistema son: PLA-2, PLA-3, PLA-7, PLA-

8, PLA-9, PLA-10, PLA—11, PLA-12, PLA-13, PLA-14, PLA-15, PLA-16, PLA-17;

todos ellos ubicados en los bordillos izquierdo, derecho o bien en el parterre

central del paso lateral.

Los datos característicos de cada uno de los vértices de la red base de topografía,

se presentan en el Cuadro. 1, mostrado a continuación y su representación

61

gráfica se puede observar en los planos, mostrados en el ANEXO 4 de este

documento.

CUADRO 1 Coordenadas de la red base de Topografía

PASO LATERAL AMBATO

Red Base de Topografía Vértices GPS (WGS-84)

PUNTO NORTE ESTE COTA DESCRIPCION

1 9862583.412 763812.366 2575.910 IGM

2 9862885.379 767097.926 2384.068 PLA-1

3 9864874.257 769612.838 2547.783 PLA-2

4 9860674.481 766813.861 2608.178 PLA-3

5 9864724.863 769499.838 2559.592 PLA-4

6 9863116.133 767698.791 2557.407 PLA-5

7 9860898.800 767206.324 2611.479 PLA-6

8 9862863.434 767035.844 2385.419 PLA-7

9 9862742.798 768135.637 2365.030 PLA-8

10 9862749.552 768193.744 2366.631 PLA-9

11 9862767.341 768123.888 2364.852 PLA-10

12 9862796.916 768202.327 2396.509 PLA-11

13 9863265.165 768867.110 2432.098 PLA-12

14 9863268.609 768937.750 2441.049 PLA-13

15 9864297.238 769339.536 2509.624 PLA-14

16 9864321.319 769345.878 2511.130 PLA-15

17 9864855.896 769618.819 2546.800 PLA-16

18 9862402.489 767262.859 2420.134 PLA-17

Fuente: Información de campo del Paso Lateral de Ambato Wilfrido León C.

Con esta información queda conformada la red base GPS y a partir de estos

datos se realizan todos los trabajos topográficos en el proyecto.

62

3.4 POLIGONAL BASE

Los trabajos topográficos longitudinales, normalmente presentan errores de tipo

acumulativo, por lo que es imprescindible seguir una metodología adecuada que

minimice la presencia de este tipo de errores y garantice la correcta obtención de

datos de campo que permitan reflejar de manera adecuada la morfología de los

terrenos a ser atravesados por las obras de ingeniería concebidas por los

diseñadores.

Para este tipo de proyectos, el error angular de la poligonal base, no debe ser

mayor a 5 segundos por cada uno de los vértices que la conformen, mientras que

el error en distancia no deberá ser mayor a 1,50 m por cada 5 Km de recorridos.

El valor de la cota de los vértices de la poligonal cerrada es determinado por el

método trigonométrico, cuyo valor de error admisible es de 5 cm por cada

kilómetro.

Una vez obtenidos los datos de las componentes horizontal y vertical de la

poligonal base, se procede a la correspondiente corrección de los datos que se

enmarquen dentro de los rangos de error admisible, caso contrario se deben

volver a ejecutar las mediciones de campo, hasta incorporarse en dicho rango.

En el cuadro 2, se presentan los datos originales y los parámetros de corrección

utilizados para la ejecución de los ajustes de la poligonal base del proyecto y en el

ANEXO 3 se puede observar el cálculo completo de estos ajustes.

En el cuadro 3, se presenta el resumen de los vértices corregidos de la poligonal

base y que son los datos de partida para todos los trabajos topográficos a

realizarse, utilizando tanto con métodos tradicionales, como con el escáner láser;

lo que garantizará la coincidencia en el espacio de los puntos levantados con uno

u otro método, de manera que de existir alguna diferencia, tanto en las

componentes horizontales como en la componente vertical, ésta sea producto de

una diferencia entre los sistemas de medida, que nos permita definir el grado de

precisión que es posible alcanzar con el escáner.

63

CUADRO 2 Ajuste de coordenadas


64

CUADRO 3 Coordenadas corregidas de la poligonal bas e

POLIGONAL BASE CORREGIDA

(WGS-84) PUNTO NORTE ESTE COTA DESCRIPCION

101 9860898.800 767206.324 2611.479 PLA-6

102 9860674.481 766813.861 2608.178 PLA-3

103 9860850.512 766956.029 2590.151 10+169.02

104 9860971.910 767027.270 2582.284 10+027.78

105 9861042.563 767056.106 2577.905 9+951.47

106 9861042.563 767056.106 2565.748 9+763.26

107 9861273.143 767239.963 2556.532 9+653.70

108 9861419.505 767376.098 2544.376 9+453.71

109 9861542.220 767476.048 2525.983 9+220.00

110 9861748.523 767618.322 2504.612 9+043.77

111 9861984.568 767728.003 2482.389 8+783.49

112 9862307.966 767575.002 2449.838 8+375.40

113 9862358.277 767379.617 2430.613 8+173.64

114 9862402.489 767262.859 2520.134 PLA-17

115 9862523.340 767109.878 2403.755 7+840.00

116 9862655.822 766962.891 2389.134 AUX-1

117 9862863.434 767035.844 2385.419 PLA-07

118 9862885.380 767097.926 2384.068 PLA-01

119 9862929.386 767146.037 2386.332 7+299.33

120 9862906.441 767294.143 2385.183 7+148.48

121 9862819.877 767529.569 2386.712 6+897.64

122 9862763.655 767671.964 2371.613 6+744.55

123 9862730.971 767920.947 2366.678 6+490.89

124 9862767.341 768123.888 2364.852 PLA-10

125 9862778.757 768334.690 2378.128 6+074.39

126 9862873.711 768492.452 2393.091 AUX-2

127 9862940.307 768482.024 2391.786 5+835.86

128 9862999.402 768483.384 2395.782 5+776.75

129 9863162.997 768539.008 2407.882 5+601.26

130 9863247.920 768601.250 2414.981 5+495.97

131 9863317.846 768768.801 2426.642 5+305.17

132 9863309.279 768826.431 2429.082 5+246.91

133 9863361.390 768978.115 2436.852 5+060.00

134 9863467.317 769023.080 2444.968 4+963.60

135 9863579.437 769030.860 2454.276 4+851.21

136 9863674.136 769056.349 2462.795 4+752.52

137 9863742.971 769090.161 2469.328 4+675.83

138 9863836.527 769118.076 2476.913 4+577.74

139 9864018.853 769140.684 2488.816 4+394.02

140 9864193.240 769223.265 2501.174 4+197.76

141 9864321.319 769345.878 2511.130 PLA-15

142 9864520.385 769534.545 2526.213 3+746.18

143 9864550.018 769560.958 2528.692 3+706.49

144 9864843.932 769622.048 2545.986 3+392.15

145 9864855.896 769618.819 2546.800 PLA-16

146 9864874.257 769612.838 2547.783 PLA-2 Fuente: Información de campo del Paso Lateral de Ambato Wilfrido León C.

65

3.5 OBTENCIÓN DE DATOS CON MÉTODO TRADICIONAL

Una vez que se determinaron los vértices de la red GPS y de la poligonal base del

proyecto, a partir de los datos de coordenadas y cotas de éstos, se procede a los

levantamientos topográficos de varios sitios previamente seleccionados en la

zona del proyecto y que servirán para comparar con los resultados obtenidos con

el escáner láser, para determinar los rangos de precisión obtenidos con este

sistema.

Con los datos corregidos, se ejecutan los levantamientos, utilizando en algunos

casos el método radial y en otros el método de perfiles, grabándose los datos

obtenidos en campo en la memoria interna de las estaciones totales y de los

receptores GPS; para su posterior procesamiento y determinación de las

componentes X, Y, Z de cada uno de los puntos levantados en campo.

Como parte de los levantamientos se determinan las instalaciones:

construcciones, casas, puentes, minas, caminos, estructuras de hormigón,

canales de riego, líneas de energía y telecomunicaciones, aeródromos,

accidentes naturales (cerros quebradas, ríos, pantanos, etc.), cercas,

cerramientos y matorrales que constituyan linderos de propiedades y todos

aquellos detalles que permitan la correcta interpretación de las afectaciones a

realizarse con el Proyecto.

3.5.1 Levantamiento Topográfico con Estación Total

El relevamiento de información de campo con estación total, es concebido en este

proyecto, como medio de comparación y validación de los resultados obtenidos

con el escáner láser y se lo ejecuta en ciertos sitios preestablecidos. Como ya se

mencionó anteriormente, se utilizó la Estación Sokkia Set 630 RK, equipada con

medidor láser clase III, memoria interna para el registro de 10 000 puntos, y una

precisión angular de 6”.

La nube de puntos obtenida con éste método, puede ser visualizada en las figuras

23, 24, 25, 26, 27 y 28, que se presentan a continuación:

66

FIGURA 25 Puntos tomados con estación total en la a bscisa 4+197,760


67



68


FIGURA 30 Puntos tomados con estación total en la abscisa 8+173,640

69

Como se puede apreciar en las figuras precedentes, los sitios en donde se

adquiere información en campo con estación total, se ubican cerca de vértices de

la red base de topografía, por tanto el equipo, se posicionó en estos vértices que

cuentan con valores de coordenadas y cota comprobadas.

En cada sitio se recurrió a una sola plantada del equipo, lo que minimiza la

posibilidad del error que generalmente, en este tipo de trabajo, se debe a la

secuencia de plantadas necesarias en campo y que van generando un error

acumulativo, que finalmente conlleva a la implementación de correcciones para

alcanzar un ajuste de los datos de campo.

Para efectos de la presente investigación el posicionamiento del equipo en

vértices comprobados y la localización del equipo en un solo vértice para cada

sitio relevado, garantiza que los resultados obtenidos mantienen rangos de

precisión suficientes, para usar como patrón de comparación con el levantamiento

con escáner láser.

El criterio de selección de los puntos adquiridos con estación total responde a su

ubicación espacial en lugares en donde el acceso para el personal es

relativamente fácil, pues para garantizar su precisión se utilizaron bastones y

prismas, los mismos que requieren la manipulación de personal capacitado.

Los valores de cota de los puntos obtenidos con este método, se utilizarán para

comparación con los valores de cota de puntos similares, obtenidos de la faja

topográfica producida con el escáner láser, determinando así una diferencia de

nivel que indicará la precisión obtenida en la conformación de la morfología del

terreno.

El universo de datos caracterizados con estación total, alcanza un total de 210,

generalmente ubicados en bordes de taludes, postes de luz, bordes de vía, etc.,

es decir, en sitios factibles de correlacionar con los datos de los otros métodos

analizados.

70

3.5.2 Levantamiento topográfico con GPS, método RTK

Con el propósito de contribuir a la determinación de las precisiones alcanzadas en

el levantamiento con escáner láser, ciertas zonas del proyecto fueron relevadas

topográficamente, con la utilización de receptores GPS de precisión centimétrica,

con el método RTK, el mismo que presenta información en tiempo real de los

valores de coordenadas y cota del punto en el que está posicionado el receptor

móvil, posibilitando la inclusión de un código o descripción para dicho punto,

información que luego es utilizada para el dibujo de las características

planimétricas del proyecto.

El proceso consiste en posicionar un receptor denominado base en un punto con

datos conocidos, enlazar la recepción satelital de la base con la del receptor

móvil, por medio de ondas de radio VHF, lo que permite realizar la corrección de

la posición de cada uno de los puntos levantados instantáneamente. La distancia

máxima entre la base y el móvil, para los receptores Sokkia GSR 2700ISX, es de

alrededor de 1.5 Km, perdiendo precisión para distancias mayores.

Para esta investigación, el receptor base se posicionó en el vértice de la red GPS

más cercano y se mantuvo siempre una distancia menor a a 300 m, entre la base

y el móvil, por tanto los datos obtenidos con relación a este parámetro, resultan

absolutamente confiables.

El registro de estos puntos se almacena en una colectora electrónica, desde la

cual posteriormente se descargan los datos a un computador, obteniéndose un

universo de datos muy similar al obtenido con estación total y con un software de

diseño tipo CAD se dibujan los detalles planimétricos y altimétricos que definen la

morfología de los terrenos estudiados.

En las figuras 29, 30, 31, 32 y 33, que se presentan a continuación, se observan

los puntos adquiridos con GPS, para compararlos con los datos obtenidos con

escáner láser, de manera similar a lo descrito para los puntos relevados con

estación total:

71

FIGURA 31 Puntos tomados con receptor GPS, en la ab scisa 3+450,000


72



73


Al examinar las figuras anteriores, se puede ver que los datos tomados con

receptor GPS, están distribuidos a todo lo largo del proyecto, de manera que se

pueda tener un control en todo su trayecto, eliminando los problemas de la

casualidad en la generación de errores al momento de hacer la comparación con

el método del escáner láser.

En total se cuenta con un universo de datos de 845 puntos para el proceso de

comparación y los resultados de la misma se presentarán en el capítulo IV del

presente trabajo de investigación.

