IGN APP: MAPAS DE ESPAÑA. NO TE PIERDAS ¡¡¡

• Muchos lectores de este Blog serán aficionados a los deportes en campo abierto/montaña y más con los tiempos de dificultades que estamos experimentando donde se evita/prohíbe hacer ejercicio en sitios cerrados/confinados. Soy muy aficionado a actividades como el mountain bike, senderismo y otras. Últimamente  he estado probando varias aplicaciones móviles para recoger/controlar mis salidas/entrenamientos y realmente he terminado cansado de aquellas que incluyen publicidad, están integradas en redes sociales u otras en las que tienes que darte de alta/no se cual. Al final lo sencillo; bueno es, por ello hoy os hablaré de la aplicación para android IGN: MAPAS DE ESPAÑA.

• Basada (plagio total) en el software Oruxmaps (versión 6.5). Las características/bondades principales de esta  herramienta son:
• Mapas base online (preconfigurados P.N.O.A, M.T.N. diversas escalas según zoom, Multicapas y WMS/WMTS)y offline  (formato mapas de España, Openstreetmap y MBtiles descargables CNIG).
• Importación/exportación tracks/rutas en formatos gpx (standard de gps) y google earth (kmz/kml)Máscaras personalizables por usuario muestran desnivel, velocidad, altitud, rumbo, calculo de distancias etc durante ruta.
• Gestión de Waypoints/geocaches.Soporta sensores como GPS externos, Pulsómetros. Sensores ANT+ (combinación de parámetros) y otros sensores Bluetooth 4.0 (potencia, cadencia en ciclismo).
• El interface principal/navegación del software junto con las herramientas principales es el que se indica en la imagen inferior (puede configurarse para permanecer oculto mientras no se necesite):

• Es necesario aclarar ciertos términos habituales que usamos en este tipo de aplicaciones  para que todos los conozcamos; como son:
• Tracks: compuestos por la grabación de puntos GPS o posiciones sucesivas (coordenadas xyz) de un trayecto entre un punto de origen y final. Estos registros pueden limitarse a tiempo y/o  distancia (ej: grabar cada 10m, cada 5 seg, cuando la velocidad sea mayor de x km/h, que pause grabación al detenerse etc). Por tanto es una entidad cinemática que se está recogiendo en tiempo real cuando nos desplazamos y al cual también se le pueden añadir otros eventos --> (Waypoints).
• Rutas: son entidades estáticas que se cargan en el visor para consultarlas/seguirlas mientras;  se puede/o no crear un nuevo track. Pueden originarse importando ficheros *.gpx, kml, kmz, tcx, fit o txt; a partir de una serie de waypoints o bien visualizando tracks grabados como rutas.
• Waypoints: son puntos de interés donde además de coordenadas se puede registrar atributos como un tipo, descripción y otros datos adjuntos (imágenes, vídeos, audios y textos). Destacan en las rutas por ser ubicaciones singulares que nos interesa resaltar por algún motivo especifico.
• Abajo la visualización de ruta/track capturado este verano en la Sierra de Gredos con las estadísticas al respecto. Pueden verse gráficas en relación a distancia, pendientes, velocidad, tramos parciales etc. Es posible exportar/compartir los tracks y rutas en diferentes formatos.

• Existen tantas opciones que no se pueden describir todas en la entrada de un blog. Lo suyo es instalarse la aplicación, bajarse el manual y trastear para ver si te cuadra; para mí se adapta a la perfección, os animo a que lo hagáis. El menú principal (lateral izquierdo) y los iconos mas utilizados son los que se aprecian aqui:

• Para efectuar una salida será necesario disponer de una ruta que seguir y de un mapa base que nos oriente en nuestro trayecto. Es interesante que todo este sistema funcione sin la necesidad de datos móviles y este software lo permite (solo datos GPS + Mapa offline).
• Normalmente yo suelo realizar rutas de senderismo basadas en las disponibles en Wikiloc y a partir de éstas hacer mis trazados "personalizados" en Google Earth pro. Una vez definida la zona de la salida me gusta fabricarme un mapa offline 1:25.000 como base en formato de teselas mediante el software SASPLANET aunque también es posible  realizarlo con MOBAC.
• En el vídeo adjunto se explica todo el proceso de forma pormenorizada (mapas offline).

• En la web del CNIG también es posible realizar descargas del M.T.N 1:25.000 en formato Mbtiles con extensión de provincias (aprox 1GB de tamaño) e incluso por parques nacionales. Si estás interesado en profundizar en esta aplicación móvil dejo este LINK donde hay una colección de 5 vídeos explicativos sobre su utilización.
• Existen algunas aplicaciones android como RELIVE que permiten examinar las rutas efectuadas de una manera mas visual/curiosa para compartir en redes sociales o con otros usuarios.

