TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE SAN FELIPE DEL PROGRESO
TOPOGRAFÍA
UNIDAD 1: "GENERALIDADES"
ALUMNOS: GARDUÑO RONQUILLO ALFREDO
LÓPEZ EPIFANEO OCTAVIO
MARTINEZ REYES EVELYN FABIOLA
PLATA POMPOSO ADRIANA
RAZO HUITRON JOSE MANUEL
REINOSO PLATA RICARDO
GRUPO: 101
SAN FELIPE DEL PROGRESO A 05 DE FEBRERO DE 2015
Definición e importancia de la topografía
Definición etimológica
Es importante subrayar el origen etimológico del término topografía para, de esta manera, poder entender mejor su significado. En este caso, aquel se encuentra en el griego donde descubrimos que se determina que esté formado dicho concepto por la unión de 3 partes claramente definidas: topos que puede traducirse como "lugar o territorio" el verbo "grafo" que es sinónimo de "escribir o pintar" y el sufijo – ia que es equivalente a "cualidad"
Se conoce con el nombre de topografía a la disciplina o técnica que se encarga de describir de manera detallada la superficie de un determinado terreno. Esta rama, según se cuenta, hace foco en el estudio de todos los principios y procesos que brindan la posibilidad de trasladar a un gráfico las particularidades de la superficie, ya sean naturales o artificiales.
Importancia de la topografía
La topografía es la ciencia que mide o describe la forma de la tierra, teniendo en cuenta el plano horizontal y vertical, dando origen a la planimetría y altimetría, y la combinación de las anteriores nos da el plano topográfico, que representa por medio de curvas de nivel a escala el relieve, área y forma del terreno, el cual se debe realizar con mucha precisión, pues cualquier error que se cometa, trae grandes incidencias en un proceso que se esté ejecutando.
En estos planos se deben tener en cuenta las coordenadas (Norte y Este) del lugar en donde se realiza el levantamiento respectivo, las cuales se encuentra en los BM (mojón ubicado con anterioridad, que contiene dicha información Norte, Este, Altura, número, etc.) Que se encuentra en varios lugares cada ciudad o municipio.
La calidad del plano es muy importante, ya que este depende de la información del mismo, y esto da lugar a que se pueda trazar proyectos de gran importancia para la comunidad, municipio o individual, tanto público como privado.
En estos planos podemos emprender o trazar; vías, urbanizaciones, acueductos, alcantarillados o cualquier proyecto de nuestro interés y conocer con antelación el proceso de adecuación del terreno para nuestro proyecto o cambios del mismo, y así conocer y poder calcular el costo del proyecto a construir.
La ciencia de la topografía permite localizar en el terreno el proyecto trazado o diseñado, con todas sus características y poder emprender y controlar su ejecución.
La Topografía puede ser aplicada en la producción de áreas agrícolas, tecnificando las áreas cultivadas y poder conocer su producción, además se puede conocer las respectivas pendientes del terreno y así saber cuál es el cultivo apropiado, asimismo podemos adecuar el terreno y los drenes requeridos para cada cultivo, logrando su máxima producción.
Con el conocimiento de la Topografía, se puede construir las carreteras más adecuadas para sacar los productos agrícolas y así ser comercializados. Estas vías, se pueden realizar acorde a las necesidades y ajustadas al relieve del terreno
Con la topografía se puede realizar controles a las edificaciones tanto antes como después de construida, de igual forma se puede realizar controles de vulnerabilidad sísmica, para poder realizar los correctivos pertinentes o su respectivo estudio.
La topografía se aplica para orientar o refeccionar la perforación de túneles en la construcción de vías, acueductos, alcantarillados, minas, etc., controlando su dirección y pendientes respectivas.
La Topografía es una rama de mucha aplicación en diferentes áreas, facilitando los diferentes procesos, y para ello emplea equipos de mucha precisión, tanto mecánicos como electrónicos de gran tecnología, además de los equipos que emplean satélite.
