CONSTRUCCION DE PUENTE

CONSTRUCCION PUENTE DE ARCO EN GUADUA MEDELLIN

Los puentes en Guadua construidos en Colombia están basados en estructura tipo cerchas, es decir sus elementos funcionan a compresión y también a tensión, sus uniones por el mismo sistema constructivo están por esto sujetas a esfuerzos de compresión y tensión lo cual genera un gran inconveniente que los constructores han tratado de solucionar implementando uniones llenas de concreto y en algunos casos suplementadas con platinas, generando a la estructura un sobrepeso importante.

EL ARCO ES UN ELEMENTO ESTRUCTURAL que tiene como principal característica el trabajo a compresión pura sin importar el material que se use para construirlo, depende mas bien de la forma como se apoye, en el caso de doble articulación no presenta sino esfuerzos de compresión y en el sitio de su clave los valores son mínimos.

Teniendo en cuenta LA LEY DEL ELEMENTO ARCO como base en nuestro diseño y sabiendo que la Guadua Agustifolia Kunt presenta la ventaja de trabajar a compresión de una manera muy eficiente, propiedad que las universidades de nuestro país han ratificado con sus investigaciones, nos dimos a la tarea de diseñar un puente en guadua donde se aprovechara dicha propiedad.

Para la elaboración del diseño estructural empleamos relaciones de esbeltez usadas en puentes de arco bajo las Normas ASTHO y normas de diseño de puentes internacionales.

Se realizó una evaluación de cargas teniendo en cuenta el peso de las platinas que se usarían para confinar las costillas de los Arcos, lo mismo que el entrepiso y la cubierta que contendrá; de la Norma ASTHO se tomó la carga viva recomendada para puentes peatonales y usamos la carga viva de cubierta usada en la Norma NSR-98. Para obtener los esfuerzos de diseño se utilizaron programas de computador y haciendo uso de la experiencia en la construcción de obras realizadas y calculadas por el diseñador del puente que nos ocupa usamos el modulo de elasticidad para predecir sus deformaciones.

La costilla esta idealizada como sólida es decir no solo trabaja la guadua sino el conjunto guadua, pernos y platinas es decir se comporta como un MATERIAL COMPUESTO. Al momento de realizar el pos tensado del arco para poder ensamblarlo en su contrapeso se esperaba poder deformarlo con una carga de 1 tonelada y para sorpresa y orgullo nuestro se tubo que usar una carga de 6.5 toneladas, lo que nos lleva a concluir que las deformaciones esperadas serán mucho menores que las calculadas. La cimentación de dicho arco también calculada por el diseñador esta dispuesta para soportar los empujes horizontales producidos por el arco en su funcionamiento normal y las reacciones del mismo en sentido vertical además de las solicitaciones sísmicas de acuerdo a las normas de diseño vigentes.

Esta estructura diseñada en arco es única en Colombia y en el mundo y obedece al deseo del SENA de promover la investigación en la Construcción con Guadua y al sueño de un Ingeniero Civil ( Francisco Rojas Pinto) de poder al fin poner números a las estructuras construidas en este precioso material.

El Ingeniero Civil Francisco Rojas Pinto, diseñador estructural de la Cimentación y Superestructura del Puente en Guadua que está siendo construido por el SENA en la ciudad de Medellín, tiene en su experiencia el cálculo y construcción del CAMPUS UNIVERSITARIO DE LA UNIVERSIDAD LA GRAN COLOMBIA DE ARMENIA ( Obra que cuenta con la mayor área construida en Guadua en el país) y que obedece a cálculos estructurales y planos producto de una investigación seria apoyada por La Universidad La Gran Colombia en cabeza de su Rector el Doctor José Galat,.

El Ing. Rojas Pinto es Especialista en Patología en Construcción y cuenta con 20 años de experiencia certificada en el diseño de estructuras de todos los materiales incluyendo guadua y es reconocido por la Sociedad de Ingenieros del Quindío como el único ingeniero que calcula estructuras en guadua, de igual manera estuvo vinculado a la Universidad del Quindío en su facultad de ingeniera en la cátedra de último semestre de Ingeniería Civil ESTRUCTURAS EN MADERA Y GUADUA ( Única en el País).

En cuanto al Diseño Arquitectónico estuvo a cargo del Arquitecto Elver García, Instructor del área de Guadua del Centro para el Desarrollo tecnológico de la Construcción, Quindío.

Dado que este Mega Proyecto es producto de un proceso sistemático de investigación liderado por el Centro para el Desarrollo tecnológico de la Construcción del SENA Regional Quindío y que busca convertir la obra en un laboratorio vivo de Grandes estructuras en Guadua y definir parámetros de diseño con un sustento técnico y tecnológico que puedan ser aplicados a cualquier diseño estructural de construcciones en este material , al finalizar el proceso constructivo el Puente será sometido a la prueba de carga correspondiente y se procederá a instrumentar, labor está en cabeza del Ingeniero Electrónico Gonzalo Alberto Alvarez García Msc(c) en Ingeniería en la línea de instrumentación y Control de Procesos, para lo cual se instalarán sensores previamente configurados que permitirán el registro de las principales variables que puedan afectar una estructura de esta naturaleza tales como aceleración, ángulo o inclinación y condiciones meteorológicas, las cuales podrán ser consultadas de manera permanente desde cualquier punto a través de la Red Internet y con una base de datos en el sitio cuya finalidad es generar el modelado de la estructura en tiempo real tanto en la parte estática como en la dinámica y crear protocolos de mantenimiento tanto preventivos como correctivos.

