Martes, 18 de Diciembre de 2018
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Red de Nivelación

Sistema Altura Nacional de Referencia

“Datum vertical
Los años cuarenta marcan el inicio de las actividades geodésicas determinantes en Colombia. En esa época se establecen 35 estaciones de Laplace como base para la realización del sistema de referencia horizontal local, 13 estaciones absolutas (pendulares) de gravedad como punto de partida para el desarrollo de mediciones gravimétricas y 4 mareógrafos para la observación y predicción del nivel del mar con propósitos de navegación y definición de un datum vertical de referencia para la agrimensura en el país. Dichos mareógrafos fueron instalados, por el US Coast and Geodetic Service (USCGS), dos en el mar Caribe (Cartagena [10,1° N, 75,00 W], Riohacha [11,0° N, 72,5° W]) y dos en el Océano Pacífico (Buenaventura [3,8° N, 77,0° W], Tumaco [2,8° N, 77,5° W]) (figura 2.1). El nivel medio del mar calculado a partir de los registros de estos cuatro mareógrafos fue tomado como nivel de referencia para las líneas de nivelación medidas entre 1950 y 1957. Los períodos de observación corresponden con (IGAC 1960) (Buenaventura, Cartagena, Riohacha, Tumaco)
Tiempo después se observó que el nivel registrado en el Océano Pacífico era, aproximadamente, 28 cm más alto que el del Caribe y por tanto, se decidió tomar como superficie de referencia para las alturas niveladas el nivel medio del mar calculado a partir de las observaciones registradas en el mareógrafo de Buenaventura (García y Cuervo 1978).

Al promediar los registros mareográficos se eliminaron, con muy buena aproximación, los cambios temporales periódicos de la superficie del mar (mareas y variaciones metereológicas, oceanográficas y de densidad del agua), pero los no periódicos, los seculares y los generados por la topografía local de la superficie del mar (SSTop: Sea Surface Topography) fueron ignorados. Bosch et al. (2001) muestra que la SSTop, referida al modelo global EGM96 (Earth Geopotential Model 1996, Lemione et al. 1998), alcanza +61cm en Buenaventura, mientras que, con respecto a un modelo geoidal local, ésta es de —42 cm (Sánchez and Drewes 2001), lo que indica que la realización (materialización) de la superficie vertical de referencia a través del nivel medio del mar seleccionado presenta inconsistencias fácilmente en el rango de un metro.

Redes de nivelación
Las redes de nivelación en Colombia han sido establecidas por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC) a lo largo de las carreteras nacionales y siguiendo los estándares técnicos del Servicio Geodésico Inter Americano (IAGS: Interamerican Geodetic Service). Para el efecto, se definieron tres niveles de precisión:

Red de nivelación de primer orden
Contiene los circuitos básicos de nivelación, cuyo diámetro promedio es de —100 km. Éstos han sido medidos con métodos geodésicos de alta precisión (nivelación geométrica o spirit levelling) y sus puntos se han materializado con monumentos de concreto o incrustaciones de bronce en lugares geológicamente estables. La distancia entre puntos consecutivos varía de 1,2 km en áreas montañosas hasta 2,5 km en zonas planas. La diferencia entre las mediciones en el sentido de avance de la nivelación y de regreso, para un mismo circuito, deben tener un error medio menor que ±4mtwis [km].

Líneas de nivelación de segundo orden
Éstas deben densificar los circuitos de primer orden, de modo que se cuente, en las ciudades medianas y pequeñas, con puntos de nivelación que sirvan de apoyo para la agrimensura. Las diferencias entre las mediciones de ida y vuelta deben estar al rededor de ±8mm<s [km]. A esta clase también pertenecen aquellos circuitos que han sido nivelados con métodos de alta precisión (nivelación geométrica), pero en un sólo sentido (sin regreso).

Líneas de nivelación de tercer orden
Éstas densifican las redes de primer y segundo orden para aplicaciones de precisiones menores. Sus errores de cierre no deben ser mayores que ±12mm<s [km].
Actualmente, la totalidad de las líneas de nivelación contiene más de 20 000 puntos a lo largo de 26 000 km. Dado que la precisión de las alturas niveladas satisfizo las especificaciones de la cartografía, el efecto del campo de gravedad terrestre fue omitido; lo que significa que las altura actuales (oficiales) son cantidades puramente geométricas, sin reducciones gravimétricas, que en circuitos de nivelación han sido ajustadas como redes verticales. Dichas alturas fueron procesadas, inicialmente, línea por línea por el IAGS, posteriormente, en 1985, se adelantó un ajuste en bloque de las observaciones existentes hasta esa fecha. Las mediciones subsiguientes han sido ajustadas línea por línea y adicionadas al banco de datos correspondiente. El ajuste de 1985 muestra que las correcciones por kilómetro están entre 3 mm y 15 mm, cantidades explicables, dado que la influencia del campo de gravedad, al ser omitida, se asumió como un error de observación. En este sentido, no es posible transformar directamente las alturas actuales en cantidades físicas; por el contrario, es necesario procesar las diferencias de nivel medidas (originales) en combinación con valores de gravedad.” (Sanchéz, 2003)

Redes de Nivelación y Mareógrafos en Colombia.