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ALTIMETRIA Y NIVELACION

ING. SARA ELIZABETH HUAMÁN MORENO

ALTIMETRIA Y NIVELACION

Altimetría. Es una rama de la topografía que estudia las diferencias de alturas o cotas entre puntos de un terreno y la representación de estas alturas por intermedio de las curvas de nivel. Superficie a Nivel. Viene hacer la superficie en la cual cada uno de sus puntos son normales o perpendiculares a la vertical correspondiente.

ALTIMETRIA Y NIVELACION

Altura de un punto. Es la altura que tiene un punto que se encuentra sobre la superficie terrestre con respecto a la superficie de nivel o al nivel medio del mar. Desnivel. Es la diferencia de altura existente entre dos puntos que se encuentran sobre la superficie terrestre.

ALTIMETRIA Y NIVELACION

Nivel Medio del Mar. Es una superficie imaginaria que viene hacer el resultado de las observaciones con mareógrafo ubicado en la proximidad del mar. Debido al efecto de las atracciones combinadas del sol, la luna las aguas del mar suben y bajan periódicamente. A esta superficie imaginaria libre de perturbaciones se le considera como nivel medio del mar. (N.M.M.). Superficie de Referencia. Generalmente se toma como referencia al efectuar una nivelación a la superficie del mar o nivel del mar, pero cuando se trata de determinar la altura relativa entre 2 puntos no importa que la superficie de referencia sea una superficie cualesquiera

ALTIMETRIA Y NIVELACION

Nivelar. Consiste en encontrar la diferencia de cotas entre dos puntos de un terreno. Nivelación. Es el procedimiento que se utiliza para hallar la diferencia de alturas o cota entre dos ó más puntos sobre el terreno. Cota. Altura de los puntos nivelados con respecto a un plano de referencia. Cota Absoluta. Es la altura de, cualquier punto con respecto al nivel del mar.

ALTIMETRIA Y NIVELACION

Bench Marks. Es un punto topográfico fijo permanente cuya cota es conocida y referida al nivel del mar, sirve como inicio de una nivelación o para replantear nivelaciones. B.M. = 2570 msnm.

INSTRUMENTOS DE NIVELACION

Son aquellos que sirven para medir la diferencia de altura entre dos o más puntos. Tipos de Niveles. - De Tubo Abierto.- Es un instrumento que esta constituido básicamente por una manguera transparente la cual ha sido parcialmente llenada con agua, cuidando de que no se forme burbujas de aire. El principio de este instrumento es el de los vasos comunicantes lo que origina que los dos niveles extremos o meniscos de agua se encuentren en la misma altura, pudiéndose determinar un plano horizontal imaginario a partir del cual se podrá determinar la diferencia de niveles entre dos o más puntos.

INSTRUMENTOS DE NIVELACION

De Tubo Cerrado.- Son los denominados esféricos o tubulares, estos niveles están constituidos por una burbuja un tubo de vidrio el cual ha sido parcialmente lleno de alcohol, en la parte superior del tubo se encuentra una burbuja de aire, la que será el indicativo de la nivelación. Estos niveles son la base de el nivel de mano o de carpintero, eclímetro o clisímetro, nivel de ingeniero o equialtímetro. .

INSTRUMENTOS DE NIVELACION

ECLÍMETRO. Es un aparato que consta de un anteojo el cual tiene un eje montado, un semicírculo graduado provisto de un índice o vernier y un nivel de aire cuya burbuja puede verse reflejada en el campo del anteojo por medio de espejo reflector convenientemente dispuesto. El semicírculo tiene un limbo graduado de 0 a 90 en ambos sentidos y otra graduación interior que indica la pendiente en tanto por ciento.

ECLIMETRO -USOS

ECLIMETRO -USOS

ECLIMETRO -USOS

ECLIMETRO -USOS

NIVEL DE INGENIERO O EQUIALTIMETRO

NIVEL DE INGENIERO O EQUIALTIMETRO

NIVEL ELECTRÓNICO DIGITAL.