En el desarrollo del proyecto ha participado de manera permanente el Centro para el Desarrollo del Hábitat y la Construcción del SENA Regional Antioquia, con profesionales en las áreas de Ingeniería Civil, Eléctrica y Arquitectura.

Demoliciones

Demolición

Demolición del Old Myer Building, Perth(Australia).

Demolición de Edificio anexo a Plaza del Sol en Zapopan, Jalisco México.

Demolición de un Hospital en la ciudad deSevilla.

La demolición es lo contrario de construcción: el derribe de edificios y otras estructuras. El edificio más alto demolido fue el Singer Building, de 47 plantas, de la Ciudad de Nueva York, que fue construido en 1908 y derribado en 1967–1968 para ser reemplazado por el One Liberty Plaza.

Para la mayoría de edificios, como las casas, que sólo tiene dos o tres plantas de altura, la demolición es un proceso más simple. El edificio es derribado bien manualmente o bien mecánicamente usando numeroso material hidráulico: plataformas de trabajo elevadas, grúas, excavadoras o topadoras.

Los edificios más grandes pueden requerir el uso de una bola de demolición, un peso pesado suspendido de un cable que es balanceado por una grúa hacia la fachada de los edificios. Las bolas de demolición son especialmente efectivas contra la mampostería, pero son controladas con mayor dificultad y, a menudo, con menor eficiencia que otros métodos. Los métodos nuevos pueden usar cizallas hidráulicas rotacionales y machacadoras de piedras silenciosas junto con excavadoras para cortar o atravesar madera, acero y hormigón. El uso de cizallas es especialmente común cuando el corte con soplete sería peligroso

Implosión de edificios

Los edificios y chimeneas altas y cada vez más algunas estructuras menores pueden ser destruidas por implosión de edificios usando explosivos. Implosionar un edificio es muy rápido —el derrumbe en sí sólo tarda segundos— y un experto puede asegurar que el edificio cae dentro de su propio perímetro, para no dañar las estructuras cercanas. Esto es esencial para estructuras altas en áreas densamente urbanizadas. El peligro más grande es el vuelo de escombros que puede matar espectadores si fue preparado incorrectamente. Aún más peligroso es el fallo parcial de un intento de implosión. Cuando un edificio no se derrumba completamente, la estructura puede ser inestable, inclinándose en un ángulo peligroso, y estar rellena con explosivos no detonados pero aún en perfecto estado, haciendo difícil e inseguro el acercamiento de los trabajadores.

Se tardan varias semanas en preparar un edificio para una implosión. Todos los objetos de valor, como el cableado de cobre, se quitan del edificio. Algunos materiales deben eliminarse, como el vidrio que puede formar proyectiles mortíferos y el aislamiento que puede esparcirse sobre una amplia área. Algunas columnas seleccionadas son perforadas y en sus agujeros se coloca nitroglicerina y TNT. Las columnas y muros menores se envuelven con una cuerda de detonación. El objetivo es usar la mínima cantidad de explosivo posible; sólo unas pocas plantas se arman con explosivos. Las áreas con explosivos se cubren con un ancho plástico y vallado para absorber los escombros voladores. Mucho más largo que la demolición propiamente es la limpieza del sitio, ya que los escombros se cargan en camiones y se transportan a otro lugar. La destrucción de grandes edificios se ha convertido en cada vez más común por los masivos proyectos de viviendas de los años 1960 y 1970 que se van derrumbando alrededor del mundo. Con 133,8 m y 204.000 metros cuadrados, el J.L. Hudson Department Store and Addition es el edificio más alto con estructura de acero y la estructura más grande jamás implosionada ([1]).

Mientras la implosión controlada es el método que el público en general normalmente piensa cuando se habla de demolición, es extremadamente peligrosa y se usa solamente como «último recurso» cuando los otros métodos son poco prácticos o demasiado costosos.

[editar]Materiales de demolición

Habitualmente las construcciones que fueron afectadas por siniestros (terremotos, incendios, catástrofes naturales), o que están para ser demolidas ya que en ese terreno, o sobre la estructura que quede de la demolición se edifique una nueva, dejan a cargo de las empresas de demolición las aberturas, hierros,rejas, pisos, escaleras, techos y demás materiales, los cuales son extraídos cuidadosamente para poder reutilizarlos en otras construcciones. Estos materias por lo general son muy valiosos, ya que fueron usados en casa muy antiguas, son únicos, y habitualmente ya no tienen competencia, no se construyen más. Hierro forjado, pinotea,algarrobo, pisos de parquet, mampostería, aberturas, columnas, mesadas, escaleras, etc. Se las pueden encontrar en los locales de venta de las demoliciones

Salón de ventas de una empresa de demolición en Alta Gracia, Córdoba - Argentina, dentro de el se encuentran los materiales extraídos y restaurados, listos para ser reutilizados.

[editar]Tipos de demolición

[editar]Demoliciones Mecánicas

Desarrollo con maquinaria pesada: pala cargadora y pala excavadora sobre orugas, retiro de material con camión volcador. Las mismas se utilizan para practicar demoliciones a grandes escalas y en lugares de riesgo en los cuales el personal no se puede hacer presente. Dichas máquinas son operadas por personal altamente calificado, respetando las normas de seguridad e higiene correspondientes.