3.6 OBTENCIÓN DE DATOS CON ESCÁNER LÁSER

Al igual que para los métodos tradicionales, el levantamiento con escáner láser,

requiere de una red de puntos base, debidamente ajustados y comprobados,

desde los cuáles se ejecutan los trabajos de barrido de la información en campo

con un grado de precisión adecuado en sus componentes tanto horizontales como

vertical, de todos y cada uno de los puntos caracterizados, determinando su

74

ubicación geoespacial enmarcada en rangos de precisión similares o mayores a

los obtenidos con estación total o con receptores GPS.

El escáner láser 3D terrestre modelo VZ-400 marca RIEGL utilizado en esta

investigación, adquiere las mediciones mediante un Láser Clase 1

(completamente inofensivo tanto para el operador como para las personas

alrededor del equipo), con una precisión de 5 mm, un alcance de hasta 500

metros, una velocidad de medición de hasta 125 mil puntos por segundo dentro

de un área de exploración de 360 grados y con un paso angular de hasta 0.0024

de grado, la distancia máxima a la cual el láser, produce una respuesta confiable

en la determinación de la ubicación de la superficie escaneada, esto es, para este

equipo 400 m.

El equipo fue localizado consecutivamente en cada uno de los vértices de la

poligonal base, lo que le determina la ubicación en sus componentes X, Y, Z, la

alineación de partida, se determina mediante la localización de los puntos de

referencia o dianas, que son colocadas alrededor del equipo y que al ser de

material reflectante, en la imagen del escaneo resultan fácilmente identificables,

como se muestra en la figura 36.

FIGURA 36 Puntos de referencia escaneados

75

El barrido de puntos, se lo realiza con un ángulo de 180º, es decir desde la

carretera hacia la zona alta, pues es interés del proyecto recabar información de

los taludes, para determinar las medidas de estabilización y sostenimiento de

estas zonas. No se consideraron las márgenes del río Ambato, que corre

prácticamente paralelo al proyecto, en la parte izquierda entre las abscisas 3+300

y 7+400, hasta llegar al puente y entre las abscisas 7+600 y 10+395.578

posteriormente.

En la figura 37, se observa en color amarillo, toda la zona en la cual se obtuvieron

datos con el escáner láser, las zonas negras intercaladas en la zona amarilla

corresponde a sitios en los que por la disposición geométrica del terreno con

respecto a la posición del escáner, no mantiene línea de vista, generando

espacios sin información y que deberán se complementados desde otra locación

del escáner o bien con datos de estación total o GPS.

FIGURA 37 Zona escaneada

En la figura 38 se observa la medición de distancias entre puntos determinados

por el escaneo y que en términos generales, es menor a 3 m, con lo que se

76

consiguió un universo de datos compuesto por 88 000 puntos, que cubren un área

de 71,22 has y una densidad de 1225 puntos por hectárea, suficientes para

detectar detalles topográficos en escala 1:200. También se puede observar una

zona negra, la cual se caracteriza por falta de información topográfica.

FIGURA 38 Distancia entre puntos de escaneo y zonas negras

3.7 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN

El procesamiento de la información de campo, se dividió en varias etapas, de

acuerdo a la actividad desarrollada, la misma que de manera cronológica se

describe a continuación:

3.7.1 Procesamiento de la Información GPS, Método E stático

Los datos de campo obtenidos con este método, fueron grabados en la memoria

interna de los receptores y posteriormente transferidos a un computador por

medio del Spectrum Survey, de manera inalámbrica. El archivo generado tiene

una extensión PDC, propia de los receptores Sokkia GSR.

77

Con el mismo software de descarga, se procede a la determinación de

coordenadas de los vértices posicionados, requiriéndose como datos de entrada:

modelo del receptor, altura desde la antena hasta el piso en cada uno de los hitos,

sistema de coordenadas y los datos norte, este y cota del punto de enlace,

suministrados por el Instituto Geográfico Militar.

Una muestra del procesamiento de los puntos estáticos, se presenta en la figura

38 y la ubicación de todos los vértices de la red GPS base del proyecto,

procesados con el método estático se señala en la figura 39.

FIGURA 39 Datos característicos del vértice Juan Mo ntalvo, procesado en el Spectrum Survey

78

FIGURA 40 Disposición de los puntos GPS estáticos, procesados en el Spectrum Survey

El resultado final del posicionamiento estático, está representado por los datos de

coordenadas y cota de cada uno de los vértices de las red base GPS y que se

presentó en el Cuadro 1, incluido en este trabajo de investigación en la página 61.

3.7.2 Procesamiento de la Información Obtenida con Estación Total

La información registrada en las estaciones totales Sokkia, generan archivos con

extensión SDR, los mismos que fueron transferidos a un computador de manera

inalámbrica con el uso del Prolink, software específico de la casa Sokkia. Estos

archivos pueden ser abiertos fácilmente con una hoja electrónica como Excel y

grabados en formato CSV o TXT, que son reconocidos por los programas de

dibujo asistido por computador tipo CAD.

En la figura 41, se muestra un archivo SDR con datos del presente trabajo de

investigación, abierto en Excel y en la figura 42, el mismo archivo ordenado y

gravado como CSV. Como se observa, el registro contiene el número de punto,

norte, este, cota y descripción del punto.

79

FIGURA 41 Archivo SDR, abierto en Excel

FIGURA 42 Archivo SDR, transformado a CSV y abierto en Excel

80

3.7.3 Procesamiento de la Información Obtenida con GPS, Método RTK

La información registrada en la colectora del receptor móvil del sistema RTK,

graba directamente la información en formato CSV o TXT, y como funciona bajo el

entorno Windows, el único proceso que requiere este tipo de datos es transferir la

carpeta que lo contiene al computador con un simple arrastre del ratón.

Al igual que para la estación total, este archivo puede ser abierto en Excel e

incluido directamente en la base de datos del programa de diseño CAD, para la

determinación del modelo digital del terreno.

Un ejemplo de archivo de puntos tomados en campo con el sistema RTK como

parte de este trabajo de investigación y que fue transferido al computador, se

muestra en la figura 43.

FIGURA 43 Archivo de puntos RTK, transformado a CSV y abierto en Excel

Como se observa en la figura anterior, el formato de registro contiene el número,

norte, este, cota y descripción de cada uno de los puntos relevados en campo.

81

3.7.4 Procesamiento de la Información Obtenida con Escáner Láser

El software utilizado para la descarga de datos y el procesamiento inicial de los

registros almacenados en el escáner de la marca RIEGL, es el Riscan Pro,

aunque este programa permite obtener el modelo digital del terreno, e incluso

perfiles de la zona escaneada, es preferible utilizarlo únicamente para la descarga

y registro de los datos de campo, pues la licencia de utilización es muy costosa, lo

que limita a que el proceso lo realice un solo operador, mientras que si se

transfieren los datos una vez registrados a un programa CAD, se puede

diversificar los procesos en varios operadores.

La transferencia de datos se la realiza directamente desde el flash memory con

que viene equipado y por arrastre, se lleva la carpeta con los datos a la memoria

del computador y de aquí al software de diseño de ingeniería CAD.

Una vez que se cuenta con la información en el Riscan Pro, el primer paso

consiste en identificar los puntos de referencia y asignarles los valores de

coordenadas y cota, de manera que todos y cada uno de los procesos de

escaneo ejecutados en el proyecto, presenten una coincidencia perfecta uno con

otro, a lo que generalmente se conoce como georeferenciación del proyecto.

En la figura 44, se muestra la localización de un punto de referencia y el contraste

de su escaneo con el registro de puntos en el terreno, esto se debe a la diferencia

entre el nivel de reflectibilidad del suelo y del material con que está, construidas la

dianas utilizadas para los puntos de referencia.

FIGURA 44 Localización de punto de referencia en la imagen escaneada

82

El universo de puntos georeferenciados, se exportaron en formato CSV o TXT y

este archivo fue absorbido por el programa CAD y en este entorno se dibujaron

los detalles planimétricos y altimétricos de la zona escaneada.

El resultado del proceso de escaneo y su posterior procesamiento, hasta

determinar el modelo digital del terreno, el mismo que será utilizado para el diseño

de las obras de estabilización y sostenimiento de los taludes del paso lateral de

Ambato, se registra en los planos que se presentan en el ANEXO 4 de esta

investigación.

3.8 GENERACIÓN DEL MODELO DIGITAL DEL TERRENO

El universo de datos utilizado para la generación del modelo digital del terreno, es

el conformado como producto del proceso de escaneo láser. Dado que la

cantidad de puntos para el área estudiada es bastante grande, es necesario

contar para su procesamiento con un computador de buenas características

cuyos requerimiento mínimos son:

• Procesador Intel I7

• Memoria RAM 8 GB o más

• Disco duro 500 GB

• Tarjeta de video dedicada tipo NVidia Quadro

En este trabajo como software de diseño se utilizó el Autodesk Land Development

Companion 2009, en primer término, se cargaron los puntos provenientes del

Riscan Pro y se inició el dibujo planimétrico, uniendo los detalles correspondientes

a vías, bordes, cunetas, bordillos, parterre, casas, pozos de alcantarillado, puente

y todos aquellos detalles que pudieran constituirse en interferencias para la

construcción de las soluciones concebidas por los diseñadores.

Una vez determinada la base planimétrica, con la ayuda del mismo software, se

procedió a creación de la malla de triángulos, previa a la interpolación de los

puntos topográficos que generarán el Modelo Digital del Terreno (MDT).

83

En la figura 45, se puede observar un detalle de la red de triangulación de este

trabajo:

FIGURA 45 Detalle de un sector de la malla de trian gulación Land

Finalmente, se procedió a la interpolación de los puntos incluidos en la base de

datos y en base a la triangulación presentada en la figura precedente,

obteniéndose curvas de nivel en intervalos de 1 metro con curvas principales en

intervalos de 5 m. El conjunto de la planimetría y la altimetría, consta de manera

indicativa, en la figura 46 que se incluye a continuación y el detalle de los mismos,

se grafican en los planos adjuntos a este trabajo de investigación en el ANEXO 5.

84

FIGURA 46 Vista general del modelo digital del terr eno

Estos resultados serán comparados de manera gráfica y numérica con los datos

obtenidos por métodos tradicionales y su análisis se desarrollará en el Capítulo IV

de este trabajo.

85

CAPITULO IV

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

En los capítulos anteriores de este trabajo, se definieron los objetivos que se

quieren alcanzar con esta investigación, los métodos para conseguirlo, la base

teórica implementada para la obtención de datos de campo y el desarrollo de

recopilación de información, tanto con el escáner láser como con métodos

tradicionales; corresponde entonces en este capítulo desarrollar el análisis de los

resultados y la comparación de los datos obtenidos con uno y otro método, de

manera que se pueda corroborar o desvirtuar la hipótesis planteada al inicio del

estudio.

4.1 DETERMINACIÓN DE PRECISIONES

Como primer paso para el análisis de precisiones, se elaboró un registro con las

coordenadas y cota de los puntos relevados con estación total y otro con los datos

levantados con el método RTK, los mismos que fueron complementados con los

valores de cota obtenidos del modelo digital del terreno (MDT), preparado a partir

del proceso de escaneo láser terrestre.

A partir de la información descrita en el párrafo anterior, se elabora un cuadro

comparativo, obteniéndose la diferencia en cota para puntos con idéntica posición

horizontal y cuyos resultados se presentan en los cuadros 4 al 9 para la estación

total y 11 al 15 para los receptores GPS.

La escala del levantamiento topográfico adoptada para este trabajo es 1:500, lo

que significa que un milímetro en el plano, es el equivalente a 50 cm en el campo,

por tanto, desplazamientos horizontales y verticales menores a dicho valor,

resultan imperceptibles en el dibujo. En la columna ESTADO, se califica el

resultado de la comparación, considerando que diferencias menores a 0,100 m

cumplen con el rango de precisión de manera irrefutable, diferencias entre 0,100 y

0,200 m cumplen con el rango de precisión de una manera aceptable y

86

diferencias mayores a 0,20 m, son no cumplen con el rango de precisión,

generando un conflicto en la posición vertical de los puntos que alcanzan dicho

valor o mayor.

Como se puede ver, los parámetros impuestos para el análisis numérico son

bastante más exigentes que los derivados de la escala del levantamiento

topográfico y planteándose además como premisa que para poder validar el

trabajo del escáner láser, no más del 10% de los datos analizados estarán fuera

del rango de precisión, esto es presentarán diferencias en su valor de cota mayor

a 0,20 m con respecto a los mismos puntos registrados con métodos

tradicionales.

El rango de precisiones adoptado en esta investigación, es producto exclusivo de

la experiencia del autor para este tipo de trabajos, puesto que no existe una

normativa a nivel nacional para regular la calidad de los levantamientos

topográficos, los únicos parámetros con que se cuenta están determinados en el

Manual del Diseño de Carreteras del MOP, elaborado en 1974, y que obviamente

en esa época no se contaban con los equipos para alcanzar las precisiones

actuales. En el ANEXO 5, se presenta el capítulo III del manual mencionado

anteriormente y que de alguna manera tiene relación con el tema investigado.

