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:

• Es el que presenta un suelo firme.Terreno compacto:

• El que presenta en zonas o en su totalidad piedras o terreno suelto.Terreno pedregoso:

• El que presenta poca consistencia en su terreno.Terreno blando:

• El que presenta amplias zonas de arena y dunas (desiertos).Terreno arenoso:

• Es la zona de terreno donde el agua por no correr libremente se estanca formando cieno y barro.Terreno pantanoso:

Los principales accidentes del terreno son los siguientes:

Elevaciones.

Montaña:

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.

Monte:

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.

Laderas o vertientes:

Son las superficies laterales de cada

elevación.

Depresiones

Vaguada:

Es la intersección por su parte

inferior de dos vertientes o

laderas opuestas.

Barranco:

Es una vaguada cuyas vertientes

presentan terreno escarpado.

Collado:

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.

Valle:

Es un terreno más o menos

llano, comprendido

entre dos divisorias, por el

cual normalmente escurre un curso de

agua.

Río:

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:

Es el punto de unión de dos cursos de

agua.

Vado:

Es el lugar de un río o arroyo por donde se puede cruzar a pie o

en vehículo.

Hoya:

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.

Costa:

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

• 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.

Levantamiento de la poligonal 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.

Calculo de las poligonales de

apoyo.

• 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.

Nivelación de las poligonales de

apoyo topográfico.

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

Procedimientos1. 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.