UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS GEOLOGIÍA Y CIVIL

ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

PRACTICA DE TOPOGRAFIA

INFORME Nº005

LEVANTAMIENTO DE PEQUEÑAS PARCELAS CON TEODOLITO)

ASIGNATURA : IC-241 TOPOGRAFIA I

PROFESOR : ING. YANGALI GUERRA, Floro Nivardo

ALUMNO : DIAZ MEZA, Renan

GRUPO : MARTES DE 6 a 9am

CICLO ACADÉMICO : 2010-I

AYACUCHO - PERU

2010

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGAESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

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INFORME : Nº 005-UNSCH/FIMGC-EFPIC-DMR

A L : Ing. YANGALI GUERRA NIVARDO. Profesor del curso de Topografía-I. IC-241

DEL : DIAZ MEZA, Renan Alumno de Ingeniería Civil

ASUNTO : “LEVANTAMIENTO PLANI ALTIMETRICO”

Con respecto al documento de la referencia, es grato dirigirnos a Ud. Y exponer lo siguiente.

INTRODUCCION :

En esta oportunidad me es grato dirigirme a Ud. para informarle q se continuo con la práctica de manera como estipula el título y el tiempo requerido, ya que la vez anterior se tomó los datos necesarios para la obtención de las coordenadas de los vértices de nuestra poligonal, esta vez se tiene por objetivo lo siguiente:

Obtención de datos para llevar la cota del BM (base sur) al punto más cercano de nuestra poligonal que en este caso fue el punto A.

Obtener datos para determinar el desnivel entre los puntos de la poligonal y así establecer su cota respectiva, este proceso se determinó por el método geométrico de doble punto de cambio.

Medición de ángulos de la poligonal por el método de reiteración. Toma de datos de detalle a partir de los puntos de nuestra poligonal.

Con estos datos se completó el objetivo de la práctica que es la de elaborar un plano “PLANI-ALTIMETRICO”.

I.I. OBJETIVOSOBJETIVOS

1.1. Reconocer la diferencia de alturas entre dos o más puntos.2.2. Aprender los procedimientos mediante los cuales se determina la diferencia de

alturas.3.3. Conocer y aprender el manejo del nivel de precisión.4.4. La cota de una serie de puntos sobre un plano de comparación bien para dibujar un

plano acotado, bien para dibujar la sección del terreno en el caso de que los puntos levantados estén alineados.

5.5. Trazado de curvas de nivel mediante la utilización de los métodos estudiados; interpolación.

TOPOGRAFÍA I

IC-241Ingeniería

LEVANTAMIENTO PLANI-ALTIMÉTRICO

Práctica N° 1

6.6. Análisis comparativo de precisión entre el teodolito clásico y la estación modular.7.7. Utilización de coordenadas para graficar el plano.

II.II. FUNDAMENTO TEÓRICOFUNDAMENTO TEÓRICO

PLANIMETRÍA Y ALTIMETRÍA

La combinación de las dos áreas de la topografía plana, permite la elaboración o confección de un "plano topográfico" propiamente dicho, donde se muestra tanto la posición en planta como la elevación de cada uno de los diferentes puntos del terreno. La elevación o altitud de los diferentes puntos del terreno se representa mediante las curvas de nivel, que son líneas trazadas a mano alzada en el plano de planta con base en el esquema horizontal y que unen puntos que tienen igual altura. Las curvas de nivel sirven para reproducir en el dibujo la configuración topográfica o relieve del terreno.

