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TRATAMIENTO DE LOS MATERIALES A UTILIZAR EN LA
COMPENSACION DE LA NIVELACIÓN DE PRECISION CORRESPONDIENTE
AL TERCER CICLO DE MEDICION REALIZADOS EN EL TERRITORIO
NACIONAL
RESUMEN
La Red Altimétrica Nacional ha sido concebida en forma de polígonos cerrados
distribuidos por varios territorios del país. Esta configuración desarrollada de
acuerdo a intereses científicos, técnicos y económicos fue respetada en su
contexto durante la realización de la tercera reiteración de las mediciones de los
desniveles de precisión.
En los estudios de los Movimientos Recientes de la Corteza Terrestre efectuados
por extinto Instituto Cubano de Geodesia y Cartografía y por GEOCUBA en la
actualidad ha estado faltando esta reiteración como elemento confirmador de los
resultados gráficos y numéricos obtenidos por reiteraciones anteriores.
El presente trabajo establece la metodología para la
organización y
procesamiento de las informaciones concebidas dentro de la Red Altimétrica
Nacional desarrolladas en el país en el periodo de1987 al 1991.
La integración de estos materiales al sistema de alturas nacional ha estado
afectado por problemas de calidad en las observaciones de la región occidental
del país, por lo en el documento se exponen las variantes de trabajo a seguir de
acuerdo a las dificultades existentes y la definición del uso de los resultados en
los estudios ya mencionados.
Se inserta también las características del catalogo de altura que se editará al
final de los trabajos con la recopilación de las informaciones más importante que
requiere cualquier cliente, para el que se emplearán los sistemas informativos
creados para este fin al que se le fusionarán otros que se diseñarán en el
transcurso de las labores.
Ing Idania Hernández Guerrero
Empresa GEOCUBA Geodesia
Calle Loma y 39 (cuarto piso), Nuevo Vedado, Municipio Plaza de la Revolución.
La Habana 10600.
Pizarra 555409—al 15 extensiones 67,81
Fax 815976
Tlx 511184
TRATAMIENTO DE LOS MATERIALES A UTILIZAR EN LA
COMPENSACION DE LA NIVELACIÓN DE PRECISION CORRESPONDIENTE
AL TERCER CICLO DE MEDICION REALIZADOS EN EL TERRITORIO
NACIONAL
1. INTRODUCCION
En el país no se ha seguido con el rigor necesario las investigaciones que la
Red Altimétrica Nacional, RAN, requiere y aunque desde hace varios años
especialistas y administrativos discuten la situación de la misma ésta no ha
sido atendida con el mismo fervor que las redes planimétricas.
Siendo la altura una de las coordenadas que define la figura de La Tierra
sobre la superficie terrestre, la que determina el relieve necesario representar
en los mapas topográficos, la que es capaz de establecer la reducción de las
mediciones directas en el terreno a superficies de referencia y que a su vez se
emplea en la proyección y construcción de instalaciones para tener la
posición de los puntos en el espacio, no ha encontrado la suficiente atención
que reclaman las instituciones del país y la tecnología actual.
A estos viejos problemas se ha sumado en los últimos años el hecho de que
la reiteración del 3er ciclo de nivelación de I y II orden ejecutada en el país no
se ha procesado en gabinete, quedando inconclusa en 1991 sin que hasta el
momento se confirmara la continuidad de las mediciones en campo o el
cálculo del mismo para su utilización posterior.
El presente documento expone los trabajos que se pretenden realizar para
atenuar las deficiencias existentes, valorar su aplicación en los estudios de los
Movimientos Recientes de la Corteza Terrestre, MRCT y definir el contenido de
un catálogo de altura con valores precisos y confiables.
2. OBJETIVOS DEL TRABAJO
Los principales objetivos del presente trabajo están enmarcados en:
1. Establecer una metodología de trabajo que posibilite la utilización práctica y
científica de los materiales de campo perteneciente a la tercera reiteración de
desniveles de precisión.
2. Concluir el análisis, procesamiento y definición de la aplicación del tercer ciclo
de mediciones.
3. Confeccionar el catálogo altimétrico de la Red Altimétrica Nacional.
4. ANTECEDENTES Y ESTADO ACTUAL
Documentos oficiales exponen como fecha inicial de las nivelaciones, en Cuba,
el año 49, que tiene como característica esencial, que la altura se conoce a través
del Nivel Medio del Mar, NMM.
Para el datum vertical se empleó el mareografo instalado en 1947, en
Casablanca, a través del monumento geodésico CF1 determinado por mediciones
de marea del 48 al 56 y escogido finalmente como magnitud inicial de transmisión
de altura a la nivelación de la Red Altimétrica Nacional, RAN.
Estas
observaciones mareográficas respecto a Casablanca
insuficientes por haberse determinado en un periodo de solo 9 años.
fueron
Otro factor en contra, es el desconocimiento del método de cálculo seguido en
el establecimiento del NMM, en 1956 por lo cual no tenemos todos los elementos
sobre el procedimiento seguido.