A. Rol Del Topógrafo
Ejecutar trabajos de topografía efectuando levantamientos topográficos, replanteos de obras, nivelación de terrenos, mediciones de construcciones, a fin de facilitar información indispensable a los arquitectos para la realización de sus obras, siendo sus principales funciones:
Realiza levantamientos topográficos, replanteos de obras y de proyectos de ingeniería.
Efectúa cálculos y representaciones graficas de las mediciones topográficas.
Localiza puntos de operaciones apropiados para efectuar levantamientos topográficos.
Efectúa nivelaciones de terrenos y mediciones topográficas.
Elabora dibujos de los levantamientos topográficos.
Asiste técnicamente a estudiantes, profesores y público en general, en el área de su competencia.
Vela por el mantenimiento preventivo y correctivo de los equipos de topografía.
Realiza borradores para la elaboración de planos tipográficos.
Prepara prácticas de topografía y vialidad rural.
Asiste técnicamente, en el área de su competencia a los inspectores de obras.
Revisa los planos topográficos elaborados por los dibujantes y establece las condiciones pertinentes.
Supervisa y distribuye las actividades del personal a su cargo.
Cumple con las normas y procedimientos en materia de seguridad integral, establecidos por la organización.
Mantiene en orden equipo y sitio de trabajo, reportando cualquier anomalía.
Elabora informes periódicos de las actividades realizadas.
TIPOS DE LEVANTAMIENTO
El levantamiento es uno de los más viejos artes practicados por el hombre, porque desde épocas tempranas ha sido necesario marcar límites y dividir la tierra. Es una operación técnica que consiste en medir dimensiones del terreno.
Se pude definir como el conjunto de operaciones y medios puestos en práctica para determinar las posiciones de puntos del terreno y sus representaciones.
En cuanto su extensión, los levantamientos pueden ser topográficos o geodésicos.
LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS son los que se extienden sobre una porción relativamente pequeña de la superficie de la Tierra que, sin error apreciable, se considera como si fuera plana.
Las dimensiones máximas de las zonas representadas en los planos topográficos no superan en práctica de los 30 km de lado, límites dentro de los cuales se puede hacer abstracción de la curvatura de la superficie terrestre
LEVANTAMIENTOS GEODÉSICOS son aquellos que abarcan grandes extensiones y obligan a tomar en cuenta la forma de la Tierra, ya sea considerada como una verdadera esfera, o más exactamente, como un esferoide de revolución. Estos levantamientos se salen de los límites de la topografía y entran en el dominio de la geodesia.
LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS
Los levantamientos topográficos en cuanto a su calidad se dividen como siguiente:
PRECISOS, que se ejecutan por medio de triangulaciones o poligonales de posición. Se emplean para fijar los límites ente naciones o estados, en el trazo de ciudades.
REGULARES, los cuales se realizan por medio de poligonales, levantadas con tránsito y cinta. Se usan para levantar linderos de propiedades, para el trazo de caminos, vías férreas, canales, ciudades pequeñas, y en obras de saneamiento en las ciudades.
TAQUIMÉTRICOS, en los cuales las distancias se miden por procedimientos indirectos. Generalmente se ejecutan con tránsito y estadía, y se emplean en trabajos previos al trazo de vías de comunicación, en trabajos de configuración y relleno, y también para la formación de planos a pequeña escala.
EXPEDITIVOS, efectuados con aparatos portátiles, poco precisos, como: brújula, sextante, podómetro, telémetro, estadía de mano y cuando no se dispone de aparatos se ejecutan a ojo por informes proporcionados por los habitantes de la región. Estos levantamientos se emplean en reconocimientos del terreno o en las exploraciones militares
APLICACIONES DE LA TOPOGRAFIA
La topografía tiene un campo de aplicación extenso, lo que la ase sumamente necesario. Sin su con0ocimiento el ingeniero no podría proyectar ninguna obra. Sin un buen plano no podría proyectar debidamente un edificio o trazar un fraccionamiento; sin el levantamiento de secciones transversales no sería posible trazar presas, puentes o canales, carreteras, ferrocarriles, etc.