NIVELACIÓNNIVELACIÓN

Introducción.- La nivelación ha contribuido en forma muy importante al desarrollo de la civilización, ya que las construcciones de caminos, conductos de agua o canales, las grandes obras de arquitectura, entre otras, tanto de la era moderna como de la antigüedad, son una prueba palpable de éste, sorprendente descubrimiento. No se sabe con exactitud el origen de esta rama de la topografía, pero se piensa que desde que el hombre quiso ponerse a cubierto, tanto del clima como de las bestias, se tuvo una idea de la nivelación; desde apilar materiales y dar cierta estabilidad a ésta, como el hecho de cursar las aguas para los cultivos, pensando incluso ya en las pendientes. Lo cual condujo a la fabricación de ingeniosos instrumentos, desarrollándose las técnicas, los estudio, lo que originó las nuevas teorías, desarrollo tecnológico y científico, originando los nombres que utilizamos cotidianamente en estos días. Siendo muestras de belleza y admiración lo logrado en las pirámides de Egipto, los caminos y canales hechos por los Griegos y Romanos, el Canal de Suez, los túneles del Mont-Cenis en Panamá, y tantas otras obras que sin la nivelación, jamás estarían de pie para admirarlas en estos años, quedando muy en nuestra mentes la existencia de las practicas de la nivelación, desarrollándose diversos tipos, de entre los que se encuentra la Nivelación Directa, Topográfica o Geométrica, método que nos permite encontrar directamente la elevación de los terrenos, mediante la referencia de puntos o cotas, en relación a superficies cuya altura ya se conoce referencialmente.

Concepto.- La nivelación tiene como fundamento medir distancias verticales directas o indirectas para hallar diferencia de nivel entre un punto de terreno o de construcciones.

Altura, Cota o elevación de un punto: La altitud de un punto es la distancia vertical medida desde el nivel medio del mar. Si la distancia vertical se mide desde cualquier otro plano tomado como referencia usualmente se le denomina cota.

El desnivel entre dos puntos está dado por la diferencia de altitud o cota entre dichos puntos.

Superficies de Nivel: Si se supone que se puedan eliminar todas las irregularidades de la superficie terrestre se obtendrá una superficie imaginaria esferoidal, cada uno de cuyos elementos sería normal o perpendicular a la dirección de la plomada en el mismo. A la superficie de esta clase que corresponde a la altura media del mar se llama "nivel medio del mar" y es la superficie de referencia para las nivelaciones y mediciones topográficas. En realidad es un arco pero para efectos de la topografía se asume como superficie de referencia la cuerda subtendida por él.

Medidas de distancias verticales

Siendo, la diferencia de elevación entre dos puntos la distancia entre dos planos horizontales, ya sean reales o imaginarios, en los cuales están dichos puntos. Se observa, que las medidas de diferencias de nivel tienen mucho que ver, ya sea directa o indirectamente con las medidas de distancias verticales, debido a que éste conjunto de procedimientos realizados para tomar las medidas citadas, toma el nombre de nivelación. Considerando al nivel medio del mar al plano de referencia más empleado; Sin embargo para realizar una nivelación no es necesario relacionarse con esta consideración, puesto que un levantamiento, se hace referenciado a un plano cualquiera, con respecto a las cotas referenciadas. Si solo se desea la nivelación relativa de los puntos entre sí.

Las diferencias de elevación se pueden medir por varios métodos, siendo observados como tipos de nivelación, dentro de los cuales tenemos:

Nivelación Barométrica; se determina por medio de un Barómetro, puesto que la diferencia de altura entre dos puntos se puede medir aproximadamente de acuerdo con sus posiciones relativas bajo la superficie de la atmósfera, con relación al peso del aire, que se determina por el barómetro.

Nivelación Trigonométrica o Indirecta (por pendientes); se puede determinar con una cinta y un clisímetro o bien, un teodolito, al basar sus resoluciones en un triangulo rectángulo situado en un plano vertical, por lo que se toman medidas de distancias horizontales y ángulos verticales.

Nivelación Geométrica o Directa (por alturas); permitiendo la determinación directa de las alturas de diversos puntos, al medir las distancias verticales con referencia a una superficie de nivel, cuya altura ya es conocida.

Tipos de Nivelaciones Directas

Básicamente existen dos tipos de nivelaciones directas; que son las nivelaciones simples, siendo aquellas que consideran una posición instrumental, y las nivelaciones compuestas, que consideran mas de una posición instrumental.

Nivelaciones Simples

Nivelación Simple Longitudinal: Los puntos se definen a lo largo de una recta, sin necesidad que dichos puntos pasen por esta línea.