[editar]Demoliciones Tradicionales

Se trabaja con mano de obra especializada, utilizando técnicas tradicionales, a fin de conservar muros, medianeras y estructuras, en este caso no se utiliza maquinaria pesada.

[editar]Demoliciones en Siniestros

Se trabaja sobre accidentes, peligros de derrumbes y emergencias edilicias.

[editar]Desarmes

Recupero de cubiertas parabólicas (tinglados) y desmantelamiento de piezas que dejan de ser útiles, por antigüedad, por siniestro o porque su vida útil expiro y son desechados para ser escrapeados(cortados, desarmados y reciclados).

punto de referencia

Pués only Que Haya Una version mexicana de "puntos de referencia", Que es hijo de la UE:

¿Qué es un punto de referencia?
Un punto de referencia es un punto cuya posición es conocida por un alto grado de precisión y normalmente marcados de alguna manera. El marcador es a menudo un disco de metal hecho para este fin, pero también puede ser una torre de la iglesia, una torre de radio, una marca cincelada en piedra, o una varilla metálica enterrada en el suelo. Más de dos siglos más o menos, muchos otros objetos de permanencia mayor o menor medida se han utilizado. Los puntos de referencia se puede encontrar en varios lugares en todo Estados Unidos. Son utilizados por los agrimensores, constructores e ingenieros, cartógrafos y otros profesionales que necesitan una respuesta precisa a la pregunta: "¿Dónde?" Muchos de estos marcadores son parte de la red de control geodésico (técnicamente conocido como el Nacional de Sistema de Referencia Espacial, o Informes Estratégicos Nacionales), creado y mantenido por la Encuesta Nacional de la NOAA Geodésico (NGS).

placa igac

Modelación de acuíferos para el aprovechamiento sostenible del agua subterránea * Recibido : Enero 2004 * Aceptado: Febrero 2004

