FACULTAD DE INGENIERIA, ARQUITECTURA                         Y URBANISMO                Escuela profesional de ingeniería ...
TOPOGRAFÍADefinición.-      Es la ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones depunto...
Proyección Cónica        Denominada también perspectiva. Se obtiene cuando el punto de observación y el objeto se encuentr...
Proyección Ortogonal        También denominada proyección ortográfica. Se obtiene cuando las proyectantes son perpendicula...
Relación de la topografía con otras disciplinas.Escalas     Escala Natural: es cuando el tamaño físico del objeto represen...
Mapa Topográfico        Es la representación en un plano de las características de un terreno: relieve, altura a diferente...
La agrimensura: Se ocupa de la determinación de la superficie de los terrenos por diferentesprocedimientos, gráficos, mecá...
Curvas intercaladas: son las curvas de nivel que aparecen entre las curvas de nivel maestras, se       representan con un ...
Teoría de los ErroresAl hacer varias observaciones de una cantidad (medición de ángulos o medición de distancias), se obti...
El observador puede asignar arbitrariamente el Peso a lasmedidas que haya hecho, según su criterio, basándose en lascondic...
Empleo de la cinta en medidas de distanciasa) Terreno horizontalSe va poniendo la cinta paralela al terreno, al aire, y se...
Rumbo es el ángulo que forma una línea con el eje Norte - Sur, contando de 0º a 90º, a partir del Norte o apartir del Sur,...
Nota:Los ajustes que requiera la brújula convienen que se hagan de preferencia en taller, para evitar que la aguja sedesma...
Los niveles del limbo horizontal se encuentran montados formando ángulos rectos entre ellos, quedando aveces uno sobre el ...
“Agrimensura”La Agrimensura estudia la medición y división de superficies de terrenos.Superficies        Las superficies e...
Después se sigue el contorno con la punta trazadora hasta volver al punto de origen con toda precisión, y setoma la lectur...
La cabeza del tripié a la que se fija el restirador, tiene generalmente unos tornillos de mariposa, quecorresponden respec...
También puede orientarse la plancheta usando el declinador para hacerla coincidir con una línea Norte-Sur, omediante el pr...
LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICOSe entiende por levantamiento Topográfico al conjunto de actividades que se realizan en el campo ...
(c) Por último se procede al levantamiento de los detalles topográficos de cada parcela, determinando puntosterciarios, pa...
Tipos de levantamientosI - Levantamientos planimétricosLos levantamientos planimétricos tienen por objetivo la determinaci...
Si las coordenadas de la primer estación son las mismas que las de la última, entonces la poligonal es cerra da(Fig. 1). E...
Los equipos que se utilizan para el levantamiento de una poligonal dependen de la exactitud que se requiere.Las poligonale...
En cambio si se trata de levantamientos precisos: emax = a.? n . Si en lugar de medir los ángulos internos semiden los áng...
Estación TotalSe conoce con este nombre, al instrumento que integra(Torres y Villate, 2001) en un sólo equipo las funcione...
La Estación Total, equipo (Swanston, 2006) que se ha popularizado desde finales del siglo XX e inicio delXXI, evita las in...
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levantamientos topograficos

  1. 1. FACULTAD DE INGENIERIA, ARQUITECTURA Y URBANISMO Escuela profesional de ingeniería CivilTEMA: Topografía (Levantamiento topográfico).MATERIA: TopografíaALUMNO: Navarro Tello Roger JobDOCENTE: Ing. Ballena Del Rio Pedro.CICLO: IIAULA/SECCION: 202/A Pimentel, 13 de septiembre del 2011
  2. 2. TOPOGRAFÍADefinición.- Es la ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones depuntos sobre la superficie de la tierra, por medio de medidas según los 3 elementos del espacio. Estoselementos pueden ser: dos distancias y una elevación, o una distancia, una dirección y una elevación. Paradistancias y elevaciones se emplean unidades de longitud (en sistema métrico decimal), y para direcciones seemplean unidades de arco (grados sexagesimales). El conjunto de operaciones necesarias para determinar lasposiciones de puntos y posteriormente su representación en un plano es lo que se llama comúnmente"Levantamiento". La mayor parte de los levantamientos, tienen por objeto el cálculo de superficies yvolúmenes, y la representación de las medidas tomadas en el campo mediante perfiles y planos, por lo cualestos trabajos también se consideran dentro de la topografía.Las ciencias en las que se sustenta son la geometría, las matemáticas, la física y la astronomía, de ahí sucarácter de ciencia aplicada. La topografía tiene un campo de aplicación extenso, lo que la hace sumamentenecesaria. Sin su conocimiento no podría el ingeniero o arquitecto realizar sus proyectos. Sin un buen planotopográfico no es posible proyectar debidamente un edificio o trazar un fraccionamiento, ya que en principio latopografía ayuda a determinar los linderos de propiedad con sus divisiones interiores, la localización devialidades y servicios municipales; la configuración del relieve del terreno con sus montes, valles, barrancos,bosques, pantanos, etc. y en general del conocimiento de todas aquellas particularidades del terreno necesariaspara la implantación de un proyecto en el sitio designado.La topografía es la disciplina y técnica de realizar mediciones de ángulos y distancias en extensiones de tierrareducidas, para después procesarlas y obtener así coordenadas de puntos, direcciones, elevaciones, áreas,volúmenes en grafica y/o numérica según los requerimientos del trabajo.Tipos de proyeccionesProyección Acotada Es una proyección ortogonal sobre la que se acotan en cada punto, línea, u objeto representado laaltura (cota) del mismo con respecto a cualquier plano de referencia que sea paralelo al plano de proyección.La proyección acotada es muy práctica cuando es necesario representar gráficamente objetos irregulares; razónpor la cual se usa frecuentemente para el diseño de techos de viviendas; construcción de puentes, represas,acueductos, gasoductos, carreteras, determinación de áreas de parcelas, trazado de linderos, y dibujostopográficos de plantas y perfiles de terrenos, entre otros.
  3. 3. Proyección Cónica Denominada también perspectiva. Se obtiene cuando el punto de observación y el objeto se encuentranrelativamente cercanos. Es el sistema de representación gráfico en donde el haz de rayos proyectantes confluyeen un punto (el ojo del observador), proyectándose la imagen en un plano auxiliar situado entre el objeto arepresentar y el punto de vista.Geométricamente, una fotografía es una perspectiva; razón por la cual la proyección cónica sobrepasa enexcelencia a los demás sistemas de proyección por ser la que más se acerca a la vista real obtenida por elobservador.Proyección Cilíndrica Se obtiene cuando el punto de observación se encuentra a una distancia tan grande del objeto, quepermita considerar que las proyectantes son paralelas al interceptarse con el plano de proyección. Losprincipales tipos de proyección cilíndrica son:
  4. 4. Proyección Ortogonal También denominada proyección ortográfica. Se obtiene cuando las proyectantes son perpendicularesal plano de proyección. La proyección ortogonal es muy utilizada en el diseño de piezas mecánicas ymaquinarias. La proyección ortogonal es el método que se utiliza para representar la forma exacta de unmodelo por medio de dos o más vistas sobre planos que forman ángulos rectos entre sí. La proyección seobtiene por la intersección de las perpendiculares trazadas desde el modelo sobre los planos de proyección.Proyección OblicuaSe obtiene cuando las proyectantes no son perpendiculares al plano de proyección. Preferentemente al dibujaren proyección oblicua se coloca el plano de proyección paralelo a una de las caras principales del objeto; yaque de esta forma dicha cara se proyectará en verdadero tamaño.Objetivos de la topografíaLas actividades fundamentales de la topografía son el levantamiento y el trazo. El levantamiento comprendelas operaciones necesarias para la obtención de datos de campo útiles para poder representar un terreno pormedio de su figura semejante en un plano; el trazo o replanteo es el procedimiento operacional por medio delcual se establecen en el terreno las condiciones establecidas o proyectadas en un plano.La tarea del topógrafo es previa y/o durante un proyecto: un arquitecto ó ingeniero proyectista debe contar conun buen levantamiento plani-altimétrico ó tridimensional previo del terreno y de "hechos existentes"(elementos inmóviles y fijos al suelo) ya sea que la obra se construya en el ámbito rural o urbano. Realizado elproyecto con base en este relevamiento, el topógrafo se encarga del "replanteo" del mismo: ubica los límitesde la obra, los ejes desde los cuales se miden los elementos (columnas, tabiques...); establece los niveles o laaltura de referencia. Luego la obra avanza y en cualquier momento, el ingeniero jefe de obra puede solicitar un"estado de obra" (un relevamiento in situ para verificar si se está construyendo dentro de la precisiónestablecida por los pliegos de condiciones) al topógrafo. La precisión de una obra varía: no es lo mismo unacentral nuclear que la ubicación del eje de un canal de riego, por ejemplo.Toma de datosActualmente el método más utilizado para la toma de datos se basa en el empleo de una estación total, con lacual se pueden medir ángulos horizontales, ángulos verticales y distancias. Conociendo las coordenadas dellugar donde se ha colocado la Estación es posible determinar las coordenadas tridimensionales de todos lospuntos que se midan.Procesando posteriormente las coordenadas de los datos tomados es posible dibujar y representar gráficamentelos detalles del terreno considerados. Con las coordenadas de dos puntos se hace posible además calcular lasdistancias o el desnivel entre los mismos puntos aunque no se hubiese estacionado en ninguno.Se considera en topografía como el proceso inverso al replanteo, pues mediante la toma de datos se dibuja enplanos los detalles del terreno actual. Este método está siendo sustituido por el uso de GPS, aunque siempreestará presente pues no siempre se tiene cobertura en el receptor GPS por diversos factores (ejemplo: dentro deun túnel). El uso del GPS reduce considerablemente el trabajo, pudiéndose conseguir precisiones buenas de 2 a3 cm si se trabaja de forma cinemática y de incluso 2 mm de forma estática los datos de altimetría o zlevantados por la estación no son ni deben tomarse como definitivos. Sino hasta comprobarlos por unanivelación diferencial.
