Realizar el levantamiento altimétrico del terreno, aplicando el método de nivelación geométrica

PRACTICA N° 2

“NIVELACION GEOMETRICA”

1. INTRODUCIÓN

La asignatura de Topografía. El cual, permite una representación gráfica del terreno mediante conjunto de principios y procedimientos de tipo trigonométricos, estadísticos, de algoritmos numéricos, etcétera. Por el contrario, la Geodesia, sólo se centra en representar una porción infinitesimal de la tierra, haciendo que los errores de aproximación al no considerar la curvatura de la tierra, sean despreciables. Dentro del curso, se podrá conocer dos métodos topográficos: La Planimetría y La Altimetría.

Para esta práctica es indispensable tener conocimientos básicos de planimetría Los procedimientos topográficos que se desarrollan en esta práctica pueden efectuarse con una calculadora. Sin embargo, esos mismos procedimientos pueden agilizarse, con el uso de un computador, esta herramienta es casi indispensable cuando se desea realizar gráficos elemento fundamental en este tema.

1. OBJETIVOS

1. Objetivo General

• Realizar el levantamiento altimétrico del terreno, aplicando el método de nivelación geométrica.

1. Objetivos Específicos

• Manejar y usar el nivel de Ingeniero.
• Aplicar la nivelación geométrica simple y compuesta.

1. MARCO TEORICO

1. Nivelación geométrica o nivelación por alturas. 

Es el procedimiento altimétrico que consiste en determinar la diferencia de cotas de los puntos observados, mediante la comparación directa de las diferencias de sus alturas medidas en una mira colocada en ellos con el plano de comparación que establece la visual horizontal de un nivel topográfico, instalado normalmente el método del punto medio. (Arango Andreu, Oscar)

1. Altimetría

Se da el nombre de nivelación al conjunto de operaciones por medio de las cuales se determina la elevación de uno o más punto respecto a una superficie horizontal de referencia dada o imaginaria la cual es conocida como superficie o plano de comparación. El objetivo primordial de la nivelación es referir una serie de puntos a un mismo plano de comparación para poder deducir los desniveles entre los puntos observados. Se dice que dos o más puntos están a nivel cuando se encuentran a la misma cota o elevación respecto al mismo plano de referencia, en caso contrario se dice que existe un desnivel entre estos. La nivelación es una operación fundamental para el ingeniero, tanto para poder confeccionar un proyecto, como para lograr replantear el mismo. Las aplicaciones más comunes de la nivelación son:

• En proyecto de carreteras y canales que deben tener pendientes determinadas.
• Situar obras de  construcción de acuerdo a elevaciones planeadas. Calcular volúmenes de terraceria. (Volúmenes de tierra).
• Investigar características de drenaje y escurrimiento de superficies. Establecer puntos de control mediante el corrimiento de una cota.

Los instrumentos básicos utilizados para lograr estos fines son el nivel y la estadia. También puede ser usado el teodolito pues también realiza las funciones del nivel. Los niveles son instrumentos de fácil manejo y de operación rápida y precisa (nivel automático o autonivelante). Los niveles de mano son instrumentos que se usan con una sola mano y se usan en trabajos de poca precisión y para fines de verificación. Los niveles de mano tienen dos características básicas; una línea de vista o de colimación y un nivel de burbuja para poner la línea de vista horizontal. Con un nivel de mano podremos lanzar visuales, determinar pendiente o ángulos horizontales. En trabajos de gran envergadura y que abarcan grandes extensiones se utiliza el nivel medio del mar (NMM) como plano de comparación. En trabajos pequeños de relativa importancia donde no se tiene referencia cercana del NMM se acostumbra usar planos de referencia asumidos, esto es sin duda uno de los casos más comunes en los trabajos de nivelación de nuestra carrera. ( Navarro Hudiel-2008)