• Incluso hace poco tiempo realicé la medición de una parcela rústica con esta app (como recorrido de ruta) para ubicarme, planificar la medición y saber la extensión aproximada levanté pues sus lindes con esta herramienta. Luego efectué el levantamiento mediante GPS topográfico (precisión centimétrica) en RTK  y fueron bastante acordes.

• Por esta vez nada más; solo una entrada cortita para presentaros esta APP, que tiene muchas mas posibilidades de lo que parece --> os animo a experimentar con ella para cuando podamos de una vez salir por ahí de nuevo a realizar nuestras rutillas o entrenos en el monte.
• Nada más espero que os sea útil y hasta la próxima.
• By Rah

GEOTAGGING. REFERENCIACIÓN DE IMÁGENES FOTOGRÁFICAS.

• El geoetiquetado (en inglés "geotagging") es el método que los sistemas informáticos utilizan para incluir información geográfica en los metadatos de los archivos de imágenes, sonido, vídeos, sitios web etc. Dicha información suele incluir las coordenadas geográficas de  longitud, latitud y  en ocasiones la altura elipsódica (o incluso ortométrica) de la ubicación donde el archivo multimedia ha sido creado. Otros parámetros que se pueden detallar son el nombre del sitio, dirección, código postal etc.

• Cuando un dron realiza una toma fotográfica (con los distintos sensores existentes) también  está geoetiquetando de manera precisa cada exposición (o  mejor dicho; su punto de vista)  para después junto con otros registros (como son los puntos de apoyo/control) poder trabajar con las imagenes y obtener diversos productos.
• Para examinar toda la información (llamemos "oculta") que una  fotografía almacena hemos de examinar sus datos "EXIF". Exchageable Image File Format es un formato estandar que permite implementar metadatos en los archivos de imagen. Fue creado por la Japan Electronic Industry Development Association (JEIDA). La especificación usa los formatos de archivos existentes como JPEG, TIFF y RIFF el formato de archivo de audio WAV, a los que se agrega tags específicos de metadatos. No está soportado en JPEG 2000 o PNG.

METADATOS DE IMAGEN JPG GEO_REFERENCIADA. EXPLORADA CON EL SOFTWARE EXIFTOOL.

• Dichas etiquetas definidas en el formato Exif cubren un amplio espectro (entre los que destacan 4 campos)

1. Cámara: Características técnicas del dispositivo fotográfico (o información estática como la marca, modelo, sensor, focal, tipo de escena, flash etc)
2. Imagen:  Especificaciones de la toma/captura realizada (nombre del archivo, tamaño, tipo, resolución, apertura, exposición, velocidad de obturación etc)
3. Localización: Coordenadas geográficas, altitud s.n.d.m obtenidas por medio de un dispositivo GPS integrado (de precisión variable- según dispositivo que albergue la cámara), ciudad, provincia, país etc.. Hasta el 2004 solo una pocas cámaras lo soportaban, hoy en día hasta el móvil más básico lo incluye. Puede incluir otro tipo de información mas compleja proveniente de un sistema inercial o sensores similares (<> VANT).
4. Ubicación temporal: Fecha/hora captura de datos original y/o modificados, hora GPS etc..

• Para la manipulación de este tipo de imágenes y sus atributos (atendiendo principalmente a lo que nos interesa - su geolocalización) recomiendo el uso de software GEOSETTER.
• Se trata de una herramienta gratuita (DESCARGA) con útiles funciones en lo que respecta a la visualización, edición (metadatos) y almacenamiento de nuestras geo_imágenes. Puede utilizar tanto datos de otros dispositivos GPS (distintos al integrado/origen en el sensor/cámara) , importados como archivos NMEA, GPX, PLT, etc. o coordenadas ingresadas manualmente. Soporta formatos RAW, de cualquier marca fabricante, además de los clásicos JPEG y TIFF. 

• El interface es inmejorable y muy práctico, consta de 4 ventanas reconfigurables donde se encuentran (1) un visualizador de mapas (con fondos disponibles Open Street Map, Calles, Satélite, Híbrido y Relieve), (2) explorador/editor de imágenes (con vista detalles/miniaturas), (3) herramienta Exiftool (permite ver los metadatos atachados a cada imagen como hemos comentado anteriormente) y (4) ventana de pre-visualización de la captura..
• No voy a entrar a describir todas las herramientas del software (para eso está el manual integrado) pero si comentar que es lo que he podido conseguir con su uso:
• 1 .- Georreferenciar fotografias realizadas con cámaras/dispositivos sin GPS integrado  dotándolas de ubicación aproximada apoyándonos en los mapas del visualizador) mediante el ajuste del marcador de posición rojo en el lugar idóneo con la imagen de que se trate seleccionada (posteriormente guardando en menú principal>Imágenes>Grabar cambios). Pueden descargarse y añadirse las altitudes sobre el nivel del mar (una vez ya dotadas de latitud-longitud WGS84) de una o todas las tomas realizadas automáticamente (modelo geoidal mundial NASA_SRTM_90 m o GTOPO30).

