Métodos de Nivelación Diferencial
La nivelación diferencial puede ser simple o compuesta, según si se hace una sola puesta de aparato o varias puestas a fin de determinar el desnivel entre dos puntos.
Nivelación simple
Nivelación Compuesta
Ejemplo de una nivelación diferencial compuesta.- dado el Banco de Nivel Nº 1 (BN1) de cota arbitraria 100.000 m, se requiere determinar la cota del Banco de Nivel Nº 2 (BN2), el cual está localizado a 500 m de distancia del BN1.
El nivelador instala el instrumento entre el PL 1 que ahora está atrás y el nuevo PL 2 que estará adelante, hace las lecturas de estadal atrás al PL 1 y adelante al PL 2, llevando así la secuencia de la nivelación hasta obtener la lectura del BN 2. En una nivelación diferencial la comprobación del cálculo o comprobación aritmética se realiza de la manera siguiente: Se efectúan las sumas de las lecturas ( + ) y de las lecturas negativas ( - ), la diferencia entre ambas sumatorias se debe ser igual a la diferencia de la cota de llegada menos la cota de partida.
Cuando en una nivelación se cruza un cuerpo de agua, una hondonada o algún accidente o zona que no permita situar el instrumento en el punto medio entre miras, es necesario emplear visuales más largas
Clasificación de los accidentes del terreno Terreno llano Terreno sinuoso u ondulado Terreno quebrado Terreno escarpado o montañoso
Según la naturaleza lo clasificaremos en: Terreno compacto: Terreno pedregoso: Terreno blando: Terreno arenoso: Terreno pantanoso: Es el que presenta un suelo firme. El que presenta en zonas o en su totalidad piedras o terreno suelto. El que presenta poca consistencia en su terreno. El que presenta amplias zonas de arena y dunas (desiertos). Es la zona de terreno donde el agua por no correr libremente se estanca formando cieno y barro.
Los principales accidentes del terreno son los siguientes: Elevaciones. Montaña: Monte: Laderas o vertientes: Gran elevación del terreno que destaca sobre el que le rodea, su parte más alta es la cima. Si esta es alargada se denomina cresta y si es puntiaguda se denomina pico. Pequeña elevación del terreno, respecto al que le rodea. Si tiene forma alargada se llama loma. Cuando sus laderas tienen mucha pendiente se le denomina cerro y si está aislado se llama otero. Son las superficies laterales de cada elevación.
Depresiones Vaguada: Barranco: Collado: Valle: Río: Es la intersección por su parte inferior de dos vertientes o laderas opuestas. Es una vaguada cuyas vertientes presentan terreno escarpado. Es una depresión entre dos divisorias, si es de fácil acceso se denomina puerto. Si es largo y estrecho, garganta y si es muy profundo cañón o desfiladero. Es un terreno más o menos llano, comprendido entre dos divisorias, por el cual normalmente escurre un curso de agua. Es una corriente de agua de mayor o menor importancia. El terreno por donde discurren sus aguas se denomina cauce o lecho. Cuando solo circula en tiempos de lluvias se llama torrentera.
Confluencia: Vado: Hoya: Costa: Es el punto de unión de dos cursos de agua. Es el lugar de un río o arroyo por donde se puede cruzar a pie o en vehículo. Es una depresión de terreno respecto al que le rodea. Si la hoya tiene agua permanente y es de grandes dimensiones, se llama lago. Y si es de pequeñas dimensiones se llama charca. Es la franja de terreno colindante con el mar. Si es baja y arenosa se llama playa. Y si es abrupta y escarpada se llama acantilado.
Curvas de nivel
Definiciones: Curva de nivel: Es la representación en proyección horizontal de una línea que une puntos de igual cota. Equidistancia: Es la separación vertical que existe entre dos curvas de nivel consecutivas, depende de la escala del dibujo y de la pendiente del terreno. Curvas de nivel maestras: Son las quintas curvas a las que se indica cota o elevación. Curvas de nivel intermedias: Son las comprendidas entre las curvas maestras y se representan con menor calidad de línea.