1.INTRODUCCION Definir con precisión los niveles y la localización de los contornos de la superficie terrestre al igual que de los cuerpos de agua es de suma importancia para el desarrollo exitoso de estudios o proyectos de ingeniería. Una red de nivelación con resultados poco precisos puede conducir a estudios y diseños deficientes, lo cual finalmente puede originar fallas en las estructuras que se construyan para diferentes propósitos, tales como, control de inundaciones, abastecimiento, drenaje, etc. Entre 1998 y 2001 la Universidad del Valle en convenio con la Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca CVC, desarrolló la Fase I del Proyecto de Caracterización y Modelación Matemática del Río Cauca en un tramo de 450 km comprendido entre el embalse de Salvajina y el municipio de La Virginia. Durante el proceso de implementación y calibración del modelo matemático del Río Cauca se encontraron situaciones en las que debieron utilizarse valores de rugosidad muy bajos. Los niveles de agua calculadospor el modelo en las estaciones Hormiguero, Juanchito y Mediacanoa, arrojaban sistemáticamente valores muy diferentes a los registros de campo, con diferencias entre modelo y campo de 0.80 m y más. Esta diferencia sólo se lograba reducir cuando se adoptaban coeficientes de rugosidad del cauce demasiado irreales (coeficientes de Strickler de 15 m1/3/s e inferiores) para un cauce de las características del Río Cauca. Debido a esto se revisaron las secciones transversales de estas estaciones así como las secciones disponibles en el tramo Hormiguero – Mediacanoa. Se contaba con batimetrías de los años 2000, 1997, 1998 y 1977. Los diferentes análisis mostraron que las secciones tomadas en el año 1977 arrojaban las menores diferencias entre los niveles de agua medidos y calculados. Sin embargo, a pesar de lograr unos mejores ajustes entre los resultados del modelo y los datos de campo, todavía se observaron diferencias en algunas secciones que sólo se lograban reducir adoptando coeficientes de rugosidad bajos. Esto parece indicar que existen imprecisiones en las cotas de la red de nivelación, al menos para algún tramo del río. Para superar estas dificultades se decidió construir una red geodésica de alta precisión durante el desarrollo de la Fase II del Proyecto PMC, lo cual permitirá verificar y actualizar la red de nivelación actual. Esta red sirvió además para unificar el sistema de referencia del Departamento del Valle del Cauca. Puesto que la CVC ha establecido un sistema de referencia propio para todos sus trabajos en el Departamento conocido como Sistema CVC, este sistema tiene diferencias de altura con el sistema del Instituto Geográfico Agustín Codazzi o sistema IGAC. La necesidad de unificar el sistema de referencia a nivel nacional (sistema IGAC), justifica aún más la necesidad de adelantar un trabajo de campo que además de determinar las diferencias entre el sistema CVC y el sistema IGAC permita definir con precisión los niveles del río en el tramo de interés. 2. OBJETIVOS · Diseñar y ejecutar un programa de campo con el fin de establecer a lo largo del río Cauca una red de apoyo de primer orden. · Validar los niveles de mira de todas las estaciones hidrométricas de la CVC ubicadas sobre el río Cauca · Servir de soporte para el diseño y ejecución de las obras civiles que se proyecten en el valle del río Cauca para el control de inundaciones y otros propósitos. · Optimizar el modelo matemático del río Cauca en el tramo Salvajina - La Virginia mediante la actualización de la batimetría detallada y el ajuste de los registros de los niveles de agua. 3. ESTADO ACTUAL El Instituto Geográfico Agustín Codazzi-IGAC, es el encargado para Colombia de resolver todos los asuntos referentes al sistema Cartográfico y geodésico de Colombia. Este instituto ha definido un Marco Geocéntrico Nacional de referencia o Red MAGNA de estaciones GPS de primer orden. Su diseño y ejecución se inició a partir de la evaluación de las condiciones de la red geodésica convencional existente; considerando su deterioro, sus dificultades de acceso, mantenimiento y la necesaria adecuación del país al sistema de referencia satelital mundial para sus aplicaciones cartográficas como de ingeniería. La red está compuesta por 60 vértices, incluidas 16 estaciones del proyecto CASA y 5 del proyecto SIRGAS, siendo materializados en su mayoría, en las cabeceras de las pistas de los aeropuertos escogidos, con una señal de azimut ubicada a una distancia aproximada de 1000 m. Los puntos de la red MAGNA ofrecen información confiable en cuanto a Coordenadas X, Y pero en altura la información más precisa se debe a la red de control vertical o puntos NPs, distribuidos por el territorio nacional. Esta se establece mediante nivelación geométrica, y se lleva a cabo por medio de métodos ópticos de medición. La altitud de un punto sobre la superficie terrestre se define como la distancia existente sobre la línea vertical, entre éste y una superficie de referencia (dátum vertical). Su determinación se realiza mediante un procedimiento conocido como Nivelación. 4. MATERIALES Y MÉTODOS 4.1 Definición de los Puntos de Control. El proyecto requiere ubicar 27 puntos, algunos de ellos cercanos a las desembocaduras de los principales afluentes y otros donde se encuentran las estaciones hidrométricas que la CVC ha instalado sobre el Río Cauca. 4.2 Identificación de Puntos del Sistema Geodésico Nacional Existentes en la Zona. Se consultó en el Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC) los puntos existentes de la red geodésica nacional para control horizontal y vertical, pertenecientes a la red MAGNA (Marco Geocéntrico de Referencia Nacional) y NP’s. Se recomienda no usar puntos pertenecientes a la red ARENA. 4.3 Reconocimiento de Campo y Ubicación de los Puntos. Se realizaron visitas de reconocimiento y ubicación de puntos en toda la zona de trabajo, la localización se efectuó con equipos GPS verificando la calidad de la recepción de la señal. Además se constató la información que el IGAC proporcionó. La información recolectada sirve de insumo en la etapa de diseño de la red. Los criterios de selección para la ubicación de puntos son: - Facilidad de acceso. Los sitios deben estar comunicados a una vía principal por medio de una vía carreteable, para garantizar su sostenibilidad y uso. - Calidad de la recepción. Se efectuó un análisis por sitio de las posibles interferencias que se pudieran encontrar en el lugar, las cuales no fueran absorbidas por la configuración de la máscara de elevación de 15°; además se consideran factores como el número de satélites captados, la hora de recepción y el factor PDOP, como indicador de la calidad de la recepción. - Estabilidad del suelo. Para garantizar la permanencia en el tiempo del punto materializado, no es conveniente que esté sometido al tráfico pesado de vehículos o maquinaria que puedan ocasionar daños. En sitios como puentes, sujetos a vibraciones, se selecciona el punto en el estribo, se evitan suelos débiles o inestables y sometidos a inundaciones. Los puntos deben ser ubicados aledaños a lugares fácilmente referenciables, como pueden ser las obras civiles. 