1.  Nivelación geométrica simple.

La nivelación geométrica es un método de obtención de desniveles entre dos puntos, que utiliza visuales horizontales. Los equipos que se emplean son los niveles o equialtimétros. Los métodos de nivelación los clasificamos en simples cuando el desnivel a medir se determina con única observación. Aquellas nivelaciones que llevan consigo un encadenamiento de observaciones las denominamos nivelaciones compuestas. Antes de realizar una observación topográfica es necesario efectuar la comprobación del estado del equipo correspondiente. Tras describir brevemente los métodos de nivelación geométrica simple, analizaremos el procedimiento de verificación de un nivel. Los métodos de nivelación nos dan diferencias de nivel. Para obtener altitudes, cotas absolutas, habría que referir aquellos resultados al nivel medio del mar en un punto. ( Kasser, Michel -2001)

Es la que se efectúa instalando el nivel en un punto situado entre otros dos cuyo desnivel se quiere determinar. Para llevar a cabo el procedimiento podemos usar los siguientes métodos:

• Método del punto medio: el aparato se estaciona en un punto equidistante entre los dos cuyo desnivel se desea conocer, estableciéndose lecturas de miras en ambos puntos.
• Método del punto extremo: para calcular el desnivel entre dos puntos, el aparato se estaciona en un punto y la mira en otro.
• Método de estaciones equidistantes: el aparato se sitúa entre los puntos cuyos desniveles deseamos conocer, haciendo dos estaciones en puntos cuyas distancias al primero y al segundo son iguales.
• Método de estaciones exteriores: el nivel se sitúa en dos estaciones exteriores a la alineación de los puntos cuyo desnivel se desea conocer.

(Arango Andreu-1983)

1.  Nivelación geométrica compuesta.

Se denomina nivelación compuesta o línea de nivelación, el método por el que se obtiene el desnivel entre dos puntos encadenando el método de nivelación simple de punto medio. Se realiza más de una estación para determinar el desnivel entre los dos puntos. Si los puntos cuyo desnivel quiero hallar están excesivamente separados entre sí, o la diferencia de nivel es mayor que la que puede medirse de una vez, se hace necesario encontrarlo realizando varias determinaciones sucesivas, es decir, efectuando una nivelación compuesta. ( Ferrer Torio-1991)

Es decir, que el desnivel total es el resultado de restar de la suma de todas las miras de espalda la de todas las de frente. Las miras deben estar situadas sobre superficies estables. Cuando los puntos en los que se tenga que situar la mira no tengan permanencia, se hará uso de una basada o zócalo como superficie de apoyo. Se coloca la basada, se pisa ésta, se coloca la mira, y no se levanta la mira hasta que no hayamos realizado las observaciones de frente y de espalda sobre ella. No se debe olvidar que si se trata de un punto de altitud conocida o previamente señalizado, no se colocará basada ó zócalo. (M. Farjas)

Al principio y final de cada anillo se colocarán estacas para materializar dichos puntos de forma que se pueda tener un control de las niveladas. Estas estacas se pueden situar cada 400 metros aproximadamente, pero su longitud depende principalmente de la pendiente del terreno y de la experiencia del operador. Las líneas de nivelación se clasifican en:

• Línea de Nivelación Sencilla.

• Línea de Nivelación Doble.

(M. Farjas)

Es la que se efectúa cuando hay necesidad de hacer varias nivelaciones simples producto a que los puntos se encuentran a mucha distancia o existen muchos accidentes en el terreno y no se puede determinar de una sola nivelada. (Arango Andreu-1983)

1. Línea de nivelación sencilla.

Una línea de nivelación sencilla es una nivelación geométrica compuesta en la que se aplica el método del punto medio para ir desde un punto A a un punto E en un solo recorrido. Como obligatoriamente ha de ser encuadrada, para poder aplicar este método tendremos que conocer de antemano la altitud de A y de E. El objetivo del trabajo es dotar de altitudes a puntos intermedios distribuidos a lo largo de la línea. La línea se divide en anillos por medio de estacas (cada 400 metros aproximadamente), o siguiendo criterios de pendiente del terreno. Son necesarios estos puntos fijos para permitir la comprobación del trabajo y la localización de errores. En campo se tomarán lecturas de frente y espalda en cada estación, la suma de todas ellas nos permitirá calcular los desniveles de cada anillo.

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