Características de las curvas de nivel 1. Toda curva debe cerrar sobre sí misma. Esto puede ocurrir dentro del área levantada o fuera de ella y por tanto, no aparecer en el plano. 2. Una curva no puede ramificarse en otras de la misma cota. 3. Las curvas no se pueden juntar o cruzar porque representan contor nos de diferente cota en el terreno. 4. Las curvas solo se cruzan entre sí en el caso de una caverna o de un peñasco en voladizo. 5. una curva sola no puede quedar entre otras dos de mayor o menor cota. 6. La distancia horizontal entre dos curvas de nivel consecutivas es inversamente proporcional a la pendiente. 7. Las curvas igualmente espaciadas indican pendiente uniforme. 8. Si el espaciamiento entre las curvas es amplio la pendiente es suave, si es muy estrecho la pendiente es fuerte y si las curvas llegan a quedar sobrepuestas indicara un acantilado. 9. Las curvas concéntricas y cerradas representan una elevación ó una depresión, según que las cotas vayan creciendo o decreciendo hacia el centro, respectivamente. 10. Las curvas son perpendiculares a las líneas de máxima pendiente y tienden a ser paralelas a las corrientes. 11. Las curvas en las divisorias de las aguas son cóncavas hacia la parte más alta mientras que en los arroyos o vaguadas son convexas.
LEVANTAMIENTOS TAQUIMÉTRICOS La palabra taquimetría se deriva del griego y significa medición rápida. Generalmente se aplica a la obtención de distancias desde una posición del instrumento.
Levantamientos taquimétricos con estación total Una estación total está : el Teodolito o Transito y además consta de una pantalla de cristal liquido, batería de alimentación, teclado alfanumérico, distanciómetro, calculadora, software de aplicación, registro en formato electrónico y funciones que permiten exportar los datos directamente a programas de dibujo y diseño por computadora.
Cálculos estándar Obtención de promedios de mediciones múltiples angulares y de distancias Corrección electrónica de distancias medidas por constantes de prisma, presión atmosférica y temperatura: Correcciones por curvatura y refracción de elevaciones determinadas por nivelación trigonométrica, Reducción de las distancias a sus componentes horizontal y vertical; Cálculo de elevaciones de puntos a partir de las componentes de distancias verticales (las cuales se complementan con entradas por medio del teclado de las alturas del instrumento y del reflector);
Cálculo de las coordenadas de los puntos del levantamiento a partir de las componentes de distancia y ángulo horizontales (que se complementa con entrada por medio del teclado de las coordenadas de la estación ocupada y de un acimut de referencia); Correcciones en los ángulos horizontales y verticales medidos cuando hay de por medio vanos errores instrumentales; Levantamiento y grabado de coordenadas de los puntos radiados en la memoria interna del aparato para su posterior vaciado a una PC y su posterior empleo en cálculo, dibujo y diseño; Cálculo de Áreas en campo de los predios levantados; Replanteo o trazo en campo de las condiciones de proyecto; en gabinete se pre cargan a la estación los puntos de coordenadas que se desean localizar en campo, ya en el sitio los puntos pre cargados se buscan en la memoria para ser localizados en el terreno por medio de la aplicación función replanteo.
Ventajas de la Estación Total: Los círculos puede centrarse instantáneamente apretando simplemente un botón, o bien, pueden inicializarse a cualquier valor con un teclado (esto es muy útil para fijar un azimut de referencia para una lectura hacia atrás); Los ángulos pueden medirse en valores crecientes, ya sea hacia la izquierda o hacia la derecha; Los ángulos medidos por repetición pueden sumarse para proporcionar el total, aun cuando la marca de 360 se haya pasado una o varias veces; Las equivocaciones al leer ángulos, distancias o coordenadas se reducen considerablemente con el registro electrónico; La velocidad de operación se incrementa y el costo de producción de esos instrumentos es altamente competitivo.
