Topografía 2: Determinación De La Elevación Y Desnivel De Un Punto Por Nivelación Trigonométrica.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA.

RECINTO UNIVERSITARIO “PEDRO ARAUZ PALACIOS”.

FACULTAD DE TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN.

DEPARTAMENTO DE VÍAS DE TRANSPORTE.

Asignatura: Topografía II.

Práctica Nº 1.

Título de la práctica: Determinación de la Elevación y Desnivel de un punto por Nivelación Trigonométrica.

Nombres: Nº de Carnet.

Roberto José Montfort Chavarría 2011-36958

Víctor Manuel Montes Mondragón 2012-41878

Grupo de teoría: IC-23D.

Grupo de práctica: IC-23D-4.

Profesor de teoría: Ing. Claudia Reyes Romero

Profesor de práctica: Ing. Gioconda Juárez

Fecha de realización de la práctica: viernes 04/10/2013

Fecha de entrega: lunes 21 de octubre de 2013

1. DESARROLLO.

Objetivos.

Objetivo general.

Que el estudiante conozca y aprenda las técnicas necesarias para determinar y calcular la altura y el desnivel de uno o más puntos del terreno respecto a un nivel de referencia, aplicando los conocimientos prácticos y teóricos adquiridos en la Planimetría y de gran uso en la Altimetría.

Objetivos específicos.

Capacitar al estudiante acerca de los trabajos altimétricos con el propósito de determinar la altura y el desnivel de los puntos característicos sobre una superficie de nivel que se toma como superficie de comparación en un terreno.

Que el estudiante adquiera habilidades, destrezas y conocimientos que le permitan solucionar problemas de nivelación de un terreno auxiliándose de los métodos y procesos altimétricos realizados en la práctica de campo.

Demostrar los planteamientos técnicos obtenidos durante el curso y llevarlos a la práctica con el objeto de que el estudiante establezca una base sólida teórica y práctica y los aplique en los problemas de la ingeniería civil.

Introducción.

La nivelación, término general que se aplica a cualquiera de los diversos procedimientos altimétricos por medio de los cuales se determinan elevaciones o niveles de puntos, o bien, diferencias de elevaciones o desniveles, es una operación vital para obtener los datos necesarios para la elaboración de mapas o planos de configuración y en proyectos de obras de ingeniería y de construcción. Los resultados de la nivelación se utilizan en: a) en el proyecto de carreteras, vías férreas y canales que han de tener pendientes que se adapten en forma óptima a la topografía existente; b) situar obras de construcción de acuerdo con elevaciones planeadas; c) calcular volúmenes de terracerías; d) investigar las características de escurrimiento o drenaje de regiones; e) elaborar mapas y planos que muestren la configuración general del terreno.

En síntesis podemos decir que la nivelación es el proceso de altimetría que se sigue para determinar elevaciones de puntos, o bien, diferencias de elevación entre puntos.

Métodos de Nivelación.

Existen tres métodos generales de nivelación: el trigonométrico, el barométrico y la nivelación de burbuja.

Nivelación trigonométrica es aquella en la cual se miden las distintas horizontales y los ángulos verticales, los cuales se usan para calcular los desniveles. Este método puede emplearse para establecer puntos inaccesibles, como los picos de las montañas, construcciones marinas, etc. El método de la estadía, que es una variante de la nivelación trigonométrica, es muy útil para la elaboración de planos, nivelaciones poco precisas o levantamientos preliminares.

Nivelación barométrica esta consiste en la determinación de elevaciones midiendo los cambios en la presión del aire. Aunque las presiones barométricas pueden medirse con barómetros de mercurio, estos instrumentos son pesados, voluminosos y frágiles, por lo que no son prácticos para fines topográficos. En su lugar se utilizan los barómetros metálicos o aneroides, que son resistentes y ligeros pero menos precisos, denominados comúnmente altímetros.

