clase 5nivelacion uni 2014 i 1
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CURSO: TOPOGRAFIA
DOCENTE: ING. LUIS FRANCISCO MANCO CESPEDES
ALTIMETRA
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ALTIMETRIA
DOCENTE: ING. LUIS FRANCISCO MANCO CESPEDES
Llamado tambin control vertical, tiene por objeto determinar la
diferencia de altura entre puntos del terreno ya sea para usarlo
directamente o referenciarlo en un plano.
Para conocer estas diferencias de alturas necesitamos medir distancias
verticales directa o indirectamente, a esta operacin se le denomina
NIVELACION.
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CONCEPTOS FUNDAMENTALES
DOCENTE: ING. LUIS FRANCISCO MANCO CESPEDES
LINEA VERTICAL: Es una lnea que va cualquier punto de la superficie terrestre al centro de la tierra, esta determinada fsicamente por la lnea de
la plomada.
LINEA HORIZONTAL: Es una lnea recta perpendicular a la lnea vertical.
PLANO HORIZONTAL: Es un plano perpendicular a la direccin de la lnea
vertical y tangente a una superficie de nivel en un punto.
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SUPERFICIE DE NIVEL: Es una superficie curva que todos sus puntos son
perpendiculares a la lnea vertical (Direccin de la plomada). Ej. La superficie
del mar en calma.
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NIVEL MEDIO DEL MAR (n.m.m.) Es el nivel 0.00 m. adoptado
convencionalmente y viene hacer el promedio de la mxima elevacin
del mar ( PLEAMAR) y su mximo descenso ( BAJAMAR).
El nivel medio del mar en un punto es la medida de las observaciones
registradas en dicho punto por un maregrafo en un periodo de 15 a 20 aos.
En el Per existen 5 maregrafos: Matarani, San Juan, La Punta, Chimbote y
Talara.
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ALTURA o COTA: De un punto es su distancia vertical a un plano de
comparacin. Si este plano de comparacin es el n.m.m., entonces de
denomina COTA ABSOLUTA o ALTURA ORTOMETRICA y si este plano es
arbitrario entonces es una COTA RELATIVA.
DIFERENCIA DE ALTURA o DESNIVEL: Es la distancia vertical entre dos
superficies de nivel que pasan por dos puntos.
COTA ABSOLUTA DE A = 150.00 m
COTA ABSOLUTA DE B = 250.00 m
COTA RELATIVA DE B = 100.00 (Con respecto a A)
DIFERENCIA DE ALTURA O DESNIVEL (A , B) = 100.00 m.
nivel medio del mar
SUPERFICIE DE NIVEL B
SUPERFICIE DE NIVEL A
A
B
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BM (BENCH MARK):
Es la altitud permanente de un punto respecto al N.M.M.
Estn ubicados a lo largo y ancho de todo el globo terrestre y son
establecidos por instituciones especializadas en cada pas, en el Per es el
Instituto Geogrfico Nacional (IGN ), la entidad que se ocupa de la colocacin
y mantenimiento de estas marcas permanentes.
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Como saber el valor del B.M.?
La informacin de dicho dato
corresponde al IGN, el cual lo efecta
a pedido del interesado mediante un
documento similar al que se muestra
a continuacin, previo pago por los
derechos respectivos
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INSTRUMENTOS BASICOS DE ALTIMETRIA
El Nivel Esfrico.
El Nivel Tubular.
El Nivel de Ingeniero.
La Mira.
NIVEL ESFRICO
Llamado tambin OJO DE POLLO; viene a estar constituido por un casquete
de vidrio en cuyo interior contiene generalmente alcohol; el conjunto
engloba una burbuja de aire la cual por diferencia de densidades se ubicar
siempre en la parte superior.
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EL NIVEL TUBULAR (nivel trico)
Consiste en un tubo cilndrico hueco de vidrio cerrado en ambos extremos, en
cuyo interior contiene en casi su totalidad de volumen un lquido de baja
viscosidad como bencina, ter, alcohol; como quiera que el fluido no llena el
100% del volumen interno, se forma una burbuja de aire.
Este aparato tiene la propiedad generar un eje o directriz horizontal (tangente
al arco externo) cuando la burbuja se encuentra centrada.
En topografa se utiliza este dispositivo para colocar en un plano horizontal, ya
sea un plato, un limbo o un anteojo.
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NIVEL DE BURBUJA PARTIDA (PARBOLA)
En varios equipos el nivel tubular esta a la vista, por lo tanto estar expuesto
a la influencia de agentes externos como rayos de sol lo que influye en la
sensibilidad del nivel.