4.4 Diseño de la Red GPS: En el diseño de la red geodésica de alta precisión se tuvieron en cuenta los siguientes criterios técnicos: - Longitud de líneas base: Para que la longitud entre vértices se ajuste a las recomendaciones técnicas, se trató por la distribución de puntos de manera homogénea en el área de estudio, de modo que factores como períodos de toma, número de frecuencias de los equipos y número de equipos que garanticen la precisión en los resultados. - Control vertical y horizontal y Sistema de referencia: Con el fin de ajustar adecuadamente los datos obtenidos se ha de utilizar la mayor cantidad de puntos de control, tanto vertical como horizontal, por esto se vincularon a la triangulación puntos de la red MAGNA, puntos NP y se efectuaron circuitos de nivelación geométrica de alta precisión hasta varios vértices de la red los cuales serán tomados como puntos fijos de control vertical. - Regularidad de las figuras: Para generar figuras regulares se utilizaron puntos de apoyo distintos a los 27 del PMC y a los puntos de control, teniendo en cuenta el control vertical y horizontal en la definición de los triángulos. 4.5. Materialización de Puntos. Se construyeron los siguientes tipos de monumentos: - Mojón tipo IGAC. Presenta las especificaciones del IGAC en lo referente a monumentación de puntos de primer orden. Los materiales utilizados son: Concreto, varilla de acero inoxidable de 1,1 m de longitud por ½ pulgada de diámetro, con un punto grabado en el centro de una de sus caras, 1 molde de madera de 40 x 40 cm de lado interior y 35 cm de altura. para la parte superior del mojón, 1 placa de bronce para la identificación del punto, 1 placa subterránea de vidrio, 1 acople de madera y 1 hoja de plástico(ver Figura 1) Figura 1. Mojón tipo IGAC. - Placa Empotrada en concreto: Consistente en placas de 7.5 cm de diámetro en forma de casco esférico y plana respectivamente, con centro punto y marcación (ver Fotos 1 y 2). - Señal azimut: Conformado por un bloque en concreto de 60 cm de altura enterrado a una profundidad de 50 cm que sobresale del suelo entre 10 cm. Foto 1.Placa empotrada en concreto Foto 2. Aspecto del mojón tipo IGAC en superficie 4.6 Equipos Usados. Se usaron dos receptores GPS marca Trimble 4600 Ls de Frecuencia Sencilla y dos receptores GPS de doble frecuencia marca Leica SR261, una plomada óptica y el equipo de computo necesario para el procesamiento de datos. Se utilizó también una base nivelante con plomada óptica para garantizar la verticalidad de la varilla que se instala en el mojón; además se utilizaron niveles de precisión marca Zeiss con micrómetro y sus respectivas miras para los circuitos de nivelación geométrica.(ver Fotos 3 y 4). Foto 3. GPS de frecuencía sencilla. Foto 4. 4.7 Posicionamiento. Se programó la ocupación de los puntos de la red en el sentido Norte — Sur, utilizando el software Quick Plan para el análisis de las efemérides, buscando detectar los momentos de poca cobertura o mala geometría para el posicionamiento. Se adelantó un posicionamiento Estático -Diferencial que es el más recomendable ya que minimiza los errores sistemáticos asociados con los relojes de los satélites y las efemérides. Para el posicionamiento se utilizaron cuatro receptores de diferentes fabricantes, garantizando la simultaneidad de las observaciones y un formato único para los archivos RINEX (Receiver Independent Exchange Format). El post-proceso se realizó con el software GPSURVEY (módulos Wave y Trimnet), la información fue constatada con el programa SKY (Leica Geosystems), el cual arroja un alto grado de precisión en el post–proceso. Este permite convertir las alturas elipsoidales en alturas ortométricas. Posteriormente los datos se ajustaron con el modelo geoidal para Colombia GEOCOL98. Se obtuvo un rendimiento promedio de 6 triángulos por día, instalando los equipos de doble frecuencia sobre los vértices de las líneas base de longitud superiores a 10 Km y los de frecuencia simple sobre las líneas base inferiores a 10 Km. 5. RESULTADOS Y RECOMENDACIONES Se diseñó y construyó una red geodésica de alta precisión que consta de 43 puntos, de los cuales 7 pertenecen a la red MAGNA del IGAC, 9 son puntos de apoyo para el control vertical y horizontal y los 27 restantes corresponden a los puntos de interés del proyecto PMC; éstos fueron ubicados en las desembocaduras de los principales tributarios del Río Cauca y en los sitios en que existen estaciones hidrométricas de la CVC sobre el Río Cauca La red cuenta con separaciones entre vértices que varían entre 1.77 y 23 Km., siendo más del 60% de las distancias inferiores a 10 Km. Con esta red geodésica de primer orden se actualizaron los ceros de las miras existentes en las estaciones hidrométricas en el Río Cauca. Igualmente la red permitirá ajustar la más reciente batimetría detallada del Río Cauca. Las coordenadas planimétricas y altimétricas de esta red de precisión servirán para llevar a cabo la optimización de los modelos matemáticos -hidrodinámico y morfológico- implementados durante la primera fase del proyecto PMC. Igualmente se sugiere densificar la red geodésica de alta precisión en las estaciones hidrométricas de los ríos tributarios del río Cauca, con lo cual se podrá revisar y ajustar los ceros de miras de las estaciones en estos ríos. TABLA 1. Red de nivelación proyecto PMC 6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS (1) Nuevo sistema geodésico para Colombia, Marco Geocéntrico de Referencia Nacional MAGNA. Instituto Geográfico Agustín Codazzi, IGAC – Subdirección de Cartografía, División de Geodesia. www.igac.gov.co (2) Red geodésica de alta precisión tramo salvajina – la virginia.( Septiembre de 2003) Proyecto PMC, Universidad del Valle – Escuela de ingeniería de recursos naturales y del ambiente, Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca CVC. Cali – Colombia. (3) Modelación matemática del Río Cauca, (Santiago de Cali julio de 2001) Tramo Salvajina – La Virginia, Volumen VIII, Universidad del Valle – Eidenar, Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca, CVC.; Págs. 5.22-5.23-5.24-5.25 (4) Red de Nivelación en la comunidad Autónoma de Extremadura: (España Junio de 2002)Necesidades de estudio y propuesta de actualización. XIV Congreso Internacional de Ingeniería Gráfica. Pacomio Peña Ma. del mar, Atkinson Gordo Alan, Gil Cruz Antonio. Universidad de Jaén – Universidad de Extremadura .

