CURSO DE TOPOGRAFA APLICADA Prctica No. 2: Manejo de NivelesPRCTICA No. 2: MANEJO DE NIVELES MODERNOS1. IntroduccinLa nivelacin, es la operacin cuyo objetivo fundamental es determinar la diferencia de alturas entre puntos del terreno, y puede ser de tres clases: directa o topogrfica, baromtrica y trigonomtrica.La nivelacin directa, se efecta midiendo las distancias verticales con la ayuda de un nivel topogrfico y un estadal. La nivelacin baromtrica, se efecta midiendo la variacin de presiones atmosfricas en las diferentes estaciones, por medio de un barmetro. La nivelacin trigonomtrica, se efecta midiendo los ngulos verticales y las inclinadas u horizontales, calculndose los desniveles usando las funciones trigonomtricas.Un nivel topogrfico, en esencia, no es ms que un instrumento cuya funcin bsica es medir distancias verticales (desniveles), al permitir generar una lnea de referencia horizontal y hacer lecturas en una regla graduada colocada en forma vertical sobre los puntos de inters.

Los niveles que existen en el mercado actualmente pueden clasificarse en algunas de las categoras mostradas en forma sinptica (cuadro 2.1).

Tradicionales

Tipo Y (americano)

Tipo Dumpy (ingls)NivelesAutomticos

Basculantes

ModernosDe alta precisin

Electrnicos digitales

De rayo lser

Cuadro 2.1 Clasificacin de los niveles existentes en el mercado2. ObjetivosConocer las partes fundamentales y las funciones bsicas de algunos niveles modernos. Adquirir habilidad en el manejo de los niveles ms importantes. 1Prof.: M.C. Fco. Ral Hernndez Saucedo y M.C. Samuel Prez Nieto

CURSO DE TOPOGRAFA APLICADA Prctica No. 2: Manejo de Niveles3. Equipo y materiales necesariosNiveles automticos NA24 y NA28Nivel de precisin N3Clavos o estacasMartilloCinta adhesiva Marcador Estadales4. Desarrollo de la Prctica4.1. Niveles automticos

Los niveles automticos reciben tambin el nombre de autonivelantes, por tener la caracterstica de autonivelacin. La mayora de los niveles automticos tienen tres tornillos niveladores mediante los cuales se puede centrar rpidamente la burbuja de un nivel circular. Inmediatamente despus de que el nivel circular ha sido centrado, entra en accin un mecanismo compensador automtico, que se encarga de mantener la lnea de colimacin perfectamente nivelada, independientemente de los pequeos movimientos que ocurren "normalmente" con la operacin del instrumento.

El compensador autonivelador es un sistema de prismas suspendido sobre alambres finos, que funcionan bajo el principio del pndulo, bajo la accin de la gravedad. Las longitudes de los alambres y las posiciones de los puntos de suspensin, estn definidos de tal forma que los rayos de luz que el sistema de prismas enva a los hilos de la retcula son rayos horizontales. Por lo tanto, en la medida en que el sistema de prismas pueda girar libremente, la lnea de colimacin permanecer horizontal, an cuando el telescopio no est exactamente horizontal.

Un mecanismo amortiguador obliga al pndulo a pararse rpidamente, de tal forma que el operador no tiene que esperar hasta que el pndulo deje de girar por s mismo.

Los niveles automticos tienen la ventaja de permitir mayor rapidez en el emplazamiento, eliminan errores accidentales en el centrado de la burbuja y es particularmente til en condiciones adversas de suelo inestable y vientos fuertes.

El nivel automtico Wild (Leica) modelo NA28 que se muestra en la figura 2.2, que tiene una lente de 28X, hilos estadimtricos, crculo horizontal para medicin de ngulos o replanteo, pulsador de control para verificar el funcionamiento del compensador antes de cada medicin, tornillos de movimiento horizontal sin fin a ambos lados, es compacto, ligero y totalmente estanco al agua.

2 Prof.: M.C. Fco. Ral Hernndez Saucedo y M.C. Samuel Prez Nieto

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Figura 2.2. Nivel automtico Wild (Leica), modelo NA28 (Cortesa de Leica

Heerbrugg).