• 2.- Exportar las fotografias a fichero *.kmz para visualizarlas/compartirlas en Google Earth. El software de exportación crea sus propias thumbs/miniaturas de las imágenes tratadas y las implementa en el fichero creado (muy útil aligerar el documento- y no manejar las a veces pesadas  tomas originales).

• Puede personalizarse gran cantidad de parámetros la visualización de las fotografías en G.E. -> Tamaño de los registros fotográficos, título, tipo de marcador y otros campos de metadatos (o incluso texto que explique lo que estamos viendo). En este caso en particular se trata de 61 imágenes tomadas con la cámara de un dron DJi PHAMTOM - aproximadamente 50.3 megas en total. La exportación final da como resultado un fichero de 1.27 megas (con tamaño y calidad de miniaturas VGA - ver abajo).

• 3.- Sincronizar las tomas deseadas (el software se apoya en el "exif time" - fecha y hora) con un fichero de track GPS ( de formato *.gpx y otros- ver en la imagen inferior los formatos de importación) para ubicarlas en su posición de captura primitiva de forma automática. Esto último no he enredado con ello -> la verdad.....

• Recomiendo encarecidamente instalarse y experimentar con este software; es de lo mejorcito en la red para efectuar las tareas descritas o simplemente guardar repositorios de nuestras vacaciones, viajes, visitas de obra, inspecciones etc.
• En los últimos 10-15 años se ha procedido a acometer  la transformación digital e inventariado de grandes volúmenes de  documentación en la rama de ingeniería (y otras). Ni que decir tiene que las redes de Gas Natural Urbano e Interurbano (gasoductos) , Agua, Saneamiento, Telecomunicaciones, Eléctricidad (aéreas y canalizadas) etc.. no siempre han estado integradas en un Sistema de Información Geográfica (primitivamente se trataba de planos delineados - CAD puro sin BBDD relacionada). Ha sido la evolución de los sistemas GPS lo que finalmente ha permitido este desarrollo.
• Durante el año 2008 (mientras trabajaba en una ingeniería americana - ya extinta en España) participé en la elaboración de un G.I.S. para la empresa ELECNOR de la infraestructura de Telecomunicaciones urbana e interurbana del ente CORREOS y TELEGRAFOS. En mi caso particular  me fue encargado el levantamiento de la linea Talavera de la Reina - Toledo (82 km). Se trataba de registrar las arquetas y postes de hormigón/madera (ubicación, foto y algún campo más sobre su estado general) a lo largo de todo el trazado. Ya entonces utilicé la georreferenciación de tomas fotográficas para documentar casi 1.200 localizaciones. 
• He rescatado parte de esos documentos para explicar rápidamente como podemos geolocalizar fotos en el software de ESRI ARCGIS.

• Tan sencillo como añadir una capa base con el sistema de coordenadas deseado (actualmente para cartografiar nos apoyamos en la proyección UTM- como siempre y ahora sobre elipsoide GRS80..). He optado por integrar una Ortofoto de la PNOA Maxima Actualidad y el M.T.N. - 627-1_1:25.000 de la zona.
• Dentro de las Arctoolbox de Arcmap en Data Management Tools>Photos>GeoTagged Photos to points -> seremos capaces de crear puntos a partir de las coordenadas geográficas almacenadas en las fotos (tags geográficas).

• Input Folder: La carpeta donde se encuentran las fotos. En esta carpeta se escanean los archivos de fotos; tanto a nivel de la carpeta, como en cualquiera de las subcarpetas.
• Output Feature Class: El objeto espacial de salida (ruta y nombre del feature class de una geodatabase). No es posible crear un shapefile.
• Invalid Photos Table (optional): Tabla de salida opcional que contendrá un listado de las fotografías con metadatos Exif inválidas o cuyas coordenadas GPS estén vacías. Si no se especifica ninguna ruta, no se creará esta tabla.
• Include Non-GeoTagged Photos (optional): Especifica si todas las fotos deben añadirse como registros a la capa o sólo aquellos con coordenadas GPS válidos.
• Add Photos As Attachments (optional): Especifica si los archivos de fotos se añadirán a la capa de salida como archivos adjunto a la geodatabase. Para seleccionar está opción es requisito contar como mínimo con una licencia de ArcGIS for Desktop Standard. Esta opción es interesante para hacer clic sobre el punto y abrir la foto que hemos capturado.
• El resultado final (tras aceptar) y una vez personalizado el icono de ubicación de los registros es el de la imagen inferior. Ahora seleccionando el botón HTML Popup y presionando sobre las fotos importadas podemos visualizarlas como elemento emergente.