batimetria -levantamiento

La batimetría es la ciencia que mide las profundidades marinas para determinar la topografía del fondo del mar, actualmente las mediciones son realizadas por GPS diferencial para una posición exacta, y con sondadores hidrográficos mono o multihaz para determinar la profundidad exacta, todo ello se va procesando en un ordenador de abordo para confeccionar la carta batimétrica.

Una Carta batimétrica es un mapa que representa la forma del fondo de un cuerpo de agua, normalmente por medio de líneas de profundidad, llamadas isobatas, que son las líneas que unen una misma profundidad, las líneas isibáticas son los veriles que nos indican la profundidad en las cartas de navegación.

archivo rinex

1.Introducción

El RINEX (Reciever Independent Exchange Format), son las siglas de un formato de intercambio de información GPS1. Fue presentado en el 5º Simposium Geodésico Internacional en Posicionamiento por Satélites2 que tuvo lugar en Las Cruces (México) en marzo de 1989. En Agosto de ese mismo año es recomendado por la Asociación Internacional de Geodesia (IAG3) como formato estándar de intercambio de ficheros GPS.

En este Simposium compitió con otros tres formatos de datos:

-FICA (Floating Integer Character ASCII): desarrollado por el Applied Research Laboratory de la Universidad de Texas.
-ARGO (Automatic Reformatting GPS Observations), programa desarrollado por la NGS4 estadounidense.
-ASCII: Formato de intercambio ASCII de la Geodetic Survey de Canadá para uso interno.

Tras una serie de deliberaciones, finalmente se optó por el formato RINEX pero con una serie de reformas sobre su desarrollo inicial.

El responsable de la primera versión de este formato fue el Instituto Astronómico de la Universidad de Berna (Suiza), empleándose por primera vez en la campaña geodésica EUREF-89 que realizó este mismo Instituti. En ella, se dispuso de 60 receptores de 4 marcar distintas, por lo que la necesidad de disponer de un fichero de intercambio de datos que facilitarael cálculo de bases en conjunto era primordial.

Esta primera versión del RINEX solamente era capaz de transformar los datos de posicionamientos estáticos. Posteriores versiones incluyerosn el resto de posicionamientos (estático-rápido, pseudocinemático, cinemático...) La versión 2 salió a la luz en Septiembre de 1990, en el Simposium de Ottawa (Canadá), resultando ser una versión abierta a futuras pequeñas modificaciones, como la de 1993 que incluye un pequeño cambio en los datos tomados bajo el Antispoofing (A/S)5, o la de inclusión de archivos de la constelación reusa GLONASS de principios de 1997. La NGS6 es la institución que ha actuado como coordinador de la normalización de este formato.

2.Base del formato RINEX

La base del RINEX parte de que la mayoríadel software para GPS emplea los siguientes observables:
-La medida de la portadora de fase en una o dos frecuencias (L1 o L1 y L2).
-La medida de Pseudodistancia o código.
-El tiempo obtenido en el instante de validar las medidas de fase y código.

Consecuentemente la mayoría de la información que recogen los receptores es innecesaria, pues únicamente con estos tres observables y alguna información adicional relativa al estacionamiento (altura de la antena, nombre de la estación...) sería suficiente. También hay que tener en cuenta que el software asume que la lectura del tiempo en los receptores y en los satélites es correcta para la medida de la pseudodistancia y la fase de la portadora.

El RINEX implica que los datos binarios propios de cada tipo de receptor pueden ser transformados a formato independiente universal ASCII7 durante el proceso de descarga, permitiendo así usar otro tipo de software o intercambiar datos procedentes de otros receptores. Dado que la estructura de los datos fuente (binario) difiere de cada receptor, es necesario que cada proveedor de software GPS genere un interprete para este formato. En la campaña EUREF-89 se necesitó de programas que trasladaran a RINEX los datos recogidos, pero la mayoría de las casas fabricantes no disponían de dicha posibilidad en aquel momento, por lo que el Instituto Astronómico de la Universidad de Berna tuvo que generar los programas adecuados para sus receptores. Dichos programas están disponibles al público y se puede tener acceso a ellos por Internet.

En la actualidad, la mayoría de fabricantes de software GPS incluyen en su paquete informático la opción de carga y descarga de dicheros RINEX, con opciones de carga directamente del archivo fuente o aplicando una transformación a los ficheros propios del programa. En el caso del software GPSurveyTM (TrimbleTM) la creación de archivos de este tipo no es opcional, el programa que los realiza se desarrolla en entorno DOS, su nombre es DAT2RIN.exe y se encuentra ubicado en el directorio GPSurvey\bin (las opciones de este programa aparecen tecleando el nombre del archivo). Sin embargo, la casa LeicaTM y su software SkyTM ofrecen en un paquete independiente las posibilidades relacionadas con este formato. Existen además programas independientes de las principales casas fabricantes de las principales casas fabricantes que se dedican a servir de traductores entre casi todos los receptores existentes y el RINEX.

Dado que el RINEX es un archivo de intercambio de información cumple con la mayoría de los condicionantes que se imponen a un fichero de intercambio (información únicamente necesaria, fácilmente transportable entre los diversos sistemas operativos, no-redundancia de datos, posibilidad de agregar nuevas observaciones...), excepto con uno fundamental: la gran longitud de sus ficheros. Inicialmente puedo haberse optado por la disminición de dicho tamaño escogiendo un formato binario pero a costa de perder accesibilidad a su contenido y disponibilidad para el usuario. En la actualidad con los programas de comprensión de ficheros se consigue reducir indiscutiblemente el fichero RINEX en un factor de tres o más. Por ejemplo, un archivo de medio día de observación, con épocas de 30 segundos, puede llegar a ocupar de 1.5-2 Mb fácilmente comprensibles a 500-600 kb o incluso menos. Pueden emplearse los ya conocidos formatos de compresión (ARJ, ZIP...), aunque la Universidad de Delft (Holanda) ha desarrollado un formato propio binario denominado CBI8, especialmente diseñado para RINEX.