Los sitios seleccionados para la obtención de puntos con estación total, se

localizan en las abscisas: 4+197.760; 5+946.910; 6+074.390; 7+299.330;

7+650.000; 8+173.640. Se eligió estos sitios, por cuanto presentan condiciones

seguras para el desplazamiento del personal de campo y rapidez en la toma de

datos.

El tiempo utilizado para la obtención de datos en campo es de 1 día para la

estación total, 1 día para los receptores GPS y 3 días para el escaneo láser 3D.

A continuación se presentan los cuadros 4 al 9, en los cuales se registran los

datos de coordenadas y la comparación numérica entre la cota obtenida con

estación total y la cota obtenida con escáner láser para un mismo punto.

87

CUADRO 4 Datos de coordenadas, método Estación Tota l, abscisa 4+197 760

No. NORTE ESTE COTA

ESTACIÓN DESCRIPCIÓN

COTA

ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

4+197.760

1001 9864410.557 769397.789 2535.363 BST 2535.265 0.098 OK

1002 9864400.453 769396.438 2523.903 BST 2523.978 -0.075 OK

1003 9864390.274 769361.197 2550.535 BST 2550.559 -0.024 OK

1004 9864387.004 769383.763 2523.786 BST 2523.688 0.098 OK

1005 9864385.757 769374.302 2533.959 BST 2534.054 -0.095 OK

1006 9864360.713 769334.495 2547.196 BST 2547.112 0.084 OK

1007 9864356.441 769346.442 2531.237 BST 2531.152 0.085 OK

1008 9864353.875 769352.385 2520.307 BST 2520.400 -0.093 OK

1010 9864352.332 769316.635 2549.846 BST 2549.932 -0.086 OK

1011 9864350.273 769304.115 2550.919 BST 2550.893 0.026 OK

1012 9864343.120 769319.412 2543.174 BST 2543.217 -0.043 OK

1013 9864332.955 769332.354 2518.871 BST 2518.978 -0.107 RANGO

1014 9864327.572 769299.458 2543.474 BST 2543.642 -0.168 RANGO

1015 9864326.945 769317.608 2529.818 BST 2529.901 -0.083 OK

1016 9864315.753 769316.017 2516.574 BST 2516.548 0.026 OK

1017 9864312.552 769305.726 2524.718 BST 2524.787 -0.069 OK

1018 9864310.434 769286.296 2542.802 BST 2542.813 -0.011 OK

1019 9864306.608 769310.941 2510.098 BST 2510.152 -0.054 OK

1020 9864301.266 769302.591 2515.973 BST 2515.843 0.130 RANGO

1021 9864298.943 769282.898 2536.402 BST 2537.137 -0.735 OK

1022 9864297.330 769290.801 2526.619 BST 2526.043 0.576 OK

1023 9864287.081 769285.644 2515.009 BST 2515.812 -0.803 OK

1024 9864283.010 769307.988 2508.480 PL 2508.137 0.343 OK

1026 9864281.190 769266.590 2534.827 BST 2532.413 2.414 OK

1027 9864271.229 769288.954 2536.402 BST 2506.804 29.598 OK

1028 9864262.187 769297.109 2515.009 BST 2506.487 8.522 OK

1029 9864261.917 769250.416 2526.771 BST 2526.074 0.697 OK

1030 9864254.042 769280.502 2506.358 PL 2505.957 0.401 OK

1031 9864251.242 769237.951 2532.985 BST 2530.643 2.342 OK

1032 9864225.085 769252.938 2504.094 PL 2503.908 0.186 OK

1033 9863694.355 769047.717 2530.960 BST 2472.183 58.777 OK

1034 9863688.569 769010.072 2573.563 BST 2514.879 58.684 OK

1035 9863678.287 769005.352 2571.619 BST 2515.069 56.550 OK

1036 9863675.578 769038.839 2529.979 BST 2470.864 59.115 OK

1037 9863642.482 768999.542 2563.979 BST 2506.097 57.882 OK

1038 9863634.596 769040.819 2517.236 PL 2459.136 58.100 OK

1039 9863633.503 768998.898 2562.171 BST 2503.911 58.260 OK

1040 9863620.060 769013.864 2535.221 BST 2475.728 59.493 OK

88

No. NORTE ESTE COTA


COTA

ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

1041 9863618.573 769019.859 2525.533 BST 2466.318 59.215 OK

1042 9863601.746 769004.317 2543.404 BST 2483.218 60.186 OK

1043 9863600.380 768992.953 2558.344 BST 2498.886 59.458 OK

1044 9863597.809 769032.885 2514.005 PL 2455.917 58.088 OK

1045 9863592.581 769014.048 2523.771 BST 2465.664 58.107 OK

1046 9863587.790 769001.359 2542.198 BST 2483.212 58.986 OK

1047 9863584.980 769014.745 2522.117 BST 2463.218 58.899 OK

1048 9863578.601 768992.345 2554.997 BST 2494.389 60.608 OK

1050 9863575.328 769001.123 2541.103 BST 2481.903 59.200 OK

1051 9863567.580 769000.715 2540.548 BST 2480.968 59.580 OK

1052 9863567.173 769013.135 2520.628 BST 2461.738 58.890 OK

1053 9863562.394 769012.806 2520.198 BST 2461.193 59.005 OK

1054 9863548.703 769012.088 2518.740 BST 2458.886 59.854 OK

1055 9863547.254 768992.520 2546.209 BST 2486.598 59.611 OK

1056 9863540.856 768998.849 2538.051 BST 2477.899 60.152 OK

1057 9863539.006 769011.717 2517.280 BST 2457.894 59.386 OK

1058 9863528.854 768998.173 2536.650 BST 2477.842 58.808 OK

1059 9863526.629 769027.191 2507.648 PL 2450.182 57.466 OK

1060 9863515.025 769010.081 2515.147 BST 2455.833 59.314 OK

1061 9863508.797 768997.493 2534.157 BST 2473.894 60.263 OK

1063 9863502.954 769009.293 2514.096 BST 2454.507 59.589 OK

1064 9863496.758 768998.085 2528.492 BST 2468.653 59.839 OK

1065 9863493.974 769008.982 2513.113 BST 2453.483 59.630 OK

DATOS ANALIZADOS 61 100.00%

DATOS APROBADOS

58 95.08%

DATOS ACEPTABLES 1 1.64%

DATOS INACEPTABLES 2 3.28%

PUNTOS SOBRE LA COTA DEL MDT 14 22.95%

PUNTOS BAJO LA COTA DEL MDT 47 77.05%

Fuente: Información de campo del Paso Lateral de Ambato. Wilfrido León C.

