¿Qué es el EDM en la topografía? Los 3 principales errores en la medición.

La medición electrónica de distancias (EDM) es un método para determinar la longitud entre dos puntos mediante ondas electromagnéticas. La EDM se realiza habitualmente con instrumentos digitales llamados estaciones totales.

Medición electrónica de distancias (Electronic Distance Measurement)

Los instrumentos EDM son piezas altamente fiables y convenientes de los equipos de topografía y se pueden utilizar para medir distancias de hasta 100 kilómetros. Los dispositivos conocidos como estaciones totales comparten similitudes con los teodolitos y pueden utilizarse para medir distancias y ángulos.

¿Cómo funciona el EDM?

La medición electrónica de distancias (EDM) es una forma de determinar la longitud entre dos puntos observando los cambios de fase que se producen como ondas de energía electrónica, que viajan de un extremo a otro de una línea recta. Pero cuando se producen grandes variaciones en el terreno o cuando hay muchos obstáculos, este método no es tan eficaz. Por ello, este método de medición se evita en terrenos difíciles.

¿Cuáles son los tipos de instrumentos de EDM?

A continuación se presentan los tres tipos de instrumentos que se utilizan para la medición electrónica de distancias, que se basan en los métodos que se utilizan:

• Instrumentos de microondas - También llamados telurómetros, estos instrumentos utilizan microondas. Existen desde la década de 1950.
• Instrumentos de ondas infrarrojas - Utilizan reflectores de prisma que recogen las ondas infrarrojas de amplitud modulada en el extremo de una línea.
• Instrumentos de ondas de luz visible - Utilizan ondas de luz moduladas para medir hasta un rango específico.

¿Cómo mide la distancia una estación total?

Las estaciones totales utilizan el principio de un teodolito y lo combinan con la medición electrónica de distancias. Además, cuentan con un microprocesador y un colector de datos electrónico, que se combina con un sistema de almacenamiento. Al igual que los teodolitos, pueden utilizarse para medir la distancia inclinada de ciertos objetos desde el instrumento, así como los ángulos horizontales y verticales. Una vez recogidos los datos, pueden cargarse en un ordenador o portátil para su posterior procesamiento.

¿Cómo se miden las dimensiones?

La medición tridimensional es similar a la medición en dos dimensiones. Pero en 3-D, los límites de un objeto sólido se denominan superficie y no perímetro. El volumen se refiere al espacio que ocupa, que se mide en centimetros o metros cúbicos. Para medir una dimensión concreta (ya sea la longitud, la anchura o la altura), basta con medir cualquier lado de una superficie concreta. Si necesitas medir dos o tres dimensiones, tendrás que medir la distancia de cada lado que se refiera a esa propiedad específica.

Errores en la medición electrónica de distancias

• 1 Errores personales. Entre los errores personales se encuentran las configuraciones inexactas de los instrumentos y reflectores EDM sobre las estaciones, las mediciones defectuosas de las alturas de los reflectores e instrumentos [necesarias para calcular las longitudes horizontales ] y los errores en la determinación de las presiones y temperaturas atmosféricas. Estos errores son en gran medida aleatorios. Se pueden minimizar poniendo el máximo cuidado y utilizando barómetros y termómetros de buena calidad. Los errores (no equivocaciones) al registrar y leer manualmente las distancias indicadas son comunes y costosos. Pueden eliminarse con unos pocos instrumentos obteniendo las lecturas de los metros y comparándolas. Por supuesto, los recolectores de datos también sortean este problema.
• 2 Errores instrumentales. Si el equipo de EDM está cuidadosamente ajustado y calibrado con precisión, los errores instrumentales deberían ser excesivamente pequeños. Para garantizar su exactitud y fiabilidad, los instrumentos EDM deben ser contrastados con una línea de base de primer orden a intervalos de tiempo regulares. Aunque la mayoría de los instrumentos EDM son bastante estables, a veces se desajustan y crean frecuencias erróneas. Esto da lugar a longitudes de onda defectuosas que dificultan las mediciones espaciales.
  
  La comprobación periódica de estos equipos con una línea de base calibrada permitirá descubrir la existencia de errores de observación. Es especialmente importante realizar estas comprobaciones si se han realizado estudios de alto orden. Los reflectores en forma de cubo de esquina utilizados por los instrumentos EDM son otra fuente de error instrumental. Dado que la luz viaja a menor velocidad en el vidrio que en el aire, el "centro efectivo" de este reflector está realmente detrás del prisma. Por lo tanto, a menudo no coincide con la plomada, una condición que produce un error sistemático en las distancias que se conoce como la constante del reflector.
• 3 Errores naturales. Los errores naturales en las operaciones de EDM proceden principalmente de las variaciones atmosféricas de presión, temperatura y humedad, que afectan al índice de modificación y refracción de la longitud de onda de la energía electromagnética.
  
  Hay que medir los valores de las variables y utilizarlos para corregir las distancias observadas. Como se ha demostrado en la humedad generalmente se puede despreciar cuando se utilizan instrumentos electro-ópticos, pero esta variable era importante cuando se empleaban instrumentos de microondas. Muchos departamentos de física de universidades y escuelas secundarias disponen de estos barómetros. Los instrumentos EDM con estaciones totales tienen microprocesadores a bordo que utilizan las variables atmosféricas, introducidas a través del teclado, para calcular las distancias corregidas después de realizar las observaciones antes de mostrarlas. En el caso de los instrumentos más antiguos, al variar esta frecuencia de transmisión se realizaban las correcciones, o bien podían calcularse manualmente después de la observación. Los fabricantes de equipos proporcionaban gráficos y tablas que ayudaban en este proceso. La magnitud del error en el EDM debido a los errores en la observación de la presión atmosférica y la temperatura se indica según la siguiente figura No-6. Nótese que un error de temperatura de 10°C, o una diferencia de presión de 25 mm (1 pulgada) de mercurio, produce cada uno un error de distancia de aproximadamente 10 ppm. Así, en caso de que se introduzca una presión atmosférica transmitida por radio en un EDM en Denver, Colorado, el error de distancia resultante podría ser de 50 ppm, y una distancia de 200 m podría tener un error de hasta 1 cm.