Presentacin de PowerPoint

WASHINGTON e. SAMANIEGO S.Ing. en Geologa y Minas1BIENVENIDOS AL CURSO DE TOPOGRAFAOctubre 2012-Febrero 2013Escuela de Geologa y Minas

TOPOGRAFACaptulo i21. INTRODUCCIN1.1 Definicin Topografa/GeomticaTiene importancia desde el inicio de la civilizacin, aplicndose primeramente en marcar los lmites de las propiedades; desde entonces, su importancia ha ido en aumento al haber una mayor demanda de informacin plasmada en mapas, y que se relacionan espacialmente, y a la creciente necesidad de establecer lneas y niveles ms precisos para distintas operaciones.El hombre contina contaminando tierra, aire y agua; se empobrecen los recursos; la poblacin crece y aumenta el valor de los bienes races.Los topgrafos en la actualidad miden y observan la Tierra y todos sus recursos naturales desde un punto de vista global, utilizando para ello las modernas tecnologas terrestres, areas y por satlite, as como las computadoras para el procesamiento de datos. Toda esta carga de informacin nos permite tomar decisiones de planeacin y formular polticas para el uso del suelo, el desarrollo de los recursos y las medidas para preservar el medio ambiente.

TOPOGRAFACaptulo i3Esta disciplina se ha definido tradicionalmente como la ciencia y el arte de determinar las posiciones relativas de puntos situados por encima de la superficie de la Tierra, sobre dicha superficie y debajo de la misma, o de situar tales puntos. En sentido ms general, la topografa se puede considerar como la disciplina que abarca todos los mtodos para reunir y procesar informacin acerca de las partes fsicas de la tierra y sus alrededores; los sistemas ordinarios de medicin son los de uso ms frecuentes, pero los mtodos de topografa area y por satlite artificial, que provienen del desarrollo de los sistemas modernos de defensa y exploracin espacial, tambin son ahora de uso extensivo (cita que toman varios autores).

TOPOGRAFACaptulo i4Reconociendo la creciente importancia de la Topografa, la International Federation of Surveyors/Fdration Internationale des Gomtres (FIG) fundada en 1878 adopt la siguiente definicin: Un topgrafo es un profesionista con las caractersticas acadmicas y pericia tcnica para realizar una o ms de las siguientes actividades: determinar, medir y representar el terreno, los objetos tridimensionales, los campos puntuales y las trayectorias;Reunir e interpretar la informacin del terreno relacionada geogrficamente Usar esa informacin para la planeacin y administracin eficiente del terreno, el mar y cualesquiera estructuras colocadas ah; y, realizar investigacin sobre las prcticas anteriores y desarrollarlas.

TOPOGRAFACaptulo i51.2 Historia e importancia Se origin en Egipto (1400 a.C.), con la finalidad de dividirlo y cobrar impuestos. Las medidas las hacan con cuerdas debidamente sealadas con marcas unitarias; de aqu su nombre de estiracuerdas.Los pensadores griegos, basados en la iniciativa de los egipcios desarrollaron la ciencia de la geometra, pero como ciencia pura. Es as que Ern aplica la geometra a la topografa por los aos 120 a.C. Siendo autor del tratado La Dioptra, en el cual relaciona los mtodos de medicin de un terreno, el dibujo de un plano y los clculos respectivos; tambin describi uno de los primeros aparatos topogrficos: la dioptra. Hern mantuvo un gran prestigio, por muchos aos entre los griegos y egipcios.El notable ingeniero y topgrafo romano Frontinus, elabor un manuscrito (primer siglo de la era cristiana), fue un pionero en la materia y su tratado permaneci vigente como norma durante muchos aos.