89


No. NORTE ESTE COTA


COTA

ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

5+946.910

1066 9863349.027 768899.669 2459.102 BST 2459.101 0.001 OK

1067 9863348.003 768918.364 2450.470 BST 2450.498 -0.028 OK

1068 9863347.391 768934.829 2439.120 BST 2439.136 -0.016 OK

1069 9863342.493 768909.516 2450.681 BST 2450.735 -0.054 OK

1070 9863340.939 768921.749 2440.117 BST 2440.156 -0.039 OK

1071 9863340.090 768764.844 2446.632 BST 2446.648 -0.016 OK

1072 9863339.771 768801.680 2447.746 BST 2447.653 0.093 OK

1073 9863338.754 768900.158 2447.349 BST 2447.289 0.060 OK

1074 9863338.071 768782.534 2445.899 BST 2445.936 -0.037 OK

1076 9863333.267 768904.581 2439.511 BST 2439.429 0.082 OK

1077 9863332.798 768876.259 2447.060 BST 2447.011 0.049 OK

1078 9863331.708 768835.488 2445.032 BST 2445.064 -0.032 OK

1079 9863330.836 768896.167 2438.379 BST 2438.425 -0.046 OK

1080 9863330.779 768858.599 2444.167 BST 2444.256 -0.089 OK

1082 9863325.936 768872.024 2438.048 BST 2438.056 -0.008 OK

1083 9863325.702 768865.033 2438.123 BST 2438.092 0.031 OK

1084 9863324.897 768846.606 2437.345 BST 2437.321 0.024 OK

1075 9863336.053 768627.751 2466.279 BST 2466.209 0.070 OK

1081 9863330.087 768636.496 2459.283 BST 2459.296 -0.013 OK

1085 9863324.588 768608.280 2465.211 BST 2465.254 -0.043 OK

1086 9863321.001 768642.167 2454.850 BST 2454.879 -0.029 OK

1087 9863314.200 768618.228 2463.678 BST 2463.774 -0.096 OK

1088 9863310.401 768623.010 2447.793 BST 2447.715 0.078 OK

1089 9863303.199 768610.585 2453.546 BST 2453.589 -0.043 OK

1090 9863301.053 768621.806 2438.881 BST 2438.935 -0.054 OK

1091 9863298.848 768591.860 2461.712 BST 2461.809 -0.097 OK

1093 9863298.656 768606.687 2450.510 BST 2450.569 -0.059 OK

1095 9863295.173 768615.741 2488.994 BST 2488.953 0.041 OK

1096 9863289.198 768598.527 2448.869 BST 2448.935 -0.066 OK

1097 9863285.374 768596.113 2446.564 BST 2446.596 -0.032 OK

1099 9863283.609 768607.187 2428.727 BST 2428.795 -0.068 OK

1100 9863273.150 768586.142 2444.800 BST 2444.895 -0.095 OK

1102 9863262.772 768584.548 2433.601 BST 2433.649 -0.048 OK

1103 9863235.415 768591.470 2413.961 PL 2413.999 -0.038 OK

1105 9863231.287 768562.003 2429.172 BST 2429.215 -0.043 OK

1107 9863204.159 768534.893 2437.141 BST 2437.189 -0.048 OK

1109 9863203.453 768568.102 2411.189 PL 2411.235 -0.046 OK

1110 9863203.031 768548.189 2412.374 BST 2412.436 -0.062 OK

1111 9863183.124 768514.846 2441.080 BST 2441.024 0.056 OK

1112 9863060.569 768450.004 2435.958 BST 2435.906 0.052 OK

90

No. NORTE ESTE COTA


COTA

ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

1113 9863054.397 768442.139 2441.144 BST 2441.189 -0.045 OK

1114 9863046.544 768439.489 2440.518 BST 2440.579 -0.061 OK

1115 9863026.482 768446.150 2424.388 BST 2424.435 -0.047 OK

1116 9863012.173 768449.169 2416.234 BST 2416.297 -0.063 OK

1117 9862985.205 768477.656 2394.853 PL 2394.853 0.000 OK

1127 9862957.146 768465.544 2392.133 BST 2392.157 -0.024 OK

1131 9862945.460 768481.884 2391.947 PL 2391.956 -0.009 OK

1136 9862930.620 768465.135 2399.217 BST 2399.294 -0.077 OK

1137 9862926.323 768459.091 2398.888 BST 2398.815 0.073 OK

1139 9862907.274 768454.851 2404.830 BST 2404.857 -0.027 OK

1140 9862906.285 768477.283 2389.189 PL 2389.279 -0.090 OK

1141 9862899.297 768452.248 2406.153 BST 2406.063 0.090 OK

1142 9862883.051 768453.137 2386.999 BST 2386.914 0.085 OK


DATOS APROBADOS

52 100.00%






91


No. NORTE ESTE COTA


COTA

ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

6+074.390

1143 9862801.297 768303.095 2397.917 BST 2397.976 -0.059 OK

1144 9862801.126 768292.788 2398.999 BST 2398.942 0.057 OK

1145 9862800.053 768277.483 2397.184 BST 2397.246 -0.062 OK

1146 9862797.155 768251.227 2405.089 BST 2405.023 0.066 OK

1147 9862795.079 768236.772 2396.994 BST 2396.956 0.038 OK

1148 9862794.537 768286.449 2390.498 BST 2390.546 -0.048 OK

1149 9862794.349 768219.119 2398.086 BST 2398.095 -0.009 OK

1150 9862793.089 768204.924 2396.338 BST 2396.396 -0.058 OK

1151 9862792.152 768266.625 2389.134 BST 2389.156 -0.022 OK

1152 9862791.123 768255.939 2387.730 BST 2387.796 -0.066 OK

1153 9862789.772 768298.459 2379.158 BST 2379.189 -0.031 OK

1154 9862789.018 768238.842 2386.847 BST 2386.913 -0.066 OK

1155 9862788.733 768285.184 2379.804 BST 2379.856 -0.052 OK

1156 9862787.825 768272.851 2379.684 BST 2379.745 -0.061 OK

1157 9862787.397 768227.434 2387.059 BST 2387.097 -0.038 OK

1158 9862786.674 768222.369 2386.830 BST 2386.846 -0.016 OK

1159 9862785.361 768210.201 2385.579 BST 2385.596 -0.017 OK

1160 9862785.291 768255.102 2377.548 BST 2377.599 -0.051 OK

1161 9862784.406 768241.246 2378.432 BST 2378.458 -0.026 OK

1162 9862783.943 768196.986 2385.149 BST 2385.198 -0.049 OK

1163 9862782.196 768223.322 2377.243 BST 2377.153 0.090 OK

1164 9862780.530 768213.508 2376.081 BST 2376.123 -0.042 OK

1165 9862779.421 768203.518 2375.814 BST 2375.896 -0.082 OK

1166 9862779.251 768189.104 2374.016 BST 2374.094 -0.078 OK


DATOS APROBADOS

24 100.00%






92


No. NORTE ESTE COTA


COTA

ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

7+299.330

1119 9862962.352 767117.248 2421.653 BST 2421.698 -0.045 OK

1120 9862959.232 767136.501 2420.029 BST 2420.126 -0.097 OK

1121 9862958.746 767073.445 2418.769 BST 2418.846 -0.077 OK

1123 9862958.302 767093.214 2418.904 BST 2418.956 -0.052 OK

1124 9862958.285 767103.996 2418.955 BST 2418.965 -0.010 OK

1125 9862958.138 767150.929 2422.078 BST 2422.128 -0.050 OK

1126 9862957.868 767166.713 2422.861 BST 2422.896 -0.035 OK

1128 9862953.434 767193.600 2421.921 BST 2421.987 -0.066 OK

1129 9862950.480 767177.684 2411.057 BST 2411.156 -0.099 OK

1130 9862949.934 767150.682 2411.096 BST 2411.113 -0.017 OK

1133 9862943.179 767121.192 2399.843 BST 2399.856 -0.013 OK

1134 9862938.996 767103.674 2401.338 BST 2401.268 0.070 OK

1135 9862930.711 767084.419 2401.078 BST 2401.056 0.022 OK

1138 9862925.034 767071.538 2400.976 BST 2400.998 -0.022 OK


DATOS APROBADOS

14 100.00%






93

CUADRO 8 Datos de coordenadas, método Estación Tota l, abscisa 7+650,00

No. NORTE ESTE COTA


COTA

ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

7+650.000

1168 9862723.049 766978.933 2379.461 TOP 2379.538 -0.077 OK

1169 9862710.166 766985.517 2384.087 TOP 2384.124 -0.037 OK

1170 9862703.054 766964.119 2386.865 TOP 2386.897 -0.032 OK

1171 9862699.146 766989.854 2384.311 TOP 2384.401 -0.090 OK

1172 9862694.825 766973.895 2386.321 TOP 2386.356 -0.035 OK

1173 9862690.101 766964.580 2387.219 TOP 2387.306 -0.087 OK

1174 9862690.032 767014.374 2373.562 TOP 2373.657 -0.095 OK

1175 9862686.860 766998.882 2383.754 TOP 2383.814 -0.060 OK

1176 9862674.326 766979.501 2387.336 TOP 2387.214 0.122 OK

1177 9862674.019 767008.868 2385.294 TOP 2385.351 -0.057 OK

1178 9862669.815 766970.790 2388.089 TOP 2388.123 -0.034 OK

1179 9862664.859 766995.208 2390.045 TOP 2390.101 -0.056 OK

1180 9862663.032 766961.954 2380.610 TOP 2380.698 -0.088 OK

1181 9862656.736 767009.400 2395.798 TOP 2395.871 -0.073 OK

1182 9862651.282 766982.211 2388.737 TOP 2388.796 -0.059 OK

1183 9862644.272 766997.513 2388.877 TOP 2388.946 -0.069 OK

1184 9862641.931 767019.805 2402.244 TOP 2402.279 -0.035 OK

1185 9862636.478 767012.169 2399.512 TOP 2399.604 -0.092 OK

1186 9862624.634 767024.320 2405.957 TOP 2405.997 -0.040 OK

1187 9862613.678 767036.993 2408.652 TOP 2408.694 -0.042 OK

1188 9862603.480 767045.274 2407.149 TOP 2407.241 -0.092 OK

1189 9862594.023 767057.529 2408.031 TOP 2408.065 -0.034 OK

1190 9862581.909 767070.610 2404.149 TOP 2404.198 -0.049 OK

1191 9862571.646 767082.805 2401.831 TOP 2401.879 -0.048 OK

1192 9862559.759 767098.410 2402.948 TOP 2402.998 -0.050 OK

1193 9862547.420 767114.642 2404.834 TOP 2404.759 0.075 OK

1194 9862535.707 767130.238 2405.281 TOP 2405.336 -0.055 OK


DATOS APROBADOS

27 100.00%






94


No. NORTE ESTE COTA


COTA

ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

8+173.640

1195 9862492.153 767158.250 2408.477 TOP 2408.415 0.062 OK

1196 9862479.016 767170.710 2409.654 TOP 2409.697 -0.043 OK

1197 9862473.696 767184.201 2411.117 TOP 2411.123 -0.006 OK

1198 9862458.865 767209.046 2413.672 TOP 2413.738 -0.066 OK

1199 9862451.665 767190.513 2412.102 TOP 2412.153 -0.051 OK

1200 9862441.287 767228.196 2415.875 TOP 2415.899 -0.024 OK

1201 9862439.903 767212.920 2414.452 TOP 2414.462 -0.010 OK

1202 9862434.105 767230.028 2416.108 TOP 2416.091 0.017 OK

1203 9862430.362 767228.081 2416.084 TOP 2416.095 -0.011 OK

1204 9862423.750 767245.808 2417.071 TOP 2417.089 -0.018 OK

1205 9862417.352 767265.782 2419.671 TOP 2419.728 -0.057 OK

1206 9862409.501 767281.712 2420.894 TOP 2420.951 -0.057 OK

1207 9862403.333 767273.284 2420.715 TOP 2420.735 -0.020 OK

1208 9862397.657 767298.105 2422.734 TOP 2422.815 -0.081 OK

1209 9862386.044 767317.814 2424.409 TOP 2424.501 -0.092 OK

1210 9862361.579 767330.878 2427.191 TOP 2427.130 0.061 OK


DATOS APROBADOS 16 100.00%






95

CUADRO 10 Resumen de la comparación de puntos escan eados con puntos estación total

No. SITIO PUNTOS EXCELENTE EN

RANGO

FUERA DE

RANGO ELEVADOS DEPRIMIDOS

1 4+197.760 61 58 3 0 14 47

2 5+946.910 52 52 0 0 37 15

3 6+074.390 24 24 0 0 20 4

4 7+299.330 14 14 0 0 12 2

5 7+650.000 27 27 0 0 25 2

6 8+173.640 16 16 0 0 13 3

TOTAL 194 191 3 0 121 73


GRÁFICO 1 Distribución de puntos levantados con est ación total


96

GRÁFICO 2 Calificación de los puntos escaneados, co mparados con puntos estación total

Fuente: Información de campo del Paso Lateral de AmbatoWilfrido León C.

GRÁFICO 3 Localización vertical de los puntos estac ión total, respecto a los puntos escaneados


97

En el cuadro 10, se presenta el resumen de los datos obtenidos al comparar los

puntos levantados con estación total y los puntos levantados con escáner láser,

mientras que en el gráfico 1, se observa la distribución de los sitios en los que se

tomaron datos con estación total y los porcentajes correspondientes a cada

abscisa considerando que el 100% corresponde al total de puntos caracterizados,

esto es, 194 puntos. En general la distribución de puntos se ve que es uniforme,

lo que permite que el análisis esté repartido a todo lo largo del proyecto, en el

Gráfico 1, se puede ver dicho esquema.

Como se puede advertir en el Gráfico 2, de este universo de datos, apenas 3

puntos se encasillan dentro de los que aunque no se califican como excelentes,

se encuentran dentro del rango de precisión previsto para ser validado y ninguno

está fuera de rango.

La ubicación de los puntos en su componente vertical, que es la que se está

analizando, puede estar sobre o bajo el valor de cota determinado por la estación

total, lo que denominamos puntos elevados o puntos deprimidos, según el caso.

En el Gráfico 3, presentan los porcentajes alcanzados, 62% y 38%

respectivamente, es decir, la mayoría de puntos escaneados presentan un valor

de cota mayor a los puntos relevados con estación total.

Para el análisis de precisiones de los datos obtenidos con el sistema RTK, se ha

dividido el proyecto en 5 tramos, en los cuales resultó factible la ejecución de los

trabajos con este método, es decir eran sitios accesibles para el personal de

campo, sin poner en peligro su seguridad personal.

Los tramos seleccionados corresponden a las abscisas 3+450.00; 4+752.52;

6+094.374; 8+073.756 y 10+169.020. En los cuadros 11 al 15, que se presentan

a continuación, se pueden observar los resultados obtenidos, en los cuales se

registran los datos de coordenadas y la comparación numérica entre la cota

obtenida con receptores GPS, método RTK y la cota obtenida con escáner láser

para un mismo punto.