4.2. Nivel de Precisin N3

4.2.1. Instrumento (Fig. 2.3.)El instrumento posee una placa base en forma circular (1) que lleva un paso de rosca estndar la cual hace posible el empleo del N3 sobre cualquier trpode Wild (Leica).El telescopio puede fijarse en cualquier direccin horizontal con el tornillo de sujecin (12), y ser dirigido exactamente a la direccin deseada con el tornillo de movimiento fino (13), estando el tornillo 3Prof.: M.C. Fco. Ral Hernndez Saucedo y M.C. Samuel Prez Nieto

CURSO DE TOPOGRAFA APLICADA Prctica No. 2: Manejo de Nivelesde sujecin cerrado.Para obtener una imagen ntida de la visual hay un botn de enfoque (7), con movimiento grueso/fino. El telescopio tiene una distancia de enfoque extremadamente corta de 45 cm. Es panfocal, es decir, su aumento disminuye en cortas distancias a favor de un aumento del campo visual. Por estas caractersticas, entonces, el telescopio no es analtico.Para la puesta en coincidencia de los dos extremos de la burbuja en el ocular (5), se utiliza el botn para basculamiento (11). Si los dos extremos de la burbuja estn fuera del campo visual, una flecha indica con toda claridad en que sentido debe girarse este botn para poner la burbuja en coincidencia.El botn para basculamiento tiene una graduacin con 50 intervalos por giro total. Un giro completo corresponde a un cambio de inclinacin del telescopio de alrededor de 0.50 mm por m (103"). En una escala (6) a la derecha del ocular del telescopio se ve el nmero de vueltas completas.4.2.1.1. Micrmetro de Placas PlanoparalelasEl micrmetro est constituido por una placa planoparalela de cristal, colocado delante del objetivo y protegido contra el polvo por un vidrio de proteccin (14). Girando el botn (10) del micrmetro, la lmina de caras planoparalelas colocada en su montura bscula sobre su eje horizontal y se obtiene un desplazamiento paralelo de la lnea de colimacin hacia arriba o abajo.La amplitud del desplazamiento es de 10 mm para el modelo estndar en divisin mtrica, y corresponde al intervalo de la divisin del estadal invar de nivelacin Wild. El valor de este desplazamiento es ledo directamente a 0.1 mm y estimado a 0.01 mm, en una escala gravada en vidrio que es observada en el ocular (5).La lectura 0 corresponde a la posicin vertical de la placa planoparalela y por consiguiente, a una lnea de colimacin directa, sin desplazarse. La lectura en el estadal es siempre superior en 5 mm al horizonte verdadero del instrumento, lo que no tiene ninguna importancia ya que estos 5 mm se encuentran tanto para la visual hacia atrs como para la visual de frente.4 Prof.: M.C. Fco. Ral Hernndez Saucedo y M.C. Samuel Prez Nieto

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Figura 2.3. Nivel de precisin Wild (Leica) modelo N3.4.2.1.2. Resumen de Caractersticas tcnicas- Desviacin estndar para 1 km doble nivelacin: 0.2 mm

- Anteojo con ptica panfocal: Imagen real directa- Campo visual en 100 m: 180 cm en 1 m: 5 cm- Enfoque mnimo: 0.45 m

- Largo: 297 m

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CURSO DE TOPOGRAFA APLICADA Prctica No. 2: Manejo de Niveles- Sensibilidad del nivel tubular: 10"/2 mm

- Precisin del centrado: 0.25"- Sensibilidad del nivel esfrico:Tornillo de basculamiento con graduacin: 8 girosAlcance de basculamiento: 4.00 mm por m (824") Alcance del basculamiento/giro del tambor: 0.50 mm por m (103") Intervalo del tambor: 0.01 mm por m (2")- Micrmetro de placa planoparalela con lectura ptica Alcance: 10 mm Intervalo: 0.1 mm Estimacin: 0.01 mm

4.2.2. TrpodePara aprovechar toda la precisin del instrumento, se aconseja particularmente el trpode GST 40 de patas fijas debido a su gran estabilidad. Este trpode, que ha sido hecho especialmente para el N3, no ofrece como la mayora de los otros trpodes Wild (Leica), la posibilidad de desplazar el instrumento sobre su plataforma, ya que el centraje del N3 sobre un punto del terreno no es necesario. Al trpode va fijada una bolsa conteniendo una plomada y una llave Allen.4.2.3. Desembalaje y puesta en estacina) Poner en estacin el trpode y sacar del estuche el instrumento tomndolo por su asa. b) Fijar el instrumento fuertemente sobre el trpode.c) Con los tornillos nivelantes (2) colocar la burbuja del nivel esfrico en el centro del crculo de referencia.4.2.4. Enfoque del telescopio y de la lnea de colimacina) Para que la retcula aparezca ntida y bien negra es necesario dirigir el telescopio hacia un plano de fondo claro y girar el ocular (4) del anteojo hasta lograr lo planteado.b) Abrir el tornillo de sujecin (12) y dirigir el telescopio hacia el estadal apuntando a travs del visor (15).c) Colocar el trazo vertical de la retcula aproximadamente sobre el centro del estadal girando el botn de movimiento fino (13).6 Prof.: M.C. Fco. Ral Hernndez Saucedo y M.C. Samuel Prez Nieto