NIVEL DE INGENIERO O EQUIALTIMETRO

NIVEL LASER El rayo láser se utiliza con efectividad en varias operaciones topográficas. Se aplica generalmente para generar una elevación de referencia conocida o punto a partir del cual se toman mediciones de construcción.

NIVEL DE INGENIERO O EQUIALTIMETRO

TEODOLITOS EMPLEADOS Como niveles.- Aunque su propósito principal es la medición de ángulos, los teodolitos se pueden emplear también en la nivelación. Los resultados que se obtienen son bastantes precisos, pero no tanto como los que se obtienen con niveles de ingeniero.

NIVEL DE INGENIERO O EQUIALTIMETRO

ESTACIONES TOTALES UTILIZADAS COMO NIVELES Como parte del levantamiento topográfico, se puede obtener las elevaciones de los puntos, lo cual se hace fácilmente con la estación total. Las elevaciones que se determinan de esta manera, son precisas pero no como aquellas que se obtienen mediante el proceso de nivelación realizado con el nivel de ingeniero.

NIVEL DE INGENIERO O EQUIALTIMETRO

CAMPO DE UTILIZACIÓN DEL NIVEL DE INGENIERO. - Se utiliza en el traslado de niveles fijos o B.M. a otros puntos o lugares de los que se desee conocer su altura o cota.

- Levantamientos de perfiles longitudinales y secciones transversales como calles, carreteras, canales y líneas férreas. - Nivelación de superficies para el cálculo de movimientos de tierras en cualquier tipo de construcción civil.

NIVEL DE INGENIERO O EQUIALTIMETRO

PUESTA EN ESTACIÓN DEL NIVEL 1. Se colocará el trípode en un lugar seguro y fijo y a una altura aproximada igual a la altura del pecho del operador, debe colocarse de modo que quede lo más, nivelado posible. 2. Se coloca el instrumento sobre el trípode, luego se sostiene con una mano fijamente hasta terminar de ajustar con el tornillo de sujeción.

NIVEL DE INGENIERO O EQUIALTIMETRO

Puesta en Estación del Nivel 3. Con la ayuda de los tornillos nivelantes se nivela el nivel circular de la siguiente manera :

NIVEL DE INGENIERO O EQUIALTIMETRO

Puesta en Estación del Nivel 4. Se visa con el ocular del anteojo el lugar donde se encuentra ubicada la mira y luego se mueve el ocular para aclarar los hilos del retículo, la imagen con el tornillo de enfoque. 5. Usando el tornillo de basculamiento de la parábola se coloca a esta paralela de tal manera que se la vea completa. Esta operación se realizara cada vez que tenga que visar para realizar una lectura en una mira sobre cualquier punto topográfico.

COMPROBACION DE UN NIVEL DE INGENIERO

1. Se instala el instrumento a una distancia de 25 mts. aproximadamente de una pared. 2. Una vez nivelado el nivel circular como la parábola, se lo hará girar 180 observando que la burbuja del nivel no sufra ningún desplazamiento. 3. Sobre esta pared se marca un punto dado por la intersección de los hilos del retículo. Este punto debe estar en uno de los extremos del hilo horizontal. 4. Seguidamente con el tornillo horizontal de movimiento lento se hace girar el anteojo; si el punto se mantiene en coincidencia con el hilo horizontal hasta el otro extremo está correcto. Si se aleja del hilo horizontal habrá que calibrarlo.

CLASES DE NIVELACIÓN : 1.

Nivelación Geométrica o diferencial. Es cuando .a diferencia de altura o cotas de los puntos del terreno se calculan por medio de niveles (convencionales o automáticos). Nivelación propiamente dicha, es la determinación del desnivel entre dos puntos próximos mediante visuales horizontales hacia miras verticales.