3.El formato RINEX.

El formato RINEX se compone de la creación de cuatro tipos de archivos para su versión 2 y en adelante. Estos cuatro tipos son:

-El fichero de los datos de observación
-El fichero de datos metereológicos.
-El fichero con el mensaje de navegación
-El fichero del mensaje de navegación del sistema GLONASS.

En las primeras versiones únicamente se disponía de dos ficheros, el de observación y el de navegación.

La grabación de estos archivos tiene un máximo de 80 caracteres por línea, facilitando así una fácil inspección del archivo en su visualización en la pantalla del ordenador, además cada fichero se compone de una cabecera y de una sección de datos.

La cabecera contiene la información general del fichero como puede ser la relativa a la estación, el receptor o la antena. La sección de datos contiene los datos referentes al tipo de archivo. Los datos de observación y meteorología son creados para cada sesión y lugar, mientras que el mensaje de navegación es independiente de estos.

La versión 2 de RINEX permite cabeceras adicionales para incluir nuevos registros en la sección de datos. Esto es muy útil cuando se producen cambios en la información de la estación durante la observación, como por ejemplo un cambio del método de observación empleado: de rápido estático a cinemático. Dentro de cada cabecera es posible incluir comentarios, solo hace falta situar el registro “END OF HEADER” final de dichas líneas.

Dentro de cada a, en concreto desde el carácter nº 61 al nº 80, existe una pequeña descripción de registro, la información que contiene esa línea, esto indudablemente favorece el entendimiento del fichero casi a primera vista. Al final de este artículo se presenta una serie de ejemplos de los archivos RINEX.

La nomenclatura de un fichero RINEX sigue la estructura “ssssdddf.yyt”, donde los primeros cuatro caractéres establecen la identificación de la base, los tres siguientes indican el día del año (365 días), y el octavo carácter indica el número de sesión. Los dos primeros caracteres de la extensión se corresponden conel año actual y el último denota el tipo de fichero (n: navegación GPS, o: observación, g: navegación GLONASS).

Cada fichero RINEX hace referencia a los datos recolectados por un receptor en una estación y en una sesión. Aunque en la versión 2 es posible dejar colgado el fichero y recoger datos en modo secuencial para medidas cinemáticas o estático- rápidas. Además, el RINEX de esta versión permite combinar observaciones de otros sistemas de observación como puede ser el TRANSIT.

3.1 El fichero de observaciones.

En el fichero de datos de la observación la pseudodistancia se mide en Metros. Se aceptan tres tipos de pseudodistancias, la C1 (código C/A o estándar sobre la frecuencia L1), la P 1 (código P o Precise en L 1) y la P 2 (código P en L2). Algunos receptores no recogen observaciones sobre la frecuencia L2 bajo A/S, dado que en este caso el código P es encriptado pasando a ser el código Y; si se dispone de un desencriptador, el RINEXes capaz de generar un código P2 sintético, pero de todas formas estas observaciones deben ser marcadas como afectadas por el A/S.

La mediciónde fase también se puede realizar sobre las frecuencias L1 o L2, y se denominan del mismo modo L1 y L2. Se mide en ciclos completos, aunque en los primeros receptores la unidad era el medio ciclo, debiendose convertidos los datos a ciclos completos. Este tipo de receptores además presentran otros tipos de problemas con la medición de la pseudodistancia que es ambigua e incluso con la medición de código y fase porque no se realizaba al mismo tiempo; estos inconvenientes hacen necesaria una manipulación de datos previa a la transformación a RINEX.

El RINEX también dispone de lugar para las mediciones Doppler en aquellos receptores donde esté disponible la lectura de sus observables D1 y D2. En el RINEX se expresan en Hertz.

La fase debe ser expresada en el mismo sentido que la pseudodistancia, un incremento en la pseudodistancia implica un incremento en el valor de la fase, el cual es opuesto a la cuenta Doppler9.

Ninguno de estos observables debe ser corregido por sesgos externos tales como la refracción atmosférica o el retardo del reloj del satélite.

Es necesario realizar una aclaración respecto a la medida del tiempo. La mayoría de los receptores miden el tiempo en la llegada de la señal tanto para la pseudodistancia como para la medición de fase. Estos receptores además sincronizan el tiempo de las observaciones obtenidas de los diversos canales del receptor a diversos satélites al mismo tiempo. Dado que el reloj del receptor es esencialmente independiente de él de los satélites, la observación real puede diferir entre varios receptores. Las diferencias en general suelen ser de menos de un milisegundo debido a que los receptores GPS sincronizaron sus relojes con tiempo real GPS. Además si el receptor o el software conversor ajusta las medidas usando tiempo real descorregido de retardos del reloj del satélite, la consistencia de los tres observables base (la fase, la pseudodistancia y el timepo) debe mantenerse. Esto requiere la corrección del retardo del reloj del receptor.

3.2 Los ficheros de navegación

El fichero con el mensaje de navegación contiene los datos de orbitales, los parámetros del reloj y la precisión de las medidasde pseudodistancia de los satélites observados. Su cabecera puede contener opcionalmente datos del mensaje de navegación tales como los parámetros del modelo ionosférico para aparatos de una sola frecuencia y términos de correcciones relacionados con el tiempo GPS y UTC10. Una gran parte de este fichero está basado en el formato ARGO de la NGS.