Para obtener una precisin aproximadamente 8 veces superior al anterior el
nivel tubular esta oculto y para centrarlo se consigue mediante el conocido
dispositivo de COINCIDENCIA DE WILD.
Con un sistema de prismas, presenta la mitad superior izquierda, frente
a la mitad inferior derecha de la burbuja.
Como consecuencia ptica de este acoplamiento se apreciarn las mitades
extremas de la burbuja en posicin invertida.
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EL NIVEL DE INGENIERO (EQUIALTMETRO)
El nivel de ingeniero, es aquel instrumento topogrfico, constituido
bsicamente de un telescopio unido a un nivel circular ms otro tubular o
similar; el conjunto va montado generalmente a un trpode.
El objetivo de este aparato es obtener planos horizontales; consiguiendo de
este modo conocer el desnivel entre dos puntos.
En la actualidad existen muchos tipos de nivel los ms importantes son:
. Nivel ptico mecnico simple
. Nivel ptico mecnico automtico.
. Nivel ptico mecnico de alta precisin.
. Nivel electrnico
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NIVEL OPTICO MECANICO SIMPLE
Es aquel en el cual tiene como componentes principales al telescopio, el nivel
circular y el tubular o parbola.
.
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NIVEL PTICO MECNICO AUTOMTICO
Los Niveles automticos se caracterizan por la particularidad principal de
obtener una lnea de colimacin horizontal con solo calar la burbuja del nivel
esfrico, obviando de este modo el proceso de nivelacin con el nivel tubular o
de burbuja partida.
Para incrementar la precisin de la lnea de colimacin se hace uso de un
compensador automtico que puede ser de pndulo, de prismas, de espejos o
electromagnticos..
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A diferencia de los niveles
anteriormente estudiados, estos
poseen en cada equipo un micrmetro
de placa plano paralela con el cual se
puede dar lectura de hasta el dcimo
de milmetro convirtindose as en
aparatos precisos, dado que los
convencionales obtienen lecturas hasta
el centsimo de metro.
Con estos niveles se usa la mira invar.
NIVEL PTICO MECNICO DE ALTA PRECISIN
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Es un nivel de precisin, utiliza miras con cdigos de barra.
NIVEL ELECTRONICO
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Es una regla de madera o de aluminio. Esta graduada al cm y se puede leer
con precisin al milmetro.
LA MIRA
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TIPOS DE NIVELACION
Entonces la diferencia de altura o la determinacin de cotas de puntos del
terreno se obtienen mediante la NIVELACION, que puede ser:
INDIRECTA:
N. BAROMETRICA
N. TRIGONOMETRICA
DIRECTA:
N. GEOMETRICA
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NIVELACION BAROMETRICA
Esta basada en la medicin de la Presin Atmosfrica, que cambia segn la
altura de los lugares. Al Nivel del mar la presin es de 76.2 cm. de
columna de Mercurio.
La presin Atmosfrica es razn inversa a la altura, se emplea el
BAROMETRO DE MERCURIO.
Este mtodo se usa principalmente en trabajos de explotacin o
reconocimiento y en donde los desniveles son muy grandes, generalmente
para estaciones fijas.
.
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NIVELACION TRIGONOMETRICA
Los desniveles se obtienen mediante
resolviendo un triangulo rectngulo,
cuya incgnita es el cateto que
representa la diferencia de altura entre
dos puntos.
En este mtodo hay dos fuentes de
error, en la medida del ngulo vertical y
en la medida de la distancia, es por esta
razn que sus resultados estn dentro
de ciertos limites de precisin.
La nivelacin trigonomtrica
generalmente se utiliza cuando:
- Los puntos estn demasiados lejos.
- El terreno es muy accidentado.
- No se requiere de mucha precisin.
.
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NIVELACION GEOMETRICA
Es aquella que nos permiten determinar la diferencia de altura entre puntos,
midiendo directamente las distancias verticales sobre una regla llamada
MIRA y un instrumentos denominados NlVEL DE INGENIERO; este mtodo es de gran precisin.
NIVELES
Son aquellos equipos con los que podemos determinar una lnea o un plano
horizontal, perfectamente perpendicular a la vertical en un punto.
Un nivel esta compuesto de un anteojo
cuyo eje de mira es una lnea que se
mantiene horizontal por medio de un
nivel tubular
Tanto el anteojo como el nivel en
si se encuentran montados sobre un
eje vertical que les permiten girar, la
verticalidad de este eje se consigue
Gracias a tres tornillos nivelantes.