Las actividades fundamentales de la topografía son el trazo y levantamiento.
El trazo:
Es el procedimiento tradicional que tiene como finalidad el replanteo sobre el terreno de las condiciones establecidas en un plano.
Levantamiento:
Comprende las operaciones necesarias para la obtención de datos de campo útiles para poder representar un terreno por medio de su figura semejante en un plano.
LA TOPOGRAFÍA DE MINAS:
Tiene por objeto fijar y cntrolar la posición de trabajos subterráneos y relacionados con las obras superficiales.
LEVANTAMIENTOS CATASTRALES:
Hechos con el propósito de localizar límites de propiedad y valorar los inmuebles para la determinación del impuesto correspondiente.
TOPOGRAFÍA URBANA:
Es la denominación que con frecuencia se da a las superaciones que se realiza para la disposición de lotes, construcción de calles, sistemas de abastecimiento de agua potable y sistemas de drenaje.
LA TOPOGRAFÍA HIDROGRÁFICA:
Estudia la configuración de océanos, lagos, ríos, etc.; para propósitos de navegación, subministro de agua o construcción subacuática.
LA TOPOGRAFÍA FOTOGRAMÉTRICA:
Es la aplicación a la topografía de las ciencias de las mediciones por medio de fotografias.se usa para levantamientos topográficos generales, levantamientos preliminares de rutas, para fines militares y aun para levantamientos en áreas agrícolas.
La topografía sirve y está en mayor o menor escala en casi todas las obras que el hombre hace o pretende hacer, desde medir una propiedad hasta para lanzar un cohete al espacio.
Los trabajos topográficos para las construcciones incluyen generalmente: Un levantamiento topográfico del lugar, para utilizarse en la preparación de los planos de las estructuras; el establecimiento en el terreno de un sistema de estacas o de otras marcas, tanto en planta como en elevaciones, de las cuales se pueden tomar medidas para las terracerías y para las estructuras por el personal encargado de la construcción; dar línea y niveles según sea necesario, para reponer las estacas movidas por la construcción o para localizar puntos adicionales en dicha estructura.
ALINEAMIENTO:
Generalmente se clavan estacas y otras marcas temporales en los vértices de la estructura propuesta, como una guía aproximada para empezar la excavación. Fuera de los límites de la misma, o de donde se puedan mover, pero lo suficientemente cerca para que resulten cómodas, se colocan estaciones permanentes bien referidas.
Pueden ponerse señales permanentes o marcas para orientar cómodamente el tránsito en las líneas principales de la estructura y para visar a lo largo de esas líneas a ojo. Se colocan estacas u otras señales en todas las líneas importantes para marcar con claridad los límites de la obra.
RASANTE:
Se establece un sistema de bancos de nivel cerca de la estructura, en lugares favorables, que probablemente no estén sujetos a cambiarse. Se tomaran todos los cuidados posibles para conservar los bancos de nivel de los levantamientos estatales o federales, si durante la construcción es necesario quitar esos bancos se deberá notificar a la dependencia correspondiente y los bancos se cambiaran de acuerdo con sus instrucción. Las diferentes rasantes y elevaciones se definen en el terreno por medio de trompos y de tablas clavadas en postes, como guías para los trabajadores.
PRECISIÓN:
Para hacer excavaciones únicamente, por lo general, las elevaciones se dan con la aproximación de un centímetro. Para los puntos de la estructura se aproxima al milímetro. La aproximación al milímetro es suficiente para todos los tipos de construcción con referencia al alineamiento, pero puede ser necesaria una precisión mayor para las estructuras de acero prefabricadas o miembros.
Es conveniente dar las dimensiones a los trabajadores en metros, decímetros, centímetros y milímetros. Ordinariamente las medidas al centímetro son suficientemente precisas, pero para algunas de las medidas empleadas en la construcción de edificios y de puentes, deberán darse con la aproximación del milímetro.
