TOPOGRAFIA El objetivo del presente curso es impartir los conocimientos básicos sobre la Estructura y mecanismos de los instrumentos topográficos y su aplicación adecuada a los Levantamientos Topográficos. Ya que estos Levantamientos sirven de eje principal en la mayoría de trabajos de Ingeniería, pues la elaboración y ejecución de un proyecto se hacen una vez que se tengan los datos topográficos que representan fielmente todos los accidentes detallados del terreno sobre el cual se va a construir la obra. GENERALIIDADES LA TIERRA La Tierra es el tercer planeta desde el Sol y quinto en cuanto a tamaño. Gira describiendo una órbita elíptica alrededor del Sol, a unos 150 millones de km, en, aproximadamente, un año. Al mismo tiempo gira sobre su propio eje cada día. Es el único planeta conocido que tiene vida, aunque algunos de los otros planetas tienen atmósferas y contienen agua. LA ASTRONOMIA: Es la ciencia que estudia todo lo relacionado con los astros y todas las leyes que rigen sus movimientos. LA ASTRONOMIA DE POSICION: Es una rama de al ciencia que trata de determinar la posición relativa de los puntos sobre la tierra mediante observaciones astronómicas, es decir se ocupa de la determinación de las coordenadas geográficas. Φ (Latitud), λ (Longitud), (Elevación) Ing. JUAN VIDAL CAMPOMANES pág. 1
LA GEODESIA: Es una rama de la ciencia que determina la forma y dimensiones de la tierra, su campo gravitacional, así como el posesionamiento de un punto para lo cual se apoya en los métodos de triangulación, trilateracion, etc. SUPERFICIES A CONSIDERAR EN UN LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO En resumen en un levantamiento topográfico, y cuando se habla de tamaño y forma de la tierra existen tres superficies que deben ser consideradas NORMAL AL GEOIDE VERTICAL LOCAL TOPOGRAFIA TERRESTRE GEOIDE ELIPSOIDE NORMAL AL ELIPSOIDE 1º LA TOPOGRAFIA: Es la superficie física y real de la tierra 2º EL GEOIDE: Es la superficie (Equipotencial) nivelada (tan bien Una realidad física) 3º EL ELIPSOIDE: Superficie matemática o el marco de referencia Para los cálculos * N.M.M. Se miden con los MAREAGRAFOS que existen a lo largo de la Costa (mar) Peruana. DEFLEXION DE LA VERTICAL: Es el ángulo formado por las normales a las superficies del Elipsoide y Geoide de un punto Ing. JUAN VIDAL CAMPOMANES pág. 2
PUNTO DATUM: Es un punto de la tierra en el que se asume que la dirección de la plomada coincide con la dirección de la normal al Elipsoide, es decir que la superficie del Elipsoide coincide con el Geoide y por lo tanto la deflexión de la vertical en ese punto es cero. Este punto es la partida para las redes de triangulación se conocen: Ø, λ, H DEFINICIONES IMPORTANTES 1..-- PUNTO TOPOGRAFIICO Es un punto relativo sobre la superficie de la tierra a partir de los cuales se efectúan mediciones de distancias, ángulos horizontales ó verticales y diferencias de altura entre los puntos; pueden ser de dos clases: - PUNTOS PERMANENTES: Los que servirán de referencia para trabajos posteriores. se usa general mente hitos de concreto, torres, agujas de edificios, cruces de cerro, etc. - PUNTOS TEMPORALES: Los que servirán solo durante el proceso topográfico que se efectúa. pueden ser estacas de madera, varillas de metal, marcas de pintura en veredas ó pistas, marcas con cincel, etc. PUNTO TOPOFRAFICO PERMANENTE PUNTO TOPOFRAFICO TEMPORAL Ing. JUAN VIDAL CAMPOMANES pág. 3