  5. 5. Relación de la topografía con otras disciplinas.Escalas Escala Natural: es cuando el tamaño físico del objeto representado en el plano coincide con la realidad. Existen varios formatos normalizados de planos para procurar que la mayoría de piezas que se mecanizan, estén dibujadas a escala natural, o sea, escala1:1 Escala de Reducción: se utiliza cuando el tamaño físico del plano es menor que la realidad. Esta escala se utiliza mucho para representar piecerío (E.1:2 o E.1:5), planos de viviendas (E. 1:50), o mapas físicos de territorios donde la reducción es mucho mayor y pueden ser escalas del orden de E.1:50.000 o E.1:100.000. Para conocer el valor real de una dimensión hay que multiplicar la medida del plano por el valor del denominador. Escala de Ampliación: cuando hay que hacer el plano de piezas muy pequeñas o de detalles de un plano se utilizan la escala de ampliación en este caso el valor del numerador es más alto que el valor del denominador o sea que se deberá dividir por el numerador para conocer el valor real de la pieza. Ejemplos de escalas de ampliación son: E.2:1 o E.10:1
  6. 6. Mapa Topográfico Es la representación en un plano de las características de un terreno: relieve, altura a diferentes niveles,etc. Por medio de estos datos de campo se determina la topografía del terreno y se destacan sus perfileslongitudinales, plantas y curvas de nivel para los diferentes proyectos.División de la topografía:Para su estudio la topografía se divide en las partes siguientes: Planimetría Altimetría o Nivelación Agrimensura – Agrodesía Taquimetría (Planimetría y altimetría simultáneas)La planimetría: Comprende los procedimientos para tomar en el campo los datos que nos permitanproyectar sobre un plano horizontal la forma del terreno, o sea su contorno o perímetro, así como los detallesnaturales o debidos a la mano del hombre. Casi todos los elementos planimétricos se muestran en color negro, en los mapas impresos en coloresse representan por medio de símbolos cartográficos cuyo tamaño depende de la escala del mapa.La altimetría o nivelación: Determina la altura de los distintos puntos del terreno con respecto a un planode comparación, que generalmente es el nivel medio del mar. Altimetría es la parte de la topografía queestudia y determina las diferencias de nivel y las formas (morfología) del terreno. Su representación gráficaconstituye el relieve o configuración del terreno.
  7. 7. La agrimensura: Se ocupa de la determinación de la superficie de los terrenos por diferentesprocedimientos, gráficos, mecánicos y analíticos. La parte de la agrimensura que estudia el fraccionamiento delos terrenos, se llama Agrodesía (agros – campo; desa – división).La taquimetría: Permite fijar a la vez, en posición y altura los puntos del terreno, pues hace simultáneos loslevantamientos planimétrico y altimétrico.Curvas de Nivel La curva de nivel es una línea imaginaria sobre la superficie del terreno, que pasa por puntos de igual elevación, o altitud (sobre el nivel del mar). Se denominan curvas de nivel a las líneas imaginarias que marcadas sobre el terreno desarrollan una trayectoria que es horizontal. En un plano las curvas de nivel se dibujan para representar intervalos de altura que son equidistantes sobre un plano de referencia. Esta diferencia de altura entre curvas recibe el nombre de “equidistancia”.Características de las Curvas de Nivel Las curvas de nivel poseen una serie de características, que son esenciales para su interpretación:  Son trazos regulares y uniformes.  No se cruzan entre sí.  Deben cerrarse sobre sí mismas, ya sea fuera o dentro del plano.  Las curvas muy irregulares dan cuenta de un terreno accidentado.  En los arroyos y ríos, las curvas de nivel forman una especie de V con el vértice apuntando en la dirección del agua arriba.  En los terrenos planos y en los valles amplios aparecen como líneas rectas paralelas.  Las curvas de nivel cerradas, en pequeños sectores, indican una elevación o una depresión en el terreno.  Cuando las curvas de nivel aparecen con la misma distancia horizontal entre ellas, revela que la pendiente es constante y uniforme. Si están abiertas, significa que las pendientes son suaves, mientras que si aparecen muy próximas, quiere decir que las pendientes son muy fuertes.  La equidistancia de las curvas de nivel tienen un valor absoluto, que se mantiene constante y varían de acuerdo a las escalas de los planos o mapas, tomando en cuenta la precisión que es necesaria para el trabajo.  Las curvas de nivel nunca se dividen o se parten.Tipos de Curvas de Nivel Curvas maestras: las curvas maestras son curvas de nivel que aparecen representadas en los mapas con un trazo de mayor grosor entre otras curvas dibujadas con un trazo más fino. Generalmente, cada cinco curvas de nivel. Estas curvas nos permiten visualizar la información topográfica rápidamente; ya que, al resaltar sobre el resto de las curvas de nivel nos permiten filtrar la información, sobre todo en zonas en las que aparecen pendientes muy altas y las curvas de nivel están muy próximas entre sí.
  8. 8. Curvas intercaladas: son las curvas de nivel que aparecen entre las curvas de nivel maestras, se representan con un trazo de menor grosor. Curva de configuración: cada una de las líneas utilizadas para dar una idea aproximada de las formas del relieve sin indicación numérica de altitud ya que no tienen el soporte de las medidas precisas. Curva de depresión: curva de nivel que mediante líneas discontinuas o pequeñas normales es utilizada para señalar las áreas de depresión topográfica. Curva clinográfica: diagrama de curvas que representa el valor medio de las pendientes en los diferentes puntos de un terreno en función de las alturas correspondientes. Curva de pendiente general: diagrama de curvas que representa la inclinación de un terreno a partir de las distancias entre las curvas de nivel.ErroresLos errores se dividen en dos clases: Sistemáticos AccidentalesSistemático.- En condiciones de trabajo fijas en el campo son constantes y del mismo signo y por tanto sonacumulativos, por ejemplo: en medidas de ángulos, en aparatos mal graduados o arrastre de graduaciones en eltransito, cintas o estadales mal graduadas, error por temperatura.Accidentales.- Se dan indiferentemente en un sentido o en otro y por tanto puede ser que tengan signopositivo o negativo, por ejemplo: en medidas de ángulos, lecturas de graduaciones, visuales descentradas de laseñal, en medidas de distancias, et.. Muchos de estos errores se elimina por que se compensan.El valor mas probable de una cantidad medida varias, es el promedio de las medidas tomadas o mediaaritmética, esto se aplica tanto en ángulos como en distancias y desniveles.Las equivocaciones se evitan con la comprobación, los errores accidentales solo se pueden reducir por mediode un mayor cuidado en las medidas y aumentando el número de medidas.Los errores sistemáticos se pueden corregir aplicando correcciones a las medidas cuando se conoce el error, oaplicando métodos sistemáticos en el trabajo de campo para comprobarlos y contrarrestarlos.