EN CARRETERAS:
Por lo general, precisamente antes de comenzar la construcción de una carretera, se vuelve a trazar la línea localizada, reponiendo las estacas faltantes, y se refieren los trompos. Si es necesario, los bancos de préstamos se estacan y se seccionan. Se dan líneas y niveles para los puentes, alcantarillas y otras estructuras.
Si no se han puesto las estacas de los ceros durante la localización, se colocan, excepto cuando es necesario hacer desmontes; en ese caso, se colocaran cuando se haya desmontado el derecho de vía. Para demarcar el desmonte, solamente es necesario hacer medidas aproximadas de las estacas del centro de la línea. Se pueden clavar estacas adicionales a una distancia uniforme de la obra, con las marcas adecuadas que indiquen la distancia. Si se van a construir contra cuentas a lo largo de los cortes, se estacarán también.
Cuando la profundidad de los cortes y de los terraplenes no pasan de un promedio de aproximadamente un metro, se pueden omitir las estacas de los ceros; en este caso la línea y la rasante de la terracería pueden indicarse por una línea de trompos a un lado del camino, colocadas a una distancia uniforme para que no se muevan al hacer las excavaciones. Generalmente se colocan estacas a ambos lados del camino en las curvas, y también pueden ponerse en las tangentes; cuando se hace esto, las medidas para los niveles pueden hacerse cómodamente visando a través de los dos trompos o estirando entre ellos una cinta de medir o un cordón.
POLIGONALES Y TIPOS DE POLIGONALES
Las poligonales se usan generalmente para establecer puntos de control y puntos de apoyo para el levantamiento de detalles y elaboración de planos, para el replanteo de proyectos y para el control de ejecución de obras.
Una poligonal es una sucesión de líneas quebradas, conectadas entre sí en los vértices de una poligonal en unos sistemas de coordenadas rectangulares planas, es necesario medir el ángulo horizontal en cada uno de los vértices y la distancia horizontal entre los vértices consecutivos.
POLIGONALES CERRADAS:
En las cuales el punto de inicio es el mismo pinto de cierre, proporcionando por lo tanto control de cierre angular y lineal.
POLIGONALES ABIERTAS CON CONTROL:
Son en las que se conocen las coordenadas de los puntos inicial y final, siendo también posible efectuar los controles de cierre angular y lineal.
POLIGONALES ABIERTAS SIN CONTROL:
En las cuales n es posible establecer los controles de cierre, y que no se conocen las coordenadas del punto inicial y/o final, o no se conoce la alineación de la inicial y/o final.
CÁLCULO Y COMPENSACIÓN DE POLIGONALES:
La solución de una poligonal consiste en el cálculo de las coordenadas rectangulares de cada uno de los vértices o estaciones.
En poligonales cerradas y en poligonales abiertas de enlace con control, se realizan las siguientes operaciones:
Calculo y compensación del error d4e cierre angular.
Calculo de acimuts o rumbos entre alineaciones (ley de propagación acimuts).
Calculo de las proyecciones de las lados
Calculo del error de cierre lineal
Calculo del error lineal
Calculo de las coordenadas de los vértices
En poligonales abiertas sin control, solamente se realizan los pasos 2,3 y 6 ya que no existe control angular ni lineal.
LOS ERRORES
No se puede medir exactamente ninguna magnitud; por perfectos que sean los procedimientos y aparatos que se empleen; cada medida que se haga estará siempre afectada por un error. Al considerar una magnitud cualquiera debemos distinguir en ella tres valores; valor verdadero, valor observado y valor más probable.
Valor verdadero: de una magnitud es el que está exento de todo error; y por lo mismo, será siempre desconocido para nosotros.
Valor observado: es el que resulta de la observación o experimentación, después de echas todas las correcciones instrumentales y del medio en que se trabaja
Valor más probable: de una cantidad es el que más se acerca al valor verdadero de acuerdo con las observaciones hechas o medidas tomadas.