La reinstalación del mareografo se hizo en Siboney y aunque estuvo
desmontado el mareografo desde 1957 al 1965, se realizó la nivelación de
precisión desde el mareografo de Casablanca al de Siboney a través de los
monumentos CF1 (Casablanca) – MAR 1–Siboney.
La reinstalación en 1969 del mareografo Siboney, se hizo bajo la dirección del
Dr Ingar Emilson, asesor de la UNESCO; que es quien registra a Siboney en la
Confederación Mundial de Londres, luego de ajustar el lugar de ubicación del
equipo.
El valor del CF 1 se mantuvo como dato inicial de la nivelación y junto con la
chapa MAR1 se mantuvieron como puntos de control o cambios desde el 48 al 75
cubriendo los periodos de inestabilidad del mareografo.
A grandes rasgos se ha descrito que las observaciones del nivel del mar en el
lugar de ubicación del datum vertical ha confrontado rangos discontinuos de
medición por problemas organizativos que inciden desfavorablemente en la red de
nivelación, no obstante en la actualidad, se ha descrito por los datos de los
mareógrafos el nivel de marea anualmente, de acuerdo a las reglas expuesta por
programas internacionales conservándose una data horaria de más de 20 años
de medición.
Aunque nos hemos referido al NMM como sistema de referencia existente ,son
realmente hoy en día las técnicas espaciales individuales las que tienen un peso
fundamental en la definición de los sistemas de referencia verticales , un
problema que sigue sin resolver en nuestra red.
El cuasigeoide formulado en 1988, por el Dr. Reynaldo Acosta, seleccionado
como superficie equipotencial local para el que ser emplearon de modo conjunto
datos astrónomo - geodésicos, gravimétricos altimétricos y modelos
gravitacionales se realizaron a escala 1: 300000 con el objeto de garantizar la red
astrónomo geodésico donde se previó la desviación de la vertical con precisión de
1.5” y las anomalías de las alturas de 3 metros .
Esta precisión queda muy por debajo de la que requiere la nivelación y los
trabajos de los MRCT por lo que el cuaisigeoide no ha sido aún implantado, por
requerir de un mayor número de observaciones de campo.
La RAN, establecida en el país por diversos polígonos cerrados está
conformada por una red de líneas de I, II, III y IV ordenes donde los dos
primeros órdenes constituyen la base altimétrica fundamental para el desarrollo
de las tareas de investigación y el aseguramiento geodésico a obras ingenieras y
los dos restantes se emplean como apoyo a la mapificación y a otros trabajos
topográficos y de ingeniería civil.
Las redes altimétricas de precisión han sido distribuidas a lo largo de todo el
país, siendo las de I orden las ubicadas por lo general por carreteras y autopistas
de primer orden en sentido este – oeste con desvió en ocasiones para crear
enlaces con los mareógrafos y las de II orden, en general cruzan el interior del
país prevaleciendo la dirección norte – sur para enlazarse por ambos extremos
con líneas de I orden.
El primer ciclo se desarrolló en las décadas del 48 al 67, dividido en dos
etapas, una del 48 al 55 y otra del 59 al 67, designado así como un solo ciclo por
la falta de coincidencia en tiempo y espacio de las mediciones en las líneas de
nivelación.
El sistema de altura aplicado fue el ortométrico, por un solo itinerario con
mediciones en ida y regreso. El método, implantado por el Inter American Geodetic
Survey , fue el de coincidencia y emplearon como instrumentos los fabricados por
la Casa Wild de Suiza , de muy buena calidad.
En 1968 con las líneas de Güines – Mendoza por Batabanó y por La Habana
con las líneas Mendoza – Habana y Habana Remedios se reinició el método de
coincidencia como preámbulo del 2do ciclo enmarcado en el periodo del 70 al 81.
El sistema de por las alturas normales se inició con este ciclo con metodología
soviética por el método de la ida y vuelta por dos pares de pines, con magnitudes
de error de las décimas y centésimas del milímetro. La proyección de las líneas
para el 2do ciclo se hizo corrigiendo algunas formas de distribución no concebidas
en la primera, obstaculizando la posibilidad de establecer una reiteración total de
las estaciones.
El 3er ciclo fue proyectado respetando el itinerario del anterior y aunque
estaba previsto su conclusión en 5 años para fines investigativos,- en específico
para el estudio de los MRCT-, no logró su objetivo plenamente al no completarse
las observaciones en la región occidental, incluyendo la Isla de la Juventud.
La situación económica del país en aquellos momentos imposibilitó la
continuación de los trabajos de campo que restaban y la repetición de los
desniveles defectuosos, situación por la cual aún en la actualidad ha quedado
inconclusa.
El método de trabajo empleado se realizó con el mismo criterio del 2do ciclo y
aunque existen los materiales de campo no ha sido procesado en gabinete por
presentar problemas de calidad que traen por consecuencia el no cierre de los
circuitos que enlazan con el resto de los polígonos de nivelación.