  9. 9. Teoría de los ErroresAl hacer varias observaciones de una cantidad (medición de ángulos o medición de distancias), se obtienen engeneral valores diferentes a causa de los ERRORES ACCIDENTALES.Los errores sistemáticos no intervienen en este análisis.suponiendo que se hagan (n) medidas, se tiene lo siguiente.Valor Obtenido Errores 1a. Medida: a1 e1 = M - a1 2a. Medida: a2 e2 = M - a2 3a. Medida: a3 e3 = M - a3 ------------------------------------------------------------ n. Medida: an en = M - an 1a. Medida: a1 e1 = M - a ------------------------------------------------------------- Valor más probables ( a1 + a2 + a3 + ..........+ an) / n E errores accd. = E total = ± e1 ± e2 ± e3 ± ..........± enPara evitar la ambigüedad de signo se eleva al cuadrado, y como los dobles productos se eliminan, pues conigual probabilidad pueden ser (+) ó (-) y su suma tiende a cero, se pude poner:ET 2 = e12 + e22 + e32 + ............en2Error medio cuadrático, es el que se puede sustituir en todas las (e) dando la misma suma.En lugar de (n) se pone (n-1) para generalizar la fórmula, pues en el caso de una sola observación: M = a1, ye1 = M - a1 = 0, y entonces resulta que Em2 = 0, lo cual no es cierto, pues en este caso el problema esindeterminado.Y así, para una sola observación resulta 0/0 que es el símbolo de la indeterminación.En una serie de medidas, el error residual que no se compensó, es proporcional a la raíz cuadrada del numerode oportunidades de que ocurra el error medio, o sea del número de observaciones.También se considera que la tolerancia o error máximo admisible es, 2ET, pues solo hay 5% de probabilidadesde que ocurra un error doble del medio, según el cálculo de Probabilidades.Todo lo anterior supone que las medidas fueron hechas en igualdad de circunstancias, es decir, que todastienen igual Peso. "Peso" es el grado de confianza que tiene una medida.Puede asignarse arbitrariamente ó Para cada medida: el Peso Puede ser el resultado del número de observaciones. Y también puede ser una combinación de ambascircunstancias.
  10. 10. El observador puede asignar arbitrariamente el Peso a lasmedidas que haya hecho, según su criterio, basándose en lascondiciones y circunstancias bajo las cuales se hicieron esasmedidas ( Aparatos buenos, nuevos, desajustados, usados,malos, etc.; Operadores experimentados, cuidadosos, honrados,responsables, novatos, descuidados, desinteresados, etc.; yCondiciones Climatológicas, desfavorable, viento, calorexcesivo, polvo, frío, neblina, oscuro, lluvioso o satisfactorias odesfavorables). Así simplemente puede estimar, por ejemplo, queuna medida le inspira el doble o el triple de confianza que otra,con lo cual resulta que si a esa otra le asignemos Peso P = 1, laprimera citada tendrá P = 2 ó P = 3. Esta relación de pesos esrelativa, pues lo mismo resultaría si se le dará a la otra P = 2 y a laprimera P = 4 ó P = 6. En el caso de que se hagan varias observaciones para las medidas, los pesos de cada una seránDIRECTAMENTE proporcionales al número de observaciones o medidas (n). Así por ejemplo, si unamedida se tomó una vez y otra cuatro veces, sus pesos respectivos serán 1 y 4.P1 ÷ n1 = P2 ÷ n2 ................. Esto trae como consecuencia que, como los Errores probables son inversamente proporcionales al númerode observaciones, los pesos son también inversamente proporcionales a los Ep de cada medida.Ep1 ÷ Ep2 = P2 ÷ P1 En otras palabras, si el error probable de una medida es pequeño, su peso será mayor al compararlo conotras medidas con errores más grandes.
  11. 11. Empleo de la cinta en medidas de distanciasa) Terreno horizontalSe va poniendo la cinta paralela al terreno, al aire, y se marcan los tramos clavando estacas o "fichas", opintando cruces. Al medir con longímetro es preferible que este no toque el terreno, pues los cambios detemperatura al arrastrarlo, o al contacto simple, influyen sensiblemente en las medidas.Las cintas de acero con una tensión de aproximadamente 4Kg por cada 20m de longitud, dan la medidamarcada, esta tensión se mide con Dinamómetro en medidas de precisión, y las cintas deben compararse con lamedida patrón. Para trabajos ordinarios con cintas de 20 a 30 m, después de haber experimentado la fuerzanecesaria para templar con 4 o 5Kg no es necesario el uso constante del Dinamómetro.b) Terreno inclinado - Pendiente constantec) Terreno irregularSiempre se mide en tramos horizontales para evitar el exceso de datos de inclinaciones de la cinta en cadatramo.SuperficiesLa superficie dentro del Polígono se calcula sumando la de todos.La de un triángulo será:La superficie dentro del Perímetro levantado se obtiene sumando o restando a la del Polígono, la superficiebajo las curvas o puntos fuera del Polígono, la que a su vez se puede calcular: calculando por separado lasuperficie de cada trapecio o triángulo irregular que se forme, o tomando normales a intervalos iguales paraformar trapecios y triángulos de alturas iguales.En ambos casos el perímetro se supone formado por una serie de rectas.Trazo de ángulos con cinta.-a) Calculando los lados de un triángulo rectángulo con las funciones naturales de los ángulos por trazar en (A).b) Empleando toda la longitud de la cinta.Largo de la cinta = KSustituyendo (2) y (3) en (1):c sen A + c cos A + c = Kc (1 + sen A + cos A) = KLa suma de (a + b + c) debe ser igual a la longitud de la cinta (K).Estirando la cinta sostenida en las marcas calculadas, se fija el ángulo (A) que debe trazarseDirecciones de las líneas y ángulos horizontalesLa dirección de una línea se puede definir por el Rumbo o por su Azimut. Ambos pueden ser magnéticos oastronómicos. Los datos astronómicos se consideran invariables, y también se les llama verdaderos.
  12. 12. Rumbo es el ángulo que forma una línea con el eje Norte - Sur, contando de 0º a 90º, a partir del Norte o apartir del Sur, hacia el Este o el Oeste.Tomando la línea AB, su rumbo directo es el que tiene estando parado uno en (A) y viendo hacia (B).El rumbo Inverso es el que tiene en sentido opuesto, o sea el de BA.Azimut Angulo que forma una línea con la dirección Norte - Sur, medido de 0º a 360º a partir del norte, en elsentido del movimiento del reloj.Declinación Magnética.- Es el ángulo formado entre la dirección Norte-Astronómica y la Norte magnética.Cada lugar de la tierra, tiene su declinación que puede ser hacia el Este o hacia el Oeste, según se desvíe lapunta Norte de la aguja magnética.El meridiano de un lugar de la tierra sigue la dirección Norte-Sur astronómica .La declinación magnética en unlugar puede obtenerse determinado la dirección astronómica y la magnética de una línea; también se puedeobtener de tablas de posiciones geográficas, queda la declinación de diversos lugares y poblaciones; omediante planos de curvas Isogónicas.La declinación sufre variaciones que se clasifican en: Seculares, Anuales, Diurnas e Irregulares, las tresprimeras son variaciones que sufren con el tiempo, y por eso es importante cuando se usa la orientaciónmagnética, anotar la fecha y la hora en que se hizo la orientación.Las variaciones irregulares no se pueden determinar, pues se deben a atracciones locales, o tormentasmagnéticas y pueden ser variaciones muy grandes.Aparatos topográficos“Brújula”Definición: Generalmente son aparatos de mano. Pueden apoyarse en tripié, o en un bastón, o en una varacualquiera. Las letras (E) y (W) de la carátula están invertidas debido al movimiento relativo de la agujarespecto a la caja. Las pínulas sirven para dirigir la visual, a la cual se va a medir el Rumbo.Brújula de mano de Reflexión.- Con el espejo se puede ver la aguja y el nivel circular al tiempo que sedirige la visual o con el espejo el punto visado. El nivel de tubo, que se mueve con una manivela exterior, encombinación con la graduación que tiene en el fondo de la caja y con el espejo, sirve para medir ángulosverticales y pendientes.Las brújulas fabricadas para trabajar en el hemisferio Norte, traen un contrapeso en la punta Sur paracontrarrestar la atracción magnética en el sentido vertical. esto ayuda para identificar las puntas Norte y Sur.Para leer el rumbo directo de una línea se dirige el Norte de la caja al otro extremo de la línea, y se lee elrumbo con la punta Norte de la aguja. La Brújula, como los demás aparatos de medición debe reunirdeterminadas condiciones para que dé resultados correctos.Condiciones que debe reunir una brújula.-La línea de los Ceros Norte-Sur debe coincidir con el plano vertical de la visual definida por la Pínulas.Si esto no se cumple, las líneas cuyos rumbos se miden quedarán desorientadas, aunque a veces se desorienta apropósito para eliminar la declinación. La recta que une las 2 puntas de la aguja debe pasar por el eje derotación, es decir, la aguja en sí debe ser una línea recta. Se revisa observando si la diferencia de las lecturasentre las 2 puntas es de 180°, en cualquier posición de la aguja. Se corrige enderezando la aguja.El eje de rotación debe coincidir con el centro geométrico de la graduación.Se revisa observando si la diferencia de lecturas de las 2 puntas es de 180° en alguna posición y en otras no. Eldefecto consiste en que el pivote de giro de la aguja se haya desviado. Se corrige enderezando el pivoteconvenientemente, en el sentido normal a la posición de la aguja que acuse la máxima diferencia a 180°.
