PROCEDIMIENTO DE UN LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO

ANGIE JAHAIRA JIMENEZ TAZAMA

JHOAN CAMILO ROZO FORERO

JONATHAN FERNEY FORERO RODRIGUEZ

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERIAS

INGENIERIA CIVIL

2015

PROCEDIMIENTO DE UN LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO

ANGIE JAHAIRA JIMENEZ TAZAMA

JHOAN CAMILO ROZO FORERO

JONATHAN FERNEY FORERO RODRIGUEZ

ING. MARIA CAMILA JIMENEZ VIVAS

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERIAS

INGENIERIA CIVIL

2015

INTRODUCCION

Desde tiempos muy antiguos el hombre ha buscado vivir en un terreno mucho más cómodo en lo que se refiere a la textura del suelo, es así que poco a poco fue ideando una manera de poner a un mismo nivel un pequeño terreno para poder construir sus viviendas más estables y con menos posibilidades de colapso; en este proceso uso muchos instrumentos que ayudaron de mucho en su trabajo.

Es así como poco a poco se creó la topografía, que viene a ser el estudio de la superficie de la tierra con sus formas y detalles.En la actualidad el hombre sigue teniendo las mismas necesidades, con la diferencia que actualmente es mucho más fácil llevar a cabo ciertos procesos con la ayuda de instrumentos y tecnologías el hombre ahora puede hacer de un terreno inaccesible en uno completamente nivelado y accesible.

Para este proceso actualmente se siguen ciertos pasos para realizar un trabajo óptimo.

OBJETIVO GENERAL

conocer cómo se realiza un levantamiento topográfico y la importancia del mismo para la realización de cualquier obra civil o medición de un terreno.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

comprender los conceptos básicos para sí implementarlos adecuadamente en el campo, obteniendo mejores resultados.

Hallar áreas, perímetro y los azimut del terreno.

LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO

Un levantamiento topográfico es una representación gráfica que cumple con todos los requerimientos que necesita un constructor para ubicar un proyecto y materializar una obra en terreno, ya que éste da una representación completa, tanto del terreno en su relieve como en las obras existentes. (BRINKER 1969)De ésta manera, el constructor tiene en sus manos una importante herramienta que le será útil para buscar la forma más funcional y económica de ubicar el proyecto. Por ejemplo, se podrá hacer un trazado de camino cuidando que éste no contemple pendientes muy fuertes ni curvas muy cerradas para un tránsito expedito, y que no sea de mucha longitud ni que se tengan excesivas alturas de corte o terraplén, lo que elevaría considerablemente el costo de la obra; por otro lado, un arquitecto podrá ubicar una urbanización de manera que las casas se encuentren todas en terrenos adecuados, no en riscos o acantilados, que tengan buena vista, que estén en armonía con el sector, etc. Se denomina levantamiento al conjunto de operaciones necesarias para representar topográficamente un terreno. Aunque en general todo levantamiento ha de hacerse con precisiones ya establecidas, hay ocasiones en que, por la índole del trabajo, puede aligerarse éste aún cuando lleguen a cometerse errores sensibles en el plano, e incluso, a veces, basta un ligero bosquejo, con rápidas medidas, constituyendo un croquis.

TIPOS DE LEVANTAMIENTOTOPOGRAFICO

De aquí la clasificación de levantamientos:

Regulares: Se utilizan instrumentos, más o menos precisos, que con fundamento científico permiten obtener una representación del terreno de exactitud variable, pero, de tal naturaleza, que se compute siempre como de igual precisión en cualquier punto de la zona levantada. La exactitud delos levantamientos regulares depende, desde luego, de la habilidad del operador, pero es debida, principalmente, a la precisión de los instrumentos empleados.

Irregulares: Menos precisos, de tal naturaleza, que se compute siempre como de desigual precisión en cualquier punto de la zona levantada.

Así también para su estudio los dividimos en:

*Planimetría o control horizontal.*Altimetría o control vertical.

CONCEPTOS EN LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO

ESCALA: Relación que existe entre la medida de un segmento sobre el papel y la medida de su homólogo en la realidad Escala = Plano /Terreno =1/D (Denominador de la Escala):E = P /T = 1/D Esta fórmula también es válida para superficies:E2 = S plano/S terreno =1/D2

TIPOS DE ESCALAS:

ESCALAS NUMÉRICAS: En el terreno tenemos que considerar tres distancias entre dos puntos:

* Distancia NATURAL, REAL o TOPOGRÁFICA: la que separa los punto A y B medida sobre el suelo: ADB

* Distancia GEOMÉTRICA: la que separa A y B medida sobre la recta imaginaria que los une.

