Manual de Campo Topografía

PONTIFICIA UN UNIVERSIDAD CAT LI LIC CA DE DEL PER PER DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA SECCIÓN INGENIERIA CIVIL

MANUAL DE CAMPO DE TOPOGRAFÍA Ing. Juan Carlos Dextre Ing. Manuel Manuel Silvera Sil vera Lima Lim a

A B

L IMA MARZO DE 2004

1

INTRODUCCIÓN La primera versión del Manual de Campo de Topografía fue redactado por el suscrito en el año 1993 con la intención de que sirva de guía a los alumnos durante la ejecución de sus prácticas de campo. Con la colaboración del Jefe de Prácticas Manuel Silvera, se ha preparado esta nueva versión 2004, que esperamos pueda seguir siendo de utilidad tanto para los alumnos como para aquellos que se desempeñen como Jefes de Práctica de Campo. El Manual describe cada una de las prácticas que los alumnos deben realizar a lo largo del semestre, se dan los conceptos elementales para la ejecución correcta de los trabajos de campo y se especifica el contenido que deben tener los informes correspondientes.

Lima, Li ma, marzo d e 2004 2004

Ing. Juan Carlos Dextre

2

INTRODUCCIÓN La primera versión del Manual de Campo de Topografía fue redactado por el suscrito en el año 1993 con la intención de que sirva de guía a los alumnos durante la ejecución de sus prácticas de campo. Con la colaboración del Jefe de Prácticas Manuel Silvera, se ha preparado esta nueva versión 2004, que esperamos pueda seguir siendo de utilidad tanto para los alumnos como para aquellos que se desempeñen como Jefes de Práctica de Campo. El Manual describe cada una de las prácticas que los alumnos deben realizar a lo largo del semestre, se dan los conceptos elementales para la ejecución correcta de los trabajos de campo y se especifica el contenido que deben tener los informes correspondientes.

Lima, Li ma, marzo d e 2004 2004

Ing. Juan Carlos Dextre

2

INDICE 1. CAMPO N° 1: MEDICIÓN DE DISTANCIAS

Pag. 3

2. CAMPO N° 2: TEORIA DE ERRORES EN LA MEDICIÓN CON CINTA Pag. 9 3. CAMPO N° 3: MANEJO DEL NIVEL

Pag. 11

4. CAMPO N° 4: NIVELACION CERRADA

Pag. 13

5. CAMPO N° 5: PERFILES LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES TRANSVERSALES

Pag. 16

6. CAMPO N° 6: MANEJO DEL TEODOLITO

Pag. 19

7. CAPMPO N° 7: SUSTENTACIÓN

Pag. 21

8. CAMPO N° 8 y N° 9: LEVANTAMIENTOS LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS POR EL MÉTODO DE LA POLIGANACIÓN

Pag.21

9. CAMPO N° 10: LEVANTAMIENTO ALTIMÉTRICO

Pag.23

10. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Y COMPLEMENTARIA

Pag.26

11. ANEXOS 11.1. TRABAJO EN GRUPO Y METODOLOGÍA DE TRABAJO..

Pag.27

11.2. EVALUACIÓN

Pag.29

3

OBJETIVOS DE LAS PRACTICAS DE CAMPO DE TOPOGRAFIA Que los alumnos aprendan a utilizar los diferentes instrumentos topográficos, se familiaricen con el planeamiento del trabajo de campo, su ejecución y el correspondiente trabajo de gabinete. Al finalizar el semestre, los alumnos deberán estar en condiciones de realizar levantamientos topográficos de distintos grados de  precisión.

1. CAMPO N° 1 :MEDICIÓN DE DISTANCIAS 2.1 CARTABONEO Es un método para medir distancias que se basa en la medición a pasos. Para esto es necesario que cada persona calibre su paso, o dicho de otra manera, que conozca cual es el promedio de la longitud de su paso. Este método permite medir distancias con una precisión entre 1/50 a 1/200 y por lo tanto, sólo se utiliza para el reconocimiento de terrenos  planos ó de poca pendiente.

Calibración del paso y verificación de la precisión: Se recorrerá una longitud desconocida (mayor de 40 m.) por lo menos dos veces (2 idas y 2 vueltas). Terminado el ejercicio, se procederá a medir la distancia recorrida utilizando una cinta, y con esta información cada alumno calculará la longitud promedio de su paso.