2.

Nivelación Trigonométrica o Taquimétrica. Es la determinación de desniveles mediante fórmulas trigonométricas, aplicadas para resolver el triángulo rectángulo cuya incógnita es el cateto que representa la diferencia de altura, y con los datos, ángulo vertical opuesto, cateto adyacente o hipotenusa, son medidos directamente en el campo, usando el teodolito mecánico, electrónico o la estación total.

CLASES DE NIVELACIÓN :

3.

Nivelación Barométrica. Consiste en hallar la diferencia de nivel que hay entre dos puntos en función de la presión atmosférica de dichos puntos. Para obtener el valor de las presiones empleamos el barómetro de mercurio, el barómetro metálico, o el instrumento llamado altímetro.

4.

Nivelación satelital. Es la determinación de cotas o alturas de uno o más puntos mediante el uso del sistema GPS ( Sistema de Posicionamiento Global)

METODOS DE NIVELACION GEOMETRICA •

Nivelación Simple o Diferencial. Es el proceso de determinar la diferencia de elevación de dos puntos.

Vista Atrás. Se llama así a la visual que se efectúa a la mira cuando esta se encuentra en un punto cuya cota es conocida. Vista Adelante. Es la visual que se efectúa a la mira cuando esta se encuentra en un punto cuya cota se desea conocer. Altura de Instrumento. Viene a ser igual a la suma de la cota del punto cuya es conocida, más la vista atrás del mismo punto. = Cota A + (vista atrás) Cota B =

- (vista adelante)

Punto de Cambio. Es un punto transitorio que sirve para seguir efectuando la nivelación, también se conoce como un B.M. transitorio.

EJEMPLOS

1. De una nivelación simple o diferencial se tiene la siguiente libreta de campo. Calcular las cotas de los demás puntos.

2.

De una nivelación se tiene la siguiente libreta de campo. Determinar las cotas de otros puntos

b. Nivelación Geométrica Múltiple.

Se llama así porque se determina las cotas de varios puntos conociendo la cota de un punto y se visa de una sola estación. Ejemplo. se tiene la siguiente libreta de campo se pide determinar las cotas de los puntos A, B, C, C, D, E, F y G.

c. Nivelación Geométrica Compuesta. Es un sistema de nivelación empleado cuando el terreno es bastante accidentado y no permite visualizar todos los puntos de una misma estación o también cuando las visuales resultan demasiadas largas (mayores de 300 mts.). El nivel no permanece en un solo sitio, sino que va trasladándose a diversos puntos o estaciones desde cada una de las cuales se realiza una nivelación geométrica múltiple que va ligándose por medio de los llamados puntos de cambio. Ejemplo. Se tiene la siguiente libreta de campo de una nivelación, se pide calcular las cotas de los demás puntos.

d. Nivelación Geométrica Recíproca. Se utiliza para realizar chequeos o comprobaciones de cotas

e. Nivelación Geométrica Mixta.

Es el tipo de nivelación en la cual se combina la Nivelación geométrica compuesta con los otros tipos de nivelación.

ERRORES MÁS FRECUENTES EN LA NIVELACION

a) b) c) d) e) f) g) h) i)

Ajustes imperfectos del instrumento Curvatura terrestre y refracción atmosférica Variaciones de temperatura Graduación errónea de las miras Falta de perpendicularidad de las miras Puntos de cambio defectuosos Asentamiento del trípode Error de centrado de la burbuja Mal enfoque

COMPROBACION DE NIVELACIONES a) Nivelación por doble vista. Las dos nivelaciones se llevan al mismo tiempo o también tres si se desea. Para evitar equivocación al anotar conviene llevar registros separados y en hojas aparte, para cada nivelación.

b) Nivelación de ida y regreso. Se realiza por los mismos puntos o por otro camino o puntos diferentes, (es lo más conveniente en general).