* Distancia REDUCIDA HORIZONTAL: la que resulta de medir la proyección de los puntos A y B sobre el plano horizontal, correspondiéndose la distancia medida en el plano con la distancia horizontal del terreno.

Las escalas MILITARES REGLAMENTARIAS en España son: 1:5.000, 1:10.000, 1:25.000, 1:50.000, 1:100.000, 1:200.000,1:250.000,

ESCALAS GRAFICAS: Representación de una escala numérica sobre una recta; o lo que es lo mismo su representación geométrica. Sabiendo que: 1Km= 20 mm, 50m = 1mm. A la parte izquierda se le llama talón y se marcará con 500 m la división central.

APRECIACIÓN GRAFICA: Teniendo en cuenta que el valor mínimo del grosor de trazo empleado para representar los detalles del terreno es de 0.2 mm, la Apreciación Gráfica se obtiene mediante la fórmula: Aprox = 0.2 x D, siendo D el denominador de la escala.

TAQUIMETRIA: La taquimetría es el sistema de levantamiento que resulta de determinar la posición de los puntos, principalmente por radiación y en que las medidas elementales se hacen como sigue:

a.- Los ángulos horizontales por un limbo horizontal.b.- Los ángulos verticales por un limbo vertical.c.- Las distancias horizontales y verticales, por medio de la estadía, con utilización de las medidas angulares.

El instrumento que más se acomoda a este trabajo es el taquímetro que no es sino un teodolito provisto de una estadía en el anteojo.

PLANO DE MENSURA O AGRIMENSURA: En el antiguo Egipto, los desbordamientos periódicos delrío Nilo producían constantes confusiones en la delimitación de las propiedades agrarias. Como consecuencia de ello hubieron de idearse procedimientos y aparatos de medición que permitieron precisar los esquemas necesarios para la reposición de las lindes y constituyeron el origen de la moderna Agrimensura La agrimensura es la rama de la Topografía destinada a la delimitación de superficies, la medición de áreas y la rectificación de límites. A lo largo de la evolución de esta disciplina los agrimensores se han servido de diversos instrumentos específicos de su actividad. Entre ellos destaco durante siglos la escuadra de agrimensor, integrada por dos varillas perpendiculares de cuyos extremos pendían filamentos emplomados y que presentaba un orificio en el pie para diferenciar las líneas visuales. El mecanismo permitía establecer las dimensiones de diferentes ángulos en varias dimensiones. En la práctica de la agrimensura se introdujeron sucesivamente nuevos recursos tecnológicos como la cadena de agrimensor, ligadura metálica de eslabones largos destinada a la medición de super pies irregulares; la alidada, regla aplicada al establecimiento de la dirección de visuales; a los diferentes tipos de brújulas.

“En la moderna agrimensura presenta especial importancia la aplicación matemática de los procedimientos de triangulación, que agrupan en conjunto de operaciones cuya finalidad es la determinación de puntos en una superficie en función de los triángulos de los que son vértices” (P.O.. 1977.).En la medición de agrimensuraresulta, así mismo, básico el conjunto de teorías y técnicas fotogramétricas, cuyo campo de aplicación cumple la determinación de las dimensiones reales de una super pie a partir de las perspectivas ofrecidas por fotografías generalmente aéreas.

AZIMUT: También escrito acimut, es el ángulo que forma la vertical del punto con la meridiana geográfica .Tienen como origen la meridiana geográfica, Oscilan entre 0º y 360º, y pueden ser:" topográficos ( ð ) " o "geodésicos ( ð ) ". ð y ð difieren 180º.

NIVELACION: El teodolito se nivela por aproximación mediante los tornillos nivelantes; se aflojan a continuación dos de estos tornillos consecutivos (en los de cuatro) o el tornillo de unión (en los de tres) y se corre el teodolito a uno u otro lado hasta que la plomada quede exactamente sobre el clavo.

TRIANGULACION: Este consiste en tomar una base lo mas derecha posible (Ej.: borde de aceras, cunetas, etc.) esta se divide en partes iguales indicando puntos sobre esta y sobre la cual se construirán triángulos imaginarios hacia los puntos, se elige un punto a ubicar entonces con la huincha me ubico en el punto a medir y mido desde un punto de la base y luego desde otro punto de la base de modo que puedo ubicar un punto tomando la medida desde 2 puntos de la base formando el triangulo imaginario. En el plano se realiza la transformación de escalas para poder llevar las medidas tomadas en terreno a nuestra representación gráfica y para ubicar los puntos se utiliza el compás querepresenta las medidas tomadas por la huincha.

