El sueño dorado de los geodestas clásicos ha consistido en disponer de una red de nivelación de ámbito nacional densa, precisa, de confianza y homogénea, si bien este sueño incluso para los países más ricos lo seguirá siendo. Antes de la era GPS no había otra alternativa a la nivelación precisión, pero ahora la hay. Es posible realizar una aproximación a la altura ortométrica en el que se emplee el mejor modelo de geoide disponible como modelo oficial, establecido por ley a partir del cual se deduzcan las alturas ortométricas, mientras que las alturas elipsoidales se midan con GNSS. Los países en vías de desarrollo se podrían beneficiar.

He leído últimamente una serie de artículos acerca de las Aventuras, Inventos y Mistificaciones del Geoide (tomando el título del libro de Pío Baroja), y he encontrado que existe parte de la comunidad internacional que apoya esta idea como solución para los países de en vías de desarrollo (o no). Os cuento...

La revista del Colegio publicó en el número 135, un artículo del referente Miguel J. Sevilla titulado "IBERGEO_2006: Nuevo Geoide centimétrico de la Península Ibérica". Ya el mismo autor publicó el Ibergeo 95, pero como desde entonces no han parado de aparecer nuevos datos gravimétricos y nuevos modelos de geopotencial y del terreno; ha sido posible determinar un nuevo geoide, más preciso que el anterior, pese a que se siguió la misma metodología (Integral de Stokes). Para que os hagáis una idea en el nuevo cálculo se ha empleado:

* Modelo de geopotencial EIGEN-CG03C completo hasta grado y orden 360
* Casi 210.000 anomalías aire libre de la gravedad validadas
* Un MDE de 200 × 200 metros
* Datos GPS en puntos de nivelación proporcionados por los IGN de España y Portugal.

La comparación con datos GPS de la superficie de referencia de altitudes final da una desviación de 1,3 cm (6 cm en interpolación) y una precisión relativa de 0,62 ppm

Un modelo de geoide es un prerrequisito necesario para derivar alturas ortométricas a partir de medidas con GNSS. Pero ¿es realmente necesario determinar un modelo de geoide verdadero con una precisión centimétrica para obtener alturas ortométricas con un centímetro de precisión? Esta pregunta pienso que es oportuna puesto que tradicionalmente todo el mundo (geo-mundo) ha realizado enormes esfuerzos para lograr modelos de geoide de alta precisión.

Desde mi punto de vista es posible rebatir la necesidad de esto; ya que casi cualquier modelo de geoide satisface las necesidades de precisión para la mayoría de las tareas ingenieriles. No es necesario afanarse por lograr un modelo perfecto. Desde mi punto de vista, el único requerimiento es que el modelo de geoide de una determinada región sea consistentemente aplicado y aprobado oficialmente. Ésto es lo que se podría llamar un Modelo de Ondulaciones del Geoide Oficial (MOGO).

Dicho modelo de geoide constituye una parte importante de la infraestructura geodésica moderna, el cual permite la conversión de alturas elipsoidales a ortométricas. El uso intensivo de los GNSS. El uso intensivo de GNSS para aplicaciones geodésicas e ingenieriles requiere que se desarrolle rápidamente un modelo de geoide, del cual existen dos tipos en la actualidad. En primer lugar existen modelos geopotenciales basados en medidas de la gravedad, la precisión de la cual depende de la densidad de dichas medidas, precisión del Modelo Digital de Elevaciones (MDE), asunciones realizadas sobre el peso medio del suelo, etc. En segundo lugar, los modelos geométricos basados en alturas elipsoidales de puntos de referencia obtenidos por medidas tomadas por GNSS, donde la precisión es función de la densidad de puntos y precisión de las alturas elipsoidales y ortométricas. La integración mejora los modelos de geoide. A la hora de deducir alturas ortométricas a nivel nacional que "vivan en paz" con las alturas de los puntos de referencia de un modelo geopotencial, se han de eliminar algunos sesgos entre los dos sistemas.

Se han realizado esfuerzos interminables para mejorar el modelo de geoide (ni me imagino lo que habrá costado obtener el nuestro, tratad de darle precio a todo lo citado anteriormente) que alcance una precisión de 1 cm en cualquier lugar de un pais, al igual que para alcanzar una red de nivelación de las mismas condiciones. Una red nacional de control de nivelación ha de aportar alturas consistentes e idénticas a todos los puntos dentro de la precisión deseada obtenida por cada "agrimensor". El objetivo es prácticamente imposible empleando redes de nivelación clásicas. También es imposible si tenemos que esperar a que se complete un modelo de geoide preciso en todos los lugares que no dispongan de él.

Para vencer este problema debería ser propuesto declarar el mejor modelo disponible como Modelo Oficial para un cierto tiempo,como sucedió en España con el IBERGEO-95, que se reemplazase periódicamente por un modelo mejorado. Se tendría que mantener la documentación de cada versión y aplicada cuando un cambio de datum así lo requiriese. La combinación del MOGO con un control vertical elipsoidal basado en Estaciones de Referencia Operativas Ininterrumpidamente produce una red nacional práctica de control de alturas ortométricas para la mayoría de las necesidades topo-geodésicas.

La idea no es la panacea para todo el mundo en todo lugar; su uso depende de las necesidades específicas de precisión de altura ortométrica, precisión de la red de control vertical elipsoidal y precisión del mejor modelo disponible. Los proyectos que requiriesen mayor precisión no necesitan un modelo de ámbito nacional, ya que emplean modelos de geoide locales, de mayor precisión. Al menos un punto de referencia de altura ortométrica se podría emplear para determinar el datum del modelo local ortométrico.
Esta aproximación no tiene sentido que sea empleada en lugares donde ya exista una red densa y estable de nivelación de puntos de control consistentes y precisos. Pero los paises en vías de desarrollo son los que más se podrían beneficiar ya que establecer una red clásica, para ellos, suele ser "misión imposible".

La cuestión principal es la precisión del modelo, y siempre se debería emplear el mejor modelo disponible. Un modelo nacional requiere el mejor ajuste con los puntos de referencia, ratificado por mediciones GNSS directas en ciertos lugares de él. Un modelo global se puede emplear cuando no hay disponible nada mejor, pero entonces éste se debería ajustar a tantos puntos de referencia como fuese posible.
Sería posible encontrar diferencias positivas en función de la zona (norte-sur o este-oeste), y dichas diferencias es necesario tenerlas controladas tal y como indican las reglas generales de la geodesia; es decir, conocer la precisión del modelo elegido y emplearlo acordemente.

Un planteamiento como el del MOGO sería un sustituto apropiado de las redes de nivelación nacionales, y los usuarios podrían ganar mucho de ello. Pero como siempre ocurre en estos casos, los usuarios deberían estar al tanto de sus limitaciones y que el modelo se basa en un modelo local de ámbito nacional. La gran ventaja es la consistencia y el "sin error"; la precisión nominal de la altura ortométrica en un punto depende de las medidas GNSS aisladas.

Posiblemente este método pueda serle útil a los países en vías de desarrollo que no pueden permitirse el establecimiento y mantenimiento de una red densa de nivelación "lujosa", y este puede ser incluso el caso en la mayoría de los países desarrollados; es decir, tendríamos una solución para ricos y pobres ;-).

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