TOPOGRAFACaptulo i6Las grandes obras que realizaron en todo el imperio, demuestran la gran capacidad tcnica que tuvieron los romanos, esto origin la organizacin de un gremio de topgrafos y agrimensores; usando e inventando instrumentos, entre los que figuran la groma utilizado para visar; la libela bastidor en forma de A con plomada usado para nivelar; el corobates que era una regla de 20 pies de largo con patas de soporte y una ranura en la parte superior para ser llenada con agua, la cual serva de nivel.El Cdice Aceriano (latino), escrito alrededor del siglo VI, contiene una descripcin de la topografa tal cual la practicaban los romanos y en el que incluye varias pginas del tratado de Frontinus.En la edad media, los rabes mantuvieron viva la ciencia de los griegos y los romanos, todo el arte tuvo pocos adelantos y los nicos escritos relativos fueron la geometra prctica.Las primeras civilizaciones crean que la tierra era una superficie plana, pero cuando notaron la sombra circular de la Tierra sobre la luna durante los eclipses lunares y observaron que los barcos desaparecan gradualmente al navegar, dedujeron poco a poco que el planeta era curvo en todas direcciones.

TOPOGRAFACaptulo i7La historia registra que un griego llamado Eratstenes, fue el primero que trat de calcular sus dimensiones en el 200 a.C., basando todo su procedimiento en la medicin de ngulos y otros datos, llegando a determinar que Siena y Alejandra se encontraban en un plano comn del meridiano.En los siglos XVII y XIX el arte de la topografa avanz ms rpidamente. La necesidad de mapas y deslindar fronteras con otros pases ocasion que Inglaterra y Francia realizarn extensos levantamientos que requirieron triangulaciones precisas, inicindose de esta manera los levantamientos geodsicos.

TOPOGRAFACaptulo i8El National Geodesic Survey del Departamento de Comercio de Estados Unidos (1807); al inicio, su tarea era realizar levantamientos hidrogrficos y preparar mapas nuticos, pero ms tarde se ampliaron para incluir la colocacin de sealamientos e indicadores de control en todo el pas.Factores como: el valor de la tierra y la importancia de lograr lmites exactos; la demanda reciente de lograr mejoras en canales, ferrocarriles y autopistas, han dado lugar para que la topografa tenga un lugar destacado.Adems, en los ltimos aos el incremento de obras civiles, las guerras mundiales, conflictos blicos regionales, han exigido buscar soluciones a estas demandas. Las operaciones militares mejoraron su instrumentacin y los mtodos para satisfacer esas necesidades. En esto la topografa contribuy y se benefici de los programas espaciales donde se necesit equipos y programas nuevos para los proyectiles teledirigidos y el mapeo y cartografa de partes de la luna y de planetas cercanos.

TOPOGRAFACaptulo i9El desarrollo de los equipos de topografa y mapeo han evolucionado, llegando al punto en el cual los instrumentos tradicionales que se usaron en dcadas anteriores (trnsito, teodolito, nivel rgido y la cinta de acero), han sido reemplazados casi completamente por instrumentos nuevos de alta tecnologa.Aqu se incluyen los instrumentos electrnicos de estacin total, con el que pueden medirse y registrar automticamente distancias horizontales y verticales, ngulos horizontales y verticales.El Sistema de posicionamiento global (GPS: Global Positioning System), que suministra informacin precisa sobre la ubicacin de cualquier tipo de levantamiento topogrfico.Los instrumentos de escaneo con Lser, que combinan las mediciones automticas de distancias y ngulos para calcular retculas densas de puntos coordenados.

TOPOGRAFACaptulo i10El desarrollo de nuevas cmaras areas e instrumentos de percepcin remota que suministran imgenes de forma digital, los mismos que pueden procesarse para obtener informacin espacial y mapas usando nuevos instrumentos de restitucin fotogramtrica digital (tambin llamados graficadores de presentacin transitoria).

TOPOGRAFACaptulo i111.3 Levantamientos geodsicos y planos

Los levantamientos topogrficos se clasifican en dos categoras generales: geodsicos y planos. Esta distincin principal reside en las hiptesis en las que se basan los clculos.En la topografa geodsica se tiene en cuenta la superficie curva de la Tierra, realizando los clculos en un elipsoide (superficie curva aproximada al tamao y forma de la Tierra). Los mtodos geodsicos se emplean para determinar las ubicaciones relativas de sealamientos separados por grandes distancias y calcular longitudes y direcciones de lneas extensas entre ellas. Antiguamente se hacan grandes esfuerzos para realizar este trabajo, utilizando el teodolito y cintas especiales. Luego se usaron instrumentos electrnicos para observar ngulos y distancias, aunque an se siguen utilizando alguno de ellos, el nuevo sistema de localizacin global (GPS) casi ha reemplazado totalmente a otros instrumentos.

TOPOGRAFACaptulo i12En la topografa plana, excepto en nivelaciones, se supone que la base de referencia para los trabajos de campo y los clculos es una superficie horizontal plana. De igual forma, la direccin de una plomada (y en consecuencia la gravedad) se considera paralela en toda la regin del levantamiento, y se supone que todos los ngulos que se miden son planos.Exceptuando levantamientos que abarcan grandes extensiones, a la superficie de la tierra se la puede observar como una superficie plana, simplificando con ello los clculos y tcnicas.En los clculos de topografa plana se usan el lgebra, la geometra plana y la analtica, as como la trigonometra plana. La revisin de los contenidos de este componente y su enfoque esta basado en mtodos de topografa plana, que son mtodos aproximados que satisfacen los requisitos de la mayor parte de los proyectos.

TOPOGRAFACaptulo i131.4 Tipos de levantamientos especializados

Existe infinidad de tipos de levantamientos especializados. Es necesario que la persona que hace carrera de topografa y cartografa se involucre en conocer todas estas materias, ya que en la prctica todas estn relacionadas. Tenemos:Los levantamientos de control, que establecen una red de sealamientos horizontales y verticales que sirven de marco de referencia para otros levantamientos. Para estos levantamientos, en muchos de los casos, se utiliza el GPS.Los levantamientos topogrficos, determinan la ubicacin de caractersticas o accidentes naturales y artificiales, as como las elevaciones usadas en la elaboracin de mapas.Los levantamientos catastrales de terreno y de linderos, que a su vez se subdividen en levantamientos originales, levantamientos de retrazado, levantamientos de subdivisin, levantamientos de condominio.

TOPOGRAFACaptulo i14Los levantamientos hidrogrficos, que definen la lnea de playa, las profundidades de lagos, corrientes, ocanos, represas y otros cuerpos de agua. Aqu se incluye los levantamientos marinos.Los levantamientos de rutas, que se realizan para planear, disear y construir vas de comunicacin, lneas de tuberas y otros proyectos lineales.Los levantamientos de construccin determinan la lnea, la pendiente, las elevaciones de control, las posiciones horizontales, las dimensiones y las configuraciones para operaciones de construccin. Proporcionan datos elementales para el pago a contratistas.Los levantamientos finales segn obra construida documentan la ubicacin final exacta y disposicin de los trabajos de ingeniera y registrar cambios de diseo. Estos levantamientos son importantes cuando se construyen obras subterrneas de servicios, cuyas localizaciones se deben conocer de forma precisa para realizar los mantenimientos y evitar daos inesperados al realizar posibles obras futuras.

TOPOGRAFACaptulo i15Los levantamientos de minas que se efectan en superficie y subterrnea, sirviendo de gua en los trabajos de excavacin de tneles y otras operaciones asociadas con la minera. Aqu se incluyen levantamientos geofsicos para minerales y exploracin de recursos de energa.

TOPOGRAFACaptulo i161.4 Objeto de la topografaMedir extensiones de tierra, tomando los datos necesarios para representar sobre un plano, a escala, sus formas y accidentes, siguiendo un procedimiento que comprende dos etapas bsicas:El trabajo de campo, que implica la toma de todos los datos necesarios para la localizacin de puntos sobre el terreno y los detalles necesarios para una clara identificacin.El trabajo de oficina, que comprende el clculo y el dibujo.

1.5 Hiptesis en que se basa la topografaLa lnea que une dos puntos sobre la superficie de la tierra es una recta.

ABTOPOGRAFACaptulo i172. Las direcciones de la plomada colocadas en dos puntos diferentes cualesquiera, son paralelas.

3. La superficie imaginaria de referencia sobre la cual se toman alturas, es una superficie plana

Superficie imaginaria de referenciaABAltura del puto AAltura del punto BTOPOGRAFACaptulo i184. El ngulo formado por la interseccin de dos lneas sobre la superficie terrestre es un ngulo plano.

Con estas hiptesis, conocimientos bsicos de matemticas, geometra, trigonometra, dibujo, y con algo de sentido comn y buena observacin, se puede adelantar con xito el estudio de la topografaTOPOGRAFACaptulo i191.6 DIVISIN BSICA DE LA TOPOGRAFA

PLANIMETRA: Norma de la planimetra que tan solo tiene en cuenta la proyeccin del terreno sobre un plano horizontal imaginario que se supone es la superficie media de la tierra.

ALTIMETRA: Norma de la topografa que destaca las diferencias de nivel existentes entre los diferentes puntos de un terreno.

1.7 UNIDADES Y CIFRAS SIGNIFICATIVASLas mediciones que forman la base de la topografa plana son cinco:ngulos horizontalesngulos verticales o cenitalesDistancias horizontalesDistancias verticalesDistancias inclinadas

TOPOGRAFACaptulo i20

ABOTOPOGRAFACaptulo i211.8 UNIDADES DE MEDICINLas magnitudes o los valores que se han observado en las mediciones se deben dar en trminos de unidades especficas. Las unidades que generalmente se utilizan en topografa son las relativas a longitud, rea, volumen y ngulo.Los sistemas ingls y mtrico son dos sistemas diferentes, actualmente en uso para especificar unidades de medicin.El sistema mtrico es el ms generalizado, por lo que se lo denomina Sistema Internacional de Unidades (SI).La unidad bsica en el sistema ingls es el pie.La unidad bsica en el SI es el metro: En 1790 La Academia Francesa de Ciencias lo defini como 1/10 000 000 de la longitud del meridiano terrestre que pasa por Paris. En 1866. Estados Unidos lo defini como la distancia en ciertas condiciones fsicas, entre dos marcas trazadas sobre una barra hecha de una aleacin de 90% de platino y 10 % de iridio, y se acept que era exactamente igual a 39.37 pulgadas.

TOPOGRAFACaptulo i22Peridicamente la comparan con el estndar internacional que se conserva en Pars.En 1966, en la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), Estados Unidos y otras 35 naciones acordaron redefinir el metro como la longitud de 1 650 763,73 ondas de luz roja-anaranjada producida al quemarse el elemento criptn (Kr-86). La longitud de onda de esta luz es constante, mientras que la barra sigue siendo inestable.E. 1983, la CGPM y determin la actual definicin del metro como la longitud del espacio recorrido por la luz en el vaco durante un intervalo de tiempo de 1/299 792 458 segundos. Es claro que con esta definicin la velocidad de la luz en el vaco es exactamente de 299 792 458 m/seg.De esta manera el metro queda definido en forma ms precisa ya que se hace en funcin del tiempo, siendo la ms confiable.

TOPOGRAFACaptulo i231.9 CIFRAS SIGNIFICATIVASEl nmero de dgitos que se registran (cifras significativas) nos indican la exactitud lograda al registrar la medida. Por definicin, el nmero de cifras significativas en cualquier valor medido incluye los dgitos positivos (seguros) ms uno (solamente uno), que es el dgito estimativo o redondeado, y por tanto cuestionable.Ejemplo: Una distancia medida con una cinta cuyas graduaciones ms pequeas son de 0,01 pie y sta registra 73.52 pies, se dice que tiene cuatro cifras significativas; en este caso los tres primeros dgitos son seguros y el ltimo est redondeado y, por tanto es cuestionable.