El centrado definitivo del Nivel Tubular se logra de dos formas:
Cuando el equipo tiene un Nivel Tubular visible, Para calar la burbuja, se
hace uso del tornillo nivelante que ms se acerque al eje directriz del
nivel tubular.
. Cuando el equipo tiene un nivel de burbuja partida (parbola):
En este caso se realiza el centrado de la burbuja con ayuda del tornillo
basculante.
Este paso se repite para cada visual .
Tornillo
. En niveles automticos, este paso se realiza en forma automtica
.
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TECNICAS DE NIVELACION
En la figura se desea encontrar el desnivel entre los puntos A y B
Se coloca el equipo aproximadamente en el
centro.
Se toma las lecturas de altura sobre las miras
colocadas en A y B (La, Lb ).
La lnea de la visual es una horizontal , cuya distancia
al N.M.M. se conoce como
ALTURA INSTRUMENTAL
)
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Esto nos lleva a las siguientes
definiciones:
VISTA ATRS L( + )
Es la lectura efectuada sobre la
mira colocada sobre un punto de
cota conocida, en la figura: La
VISTA ADELANTE L( - )
Es la lectura efectuada sobre la
mira colocada esta sobre un
punto de cota conocer, en la
figura: Lb
ALTURA INSTRUMENTAL ( )
Es la distancia vertical comprendida
entre el eje del anteojo y la superficie
de referencia (N.M.M.)
= hA + m
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TIPOS DE NIVELACION GEOMETRICA
NIVELACION DIFERENCIAL NIVELACION COMPUESTA
NIVELACION DIFERENCIAL
Es aquella nivelacin geomtrica que sirve para hallar la diferencia de altura
de solamente dos puntos del terreno.
Pasos a seguir:
. Se coloca la mira en el punto de cota conocida (A)
. Se ubica el punto de cota por conocer (B).
. Se instala el nivel en un punto equidistante a los antes mencionados.
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. Con ayuda del nivel se visa la
mira colocada en el punto de cota
conocida: L(+) y se anota en la
libreta de campo.
. Se coloca la mira en el punto de
cota por conocer y con ayuda del
nivel se visa la mira : L(-) y se
anota en la libreta de campo.
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MODELO DE LIBRETA DE CAMPO
.
PUNTO
L(+)
L()
COTA
A
1.85
100.00
B
0.72
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DETERMINANDO LA COTA DE B
PUNTO
L(+)
L()
COTA
A
1.85
101.85
100.00
B
0.72
101.13
En general:
= L(+) + Cota conocida
Cota por conocer = L()
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NIVELACION COMPUESTA
Cuando los puntos cuyos desnivel se quiere conocer no son visibles desde algn
punto intermedio, ya sea porque:
El desnivel es muy grande
Por obstculos que se encuentran entre estos puntos
Cuando las distancias son muy grandes que imposibilita leer sobre la mira.
Cuando hay puntos intermedios de los cuales se desea obtener su cota.
Entonces en este casos habr que repetir una nivelacin diferencial tantas
veces como sea necesario hasta llegar al otro punto, a esta repeticin se
conoce como NIVELACIN COMPUESTA.
.
En el croquis se muestran dos
puntos, A , tiene como cota: +100,00 m; el problema consiste en
determinar la cota del punto B.
Es difcil realizar una nivelacin
simple, por lo cual se elige la
nivelacin compuesta
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Pasos a seguir
Se elige un punto: 1 (punto de cambio), con la condicin de acercarnos al punto B
Se realiza una nivelacin simple entre A y 1 como si B no existiese, calculando cota
del punto 1.
PASO 1: PASO 2:
PASO 3: PASO 4
-
PASO 5: PASO 6:
PASO 7:
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MODELO DE LIBRETA DE CAMPO:.
PUNTO
L(+)
L()
COTA
A
2.54
100.00
1
0.56
1.42
2
1.44
2.53
3
2.56
0.54
B
2.32
1.82
4
1.76
1.25
5
0.94
2.42
A
2.10
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EN GABINETE:
PUNTO
L(+)
L()
COTA
A
2.54
102.54
100.00
1
0.56
101.68
1.42
101.12
2
1.44
100.59
2.53
99.15
3
2.56
102.61
0.54
100.05
B
2.32
103.11
1.82
100.79
4
1.76
103.62
1.25
101.86
5
0.94
102.14
2.42
101.20
A
2.10
100.04
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