2..-- ESTACA:: Son trozos de madera de: 2 x 3 0 a 40 cm. Plana por un lado que lleva una señal que puede ser tachuela para definir el vértice y en punta por el otro lado. 3..-- ELEVACIION:: Distancia vertical medida respecto a un Plano arbitrariamente tomado como superficie de nivel. 5..-- SUPERFIICIIE GEOIIDAL:: Superficie de nivel que corresponde al N.M.M. 6..-- SUPERFIICIIE HORIIZONTAL:: Superficie plana tangente a la superficie de nivel OTRAS CIENCIAS FOTOGRAMETRIIA:: Ciencia que determinar la posición relativa de un punto sobre la superficie terrestre, mediante la observación de fotografías aéreas o terrestres que están relacionados topográficamente. Ing. JUAN VIDAL CAMPOMANES pág. 4
IINSTRUMENTOS IIMPORTANTES EN LA TOPOGRAFIIA CINTA METRICA JALON TEODOLITO ELECTRONICO PLOMADA MIRA PARLANTE Ing. JUAN VIDAL CAMPOMANES pág. 5
ECLIMETRO BRÚJULA NIVEL AUTOMATICO TRIPODE Ing. JUAN VIDAL CAMPOMANES pág. 6
CALCULADORA CIENTIFICA TEODOLITO OPTICO MECANICO TEODOLITO ELECTRONICO ESTACIÓN TOTAL Ing. JUAN VIDAL CAMPOMANES pág. 7
1.. LEVANTAMIIENTO TOPOGRAFIICO Se define como tal el conjunto de operaciones ejecutadas sobre un terreno con los instrumentos adecuados para poder confeccionar una correcta representación gráfica o plano. Este plano resulta esencial para situar correctamente cualquier obra que se desee llevar a cabo, así como para elaborar cualquier proyecto técnico. Si se desea conocer la posición de puntos en el área de interés, es necesario determinar su ubicación mediante tres coordenadas que son latitud, longitud y elevación o cota. Para realizar levantamientos topográficos se necesitan varios instrumentos, como el nivel y la estación total. El levantamiento topográfico es el punto de partida para poder realizar toda una serie de etapas básicas dentro de la identificación y señalamiento del terreno a edificar, como levantamiento de planos (planimétricos y altimétricos), replanteo de planos, deslindes, amojonamientos y demás. Existen dos grandes modalidades: Levantamiento topográfico planimétrico: es el conjunto de operaciones necesarias para obtener los puntos y definir la proyección sobre el plano de comparación. Levantamiento topográfico altimétrico: es el conjunto de operaciones necesarias para obtener las alturas respecto al plano de comparación. La realización de un levantamiento topográfico de cualquier parte de la superficie de la tierra, constituye una de las actividades principales de la labor cotidiana de los topógrafos. En todo trabajo han de utilizarse los métodos fundamentales de la topografía, la intersección, el itinerario y la radiación, aprendiendo a escalonarlos adecuadamente unos con otros y evitando la acumulación de errores. Todo levantamiento topográfico tiene lugar sobre superficies planas, limitándose a pequeñas extensiones de terreno, utilizando la denominación de geodesia para áreas mayores. Sin embargo, debemos puntualizar que en la topografía clásica, para dar coordenadas a un punto, no se utiliza directamente un sistema cartesiano tridimensional, sino que se utiliza un sistema de coordenadas esféricas que posteriormente nos permiten obtener las coordenadas cartesianas. La altimetría utiliza métodos y procedimientos que determinan la altura o cota de cada punto. Se realiza sobre un plano de referencia, sobre el nivel medio del mar en Alicante (para el territorio español) y sirve para la representación del relieve terrestre, es decir para el curvado de los planos. Ing. JUAN VIDAL CAMPOMANES pág. 8
