INTRODUCCION

Un levantamiento topográfico es una representación gráfica que cumple con todos los requerimientos que necesita un constructor para ubicar un proyecto y materializar una obra en terreno, ya que éste da una representación completa, tanto del terreno en su relieve como en las obras existentes. De ésta manera, el constructor tiene en sus manos una importante herramienta que le será útil para buscar la forma más funcional y económica de ubicar el proyecto.

En el presente informe se da a conocer las principales generalidades de los instrumentos que utilizamos para desarrollar el levantamiento topográfico (Nivelación Geométrica) en la práctica de topografía y su desarrollo hecho en campo.

OBJETIVOS

El objetivo más importante en la práctica está en la realización del levantamiento de nivelación geométrica con nivel óptico y estadía, con una precisión establecida más un plano a escala de dicha nivelación geométrica.

La demostración de las habilidades aprendidas en el curso práctico y teórico de topografía y la correcta utilización de los instrumentos topográficos.

Apreciar la ciencia topográfica la cual tiene gran uso en la ingeniería civil.

MARCO TEORICO

Nivel topográfico

El nivel topográfico, también llamado nivel óptico o equialtímetro es un instrumento que tiene como finalidad la medición de desniveles entre puntos que se hallan a distintas alturas o el traslado de cotas de un punto conocido a otro desconocido.

Características

Pueden ser manuales o automáticos, según se deba calibrar horizontalmente el nivel principal en cada lectura, o esto se haga automáticamente al poner el instrumento "en estación"

El nivel óptico consta de un anteojo similar al del teodolito con un retículo estadimétrico, para apuntar y un nivel de burbuja muy sensible (o un compensador

de gravedad o magnético en el caso de los niveles automáticos), que permita mantener la horizontalidad del eje óptico del anteojo, ambos están unidos solidariamente de manera que cuando el nivel está desnivelado, el eje del anteojo no mantiene una perfecta horizontalidad, pero al nivelar el nivel también se horizontaliza el eje óptico.

En los últimos treinta años se ha producido un cambio tal en estos instrumentos, que por aquella época, principios de la década del ´80 casi todos los instrumentos que se utilizaban eran del tipo "manual" pero en este momento es raro encontrar uno de aquellos instrumentos, incluso son raras la marcas que aun los fabriquen ya que las técnicas de fabricación se han perfeccionado tanto que los automáticos son tan precisos y confiables como los manuales, a pesar de la desconfianza que despertaban en los viejos topógrafos los primeros modelos automáticos.

Este instrumento debe tener unas características técnicas especiales para poder realizar su función, tales como burbuja para poder nivelar el instrumento, anteojo con los suficientes aumentos para poder ver las divisiones de la mira, y un retículo con hilos para poder hacer la puntería y tomar las lecturas, así como la posibilidad de un compensador para asegurar su perfecta nivelación y horizontalidad del plano de comparación.

Precisión

La precisión de un nivel depende del tipo de nivelación para el que se lo utilice. Lo normal es un nivel de entre 20 y 25 aumentos y miras centimetradas o de doble milímetro. Con este nivel y la metodología apropiada se pueden hacer nivelaciones con un error de aproximadamente 1.5 cm por kilómetro de nivelada.

Para trabajos más exigentes existen niveles con nivel de burbuja partida, retículo de cuña, placas planoparalelas con micrómetro y miras de INVAR milimetradas, con los cuales se pueden alcanzar precisiones de unos 7 mm por kilómetro de nivelada con la metodología apropiada.

Obtención de desniveles.

Traslado de cotas.

Mira (Estadía)

En topografía, una estadía o mira estadimétrica es una regla graduada que permite mediante un nivel topográfico, medir desniveles, es decir, diferencias de altura.