Tabla 1. Cartaboneo RECORRIDO

Nº DE PASOS

DISTANCIA

LONGITUD

1

N1

D

L1 = D/N1

2

N2

D

L2 = D/N2

3

N3

D

L3 = D/N3

4

N4

D

L4 = D/N4

 LPROMEDIO =

( L1 + L2 + L3 + L4 ) 4

Para verificar la precisión con que cada alumno puede medir una distancia a  pasos, se procederá a definir una nueva distancia (de longitud desconocida) y cada alumno deberá indicarle al Jefe de Prácticas cual es la longitud obtenida según sus pasos (D i).

4

A continuación se mide con una cinta la distancia (D 1) y se calculará la  precisión del trabajo realizado. D1 => Distancia medida con cinta (se supone que es la distancia “real”) E = D1 − D i => Cálculo de Error  1 => Precisión de la distancia a pasos P=

( D1  E )

2.2 MEDICIONES CON CINTA El instrumento mas utilizado para la de medición de distancias cortas entre dos puntos fijos es la cinta. Con este método y en un terreno plano y continuo se puede obtener una precisión de 1/5,000. La cinta además de servir para medir distancias, nos permite determinar en forma referencial alineamientos, perpendiculares, paralelas, etc., en el caso de no contar con otros instrumentos topográficos de mayor precisión. A continuación se muestran algunas aplicaciones de la cinta en los trabajos de campo.

2.2.1. Alineamientos El procedimiento consiste en ubicar una plomada tendida de dos jalones en forma de aspa en el punto inicial y un  jalón en el otro extremo del alineamiento. Cada alumno observará  por la plomada y demarcará con agujas  puntos intermedios (interpolación). Luego se comprobará si la interpolación ha sido correcta, para lo cual se extenderá una cinta a lo largo del alineamiento y se medirá la distancia perpendicular desde cada aguja hasta el alineamiento. El error admisible es aproximadamente de 5cm al alineamiento. cinta

alón

aguja

Figura 1 : Alineamientos 2.2.2. Trazo de perpendiculares plomada 5

Los alumnos practicarán el trazo de perpendiculares por el método de simetría y por el método del triángulo rectángulo.  A. Trazo de perpendiculares desde un punto sobre la recta  A.1.  Por

Simetría y Cuerpo.- Este método, se utiliza cuando se carece de instrumentos topográficos, se basa en la simetría que posee cualquier  persona. Consiste en estirar los brazos, alinearlos con la recta y luego juntarlos. La  perpendicular es determinada  por la visual que pasa por las manos al juntarse. En el campo cada grupo trazará una perpendicular a 8 m. del alineamiento. JALON

JALON

AGUJA

Figura 2: Perpendicular por simetría  A.2.

Método del Triángulo Rectángulo.- Este método es más preciso que el anterior y es posible realizarlo con ayuda de cinta de 30 m. Consiste en ubicar el cero de la cinta en un punto de nuestro alineamiento y formar un triángulo rectángulo, con uno de los catetos sobre el alineamiento, de esta manera automáticamente el otro cateto será  perpendicular a dicho alineamiento. Para la práctica de campo, los alumnos trazaran una perpendicular de 8 m. utilizando el Método del Triángulo Rectángulo, luego compararan este ejercicio con el anterior, con el objetivo de hallar error cometido en el primer método.

6

a 8 m. 10 m.

O  b

c

6 m.

Figura 3: Perpendicular con cinta  B. Trazo de perpendiculares desde un punto fuera de la recta:

Llamado también Método de la Cuerda Bisecada, cosiste en la intersección del alineamiento con el arco circular. En el campo utilizando una cinta desde un punto P dado (punto fuera de la recta) y con un radio R se ubican sobre el alineamiento los puntos M y N, el punto medio MN (punto Q) formará con el punto P la perpendicular pedida.

Figura 4: Perpendicular desde un punto fuera del alineamiento 2.2.3. Trazo de Paralelas El trazo de paralelas es posible realizarlo con los otros métodos ya aprendidos en los anteriores ejercicios, (trazo de perpendiculares y alineamientos), por ejemplo, si se desea trazar una paralela al alineamiento BC que pase por el punto A, primero se traza una  perpendicular al alineamiento BC desde el punto externo A. Luego se halla la longitud AB (L), y desde un tercer punto C se levanta una  perpendicular y se mide sobre ella la longitud L, definiendo el punto D. De manera que AD // a BC. Para comprobar la precisión de este ejercicio se pueden medir las diagonales, que deberían ser iguales.