Trabajos en el levantamiento con estación total Levantamiento de la poligonal de apoyo. Esta se puede realizar por el método de medida directa de ángulos (internos o externos), se recomienda emplear el registro electrónico de datos y elaborar el registro de campo para llevar las notas y croquis correspondientes. El apoyo topográfico puede consistir en una o varias poligonales de apoyo, cerradas o ligadas en sus extremos. Calculo de las poligonales de apoyo. Se efectúa el cálculo de la planilla de cálculo, el objetivo es determinar las coordenadas de los vértices del apoyo topográfico. Este cálculo se realiza con algún software de aplicación o mediante una hoja de Excel. Nivelación de las poligonales de apoyo topográfico. Para fines de configuración se emplean los desniveles geométricos obtenidos del levantamiento con la estación, para cada lado se obtienen desniveles promedio. Se determinan las cotas a partir de la elevación de origen, se determina el error y se determinan las correcciones en función de las distancias.
Ejecución de un levantamiento topográfico con estación total A continuación se plantea el levantamiento y desarrolla el cálculo y dibujo de un levantamiento que se realizó en un Parque de recreación. Se parte una situación problemática supuesta: Un requerimiento de las autoridades municipales de para desarrollar un proyecto ecológico en la fracción oriente del Parque
Alcance de Trabajo Objetivo. En base al Plan Municipal de Desarrollo Urbano se planea el diseño y construcción de una reserva ecológica que incluirá la integración de habitad para especie s de aves en peligro de extinción. Requiriéndose de la información topográfica de la zona noreste de la Sección la Hoja, la cual comprende aproximadamente 6 Has.
Requerimientos Los requerimientos del levantamiento topográfico de detalle son los siguientes: Establecimiento de apoyo topográfico. El deslinde del predio. Representación del relieve del terreno por medio de curvas de nivel a equidistancias verticales de un metro. La localización de instalaciones existentes, tales como edificios, fosas, luminarias, caminos de servicio, etc. queda pendiente para una segunda etapa
Trabajos de campo Reconocimiento Localización geográfica de un vértice (latitud, longitud y altitud) y en coordenadas UTM Datum WGS 84, así como el establecimiento de una línea de azimut referida al norte astronómico. Levantamiento de las poligonales de apoyo. Levantamiento de detalle para obtener la configuración por medio de curvas de nivel a equidistancias verticales de un metro. El levantamiento de las instalaciones y servicios existentes queda pendiente para una segunda etapa
Trabajos de gabinete Todos los cálculos y dibujos estarán referidos al mismo sistema de coordenadas y nivel de referencia establecido en el posicionamiento. Estos trabajos se realizaran con el software de aplicación siguiente: Cálculos: Excel Dibujo: AutoCAD
Procedimientos 1. Reconocimiento. Imágenes satelitales obtenidas con Google Earth, Carta Topográfica y reconocimiento físico del sitio. 2. Localización geográfica (latitud, longitud) de un vértice y en coordenadas UTM. Se realizara con GPS, así mismo se determinara con altímetro su elevación SNMM. 3. Levantamiento de las poligonales de apoyo. Se localizara y levantara una poligonal cerrada, levantada por el método de medida directa de ángulos. Así mismo se establecerán los circuitos de poligonales de enlace necesarios para densificar el apoyo topográfico. 4. Levantamiento de detalle. Se realizara por el método de radiaciones desde vértices de las poligonales de apoyo. 5. Levantamiento de las instalaciones y servicios existentes. Se realizara por el método de radiaciones desde vértices de las poligonales de apoyo, las secciones de elementos, construcciones existentes, alturas, diámetros de tubería, etc. serán medidos con cinta.
Precisión 1. Posicionamiento. Con una presión en localización y elevación de ± 3 m. 2. Altimetría. Para las poligonales de apoyo ± 1.0 cm en elevación; para los puntos radiados ± 2.0 cm en elevación. 3. Planimetría. Todos los cierres analíticos con una precisión mínima de 1 /10,000
Equipo 1. Posicionamiento. GPS marca Magellan, modelo Tritón 500 2. Planimetría y altimetría. Estación Total Marca Sokkia modelo SET 630RK
Lista de planos y documentos a entregar 1. Memoria de cálculo en archivo electrónico de Word 2010. 2. Un plano de la planta topográfica, formato 24 X 36 (61 x 91 cm) en archivo electrónico de AutoCAD versión 2010.