Con una mira, también se pueden medir distancias con métodos trigonométricos, o mediante un telémetro estadimétrico integrado dentro de un nivel topográfico, un teodolito o bien un taquímetro

Hay diferentes modelos de mira:

• Los más comunes son de aluminio, telescópicas, de 4 o 5 metros; • Son más flexibles de madera vieja, pintada; • Para obtener medidas más precisas, hay miras en fibra de vidrio con piezas

desmontables y el nido, para minimizar las diferencias debido a la Juegos inevitable;

• Para una mayor precisión, hay miras de Invar, para ser utilizadas con los niveles de precisión con micrómetro placa paralela: son de una sola pieza, disponible en diferentes longitudes, por ejemplo, 3 metros para usos corrientes, o de un metro para medir bajo tierra.

Los niveles empleados hasta 1970 invertían la imagen, por este motivo las miras se pintaban entonces en simetría especular para que las cifras se pudieran leer, pero hoy día ya no es el caso.

Las miras están graduadas en metros, decímetros y centímetros, la lectura se realiza precisando hasta el milímetro.

En las miras destinadas a ser usadas con niveles electrónicos, las graduaciones son reemplazadas por un código de barras

Suelen llevar un nivel de burbuja para comprobar su verticalidad durante la medida.

Nivelación Geométrica

Este método determina directamente el desnivel entre dos puntos con la optencion de un plano horizontal; es el más preciso y el más usado.

Los elementos básicos en una nivelación geométrica son:

• Nivel topográfico • La mira o stadia

Casos generales en una nivelación geométrica

a) Nivelación relativa.- cuando solo sea necesario conocer el desnivel entre los puntos de la zona de trabajo. Para ello se asume una cota arbitraria a uno de los puntos lo suficientemente grande para no tener en el curso de la nivelación cotas negativas, o bien al punto más bajo se le da cota cero.

b) Nivelación absoluta.- cuando sea preciso trabajar con cotas absolutas en este caso se ubica el B.M. de un punto cercano a la zona de trabajo; en el peru, el IGN nos puede proporcionar dicho dato.

Elementos importantes de una nivelación geométrica

• Puntos de nivel primario: Son los correspondientes a los puntos de control; estas deben de estar monumentadas.

• Puntos de nivel secundario :

Son aquellos puntos que sirven de apoyo para poder enlazar dos puntos de control; sobre dicho punto de cambio se coloca la mira para efectuar las lecturas correspondientes.

• Vista atrás: Es la lectura de la mira correspondiente al punto de cota conocida

• vista adelante: Es la lectura de la mira correspondiente al punto de cota conocida.

• Nivel instrumental: Es el nivel correspondiente al eje de colimación del instrumento

Tipos de nivelación Geométrica:

a) Nivelación geométrica simple Sirve para encontrar la cota de uno o más puntos de terreno por medio de una sola estación instrumental.

b) Nivelación reciproca Este método se utiliza cuando:

o Se desea comprobar que el eje óptico del anteojo del nivel es paralelo a la directriz del nivel tubular.

o No es posible colocar el instrumento en un lugar intermedio entre dos puntos de mira, ya sea porque se interponga un rio, un pantano o cualquier obstáculo.

c) Nivelación compuesta Es una nivelación de niveles simples relacionados entre si; dr utiliza cuando se requiere la diferencia de nivel entre dos puntos muy distanciados o cuando la visibilidad desde una estación no lo permite.

Comprobación de una nivelación geométrica

Una vez realizado el cálculo de la libreta de campo, se debe efectuar la comprobación de dicha nivelación, para ello se utiliza la actividad:

A) Comprobación de cálculo matemático de libreta

Muchas veces el cálculo de la libreta se realiza en campo, por ende está sujeto a posibles errores, el cual se puede detectar con la siguiente expresión:

Σ(𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑎𝑎𝑣𝑣𝑣𝑣) − Σ(𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑣𝑣𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑣𝑣𝑎𝑎𝑣𝑣𝑎𝑎) = 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑓𝑓𝑣𝑣𝑎𝑎𝑣𝑣𝑎𝑎 − 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑣𝑣𝑎𝑎𝑣𝑣𝑐𝑐𝑣𝑣𝑣𝑣𝑎𝑎