Al referirnos a las medidas, es importante distinguir entre exactitud y precisión
Exactitud: es la aproximación a la verdad o bien el grado de conformidad con un patrón.
Precisión: es el grado de refinamiento con el que se lee una medida o el número de cifras con el que se hace un cálculo.
Fuentes de error
Una de las funciones más importantes del ingeniero es obtener medidas que están correctas dentro de ciertos límites de error, fijados por la naturaleza y objeto de levantamiento, para lo que se requiere que conozca las fuentes de error, el efecto de los diferentes errores en las cantidades observadas, y este familiarizado con el procedimiento necesario para mantener la precisión requerida.
Errores personales: se producen por la falta de habilidad del observador para leer los instrumentos.
Errores instrumentales: se originan por las imperfecciones o ajuste defectuoso de los instrumentos con que se toman las medidas.
Errores naturales: se deben a las variaciones de los fenómenos de la naturaleza como la temperatura, la humedad, el viento, la gravedad, la refracción atmosférica y la declinación magnética.
Clase de errores
Error verdadero: es la diferencia entre el valor verdadero de una cantidad y el observado, razón por la que siempre será desconocido para nosotros; y como lo único que llegamos a conocer es el valor más probable; es decir, el más cercano al verdadero.
Errores sistemáticos: son aquellos que siguen siempre una ley definida física o mate matica y, mientras las condiciones en que se ejecutan las medidas permanezcan invariables, tendrán la misma magnitud y el mismo signo algebraico. Los errores sistemáticos pueden ser instrumentales, personales o naturales.
Errores accidentales: son los que obedecen a una combinación de causas que no alcanza el observador a controlar y para las cuales no es posible obtener correcciones. Los errores accidentales solo se pueden reducir por medio de un mayor cuidado en las medidas y aumentando su número.
Equivocaciones
Una equivocación es una falta involuntaria originada por el mal criterio, falta de cuidado o de conocimientos, distracción o confusión en la mente del observador.
Las equivocaciones no pertenecen al campo de la teoría de los errores y, a diferencia de estos, no pueden controlarse o estudiarse. Las equivocaciones se encuentran y se eliminan comprobando todo el trabajo.
Discrepancia: es la diferencia entre dos medidas de la misma magnitud; distancia, Angulo o desnivel.
Valor más probable: él valor más probable de una magnitud medida varias veces, en idénticas condiciones, es el promedio de las medidas tomadas o media aritmética. Esto aplica tanto a ángulos como a distancias y desniveles.
Comprobaciones: en todo trabajo te topografía, se debe buscar siempre la manera de comprobar las medidas y los cálculos ejecutados. Esto tiene por objeto descubrir equivocaciones y errores, y determinar el grado de precisión obtenida.
Tolerancia: se entiende por tolerancia el error máximo admisible en la medida de ángulos, distancias y desniveles
CONCEPTO DE TOLERANCIA
La Tolerancia (T) en un levantamiento topográfico, es el Error Máximo positivo o negativo que se está dispuesto a aceptar.
SIRVE COMO CRITERIO DE DECISIÓN.
Si este Error (tolerancia) no se rebasa, se considera que el trabajo cumple con la precisión buscada y por lo tanto se acepta, por el contrario, si esto no ocurre, el trabajo en principio debe rechazarse.
ELECCIÓN DE LA TOLERANCIA
El valor de la Tolerancia se debe establecer de acuerdo a la precisión de los aparatos e instrumentos utilizados y con base en las condiciones de operación en campo. Así, en forma indirecta, la Tolerancia se ven influida por la exactitud requerida en el trabajo, ya que ésta debe dar pie a la elección de los instrumentos adecuados.
La Tolerancia debe estar en relación con el Error Estándar (T = f {EE}). En la práctica, es muy común considerar a la Tolerancia como el doble del Error Residual, lo que algebraicamente se expresa como sigue: T = 2 * ER = 2 * n *EE27
La expresión anterior, sólo es válida si se parte de los dos supuestos siguientes:
a) Que sólo ocurrieron errores accidentales; y
b) Que éstos se distribuyeron normalmente. Lo que implica que existe un 5% de probabilidad de que se presente un Error que sea mayor al doble de EE. En consecuencia, un Error mayor a 2ER sólo puede ocurrir con un 5% de probabilidad también.