Nivelación Simple Radial: Es muy parecida a la anterior, pero la diferencia es que los puntos en este caso están distribuidos en un área

Composición de Nivelaciones simples

Nivelación Reciproca: Esta nivelación se utiliza cuando se están tomando lectura de lugares inaccesible, debiendo extremar la posición del nivel con respecto a las miras ya que se esta muy lejos de una y muy cerca de la otra, estas extremos pueden ser interiormente a las miras o exteriormente a estas, pero siempre conservando una línea recta.

A Nivelación Compuesta Longitudinal: Esta nivelación. esta compuesta por dos o mas

posiciones instrumentales; pero los puntos están distribuidos a lo largo de una recta, o dicho de otra manera, seria unir dos o mas nivelaciones longitudinales.

Descripción

Diferencia de cotas entre los puntos A y B:

Error de Cierre: EC=h'−h ''

Error máximo permisible: , K expresado en kilómetros

Diferencia de cotas:

Ida :

Vuelta :

Distancia total:Ida :

Vuelta :

Promedios: k= k '+k ''2 ,

h=h'+h ''2

Nivelación Compuesta Radial: Esta nivelación al igual que la anterior, la constituyen dos o mas posiciones instrumentales, pero con la diferencia, que los puntos están distribuidos en un área, en otras palabras seria como tener unidas dos o mas nivelaciones radiales

Nivelaciones Compuestas: Cabe destacar, que hay dos tipos de nivelaciones, al margen del tipo a emplear, que son tanto las nivelaciones abiertas, como las nivelaciones cerradas, especificando, que una nivelación abierta, será cuando no tiene comprobación, en otras palabras, consiste en partir de una cota conocida, para llegar a un punto de cota desconocida. Por el contrario, una nivelación cerrada, es aquella que se puede comprobar, ya que se parte de un punto con una cota conocida y posteriormente, luego de seguir un itinerario topográfico, se llagará a otra cota conocida, pudiendo ser el mismo punto.

Nivelación por Doble Posición Instrumental: Consiste en hacer dos registros por diferencia, ya que para una serie de puntos, se llevaran dos series de posiciones instrumentales; tato una por la derecha, como otra por la izquierda, según el sentido de avance. De modo que cuando ambos desniveles están dentro de los rangos de tolerancia, se tomara el promedio de ellos como desnivel, de lo contrario habrá que realizar nuevamente las tomas de las cotas.

Nivelación por Miras Dobles: Dicha nivelación consiste en usar dos miras; dónde dichas miras se ubican en el mismo punto, de tal forma que una de ellas se coloque invertida a la posición de la otra. De esa forma una vez realizada la lectura de ambas miras en el mismo punto, la suma de ambas lecturas, deberá ser la longitud de la mira; de lo contrario se deberá repetir dicha medición.

NOTA: Para el caso de nivelación de los detalles tomados de cada punto, usaremos la

NIVELACIÓN TRIGONOMÉTRICA, de la siguiente manera:

, ,

Donde : “DH” es la distancia Horizontal, “d“ distancia estadimétrica, “DV” distancia vertical.

Errores en una Nivelación:

1. Instrumento descorregido

2. Hundimiento del trípode o de los puntos

3. Puntos de cambio mal ubicados

4. Error al no tener centrada la burbuja en el momento de leer, cosa que ocurre generalmente con instrumentos que tienen tornillo de trabajo.