Sea cual fuere el método que se siga, como se obtienen dos o más valores para el desnivel total, el valor más probable será la media aritmética de ellos.

PRECISIONES DE LA NIVELACION COMPUESTA Depende de muchos factores entre los más importantes, calidad de los instrumentos, experiencia y destreza del observador. Los errores máximos que se pueden itir dependen del tipo de nivelación así tenemos: Nivelación Aproximada Las longitudes de las visuales pueden ser hasta de 300 mts., las longitudes de vista atrás y vista adelante pueden ser iguales. Las lecturas en la mira con aproximación de 3 centímetros. Se utiliza en reconocimientos o anteproyectos.

Nivelación Ordinaria Las longitudes de las visuales pueden ser hasta de 190 mts., las longitudes de vista atrás y vista adelante hay que procurar que sean aproximadamente iguales, los puntos de cambio se colocarán sobre terreno firme y sólido. Las lecturas en la mira con aproximación de los 2 milímetros. Se utiliza en Proyectos de carreteras , vías férreas u otras construcciones civiles.

PRECISIONES DE LA NIVELACION COMPUESTA Nivelación de Precisión Las longitudes de las visuales pueden ser hasta de 90 mts., las longitudes de vista atrás y vista adelante (se miden a pasos) y se toman los más aproximadamente iguales. los puntos de cambio se colocarán sobre clavos de metal enclavados en el terreno. Las lecturas en la mira con aproximación de los 0.25 milímetros. Es utilizada para planos de poblaciones o para el establecimiento de puntos de referencia principales en levantamientos de cierta extensión.

Nivelación de Alta Precisión Se emplea Equialtímetro de gran precisión. Diariamente se comprobará y se corregirá. La longitud de las visuales no deben ser mayores de 90 mts. estas longitudes se medirán con la estadía. La mira debe estar perfectamente vertical (nivel esférico). los puntos de cambio se colocarán sobre clavos de metal enclavados en el terreno. Es utilizada en la determinación de puntos permanentes de redes de apoyo altimétrico y de cota bien exacta.

COMPENSACION DE LA NIVELACION GEOMETRICA COMPUESTA

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La compensación de un trabajo de nivelación es sencilla cuando se inicia de un punto fijo y vuelven al mismo formando un polígono cerrado o cuando la nivelación termina en otro punto cuya cota es conocida.

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Por lo general en una nivelación de ida y vuelta la cota de regreso se compara con la cota de partida las que deberán ser iguales, pero esto no sucede, existiendo entre ellas una diferencia a la que se denomina error de cierre de la nivelación la que será comparada con el error máximo permisible de acuerdo al tipo de nivelación, si este error es menor que el máximo tolerable entonces se procede con la compensación y si fuera mayor se regresa al campo a realizar nuevamente la nivelación.

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Siendo el error de cierre ( e ) , d1. d2....dn las distancias parciales y ( D ) la distancia del circuito cerrado. El error de cierre puede ser positivo o negativo. e = cota de regreso - cota inicial.

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El error se habrá de repartir en cada punto correspondiente a las distancias parciales d1, d2,..dn.

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Por lo tanto : C1 =(e/D)(d1), C2 =(e/D)(d1+d2), C3 =(e/D)(d1+d2+d3), .. etc

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Finalmente : Cota definitiva = cota calculada + C (corrección)

EJEMPLO

1. Se ha realizado una nivelación, obteniéndose los siguientes datos entre dos puntos de cota conocida y el registro de campo es el siguiente:

Se pide: a) calcular las cotas de los puntos nivelados b) Calcular las cotas compensadas de los puntos considerados, para un nivelación ordinaria

SOLUCIÓN

SOLUCIÓN Finalmente se tiene el cuadro de resultados:

EJEMPLO

2.

De una nivelación por circuito se tiene los siguientes datos de campo. Calcular las cotas compensadas, para una nivelación ordinaria. ( Ejercicio )