LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS DE CONFIGURACIÓN CONFIGURACIÓN
Los levantamientos de configuración se realizan para determinar el relieve de la superficie terrestre. Un terreno posee elementos artificiales y naturales los cuales para poder representarlos en un plano, se localizan primeramente a través de medidas y para mostrar su altitud se utilizan las curvas de nivel. Todo esto se puede representar por medio de un mapa topográfico, este además de representar la superficie de la Tierra y las curvas de nivel, también incluye otros medios geográficos como suelos, localidades, vegetación, cada uno de ellos con su respectiva simbología. Este tipo de levantamientos se puede realizar por medio de métodos aéreos o de superficie, en algunos casos se emplean los dos métodos. Los métodos aéreos, los cuales se efectúan mediante la fotogrametría como se verá más adelante en el tema 6, se utilizan por lo general para el levantamiento de grandes extensiones de terreno ya que resulta más económico en estos casos y la precisión es mayor; los métodos de superficie a diferencia de los aéreos son utilizados en superficies pequeñas. Para realizar un levantamiento de configuración el primer paso debe ser el control, tanto horizontal como vertical. El control horizontal se obtiene por medio de poligonales, triangulación o trilateración y consiste en establecer dos o más puntos en el terreno, los cuales deben tener distancia y dirección para luego definir las coordenadas. El control vertical se lo realiza mediante la nivelación, el tipo de nivelación que se escoja dependerá del relieve del terreno, estos métodos se efectúan utilizando BM que se ubican dentro o cerca del terreno que se va a levantar. También se puede realizar un control vertical utilizando receptores GPS. CURVAS DE NIVEL: Las curvas de nivel son líneas que unen puntos de alturas iguales y sirven para representar el relieve de un terreno. Estas líneas representan el terreno de forma tridimensional en un plano bidimensional. Se determinan
por
la
intersección
de
un
plano
horizontal
con
el
terreno.
La distancia vertical entre las curvas de nivel se denomina equidistancia, la cual siempre es constante en un mapa pero puede variar entre ellos. La selección de la
equidistancia depende del tipo y la escala del mapa, y del relieve del terreno. TIPOS DE CURVAS DE NIVEL: Existen 2 tipos de curvas de nivel: • •
Curvas maestras, y Curvas intercaladas.
Curvas maestras: Son las curvas de nivel que en los mapas se representan con una línea más gruesa que las demás y se ubican cada cinco curvas. Curvas intercaladas: Estas curvas son las que se encuentran entre las curvas maestras y se las representa con líneas de menor grosor.
PROPIEDADES DE LAS CURVAS DE NIVEL: •
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Las curvas de nivel siempre se cierran, cuando no sucede esto es porque la escala del mapa es muy grande, las curvas se cierran fuera de él. Las curvas que se encuentran encerradas por otras o tras siempre son de mayor cota, salvo el caso de cuencas deprimidas. La distancia entre las curvas de nivel es inversamente proporcional a la pendiente del terreno. Cuando las curvas se encuentran bastante separadas significa que la pendiente es suave. Cuando se encuentran muy unidas la pendiente es muy inclinada. Si las curvas tienen una distancia uniforme entre ellas la pendiente es constante. Las curvas de nivel de cota diferente nunca se tocan ni se cruzan. Las curvas cerradas y concéntricas que van aumentando de elevación representan prominencias. Una curva de nivel siempre va entre una curva de menor y una de mayor
MÉTODOS PARA DETERMINAR CURVAS DE NIVEL: Existen dos métodos para determinar curvas de nivel: • •
Método directo Método indirecto
Método directo: También llamado método de puntos de cota definida (cota redonda), se lo realiza utilizando un teodolito. Una vez centrado y nivelado el teodolito se lo orienta y se mide la altura del instrumento, luego se toma la lectura de la estadia hacia adelante. Para obtener la cota de lacurva de nivel se resta lalecturatomada en laestadia de la AI(cota del punto donde se encuentraubicado encuentraubicado el teodolito másla alturainstrumental),el estadalero elige al tanteo los puntos que cree que darán como resultado la cota redonda hasta conseguir la lectura adecuada. Luego de encontrar al punto que de la cota redonda se mide la distancia y el ángulo para definir su ubicación, este proceso se realiza con todos los puntos. Para trazar las curvas de nivel se unen los puntos localizados que tengan igual elevación. Es conveniente utilizar este método en terrenos planos. Método indirecto: Este método es más rápido que el directo, por lo general es el más utilizado. Consiste en colocar la estadia en puntos que definan el relieve del terreno, es decir, en puntos donde cambie la pendiente. La elevación de estos puntos se la determina por medio de la nivelación trigonométrica utilizando un teodolito o estación total, y para establecer su localización se leen sus ángulos y distancias. Para determinar las curvas de nivel se trazan los puntos en un plano con sus respectivas cotas y luego se interpola entre puntos cercanos. El dibujo de una curva de nivel se realiza uniendo los puntos de igual cota, las cotas que se deben unir son las denominadas cotas redondas. Las cotas redondas se pueden obtener en el terreno a partir del método directo, el cual es muy costoso por lo que no es común realizarlo, si no se han determinado estas cotas y solo se dispone de puntos en los cuales se ha establecido su cota (método indirecto) se debe realizar una interpolación para hallar las cotas redondas. Existen tres métodos para realizar la interpolación:
•
Por estimación. Interpolación aritmética.