MERIDIANO: Línea imaginaria o verdadera que se elige para referenciar las mediciones que se harán en terreno y los cálculos posteriores. Éste puede ser supuesto, si se elige arbitrariamente; verdadero, si coincide con la orientación Norte-Sur geográfica de la Tierra, o magnético si es paralelo a una aguja magnética libremente suspendida.

AZIMUT: Angulo entre el meridiano y una línea, medido siempre en el sentido horario, ya sea desde el punto Sur o Norte del meridiano, estos pueden tener valores de entre 0 y 400 radianes. Los azimuts se clasifican en verdaderos, supuestos y magnéticos, según sea el meridiano elegido como referencia. Los azimuts que se obtienen por medio de operaciones posteriores reciben el nombre de azimuts calculados.

LA TAQUIMETRÍA: Es un sistema de levantamiento que consta en determinar la posición de los puntos del terreno por radiación, refiriéndolo a un punto especial (estación) a través de la medición de sus coordenadas y su desnivel con respecto a la estación. “Este punto especial es el que queda determinado por la intersección del eje vertical y el horizontal de un taquímetro centrado sobre un punto fijado en terreno” (TORRES NIETO y VILLATE BONILLA 1968).

LA POLIGONACIÓN: Se utiliza para ligar las distintas estaciones necesarias para representar el terreno. Para establecer una poligonal cerrada basta calcular el

azimut de un lado del polígono y los ángulos interiores formados por los ángulos de este.

POLIGONAL: Línea quebrada y cerrada que liga las distintas estaciones desde donde se harán y a las cuales estarán referidas las mediciones para los puntos del levantamiento.

ALTURA INSTRUMENTAL: Distancia vertical que separa el eje óptico del taquímetro de la estación sobre la cual está ubicado.

ESTACIÓN: Punto del terreno sobre el cual se ubica el instrumento para realizar las mediciones y a la cual éstas están referidas.

DESNIVEL: Diferencia de cota o altura que separa a dos puntos.

RADIACIÓN: Una vez que las estaciones están fijas se utiliza el método de radiación para establecer las posiciones de los diversos puntos representativos del terreno. Este consiste en fijar la posición relativa de los diversos puntos con respecto ala estación desde la cual se realizaron las mediciones.

PASOS PARA DESARROLLAR UN LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO.

Se estudia la zona objeto del trabajo para organizar adecuadamente todo el trabajo que se ha de realizar en el tiempo acordado y se confecciona un plan de trabajo que al final de las diferentes fases dará como resultado el conjunto de los datos de campo imprescindibles para disponer de los valores numéricos necesarios para la confección de los planos. Una vez analizada la zona se realiza la parte central del trabajo que es la toma de datos de campo.

Para esto se da a continuación una serie de sugerencias:

1. Se realiza un croquis a mano alzada con el objeto de poder plasmar en él todas las medidas de distancias que tengamos previstas o que vayamos a necesitar.

2. Las mediciones se realizan de forma ordenada con el objeto de no olvidar ninguna acotación imprescindible. Todas las distancias son medidas, como mínimo, dos veces en la misma dirección y en sentidos diferentes.

3. Todos los objetos del terreno se miden en función de la figura geométrica que más se le asemeja.

4. Un problema que podemos tener es la falta de alineación: es decir la desviación de la wincha determinada por los puntos extremos de la distancia a medir. Este es un error habitual cuando la distancia es mayor que la del objeto que vamos a usar

para su medición ya que se realiza una imprecisión al ponerse unas a continuación de las otras. Este tipo de error se puede minimizar utilizando una esmerada metodología de trabajo que debe observar los siguientes extremos:

5. Se ha de procurar colocar el instrumento con el que realizamos la medida en el suelo sin arrastrarlo, darle vueltas ni forzarlo nunca en ningún sentido.

6. El punto de contacto de una medición con la siguiente ha de ser lo más exacta posible procurando evitar las no coincidencias exactas de los puntos extremos del instrumento de medida.

7. Es muy importante tener mucho cuidado con la anotación, porque un trabajo preciso de campo puede ser estropeado por anotaciones hechas sin cuidado. La técnica de la medición con cinta es una habilidad que puede enseñarse y aprenderse mejor por demostraciones directas y prácticas en el campo.

OPERACIONES COMPRENDE UN LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO

El objetivo del primer tipo de levantamiento topográfico, regular, es determinar la posición relativa de uno o más puntos sobre un plano horizontal” (SCIIMIDT y RAYNER 1983). A tal efecto, se miden las distancias horizontales y los ángulos horizontales o direcciones.Se usa el método llamado de planimetría.