7

A

D

L

L

B

C

Figura 5: Trazo de paralelas

2.2.4. Medición de Ángulos Se pueden obtener ángulos formados por dos alineamientos utilizando únicamente una cinta y jalones. Por ejemplo se tiene los alineamientos AB y BC y se desea encontrar el ángulo ABD se procede de la siguiente manera: desde el punto A se traza una perpendicular al alineamiento BC determinando el punto D. Se mide con una cinta los catetos BD y AD, que nos permitirá encontrar el ángulo ABD sabiendo que Tan (ABD) = AD/BD

A

B

D Figura 6: Cálculo del ángulo ABD

2.2.5. Mediciones con cinta cuando se tiene obstáculos a)  Alineamiento Teniendo un Obstáculo Intermedio .- Una de las soluciones para determinar un alineamiento cuando se tiene un obstáculo, será el construir con ayuda de la cinta un triángulo equilátero en el terreno. A continuación mostraremos un ejemplo: Se tiene el alineamiento A’A se replantea un ángulo

8

C

de 60º en A y se mide una distancia AB, suficiente para pasar el obstáculo. Luego se traza un ángulo de 60º en B y se mide una distancia BC igual a la distancia AB. El punto C estará sobre la línea original siendo AC = AB = BC.

Figura 7: Prolongación de un alineamiento Cuando no es posible medir una distancia directamente (los puntos son inaccesibles), se puede encontrar la distancia de manera indirecta, tal como se indica a continuación:

b) Distancia entre dos puntos inaccesibles.-

Distancia Inaccesible: AB • •

• • •

Se ubica dos puntos C y D en la en la zona accesible y se mide CD. (Recta no necesariamente paralela a AB). Alineando el punto C con los extremos A y B se determina los ángulos ACD y BCD, análogamente desde el punto D se hallan los ángulos ADC y BDC. Tomando el triángulo ACD y usando ley de senos se halla X 1, igualmente con el triángulo BCD se halla X 2. Por diferencia de ángulos se determina el ángulo ACB. Aplicando ley de cosenos en el triángulo ACB se determina AB.

X1 X2

Figura 8: Medida de una distancia inaccesible

9

3. CAMPO N°2 : MEDICIÓN CON CINTA 3.1. AJUSTE DE ERRORES ALEATORIOS Una de los métodos para ajustar cualquier tipo de medición que contiene errores aleatorios, es el método de los mínimos cuadrados. Para aplicar el método de los mínimos cuadrados, se realizarán dos ejercicios en la práctica de campo. a. Marcar 2 puntos que estén distanciados aproximadamente unos 40 a 50m. ( a pasos ) en una zona plana (por ejemplo en una vereda). Medir la distancia cuatro veces y calcular la distancia más probable.

A

B

Figura 9: Medición de una distancia  b. En el alineamiento definido anteriormente, marcar un punto intermedio C. Medir en forma independiente las distancias AC y CB, así como la distancia total AB. Calcular los valores más probables de AC y CB.

A

C

B

Figura 10: Medición de una distancia por tramos 3.2. LEVANTAMIENTO DE UN PABELLON USANDO LA CINTA Para esta práctica de campo, los equipos de trabajo efectuarán el levantamiento de un pabellón utilizando la cinta. Se tendrá en cuenta para este trabajo lo siguiente: Se asumirán las paredes como rectas. Las esquinas forman ángulos de 90º, a menos que a simple vista se observe lo contrario. • Para tramos curvos se tomarán uno o más puntos auxiliares, de tal manera de poder definir la forma de la curva. • Los ángulos se obtendrán con el método practicado en el primer campo. • •

Una vez terminado el trabajo los alumnos calcularán la precisión del trabajo realizado de la siguiente manera:

10

 E T  = P=

( E  X  ) 2 + ( E Y  )2 1

P R  E T 

(Error Total)

(Precisión)

Donde: EX = Error cometido en X. EY = Error cometido en Y. PR  = Perímetro del Pabellón.

Los alumnos deberán explicar la  precisión obtenida en el trabajo. Luego determinarán, con la ayuda de la  brújula, la dirección del pabellón con respecto al norte magnético. Finalmente cada grupo elaborará un  plano, en AutoCad, del perímetro del  pabellón.

Figura 11: Levantamiento de un pabellón con cinta

N. M.

PABELLÓN

EY Ey

ET EX

Figura 12: Grafico del levantamiento de un pabellón con cinta.

11

4. CAMPO N° 3: MANEJO DEL NIVEL En la práctica de campo cada alumno identificará las partes del nivel y su uso adecuado. Deberán practicar el centrado de las burbujas según el modelo de nivel. Además presentarán un informe sobre equipos, indicando modelos,  precisión y usos. A continuación mostraremos algunas de las principales partes de un Nivel Modelo KERN GK1:

TORNILLO DE ENFOQUE TORNILLO O FINO

TANGENCIAL

TRÍPODE TIPO ROTULA

Figura 13: Partes deun nivel KERN GK1

BURBUJA CENTRADA

ESFÉRICA

TORNILLO PARA CENTRADO DE LA BURBUJA PARABÓLICA

Figura 14: Centrado de la burbuja esférica

12

DISCO PARA LECTURA DE ÁNGULOS HORIZONTALES

Figura 15: Burbuja parabólica no centrada •

Figura 16: Burbuja parabólica centrada

Calcul o de Distancias Horizontales Utili zando el Nivel y la Mira Formulas :  D H  =  RS  − R I  x100

(Cuando la lectura en la mira es en metros)

Donde: DH = Distancia horizontal en metros R S = Lectura en el hilo reticular superior R I = Lectura en el hilo reticular inferior

HILO RETICULAR SUPERIOR HILO RETICULAR INFERIOR

Figura 17: Medición de Distancias Horizontales con la Mira y Nivel

13

5. CAMPO N ° 4: NIVELACION CERRADA Se llamará así al tipo de nivelación que parte de un punto de cota conocida (BM) y termina en otro punto de cota conocida (que puede ser el punto de inicio). Teniendo en cuenta el grado de precisión del trabajo realizado, los errores  pueden tener las siguientes tolerancias :  Nivelación Precisa :

 E  = 10 K 

en milímetros

 Nivelación Ordinaria:

 E  = 20 K 

en milímetros

 Nivelación Rápida:

 E  = 100 K 

en milímetros

Donde:

K = Longitud total de circuito nivelado en kilómetros.

Para lograr la precisión de un trabajo de nivelación es necesario tener en cuenta las siguientes fuentes de error: •  Mira  no • • • •

•

• • • • •

• •

vertical; por lo que es aconsejable usar un nivel esférico para asegurar la verticalidad de la  Mira. Hundimiento de la Mira; para evitarlo se debe colocar la mira sobre la estaca o en cualquier punto firme que no se hunda y sea identificable. Longitud errónea de la  Mira; para lo cual se debe chequear periódicamente la longitud de la  Mira con una cinta de acero. Acumulación de barro en la base de la  Mira; lo cual puede causar graves errores en la nivelación. No se debe arrastrar la  Mira en el suelo.  Miras altas no totalmente extendidas; se debe verificar que los bloqueos de las dos secciones estén en buenas condiciones para evitar que la parte superior se deslice. Errores de curvatura de la Tierra, refracción atmosférica o debido a que la visual del nivel no es horizontal. Para eliminar estos errores se recomienda tener distancias iguales para la vista atrás y la vista adelante. Burbuja del nivel no centrada; chequear la burbuja antes y después de cada lectura. Asentamiento del nivel; tener cuidado en seleccionar los posibles lugares  para colocar el instrumento y tomar las lecturas en el menor tiempo posible. Instrumento desajustado; para la verificación del instrumento se hará un ejercicio durante la práctica. Paralaje; se debe primero aclarar los hilos del retículo y luego recién enfocar la imagen. Ondas de calor; pueden ser muy intensas al medio día, por tanto es mejor  parar el trabajo hasta que pase el calor. Se puede minimizar los errores reduciendo las distancias de las visuales. Para trabajos de precisión se recomienda trabajar de noche Viento; las visuales cortas pueden reducir los errores por vientos fuertes.

14

Además de los errores antes mencionados, es posible que el trabajo tenga equivocaciones tales como: • • •

 Notas de campo mal efectuadas. Lecturas incorrectas de la mira, y Colocar la mira en un lugar equivocado.

5.1. USO DE RADIOS EN TRABAJOS DE NIVELACIÓN Antiguamente cuando el ayudante que porta la mira se encontraba a una distancia donde era imposible dar instrucciones verbales, se realizaban señales de mano para darle algunas instrucciones en el campo. Actualmente es común utilizar de radios de comunicación en los trabajos topográficos, los que pueden tener un alcance desde 500 metros hasta varios kilómetros según el modelo y precio. 5.2. VERIFICACIÓN DEL NIVEL Una forma fácil y rápida para verificar si un nivel se encuentra correctamente calibrado, es realizando el siguiente ejercicio: a. Definir dos puntos que se encuentren distanciados de 30 a 50 metros.  b. Se ubica el nivel de manera tal de que se encuentre a distancias iguales de los dos puntos definidos anteriormente (Figura 18), luego utilizando la mira se halla la diferencia de niveles DIF1. c. Seguidamente se ubica el nivel aproximadamente a 3m de uno de los  puntos (Figura 19)y se determina nuevamente la diferencia de niveles DIF2. d. Si DIF1 = DIF2 el nivel se encuentra correctamente calibrado, si DIF1 ≠ DIF2 el instrumento no se encuentra calibrado.

30m ≈ 50m

 D1

DIF1

D1

Figura 18: Verificación del Nivel

15

Figura 19: Verificación del Nivel

30m ≈ 50m

DIF2

D2 3m Aprox.

5.3. NIVELACIÓN : PLANEAMIENTO Y PROCEDIMIENTO DE CAMPO Para realizar un optimo trabajo de nivelación cerrada se deberán tener  presente las siguientes recomendaciones: a. Los puntos a nivelar (P 1, P2, P3. ....etc.), deberán ser fácilmente reconocidos en el campo, ya sea por medio de una estaca, una roca o una marca en el pavimento.  b. Se deberán anotar las lecturas de la vista atrás (VA), vista intermedia (VI) y vista adelante (VD), según el formato que se muestra en la Tabla 2. Luego en un trabajo de gabinete se obtendrán las alturas del instrumento (AI) y las cotas de todos los puntos nivelados.

Formato de la Tabla de Nivelación: (Tabla 2. Nivelación) PUNTO BM1 P1 P2 …. …. BM1

VA

VI

VD

AI

COTA 100 m.s.n.m.

Al terminar los cálculos de la tabla de nivelación, es muy probable que la cota inicial y final del BM 1 no sean iguales, por lo tanto este error deberá estar dentro de una tolerancia dependiendo del tipo de nivelación que se ha realizado (Nivelación Precisa, Nivelación Ordinaria, Nivelación Rápida) de no cumplirse esta tolerancia, se tendrá que regresar al campo  para realizar una nueva nivelación. Una vez conseguido que el error sea menor que la tolerancia, se podrá realizar el respectivo ajuste de cotas.

16

6. CAMPO N° 5: PERFILES LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES Se denomina nivelación de perfiles, al proceso de determinar el relieve del terreno mediante el calculo de las elevaciones a de lo largo de una línea de referencia que normalmente es el eje de un camino, un canal, etc. En los perfiles longitudinales es recomendable que los puntos intermedios se coloquen cada 20 m y adicionalmente en las zonas donde se presentan cambios  bruscos de pendiente. Las secciones transversales, son perfiles cortos perpendiculares al eje del  proyecto y son los que suministran la información para estimar el movimiento de tierras. Por lo general los perfiles se dibujan a una escala vertical exagerada en comparación con la escala horizontal ( relación 10:1). 6.1. PROCEDIMIENTO DE CAMPO. Para determinar el perfil longitudinal de un terreno, los pasos a seguir son los siguientes: a. Determinar el eje del proyecto  b. Ubicación del punto de cota conocida (BM) c. Ubicación de los puntos intermedios, tanto para el perfil longitudinal como para las secciones transversales. d. Realizar el circuito de nivelación. e. Dibujo del plano de perfiles. 6.2. NIVEL ABNEY O ECLÍMETRO. El eclímetro es una variante del nivel de mano, el cual está provisto de un  pequeño frasco de burbuja fijada a un semicírculo graduado, que gira alrededor de un eje. Normalmente se usa para el reconocimiento de rutas,  perfiles transversales y verificación de pendientes.

Figura 20: Utilización del Eclímetro Los alumnos realizarán la nivelación de perfiles transversales utilizando el eclímetro. 17

SECCIONES TRANSVERSALES

CL TERRENO NATURAL

C = 4.8 m2    1    :     2

   1    :     2

T 3.1 m2

TERRENO NATURAL

C = 2.9 m2    1    :     5  .    1

   1    :     5  .    1

T 2.1 m2

Figura 21: Esquema que muestra la forma de dibujar las Secciones Transversales

18

PERFIL LONGITUDINAL

Figura 22: Esquema que muestra la forma de dibujar un Perfil Longitudinal 19

7. CAMPO N ° 6: MANEJO DEL TEODOLITO El teodolito es uno de los instrumentos mas utilizados para realizar levantamientos topográficos. Es un instrumento que permite medir ángulos horizontales y verticales. Existen en el mercado una gran variedad de teodolitos de diferentes marcas, entre los cuales se puede mencionar a la WILD, KERN, WATTS, ZEISS, SELMURAY, TOPCON, LEICA. Entre sus otras posibles aplicaciones del teodolito podemos encontrar : a. Determinación de distancias horizontales.  b. Establecimiento de alineamientos. c. Nivelaciones diferenciales de bajo orden. En la práctica de campo, cada alumno identificará las partes del Teodolito, así como practicará el centrado de las burbujas y la toma de lecturas tanto de ángulos horizontales como verticales. A continuación se muestran las partes principales de un Teodolito Modelo WILD T1A : ocular para lectura de ángulos espejo de iluminación plomada óptica

Fino, mueve el anteojo sin modificar la lectura del ángulo

Figura 23: Partes del Teodolito

20

Figura 24: Partes del Teodolito

fija el disco a la parte superior fija el disco a la parte inferior

Figura 25: Uso de los Tornillos de Ajuste 7.1. CIERRE AL HORIZONTE Una buena practica, para que el alumno se familiarice con el teodolito y verifique que está usando correctamente el instrumento, es el ejercicio de cierre al horizonte o medición de ángulos alrededor de un punto. El ejercicio consiste en poner el teodolito en estación (A), luego se pone estacas (por ejemplo B, C, D, E y F) alrededor del teodolito y a una distancia conveniente (ver Figura 26). Se mide cada uno de los ángulos, para lo cual se pone el instrumento en cero antes de cada medición. Cuando el trabajo sea terminado, la suma de los ángulos debería ser 360°, cualquier diferencia puede ser debida a equivocaciones (errores sistemáticos o errores aleatorios).

B

C

A D

21

F

E Figura 26: Cierre al Horizonte

8. CAMPO N ° 7: SUSTENTACIÓN En esta práctica de campo se evaluará la destreza del alumno al manejar el Teodolito mecánico en forma eficiente. La evaluación considera los siguientes puntos: a.  b. c. d.

Ubicación de plomada en el centro de la estaca Nivelación de la burbuja circular y tubular Puesta en cero del instrumento Medición de un ángulo horizontal.

La evaluación se realizará en forma individual, considerando que un tiempo óptimo es de 3 minutos, mientras que el tiempo máximo es de 5 minutos.

9. CAMPO N ° 8 y N ° 9: LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS POR EL MÉTODO DE LA POLIGONACIÓN Cuando un terreno es muy grande o existen obstáculos que impiden la visibilidad (desde un sólo punto) de todos los detalles del terreno, se emplea esté método que consiste en trazar un polígono que siga aproximadamente los linderos del terreno. Desde cada vértice de la  poligonal se tomarán los detalles del terreno que están cerca a éste.

Figura 27: Poligonación 9.1. PROCEDIMIENTO DE CAMPO : En esta práctica, cada grupo definirá en el campo una poligonal cerrada, que encierre por lo menos un pabellón del Campus. Se utilizará un teodolito mecánico y una cinta, o una Estación Total. Los puntos de control o estaciones se deberán seleccionar de acuerdo a las necesidades del levantamiento, asegurándose que de cada estación se  pueda ver la estación anterior y la siguiente. Dadas las coordenadas de la primera estación y la forma de la Poligonal se  procede a realizar la siguiente operación: 22

N 2

3

1 4 5

Figura 28: Poligonación a. Centramos y nivelamos el instrumento en la estación número uno.  b. Localizamos la estación número dos y tomamos el azimut de 1-2, medimos su distancia y el ángulo interno 1. c. trasladamos el instrumento a la estación número dos lo centramos y nivelamos. d. Localizamos la estación numero tres y medimos el ángulo interno 2. Según la precisión requerida tomamos una o varias lecturas de ese ángulo y medimos a continuación la distancia 2-3. e. Se repite la misma operación en las siguientes estaciones hasta volver a la estación número 1. f. Luego se realiza la suma total de los ángulos internos de la poligonal con el fin de hallar el error de cierre angular. g. Si el error de cierre angular (EC) es menor que el error de cierre  permisible (EP), se procede a repartirlo entre todos los ángulos internos de la poligonal. h. Si el error de cierre angular (EC) es mayor que el error de cierre  permisible (EP), se regresa al campo a medir nuevamente los ángulos internos de la poligonal. i. Una vez compensado el error de cierre angular se procederá a verificar la precisión lineal y luego se realizará la radiación de los detalles del perímetro del pabellón, con el fin de hallar sus coordenadas. Cada grupo presentará un informe el cual deberá contener lo siguiente: • • •

Introducción Datos de campo Precisión obtenida en la poligonal (angular y en distancia) 23

Procesamiento y corrección de la poligonal en una hoja de cálculo EXCEL. • Plano con la poligonal y el relleno en formato A3 • Comentarios al trabajo efectuado • Críticas y sugerencias a la forma como la práctica fue dirigida por los jefes de prácticas. •

10. CAMPO N° 10: LEVANTAMIENTO ALTIMÉTRICO  Normalmente los planos comunes muestran solo dos dimensiones, longitud y ancho. Para la ejecución de algunos trabajos de ingeniería la tercera dimensión es fundamental, por ejemplo, en el cálculo de cortes y rellenos a lo largo de una carretera. Esta tercera dimensión es representada en un plano de curvas de nivel. Con frecuencia, las diferencias en la elevación de un terreno se pueden comprender mejor al inspeccionar un plano de curvas de nivel que inspeccionar el terreno mismo. Actualmente con ayuda de un computador y un programa, es posible dibujar el plano de curvas de nivel, así como la representación del terreno en 3 dimensiones. Esta nueva utilidad permite una verificación del trabajo mediante una comparación entre el terreno inspeccionado y la representación del terreno en 3 dimensiones obtenidas por el computador. Esta práctica es muy importante ya que se realiza fuera del campus universitario en un terreno apropiado para este tipo de trabajo. Debido a limitaciones de tiempo, el área de trabajo será dividida entre el número de grupos. Todos los grupos deberán usar un mismo punto de referencia de tal manera que al juntar la información se pueda obtener el plano de curvas de toda el área de trabajo. Cada grupo presentará un informe el cual deberá contener lo siguiente: • • • • • •

Introducción Datos de campo (x, y, z) respecto al punto de referencia común. Los grupos deberán coordinar el intercambio de información. Plano de curvas de nivel de toda el área, en formato A4. Para lo cual se utilizará el programa Surfer. Plano de curvas de nivel de toda el área, en formato A3. Comentarios al trabajo efectuado. Criticas y sugerencias a la forma como la práctica fue coordinada por los diferentes grupos.

24

Uso del SURFER.Luego de realizar el levantamiento topográfico se procederá a procesar la información en el SURFER. Para esto se deberá realizar lo siguiente: • • • •

• •

El rectángulo de la Figura 29 representa la zona de trabajo Los puntos rojos son los datos de campo que están almacenados en un archivo de texto Topo.DAT Con la opción GRID se divide la zona de trabajo en una malla de interpolación La opción GRID genera un nuevo archivo denominado Topo.GRD que contiene las coordenadas x, y, z de todos los vértices e la malla de interpolación Con la opción CONTOUR se generan las curvas de nivel en dos dimensiones Con la opción SURFACE se generan las curvas de nivel en tres dimensiones

Figura 29: Malla de interpolación

25

Figura 30: Curvas de nivel en 2D y 3D

26

11. BIBLIOGRAFIA BÁSICA Las siguientes referencias son consideradas básicas debido a que contienen casi la totalidad de los temas tratados en el curso. •

Bannister and S. Raymond (1987) Técnicas modernas Topografía.México:Representaciones y servicios de ingeniería S.A.

en

•

Dominguez Garcia - Tejero (1993). Topografía general y aplicada . 12 va Edición. Madrid:Ediciones Mundi-Prensa.

•

B. Kavanagh (1992) Surveying With Construction Applications Second Edition. New Jersey:Prentice Hall.

•

Jack C. McCormac (1981) Topografía. Madrid: Editorial Dossat S.A.

•

Jack C. McCormac (1991) Surveying Fundamentals - Second Edition (Disk Included). New Jersey: Prentince-Hall.

12. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA •

Bannister and R. Baker (1991) Solving problems in surveying. England: Longman Scientific & Technical

•

J. Bies and R. Long (1983) Mapping and Topographic Drafting . Chicago: South-Western Publishing CO.

•

J. Dextre y J. Reyes (2004) Manual de Campo de Ingeniería de Carreteras 1

27

13. ANEXOS 13.1. TRABAJO EN GRUPO Los levantamientos topográficos son realizados por cuadrillas de trabajo, por esta razón es importante que los alumnos aprendan a trabajar en equipo, en las diferentes etapas: planeamiento, ejecución y trabajo de gabinete. Los grupos deberán estar conformados por cuatro alumnos. La conformación de grupos es libre, sin embargo, se debe tener en cuenta que muchas veces será necesario trabajar fuera de las horas de campo,  por lo tanto es necesario que tengan horarios compatibles. Los informes deben cumplir con los requerimientos que se especifican  para cada práctica, y se presentará un informe por grupo.

13.2. METODOLOGÍA DE TRABAJO El alumno deberá conocer con anticipación y en detalle, el tema a tratar en la práctica, para lo cual deberá haber leído tanto la guía de campo como la bibliografía recomendada. En el caso de tener alguna duda, el alumno deberá consultar con los jefes de práctica o en su defecto con el profesor del curso. Antes de iniciar las practicas: N °2, N°4, N°5 N°8 ψ Ν° 10  cada grupo deberá presentar un pre-informe con el siguiente contenido: a)  b) c) d) e) f)

Objetivo de la práctica Procedimiento de campo Equipo necesario Cuadrilla mínima de trabajo Datos a tomar en el campo Gráfico explicando el procedimiento de campo

Todos los campos estarán sujetos a la presentación de un informe Grupal el cual tendrá el siguiente contenido: a) Objetivo de la práctica  b) Procedimiento de campo

28

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

Equipo necesario Cuadrilla de trabajo Datos de campo Cálculos y resultados obtenidos en el gabinete Posibles aplicaciones de los resultados obtenidos Conclusiones y Recomendaciones Planos dibujados en AutoCad, considerando: • • •

Sello ( debe contener: responsable, escala, precisión, título) Cuadro de símbolos (para representar jardines , postes etc) Referencia del plano (norte magnético o indicación de calles y pabellones que circundan a la zona de trabajo)

 j) Bibliografía (en caso de utilizar el Internet incluir las direcciones electrónicas). Cada alumno debe tener una libreta de campo y realizar las siguientes anotaciones: a) Nombre o título del trabajo  b) Nombres de la cuadrilla de trabajo, indicando quien es el jefe del grupo (debe ser rotativo). c) Las condiciones climáticas en las que se realiza el levantamiento d) Croquis del levantamiento topográfico e) Todas las mediciones tomadas en campo, tabuladas y utilizando un lápiz de dureza media (2H). Cada grupo deberá traer un fólder, el cual servirá para archivar sus informes y láminas (correctamente dobladas). El fólder, los informes y las láminas deberán estar identificadas.

13.3. EVALUACIÓN La evaluación de los informes es grupal y está a cargo de los Jefes de Práctica correspondiente. Sin embargo, las notas de los integrantes de un mismo grupo pueden ser diferentes, teniendo en cuenta, el cuidado del equipo, la dedicación al trabajo etc. A continuación se mostrará la carátula a utilizar para la presentación de informes y preinformes:

29