B) Comprobación de la nivelación propiamente dicha

La comprobación de la libreta de campo, no indica si la nivelación es correcta, para ello es necesario verificar que el error accidental total sea menor que el máximo tolerable, el cual dependerá de la precisión buscada. Generalmente se utiliza cuando el objetivo es determinar la cota de uno o varios puntos específicos, partiendo de una cota conocida. Para ello es necesario realizar la nivelación tanto de ida cono de regreso. Teóricamente la cota inicial debe ser exactamente igual a la cota final, dado que es el mismo punto, en la práctica, siempre existe una diferencia entre dichas lecturas, a esta diferencia se le llama error de cierre altimétrico, su aceptación dependerá la precisión que se busca.

DESARROLLO

La práctica se desarrolló a las 14:30 horas del día miércoles 06 de Junio, una tarde soleada con viento. Pedimos prestados los instrumentos del gabinete de topografía y comenzamos la práctica con la supervisión del Ing. XYZ

Posteriormente comenzamos con el estacionamiento del nivel topográfico.Luego comenzamos a realizar la nivelación geométrica del terreno con la ayuda de una mira, es lo que desarrollamos en la práctica de ese día para luego hacer un informe topográfico.

HOJA DE CÁLCULO

• DE LA LIBRETA DE CAMPO SE OBTIENEN LAS DIFERNTES MEDIDAS PARAR LAS RESPECTIVAS COTAS CON EL METODO DE NIVELACION GEOMETRICA: COTA=3851 MSNM VISTA ATRÁS OBTENIDO = 1.281 PARA HALLAR LA ALTURA INSTRUMENTAL SE HACE LA SUMA ENTRE LA VISTA ATRÁS Y LA COTA OBTENIDA POR EL GPS

3851+1.281=3852.281 DE DONDE SE OBTIENE LA ALTURA INSTRUMENTAL QUE ES IGUAL A 3852.281 MSNM.

• PARA LA COMPROVACION DE LAS COTAS CALCULADAS OBTENIDAS SE HACE LA DIFERENCIA ENTRE COTA 0BTENIDA CON EL GPS Y LA COTA OBTENIDA POR LOS CALCULOS HECHOS

COTA OBTENIDA POR GPS=3851.000 COTA OBTENIDA POR CALCULOS=3851.001

3851.001-3851.000=0.001 m De donde se deduce que el error de nivelación geométrica es de 0.001 m

• PARA HALLAR LAS DISTINTAS COTAS SE HACE CON LA DIFERENCIA DE ALTURA

DE INSTRUMENTO CON VISTA ADELANTE OBTENIDA EJM:

ALTURA DE INSTRUMENTO=3852.281 ALTURA DE LA VISTA DE ADELANTE=1.426

3852.281-1.426=3850.855 De donde se obtiene la cota del tramo 0+20

ESTACION PUNTO VISTA ATRÁS A.INSTRUMENTAL

VISTA ADELANTE COTA A 0+00 1.281 3852.281 3851.000 0+20 1.426 3850.855 0+40 1.490 3850.791 0+60 1.414 3850.867 0+80 1.341 3850.940 0+100 1.407 3850.874 0+120 1.396 3850.885 0+140 1.349 3850.932 0+160 1.360 3850.921 0+180 1.258 3851.023 0+200 1.201 3851.080 B 0+220 1.409 3852.489 0+220 1.324 3851.165 0+240 1.434 3851.055 0+260 1.151 3851.338 0+280 1.320 3851.169 0+300 1.335 3851.154 0+320 1.328 3851.161 0+340 1.209 3851.280 0+360 1.089 3851.400 0+380 1.031 3851.458 C 0+380 1.301 3852.759 0+400 1.180 3851.579 0+420 1.103 3851.656 0+440 1.031 3851.728 0+460 1.051 3851.708

0+480 0.969 3851.790 0+500 1.058 3851.701 0.934 3851.825 D BM-1 1.125 3852.950 1.824 3851.126 E BM-2 1.376 3852.502 1.565 3850.937 F BM-3 1.238 3852.175 1.174 3851.001