PLANIMETRIA: Mediciones que se realizan teniendo la proyección del terreno sobre un plano horizontal imaginario que se supone que es la superficie media de la tierra. ALTIMETRIA: Mediciones que se realizan teniendo en cuenta su elevación o altura de un punto de la superficie de la tierra, es decir distancia vertical respecto al plano de referencia tomado como superficie de nivel. 2.- LEVANTAMIENTOS GEODESICOS: Se llama así a todo levantamiento que tiene en cuenta la verdadera forma de la tierra, todos son de gran precisión y se refiere generalmente a grandes extensiones superficiales. Los datos obtenidos son levantamientos, redes de apoyo y referencias de gran preescisión para todos los demás levantamientos 3.- LEVANTAMIENTOS FOTOGRAMETRICOS: Levantamientos que se realizan en base a fotografías aéreas, para grandes extensiones de terreno y ofrece grandes ventajas: económicas, precisión, tiempo y mas que todo evita el trabajo denso de campo ETAPAS DE UN LEVANTAMIIENTO TOPOGRAFIICO:: A.- PLAN DE TRABAJO: Cual es el objetivo, el alcance, selección de método, instrumental, personal, periodo probable, costos, etc., lo mas importante es el cuidado y ajuste de los instrumentos el cual tiene gran importancia y depende de estos en gran parte la precisión de las medidas tomadas, es decir: - Finalidad del Levantamiento - Grado de precisión que requiere tal finalidad - Precisión con que deben hacerse las diferentes observaciones - Instrumentos que deben usarse - Modo de organizar el trabajo para reducir al mínimo su duración - Exactitud de los datos. - Metidos a emplear para que los errores no sobrepasen los limites Permisibles. Ing. JUAN VIDAL CAMPOMANES pág. 9
B.- TRABAJO DE CAMPO: Consiste en la medición de las distancias, ángulos y registrarlos en una libreta con sus respectivos croquis, consta de 2 etapas. RECONOCIMIENTO - Ver las característicos del terreno - Ubicar los vértices TRABAJO DE CAMPO PROPIAMENTE DICHO - Monumentación de los vértices y su referenciación - Determinación del Azimut - Medida de Ángulos - Medida de distancias - Orígenes de los errores. - Determinar las Coordenadas de un vértice - Ubicación de un BM. Para determinar las elevaciones - Levantamiento de Detalles. En esta etapa es imprescindible el uso de la LIBRETA DE CAMPO en la cual se anotan los datos obtenidos. Dicha libreta consta de dos partes: En la cara izquierda; sirve para registrar las medidas tomadas en campo, se recomienda hacerlo con letras y números claros, si desea corregir un dato errado, no borrar sino tachar, ejemplo: 3,384 por 3,380. En la cara derecha, donde se dibuja el croquis del trabajo realizado en campo. Ing. JUAN VIDAL CAMPOMANES pág. 10
C.-) TRABAJOS DE GABINETE: Consiste en efectuar las cálculos matemáticos en función de los datos obtenidos de campo para determinar los errores lineales y angulares y luego realizar las respectivas correcciones con estos valores se determinan las Coordenadas de los vértices luego la ubicación, perímetro áreas, volúmenes, etc. y así realizar los dibujos de planos a una respectiva escala, usando los programas los planos son: - Plano de Ubicación - Plano Perimétrico - Plano Topográfico - Plano de Cotización Ing. JUAN VIDAL CAMPOMANES pág. 11
REFERENCIAR PUNTOS TOPOGRAFICOS En todo Levantamiento topográfico siempre se debe Referenciar por lo menos dos vértices para evitar perder la información, entonces con los datos se pueda nuevamente replantear estos puntos y continuar con el trabajo, en caso de perdida. Para referenciar un vértice topográfico es necesario conocer por lo menos DOS PUNTOS FIJOS DE REFERENCIA Y DE FÁCIL IDENTIFICACIÓN, se puede lograr de las siguientes formas: - POR MEDIO DE DISTANCIAS Cuando los puntos de referencia están cerca d 1 d 2 P - POR UNA DISTANCIA: AL PUNTO Y AL PIE DE PERPENDICULAR DEL ALINEAMIENTO: Cuando un puntos esta cerca y el otro alejado. d 1 d 2 P Ing. JUAN VIDAL CAMPOMANES pág. 12
- POR UNA DISTANCIA UN ANGULO Cuando un puntos esta cerca y el otro alejado d 1 P - POR DOS ANGULOS Cuando los dos puntos están lejanos P Ing. JUAN VIDAL CAMPOMANES pág. 13