Emplazamiento.

El objetivo del segundo tipo de levantamiento topográfico, irregular, es determinarla altura (vertical) de uno o más puntos en relación a un plano horizontal definido. A tal efecto, se miden las distancias horizontales y las diferencias de altura; y también se trazan curvas de nivel. Se usa un método llamado de nivelación directa.

Mapa

Se enseña a trazar planos y mapas a partir de los resultados del levantamiento topográfico y de la nivelación directa.

Curvas de Nivel.

PREPARACIÓN DE UN LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO

Cuando se prepara un levantamiento topográfico, la regla fundamental es proceder de lo general a lo particular. Se debe tener presente el trabajo en su conjunto cuando se dan los primeros pasos. Los diferentes tipos de levantamientos topográficos requieren precisiones diversas, pero es importante determinar con la mayor precisión posible los primeros puntos de cada levantamiento. Los trabajos sucesivos se ajustan en relación a dichos primeros puntos.

Puntos primariosPuntos Secundarios

CUÁLES SON LOS PRINCIPALES MÉTODOS UTILIZADOS EN UNLEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO

En planimetría se usan cuatro métodos principales. Es posible determinar la posición de un punto sobre un plano horizontal:

•a partir de un solo punto conocido, por levantamiento de poligonales, un método que consiste en medir distancias horizontales y azimut a lo largo de una línea quebrada.

•a partir de un solo punto conocido, por proyección radial, un método que consiste en medir distancias horizontales y azimut, o ángulos horizontales.

•a partir de una línea conocida, por offset, un método que consiste en medir distancias horizontales y trazar perpendiculares.

• a partir de dos puntos conocidos por triangulación y/o intersección, métodos que consisten en medir distancias horizontales y azimut, o ángulos horizontales.

LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO POR RADIACIÓN

“La radiación es un método Topográfico que permite determinar coordenadas (X,Y, H) desde un punto fijo llamado polo de radiación” (SCIIMIDT y RAYNER 1983).Para situar una serie de puntos A, B, C,... se estaciona el instrumento en un punto O y desde él se visan direcciones OA, OB, OC, OD..., tomando nota de las lecturas acimutales y cenitales, así acomode las distancias a los puntos y de la altura de instrumento y de la señal utilizada para materializar el punto visado. Los datos previos que requiere el método son las coordenadas del punto de estación y el acimut (o las coordenadas, que permitirán deducirlo) de al menos una referencia. Si se ha de enlazar con trabajos topográficos anteriores, estos datos previos habrán de sernos proporcionados antes de comenzar el trabajo, silos resultados para los que se ha decidido aplicar el método de radiación pueden estar en cualquier sistema, éstos datos previos podrán ser arbitrarios. En un tercer caso en el que sea necesario enlazar con datos anteriores y no dispongamos de las coordenadas del que va a ser el polo de radiación, ni de las coordenadas o acimut de las referencias, deberemos proyectar los trabajos topográficos de enlace oportunos. En la fase de diseño de un proyecto de radiación topográficas es necesario detenerse a analizar cuál es la precisión que nos demanda el cliente, y cuáles van a ser los detalles que han de incluirse en nuestro proyecto. “Todos los trabajos exigen que los puntos que lo configuran posean una precisión determinada” (MONTES DE OCA 1970). Esta precisión puede ser un dato que aparezca en el pliego de condiciones (en él se especifican los registros técnicos del trabajo) o puede tratarse de un dato que hemos de calcular conociendo la escala del levantamiento. En este último caso, la precisión se obtiene calculando la magnitud que supone en el terreno, el límite de percepción visual (0,2 mm). Según la escala a la que vamos a realizar el levantamiento. Sabemos qué valores inferiores a él no van a tener representación en el plano final y por ello lo consideraremos como límite delos errores que podemos permitirnos en el trabajo de campo. La precisión (dato conocido antes de realizar el levantamiento), nos va acondicionar las distancias que podemos medir en campo. Puntos distantes un valor superior, tienen errores en su determinación mayores que los deseados y por lo tanto su posición resulta incorrecta. La radiación es un método topográfico que consiste en establecer la posición delos puntos a partir de otro en el que se estaciona.

