INFORME N° 004-2017-UNA/EPIC/LCDLN A
:
Ing. Néstor E., GONZALES SUCASAIRE. DOCENTE DEL CURSO TOPOGRAFÍA I-B.
DE
:
Alexander, PAUCAR COLLANQUE. Tony Ronaldo, LUNA BEJAR. ESTUDIANTES DEL CURSO TOPOGRAFÍA I-B.
ASUNTO
:
Nivelación.
FECHA
:
18 de mayo del 2017
Mediante el presente documento, expresamos nuestro más cordial saludo a su persona y hacemos alcance del cuarto informe del curso de Topografía I. La cuarta sesión de “campo”, se realizó el día 25 de mayo, 1 de junio y días posteriores, del presente año, se realizó en el cerro, ubicado al costado de la Universidad Nacional del Altiplano. El tema que se desarrolló fue: “Nivelación’’ Contando con la participación de casi con la totalidad de alumnos, y en caso particular, con la participación de todo el grupo.
ADJUNTO EL TRABAJO.
Firma: Tony R., LUNA BEJAR DELEGADO DEL GRUPO
I. INTRODUCCIÓN: Topografía es un curso muy importante, para el estudiante de ingeniería civil. Y dentro de esta rama encontramos otra, como la nivelación que es una herramienta indispensable para muchas obras, como carreteras, puentes, etc. En este informe, presentaremos, los equipos necesarios para la nivelación, el modo de uso, y un trabajo que se desarrolló, para ver las dificultades que trae consigo. Sabemos que en algunos trabajos (salida a campo), será suficiente medir sólo ángulos o distancias, pero en otros encontramos un nivel de complejidad el cual no solo va ser posible con aparatos simples vistos en anteriores informes, para esto se desarrolló una serie de prácticas tanto para armar el equipo, como para realizar una nivelación dificultosa, en lugares de mucha pendiente. Por último veremos las dificultades que se nos presentó, así mismo presentaremos recomendaciones para que el trabajo que realicé dicho lector sobre nivelación, no tenga muchos incapiés, y sacaremos conclusiones de la importancia de la nivelación tanto generalmente, como en la práctica realizada.
II. OBJETIVOS: 2.1. OBJETIVO GENERAL: Aprender aspectos teóricos y prácticos sobre la nivelación, con el fin de entender su uso y aplicación. 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Tener noción del uso correcto (manipulación), de los equipos de nivelación. Incluir el desarrollo en gabinete para llegar a las metas de dichas prácticas de nivelación.
III. MARCO TEÓRICO: 3.1.
Descripción del nivel: En general se da el nombre de niveles a todos aquellos instrumentos que podemos utilizar para la determinación de una línea o de un plano horizontal. Todos los niveles están fundados en algún fenómeno de gravedad. Harvaez, D. y Llontop, B. (2012) divide el nivel en 3:
Niveles fundados en el equilibrio de los cuerpos suspendidos: Nivel de albañil, nivel colimador del coronel Goulier. Niveles que se fundamentan en la horizontalidad de una superficie líquida en reposo: Nivel de agua. Niveles basados en la diferencia de densidades entre dos líquidos o entre líquidos y gas: Nivel de burbuja.
Los niveles modernos esencialmente están constituidos por los siguientes elementos:
Un anteojo, cuya línea de mira se mantiene horizontal por medio de un nivel tubular u otro sistema (niveles automáticos), con el objeto de poder visar todos aquellos puntos que se encuentran alrededor de la estación. Tanto el anteojo como el nivel que lleva consigo se encuentran montados sobre un eje vertical que les permite girar. La verticalidad de este eje se consigue gracias a tres tornillos nivelantes. Tienen así mismo, para enfocar perfectamente la mira, tornillos de presiones horizontales y tangenciales para el movimiento lento horizontal. Limbo horizontal, aunque este no interviene en la determinación de las diferencias de nivel, si tiene importancia desde que permite no ampliar el campo de las aplicaciones del nivel, cuando se quiere solamente fijar la altura, sino también fijar la posición de los puntos
del terreno. Pero hay que tener presente que un nivel no es un teodolito, ni viceversa. Cada uno está diseñado para un fin determinado y lógico; siendo el nivel un instrumento para medir directamente con precisión la diferencia de alturas, mientras el teodolito tiene por rol esencial la medición precisa de ángulos.
3.2.