98

CUADRO 11 Datos de coordenadas, método RTK, abscisa 3+450 000

No. NORTE ESTE COTA RTK DESCRIPCIÓN COTA

ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

3+450.000

2001 9864826.586 769594.218 2555.080 TOP 2555.100 -0.020 OK

2002 9864825.794 769588.270 2555.589 CS 2555.546 0.043 OK

2003 9864822.212 769572.295 2555.688 CS 2555.644 0.044 OK

2004 9864814.797 769578.772 2555.582 CS 2555.599 -0.017 OK

2005 9864814.059 769593.844 2555.061 TOP 2555.043 0.018 OK

2006 9864813.976 769574.060 2555.669 CS 2555.701 -0.032 OK

2007 9864813.214 769610.793 2551.518 BSC 2551.509 0.009 OK

2008 9864810.755 769573.492 2555.803 CS 2555.793 0.010 OK

2009 9864807.781 769605.936 2553.345 TOP 2553.389 -0.044 OK

2010 9864800.172 769595.104 2555.095 TOP 2555.111 -0.016 OK

2011 9864800.008 769586.921 2555.290 CS 2555.284 0.006 OK

2012 9864799.456 769574.614 2555.393 CS 2555.381 0.012 OK

2013 9864790.598 769595.575 2555.055 TOP 2555.073 -0.018 OK

2014 9864790.149 769571.779 2555.587 CS 2555.591 -0.004 OK

2015 9864781.953 769555.464 2555.693 CS 2555.931 -0.238 NO

2016 9864780.275 769560.944 2556.049 CS 2555.849 0.200 RANGO

2017 9864779.642 769571.262 2555.801 CS 2555.792 0.009 OK

2018 9864779.527 769582.085 2555.426 CS 2555.408 0.018 OK

2019 9864779.521 769597.195 2555.183 TOP 2555.113 0.070 OK

2020 9864778.228 769590.645 2555.469 CS 2555.413 0.056 OK

2021 9864770.792 769582.784 2555.008 LIN CASA 2555.432 -0.424 OK

2024 9864769.583 769591.331 2554.569 LIN CASA 2555.369 -0.800 NO

2026 9864769.030 769614.509 2547.612 TOP 2547.703 -0.091 OK

2027 9864760.695 769571.801 2555.302 TOP 2555.916 -0.614 OK

2028 9864753.533 769594.396 2555.099 TOP 2555.108 -0.009 OK

2029 9864752.120 769604.277 2554.382 TOP 2554.401 -0.019 OK

2030 9864748.977 769614.035 2551.903 BSC 2551.895 0.008 OK

2033 9864740.708 769590.322 2555.150 TOP 2555.214 -0.064 OK

2036 9864737.185 769599.277 2555.033 TOP 2555.041 -0.008 OK

2037 9864732.404 769579.668 2555.378 TOP 2555.433 -0.055 OK

2038 9864727.986 769595.466 2555.220 TOP 2555.204 0.016 OK

2039 9864725.139 769614.008 2552.172 BSC 2552.154 0.018 OK

2040 9864688.895 769558.487 2555.334 CS 2555.408 -0.074 OK

2041 9864683.504 769555.901 2555.274 CS 2555.358 -0.084 OK

2042 9864680.061 769562.480 2555.114 CS 2555.201 -0.087 OK

2043 9864625.251 769536.192 2554.901 CMH 2554.913 -0.012 OK

2044 9864616.838 769548.407 2554.420 CMH 2554.443 -0.023 OK

99

DATOS ANALIZADOS

37

100.00%

DATOS APROBADOS 34 91.89%






100



ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

4+752.520

2045 9863945.773 769050.811 2546.903 TOP 2546.894 0.009 OK

2046 9863943.872 769085.970 2527.931 TOP 2527.849 0.082 OK

2048 9863939.304 769080.475 2530.044 TOP 2529.993 0.051 OK

2049 9863928.716 769078.675 2528.402 TOP 2528.578 -0.176 RANGO

2050 9863922.176 769049.462 2546.215 TOP 2546.301 -0.086 OK

2051 9863915.342 769076.392 2529.048 TOP 2529.039 0.009 OK

2052 9863913.711 769045.297 2546.919 TOP 2546.948 -0.029 OK

2053 9863913.289 769051.075 2545.384 TOP 2545.412 -0.028 OK

2054 9863913.018 769064.119 2540.362 TOP 2540.268 0.094 OK

2055 9863912.799 769058.435 2542.733 TOP 2542.758 -0.025 OK

2056 9863907.464 769076.046 2529.016 TOP 2529.113 -0.097 OK

2057 9863907.294 769060.990 2541.196 TOP 2541.284 -0.088 OK

2058 9863906.927 769051.926 2544.637 TOP 2544.713 -0.076 OK

2060 9863900.992 769050.701 2544.908 TOP 2544.913 -0.005 OK

2061 9863899.965 769076.729 2522.238 TOP 2522.312 -0.074 OK

2063 9863899.055 769064.059 2536.054 TOP 2536.082 -0.028 OK

2064 9863895.371 769061.598 2538.728 TOP 2538.735 -0.007 OK

2065 9863891.532 769057.564 2541.199 TOP 2541.113 0.086 OK

2066 9863890.642 769076.094 2527.947 TOP 2527.913 0.034 OK

2067 9863887.993 769071.634 2528.503 TOP 2528.533 -0.030 OK

2068 9863884.446 769055.996 2541.016 TOP 2541.003 0.013 OK

2069 9863872.614 769039.879 2546.915 TOP 2546.898 0.017 OK

2070 9863871.576 769047.666 2544.134 TOP 2544.168 -0.034 OK

2071 9863866.704 769038.306 2546.892 TOP 2546.938 -0.046 OK

2072 9863866.011 769045.710 2544.348 TOP 2544.413 -0.065 OK

2073 9863863.707 769053.798 2541.460 TOP 2541.368 0.092 OK

2074 9863854.712 769038.007 2546.184 TOP 2546.139 0.045 OK

2075 9863853.927 769044.470 2543.535 TOP 2543.912 -0.377 OK

2076 9863829.366 769039.851 2542.845 TOP 2542.913 -0.068 OK

2077 9863824.677 769039.959 2542.338 TOP 2542.412 -0.074 OK

2078 9863819.438 769037.989 2542.399 TOP 2542.418 -0.019 OK

2080 9863814.986 769048.697 2537.731 TOP 2537.824 -0.093 OK

2081 9863811.272 769036.630 2541.757 TOP 2541.812 -0.055 OK

2082 9863801.735 769033.101 2541.228 TOP 2541.316 -0.088 OK

2083 9863799.093 769038.047 2539.134 TOP 2539.018 0.116 RANGO

2084 9863796.727 769041.882 2537.415 TOP 2537.119 0.296 NO

2085 9863794.828 769028.320 2540.894 TOP 2540.963 -0.069 OK

2086 9863792.689 769033.048 2539.300 TOP 2539.215 0.085 OK

2087 9863789.637 769022.046 2540.910 TOP 2540.91 0.000 OK

2088 9863789.296 769038.086 2536.333 TOP 2536.133 0.200 RANGO

101


ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

2089 9863786.461 769026.824 2539.238 TOP 2539.138 0.100 OK

2090 9863783.891 769031.998 2537.101 TOP 2537.011 0.090 OK

2092 9863780.269 769023.634 2538.677 TOP 2538.677 0.000 OK

2093 9863779.889 769039.022 2533.148 TOP 2532.748 0.400 NO

2094 9863778.386 769027.639 2537.177 TOP 2537.177 0.000 OK

2095 9863775.149 769035.031 2533.521 TOP 2533.321 0.200 RANGO

2096 9863770.033 769028.719 2533.711 TOP 2533.811 -0.100 OK

2097 9863766.719 769035.123 2530.634 TOP 2530.534 0.100 OK

2098 9863766.419 769009.470 2537.616 BST 2537.689 -0.073 OK

2099 9863762.025 769023.727 2532.717 TOP 2532.729 -0.012 OK

2100 9863761.289 769029.658 2530.859 TOP 2530.876 -0.017 OK

2101 9863760.463 769003.697 2536.955 BST 2536.983 -0.028 OK

2102 9863756.569 769020.686 2532.110 TOP 2531.986 0.124 RANGO

2103 9863754.135 769024.324 2530.312 TOP 2530.228 0.084 OK

2104 9863748.933 769017.392 2531.385 TOP 2531.333 0.052 OK

2105 9863744.662 769016.582 2530.849 TOP 2530.897 -0.048 OK

2106 9863740.927 769014.185 2530.900 TOP 2530.884 0.016 OK

2107 9863740.527 769001.228 2533.864 TOP 2533.915 -0.051 OK

2108 9863739.375 769007.955 2532.094 TOP 2532.113 -0.019 OK

2109 9863735.933 768991.501 2532.689 TOP 2532.883 -0.194 RANGO

2110 9863735.240 769007.767 2531.263 TOP 2531.312 -0.049 OK

2111 9863732.139 769011.732 2529.807 TOP 2529.782 0.025 OK

2112 9863731.159 768991.384 2532.028 TOP 2532.113 -0.085 OK

2113 9863730.455 769005.611 2530.986 TOP 2530.943 0.043 OK

2114 9863728.648 769016.398 2527.169 TOP 2527.118 0.051 OK

2115 9863724.453 769012.835 2527.653 TOP 2527.583 0.070 OK

2116 9863722.688 768998.520 2530.190 TOP 2530.212 -0.022 OK

2117 9863722.067 768991.279 2530.380 TOP 2530.538 -0.158 RANGO

2118 9863720.939 769006.121 2528.740 TOP 2528.732 0.008 OK

2119 9863716.269 768999.586 2528.951 TOP 2528.934 0.017 OK

2120 9863715.530 769017.570 2523.715 TOP 2523.798 -0.083 OK

2121 9863714.760 768990.875 2529.354 TOP 2529.334 0.020 OK

2122 9863712.950 769009.742 2524.659 TOP 2524.758 -0.099 OK

2123 9863711.349 768991.112 2528.129 TOP 2528.212 -0.083 OK

2124 9863705.476 769010.546 2522.032 TOP 2521.998 0.034 OK

2125 9863701.490 768993.605 2525.298 TOP 2525.486 -0.188 RANGO

2126 9863697.453 769007.123 2520.724 TOP 2520.738 -0.014 OK

2127 9863696.887 768993.418 2523.902 TOP 2523.912 -0.010 OK

2129 9863690.576 768978.547 2522.451 BSQ 2522.287 0.164 RANGO

2130 9863687.814 769003.740 2518.250 TOP 2518.153 0.097 OK

2131 9863687.243 768994.893 2520.468 TOP 2520.376 0.092 OK

2132 9863683.356 768988.492 2520.398 TOP 2520.212 0.186 RANGO

2133 9863682.241 768996.327 2518.336 TOP 2518.398 -0.062 OK

102


ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

2134 9863678.280 768995.321 2517.256 TOP 2517.283 -0.027 OK

2135 9863677.716 769002.217 2515.284 BST 2515.283 0.001 OK

2137 9863671.666 768989.766 2516.126 TOP 2516.043 0.083 OK

2138 9863670.237 769001.684 2513.132 BST 2513.189 -0.057 OK

2139 9863666.224 768994.697 2513.579 TOP 2513.586 -0.007 OK

2141 9863658.872 768998.629 2510.447 BST 2510.508 -0.061 OK

2142 9863654.542 768988.474 2512.148 TOP 2512.096 0.052 OK

2143 9863649.193 769000.510 2507.073 BST 2506.913 0.160 RANGO

2144 9863646.711 768992.667 2509.388 TOP 2509.336 0.052 OK

2145 9863635.332 768989.733 2507.885 TOP 2507.812 0.073 OK

2146 9863633.875 768996.998 2505.647 BST 2505.638 0.009 OK

2148 9863626.623 768990.057 2506.010 TOP 2505.993 0.017 OK

2149 9863617.746 768994.608 2502.187 BST 2502.123 0.064 OK

2150 9863587.630 768990.301 2499.273 TOP 2499.326 -0.053 OK

2151 9863587.485 768981.220 2497.007 TOP 2496.948 0.059 OK

2152 9863577.813 768989.011 2496.818 TOP 2496.793 0.025 OK

2153 9863577.783 768977.037 2490.254 TOP 2490.183 0.071 OK

2154 9863570.063 768952.377 2468.030 TOP 2467.974 0.056 OK

2155 9863562.556 768977.816 2485.012 TOP 2484.912 0.100 OK

2156 9863561.175 768959.374 2468.780 TOP 2468.737 0.043 OK

2157 9863552.858 768969.138 2472.165 TOP 2472.138 0.027 OK

2158 9863551.650 768983.638 2483.121 TOP 2483.024 0.097 OK

2159 9863548.204 768975.123 2475.868 TOP 2475.813 0.055 OK

2160 9863543.521 768983.075 2479.651 TOP 2479.558 0.093 OK

2161 9863540.542 768988.163 2483.393 TOP 2483.313 0.080 OK

2162 9863537.359 768991.804 2480.166 TOP 2480.174 -0.008 OK

2163 9863534.834 768996.508 2479.678 TOP 2479.777 -0.099 OK

2164 9863514.644 768995.013 2477.150 TOP 2477.123 0.027 OK

2165 9863509.465 768982.389 2471.182 TOP 2471.212 -0.030 OK

2166 9863504.934 768996.024 2471.899 TOP 2471.938 -0.039 OK

2167 9863494.031 768995.179 2470.629 TOP 2470.663 -0.034 OK

2168 9863462.231 768940.952 2438.952 TOP 2438.993 -0.041 OK

2169 9863383.785 768770.121 2485.422 TOP 2485.438 -0.016 OK

2170 9863382.829 768775.701 2485.443 TOP 2484.993 0.450 OK

2171 9863382.359 768663.397 2472.632 TOP 2472.589 0.043 OK

2172 9863381.886 768758.700 2484.399 TOP 2483.946 0.453 OK

2173 9863379.194 768747.624 2484.526 TOP 2482.913 1.613 OK

2175 9863378.370 768725.355 2482.935 TOP 2481.386 1.549 OK

2176 9863377.530 768734.863 2483.218 TOP 2481.898 1.320 OK

2177 9863376.119 768923.916 2435.601 PZ 2435.913 -0.312 OK

2178 9863374.691 768653.402 2469.534 TOP 2469.512 0.022 OK

2179 9863373.000 768888.704 2464.259 PZ 2464.184 0.075 OK

2180 9863370.908 768909.988 2446.229 PZ 2445.983 0.246 OK

103


ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

2181 9863370.803 768660.860 2463.881 TOP 2463.832 0.049 OK

2182 9863369.870 768672.636 2464.542 TOP 2466.112 -1.570 OK

2183 9863365.281 768898.886 2455.496 PZ 2455.532 -0.036 OK

2184 9863365.113 768652.964 2465.545 TOP 2465.882 -0.337 OK

2185 9863356.880 768666.543 2453.784 TOP 2453.733 0.051 OK

2186 9863356.505 768676.896 2455.007 TOP 2455.112 -0.105 OK

2187 9863354.136 768658.748 2457.293 TOP 2457.338 -0.045 OK

2188 9863344.894 768681.006 2449.691 TOP 2449.136 0.555 OK

2189 9863338.721 768673.684 2440.042 TOP 2439.999 0.043 OK

2190 9863336.110 768662.696 2449.121 TOP 2449.131 -0.010 OK

2191 9863332.787 768673.457 2436.259 TOP 2436.215 0.044 OK

2192 9863332.342 768680.709 2442.026 TOP 2442.089 -0.063 OK

2193 9863329.685 768668.938 2440.814 TOP 2440.814 0.000 OK

2196 9863325.281 768674.713 2432.285 TOP 2432.214 0.071 OK


DATOS APROBADOS

123 90.44%






104

CUADRO 13 Datos de coordenadas, método RTK, abscisa 6+094.374


ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

6+094.374

2202 9862851.407 768263.035 2420.669 TOP 2420.693 -0.024 OK

2203 9862849.824 768246.637 2420.079 TOP 2420.018 0.061 OK

2204 9862849.678 768256.017 2420.394 TOP 2420.339 0.055 OK