Las lecturas del barómetro tomadas en puntos con la misma elevación varían de acuerdo con las condiciones locales de presión del aire y son afectados por las variaciones de humedad y temperatura. Si se utiliza un solo barómetro, se ajusta a una elevación conocida y luego se toman lecturas en otros puntos. Al terminar el trabajo, el barómetro se lleva de nuevo al punto original o de inicio y se toma ahí una nueva lectura. En los trabajos de nivelación es conveniente utilizar más de un barómetro. Lo más adecuado es emplear al menos tres barómetros para obtener las elevaciones con una precisión razonable.

Nivelación diferencial de burbuja también se le conoce como nivelación directa, es el método usual para obtener elevaciones, se miden distancias verticales referidas a una línea horizontal, las cuales se emplean para calcular los desniveles entre varios puntos. Se utiliza un nivel de burbuja para fijar la línea de visual del telescopio. Ésta es la línea horizontal supuesta con respecto a la cual miden las distancias verticales.

Antecedentes históricos.

El origen de la medición topográfica, se remonta al antiguo Egipto, donde las continuas crecidas y desbordamientos del Nilo, obligaban a la existencia de técnicos agrimensores para volver a deslindar las tierras inundadas por el río.

La primera descripción de estos aparatos de medida aparece en Alejandría en el siglo I d.C. donde Herón describe algunos de los instrumentos llamados ´´dioptras´´ que pueden servir para hallar distancias horizontales, cuyo fundamento es el de los actuales teodolitos o bien para hallar las diferencias de alturas, que son la base de los actuales niveles.

La tecnología fue potenciada a través de privilegios de invención y los modelos presentados al Rey se guardaron formando un gabinete de máquinas. Las patentes de invención constituyeron una fuente de gran interés de la participación del poder real en el desarrollo de la técnica, ya que las cédulas de privilegio real se concedían a aquellas invenciones que se ajustaban a una normativa clara y previa, a semejanza de lo que se venía haciendo en Florencia, Venecia y otras repúblicas italianas, según las últimas investigaciones del profesor García Tapia.

La historia de la altimetría comenzó en los años 70-80, pero fue Topex/Poseidón (lanzado en 1992), quien mostró la potencia de esta técnica, al proporcionar medidas de la altura del mar con una precisión centimétrica. La serie de los Jason, concebida con instrumentos miniaturizados, toma el relevo para perennizar las medidas. Por otro lado, están previstas (o en estudio) otras misiones para establecer un observatorio permanente de los océanos.

Importancia y aplicación de la práctica.

La importancia fundamental y premisa de esta práctica es la determinación de elevaciones auxiliándose con un instrumento topográfico, conocida como nivelación, el significado de la obtención de elevaciones no puede ser más relevante, es tan importante que no se puede concebir un proyecto de construcción en el que no sea critico este proceso, constituyendo un elemento necesario y de mucha utilidad en la formación integral y profesional del Ingeniero Civil.

La determinación y cálculo de los desniveles y elevaciones de un terreno tienen una diversidad de aplicaciones no sólo en la topografía sino también en la vida común diaria de las personas. El estudiante a través de esta práctica analiza con cuidado los registros obtenidos comprobándolos matemáticamente con el fin de demostrar que existe una lógica correcta y coherente entre el perfil del terreno, sus anotaciones y la diferencia de nivel obtenidas, permitiéndole aplicar métodos y conocimientos que le faciliten su trabajo en el campo y que posteriormente serán parte de su cúmulo de herramientas a utilizar en un posible problema de altimetría.

El control de elevaciones es de gran importancia en todo tipo de proyectos, desde terraplenado de una granja o la construcción de un muro, hasta la construcción de proyectos de drenaje, edificios de más de 20 mts. de altura, puentes largos, caminos, carreteras, cálculo de volúmenes de terracería, elaboración de mapas, etc.. He aquí la necesidad que tiene el ingeniero civil de manejar, conocer y dominar el proceso denominado Nivelación.

Aspectos generales.

De forma general es de mucha utilidad conocer y establecer ciertas definiciones sistematizadas que le permiten al estudiante una mayor y más fácil comprensión de la altimetría que son requeridas y de gran uso en el estudio de nivelación.

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