•
Interpolación gráfica
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Interpolación por estimación: Este método se utiliza cuando no se requiere mucha precisión, el dibujante conoce el terreno y tiene la experiencia necesaria para realizar interpolaciones mentalmente. Interpolación aritmética: Es el de mayor precisión, la interpolación se realiza en forma lineal, por medio de una relación entre la distancia entre los dos puntos, la cota en cada punto y la cota
Se puede establecer la siguiente fórmula para determinar la distancia a la que debe ir ubicada la cota redonda desde la cota menor:
Donde: d = Distancia desde la cota menor D = Distancia entre la cota mayor y la cota menor Cr = Cota redonda Cmenor = Cota menor Cmayor = Cota mayor Interpolación gráfica: La interpolación gráfica se emplea cuando existen muchos puntos por nterpolar, se lo realiza mediante la utilización de un escalímetro y se lo efectúa sobre el plano. Este método se basa en un teorema de geometría:
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Explicación geométrica de la interpolación grafica gr afica MÉTODOS BÁSICOS PARA IDENTIFICAR ACCIDENTES TOPOGRÁFICOS EN EL CAMPO: Uno de los propósitos de la topografía es la ubicación de la posición de puntos en el terreno ya sea en planta o en elevación. Los siguientes métodos son los más utilizados para hallar un punto en el campo, si se conoce la posición y dirección de una línea AB y se desea determinar la posición de P: •
Radiación
•
Intersección de distancias
•
Intersección
•
Referencias
de
ángulos normales
ángulo y una distancia adyacente desde un extremo de la línea de referencia.
Intersección de distancias: distancias: Es más conveniente utilizarlo cuando se dispone de instrumentos electrónicos para medición de distancias, aquí se miden dos distancias, cada una de ellas desde los extremos de la línea de referencia.
Intersección de ángulos: ángulos: Conocido también como base medida, es adecuado para terrenos de difícil acceso y es mejor cuando se emplea un teodolito. En este método se miden dos ángulos desde los extremos de línea de referencia. Por medio de la ley de senos se puede determinar la distancia desde los extremos hasta el punto P, ya que se conoce dos ángulos y una distancia.
Referencias normales: Este método se utiliza con frecuencia en levantamientos de vías, se mide una distancia AC a lo largo de la línea AB y se traza una perpendicular en el punto C.
METODOS PLANIMÉTRICOS CON CINTA MÉTRICA Y TEODOLITO
Para efectuar un buen levantamiento, es imprescindible conocer el objetivo del trabajo final, ello permitirá definir la precisión que se necesita y por ende el método y los equipos mejores apropiados para el caso, pues no se trata de utilizar un teodolito de 01 segundo de precisión con dieciséis series en la medición angular para efectos de un anteproyecto vial. No obstante cualquiera sea el caso, el rendimiento y criterio humano debe estar siempre en su más alto nivel. Existen tres métodos básicos que permiten determinar una red de apoyo: I. II. III.