2205 9862849.614 768322.344 2418.495 CS 2418.532 -0.037 OK

2206 9862849.453 768281.491 2420.140 TOP 2420.084 0.056 OK

2207 9862848.428 768228.966 2416.636 TOP 2416.542 0.094 OK

2208 9862848.320 767542.304 2377.658 CS 2377.348 0.310 OK

2209 9862846.571 768241.536 2419.296 TOP 2419.313 -0.017 OK

2210 9862846.506 768304.882 2418.242 TOP 2418.213 0.029 OK

2211 9862846.076 768249.484 2419.639 TOP 2419.554 0.085 OK

2213 9862844.227 768278.459 2419.178 TOP 2419.114 0.064 OK

2214 9862843.720 767553.038 2377.287 CS 2377.339 -0.052 OK

2216 9862842.626 768266.462 2418.928 TOP 2418.942 -0.014 OK

2219 9862841.590 767527.176 2377.203 CS 2377.298 -0.095 OK

2220 9862841.492 768258.777 2418.639 TOP 2418.593 0.046 OK

2224 9862841.101 768283.816 2418.308 TOP 2418.283 0.025 OK

2225 9862840.941 768310.114 2417.301 TOP 2417.358 -0.057 OK

2226 9862840.548 768302.230 2416.831 TOP 2416.858 -0.027 OK

2227 9862839.901 768234.483 2417.167 TOP 2417.334 -0.167 OK

2228 9862839.350 768243.372 2418.044 TOP 2418.062 -0.018 OK

2229 9862838.733 768318.465 2416.915 TOP 2416.904 0.011 OK

2230 9862838.553 768278.363 2417.969 TOP 2417.913 0.056 OK

2231 9862837.869 768286.997 2417.810 TOP 2417.742 0.068 OK

2232 9862837.757 768330.747 2416.332 TOP 2416.305 0.027 OK

2233 9862837.152 767538.296 2377.144 CS 2377.213 -0.069 OK

2234 9862836.484 768309.321 2416.715 TOP 2416.748 -0.033 OK

2235 9862835.975 768272.276 2417.739 TOP 2417.774 -0.035 OK

2236 9862834.511 768245.859 2417.616 TOP 2417.676 -0.060 OK

2238 9862834.035 768228.058 2415.145 TOP 2415.078 0.067 OK

2239 9862833.563 768261.253 2417.227 TOP 2417.213 0.014 OK

2240 9862833.127 768287.847 2416.777 TOP 2416.698 0.079 OK

2241 9862833.115 767549.333 2377.302 CS 2377.338 -0.036 OK

2244 9862831.629 768249.243 2416.911 TOP 2416.906 0.005 OK

2245 9862831.269 768299.403 2415.036 TOP 2415.068 -0.032 OK

2247 9862829.674 768317.578 2415.377 TOP 2415.368 0.009 OK

2248 9862829.575 768307.056 2415.701 TOP 2415.689 0.012 OK

2249 9862828.921 768224.026 2414.113 TOP 2414.068 0.045 OK

2251 9862828.770 768240.206 2419.952 TOP 2419.905 0.047 OK

2252 9862828.063 768327.888 2414.916 TOP 2414.856 0.060 OK

2253 9862827.905 768276.484 2416.314 TOP 2416.248 0.066 OK

105


ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

2255 9862827.365 768231.501 2414.984 TOP 2414.912 0.072 OK

2256 9862826.960 768257.940 2416.140 TOP 2416.061 0.079 OK

2260 9862825.200 768265.041 2415.927 TOP 2415.789 0.138 RANGO

2262 9862823.523 768254.176 2415.680 TOP 2415.512 0.168 RANGO

2263 9862823.311 768244.700 2417.429 TOP 2417.486 -0.057 OK

2264 9862822.983 768287.303 2413.358 TOP 2413.228 0.130 RANGO

2265 9862822.523 768295.920 2412.721 TOP 2412.793 -0.072 OK

2267 9862822.116 768303.641 2414.388 TOP 2414.312 0.076 OK

2268 9862821.645 768276.695 2414.369 TOP 2414.272 0.097 OK

2269 9862821.643 768232.582 2413.996 TOP 2413.954 0.042 OK

2271 9862821.074 768317.754 2413.961 TOP 2413.913 0.048 OK

2275 9862820.296 768225.689 2411.980 TOP 2411.838 0.142 RANGO

2276 9862819.556 768271.260 2413.762 TOP 2413.674 0.088 OK

2277 9862818.819 768329.272 2413.189 TOP 2413.113 0.076 OK

2278 9862818.507 768242.263 2413.942 TOP 2413.902 0.040 OK

2279 9862817.983 768304.718 2412.453 TOP 2412.487 -0.034 OK

2281 9862816.918 768232.449 2412.196 TOP 2412.113 0.083 OK

2282 9862816.787 767791.964 2432.964 TOP 2432.903 0.061 OK

2284 9862816.415 768257.821 2413.271 TOP 2413.112 0.159 RANGO

2285 9862816.182 768315.700 2412.851 TOP 2412.798 0.053 OK

2286 9862814.528 768293.991 2411.496 TOP 2411.578 -0.082 OK

2288 9862814.415 768276.632 2410.902 TOP 2410.889 0.013 OK

2289 9862813.950 768247.512 2412.967 TOP 2412.921 0.046 OK

2290 9862813.949 767801.397 2432.118 TOP 2432.092 0.026 OK

2294 9862812.631 768230.169 2409.845 TOP 2409.813 0.032 OK

2295 9862812.313 768306.158 2410.911 TOP 2410.938 -0.027 OK

2296 9862811.983 768316.396 2410.885 TOP 2410.839 0.046 OK

2297 9862811.918 767823.929 2432.326 TOP 2432.241 0.085 OK

2298 9862811.476 768269.406 2410.273 TOP 2410.234 0.039 OK

2299 9862811.084 768329.343 2409.059 TOP 2409.046 0.013 OK

2301 9862810.927 768242.483 2410.406 TOP 2410.478 -0.072 OK

2302 9862810.922 767896.023 2427.753 TOP 2427.748 0.005 OK

2303 9862809.526 767886.532 2428.100 TOP 2428.080 0.020 OK

2304 9862809.119 768296.285 2410.337 TOP 2410.274 0.063 OK

2305 9862809.046 767868.395 2428.858 TOP 2428.832 0.026 OK

2306 9862808.871 767880.574 2428.290 TOP 2428.236 0.054 OK

2307 9862808.767 767800.715 2429.220 TOP 2429.134 0.086 OK

2309 9862808.657 768262.437 2409.221 TOP 2409.203 0.018 OK

2310 9862808.347 767816.655 2431.496 TOP 2431.420 0.076 OK

2311 9862808.211 768248.774 2409.952 TOP 2409.973 -0.021 OK

2312 9862808.188 767845.283 2429.568 TOP 2429.513 0.055 OK

2314 9862807.049 768254.938 2408.955 TOP 2408.975 -0.020 OK

2315 9862806.756 767873.675 2427.780 TOP 2427.693 0.087 OK

106


ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

2317 9862806.587 767854.780 2428.991 TOP 2428.979 0.012 OK

2318 9862804.940 767808.178 2426.628 TOP 2426.573 0.055 OK

2319 9862804.625 768225.539 2405.306 TOP 2405.374 -0.068 OK

2320 9862803.634 767886.348 2425.436 TOP 2425.538 -0.102 RANGO

2321 9862802.261 767828.543 2427.324 TOP 2427.283 0.041 OK

2323 9862801.020 767835.735 2427.800 TOP 2427.846 -0.046 OK

2324 9862800.507 767874.709 2424.964 TOP 2424.923 0.041 OK

2325 9862800.472 767857.767 2426.902 TOP 2426.876 0.026 OK

2326 9862800.415 767864.936 2426.230 TOP 2426.216 0.014 OK

2328 9862798.955 767822.393 2424.963 TOP 2424.932 0.031 OK

2329 9862798.927 767843.351 2426.278 TOP 2426.235 0.043 OK

2330 9862797.224 767836.199 2427.144 TOP 2427.138 0.006 OK

2331 9862796.448 767812.999 2423.875 TOP 2423.815 0.060 OK

2332 9862796.354 767866.000 2425.231 TOP 2425.182 0.049 OK


DATOS APROBADOS

91 93.81%






107



ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

10+169.020

2473 9861490.484 767543.556 2587.098 TOP 2587.035 0.063 OK

2475 9861477.298 767530.644 2587.938 TOP 2587.912 0.026 OK

2476 9861474.195 767481.233 2569.895 TOP 2569.813 0.082 OK

2482 9861468.508 767489.639 2575.521 TOP 2575.573 -0.052 OK

2483 9861465.256 767520.870 2587.928 BC 2587.836 0.092 OK

2485 9861464.261 767474.595 2570.711 TOP 2570.796 -0.085 OK

2487 9861463.197 767493.362 2579.382 TOP 2579.296 0.086 OK

2490 9861459.821 767479.859 2574.714 TOP 2574.777 -0.063 OK

2493 9861458.642 767500.138 2583.469 TOP 2583.531 -0.062 OK

2498 9861454.271 767471.108 2573.288 TOP 2573.271 0.017 OK

2499 9861454.104 767485.656 2579.628 TOP 2579.692 -0.064 OK

2502 9861449.921 767467.823 2572.946 TOP 2572.938 0.008 OK

2503 9861449.885 767499.716 2587.257 TOP 2587.293 -0.036 OK

2504 9861448.737 767489.154 2583.925 TOP 2583.976 -0.051 OK

2506 9861447.020 767473.181 2576.119 TOP 2576.138 -0.019 OK

2508 9861444.532 767463.076 2573.717 TOP 2573.805 -0.088 OK

2509 9861444.504 767504.283 2588.917 TOP 2588.856 0.061 OK

2512 9861442.165 767457.452 2573.850 TOP 2573.924 -0.074 OK

2513 9861438.861 767450.261 2573.094 TOP 2573.015 0.079 OK

2514 9861438.058 767463.684 2578.012 TOP 2578.104 -0.092 OK

2516 9861435.451 767444.537 2570.826 TOP 2570.899 -0.073 OK

2517 9861435.153 767458.186 2575.977 TOP 2575.934 0.043 OK

2518 9861433.331 767486.796 2587.834 TOP 2587.812 0.022 OK

2519 9861431.193 767437.303 2570.964 TOP 2570.913 0.051 OK

2520 9861429.613 767453.412 2577.246 TOP 2577.189 0.057 OK

2521 9861427.572 767481.790 2588.105 TOP 2588.033 0.072 OK

2522 9861426.768 767434.384 2573.032 TOP 2573.089 -0.057 OK

2523 9861426.647 767450.162 2577.861 TOP 2577.896 -0.035 OK

2524 9861422.203 767444.654 2577.829 TOP 2577.913 -0.084 OK

2525 9861422.088 767474.211 2588.011 TOP 2588.078 -0.067 OK

2527 9861417.921 767428.274 2574.923 TOP 2574.993 -0.070 OK

2528 9861417.333 767439.921 2578.914 TOP 2578.953 -0.039 OK

2531 9861412.939 767459.374 2588.437 TOP 2588.529 -0.092 OK

2532 9861411.666 767422.869 2576.526 TOP 2576.486 0.040 OK

2536 9861407.405 767430.867 2581.139 TOP 2581.155 -0.016 OK

2537 9861405.025 767448.795 2589.053 TOP 2589.012 0.041 OK

2539 9861401.690 767429.718 2583.238 TOP 2583.145 0.093 OK

2540 9861397.046 767439.252 2589.085 TOP 2589.012 0.073 OK

2541 9861394.241 767428.743 2586.935 TOP 2586.912 0.023 OK

2542 9861391.648 767433.904 2589.163 TOP 2589.063 0.100 RANGO

108


ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

2543 9861387.629 767429.665 2589.172 TOP 2589.113 0.059 OK

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2549 9861358.469 767416.767 2596.048 TOP 2596.012 0.036 OK

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2559 9861296.487 767345.777 2597.557 TOP 2597.576 -0.019 OK

2561 9861287.570 767336.570 2598.125 TOP 2598.155 -0.030 OK

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2570 9861246.944 767289.537 2600.152 TOP 2600.189 -0.037 OK

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2585 9861195.835 767214.186 2599.057 TOP 2599.095 -0.038 OK

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2587 9861187.301 767253.333 2601.479 TOP 2601.538 -0.059 OK

2588 9861180.858 767198.806 2599.172 TOP 2599.213 -0.041 OK

2589 9861180.538 767245.570 2601.378 TOP 2601.432 -0.054 OK

2591 9861172.958 767191.727 2600.054 TOP 2600.111 -0.057 OK

2592 9861166.219 767183.752 2599.999 TOP 2599.953 0.046 OK

2593 9861164.319 767207.606 2601.352 TOP 2601.428 -0.076 OK

2594 9861156.271 767178.322 2600.353 TOP 2600.385 -0.032 OK

2595 9861156.172 767200.696 2601.317 TOP 2601.358 -0.041 OK

2597 9861151.571 767173.749 2600.334 TOP 2600.387 -0.053 OK

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2599 9861148.107 767195.464 2601.901 TOP 2601.987 -0.086 OK

2600 9861145.723 767158.903 2599.210 TOP 2599.279 -0.069 OK

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109


ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

2605 9861126.430 767140.410 2599.336 TOP 2599.366 -0.030 OK

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2613 9861097.640 767152.659 2603.100 TOP 2603.175 -0.075 OK

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2620 9861071.576 767129.627 2603.699 TOP 2603.748 -0.049 OK

2621 9861066.476 767099.298 2603.037 TOP 2603.123 -0.086 OK

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2627 9861048.848 767090.292 2603.385 TOP 2603.456 -0.071 OK

2629 9861043.509 767126.026 2604.962 TOP 2604.986 -0.024 OK

2630 9861039.048 767086.228 2603.724 TOP 2603.774 -0.050 OK

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2635 9861016.284 767076.298 2604.147 TOP 2604.189 -0.042 OK

2636 9861008.749 767075.247 2605.288 TOP 2605.365 -0.077 OK

2637 9861007.033 767111.148 2605.896 TOP 2605.939 -0.043 OK

2638 9861006.783 767087.036 2605.159 TOP 2605.215 -0.056 OK

2639 9861001.294 767072.450 2604.096 TOP 2604.179 -0.083 OK

2640 9860999.003 767102.555 2605.934 TOP 2605.968 -0.034 OK

2641 9860995.444 767069.162 2604.072 TOP 2604.175 -0.103 RANGO

2644 9860993.447 767097.003 2605.132 TOP 2605.152 -0.020 OK

2648 9860986.857 767089.470 2605.298 TOP 2605.336 -0.038 OK

2650 9860982.095 767063.467 2604.735 TOP 2604.789 -0.054 OK

2652 9860978.852 767081.886 2605.858 TOP 2605.879 -0.021 OK

2654 9860975.243 767060.069 2605.192 TOP 2605.223 -0.031 OK

2656 9860973.135 767075.261 2605.883 TOP 2605.891 -0.008 OK

2657 9860968.318 767055.399 2605.159 TOP 2605.193 -0.034 OK

2659 9860967.722 767069.249 2605.897 TOP 2605.947 -0.050 OK

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2663 9860947.458 767045.968 2605.244 TOP 2605.298 -0.054 OK