CONDICIONES QUE DEBE REUNIR UN NIVEL: Harvaez, D. y Llontop, B. (2012) nos presenta las siguientes condiciones: El eje de rotación del instrumento debe ser vertical. La línea de visual debe ser perpendicular al eje de rotación del instrumento, por lo tanto horizontal. El eje de nivel de burbuja (tubular) debe ser también perpendicular al eje de rotación y paralela con respecto a la línea de visual.
3.3.
CLASES DE NIVELACIONES: 3.3.1. Nivelación geométrica o directa. Es aquella que permite conocer rápidamente las diferencias de nivel por medio de lectura directa de distancias verticales (alturas) por medio de instrumentos llamados niveles. Es el más empleado en trabajos de ingeniería. Harvaez, D. y Llontop, B. (2012) divide la nivelación geométrica para su mejor comprensión en: Simple, la nivelación se llama simple cuando se pueden determinar las cotas de dos o más puntos del terreno, referidos a una misma superficie de comparación por medio de una sola estación instrumental. Si los puntos nivelados están en una alineación, la nivelación simple se llama longitudinal, en caso contrario, radial. Compuesta, la nivelación compuesta o en línea es aquella en la que se requiere, como condición para poder efectuar el trabajo, la ‘’porcelación’’ de la distancia, ya sea porque esta es muy grande y escapa a los límites permisibles o bien existen obstáculos que impiden nivelar dos o más puntos con una sola estación. En otras palabras, la nivelación compuesta resulta ser la suma de 2 o más nivelaciones simples. 3.3.2. Nivelación trigonométrica. Es aquella en que las diferencias de alturas o cotas de dos puntos se calcula midiendo ángulos verticales y distancias: Resolviendo el triángulo cuya incógnita es el cateto que representa la altura (mediante fórmulas especiales), nivelación taquimétrica con teodolito.
3.3.3. Nivelación barométrica. La nivelación barométrica se realiza utilizando aparatos llamados barómetros que indican la diferencia de la presión atmosférica, con lo que se puede calcular la diferencia de altura: Se usa mayormente para trabajos generales de reconocimiento.
3.4.
ERRORES DE NIVELACIÓN GEOMÉTRICA: Harvaez, D. y Llontop, B. (2012) describe las causas de los errores más frecuentes que suceden en la nivelación: Ajustes imperfectos del instrumento. Deben controlarse los instrumentos periódicamente. Curvatura terrestre y refracción atmosférica. Deben igualarse las distancias de vista adelante y vista atrás. Variaciones de temperatura. Principalmente altera la sensibilidad del nivel. Graduación errónea de las miras. Deben compararse con un patrón. Falta de perpendicularidad de las miras. Error en exceso. Puntos de cambios defectuosos. Debe buscarse puntos inamovibles. Asentamiento del trípode. Tomar precauciones cuando el terreno sea blando y cuando haya dudas, repetir varias veces hacia adelante y hacia atrás. Error de centrado de la burbuja. Es tanto más importante a medida que la longitud aumenta.
3.5.
PRECISIÓN DE NIVELACIÓN GEOMÉTRICA: La mayor parte de las causas de error producen errores de naturaleza compensable, pudiendo decirse que la precisión es proporcional a la raíz cuadrada del número de estaciones instrumentales y por lo tanto también proporcionales a la distancia recorrida.
3.6.
COMPENSACIÓN DE LA NIVELACIÓN GEOMÉTRICA: Tomando como principio que el error de cierre de una nivelación se ha ido acumulando proporcionalmente a la distancia recorrida, de manera que los B.M. intermedios estarán afectados por errores directamente proporcionales a sus respectivas distancias. Si llamamos E al error de cierre; P al perímetro, C’, C’’, etc. Las correlaciones que se aplicarán a las cotas de BM (1), BM (2), BM (3), etc. Que distan a, b, c, etc. Del punto de partida tendremos:
C′ = (EP)xa
; C′′ = (EP)xb ;C′′′ = (EP)xc ;etc.
3.7.
NIVELES DE MANO: Harvaez, D. y Llontop, B. (2012) divide en dos tipos los niveles de mano: LOCKE y ABNEY 3.7.1. Nivel de Locke. Se utiliza para nivelación de poca precisión. Consta de un tubo de longitud de 13 a 15 cm que sirve de anteojo para vista y sobre el cual va montado un nivel de burbuja para hacer la visual horizontal y por tanto es cuando se debe hacer la lectura sobre la mira. 3.7.2. Nivel de Abney. Consta de las mismas partes de un Locke, pero posee además parte de un círculo vertical graduado como muestra la figura. Con este nivel pueden efectuarse las siguientes operaciones. Lanzar visuales horizontales. (como si fuera un Locke) Averiguar la pendiente o ángulo vertical de una línea. Lanzar visuales inclinadas con una pendiente o ángulo vertical dados.