Método de la radiación Método de intersección de visuales Método de la Poligonal III.1. Poligonal Cerrada Poligonal cerrada de circuito cerrado Poligonal cerrada completamente ligada en sus dos extremos
III.2. Poligonal Abierta
1. METODO DE LA RADIACIÓN ( MAS UTILIZADO) : Consiste en una red de apoyo constituida por un solo punto de control, obviamente coordenadas conocidas. Para aplicar el método, se recomienda seguir los siguientes pasos:
Ubicar en planta los puntos por levantar Elegir el punto de control: teóricamente deberá ser el centro de la figura geométrica por levantar, comúnmente esto se hace imposible, no obstante hay que acercarse a dicho objetivo, otro requisito para la elección de dicho punto es la total visibilidad desde el punto de control respecto a todos los puntos por levantar. Determinar alguna de las meridianas (magnética, geográfica o de cuadrícula) en el punto de control Con ayuda del teodolito y con el eje de colimación coincidente con la meridiana respectiva, se miden el acimut de las líneas radiales. Es importante que una vez m edido el ultimo acimut, se dirija la visual hacia el primer punto para chequear el error de cierre angular, el cual no deberá ser mayor que la precisión del teodolito Por último se miden las distancias radiales con la mayor precisión posible haciendo uso de una cinta métrica. El cálculo respectivo se explicará mediante un ejemplo numérico
2. METODO DE INTERSECCION DE VISUALES Consiste en una red de apoyo constituida por dos estaciones, desde las cuales se pueden ver el conjunto de puntos que se desea localizar; la línea que una estas dos estaciones se le conoce como base y debe ser medido con la mayor precisión posible Es imprescindible conocer las coordenadas de unos de los puntos en mención, Este método se aplica cuando no es posible medir las distancias radiales al intentar ejecutar el método de la radiación. Para aplicar el método se recomienda seguir los siguientes pasos:
Ubicar en planta los puntos por levantar así como las estaciones A y B; se recomienda que la línea AB se encuentre aproximadamente centrado respecto a los puntos por localizar Tanto desde A como de B, la visibilidad debe ser total respecto a los puntos por localizar, incluyéndose entre ambas mutuamente. Determinar alguna de las meridianas (Magnética, geográfica o de cuadrícula) es el punto A. Con ayuda del teodolito y con el eje de colimación coincidente con la meridiana respectiva, se miden los acimuts de las líneas radiales, incluyendo la correspondiente a la línea AB. Haciendo estación en el otro punto (B), se ubica el 0°0’0’’
3. METODO DE LA POLIGONAL Se caracteriza por estar constituida por un conjunto de líneas consecutivas; el trabajo de campo se reduce en medir ángulos acimutales y longitudes de los lados formados. I.
POLIGONAL CERRADA
Poligonal Cerrada de Circuito Cerrado: Consiste en un conjunto de líneas consecutivas, en donde el punto de partida coincide con el de llegada; este tipo de poligonal permite verificar la precisión del trabajo, dado que es posible la comprobación y posterior corrección de lo ángulos y longitudes metidos. En la actualidad es el método con mejor aceptación por parte de ingenieros y topógrafos. t opógrafos. Para aplicar el método se recomienda seguir los siguientes pasos:
Ubicar y monumentar los puntos de control (vértices de la poligonal) Los puntos deben ser intervisibles Es necesario conocer las coordenadas cartesianas de uno de los vértices de la poligonal; generalmente a dicho punto se le designa como inicio de la poligonal. El sistema de referencia lo elegirá el topógrafo.
Denotar los vértices de la poligonal según el criterio del ingeniero. Así mismo, determinar el acimut (magnético geográfico o de cuadrícula) de uno de los lados. Es importante medir el acimut tanto directo como inverso. Con Ayuda del teodolito, medir medir los ángulos acimutales de los vértices vértices de la poligonal, para dicho efecto es casi común el uso del método de ángulos a la derecha. Por último, se mide los lados de la poligonal con la mejor precisión posible. posible. Si bien es cierto estamos presentando los métodos empleando el teodolito y cinta métrica, hay que advertir que hoy en día casi todas las longitudes se miden con MED (medición electrónica de distancias).