• A partir de este momento se nos permite tratar los datos como si de un fichero de entidades puntos de un levantamiento se tratara. Podemos transformar, listar, modificar y operar con ellos y realizar todos los análisis que un S.I.G permite. Abajo se observa la tabla BBDD asociada al fichero geodatabase de los puntos/imágenes; hemos calculado sus correspondientes coordenadas X e Y (a partir de lat-lon WGS84 primitivas) en el sistema de referencia de los ficheros de frame/fondo (en este caso UTM_ETRS89).

• Grandes posibilidades tiene el tema de las imágenes georeferenciadas. Si hubiera sido tan fácil el tema hace algunos años nos hubiéramos ahorrado un porrón de trabajo (aunque también quitas trabajo al personal y eso es jodido).
• Es cierto que hoy en día se incluye el PACK completo; esto es: G.P.S. para inventariado (precisión X_Y aprox>_1-2 m -SBAS-EGNOS-WAAS), incluye cámara fotográfica, software de toma de datos de campo (crear formularios a rellenar personalizables) y conexión 3G/4G seguimiento en tiempo real/computación/almacenamiento en la nube para proceso inmediato. 
• Actualmente parece ser que nuestros teléfonos pueden recoger coordenadas geográficas con desviaciones (me acercaré a algún vértice geodésico REGENTE para ver  que precisiones reales se consiguen y os cuento) entre 3-5m que son suficientes para ciertos trabajos "groseros".
• Bueno -> a mi me ha resultado curioso todo el tinglado éste; espero que a vosotros también...
• Hasta Pronto..
• By Rah.

SISTEMAS DE GUIADO Y AUSCULTACIÓN TOPOGRÁFICA EN LANZAMIENTOS DE GRANDES ESTRUCTURAS CIVILES.

• El progreso de las técnicas constructivas en ingeniería civil ha sido enorme y se ha desarrollado prácticamente en igual medida que  la instrumentación topográfica. Todas las obras de infraestructura no son iguales; es lógico pensar que una obra lineal que transcurre con una pendiente ínfima sobre terreno abrupto/movido reclamará gran número de túneles, terraplenes/desmontes considerables y estructuras que salven los accidentes geográficos existentes (mediante puentes, viaductos, pasos superiores/inferiores, drenaje transversal etc).

• Este es el caso del Viaducto del Ulla; situado en el municipio de Catoira (Pontevedra) y perteneciente a la Linea del Eje Atlantico de Alta Velocidad Ferroviaria que une Vigo y A Coruña. La tipología es de una doble celosía metálica de canto variable con doble acción mixta, récord del mundo en su tipología (anchura de tablero 14m, 11 pilas+2 estribos, 1620 m de longitud, altura máxima 60 m sobre ría, luces 50+80+3x120+225+240+225+3x120+80) y propiedad del Ministerio de Fomento (construido por DRAGADOS-TECSA).
• La estructura metálica se fabricó en varios talleres en España y Portugal; era transportada por elementos (cordones, nudos, diagonales, montantes, arriostramientos) y ensamblada (conformando dovelas individuales o vanos completos) en obra  para posteriormente izarse/montarse de distintos modos en altura : 

Distintos sistemas de montaje de la estructura metálica en altura.

• En este caso particular vamos a centrarnos en el proceso de lanzamiento del vano 4 entre pilas 2 y 3 (posteriormente se acometería el vano 3-4 sobre pilas 2 y 4); así como el control dimensional llevado a cabo para garantizar el proceso de empuje sobre pilas/apeos y su posicionamiento final acorde a los datos proporcionados por los calculistas. Estamos hablando de empujar/desplazar (120 m) por una trayectoria curva (radio 5116 m), una estructura de 120 m de longitud y 1.200 toneladas;  que iba sufriendo deformaciones (cabeceo) paulatinas en su trayectoria sobre unos patines de deslizamiento.

VANO 4- DOVELAS 11 a 15.

• Al tratarse de un proceso muy complejo no vamos a describir nada sobre el montaje en taller de los elementos, izado sobre pila, constitución del vano, datos de maniobra, deformadas etc; así como el sistema de lanzamiento/retenida, apeos, etc ("son varios libros del Quijote"; os lo aseguro) tan sólo describiremos como se realizó el control geométrico/dimensional de todo el proceso de empuje.
• Partimos de que la red básica topográfica de control y replanteo del Viaducto se observó con los máximos standares de precisión en la actualidad:

1.  Monumentación con pilares de hormigón/centrados forzosos.
2.  Observación planimétrica de bases por métodos GNSS estáticos en postproceso.
3.  Triangulateración por topografía clásica (LEICA TS-30- error angular 0.5" -distancias 0.6mm+1ppm) -con 5 series   angulares y posterior ajuste por MMCC (fijando polo de conversión en C01 y acimut C01-R06).
4.  Nivelación geométrica de precisión con anillos dobles de cierre en todas las bases para dotar de altimetría precisa a la red.