CURSO DE TOPOGRAFA APLICADA Prctica No. 2: Manejo de Nivelesd) Girar el botn de enfoque (17) hasta que la imagen de la divisin del estadal aparezca ntida.4.2.5. Puesta en horizontal de la lnea de colimacinA la izquierda del ocular se encuentra el ocular de observacin del nivel tubular y de la escala del micrmetro (5). Proceda como se indica a continuacin:a) Enfocar dicho ocular hasta que la imagen de la burbuja y de la escala aparezca ntida.b) Girar el tornillo de basculamiento para colocar en coincidencia los extremos de las dos mitades de la burbuja, es decir, que queden de manera que formen un solo arco (Fig. 2.4.).Figura 2.4. Sentido de rotacin del botn para basculamiento y puesta en coincidencia de los extremos de la burbuja.4.2.6. Lecturas sobre el estadala) Con el botn de micrmetro (10) colocar exactamente simtrico, entre los trazos cuneiformes de la retcula uno de los trazos de la graduacin del estadal (Fig. 2.5.).b) Anotar el nmero de los centmetros de dicho trazo y aadirle como parte decimal la lectura efectuada en el ocular del micrmetro. A la derecha de la Fig. 2.6 se observa el campo visual del N3 con lectura del estadal con los trazos cuneiformes de la retcula con una lectura de 77 cm, y a la izquierda, se observa el micrmetro, con lectura de 0.556 cm; la lectura completa es entonces de 77.556 cm.

c) Despus de tomar la lectura del estadal, controlar que la burbuja se encuentre siempre exactamente en coincidencia. 7Prof.: M.C. Fco. Ral Hernndez Saucedo y M.C. Samuel Prez Nieto

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Figura 2.5. Posicin de simetra del trazo del estadal entre los trazos cuneiformes de la retcula

Figura 2.6. Lectura del estadal y del micrmetro.4.2.7. Estimacin de distancias horizontalesa) Leer sobre el estadal la posicin de los trazos cortos estadimtricos horizontales visibles en el campo del anteojo.b) Colocar con el botn del micrmetro, primeramente el trazo estadimtrico superior simtrico al8 Prof.: M.C. Fco. Ral Hernndez Saucedo y M.C. Samuel Prez Nieto

CURSO DE TOPOGRAFA APLICADA Prctica No. 2: Manejo de Nivelestrazo centimtrico de la graduacin izquierda del estadal y anotar la lectura del estadal y del micrmetro L1.

c) Repetir la misma operacin para el trazo estadimtrico inferior y se efecta una lectura L2.La diferencia de las dos lecturas (L1 - L2) expresada en centmetros, es decir la porcin interceptada del estadal (I) se lleva al diagrama (Fig. 2.7), de donde se obtiene el valor de k en metros (que puede ser positivo o negativo). Finalmente, la distancia (D) se obtiene mediante:D = KI + k ; donde: K = 100kIFig. 2.6. Diagrama de DistanciasEjemplo:L1 = 126.645 ; L2 = 101.882 9Prof.: M.C. Fco. Ral Hernndez Saucedo y M.C. Samuel Prez Nieto

CURSO DE TOPOGRAFA APLICADA Prctica No. 2: Manejo de NivelesI = L1 - L2 = 24.763 cm; Por lo que k = - 0.7 m (Fig. 2.6) D = 24.763 m - 0.7 m = 24.063 m

4.2.8. Cuidados y mantenimiento del N3El N3 es un instrumento de precisin. Debe ser manipulado con cuidado y protegerlo contra choques violentos, as como contra sacudidas.Mantener el instrumento siempre limpio. Antes de limpiar con un trapo limpio y suave, o un papel especial las partes manchadas, debe quitarse todo el polvo con un pincel fino.Las partes pticas no deben tocarse con los dedos y para la limpieza no debe usarse ningn lquido.Al igual que todos los instrumentos topogrficos, si llegara a mojarse, debe secarse sobre el terreno antes de ser encerrado en su estuche. En cuanto sea posible, abrir el estuche y secar por completo el instrumento. Jams debe almacenarse un instrumento hmedo en su estuche cerrado.En climas muy hmedos debe ponerse el instrumento de forma que el aire circule a su alrededor.10 Prof.: M.C. Fco. Ral Hernndez Saucedo y M.C. Samuel Prez Nieto