5. Error por lectura en mira

6. Al golpear el trípode.

Faltas de los Niveladores:

1. Por malas anotaciones en el registro

2. Por lecturas en la mira y dictar mal un valor

3. por equivocaciones al leer numero enteros

4. por errores de cálculo

Dependencias de los logros del trabajo:

1. Instrumento empleado

2. Escala

3. Precisión

4. Método empleado

5. Refinamiento empleado

6. Longitud de las visuales

7. Terreno

8. Medio ambiente

CURVAS DE NIVELCURVAS DE NIVEL

Una curva de nivel es una línea imaginaria considerado sobre la superficie del terreno en la cual todos sus puntos están a la misma altura o elevación, así, la línea que forma en la costa una masa de agua representa una curva de nivel. Teóricamente, las curvas d nivel sobre un mapa pueden ser consideradas como líneas de intersección de una serie de planos horizontales y la superficie del terreno. En la práctica, los planos imaginarios están igualmente espaciados verticalmente de modo que los intervalos entre las curvas serán iguales y las distancias horizontales entre curvas de nivel sobre un mapa indicaran la inclinación de la elevación o descenso de la superficie. Cuando más juntas estén las curvas de nivel mayor será la pendiente, por el contrario, cuando más separadas, menor será la pendiente. Una distribución de curva de nivel que se cierra indica o bien una altura o una depresión. Cualquiera que sea el caso, se puede determinar usualmente leyendo los valores de las alturas de las curvas de nivel.

Si el agua se llevara un pie, la nueva línea que marcaría sobre la costa sería otra curva de nivel con un intervalo de nivel de un pie.

Las curvas de nivel se dibujan de línea fina y cada cinco líneas se trajo una más, su altura sobre un plano de referencia. Si se utiliza la cota o marca de la U. S. G. S., el plano de referencia es a nivel medio del mar. Las curvas pueden trazarse con un tiralíneas seguidor o giratorio, o con una peinilla fina, tal como la Gillot 170, o la Esterbrocek356. En los dibujos hechos en papel se trazan generalmente en color café. Frecuentemente se indican en el mismo dibujo con líneas de distinto tipo, tanto las curvas de nivel existente como las rasantes que quedan al terminar la obra.

La selección de intervalos en las curvas de nivel (distancia vertical entre los planos de nivel) para un levantamiento topográfico se determina según la naturaleza de las formaciones del terreno y el propósito para el cual se elabora el mapa. Por ejemplo, si el área esta relativamente nivelada, a un intervalo de 1 o bien 2 probablemente pueda servir, mientras que si el área es abrupta, podrá usarse un intervalo de 50 o aun 100 pies. En dibujo con sistema métrico, si el área esta más o menos nivelada, el intervalo de las curvas de nivel puede ser de 0.1m, 0.2m o bien 0.5m en áreas más abruptas, el instrumento podría ser de 1m, 2m, 50m, o en algunos casos, 100m en territorios montañosos.

Las curvas de nivel se trazan mediante las anotaciones sobre las medidas tomadas en el campo. En el caso de áreas pequeñas, el método usual para situar las curvas de nivel es dividir el área en cuadrados y tomar las lecturas de los niveles en cada intersección y en los puntos intermedios en donde hayan cambios de pendientes pronunciados. Suponiendo que la pendiente del terreno es uniforme entre dos puntos, las curvas de nivel se trazan por interpolación entre lecturas para establecer los puntos en el que las curvas de nivel cortan a las líneas de triangulación. La interpolación se puede hacer por ojo o por calculo.

Con frecuencia las curvas de nivel se determinan mediante nivelaciones tomadas a lo largo de líneas conocidas o por anotaciones del levantamiento con la estadía. Cuando se requiere una exactitud extrema y el terreno es bastante plano o está desnivelado, las curvas de nivel se establecen localizando punto directamente en cada curva.

EQUIPOS TOPOGRÁFICOSEQUIPOS TOPOGRÁFICOS

TEODOLITO ELECTRÓNICO

es la versión del teodolito óptico, con la incorporación de electrónica para hacer las lecturas del circulo vertical y horizontal, desplegando los ángulos en una pantalla eliminando errores de apreciación, es mas simple en su uso, y por requerir menos piezas es mas simple su fabricación y en algunos casos su calibración.

Las principales características que se deben observar para comparar estos equipos hay que tener en cuenta:

La precisión, el numero de aumentos en la lente del objetivo y si tiene o no compensador electrónico.