El fichero de navegación GLONASS sigue esta misma filosofía para su cabecera. Sin embargo, la estructura de datos difiere mucho de la empleada por el GPS, sobre todo debe definir la diferencia entre los sistemas de tiempo empleadosen las dos constelaciones. Además define las órbitas de los satélites por sus coordenadas, insertadas desde las bases centrales a unas horas determinadas e indicándose la antigüedad de dicha información. La definición del tiempo GLONASS también ha dado sus problemas, siendo necesario indicar la procedencia del tiempo de referencia de las observaciones. Dado su pequeño uso actual en España no se profundizará en los problemas que plantea la definición del tiempo GLONASS ni en sus observables, para ello se puede recurrir a la bibliografía.

3.3 El fichero de datos meteorológicos.

Por último, el fichero de datos meteorológicos fue definido para la versión 2 en delante de RINEX y su función es la de simplificar la exportación y procesamientode datos meteorológicos recogidos por los observatorios. Sigue el mismo principio que el fichero de observación. Contiene datos como la presión atmosférica en milibares, la temperatura seca y húmeda en grados Celsius y ls humedad relativa; opcionalmente puede contener la humedad central del retardo ionosférico obtenida por un radiómetro de vapor de agua. Cada fichero contiene los datos de una estación.

3.4 Últimas modificaciones. Estado actual.

Los últimos cambios efectuados en los ficheros RINEX están relacionados con la inclusión de observaciones procedentes de la constelación GLONASS, posibilitando ficheros mixtos, y a un nuevo tratamiento que se le da a la mediciones bajo A/S. Una de las variaciones más relevantes de la inclusión del sistema GLONASS es la creación de un nuevo fichero de navegación para dicho sistema, siendo –como ya se ha comentado- cuatro los archivos que se generan. Ademásel número PRN de cada satélite tiene el formato snn, donde s se corresponde con el identificador del sistema al que pertenece (G o banco: para GPS, R: GLONASS, T: Transis) y nn es el número del satélite. Otros cambios han concernido a la ampliación de captación de satélites por época, dado que estaba limitado a 12 satélites, o a la inclusión de parámetros adicionales dentro del fichero de navegación.

El estado presente y futuro del RINEX para por los simposium que tienen lugar entre cientiíficos de todo el mundo. Las mejoras que se van aceptando suelen ser publicadas por la Asociación Internacional de Geodesia y transmitidas a los productores de equipos y software GPS.

El servicio internacional GPS de Geodinámica, un servicio de estaciones GPS repartidas por todo el mundo, se ha convertido en uno de los mayores propulsores de este formato. Sus 40 estaciones operan ininterrumpidamente y es posible acceder a sus ficheros en este formato. Además esta red se utiliza para ofrecer efemérides precisas.

Una cuestión todavía por aclarar es que organización oficial se encargará del mantenimiento del formato, de momento la NGS es la que áctua como coordinadora.

4.Empleo del formato RINEX en España.

La importancia del RINEX radica en la posibilidad de añadir a nuestra red datos auxiliares pertenecientes a Estaciones permanentes GPS. Esto toma importancia en todos aquellos posicionamientos que requieran de un postprocesado de datos, pues es en ese instante cuando es posible añadir información adicional de posibles estaciones cercanas.

En el ámbito mundial, además de las estaciones propias de la constelación NAVSTAR11 (donde es posible recoger efemérides precisas) existen multitud de bases que ofrecen los archivos recogidos por sus estaciones. La mayoría tiene en común la disponibilidad de sus datos en el formato RINEX, sino en formato SSF12. Ejemplos de posibles estaciones de referencia pueden ser: Mississippi (EEUU), Casper CBS (EEUU), Columbia (EEUU), UKA (Reino Unido), Denver (EEUU)...

En España, la presencia de estas estaciones crece lentamente, proliferando fundamentalmente en las Universidades, aunque uno de los pioneros en el suministro de ficheros RINEX, recogidos desde sus propias estaciones permanentes, fue el Instituto Cartográfico de Cataluña (ICC) dentro de su campaña de apoyo fotogramétrico GEOFONS. De momento solo pueden obtenerse datos de dos estaciones: el Observatori de Iébre y de el Cap de Creus. Además de RINEX se ofrecen el formato SSF y DAT de la casa TrimbleTM. Pueden consultarse y recogerse estos ficheros en: http://www.icc.es.

La Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica en Topografía de Madrid, tiene instalada y operativa una Estación de Referencia GPS, TRIMBLE 4000 SSI DOS CORS, desde el 4 de noviembre de 1997. Los datos se disponen en formato SSF y RINEX-2, y están disponibles durante 3 meses. La dirección es: http://nivel.euitto.upm.es/gps.

La Escuela Politécnica Superior de Lugo (EPS) posee asimismo una base denominada Base Comunitaria de referencia instalada en la mma universidad. Ofrece dos tipos de ficheros, uno con datos del código y otro con datos de fase. Son ficheros comprimidos autoejecutables que generan los ficheros de navegación y observación RINEX, solo ofrecen este formato. La dirección en Internet es la siguiente: http://sucuslugo.lugo.usc.es/~japardi/gps.html.

De momento se tiene conocimiento de estas, bases, puede que existan más, pero la distribución de su información al usuario no se desarrolla por Internet. Entre las futuras bases está el proyecto de la Escuela Politécnica Superior de Jaén de establecer un nuevo punto de referencia.