110


ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

2664 9860941.644 767043.040 2605.200 TOP 2605.248 -0.048 OK

2667 9860935.114 767039.834 2605.218 TOP 2605.265 -0.047 OK

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2671 9860920.692 767034.354 2606.230 TOP 2606.279 -0.049 OK

2675 9860909.054 767028.509 2606.689 TOP 2606.798 -0.109 RANGO

2676 9860907.604 767042.605 2607.933 TOP 2607.958 -0.025 OK

2680 9860895.938 767031.606 2607.539 TOP 2607.559 -0.020 OK

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2690 9860875.119 767032.759 2608.028 TOP 2608.079 -0.051 OK

2692 9860869.950 767041.789 2609.234 TOP 2609.256 -0.022 OK

2697 9860865.094 767023.722 2609.057 TOP 2609.132 -0.075 OK

2698 9860865.081 767001.124 2607.933 TOP 2607.978 -0.045 OK

2701 9860858.594 767052.638 2609.865 TOP 2609.937 -0.072 OK

2702 9860856.087 767026.299 2609.420 TOP 2609.479 -0.059 OK

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2707 9860842.662 766989.083 2607.890 TOP 2607.999 -0.109 RANGO

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2712 9860835.530 767022.000 2609.981 TOP 2609.993 -0.012 OK

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2718 9860828.106 766970.307 2608.346 TOP 2608.359 -0.013 OK

2721 9860827.458 766989.717 2609.817 TOP 2609.856 -0.039 OK

2725 9860821.963 766964.033 2608.196 TOP 2608.254 -0.058 OK

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2729 9860817.071 767022.439 2611.266 TOP 2611.313 -0.047 OK

2732 9860813.731 766957.019 2609.227 CS 2609.256 -0.029 OK

2734 9860811.661 766982.056 2611.073 TOP 2611.099 -0.026 OK

2735 9860811.566 767003.302 2612.021 TOP 2612.035 -0.014 OK

2736 9860811.023 767015.435 2611.874 TOP 2611.899 -0.025 OK

2738 9860808.425 766975.835 2611.129 TOP 2611.169 -0.040 OK

2741 9860805.202 766944.727 2605.411 MURO 2605.432 -0.021 OK

2743 9860803.705 767006.863 2611.264 TOP 2611.289 -0.025 OK

2744 9860802.824 766969.456 2611.322 TOP 2611.379 -0.057 OK

2745 9860802.183 766982.151 2612.495 TOP 2612.513 -0.018 OK

2747 9860798.090 767001.067 2612.209 TOP 2612.279 -0.070 OK

2750 9860795.534 766957.055 2612.135 TOP 2612.186 -0.051 OK

2751 9860793.858 766947.980 2612.029 TOP 2612.059 -0.030 OK

2755 9860790.020 766992.202 2612.370 TOP 2612.413 -0.043 OK

2758 9860786.303 766929.405 2607.087 MURO 2607.156 -0.069 OK

2762 9860781.036 766935.042 2612.151 TOP 2612.193 -0.042 OK

2765 9860778.317 766983.974 2612.887 BC 2612.964 -0.077 OK

111


ESCÁNER

DIFERENCIA

EN COTA ESTADO

2768 9860769.948 766992.306 2613.077 BC 2613.091 -0.014 OK

2769 9860761.823 766961.255 2612.520 LF 2612.478 0.042 OK

2771 9860749.996 766949.721 2614.218 PL 2614.258 -0.040 OK

2772 9860730.863 766924.450 2615.410 LF 2615.458 -0.048 OK

2773 9860723.607 766887.039 2617.078 LF 2617.093 -0.015 OK

2774 9860713.711 766878.032 2617.060 BSC 2617.099 -0.039 OK

2775 9860711.217 766899.977 2617.157 LF 2617.189 -0.032 OK

2776 9860709.134 766885.262 2617.028 TOP 2617.113 -0.085 OK

2777 9860695.964 766862.695 2617.318 BSC 2617.379 -0.061 OK


DATOS APROBADOS

174 97.75%






112

CUADRO 15 Resumen de la comparación de puntos escan eados con puntos RTK

No. SITIO PUNTOS EXCELENTE EN

RANGO

FUERA DE

RANGO ELEVADOS DEPRIMIDOS

1 3+450.000 37 34 1 2 22 15

2 4+752.520 136 123 11 2 64 72

3 6+094.374 97 91 6 0 27 70

4 8+173.640 123 121 2 0 85 38

5 10+169.020 178 174 4 0 146 32

TOTAL 571 543 24 4 344 227


GRÁFICO 4 Distribución de puntos levantados con GPS método RTK


113

GRÁFICO 5 Calificación de los puntos escaneados, co mparados con puntos RTK


GRÁFICO 6 Localización vertical de los puntos RTK, respecto a los puntos escaneados


114

El resumen de la comparación de los datos obtenidos por escaneo y de los puntos

obtenidos con receptores GPS, se muestra en el cuadro 10. En el gráfico 4, se

reseña la distribución de los sitios en los que se tomaron datos con receptores

GPS y los porcentajes correspondientes a cada abscisa considerando que el

100% corresponde al total de puntos caracterizados, esto es, 571 puntos. La falta

de uniformidad en el número de puntos relevados en cada zona, se debe al grado

de dificultad en el ingreso del personal al sitio de investigación en campo, a menor

dificultad es posible levantar un mayor número de puntos.

En el Gráfico 5, se observa que la gran mayoría de puntos, esto es, 543 se

encasillan dentro de la clasificación excelente; 24 aunque no llegan a este nivel,

se ubican dentro del rango de precisión admisible y apenas 4, superan este rango

y deberían ser rechazados.

Al igual que para los puntos levantados con estación total, la ubicación de los

puntos en su componente vertical, tienen un porcentaje de 60% para los elevados

y 40% para los deprimidos En el Gráfico 3, se presentan los porcentajes

alcanzados, y nuevamente la mayoría de puntos escaneados presentan un valor

de cota mayor a los puntos relevados con GPS (método tradicional).

4.2 ANÁLISIS DE RENDIMIENTOS

El proceso de escaneo, fue ejecutado en un período de tiempo de 3 días y el área

cubierta con el levantamiento es de 71,22 has, por tanto, al dividir el área total

para los días invertidos, resulta que el avance diario es de 23.74 has/día y el

rendimiento 0,337.

El levantamiento de comprobación con receptores GPS, se ejecutó en un solo día

y se relevaron 571 puntos, para la escala seleccionada, se requieren 150 puntos

por cada hectárea, entonces, al dividir el número de puntos para 150,

determinamos que el área cubierta con este método es de 3.81 has y el

rendimiento 2,100.

115

Finalmente, el número de puntos levantados con estación total es 191 y

procediendo de manera similar a lo calculado para los GPS, se tiene que el área

cubierta con este método es 1,27 has. En este caso se debe considerar, que por

cuestiones climáticas, únicamente se pudo trabajar medio día, por tanto el avance

considerado será el doble, es decir, 2.54 has y el rendimiento 3,150.

A partir de estos rendimientos se realizará el análisis de precios unitarios para

cada uno de los métodos utilizados, para llegar a determinar el beneficio o el

perjuicio económico derivado de la utilización del escáner láser en los

levantamientos topográficos.

4.3 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS

Basados en los rendimientos determinados en el numeral 4.2, a continuación se

desarrollará el análisis de precios unitarios, considerando la utilización de

equipos, mano de obra, materiales y todo lo necesario para la ejecución de los

trabajos de campo.

En este análisis, no es posible determinar una cuadrilla tipo, por cuanto el número

de personas necesarias en uno u otro caso, así como la calificación técnica es

completamente diferente, a más de que el grado de destreza en los métodos

tradicionales es mucho mayor que en el escáner láser, por el poco tiempo

transcurrido desde la llegada de este equipo al país y por que actualmente se

cuenta apenas con 5 equipos operativos, 2 en la empresa privada y el resto en la

empresa pública, lo que no ha permitido la capacitación masiva de personal en el

manejo y operación del equipo, como tampoco en el procesamiento de la

información adquirida con este método.

A continuación se presentan los cuadros con el análisis de precios unitarios, para

cada uno de los métodos analizados, en los cuáles se determina el costo directo,

el costo indirecto y la utilidad previstos para estos trabajos, en condiciones reales

y aplicadas a un proyecto complicado como el estudio de los taludes del Paso

Lateral de Ambato.

116

CUADRO 16 Análisis de precios unitarios para levant amientos con Estación Total.


117

CUADRO 17 Análisis de precios unitarios para levant amientos con receptores GPS.


118

CUADRO 18 Análisis de precios unitarios para levant amientos con Escáner Láser.


119

4.4 SEGURIDAD FÍSICA Y AFECTACIONES A PROPIETARIOS

Es de vital importancia, minimizar el riesgo para la seguridad física del personal

que labora en los proyectos y sobre todo, bajo ninguna circunstancia, poner en

riesgo su integridad física y mental. Sin embargo, existen proyectos en los cuáles

se hace necesaria la obtención de datos de campo en taludes pronunciados que

implican riesgo.

La alternativa hasta hace no más de un par de años, era deslizar al personal de

topografía por dichos taludes con todas las medidas de seguridad posibles,

usando cuerdas de descenso, arneses, y todos los accesorios requeridos para

labores de andinismo.

Este trabajo resulta muy tedioso y requiere gran esfuerzo físico de los

participantes, lo que derivaba en bajos rendimientos y por tanto altos costos en la

producción de los levantamientos topográficos

La nueva visión del tema ambiental a nivel mundial y por supuesto a nivel local,

que defiende los derechos de los propietarios y posibilita que en caso de no estar

de acuerdo con la construcción de un proyecto, éste resulte inejecutable, ha

derivado en la búsqueda de nuevas tecnologías que minimicen las afectaciones,

incluso en la fase de estudios del proyecto.

En este sentido, el uso del escáner láser, en terrenos con ausencia de vegetación

o con presencia escasa de ésta, presenta una ventaja importante con respecto a

los métodos tradicionales, pues no se requiere la presencia del personal de los

grupos de topografía al interior de las propiedades, pues como se ha descrito en

capítulos anteriores, el equipo puede medir hasta una distancia de 400 m y su

señal rebota en la superficie del terreno o de los obstáculos que encuentre a su

paso, por tanto, el problema se reduce a la búsqueda de los mejores sitios para el

posicionamiento del equipo, que garanticen línea de vista a las zonas a ser

escaneadas, para de esta manera prácticamente anular las afectaciones a los

propietarios por ingreso de personal a sus predios.

120

En lo concerniente a las afectaciones a los propietarios, por lo menos cuando la

vegetación permite visuales largas, el escáner presenta una gran ventaja con

respecto a los métodos tradicionales, pues el barrido es masivo con la utilización

de un haz de luz láser, la misma que no presenta incidencia sobre las personas,

los animales o las plantas, evitando eso sí el ingreso de los obreros de topografía

a los predios, eliminando el pisoteo de las plantas pequeñas que están iniciando

su crecimiento.

Esta nueva tecnología disminuye en un altísimo porcentaje las afectaciones a los

propietarios, incrementando el respecto a la propiedad privada, sobre todo en

etapas de estudios, en las cuales aún no es posible determinar la posibilidad real

de construcción del proyecto, sin embargo de lo cual, con métodos tradicionales

ya se afectaba a los predios, generando un estado de insatisfacción de los

propietarios y una oposición a la construcción de las obras, aún cuando éstas

sean de beneficio para toda la sociedad.

4.5 DEMOSTRACIÓN DE LA HIPÓTESIS

En el numeral 1.7.1 de este trabajo de investigación se planteo la hipótesis, la

cual contempla la comprobación de la precisión obtenida con el escáner láser, la

disminución de mano de obra, el incremento en el rendimiento y por tanto la

reducción en el precio unitario, la optimización de la seguridad física del personal

y la restricción en las afectaciones a los propietarios de los terrenos en los cuales

se desarrollarán las obras estudiadas.

De los resultados obtenidos y presentados en este capítulo, se puede determinar

que en lo referente a las precisiones, el escaneo láser cumple y de manera

categórica, con los parámetros planteados, es decir, menos del 10% de los datos

obtenidos para comparación, presentan diferencias mayores a 20 cm con

respecto a los datos obtenidos con métodos tradicionales.

En la comparación con la información registrada en la estación total, ningún punto

de los 194 examinados, está fuera del rango de precisión establecido y apenas 3

121

están en el rango aceptable, el cual permite una diferencia entre 10 y 20 en su

ubicación vertical, lo que representa apenas un 0% y 1,55% respectivamente, de

datos encasillados en la calificación excelente.