  13. 13. Nota:Los ajustes que requiera la brújula convienen que se hagan de preferencia en taller, para evitar que la aguja sedesmagnetice. La aguja debe quedar apretada cuando no se usa, para que no se golpee al transportarla y sedoble el pivote.Usos de la Brújula.-Se emplea para levantamientos secundarios, reconocimientos preliminares, para tomar radiaciones en trabajosde configuraciones, para polígonos apoyados en otros levantamientos más precisos, etc..No debe emplearse la brújula en zonas donde quede sujeta a atracciones locales (poblaciones, líneas detransmisión eléctrica, etc.).Levantamientos de Polígonos con Brújula y Cinta.El mejor procedimiento consiste en medir, en todos y cada uno de los vértices, rumbos directos e inversos delos lados que allí concurran, pues así, por diferencia de rumbos se calcula en cada punto el valor de ángulointerior, correctamente, aunque haya alguna atracción local. Con esto se logra obtener los ángulos interiores depolígono, verdaderos a pesar de que haya atracciones locales, en caso de existir, sólo producen desorientaciónde las líneas. El procedimiento usual es:Se miden Rumbos hacia atrás y hacia delante en cada vértice. (Rumbos Observados).A partir de éstos, se calculan los ángulos interiores, por diferencia de rumbos, en cada vértice.Se escoge un rumbo base (que pueda ser el de un lado cuyos rumbos directos e inverso hayan coincididomejor).A partir del rumbo base, con los ángulos interiores calculados se calculan nuevos rumbos para todos los lados,que serán los rumbos calculados.“Tránsito”El "tránsito", es el aparato universal para la Topografía, debido a la gran variedad de usos que se le dan. Puedeusarse para medir y trazar ángulos horizontales y direcciones, ángulos verticales, y diferencias en elevación;para la prolongación de líneas; y para determinación de distancias. Aunque debido a la variedad de fabricantesde tránsitos éstos difieren algo en cuanto a sus detalles de construcción, en lo que respecta a sus característicasesenciales son sumamente parecidos.Un tránsito para ingenieros, completo, que es el tipo más común, consiste de un disco superior o disco delvernier, al cual está unido un armazón con dos patas en forma de "A" que soportan el anteojo; y de un discoinferior al cual está fijo un círculo graduado o limbo horizontal. Los discos superior e inferior están sujetos aejes interior y exterior, respectivamente, concéntricos, y los dos coincidiendo con el centro geométrico delcírculo graduado. El carrete o eje exterior se encuentra asentado en un hueco cónico de la cabeza denivelación. La cabeza de nivelación tiene abajo una articulación de rodilla que fija el aparato al plato de base,pero permitiendo la rotación, quedando la misma articulación como centro.Cuando se gira el disco inferior, su carrete, exterior, gira dentro de su propio soporte en la cabeza denivelación, y a éste movimiento se le llama MOVIMIENTO GENERAL. Este carrete exterior del discoinferior puede fijarse en cualquier posición apretando el tornillo de sujeción inferior o tornillo del movimientogeneral. De un modo similar, el eje inferior que queda dentro del carrete exterior, puede fijarse a éste pormedio del tornillo sujetador superior. El movimiento de un disco con respecto al otro (disco del vernier y discoo limbo de la graduación) es lo que se llama MOVIMIENTO PARTICUALAR, y el tornillo superiormencionado es el tornillo del movimiento particular. A cada disco pueden dársele movimientos pequeños ylentos, accionando los tornillos del movimiento tangencial o de aproximación, pero éstos tornillos solotrabajan cuando está apretado el tornillo que fija el movimiento. El eje geométrico alrededor del cuál giranambos ejes se denomina eje vertical del aparato o eje azimutal.
  14. 14. Los niveles del limbo horizontal se encuentran montados formando ángulos rectos entre ellos, quedando aveces uno sobre el disco y otro en uno de los soportes del telescopio. Tienen por objeto nivelar el aparato, detal modo que en el plano en el que se encuentra el círculo horizontal queda realmente horizontal cuando sehagan lecturas.Los tornillos niveladores presionan la cabeza de nivelación contra el plato de base. cuando se giran estostornillos el aparato se mueve sobre la articulación de rodilla, cuando todos los tornillos de nivelación seencuentran flojos no habrá presión contra el plato de base y el tránsito puede moverse lateralmente conrespecto al plato.Del extremo del eje, y justamente en el centro de curvatura de la articulación, se encuentra suspendida unacadena con un gancho para colgar la plomada. El aparato se monta en un tripié atornillado el plato de base alcabezal del tripié.“El Anteojo”El anteojo o telescopio puede girar totalmente en su eje hasta quedar invertido. Esta cualidad es la que locaracteriza y le da del nombre de " Tránsito" por su semejanza con los telescopios astronómicos que puedengirar así para observar en tránsito de las estrellas por el meridiano del lugar. Los Teodolitos antiguos no teníanesta característica. En la actualidad también se les llama Teodolitos a aparatos semejantes pero de mayorprecisión para trabajos especiales.En el interior del tubo del anteojo está el sistema óptico que le da el poder amplificador. El poder amplificador,según los diversos aparatos, varía entre 18 y 30 diámetros generalmente. Como parte muy importante delanteojo está la RETICULA de hilos, que sirve para precisar la visual que se dirige. Puede estar hecha con hilospegados a un anillo metálico citado. Este anillo es de diámetro ligeramente menor que el del tubo para permitirque se mueva dentro de él, y se fija al tubo mediante 4 tornillos generalmente; esto permite el poder acomodarla retícula en su posición correcta.La retícula de los tránsitos consta de un hilo vertical, y el horizontal de en medio son los hilos principales. Lalínea imaginaria definida por el punto donde se cruzan los hilos principales y el centro del ocular, es la visualprincipal con que se trabaja y se le denomina LINEA DE COLIMACIÓN. Los otros dos hilos horizontalessirven para la determinación indirecta de distancias, lo cual se verá más adelante; se les llama "hilos deestadía".Lo primero que debe hacerse al emplear el anteojo es enfocar con toda claridad los hilos de la retícula,moviendo el ocular, para acercarlo o alejarlo, ajustándolo a la agudeza visual del operador. Después ya sepueden enfocar los objetos que se visen a las diversas distancias, mediante el tornillo de enfoquecorrespondiente, que queda encima o a un lado del anteojo.Con algunos anteojos la imagen se ve invertida, y otros tienen un juego inversor de lentes para enderezarla.Algunos fabricantes prefieren no emplear el juego inversor para mayor claridad, en aparatos de precisiónmayor.El anteojo puede utilizarse en POSCIÓN DIRECTA, que es cuando queda apuntado viendo en la dirección dela marca del Norte de la caja de la Brújula; en esta posición, el nivel del anteojo queda abajo, en la mayoría delos aparatos, y también puede usarse en POSICIÓN INVERSA, que es la contraria. El giro que se le da alanteojo para pasar de una posición a otra es lo que se llama VUELTA DE CAMPANA.La lectura de ángulos horizontales y verticales, sobre los círculos graduados, se hace con vernier paraaumentar la aproximación que tienen las graduaciones. Para los ángulos horizontales, los aparatos en sumayoría tienen dos vernieres, colocados a 180° uno del otro. En medidas requieren buena precisión debenaplicarse ciertos sistemas de medición de ángulos para prevenir posibles errores de construcción de losaparatos, desajustes, defectos en las graduaciones y excentricidades de los vernieres o de los ejes.