• El resultado conseguido fue una red de bases de gran precisión absoluta con elipses de error planimétrico de semiejes inferiores a los +-8 mm al 95% de intervalo de confianza y cota ortométrica determinada con exactitudes inferiores a los 3 mm. La precisión exigida en la construcción/posicionamiento y replanteo de este tipo de estructura obligaba a trabajar (en  lo que respecta a medidas topográficas) en verdadera magnitud (no en coordenadas proyectivas como es común en obras convencionales como viaductos de vigas de hormigón y autocimbras -> donde hay margen para corregir las distorsiones provocadas por su uso).

CROQUIS DE RED TOPOGRÁFICA DE CONTROL/REPLANTEO DE LA OBRA.

• Se realizaron las transformaciones/ajustes necesarios para que los puntos de inicio y final del eje del viaducto coincidieran con el encaje geodésico/marco de referencia de proyecto (perfecta continuidad transversal con los tramos de infraestructura anterior y siguiente).
• Los procesos que durante el lanzamiento requieren control topográfico son:

1. Comprobación de las deformaciones/desplazamientos verticales de la celosía durante las fases de empuje, concentrando las medidas de las flechas en los extremos del tramo a empujar. 
2. Control del guiado planimétrico de los extremos del lanzamiento (PK+ y PK-).
3. Auscultación de las posibles deformaciones que puedan sufrir los puntos de control auxiliares (en pilas y apeos) durante las fases de empuje como consecuencia de las cargas horizontales, tanto en la dirección del empuje (arrastres) como en dirección transversal. 

• SISTEMA DE GUIADO:
• El sistema de guiado es aquel que nos permitirá  monitorizar en tiempo real las trayectorias de determinados puntos de control de forma simultánea y que éstas sean comparadas instantáneamente con las deformadas teóricas que el modelo de cálculo del proyectista determina; todo ello con una precisión tal que permita realizar la maniobra dentro del rango de tolerancias exigidas. Toda esa información ha de mostrarse de forma clara e inmediata al personal encargado de los elementos de empuje. 
• El sistema ha de ser rápido/fiable y debe cumplir las tolerancias establecidas por los sistemas de retención/guía situados en la parte superior de las pilas (que fueron establecidas en 2 cm en posición y 3 cm en cota). 
• La opción elegida fue el uso de 6  sensores GNSS (5 móviles + 1 fijo - estableciendo red de correcciones RTK local) de Leica Geosystems modelo GX1230 comunicados mediante un sistema mixto de radio y comunicaciones GPRS/3G con el software de Estaciones de Referencia Leica GNSS Spider. El flujo de datos obtenido se suministraba al sistema Leica Aligment Monitoring sobre PC, que evalúa la posición tridimensional de los puntos de guiado preestablecidos (con respecto a la trayectoria de lanzamiento).
• La situación de los sensores móviles era 2 en cabeza y 2 en cola (sobre cordones superiores  en los  nudos para control de inclinación transversal, longitudinal y cabeceos) y 1 en pto medio (control de PK lanzamiento):

SITUACIÓN GPS MOVILES

• El sexto equipo que actúa como referencia se ubicó en una caseta cercana  en comunicación directa con el centro de control de la maniobra. En la viñeta inferior se aprecian los equipos empleados y  la trayectoria del empuje sobre los apeos/topes dispuestos para el control del lanzamiento:

• Se realizaron numerosas observaciones previas necesarias para dotar a los puntos GNSS (sobre celosía metálica y en sala de control) de coordenadas de partida con gran precisión en el marco de referencia de la obra. 
• En gabinete se dispone de una trayectoria tridimensional de lanzamiento referida a los cordones superiores/inferiores de la estructura que no se corresponde con una planta+rasante convencional; si no que está plagada de paradas, recuperaciones de flecha, gateos; es decir que existen gran cantidad de fases durante  maniobra que el sistema de guiado tiene que evaluar.
• Hemos primero de determinar los offset (planta/alzado) entre los puntos de control (antenas GPS móviles) y los datos facilitados por los calculistas (referidos a centro geométrico de nudos o unión de diagonales) para después implementarlos al software de guiado (Alignment Monitoring). 
• El resultado de la monitorización debe ser nulo/cero en el caso de las antenas se desplacen por la trayectoria teórica. Por tanto, cualquier desviación aparecerá reflejada con distancias planimétricas y altimétricas a dicha trayectoria, siendo el criterio de signos el convencional, es decir un desplazamiento a la izquierda del teórico aparecerá con signo negativo y a la derecha positivo en la hipótesis planimétrica y un desplazamiento por debajo de la trayectoria altimétrica teórica aparecerá con signo negativo y por encima con signo positivo.