IV. PROCEDIMIENTO Y CÁLCULOS: Ѫ Punto Vista atrás BM ʘ1 ʘ 2 ʘ 3 ʘ 4 ʘ 5 ʘ 6 ʘ 7 8 ʘ 9 ʘ 10 ʘ 11 12 ʘ 13 14 15 ʘ 16 17 ʘ 18 ʘ 19 20 ʘ 21
1.799 4.805 4.775 3.663 4.920 1.150 4.951 4.282 4.305 4.602 4.975 4.162
4.585 4.144 4.900 4.030
3841.799 3845.009 3847.939 3849.604 3853.109 3852.256 3856.456 3859.133 3859.133 3863.063 3867.011 3871.389 3871.389 3875.006 3875.006 3875.006 3878.911 3878.911 3881.855 3886.755 3886.755 3890.100
Vista ad.
1.595 1.845 1.998 1.415 2.003 0.751 1.605 3.714 0.375 0.654 0.597 1.093 0.545 1.800 1.510 0.680 1.985 1.200 0.000 3.045 0.685
Distancia de punto a punto 8.57m 10.25m 0.70m 8.22m 6.84m 9.58m 7.34m 4.92m 8.75m 9.52m 11.14m 11.58m 4.62m 12.26m 1.68m 2.53m 17.33m 6.60m 16.64m 10.09m 5.57m
Cota 3840 3843.414 3846.094 3847.606 3851.694 3850.253 3855.705 3857.528 3855.419 3862.688 3866.357 3870.792 3870.296 3874.461 3873.206 3873.496 3878.231 3876.926 3880.655 3886.755 3883.710 3889.415
22 ʘ 23 24 ʘ 25 ʘ 26 27 ʘ 28 29 ʘ 30 31 ʘ 32 33 ʘ 34 35 ʘ 36 37 ʘ 38 ʘ 39 ʘ 40 ʘ 41 42 43
4.180 4.725 4.765 4.985 4.817 4.825 4.270 4.965 4.543 4.7 4.608 4.225
3890.100 3893.935 3893.935 3898.155 3901.255 3901.255 3905.462 3905.462 3908.806 3908.806 3913.033 3913.033 3916.448 3916.448 3920.157 3920.157 3924.17 3927.035 3930.18 3932.943 3932.943 3932.943
2.975 0.345 2.715 0.505 1.665 3.072 0.778 3.677 1.473 2.342 0.598 3.253 0.855 2.782 1.256 3.134 0.530 1.835 1.463 1.462 2.872 2.442
9.24m 11.34m 4.6m 4.81m 9.45m 6.21m 6.92m 3.68m 6.9m 7.68m 6m 5.93m 13.2m 5.3m 6.96m 10.62m 12.91m 12.71m 14.34m 15.72m 11.23m 16.6m
3887.125 3893.59 3891.22 3897.65 3899.59 3898.183 3904.684 3901.785 3907.333 3906.464 3912.435 3909.78 3915.593 3913.666 3918.901 3917.023 3923.64 3925.2 3928.717 3931.481 3930.071 3930.501
V. CONCLUSIÓN Y SUGERENCIA: 5.1. CONCLUSIÓN: El reconocimiento de los equipos de trabajo, es muy importante para que podamos tener un mejor manejo de estos, para evitar así dañarlos y obtener al mismo tiempo resultados óptimos y precisos. 5.2.
SUGERENCIA: Se debe realizar un trabajo de reconocimiento el cual nos ayudará a ver las posibles dificultades que se nos va presentar, y a la vez conocer la superficie en donde instalaremos la estación, así como los puntos favorables de donde se podrá divisar. Se debe practicar las veces necesarias del armado de estación, hasta llegar a un tiempo que sea corto, para que en el trabajo de nivelación no se pierda mucho tiempo instalando el equipo.
VI. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA:
Casanova, L. (2002). Topografía plana. Mérida, Venezuela: Taller de Publicaciones de Ingeniería, ULA.
Universidad Politécnica de Madrid (2007). Instrumentos topográficos. Recuperado de http://ocw.upm.es/expresion-grafica-en-la-ingenieria/dibujodeconstruccion/contenidos/Topografia/dc3_instrumentos_topograficos_v2007 .pdf
VII. ANEXO:
