UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad de Ingeniería Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil Asignatura: TOPOGRAFIA II
Docente: Ing°. BENJAMIN TORRES TAFUR
Asignacion: POLIGONAL CERRADA CON TEODOLITO Y RADIACION CON ESTACION TOTAL
Alumno: BARBOZA FUSTAMANTE, Heber Alexander.
Grupo: “A”.
Ciclo: IV Cajamarca, Diciembre del 2013
TRAZO DE POLIGONAL SERRADA I.
INTRODUCCIÓN
Con el siguiente informe damos a conocer el método utilizado para el levantamiento topográfico de una parcela asignada por el docente encargado del curso, esta parcela está ubicada en el campus de nuestra ciudad universitaria, abarcando desde la Av. Tarsicio Bazán Zegarra, hasta la Av. Alejandro Vera Villanueva, de Oeste a Este respectivamente, mientras que por el norte y sur limita con la parte posterior del pabellón 1A, hasta la Av. Integración, respectivamente, esta práctica fue realizada el día 08 de diciembre del 2013, dando inicio a la 10a.m y finalizando a las 2:00p.m. Para ejecutar el procedimiento empleamos el método de poligonal cerrada tomando detalles por radiación de puntos haciendo uso de teodolito. La finalidad del procedimiento es calcular el área y el perímetro de la parcela asignada, efectuando tres estaciones en nuestro caso, porque esta parcela nos brinda esa facilidad, que desde tres estaciones se puede ubicar los detalles de la parcela, tomando distancias entre cada estación formando con esto una poligonal cerrada; a la par se miden los diferentes vértices y detalles de la parcela, con esto podemos obtener un plano de la parcela, así como también el plano de la poligonal cerrada a escala, utilizando coordenadas con GPS y con la información obtenida se puede finalizar el trabajo en gabinete. Para realizar el levantamiento del terreno en donde se encuentra la parcela asignada por el docente encargado del curso, Ing. Benjamín Torres Tafur, se hizo uso de un teodolito, esta parcela situada en el campus de nuestra ciudad universitaria, se utilizó una poligonal cerrada para poder desarrollar todas las características que se requirieron para resolver el terreno como herramienta fundamental se hace uso de una teodolito FOIFDT305. Para el caso de esta práctica el requerimiento de precisión es de más o menos, 1: 5000 pero que esta escala está sujeto a correcciones requisito que sea comprobado en la fase de gabinete después de hacer los ajustes necesarios y de hacer los cálculos de la poligonal. Además se debe tener en cuenta las observaciones que el docente y también de la brigada de trabajo lo realice para el buen desarrollo del trabajo y el cálculo de la poligonal y el plano topográfico de la parcela asignada, todos los cálculos se presentan en una tabla de resultados como se indica en el libro guía.
II.
OBJETIVOS: 2.1. OBJETIVO GENERAL: Teniendo en cuenta los conocimientos adquiridos en clase y fuera de ella buscamos calcular el Área y el perímetro de la parcela asignada, utilizando el método de poligonal cerrada; tomando detalles por radiación. Efectuando cálculos en la fase de gabinete que nos permitirán ubicarlo en un plano topográfico, así como también realizar el dibujo de la poligonal cerrada.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Obtener el área y perímetro de la parcela a la cual se le realizó el levantamiento topográfico.
Hallar coordenadas para los respectivos puntos tomados en el trabajo de campo, usando como referencia una coordenada de una estación, tomada con GPS, y de esta manera poderlo representar en un plano.
Hallar el azimut de cada uno de los ángulos, este se puede tomar sentido horario o anti horario.
Lograr un alto grado de precisión en el levantamiento para así tener certeza de los datos tomados en campo. Realizar los cálculos necesarios en gabinete por medio de fórmulas teóricas indicadas en clase, y de esta manera dar terminado el trabajo.
III.
MATERIAL A UTILIZAR. Trípode…….. 01 Brújula………01 Teodolito….01 Mira altimétrica…..01 Estación Total…. 01 Trípode……. 01 Calculadora……01
IV.
Estacas……03 (una para cada vértice de la poligonal) Equipo PC. Programa AutoCAD Programa Civil 3D, para curvas de nivel. Hoja de cálculo Excel.
PROBLEMAS A SOLUCIONAR. Calculo de la poligonal serrada de la parcela asignada en la parte práctica del desarrollo del curso de Topografía II. En la fase de gabinete, realizar el cálculo de coordenadas tanto este como norte, así como el plano de la parcela y su poligonal. Radiación de detalles de la parcela asignada, usando Estación Total.
V.
PROCEDIMIENTO. 1. LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL TERRENO
La parcela asignada y en la cual se va a trabajar, se encuentra ubicado a una altitud de 2683 m.s.n.m.
2. DESCRIPCIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS. a. PROCEDIMIENTO DE CAMPO: Se hizo el reconocimiento del terreno y se procedió a fijar los vértices de la poligonal a trabajar, estacionar el teodolito en cada uno de estos vértices. Materializar las estaciones con estaca y pintura. Estacionar y centrar el teodolito en el primer vértice materializado, teniendo en cuenta la visibilidad entre las demás estaciones. Empezar a los ángulos de cada estación, por repetición así como también sus distancias a los puntos observados desde la primera estación y registrarlos en la libreta de campo como se indica en las clases teóricas. El proceso anterior se realizó tanto para la primera estación como para las otras dos estaciones, tomando en estos ángulos internos entre las estaciones, estos ángulos y
distancias entre estaciones fueron tomados por repetición, los ángulos fueron tomados con el teodolito, mientras que los lados fueron medidos con wincha. La distancia entre los diferentes puntos de armado y los puntos observados en cada estación se miden utilizando wincha, jalón y teodolito el cual nos permite obtener mayor precisión en las distancias y ángulos formados entre la estación y cada detalle tomado desde cada una de estas estaciones. Finalizado el proceso en cada estación se toma el error de cierre angular y se comprueba el cierre de poligonal, esto se desarrolla en el proceso de gabinete, pero si se puede hacer in situ sería mejor ya que eso permitiría corregir algún error en la toma de datos de los puntos.
b. PROCEDIMIENTO DE GABINETE: Con los datos obtenidos en campo se procede a hallar las proyecciones correspondientes, (Norte y Este), de cada estación y detalles tomados en campo realizando el cálculo y ajuste de poligonal. Teniendo las proyecciones corregidas y el perímetro corregido de la poligonal se procede a hallar la precisión del levantamiento. Si la precisión es la deseada, podemos continuar con la obtención de coordenadas de cada uno de los puntos tomados en campo teniendo como base las coordenadas tomadas con el GPS de la primera estación. Ya teniendo las coordenadas de cada estación y detalles, se continúa con la elaboración del plano en AutoCAD. Finalizado el proceso anterior se procede a calcular el área y perímetro de la parcela. También se procede a calcular la poligonal, esto es con los datos de los ángulos internos de cada vértice de la poligonal y las distancias entre ellos, estos ángulos y estos lados fueron medidos por repetición, luego se obtiene un valor promedio.
VI.
VII.
BRIGADA. BARBOZA FUSTAMANTE, Heber Alexander CAMPOS IRIGOIN, Roman. CERNA PERALTA, Roger Ernesto. CUEVA RAMIREZ, Miguel Angel. SIFUENTES HERMENEGILDO, Lucio Anderson. MARCO TEORICO.
TEODOLITO ELECTRÓNICO: Es la versión del teodolito óptico, con la incorporación de electrónica para hacer las lecturas del círculo vertical y horizontal, desplegando los ángulos en una pantalla, eliminando errores de apreciación. Es más simple en su uso, y, por requerir menos piezas, es más simple su fabricación y en algunos casos su calibración. Algunas de las características que incorpora, y con las cuales no cuentan los teodolitos, son una pantalla alfanumérica de cristal líquido (LCD), lens de avisos, iluminación independiente de la luz solar, calculadora, distanciómetro, trackeador (seguidor de trayectoria) y la posibilidad de guardar información en formato electrónico, lo cual permite utilizarla posteriormente en ordenadores personales. Vienen provistas de diversos programas sencillos que permiten, entre otras capacidades, el cálculo de coordenadas en campo, replanteo de puntos de manera sencilla y eficaz y cálculo de azimuts y distancias. ESTACAS: Una estaca es un objeto largo, de 10 a 15 cm, y afilado que se clava en el suelo para fijar puntos de referencia mientras se hace el levantamiento, en nuestro caso utilizamos tres estacas, una para cada vértice la poligonal trazada. TRÍPODE DE MESETA: Es el soporte del aparato, en este caso del teodolito electrónico, con 3 pies de madera o metálicos, con patas extensibles o telescópicas que terminan en reglones de hierro con estribos para pisar y clavar en el terreno. Su parte superior es una meseta, metálica triangular o circular con un orificio central cuya misión es permitir pequeños desplazamientos para facilitar el estacionamiento sobre un punto. En esta meseta esta la sujeción al aparato que normalmente será un tornillo que se desliza sobre una guía metálica para permitir los desplazamientos del aparato. En la parte inferior de este tornillo estaría la sujeción de la plomada manual. MIRA ALTIMETRICA: Instrumento que se usa en todos los procesos, pero en altimetría la menor división es el centímetro, y en el caso de tener que usar el milímetro debe ser estimado por el instrumentista. Existen diferentes miras de acuerdo a la operación a realizar y su precisión. POLIGONAL: Una poligonal es una serie de líneas consecutivas cuyas longitudes y direcciones se han determinado a partir de mediciones en campo. El trazo de una poligonal, que es la operación de establecer las estaciones de la misma y hacer las mediciones necesarias, es uno de los procedimientos fundamentales y más utilizados en la práctica para determinar las posiciones relativas de puntos en el terreno. Hay dos tipos de poligonales: la cerrada y la abierta. En una poligonal cerrada: 1) Las líneas regresan al punto de partida formando así un polígono (geométrica y analíticamente). 2) Terminar en otra estación que tiene una exactitud de posición igual o mayor que la del punto de partida. Las poligonales serradas proporcionan comprobaciones de los ángulos y de las distancias medidas, consideración en extremo importante.
Se emplean extensamente en levantamientos de control, para construcción, de propiedades y de configuración. Una poligonal abierta (geométrica y analíticamente), consiste en una serie de líneas unidas, pero que no regresan al punto de partida, ni sierran en un punto con igual o mayor orden de exactitud. Las poligonales abiertas se usan en los levantamientos para vías terrestres, pero, en general, deben evitarse porque no ofrecen medio alguno de verificación por errores y equivocaciones. En las poligonales abiertas deben repetirse las medidas para prevenir las equivocaciones. A las estaciones se las llama a veces vértices o puntos de ángulo, por medirse generalmente en cada uno de ellas un ángulo o cambio de dirección. BRIGADAS: Las brigadas están compuestas por un operador y uno o dos ayudantes. El operador lee y anota los ángulos mientras que los ayudantes colocan las señales en las estaciones adyacentes. SELECCIÓN DE LAS ESTACIONES: Las estaciones de la poligonal se seleccionan de acuerdo a los objetivos del trabajo. Los vértices de la poligonal servirán de estaciones de apoyo en el relleno. De acuerdo a los puntos que se desean relevar, se elegirán los vértices de la poligonal. Las estaciones adyacentes de la poligonal deben ser visibles entre sí. La distancia que separa las estaciones estará de acuerdo con el método y el instrumento que se utilice para medir la distancia. Las estaciones deben ubicarse en lugares que no estén expuestos a inundación, erosión, desplazamientos, o cualquier otro accidente que destruya la marca del punto. A menudo se realizan mediciones de ángulos y distancias a puntos cercanos permanentes, para replantear la posición de la estación en el caso de que se destruya. A esta operación se le denomina balizamiento. A la vez que se seleccionan los puntos estación se realiza un croquis que servirá para la planificación de las tareas posteriores. La marcación consiste en establecer marcas permanentes o semi-permanentes en las estaciones, mediante estacas de madera o hierro. Mediante la señalización se colocan jalones o banderolas en las estaciones para que sean visibles desde las estaciones adyacentes. MEDICIÓN DE LOS LADOS: Los lados de una poligonal se miden con instrumentos MED o con cintas de acero. Para trabajos expeditivos las distancias pueden obtenerse con taquímetro y mira vertical, con hilo o a pasos. Se miden al menos dos veces cada lado, con el objeto de tener un control y se obtiene la media de las dos lecturas. MEDICIÓN DE LOS ÁNGULOS: Para medir los ángulos de una poligonal se procede a estacionar en cada uno de los vértices, siguiendo un sentido de giro predeterminado: en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario (horario o anti horario). Se puede medir el rumbo o acimut del primer lado para que la poligonal quede orientada. Se procederá a medir los ángulos internos o externos. Los ángulos se miden aplicando la regla de Bessel (serie completa), bisectando siempre la señal lo más cerca posible de la superficie del terreno.
AJUSTE Y CÁLCULO DE LA POLIGONAL A. ERROR DE CIERRE ANGULAR: Cuando se miden los ángulos internos de una poligonal cerrada es posible efectuar un control de cierre angular, dado que la suma de los ángulos interiores de un polígono es igual a 180° x (n – 2). El error de cierre angular es igual a la diferencia de 180 (n – 2) menos la sumatoria de los ángulos interiores. El error de cierre angular debe ser menor o igual que la tolerancia. Por tolerancia se entiende el mayor error permitido (emax). La tolerancia depende de los instrumentos que se utilizan y los métodos de levantamiento que se aplican. Si se trata de levantamientos poco precisos: emax = a.n; en donde a es la aproximación del instrumento de medida y n la cantidad de medidas. En cambio si se trata de levantamientos precisos: emax = a.? n. Si en lugar de medir los ángulos internos se miden los ángulos externos, la suma debe ser igual a 180° x (n + 2). Este control se realiza en el campo, de tal manera que si el error es mayor que la tolerancia (error grosero) puede realizarse la medición nuevamente, hasta obtener un error de cierre menor que la tolerancia. Una vez obtenido el error de cierre angular menor o igual que la tolerancia se procede a compensar los ángulos. Una forma de compensar los ángulos es por partes iguales. P ara obtener la corrección angular c, se divide el error por el número de vértices: C = e/n. Obtenida la corrección, se suma o se resta de acuerdo al signo del error, a cada uno de los ángulos.
TRAZO DE POLIGONALES POR ANGULOS INTERIORES: Ángulos interiores como ABC, BCD, CDE, DEA y EAB se usa casi en forma exclusiva en las poligonales para levantamiento catastrales o de propiedades. Pueden leerse tanto en sentido horario así como en sentido anti horario, y con la brigada de topografía siguiendo la poligonal ya sea hacia la derecha o hacia la izquierda. Es buena práctica, sin embargo, medir todos los ángulos en sentido horario. Si se sigue invariablemente un método se evitan los errores de lectura, de anotación y de trazo. Los ángulos exteriores deben medirse para serrar al horizonte (proceso de medir todos los ángulos en una vuelta completa alrededor de un mismo punto para obtener una verificación con su suma la cual será 360°).
TRAZO DE POLIGONALES POR ANGULOS DE DEFLEXION: Los levantamientos para vías terrestres se hacen comúnmente por deflexiones medidas hacia la derecha o hacia la izquierda desde las prolongaciones de las líneas. Un ángulo de deflexión no está especificado por completo sin la designación D o I, y por supuesto, su valor no depende de ser mayor de 180°. Cada ángulo debe duplicarse o cuadruplicarse (es decir, medirse dos o cuatro veces) para reducir los errores de instrumento, y se debe de determinar un valor medio.
TRAZO DE POLIGONALES POR ANGULOS A LA DERECHA: Los ángulos medidos en sentido horario desde una visual hacia atrás según la línea anterior, se llaman ángulos a la derecha, o bien, a veces, “azimuts desde la línea anterior”. El procedimiento es similar al de trazo de una poligonal por azimuts, con la excepción de que la visual hacia atrás se dirige con los platos ajustados a cero, en vez de estarlo a la azimut inverso. Los ángulos pueden comprobarse (y precisarse mas) duplicándolos, o bien, comprobarse toscamente por medio de lecturas de brújula. Si se giran todos los ángulos en el sentido horario, se elimina confusiones al anotar y al trazar, y además este método es adecuado para el arreglo de las graduaciones de los circuitos de tránsito y teodolitos, inclusive de los instrumentos direccionales.
TRAZO DE POLIGONALES POR AZIMUTES: A menudo se trazan por azimuts las poligonales para levantamientos orográficos (descripción orográfica o de montañas) o configuraciones, y es en este caso que solo se necesita considerarse una línea de referencia, por lo general la meridiana (o línea norte-sur) verdadera o la magnética. En la figura, los azimuts se miden en sentido horario, a partir de la dirección norte del meridiano que pasa por cada vértice o punto de ángulo.
LEVANTAMIENTO DE DETALLES: Existen varios métodos para el levantamiento de detalles en ellos se usa tanto el teodolito como la cinta. Desde luego es posible usar los métodos solos o combinados de acuerdo al tiempo y precisión deseada. Algunos de ellos son: Radiación: Localización de un detalle por medio de un ángulo y una distancia.
Intersección: un punto queda ubicado de acuerdo al alineamiento de una poligonal, por la intersección de visuales por lo menos de dos estaciones.
Intersección por distancias desde dos puntos: este método es similar al anterior solo que se toman las distancias que separan los extremos a puntos sobre la alineación y detalle.
Ángulo desde una estación y una distancia desde otra: Este combina los dos anteriores; se hace por medio de una distancia y un ángulo.
Enfilaciones: consiste en mirar a lo largo de una fachada (Pared) y determinar los puntos de intersección de estas visuales con otras líneas ya sean lados de una poligonal, muro o edificio.
METODO DE COMPENSACION DE POLIGONOS Regla de la brújula (o de bowditch): se basa en suponer que existe una Proporcionalidad entre el valor parcial de cada de cada lado y error de cierre total. Los errores cometidos son accidentales y por lo tanto su valor es proporcional a la raíz cuadrada de su longitud. El efecto de los errores angulares es igual al de los errores lineales. (Teodolito y cinta en su levantamiento). Esta regla, adecuada para el levantamiento en los que los ángulos y las distancias s se usan con igual precisión, en la que se usa con mayor frecuencia en la práctica. Es apropiada tratándose de un levantamiento con tránsito y cinta en el que se miden los ángulos al minuto o al medio minuto más próximo.
PROCEDIMIENTO EN Civil 3D PARA OBTENER LAS CURVAS DE NIVEL. CIVIL 3D: 1. PREPARAR NUESTRA BASE DE DATOS (EXCEL). Formato P E N Z D (delimitado por comas) P: punto E: Este N: Norte. Z: Cota. D: Descripción del punto. Guardar: Se da el nombre con el que se desea guardar el documento.
2. Abrimos el Civil3D (Metric). Creamos nuestro proyecto. Configurar: En PROSPECTOR, dando anticlik en EDITAR ZONA.
Dar el nombre y guardar. 3. Puntos. Nos vamos a prospectos
4. SUPERFICIE. Presionar Z+enter y E+enter. Se vé así:
Crear superficie:
Suavizar las curvas. Usamos el comando “Smoothing”
Para cambiar la equidistancia:
Para configurar las Curvas:
Para poner las cotas a las curvas:
CUADRICULA:
Dibujar un rectángulo. Coordenadas UTM de la esquina inferior derecha
PARA CAMBIAR LA EQUIDISTANCIA DE LA CUADRICULA:
VIII.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. El clima durante el trabajo de campo fue una mañana soleada en la que presentaron fuertes vientos haciendo el levantamiento más dificultosa la hora de la ubicación precisa de cada punto con la mira altimétrica. En la realización del levantamiento se nos dificulto mucho tomar varias distancias a causa de los obstáculos presentados alrededor de la edificación como los automóviles en el estacionamiento de la Facultad de Ciencias Sociales. Se realizó un levantamiento por poligonal cerrada tomando los detalles de la construcción por medio de radiación múltiple deseando con esto hallar el área y el perímetro, haciendo tres puntos de armado con el fin de formar una poligonal y así tener una mejor visual hacia cada uno de los vértices y detalles de la edificación . La marca del teodolito es FOIFDT305 y su aproximación es de 5 segundos. El grado de precisión obtenido en el levantamiento se debe al manejo adecuado de los materiales. Se recomienda tener mucho cuidado en definir las estaciones, ya que estas deben ser visibles entre si y además no ser dificultoso su medida entre ellas.
IX.
X.
BIBLIOGRAFIA. Apuntes tomados en Clases del Ingeniero Sergio Huaman Sangay. Arturo Quintana, Topografía, Editorial Universitaria. Profesor P. Werkmeister, Topografía, Editorial Labor S. A. http://cipres.cec.uchile.cl/~ci35a/index.html#obje
http://diablo.univalle.edu.co/~jumaca/trabajos/poligonales.html http://www.berdala.com
PANEL FOTOGRAFICO.
Estacionamiento del equipo a utilizar.
Pesta en ceros del equipo y toma de coordenadas con GPS.
Calculo de los angulos de la poligonal, medios por repeticion
Medicion de los lados de la poligonal, medidos por repeticion.
Radiacion de puntos desde cada estacion uvicada en cada vertice de la poligonal.