Hasta el momento mediante una revisión preliminar de los materiales de este
último ciclo se pueden localizar las deficiencias técnicas mayores en violaciones
en la posición equivalente de la mira y el instrumento en cuanto a distancia, altura
de la visual, etc. y a los cierres fuera del permisible de tramos, secciones y líneas.
La RAN dentro de la actividad geodésica ha presentado problemas de calidad
y organización, lo que ha dado al traste con la falta de existencia de un catálogo
único de la actividad, la aplicación del
término de altura preliminar que no
resuelve algunas exigencias de hoy en día y la falta de compensación de 3er ciclo
de mediciones, sin contar con que dentro de las dificultades técnicas de las dos
reiteraciones últimas está también que el tiempo entre la medición y la
compensación de las alturas ha sido muy prolongado.
Otras deficiencias, que han incidido en el caso de los estudios de los MRCT es
el hecho que de que la distribución espacial de las líneas de nivelación no ha sido
la más idónea en todos los casos por no cortar morfoestructuras deseadas y
porque las mediciones reiteradas no se han realizado durante periodos constantes
en el tiempo, donde aún en tramos contiguos, el tiempo transcurrido entre un ciclo
y otro no es el mismo.
A pesar de la heterogeneidad de puntos por líneas y territorios de la red
altimétrica y las dificultades obvias en cuanto ala observación y procesamiento de
cálculo, los materiales obtenidos han sido utilizados en la valoración de los MRCT
y sus resultados han permitido determinar la cuantía de las tendencias de los
movimientos y sus relaciones espacio temporal.
Para la descripción de la influencia de los MRCT en zonas geológicamente
activa o con valores apreciables de los MRCT se requiere de la ubicación de
monumentos geodésicos de 0.5 a 1.0 Km y la perdurabilidad de la red de
estaciones va en decadencia con el desarrollo económico del país, poniendo en
peligro el monitoreo de los desniveles para largos periodos de tiempo- de una
línea de nivelación a otra.
5. METODOLOGIA DE TRABAJO A SEGUIR
Se establecerá de acuerdo a la estadística el análisis de los datos de la tercera
reiteración de la nivelación para sacar conclusiones validas y tomar decisiones
razonables basándose en ese análisis.
La base del estudio estará definido por los errores de cierre de las secciones,
tramos y líneas lo cual permitirá definir una ecuación de la curva en función de
los cierres en mm y la distancia en Km, debido a la relación física conocida entre
el desnivel y la distancia por la que se establecerán las ecuaciones de condición.
El ordenamiento tabular de los datos, o sea la distribución de frecuencia o tabla
de frecuencia que se haga permitirá establecer el comportamiento normal o no de
los datos para un rango predeterminado como expresión que permita observar
como se manifiestan los errores y a través del cual tratar de definir nuevos
valores permisibles.
Se definiría la selección de un conjunto muestreal, en el que se trabajaría sobre el
error límite y el ajuste se haría por mínimos cuadrados de los errores
Aunque sabemos que el ajuste no mejora la precisión sino que reparte justamente
los errores entre las magnitudes medidas; mediante el uso de la estadística
podremos valorar con mejor exactitud la incorporación o no de las mediciones a
la RAN o a los estudios de los MRCT.
Establecer por estadísticas el rango máximo de error en cada uno de los
ajustes que se evalúa posibilitará en el caso de las líneas en la región de
occidente definir cuanto es el máximo que podrá permitirse en el error de cierre
de las líneas.
La otra tarea a desarrollar está enmarcada en la confección de un catálogo
altimétrico único para toda la red, con el que se pretende solucionar las
dificultades que la ausencia de éste trae. Esto conlleva a la realización de labores
que deberán dar solución a problemas como:
1. Definir el valor de altura representativa de un punto al que se le han efectuado
varias reiteraciones.
2. La superficie de referencia que representará al sistema de altura en el país.
3. La definición del uso del catálogo de altura y por tanto las informaciones que
serán incorporadas al mismo.
4. La solución económica y técnica que se le dará a los problemas que de esta
índole puedan surgir como resultado de este trabajo.
5. BENEFICIOS ECONOMICOS, SOCIALES Y MEDIO AMBIENTALES
Algunos de los logros que se pretenden con la realización del proyecto son:
Crear las bases que permitan interrelacionar los datos de desniveles y alturas
con parámetros hidrográficos, geodinámicos, geológicos y otros; como factores
con los cuales se pueda medir las afectaciones del medio ambiente, de obras
ingenieras de gran envergadura, la calidad de vida de la población humana,
animal y vegetal, etc.
Donar a todas las entidades de GEOCUBA un material de uso único que
posibilite rapidez, calidad y confiabilidad en la información que se brinda a los
clientes.
Facilitar el control por territorio de la perdurabilidad de la red.
6. CONCLUSIONES
Como primera intención se ha analizado el empleo del NMM como sistema
de referencia vertical por la existencia de grandes cantidades de datos y porque
para el análisis posterior de la exactitud del mismo, se puede hacer mediante la
comparación con la referencia vertical que se establezca,
a partir
de
observaciones GPS, ya que el procesamiento de un geoide preciso se realiza por
el método diferencial de GPS.
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