ESTACIÓN MODULAR

En este aparato se integra el teodolito óptico y el distanciometro, ofreciendo la misma línea de vista para el teodolito y el distanciometro, se trabaja mas rápido con este equipo, ya que se apunta al centro del prisma, a diferencia de un teodolito con distanciometro, en donde en algunos casos se apunta primero el teodolito y luego el distanciometro, o se apunta debajo del prisma, actualmente resulta mas caro comprar el teodolito y el distanciometro por separado.

En la estación semitotal, como en el teodolito ÓPTICO, las lecturas son analógicas, por lo que el uso de la libreta electrónica, no representa gran ventaja, se recomienda mejor una estación total.

Estos equipos siguen siendo muy útiles en control de obra, replanteo y aplicaciones que no requieren uso de calculo de coordenadas, solo ángulos y distancias.

ESTACIÓN TOTAL

Es la integración del teodolito electrónico con un distanciometro.

Las hay con cálculo de coordenadas.- Al contar con la lectura de ángulos y distancias, al integrar algunos circuitos más, la estación puede calcular coordenadas.

Las hay con memoria.- con algunos circuitos mas, podemos almacenar la información de las coordenadas en la memoria del aparto, sin necesidad de apuntarlas en una libreta con lápiz y papel, esto elimina errores de lápiz y agiliza el trabajo, la memoria puede estar

integrada a la estación total o existe un accesorio llamado libreta electrónica, que permite integrarle estas funciones a equipos que convencionalmente no tienen memoria o calculo de coordenadas.

Las hay motorizadas.- Agregando dos servomotores, podemos hacer que la estación apunte directamente al prisma, sin ningún operador, esto en teoría representa la ventaja que un levantamiento lo puede hacer una sola persona.

Las hay sin prisma.- Integran tecnología de medición láser, que permite hacer mediciones sin necesidad de un prisma, es decir pueden medir directamente sobre casi cualquier superficie, su alcance esta limitado hasta 300 metros, pero su alcance con prisma puede llegar a los 5,000 metros, es muy útil para lugares de difícil acceso o para mediciones precisas como alineación de maquinas o control de deformaciones etc.

Las principales características que se deben observar para comparar estos equipos hay que tener en cuenta: la precisión, el numero de aumentos en la lente del objetivo, si tiene o no compensador

electrónico, alcance de medición de distancia con un prisma y si tiene memoria o no.

Precisión:es importante a la hora de comparar diferentes equipos, diferenciar entre resolución en pantalla y precisión, pues resulta que la mayoría de las estaciones, despliegan un segundo de resolución en pantalla, pero la precisión certificada puede ser de 3 a 9 segundos, es lo que hace la diferencia entre un modelo y otro de la misma serie, por ejemplo la Set 510 es de 5 segundos y la Set310 es de 3 segundos.

III.III. MATERIALES E INSTRUMENTOSMATERIALES E INSTRUMENTOS

Los siguientes materiales se usaron a lo largo de los trabajo de campo, que se realizaron en diferentes días.

Nivel de ingeniero Teodolito Mira Flexómetro Jalones Brújula

IV.IV. DESARROLLO DE LA PRÁCTICADESARROLLO DE LA PRÁCTICA

A.-A.- RECONOCIMIENTO DEL TERRENORECONOCIMIENTO DEL TERRENO

Proyecto: Levantamiento Plani – altimétrico del estadio UNSCH

UBICACIÓN

♣ Ciudad universitaria♣ Huamanga♣ Ayacucho

DESCRIPCIÓN

El terreno a levantar es el campo deportivo de UNSCH. Este campo deportivo contiene arbustos frescos, semiseco y secos; con algunas plantas

alrededor, como: molle, pencas, etc.

Las condiciones atmosféricas son favorables para el trabajo, en general el terreno es árido desprovisto de vegetación, poseen trochas, superficie con pendiente.