En este método existen dos causas de error, derivada una de la medida e distancias y otra de la medida de ángulos. La primera de lugar al denominado error longitudinal y la segunda, al error transversal. Ambos errores aumentan al hacerlo la distancia entre los puntos de estación y el punto a representar. Al actuar ambos errores en direcciones perpendiculares, no se pude considerar como error máximo (aquel cuya probabilidad de cometerse es del 2%), su componente cuadrática, sino que se considera como error máximo del mayor delos dos. Para cada trabajo en concreto no conocemos de antemano el error máximo es el longitudinal o el transversal, por lo que tenemos que calcular ambos. Si lo que pretendemos es, conocido el error (la precisión del levantamiento), determinar la distancia máxima de radiación, el método de cálculo consistirá en el estudio de las distancias límite que nos impondrá el error longitudinal si este fuese el de mayor magnitud (y por lo tanto el error máximo) y la que supondría si lo fuese el error transversal. Calculadas estas dos distancias, analizaremos cuál de ellas es la menor, y ésta será la distancia buscada, es decir la distancia máxima que nos permite los requisitos de nuestro trabajo: distancia máxima de radiación. Como tanto el error longitudinal como el transversal aumentan con la distancia, un punto distante un valor mayor que la que hemos denominado distancia máxima de radiación, tendrá un error en su posición mayor que el permitido (ocasionado por la causa de error que limita la distancia) y sería incorrecta su utilización. Conocida las expresiones del error longitudinal (eL) y del error transversal (eT), procederemos a deducir aquellas por las que podemos obtener la distancia límite para el siguiente equipo de medida:

TEODOLITO: “El teodolito es un instrumento de medición mecánico-óptico universal que sirve para medir ángulos verticales y, sobre todo, horizontales, ámbito en el cual tiene una precisión elevada” (SCIIMIDT y RAYNER 1983). Con otras herramientas auxiliares puede medir distancias y desniveles. Es portátil y manual; está hecho con fines topográficos e ingenieriles, sobre todo en las triangulaciones. Con ayuda de una mira y mediante la taquimetría, puede medir distancias. Un equipo más moderno y sofisticado es el teodolito electrónico, y otro instrumento más sofisticado es otro tipo de teodolito más conocido como estación total. Básicamente, el teodolito actual es un telescopio montado sobre un trípode y con dos círculos graduados, uno vertical y otro horizontal, con los que se miden los ángulos con ayuda de lentes.

JALONES: Son de metal o de madera y tienen una punta de acero que escavan en el terreno. Sirven para indicar la localización de puntos o la dirección de líneas.

CINTA METRICA: Las cintas métricas se hacen de distintos materiales, con longitud y pesos muy variables. Se usan para medir distancias.

MIRA O ANTEOJO: En el siglo XVI se difundió el uso del anteojo aunque el invento había sido anterior. Después Kepler en 1611 inventó el "anteojo astronómico", que es el usado en topografía. Este anteojo nos daba una imagen invertida.” En los últimos años los avances de la óptica han permitido conseguir una imagen directa intercalando más lentes y sin que apenas se pierda claridad en la imagen” (TORRES NIETO y VILLATE BONILLA 1968). Un anteojo astronómico consta de 2 lentes convergentes (en la actualidad 2sistemas de lentes convergentes) montadas en un tubo, con separación variable: ocular y objetivo.

NIVEL: También llamado nivel de burbuja, instrumento que se usa en construcción yen carpintería para determinar un nivel o plano horizontal. El aparato consiste en un tubo de cristal horizontal y ligeramente curvado, lleno de alcohol o éter, con una sola burbuja de aire. El tubo está dentro de una base de madera con su cara convexa hacia arriba, y está marcada con una escala. Cuando el tubo se sitúa en una superficie nivelada, la burbuja de aire sube hacia la parte superior, indicando que existe equilibrio. Cualquier cambio en la inclinación del ángulo se muestra en la escala con el movimiento de la burbuja. En ingeniería y geodesia se utiliza un nivel denominado de ingeniero.

EL TRÍPODE: Es un instrumento que tiene la particularidad de soportar un equipo de medición como un taquímetro o nivel, su manejo es sencillo, pues consta de tres patas que pueden ser de madera o de aluminio, las que son regulables para así poder tener un mejor manejo para subir o bajar las patas que se encuentran fijas en el terreno. El plato consta de un tornillo el cual fija el equipo que se va a utilizar para hacer las mediciones.

CONCLUCIONES

Un levantamiento topográfico es una representación gráfica que cumple con todos los requerimientos que necesita un constructor para ubicar un proyecto y materializar una obra en terreno.

Se denomina levantamiento al conjunto de operaciones necesarias para representar topográficamente un terreno.

En el plano se realiza la transformación de escalas para poder llevar las medidas tomadas en terreno a nuestra representación gráfica y asi ubicarlos puntos.

BIBLIOGRAFÍA

www.academia.edu www.buenastareas.com ftp.fao.org