En el caso de la información obtenida con receptores GPS, de los 571 puntos

auscultados, 543 que corresponden al 95.10% se clasifican como excelentes; 24

que representan el 4.20%, muestran diferencias entre 10 y 20 cm, por lo que se

inscriben dentro del rango de precisión establecido como admisible y apenas 4,

que equivalen al 0,70% están fuera de dicho rango y de los debería desechar del

universo de datos a utilizarse en la generación del modelo digital del terreno

(MDT).

Como era de esperarse, la utilización de tecnología, deriva en la disminución, de

mano de obra y especialmente no calificada en los estudios topográficos, es así

que en el caso de la estación total se requiere: un topógrafo, tres cadeneros y

cuatro macheteros; para los receptores GPS, se utilizan un experto en GPS, tres

cadeneros y dos machetero; mientras que con el escáner láser, participan un

experto en escáner láser y dos cadeneros.

En donde se marca una drástica diferencia es en el rendimiento, pues con la

estación el avance diario se ubica en 2,54 has, con los receptores GPS 3.81 has y

con el escáner láser 23,74, es decir, al pasar de la estación total al GPS el avance

se incrementa en un 50% y al pasar al escáner láser, 834.54%. Entre los

receptores GPS y el escáner láser, la diferencia es del 523%.

En el análisis de precios unitarios, se puede observar que básicamente, al utilizar

el escáner láser, se logra una gran disminución en los costos directos debido al

considerable aumento en los rendimientos, pasando de 227,264 U$D con la

estación total a 161,614 U$D con los receptores GPS y a 61,637 U$D con el

escáner láser, por cada hectárea relevada topográficamente.

Adicionalmente, se determinó que las afectaciones a los propietarios,

específicamente en este proyecto, prácticamente resultaron nulas, pues al utilizar

el escáner láser para la caracterización topográfica, se eliminó la presencia del

122

personal de campo al interior de las propiedades, debido a que la distancia a la

que el equipo puede recibir señal en buenas condiciones es de alrededor de 400

m, además que no necesita una superficie especial para se produzca el reflejo de

los rayos láser.

Finalmente, la seguridad del personal de campo, se ve notablemente

incrementada, nuevamente por cuanto no es necesario el ingreso del personal de

campo a zonas de difícil acceso y en sitios con pendientes altas, con riesgo de

sufrir caídas.

Por lo analizado en los párrafos anteriores, se puede determinar que todas las

hipótesis planteadas al inicio de este trabajo de investigación, se cumplieron de

manera apropiada, superando largamente los parámetros definidos para calificar y

cuantificar los resultados obtenidos producto de las comparaciones efectuadas.

En todos los campos analizados el equipo respondió, mucho más allá de lo

esperado, por tanto, se determina que su utilización, contribuye decididamente al

ahorro de tiempo y recursos en los proyectos, con un alto rango de precisión, casi

eliminando los factores de riesgo de accidentes para el personal de campo y

excluyendo en la etapa de estudios el ingreso de dicho personal a las

propiedades que probablemente se verán afectadas en la etapa de construcción.

123

CAPITULO V

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Una vez finalizado todo el proceso de investigación, llega el momento de exponer

las conclusiones obtenidas y establecer las recomendaciones consecuentes con

los objetivos planteados al inicio de este trabajo. Recordemos que los objetivos

planteados fueron:

Establecer un estudio comparativo de la caracterización topográfica con escáner

láser frente a los resultados obtenidos con métodos tradicionales, mediante

mediciones de campo, cálculo de precisiones, análisis de costos y tiempos de

ejecución para los taludes del Paso Lateral de Ambato, para lo cual se debieron

verificar los siguientes objetivos específicos.

1) Realizar el levantamiento topográfico, en sitios de interés, conformando

varios escenarios para la determinación de los beneficios y los

inconvenientes del uso del escáner láser tridimensional.

2) Determinar el tipo de terreno, en el cual, resulta más ventajosa la utilización

del escáner láser sobre los métodos tradicionales y viceversa.

3) Analizar las ventajas que se obtienen con la utilización del escáner láser,

en cuanto a la seguridad física del personal y a las afectaciones

ambientales producidas con los dos métodos analizados.

4) Desarrollar el estudio comparativo, considerando: morfología del terreno,

uso del suelo, presencia de obstáculos.

5) Determinar los costos y los tiempos de implementación tanto para el

método del escáner láser como para el método tradicional.

124

5.1 CONCLUSIONES

Al inicio del desarrollo de esta investigación, se realizó el levantamiento

topográfico con escáner láser de toda la zona estudiada para las obras de

estabilización de los taludes del Paso Lateral de Ambato, se procesaron los datos

de campo y se obtuvo el modelo digital del terreno (MDT), posteriormente se

identificaron zonas en donde era factible el relevamiento de información de campo

con métodos tradicionales, en los cuáles se hace necesaria la presencia del

personal de campo, garantizando un alto factor de seguridad. A continuación se

detallan las conclusiones obtenidas, producto de este trabajo:

1) Como resultado del trabajo de campo, se pudo determinar que el escáner

láser resulta muy útil, en zonas con visuales panorámicas, pues esto

permite disminuir el número de sitios requeridos para estacionar el equipo

desde donde se ejecuta el proceso de escaneo, ahorrando tiempo en cada

ciclo de operación del escáner, pues el equipo tiene un radio de acción de

360º en el sentido horizontal, 180º en el sentido vertical y 500 metros de

alcance entre su posición y la superficie escaneada.

2) Por lo expuesto en el párrafo anterior, cuando se reúnen estas condiciones,

como es el caso de los taludes del Paso Lateral de Ambato, el uso del

escáner láser resulta óptimo, relegando a los métodos tradicionales y de

manera amplia, a un plano secundario; debido a la diferencia en los

rendimientos y como producto de esto a la gran discrepancia en el costo de

relevar topográficamente una hectárea de terreno, lo que deja ver

claramente que bajo estas circunstancias, resulta mucho más rentable el

uso el escáner láser.

3) De todas formas se debe considerar que el uso del escáner láser, se ve

limitado por las condiciones climáticas, es decir, no funcionará bajo

condiciones de lluvia, en presencia de neblina, o en zonas con existencia

de obstáculos que impiden que los rayos láser lleguen hasta el terreno

mismo, creando una falsa disposición del MDT, como pueden ser

personas, animales o vehículos en movimiento, los que generan zonas de

125

sombra y que dependiendo del área cubierta, obligan a un nuevo proceso

de escaneo con la consabida disminución del rendimiento y por tanto el

aumento en el precio unitario del rubro.

4) En general, el mejor tipo de terreno para la utilización del escáner láser,

será aquel con escasa o nula vegetación, con sitios desde los que se

pueda tener visión panorámica de la zona a ser auscultada

topográficamente, con facilidad en los accesos y sin presencia de

obstáculos en movimiento.

5) En cuanto a la seguridad física del personal de campo, en el numeral 4.4

se determina que el riesgo es prácticamente nulo y que las afectaciones a

los propietarios se reducen casi a cero, pues se elimina la presencia de los

trabajadores de los grupos de topografía al interior de las propiedades

estudiadas, lo que es inevitable al utilizar métodos tradicionales.

6) La metodología utilizada para la ejecución de los trabajos de campo,

garantiza la obtención de óptimos resultados, tanto para la estación total

como para los receptores GPS y por supuesto para el escáner láser, pues

el contar con una poligonal base corregida, se acredita la buena calidad de

los datos relevados, a partir de dicha poligonal.

7) Como se observó en los cuadros 9 y 10, se resumen los resultados de la

comparación de los datos obtenidos con estación total y con receptores

GPS, en contraste con los obtenidos con escáner láser, definiéndose que

ningún dato está fuera del rango de precisión esperado en el primer caso y

apenas 4 de 573 puntos estudiados están fuera de dicho rango en el

segundo caso. Esto define al levantamiento topográfico con escáner láser

como de alta precisión y válido para ser usado como base para el diseño

de cualquier obra de ingeniería.

8) En resumen, el levantamiento topográfico con escáner láser para terrenos

con las características morfológicas y de uso de suelo como las existentes

en los taludes del Paso Lateral de Ambato, resulta óptimo, tanto desde el

126

punto de vista económico, como de seguridad física del personal y por

supuesto de afectaciones a propietarios, superando y con un amplio

margen a los levantamientos ejecutados con métodos tradicionales.

9) Sin embargo de lo expresado anteriormente, en condiciones climáticas

adversas o en sitios con una conformación topográfica escabrosa, como

pueden ser: sitios con presencia de vegetación que obstaculice las

visuales, cauces de quebradas, sitios encañonados, zonas con alta

densidad de tráfico vehicular, etc. el uso del escáner no va a ser la mejor

decisión, es decir, la selección del método a utilizar va a depender del tipo

de terreno, de las condiciones climáticas, del uso del suelo y de varios

otros parámetros que estarán determinados por la localización geográfica

del proyecto, la hora de ejecución del estudio, entre otros.

10) Lastimosamente para la determinación de precisiones, no se pudo contar

con una normativa vigente para este tipo de trabajos, pues al ser una

tecnología absolutamente nueva en el medio, no se ha trabajado en la

determinación de parámetros que certifiquen la calidad de los trabajos

topográficos con escáner láser.

5.2 RECOMENDACIONES

A lo largo de este trabajo, hemos confirmado la hipótesis planteada, cumpliendo

con el objetivo general y los objetivos específicos trazados inicialmente. Sin

embargo, es importante realizar varias recomendaciones, que conlleven a

determinar los parámetros que garanticen la obtención de óptimos resultados para

los levantamientos topográficos con escáner láser, se procede entonces a emitir

varias recomendaciones, que permitirán, en opinión del autor, regular los trabajos

de campo para perfeccionar los resultados:

1) Como ya se mencionó, el no contar con una normativa actualizada para

este tipo de trabajos y con el uso de estos equipos, se dificulta el control y

la definición de los rangos de precisión alcanzados, por tanto, creo

pertinente recomendar la normalización de los trabajos de campo y de las

127

precisiones requeridas para la aprobación de los trabajos ejecutados con

estos equipos.

2) Para seleccionar el tipo de equipos que se van a utilizar, se deben

previamente conocer las condiciones morfológicas, climáticas, de uso del

suelo y de interferencias existentes en la zona del proyecto.

3) No se puede descartar el uso de un determinado equipo, para la ejecución

de los trabajos topográficos, ningún equipo es lo suficientemente bueno

para utilizarlo de manera exclusiva y ninguno es lo suficientemente malo

para descartarlo, más bien se recomienda el uso de equipos de varios tipos

en un mismo proyecto, de acuerdo a las condiciones ya mencionadas

anteriormente.

4) En la medida de lo posible y en virtud de las demostraciones hechas con

este estudio, se deberá privilegiar el uso del escáner sobre los métodos

tradicionales, siempre y cuando se tenga que ejecutar el trabajo en zonas

libres de vegetación, pues como queda demostrado en este proyecto, los

costos por unidad de medida son mucho menores y los plazos requerido

para su ejecución, también son mucho menores,

5) Desde el punto de vista de la seguridad y de las afectaciones a los

propietarios, también resulta mucho más conveniente el uso del escáner

láser, lo que conlleva nuevamente a recomendar la priorización de su uso.

6) Para los proyectos de consultoría, queda demostrada la eficiencia y la

rentabilidad que nos reporta el escáner, se recomienda estudiar las

ventajas que reportaría en proyectos de fiscalización en la medición de las

cantidades de obra, cuyos beneficios a simple vista, resultarán importantes.

128

7) Esta tesis es un primer estudio de los resultados obtenidos con el escáner

láser, pero es necesario incrementar este tipo de trabajos imponiéndose

nuevas premisas, a partir de las ya referidas en este proyecto.

129

CAPITULO VI

6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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EAFIT. Trabajo de Grado (Ingeniero de Produccíon). Facultad de Ingeniería de

Producción. Departamento de Producción.

IMAQ VISION for Labview: Reference Manual. (1996). Estados Unidos: National

Instruments Corporation. Ed. Part Number 324379A-01. 251p.

FERNANDEZ TADEO, C. "Los ensayos de integridad estructural de pilotes". Jornada

sobre Cimentaciones Especiales organizada por el Colegio de Geólogos. Barcelona,

2010.

RUNNE, H., NIEMEIER, W., Kern, F., Oct-2001. Application of Laser Scanners to

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ULLRICH, A., REICHERT, R., SCHWARZ, R., Riegl, J., Oct-2001. Time-of-flight-based

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PERAZIO, G., Jun-2002. El Vía Crucis de Lorgues. Revista DATUM XXI, año I- nº 0, pp.

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DUMFARTH, E., Oct-2001. Die Welt in drei Dimensionen. Vernmessung mit 3-D

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BUILL, F., GILI, J.A., NUÑEZ, M.A., REGOT, J., TALAYA, J., 2003. Aplicación del Láser

Escáner Terrestre para levantamientos Arquitectónicos y Arqueológicos. 5ª Semana

Geomática de Barcelona.

ANEXOS

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