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Somos testigos de cómo desde hace unos años se ha intensificado el desarrollo de las tecnologías y de las capacidades de procesamiento, impactando fuertemente en la industria geoespacial. El desarrollo de sensores de levantamiento masivo en túneles es cada vez más utilizado beneficiando a diversas disciplinas. Sin embargo, a menudo se omite algo vital: que estos datos masivos, precisos y visualmente atractivos, están vinculados al proyecto por medio de redes geodésicas, las cuales a través de su precisión definen su aplicabilidad. Estas redes son generadas a partir del posicionamiento preciso de estaciones totales y mediante el ajuste de poligonales sus coordenadas son determinadas generando una gran columna vertebral del proyecto que sirve como punto de partida para actividades de levantamiento y control de la obra.
Si bien, el flujo de trabajo y la experiencia del especialista que diseña, mide, calcula y controla la red geodésica es vital para el éxito del proyecto, es necesario comprender los alcances de los instrumento más adecuados para esta tarea, no sólo en cuanto a las precisiones angulares y del distanciómetro, sino también de otros sensores y sistemas incorporados que ayudan a mejorar la observación y la misma operación en terreno.
Parece ayer, cuando realizamos capacitaciones y soporte de las estaciones Trimble 3600 con sus diversos programas de medición, donde para la observación precisa para poligonales era necesaria una gran experiencia y técnica, más aún dentro de un ambiente complejo como lo es el de un túnel. Posteriormente, con el desarrollo y la masificación de los escáneres láser era frecuente escuchar en nuestras demostraciones a topógrafos y geomensores decir entre risas “quedamos sin pega” al ver los resultados que se obtienen y lo rápida que es la medición.
El escáner láser y por lo general, cualquier sensor que necesite vincularse geométricamente al proyecto necesita de una red geodésica, por lo que la topografía siempre será la columna vertebral que brindará sustento a estos nuevos instrumentos. En consecuencia, todos los nuevos sensores hay que analizarlos y verlos como un complemento que extiende el horizonte de ejecución de nuestra especialidad y no como una amenaza de obsolescencia a las técnicas más tradicionales.
Hoy en día, los instrumentos de última generación como la estación total de escaneo Trimble SX12, incorporan diversos sensores, entre ellos un potente puntero láser, un módulo de escaneo, una cámara coaxial que reemplaza la óptica, sistemas de puntería precisa automática, etc. Todo ello, permite realizar tareas de terreno por medio de sistemas servoasistidos y robóticos, desde poligonales, replanteos y escaneos, hasta la inspección discreta y masiva del avance de un proyecto de túnel. Todo esto asociado a potentes controladores de campo que permiten el procesamiento en tiempo real de gran cantidad de datos.
Desde GEOCOM, constantemente intentamos crear contenido sobre las novedades tecnológicas y cómo estas podrían facilitar las labores diarias de los usuarios. No obstante, algunos profesionales aún sienten desconfianza respecto de la efectividad de estas tecnologías. Es aquí, donde siempre invitamos a los usuarios a comparar por sí mismos ambos flujos de trabajo.
Realizar una poligonal midiendo de manera convencional, es un trabajo metódico y a veces tedioso que no permite un rápido análisis ni trazabilidad de los datos, lo que puede generar errores en la manipulación e incertidumbre en los resultados obtenidos.
Por otro lado, los equipos servoasistidos y robóticos permiten una captura precisa a prismas con el sistema de enganche Autolock/Finelock, con ciclos automatizados en directa y tránsito, capturando distancias de ida y vuelta, etc. Además, ya es parte de la operación en terreno la elaboración de reportes de las observaciones con datos precisos y sujetos a reportes automáticos. Esto, complementado con el uso de accesorios innovadores para la observación como las plomadas zenit/nadir, que reemplazan el plomo con lienza que históricamente ha sido lento y poco preciso dadas las condiciones de viento en las labores, las consolas móviles y los kit de poligonal, los cuales permiten tener un control exhaustivo desde el punto de vista tridimensional, donde las alturas de los instrumentos cambian a medidas estándar, reduciendo los errores asociados a la intervención humana permitiendo obtener precisiones antes impensadas desde el punto de vista vertical.
Ya en oficina con Trimble Business Center es posible chequear las observaciones realizadas y ajustar la red por mínimos cuadrados. Esto, en un tiempo menor que el método convencional y con la posibilidad de generar reportes personalizados.
En consecuencia las nuevas tecnologías de posicionamiento preciso no solo mejoran las propias precisiones de los instrumentos sino también las condiciones de operación de la medición, generando datos trazables y con capacidad para realizar un análisis avanzado.
El posicionamiento preciso para el desarrollo de redes geodésicas es la base para realizar labores posteriores de levantamiento y control topográfico. Sobre la base de estas redes, en túneles se utilizan puntos de estación libre o trisección, los cuales permiten densificar la red y realizar las labores diarias de avance y control. Estas estaciones libres, deben ser actualizadas en cada ingreso de la poligonal, por posibles cambios de posición propios de la dinámica del túnel producto de su convergencia. Estas actividades hoy en día se realizan con las estaciones totales robóticas con rapidez, lo que permite una alta productividad.
Unas de las actividades de control, son las observaciones de convergencia, las cuales pueden ser medidas tras una orientación por medio de trisección realizando ciclos para permitir la redundancia necesaria para el ajuste por mínimos cuadrados en TBC. Otra actividad en esta línea es el control es a través de Trimble SX12 donde se instala el instrumento sobre el sistema de coordenadas del proyecto, permitiendo por medio del software de campo Trimble Access, combinar la realidad con el diseño y realizar inspección sobre la base de modelos BIM en formato IFC, proyectos de túnel TXL o entre las propias nubes de puntos. De igual forma, se puede realizar esta inspección con realidad aumentada, comparando in situ el modelo 3D con la realidad.
Por último, a partir de la red geodésica es posible levantar el túnel por medio de escáner láser y realizar diversos análisis, como la inspección As-Built y la de espesor y cubicación de shotcrete. La inspección As-Built permite evidenciar hallazgos asociados a desquinches principalmente y sobre excavaciones excesivas que perjudican la correcta ejecución y los costos en el ciclo minero. Con respecto a la inspección de espesor de Shotcrete y cuantificación del volumen proyectado vuelve la importancia del sistema de coordenadas para comparar distintas campañas de medición.
Escrito por: Sebastián Pérez - Ingeniero de aplicación Geocom / José Carrasco - Especialista en soluciones GNSS & Óptica