  15. 15. “Agrimensura”La Agrimensura estudia la medición y división de superficies de terrenos.Superficies Las superficies encerradas dentro de los polígonos pueden calcularse: Por Triangulación del polígono Por coordenadas Mecánicamente (con planímetro)El procedimiento de triangular el polígono sólo se emplea para trabajos de dimensiones reducidas y donde sepueden medir las diagonales y formas los triángulos, como en los levantamientos con cinta exclusivamente.Por Coordenadas.- Este es el método más empleado. La fórmula general se obtiene formando con cada lado,cuyas bases son las (x) de los vértices y sus alturas las diferencias de (y) en cada uno; así se obtendrá lafórmula aunque podría igualmente hacerse con las (y) como bases y la diferencia de (x) como la altura.El sistema llamado DOBLES DISTANCIAS MERIDIANAS, (DDM) es en esencia lo mismo que el decoordenadas.Tomando el eje (y) como meridiano, la (x) de cada vértice será su distancia al meridiano, y la superficie de untrapecio formado por un lado será:sup. = 1/2 (dist. de un extremo + dist. del otro extremo) Proy. y del lado.El término entre paréntesis es la DDM del alto.Este sistema es adecuado para emplearlo con máquina calculadora, pues al ir calculando en orden las DDM, nohay que borrar en la máquina, pues la DDM del alado anterior sirve para calcular la siguiente, ya que la DDMde un lado = (DDM del lado anterior) - (x del vértice anterior) + (x del vértice siguiente).Finalmente, tabulando las DDM, la suma de sus productos por la proyección en Y de cada lado nos da el doblede la superficie del polígono. El signo de los productos, que se separan en dos columnas, lo da el signo de laproyección en Y.Mecánicamente.- También se pueden determinar superficies mecánicamente, con planímetro. Esteprocedimiento es útil, especialmente cuando la superficie que se necesita determinar está limitada por unperímetro irregular, con curvas y rectas, y a veces sin forma muy precisa.Hay dos clases de planímetros: Polar y Rodante. El Polar es el que más se emplea por ser sencilla suoperación, y a él se hará referencia únicamente.El planímetro Polar, como se ve en la figura, se apoya en tras puntos: el polo fijo (P) la rueda integrante (R), yla punta trazadora (T). El brazo polar se engancha al armazón del planímetro. El brazo trazador (A) tienemarcada una graduación para ajustar su longitud, marcándola con el índice (J) según la escala del dibujo quese tenga. Este brazo (A) se fija en la posición deseada con el tornillo (B) y el tornillo de aproximación (C).El tambor graduado (D) de la rueda (R) tiene 100 divisiones, y se lee en ellas mediante un vernier (E). El disco(F) está acoplado al tambor para registrar vueltas de éste; el disco da vuelta por diez del tambor. Sobre el discose lee con un índice, después el tambor marca centésimos de vuelta de la rueda, y con el vernier se obtienenmilésimos.Para determinar una superficie, se coloca la punta del polo en el lugar que convenga y el peso (W) la mantieneen su posición. La punta trazadora se coloca en un punto determinado del perímetro, y en esa posición se haceque el tambor marque cero, o mejor se toma la lectura que este marcando, la cual es la lectura inicial.
  16. 16. Después se sigue el contorno con la punta trazadora hasta volver al punto de origen con toda precisión, y setoma la lectura fina. El movimiento de la punta trazadora al seguir el perímetro deberá ser siempre en elsentido del reloj. Si el polo queda fuera de la figura, la lectura final será mayor que la inicial, y la diferencia delectura es proporcional a la superficie descrita. El factor de proporcionalidad a la superficie descrita. El factorde proporcionalidad, que es la constante del aparato, el producto de la longitud del brazo trazador por lacircunferencia de la rueda integrante.Al mover el perímetro para obtener una superficie, la rueda a veces gira y a veces sólo se desliza en ciertasposiciones. Hay una cierta distancia fija, del polo a la punta trazadora, a la que, si se describe unacircunferencia, el tambor no gira, o sea que no registra ésta superficie. Por esta razón, si el polo del aparato secoloca dentro de la figura cuya superficie se va a determinar, la diferencia de lecturas que se obtienecorresponderá únicamente a la superficie que quede del círculo de "área cero", y a veces resultan lecturaspositivas y a veces negativas.Debido a lo anterior, lo más conveniente es colocar el polo fuera de la figura, y si ésta es grande, se puededividir en varias fracciones y determinar sus superficies por separado.Para cada perímetro debe determinarse la constante por la que hay que multiplicar la diferencia de lecturaspara obtener la superficie. La mejor forma de hacerlo, es dibujar una figura regular de su perímetro. Laoperación se puede repetir varias veces para promediar los valores de la constante, se puede hacer por tanteos,modificando la longitud del brazo trazador.La precisión en la determinación de superficies con planímetro depende en gran parte de la habilidad deloperador para seguir el contorno con la punta trazadora. Si la figura es grande el error relativo en la superficieserá pequeño, y viceversa. Ordinariamente, en pequeñas figuras, el error que puede tenerse en la superficie esdel orden del 1%, y en figuras muy grandes el error puede ser quizás 0.1% á 0.2%.Precisión de los cálculos en que intervienen Funciones Trigonométricas Las distancias, alturas u otros valores calculados trigonométrica mente, resultarán con cierta precisióndependiendo de la aproximación de los ángulos y de la función trigonométrica empleada. La presesión que danlas funciones es variable según el valor del ángulo.La tabla siguiente ilustra las precisiones que se obtienen al calcular con determinadas funciones y según laaproximación de los ángulos. De la tabla se puede deducir, por ejemplo, que si se debe utilizar el SENO de un ángulo de 45°aproximadamente, y se requiere el resultado con una precisión de 1/10.000, el valor de ángulo debe tener unaaproximación del ángulo de ± 20", si se utiliza la TANGENTE la aproximación del ángulo deberá ser ± 10"para obtener la máxima precisión en el cálculo. Es por eso que esto resulta muy poca precisión en los cálculos cuando se emplean senos, tangentes ocotangentes de ángulos pequeños, y lo mismo cuando se utilizan cosenos, tangentes o cotangentes de ánguloscercanos a 90°. Para estos casos la aproximación de los ángulos deberá ser mucho mejor que para los casosusuales.“Plancheta”Es un aparato muy efectivo para levantamientos topográficos que requieren configuración y detalles delterreno. Consiste en un tripié en el cual se monta un restirador de dibujo que puede ser nivelado y girado paraorientarlo convenientemente. Sobre el restirador se fija el papel, el cual se dibuja el levantamientodirectamente en el terreno. Las visuales se toman mediante la ALIDADA que se coloca sobre la mesa dedibujo. Consiste la alidada de un anteojo similar a de una Tránsito, con su eje de alturas descansando en unsoporte tipo (Y), cuyo postes apoya a su vez rígidamente en una regla.En algunas alidadas el tubo del anteojo puede girar dentro de una abrazadera, en otras el anteojo estárígidamente unido al eje de alturas. Siendo la línea de colimación del anteojo paralela a la arista de la regla, lasvisuales se dibujan inmediatamente con la regla.
  17. 17. La cabeza del tripié a la que se fija el restirador, tiene generalmente unos tornillos de mariposa, quecorresponden respectivamente al movimiento de rodilla para nivelar y al movimiento horizontal. En otrosaparatos el montaje y los movimientos son semejantes a los de un tránsito. Para nivelar el restirador se empleaun nivel circular que está fijo en la regla de la alidada. También generalmente la alidada tiene una agujamagnética dentro de una caja, lo que constituye el "declinador" para auxiliar en la orientación; este dispositivosolo sirve para marcar la dirección Norte - Sur magnética.Como el anteojo no tiene nivel como el Tránsito, para revisar y ajustar el aparato, se emplea como accesorioseparado un nivel que se le puede montar, llamado "nivel montante".Las alidadas vienen dotadas de un nivel de control para el vernier del círculo vertical. Este nivel viene unido alvernier mediante un brazo, y pueden moverse ambos conjuntamente con un tornillo de movimiento tangencial,independientemente del movimiento del anteojo. Es de gran utilidad este nivel de control, porque aunque elrestirador se nivele, fácilmente se desnivela al estar trabajando y la inclinación que sufra se compensamoviendo el vernier para modificar la lectura del ángulo vertical; este movimiento del vernier se hace con eltornillo tangencial hasta sentar la burbuja del nivel de control. Así, para cada visual, antes de leer el ángulodebe centrarse la burbuja del nivel de control.Para facilitar el trabajo en el campo, donde se debe dibujar inmediatamente, casi todas las planchetas vienendotadas de algún dispositivo para reducir de inmediato las lecturas de estadía, a distancia horizontales ydesniveles en función del ángulo vertical. Un dispositivo común en aparatos norteamericanos es el círculoBEAMAN, que consiste en unas escalas especiales, una para distancias horizontales y otra para desniveles,grabadas en el mismo círculo vertical del aparato, y en las cuales se lee mediante unos índices fijos. estasescalas, "HOR" y "VERT", marcan PORCENTAJE DE LA DISTANCIA INCLINADA (C x A), para obtener(D) y (H) respectivamente.Comúnmente en las alidadas, cuando el anteojo está nivelado se lee 50 en la escala para desniveles ("VERT")y entonces, para obtener el porcentaje que debe usarse hay que restarle 50 a la lectura. El objeto de esto, es quepara ángulos de depresión en los cuáles se tienen lecturas menores de 50, al restarles esta cantidad, elporcentaje resulte con el signo negativo, correspondiendo a un desnivel negativo hacia el punto visado. Cosasemejante sucede con el vernier para leer ángulos verticales, el cual marca 30 estando el anteojo nivelado, osea que para obtener el ángulo vertical deben restarse 30 grados a la lectura, y así los ángulos de depresiónresultan negativos automáticamente.Cabe recordar que las lecturas en la graduación del círculo Beaman, al igual que las de ángulos verticales,deben hacerse después de centrar la burbuja del nivel de control. Las constantes de estadía de las alidadas sedeterminan en igual forma que en los tránsitos.Otro aditamento, que no siempre tienen las planchetas por su poca aplicación, es la plomada con falsaescuadra. Sirve para hacer coincidir exactamente el punto-estación con el punto del dibujo correspondiente.Esto es en general un refinamiento innecesario, pues a las escalas a que se trabaja y con la aproximación queda la estadía para las distancias, es despreciable el error por no estar centrado.Para centrar la plancheta, primero se orienta aproximadamente el restirador a la posición que finalmentetendrá, y luego se mueve con todo y tripié, paralelamente a esa posición, hasta quedar aproximadamente elpunto del dibujo sobre el punto en el terreno, y si se quiere comprobar se deja caer una piedrita desde un lugarque quede debajo del punto del dibujo, la cual deberá dar el punto del terreno.Orientar la plancheta.- Es hacer que las líneas del dibujo queden paralelas o coincidiendo con suscorrespondientes del terreno.Plancheta Centrada y Orientada.- Casi siempre el trabajo de plancheta se apoyo sobre un sistema de controlpreviamente establecido, el cual se lleva ya dibujado en el papel y es el que sirve para orientar. Centrada laplancheta en un punto de una línea, se hace coincidir la regla con esa línea en el dibujo, y luego se gira elrestirador hasta ver con el anteojo otro punto de la línea en el terreno, y al lograrlo quedará orientada.
  18. 18. También puede orientarse la plancheta usando el declinador para hacerla coincidir con una línea Norte-Sur, omediante el procedimiento de tres vértices que se estudiará más adelante.Aplicación de la Plancheta.-Se usa preferentemente para obtención de curvas de nivel, pues es donde es máseficiente. Cuando en un trabajo, la mayoría de puntos por situar son detalles especiales importantes, con pocotrabajo de configuración, se prefiere hacerlo con Tránsito.Los polígonos, cuadrículas o triangulaciones en que se apoya el trabajo de plancheta se levantan por separadocon tránsito.Se utiliza mucho para configurar apoyándose en una cuadrícula trazada en el terreno, pues quedan definidaslas zonas por cubrir con cada hoja de dibujo, y se van "rellenando" los cuadros con hojas de configuración, quedespués se hacen coincidir para formar un "mosaico" al unirlas.Aunque con cualquier papel puede trabajarse, se prefiere usar papeles gruesos, de color, tipo Duplex, o papelespecial que resiste el sol y no se deforma con cambios de temperatura.Las deformaciones por temperatura son muy importantes cuando se fijan puntos y se dibuja, en el campo, sondiferentes a las condiciones en que después se usarán las hojas para los estudios y proyectos. Actualmente seestán empleando películas de poliéster, principalmente el llamado Mylar, en sustitución de las hojas especialesde papel para la plancheta. Este material tiene deformaciones mínimas y gran graduación.Ventajas de la Plancheta.- El dibujo se hace a la vista del terreno, resultando una reproducción más fiel y completa que con tránsito. No se miden ángulos horizontales ni se lleva registro, ahorrándose tiempo y evitando fuentes de errores. Cualquier error o equivocación se descubre en el campo y puede corregirse de inmediato. Se requieren menos puntos para configurar que con tránsito.Desventajas.- Es un aparato más pesado y molesto para transportar. Requiere más trabajo de campo que con tránsito. El observador debe ser más diestro para este trabajo. La aproximación del trabajo es menor que con tránsito.
  19. 19. LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICOSe entiende por levantamiento Topográfico al conjunto de actividades que se realizan en el campo con elobjeto de capturar la información necesaria que permita determinar las coordenadas rectangulares de lospuntos del terreno, ya sea directamente o mediante un proceso de cálculo, con las cuales se obtiene larepresentación gráfica del terreno levantado, el área y volúmenes de tierra cuando así se requiera; (Torres yVillate, 2001,p.17) lo resumen como “el proceso de medir, calcular y dibujar para determinar la posiciónrelativa de los puntos que conforman una extensión de tierra”. En los últimos años, la aparición de loslevantamientos por satélite que pueden ser operados de día o de noche (Wolf y Brinker, 1997) incluso conlluvia y que no requiere de líneas de visual libres entre estaciones, ha representado un gran avance respecto alos procedimientos de levantamientos convencionales, que se basan en la medición de ángulos y distanciaspara la determinación de posiciones de puntos.La aparición de nuevas tecnologías persigue prioritariamente (Swanston, 2006) mejorar la captura y registrode datos como es el caso de las libretas electrónicas que permite transformar esos datos en información enformatos digitales y gráficos. Aún cuando las nuevas tecnologías han impactado en el cómo se capturan y seprocesan los datos, el conjunto de las actividades que contempla el levantamiento topográfico puedediscriminarse en las mismas etapas que la topografía clásica tradicionalmente ha considerado, entre las que sepuede mencionar la selección de equipos, planificación, señalización y captura de datosPreparación de un levantamiento topográfico1.- Cuando se prepara un levantamiento topográfico, la regla fundamental es proceder de lo general a loparticular. Se debe tener presente el trabajo en su conjunto cuando se dan los primeros pasos. Los diferentestipos de levantamientos topográficos requieren precisiones diversas, pero es importante determinar con la mayorprecisión posible los primeros puntos de cada levantamiento. Los trabajos sucesivos se ajustan en relación adichos primeros puntos.Ejemplo:Tiene que preparar el levantamiento planimétricodel emplazamiento de una granja acuícola.(a) Primero se procede al levantamiento delperímetro ABCDEA. Además de los ángulos y loslímites, se marcan algunos puntos y las líneasprincipales, tales como AJ y EO. Tales líneas vande un lado a otro y se cruzan determinando ángulosrectos, lo que facilita los cálculos. Este primerlevantamiento determina los puntos topográficosprimarios, que es importante que queden señaladoscon gran precisión.(b) A continuación se determinan las líneas secundarias como FP y TN, que se trazan entre las primariasdividiendo el área en parcelas. Este paso determina puntos topográficos secundarios, que se pueden señalar conmenos precisión.
  20. 20. (c) Por último se procede al levantamiento de los detalles topográficos de cada parcela, determinando puntosterciarios, para los cuales tampoco se requiere gran precisión2.- La preparación de un levantamientotopográfico también depende de cuál es el objetivo.Es aconsejable adoptar un plan de trabajo similar aldescrito para el levantamiento de suelosEn primer lugar se procede a un estudio dereconocimiento preliminar. Se pueden usarmétodos rápidos sin preocuparse mucho por lograruna gran precisión. A partir de los resultados del primer levantamiento, se prepara y se llevan a cabo levantamientos más detallados y precisos como aquellos que tienen como objetivo la localización de la granja y , como paso final, el levantamiento de las instalaciones y construcciones.3.- La preparación de un levantamiento topográfico depende del objeto Eje de un diquemismo que se debe estudiar, por ejemplo: una línea recta definida por al menos dos puntos, tal como el eje de un canal de alimentación, los diques de un estanque y los diques de un embalse; una serie de líneas definidas unas en relación a las otras por ángulos horizontales y distancias horizontales, tales como los ejes de los diques de estanques en una granja acuícola; un terreno tal como el sitio elegido para la construcción de una granja acuícola.
  21. 21. Tipos de levantamientosI - Levantamientos planimétricosLos levantamientos planimétricos tienen por objetivo la determinación de las coordenadas planas de puntosen el espacio, para representarlos en una superficie plana: plano o mapa.Cada punto en el plano queda definido por sus coordenadas. Estas pueden ser polares (rumbo y distancia) ocartesianas: distancias perpendiculares a ejes cartesianos: X e Y o N y E.Los instrumentos topográficos permiten medir ángulos y distancias con las que se determinan las coordenadasde los puntos del espacio que se desea representar en el plano. Los métodos de levantamiento comprendentodas las tareas que se realizan para obtener las medidas de ángulos y distancias, calcular las coordenadas yrepresentar a escala los puntos en el plano, con la precisión adecuada.Los métodos para el levantamiento planimétrico son los siguientes: triangulación, Poligonación o itinerario,radiación e intersección. Los métodos de intersección son los siguientes: directa, lateral, inversa (Pothenot oresección) y Hansen.II - Levantamientos altimétricos.La altimetría o nivelación tiene por objetivo la determinación de la diferencia de alturas entre distintos puntosdel espacio, a partir de una superficie de referencia. A la altura de un punto determinado se denomina cota delpunto. Si la altura está definida con respecto al nivel del mar se dice que la cota es absoluta, mientras que si setrata de cualquier otra superficie de referencia se dice que la cota es relativa. A la diferencia de altura entre dospuntos se denomina diferencia de nivel. Con la altimetría se determina la tercera coordenada (h), perpendicularal plano de referencia.Los instrumentos topográficos permiten medir ángulos verticales entre dos puntos (punto estación y puntovisado): distancias cenitales, nadirales o ángulos de altura. Conociendo los ángulos verticales y la distanciaentre los dos puntos se pueden obtener las diferencias de nivel entre estos y sus cotas. El conjunto deoperaciones para determinar las cotas de puntos de referencia en el espacio, con la precisión adecuada,constituyen el método de levantamiento altimétrico.Los métodos de levantamiento altimétrico son los siguientes: trigonométrico, eclimétrico, taquimétrico ygeométrico. El instrumento específico para determinar desniveles es el nivel. Con el nivel se aplica el métodogeométrico o de alturas.III - Levantamientos planialtimétricos.Los levantamientos planialtimétricos tienen por objetivo determinar las tres coordenadas de puntos en elespacio, en forma simultanea. Integra los métodos planimétricos y altimétricos. El resultado final es un planoacotado o plano topográfico. Las alturas se representan mediante las curvas de nivel. El método delevantamiento planialtimétrico expeditivo se denomina taquimetría. Constituyen el conjunto de operacionesque permiten obtener las coordenadas de puntos característicos del terreno para la representación del relieve aescala y con la precisión adecuada.Poligonación.El método de Poligonación consiste en el levantamiento deuna poligonal. Una poligonal es una línea quebrada,constituida por vértices (estacione s de la poligonal) y ladosque unen dichos vértices. Los vértices adyacentes deben serintervisibles. El levantamiento de la poligonal comprende lamedición de los ángulos que forman las direcciones de loslados adyacentes (o los rumbos de estos lados) y las distanciasentre los vértices. Fig. 1. Poligonal cerrada.A1: Vértices; a1: Ángulos internos; A1A2: Lados; RA1A2: Rumbo
  22. 22. Si las coordenadas de la primer estación son las mismas que las de la última, entonces la poligonal es cerra da(Fig. 1). En cambio, si la primera estación no es la misma que la última, la poligonal es abierta (Fig. 2).Una poligonal cerrada tiene controles angulares y lineales y por lo tanto los errores de las mediciones puedencorregirse o compensarse. Lo mismo sucede en una poligonal abierta cuando la primera y la última estacióntienen coordenadas conocidas o están vinculadas a puntos de coordenadas conocidas (Fig. 3).En cambio si las coordenadas del primer y último vértice son desconocidas, la poligonal no se puede controlarni compensar. Si se conocen las coordenadas solamente del primer vértice de una poligonal abierta, se dice quela poligonal está vinculada, pero no ofrece controles.También se denominan poligonal de circuito cerrado, cuando la poligonal es cerrada y forma un polígono,mientras que a las poligonales abiertas con los extremos conocidos se las llama poligonal de línea cerrada. Fig. 2. Poligonal abierta. A1: Vértices; a1: Ángulos; A1A2: Lados; RA1A2: RumboCada tipo de poligonal tiene sus aplicaciones, aunque siempre es recomendable construir una poligonalcerrada. Una poligonal abierta puede realizarse cuando el levantamiento es expeditivo, por ejemplo ellevantamiento de una secuencia sedimentaria.Conociendo las coordenadas cartesianas del primer vértice y el rumbo del primer lado, se pueden obtener lascoordenadas de todos los puntos sucesivos. Si no se conocen las coordenadas del primer punto ni el rumbo delprimer lado, pueden asignarse coordenadas y rumbo arbitrario. De esta manera se puede representar laposición relativa de las estaciones. Fig. 3. Poligonal abierta vinculada en sus extremos. A y B: Puntos de coordenadas conocidas; RA y RB: Rumbos conocidos.
  23. 23. Los equipos que se utilizan para el levantamiento de una poligonal dependen de la exactitud que se requiere.Las poligonales de primer orden tienen lados de hasta 50 Km. Los ángulos en estos casos se miden conteodolitos geodésicos de precisión. Los lados se pueden medir con instrumentos MED (Medición Electrónicade Distancias). Para sitios más pequeños y levantamientos más expeditivos pueden aplicarse métodosestadimétricos (lados no mayores que 200 m).Operaciones para el levantamiento de una poligonal1 - Brigadas.Las brigadas están compuestas por un oper ador y uno o dos ayudantes. El operador lee y anota los ángulosmientras que los ayudantes colocan las señales en las estaciones adyacentes.2 - Selección de las estaciones.Las estaciones de la poligonal se seleccionan de acuerdo a los objetivos del tr abajo. Los vértices de lapoligonal servirán de estaciones de apoyo en el relleno. De acuerdo a los puntos que se desean relevar, seelegirán los vértices de la poligonal.Las estaciones adyacentes de la poligonal deben ser visibles entre sí. La distancia que separa las estacionesestará de acuerdo con el método y el instrumento que se utilice para medir la distancia. Las estaciones debenubicarse en lugares que no estén expuestos a inundación, erosión, desplazamientos, o cualquier otro accidenteque des truya la marca del punto.A menudo se realizan mediciones de ángulos y distancias a puntos cercanos permanentes, para replantear laposición de la estación en el caso de que se destruya. A esta operación se le denomina balizamiento. A la vezque se seleccionan los puntos estación se realiza un croquis que servirá para la planificación de las tareasposteriores. La marcación consiste en establecer marcas permanentes o semi-permanentes en las estaciones,mediante estacas de madera o hierro. Mediante la señalización se colocan jalones o banderolas en lasestaciones para que sean visibles desde las estaciones adyacentes.3 - Medición de los ladosLos lados de una poligonal se miden con instrumentos MED o con cintas de acero. Para trabajos expeditivoslas di stancias pueden obtenerse con taquímetro y mira vertical, con hilo o a pasos. Se miden al menos dosveces cada lado, con el objeto de tener un control y se obtiene la media de las dos lecturas.4 - Medición de los ángulosPara medir los ángulos de una poligonal se procede a estacionar en cada uno de los vértices, siguiendo unsentido de giro predeterminado: en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario. Se puede medirel rumbo o acimut del primer lado para que la poligonal quede orientada. Se procederá a medir los ángulosinternos o externos. Los ángulos se miden aplicando la regla de Bessel (serie completa), bisectando siempre laseñal lo más cerca posible de la superficie del terreno.5 - Ajuste y cálculo de la poligonala . Error de cierre angular.Cuando se miden los ángulos internos de una poligonal cerrada es posible efectuar un control de cierreangular, dado que la suma de los ángulos interiores de un polígono es igual a 180° x (n – 2). El error de cierreangular es igual a la diferencia de 180 (n – 2) menos la sumatoria de los ángulos interiores. e = 180° ( n – 2) – SaintEl error de cierre angular debe ser menor o igual que la tolerancia. Por tolerancia se entiende el mayor errorpermitido (emax). La tolerancia depende de los instrumentos que se utilizan y los métodos de levantamientoque se aplican. Si se trata de levantamientos poco precisos: emax = a.n; en donde a es la aproximación delinstrumento de medida y n la cantidad de medidas.
  24. 24. En cambio si se trata de levantamientos precisos: emax = a.? n . Si en lugar de medir los ángulos internos semiden los ángulos externos, la suma debe ser igual a 180° x (n + 2).Este control se realiza en el campo, de tal manera que si el error es mayor que la tolerancia (error grosero)puede realizarse la medición nuevamente, hasta obtener un error de cierre menor que la tolerancia.Una vez obtenido el error de cierre angular menor o igual que la tolerancia se procede a compensar losángulos. Una forma de compensar los ángulos es por partes iguales. P ara obtener la corrección angular c, sedivide el error por el número de vértices: C = e/nObtenida la corrección, se suma o se resta de acuerdo al signo del error, a cada uno de los ángulos: ?’??+cb. Representación gráfica.Luego de compensar los ángulos y promediar las medidas de las distancia de los lados se puede representar l apoligonal. Establecida la escala de trabajo, se representa la primera estación y el primer lado, en formaarbitraria o marcando su acimut. Se utiliza un círculo graduado y un escalímetro. Se representa estación porestación hasta llegar al último vértice que debería coincidir con el primero (si la poligonal es cerrada). Comoen las mediciones siempre hay errores, esta coincidencia no se produce. Se llega a un punto A’ cercano a A. Elsegmento AA’ es el error de cierre de la poligonal. Si este segmento es menor que la tolerancia se procede acompensar la poligonal.Si hay errores groseros en la medición se procede a remedir algunos lados o ángulos. Existen algunos métodospara detectar los errores groseros. En primer lugar se deben controlar los lados que sean paralelos al error decierre (AA’). Para detectar errores groseros angulares, se revisan los ángulos cuyos arcos se puedansuperponer con el error de cierre, es decir el segmento AA’. Primero se revisa el gráfico, luego los cálculos yfinalmente, si el error no aparece, se repite la medición en el terreno. ¿Qué método se debe usar para el levantamiento de una poligonal? Cuando se lleva a cabo el levantamiento de una poligonal, se realizan mediciones para conocer: la distancia entre las estaciones poligonales; la orientación de cada segmento de la poligonal. Si se dispone de un teodolito se puede llevar a cabo el levantamiento de una poligonal con teodolito. Se miden las distancias horizontales usando el método estadimétrico , y se miden los ángulos horizontales utilizando el método descrito en la Sección 3.5 que supone el uso de un teodolito. En modo análogo, pero con mucha menos precisión, también se puede usar un clisímetro y un grafómetro .
  25. 25. Estación TotalSe conoce con este nombre, al instrumento que integra(Torres y Villate, 2001) en un sólo equipo las funcionesrealizadas por el teodolito electrónico, un medidorelectrónico de distancias y un microprocesador para realizarlos cálculos que sean necesarios para determinar lascoordenadas rectangulares de los puntos del terreno. Entrelas operaciones que realiza una Estación Total (Wolf yBrinker, 1997) puede mencionarse: obtención de promediosde mediciones múltiples angulares y de distancias,corrección electrónica de distancias por constantes deprisma, presión atmosférica y temperatura, correcciones porcurvatura y refracción terrestre, reducción de la distanciainclinada a sus componentes horizontal y vertical así comoel cálculo de coordenadas de los puntos levantados.El manejo y control de las funciones de la Estación Total(Padilla, 2001) se realiza por medio de la pantalla y delteclado, las funciones principales se ejecutan pulsando unatecla, como la introducción de caracteres alfanuméricos,medir una distancia.Otras funciones que se emplean poco o que se utilizan sólo una vez, son activadas desde el menú principal,funciones como la introducción de constantes para la corrección atmosférica, constantes de prisma, revisión deun archivo, búsqueda de un elemento de un archivo, borrado de un archivo, configuración de la Estación,puertos de salida, unidades de medición, la puesta en cero o en un valor predeterminado del círculo horizontalse realizan también desde el menú principal.La pantalla es también conocida como panel de control, en ella se presentan las lecturas angulares en elsistema sexagesimal, es decir los círculos son divididos en 360º, de igual manera se puede seleccionar para elcírculo vertical, ángulos de elevación o ángulos zenitales (el cero en el horizonte o en el zenitrespectivamente).El modo de operar una Estación Total es similar al de un teodolito electrónico, se comienza haciendo estaciónen el punto topográfico y luego se procede a la nivelación del aparato. Para iniciar las mediciones es necesarioorientar la Estación Total previamente, para lo cual se requiere hacer estación en un punto de coordenadasconocidas o supuestas y conocer un azimut de referencia, el cual se introduce mediante el teclado. Para lamedición de distancias el distanciómetro electrónico incorporado a la Estación Total calcula la distancia demanera indirecta en base al tiempo que tarda la onda electromagnética en viajar de un extremo a otro de unalínea y regresar. En el campo se hace estación con la Estación Total en uno de los extremos cuya distancia sedesea determinar y en el otro extremo se coloca un reflector o prisma(Figura 9); es requisito indispensable quela visual entre la Estación Total y el reflector o prisma se encuentre libre de obstáculos, el instrumentotransmite al prisma una señal electromagnética que regresa desde el reflector, la determinación precisa de ladistancia se obtiene una vez que se han aplicado las correcciones atmosféricas, de temperatura y de presióncorrespondiente. Estas correcciones son efectuadas por el microprocesador una vez que el operador haintroducido por teclado estos valores. La Estación Total mide distancias repetidamente, el resultado queaparece en pantalla es el promedio del número de veces que el operador haya seleccionado. El tiempoestimado en los equipos modernos es de entre 3 y 4 segundos para distancias de 2.5 kilómetros, con unaprecisión de +- (3 mm + 2 ppm) o menor.Los prismas son circulares, de cristal óptico de alta calidad, fabricados observando estrictas tolerancias yvienen acompañados de un conjunto de accesorios: portaprismas, soportes de prismas, bases nivelantes,trípodes, balizas o bastones para prismas, trípodes para soporte de balizas o bastones.
  26. 26. La Estación Total, equipo (Swanston, 2006) que se ha popularizado desde finales del siglo XX e inicio delXXI, evita las incidencias negativas del factor humano durante la medición y cálculo, con un incrementosustancial de la eficiencia y de la eficacia en las operaciones de campo; puede decirse entonces que la EstaciónTotal (Padilla, 2001) constituye el instrumento universal moderno en la práctica de la Topografía, que puedeser utilizada para cualquier tipo de levantamiento topográfico de una manera rápida y precisa y el vaciado dedatos de campo libre de error.La Estación Total es utilizada tanto en levantamientos planimétricos como altimétricos, independientementedel tamaño del proyecto. Los levantamientos realizados con este instrumento son rápidos y precisos, el vaciadode los datos de campo está libre de error, el cálculo se hace a través del software y el dibujo es asistido porcomputadora, lo cual garantiza una presentación final, el plano topográfico, en un formato claro, pulcro y quecumple con las especificaciones técnicas requeridas.

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