• El software Leica GNSS Spider  se encarga de resolver en tiempo real la línea base formada por cada antena móvil con la referencia. Las posiciones corregidas de cada uno de los equipos es enviada al programa Leica Aligment Monitoring el cual transforma los datos recibidos del sistema WGS84  y muestra en pantalla las variaciones de la posición del tablero respecto de la trayectoria espacial prevista afectada ya por las deformadas teóricas en cada fase de empuje, todo ello en tiempo real (segundo a segundo), lo cual representa una gran ventaja respecto a los sistemas convencionales que emplean Estaciones Totales midiendo a prismas. Esto permite al personal encargado de efectuar el empuje conocer y en su caso corregir en tiempo real posibles desviaciones.

• Además, la aplicación registra automáticamente la posición y desplazamientos de cada receptor en un fichero LOG, de manera que el usuario puede crear fácilmente gráficos de la posición y desplazamiento de cada receptor.

• SISTEMA DE AUSCULTACION DE APOYOS:
• El sistema de auscultación previsto para los puntos de apoyo/deslizamiento de la estructura consiste en la lectura automatizada mediante Estación Total a prismas colocados en la coronación de pilas/apeos y su análisis de desplazamiento respecto a un acimut conocido (la dirección del empuje en cada punto) y su normal.
• Había un total de 10 puntos de control, para los que se dispusieron dos estaciones totales robotizadas desde el centro de control y midiendo de forma continua/cíclica cada una a 4-5 prismas, lo que permitirá acortar la medición de un ciclo de medidas por debajo de medio minuto de tiempo.

• Estos equipos se gobernaron mediante el programa Leica Geomos, que ha sido concebido por esta marca comercial para la realización de auscultaciones estáticas mediante el uso de estaciones totales. El software permite la gestión remota de los aparatos pudiéndose programar tareas repetitivas que se realizan de forma autómata por el equipo en las secuencias que se establezcan (re-orientaciones incluidas). Toda la información, tanto la de los datos crudos de lectura como su análisis se almacena en una base de datos SQL, accesible también para su uso con otros programas. Este software es el que permite también sincronizar otros tipos de sensores como los sensores meteorológicos para la corrección de las medidas, imprescindible en medidas en estático de larga duración. Permite además la configuración de los protocolos de comunicación. (TCP IP, LAN, Radio Link, etc.).
• Al igual que en el caso del sistema de guiado, los datos registrados por los equipos son enviados al programa Leica Aligment Monitoring el cual compara cada una de las posiciones contra la toma inicial de cada uno de los prismas; posibilitando el análisis de las desviaciones en la dirección del empuje, introduciendo los parámetros de acimut oportunos así como las desviaciones normales a esta dirección. Además permite realizar un análisis tanto numérico como gráfico proporcionando los valores diferenciales y posibilitando la generación de alarmas.
• Genera además una salida de datos en tiempo real en un formato ASCII convenido, que nos permite la interacción con otros programas y con desarrollos propios en Visual Basic (como la plantilla adjunta), que nos habilitan la posibilidad de cálculos complejos en Excel, también en tiempo cuasi-real, (+- 1 segundo).

• En este pantallazo se concentra toda la información necesaria para el seguimiento del empuje desde el punto de vista topográfico (aunque en ese momento no estaba en funcionamiento el sistema).
• Podemos apreciar la fase de empuje, longitud empujada a origen, distancia a fase siguiente, control de movimientos en pilas/apoyos, las desviaciones respecto a eje/rasante de lanzamiento de todos los equipos GPS (incluido situaciones relativas entre pares de sensores en cola y nariz) y otra información relevante.
•  A parte de ésto la empresa encargada de la maniobra (VSL) disponía sus propios sensores de presión/acelerómetros en los puntos clave que median esfuerzos, movimientos y reacciones de apoyos. Gran trabajo efectuado por la UTE-DRAGADOS_TECSA y en particular del Dto de topografía formado por Alfredo Muñoz & Roberto Iglesias (junto con los topógrafos de campo ->todos ellos grandes profesionales).
• Abajo fotografía previa al lanzamiento de vanos 3 y 4 (posterior)- entre pilas 3 y 4- otros 120 m de empuje de casi 2400 toneladas de hierro (ciencia ficción, no?¿?¿)

• Siento tristeza de que este tipo de obras (o incluso otras mas convencionales) ya no sean comunes. 
• Espero que el tinglado expuesto os haya resultado interesante.
• En fin; como dice el dicho, adaptarse o morir.
• Hasta pronto. 
• By Rah.

REDES TOPOGRÁFICAS EXTERIORES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE TÚNELES EN OBRAS LINEALES.

• Los profesionales del ámbito de la topografía que se hayan dedicado a establecer/utilizar las Redes Principales del Control Geodésico/Topográfico de túneles ferroviarios/carreteros saben de su vital importancia. El trazado, replanteo y su definición en el marco de referencia local son la base del proyecto/ejecución de cualquier obra lineal, más aún teniendo en cuenta las restricciones geométricas que exigen este tipo de trabajos.