El levantamiento topográfico se realizó en 4 días: el primer día (hora: 7:00am, temperatura: 16ºC), se levantó la poligonal, detalles y la nivelación; el segundo día (luego de un mes, hora: 6:30am, temperatura: 15ºC), se volvió al campo a realizar algunas correcciones con los mismos instrumentos utilizados (teodolito, nivel de ingeniero, hora: 6:30am, temperatura: 15ºC); el tercer día, se realizó las comprobaciones de la poligonal y de algunos detalles (con el teodolito electrónico); y el cuarto día, se hizo las comprobaciones con un instrumento más importante (Estación Modular, hora: 9:00am, temperatura: 20ºC).

El terreno a levantar esta limitado por el norte: con el cerco perimétrico de la UNSCH , por el sur: con el cerco perimétrico de la UNSCH, por el este: con el cerco perimétrico de la UNSCH, Por el oeste: con la facultad denominada FACEAC.

B.-B.- DETERMINACIÓN DE LA ESCALADETERMINACIÓN DE LA ESCALA

Para determinar la escala primero examinaremos las distancias en los terrenos y el papel para el cual determinamos la siguiente figura:

♣ Dimensiones del papel normal:

♣ Longitud de los marcos:

Pero, mediante coordenadas absolutas de cada punto podemos determinar el valor mínimo en el este y norte también la coordenada de valor máxima en este y norte, mediante ellos determinaremos la escala de la siguiente manera:

Donde:

♣ Para el este

♣ Para el norte

Para que el croquis encaje en el papel necesariamente utilizaremos la escala menor o el denominador de mayor valor:

además se debe considerar sólo escalas conocidas, para el cual ajustando a la escala obtenida finalmente optamos por elegir: con la cual se graficará en el plano.

CUYOS DATOS QUE SE OBTUVIERON EN EL CAMPO SONCUYOS DATOS QUE SE OBTUVIERON EN EL CAMPO SON 

  nivelacion               pto v(+) tripode v(-) cotaBM 1,14 2715,3   2714,161 0,418 2712,863 2,855 2712,4452 0,845 2710,053 3,655 2709,2083 3,21 2711,063 2,2 2707,8534 3,02 2713,808 0,275 2710,788B 2,462 2715,725 0,545 2713,263A 0,21 2715,15 0,785 2714,945 0,125 2715,285 3,598 2715,166 0,128 2712,105 3,308 2711,977D 0,82 2711,575 1,35 2710,7557 2,612 2713,377 0,81 2710,765C     1,398 2711,979

C.-C.- DETALLES DE LA POLIGONALDETALLES DE LA POLIGONAL

Para determinar los detalles se utilizó el método trigonométrica a través de un vértice de la poligonal, mediante ella se determinó la distancia, su dirección y su cota, que nos servirá para realizar el trazado de curvas de nivel, Estos son datos adjuntos, se encuentran al final.

V.V. CONCLUSONES Y RECOMENDACIONESCONCLUSONES Y RECOMENDACIONES

Se han logrado los objetivos y mas aun se ha aprendido mucho mas de lo requerido, considerando las tolerancias nombradas, los errores que no se debe cometer, las faltas comunes al nivelar, las compensaciones, entre otras.

El método gráfico para el trazado de curvas de nivel es más eficiente. Las patas de trípode, deben quedar lo suficientemente abiertas, para la estabilidad de

éste, y los objetivos y/o objetos, deben observarse desde una posición conveniente y fácil.

Para obtener una posición firme en el suelo, se debe hacer presión con el pie a una pata del trípode.

Para observar las miras se deben poner en un punto bien demarcado y definido, de un lugar estable.

Cuando el terreno es una pendiente, el nivel de ingeniero se debe poner una pata hacia arriba, y las otras hacia abajo.

El distanciometro es menos preciso que el teodolito en distancia cortas, pero es mas eficiente para distancias largas.

VI.VI. BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA

Topografía Básica, Carlos Barboza wolls, Editorial Reverté, Lima-Perú, 1972 Método y cálculo Topográfico, Ing. Domingo Conde R., Editorial LUGO EIRL, cuarta

edición, 1994. www.wikipedia.com www.monografías.com Arias Canales.

--------------------------- DIAZ MEZA, Renan

ALUMNO DE ING. CIVIL