• Las directrices principales a seguir en el proyecto de la red de apoyo exterior son:
• 1.- Elección del Sistema Geodésico de Referencia tanto  planimétrico como altimétrico para la realización de la obra. Actualmente; ya se toma el sistema ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989) como S.R.G. oficial en España para la referenciación geográfica y cartográfica en el ámbito de la Península Ibérica y las Islas Baleares. En el caso de las Islas Canarias, se adopta el sistema REGCAN95. Ambos sistemas tienen asociado el elipsoide GRS80 y están materializados por el marco que define la Red Geodésica Nacional por Técnicas Espaciales, REGENTE, y sus densificaciones. Como referencia de altitudes se tomarán los registros del nivel medio del mar en Alicante para la Península y las referencias mareográficas locales para cada una de las islas. Los orígenes de las referencias altimétricas serán definidos y publicados por la Dirección General del Instituto Geográfico Nacional. El sistema está materializado por las líneas de la Red de Nivelación de Alta Precisión.
• 2.- Adoptar la Proyección Cartográfica a utilizar. Para representar nuestro territorio trabajamos con la proyección Universal Transversal de Mercator (UTM) aplicada al S.G.R. ETRS89 (actualmente).
• 3.- Obtención de una cartografía de precisión de la zona de actuación. Normalmente proveniente de un vuelo fotogramétrico del proyecto de la infraestructura de que se trate a escala 1:1.000 (equidistancia de curvas de nivel de 1 m) y apoyándonos también en la cartografía del IGN existente (normalmente 1:25.000) para las zonas lejanas al ámbito de actuación.

• 4.- Implantación y observación de una red de precisión para la realización de la obra. La excavación de un túnel de gran longitud se efectúa como mínimo desde los dos extremos a la vez con el fin de acelerar el trabajo, pudiéndose realizar desde otras bocas, pero en cualquiera de los casos, los frentes han de encontrarse y coincidir en un determinado punto o perfil del túnel. Por tanto; es necesario que los puntos definitorios de las distintas bocas de excavación estén perfectamente enlazados, tanto planimétricamente ( técnicas GNSS) como altimétricamente (Nivelación Geométrica de Alta Precisión). Realizaremos una red de enlace entre las diferentes bocas de ataque que ha de permitir conocer con la mayor precisión posible las coordenadas de los puntos iniciales de la excavación; así como los acimutes de las alineaciones de entrada y salida.

Monumentación de Bases de la Red Principal.

Geometría ideal de la red de replanteo en ambas bocas.

• Una de las ventajas de la utilización para la observación  de la red exterior mediante técnicas GNSS es la no necesaria intervisibilidad entre los vértices que constituyen dicha red, por lo que se minimizan los errores que se transmiten mediante una triangulación realizada por técnicas clásicas de observación. Pero no hay que olvidar que dichas redes han de ser utilizadas para realizar observaciones con estaciones totales con el fin de  transferir coordenadas al interior de los túneles y guiar la excavación, por lo que el diseño de las redes de las bocas ha de tener los mismos condicionantes geométricos que una red observada mediante técnicas clásicas, es decir: 

1. • Intervisibilidad entre los vértices de cada red de bocas. Así se podrá verificar de forma redundante la orientación de entrada al túnel.
2. • Distancias homogéneas entre los vértices. Para que los pesos de las orientaciones sean similares y de una longitud adecuada para asimilar la magnitud del error de posicionamiento mediante técnicas GNSS (3 mm+1 ppm x d (km) por cada linea base). Esto quiere decir;que si utilizamos una ET para transferir la orientación interior al túnel de 3 seg centesimal, las coordenadas de las bases de las bocas (o al menos la linea principal de orientación) deben estar distanciadas sobre  750 m a 1 km (tag 0.0003gon* dist <=3mm+1ppm x dist).
3. • Bondad  de la geometría de las redes. Ángulos de intersección de visuales próximos a 90º son los ideales para minimizar incertidumbres en los puntos (esfera de error- triángulos equiláteros).

• Además, la red exterior, formada por todas las redes de las diferentes bocas debe ser homogénea y con aspecto de malla regular con vértices mas o menos equidistantes.
• En el ejemplo adjunto se describe la red geodésica observada para la construcción de los túneles ferroviarios de Pajares (dos tubos de 24.6 km de longitud) que se acometieron desde 3 bocas de ataque (las dos extremas y una intermedia). Podemos apreciar que también se incluyeron 5 vértices REGENTES y 2 vértices pertenecientes a la R.O.I. (PICO BOYA Y CORULLOS).

RED EXTERIOR BASES DE BOCAS + ENLACE CON GEODESIA TÚNELES FERROVIARIOS DE PAJARES.

•  Actualmente (por la adopción del SGR80_ETRS89) la observación de las Redes Exteriores se puede realizar enlazándola con la Red de Estaciones Permanentes del Instituto Geográfico Nacional ó con otras Redes de Estaciones Permanentes oficiales  de las distintas Comunidades ó de otros Organismos. Esto hace que podamos minimizar el número de receptores a utilizar y evita el tener que ir a vértices geodésicos por lo que se optimiza la observación (pero personalmente y por la consistencia demostrada de la red REGENTE es recomendable seguir utilizándolos como redundancia/comprobación).

• 5.- Metodología de observación e instrumentación a utilizar en la ejecución. El número de equipos GPS a utilizar puede ser variable (a partir de 2) y adaptado al número de vértices a observar. El método de observación empleado será estático y como tiempo idóneo por estacionamiento; se ha cotejado en varios proyectos de este tipo, sería de una hora (depende de la longitud de las lineas base ->30 - 40 km). La máscara de observación establecida en 10º y el intervalo de datos registrados cada 5-10 seg. En cuanto al diseño de la observación (sesiones y emplazamientos) depende del número de equipos y operadores disponibles, así como la lejanía entre los desplazamientos. Es recomendable que se observen todos los puntos el mismo número de veces. Los algoritmos que se presentan tratan de eludir la observación de una línea base más de una vez, es decir, dos vértices no deberían estar contenidos en más de una sesión común.
• Atendiendo al ejemplo de la figura anterior; las sesiones de observación establecidas fueron las siguientes (se utilizaron 6 receptores). Vértices en orden alfabético; el primero Bildeo, sería el 901:

• 6.- Cálculos y compensaciones realizadas. Se efectúan las determinaciones de las lineas base (una a una) a partir de programas técnicos de cálculos GPS para posicionamiento en Postproceso (tipo GEOLAB, Leica Geoffice, antiguamente Skipro..) atendiendo especialmente a eliminar las pérdidas de ciclo en cada observación. No afecta a la precisión de los cálculos el uso de Efemérides Precisas o Transmitidas. La red/malla observada se ajusta por MMCC de manera integral; en este punto se estudia la bondad de la observaciones obtenidas, cierres de triángulos, desviaciones standard y elipses de error del cálculo. Esto nos proporcionaría las coordenadas Geográficas (latitud,longitud) de los vértices en el Sistema de Referencia Global WGS84. En un paso posterior se realizó la transformación entre dichas coordenadas y su paso a la proyección pero sobre un elipsoide distinto (UTM-ED50). Este último punto siempre ha sido muy conflictivo en su cálculo; debido a la poca homogeneidad de la geodesia en este sistema, lo que producía residuos importantes/tensores en nuestra red que había que asumir/compensar.
• En la actualidad ya no es necesario efectuar esta última operación; ya que la cartografía actual ha adoptado como Proyección la UTM sobre elipsoide GRS80 (ETRS89), que es idéntico al que los sistemas GNSS emplean para sus determinaciones. Hablando en cristiano; las longitudes/latitudes obtenidas de nuestro cálculo en postproceso pueden transformarse directamente (de manera inmediata) a coordenadas proyectivas UTM-ETRS89 (las de nuestras bases de replanteo del túnel) con una simple fórmula o apoyándonos en las coordenadas de los vértices REGENTES observados (de gran fiabilidad).
• Está extendido el uso de las GNSS permanentes en todo territorio español (pertenecientes a organismos públicos o privados); ya sea para realizar trabajos en tiempo real (replanteos, levantamientos etc) o cálculos en postproceso (servidores registran datos de forma continua-> descarga de Rinex). En la siguiente tabla se muestra la diferencias en el cálculo de la red considerando todas las lineas base observadas en un intervalo de 3 horas (la configuración del caso de estudio; más precisa, se supone) en contraposición con los datos aportados por Estaciones Permanentes (sin considerar el resto de la RED o vertices geodésicos) :

Magnitudes en m.

• Recalcar que normalmente las redes exteriores para la construcción de este tipo de obras suelen estar sobredimensionadas en su concepción, calculo y diseño (yo digo; que mejor); aunque son las redes interiores del túnel; las de guiado, replanteo y auscultación, las que más indeterminaciones y errores pueden arrojar a nuestro desempeño.
• No me olvido de señalar que paralelamente ha de transferirse altimetría exacta a la infraestructura topográfica; pero a partir de las convenientes nivelaciones geométricas de alta precisión (una tarea mas mundana y menos compleja, aunque igual de importante).
• En fin; es este un tema interesante y que muchos profesionales no pueden acometer en toda una vida de trabajo, principalmente porque no tenemos acceso al equipamiento necesario. Sin embargo "unas nociones claras; de como va el tinglado, bien viene tenerlas".
• Gracias al profesor Jesús Velasco por compartir su experiencia y saber..
• By Rah.