Si se efectúa un levantamiento topográfico 100 veces, se espera que en 95 casos se tenga un Error Total (Residual) con valor absoluto menor o igual que la Tolerancia dada por la expresión y que en 5 casos suceda lo contrario.
CONCLUSIÓN
Con base en base a lo anterior, si al efectuar un levantamiento topográfico se encuentra que el valor absoluto del Error Residual es mayor que la Tolerancia, sólo pudieron haber ocurrido dos situaciones:
a) El trabajo es correcto, pero ocurrió un evento poco probable.
b) El trabajo es incorrecto, es decir, el Error Residual resultó grande, debido a que existieron errores sistemáticos que no se corrigieron y/o equivocaciones, además de los errores accidentales.
MEDIDA DIRECTAS DE DISTANCIAS
Se utilizan para medir tramos de terreno cuando la precisión no es muy elevada. Son un complemento indispensable de los instrumentos topográficos.
Para precisiones elevadas ha de recurrirse a la medida con hilos o cintas invar, con los que utilizando ciertos equipos geodésicos, pueden alcanzarse las mayores precisiones conocidas hasta la fecha.
CINTA METÁLICA.
Se componen de un fleje de acero de longitudes variables de 10 a 50 metros, divididas en metros, decímetros y centímetros; en algunas el primer decímetro lleva una división más detallada en centímetros y milímetros.
RODETE.
Este instrumento se utiliza principalmente para la medida de distancias cortas. Está formado por una cinta de cáñamo barnizado, dividida en metros, decímetros y centímetros; por un extremo termina en una anilla y por el otro se arrolla alrededor de un eje en el interior de un estuche de cuero.
HILOS DE INVAR.
Para medidas de mayor precisión se utilizan hilos invar. El invar es una aleación con 64% de hierro y 36% de níquel, y tiene un coeficiente de dilatación prácticamente despreciable (0,5·10-6).
MEDIDA INDIRECTA DE DISTANCIAS.
FUNDAMENTO DE LA ESTADÍA.
Los anteojos utilizados en los instrumentos topográficos permiten medir distancias indirectamente a través de diversos cálculos (no excesivamente complejos), con mayor rapidez que los métodos de medida directa.
ESTADÍMETROS DE 1ª CATEGORÍA.
La toma de medidas indirectas de distancias con un aparato (taquímetro) de 1ª categoría, se basa en el empleo de un anteojo provisto de un retículo y con el que se observa una regla graduada o mira.
ESTADÍMETROS DE 2ª CAT. ESTADÍA HORIZONTAL INVAR.
Son menos frecuentes que los de primera categoría, pero se pueden utilizar para topografía de alta precisión en distancias cortas (menos de 70 metros).
La mira se compone de un tubo en cuyo interior va una varilla de invar (hierro y níquel) que tiene la propiedad de ser muy estable ante el calor. La varilla sostiene los dos puntos de la mira a la que ha de dirigirse la visual, y el tubo se sostiene sobre un trípode que se estaciona sobre el punto a medir. La varilla mide normalmente 2 metros y existe la posibilidad de colocarla horizontal y perpendicular a la visual.
CONCLUSIÓN
El presente trabajo se investigó y analizaron distintos temas relacionados con la topografía como fueron.
Definición e importancia de la topografía
Es una gran herramienta si ''La topografía es la ciencia que mide o describe la forma de la tierra, teniendo en cuenta el plano horizontal y vertical, dando origen a la planimetría y altimetría, y la combinación de las anteriores nos da el plano topográfico, que representa por medio de curvas de nivel a escala el relieve, área y forma del terreno'' entonces tenemos un entendimiento matemático del espacio en el que se pretende realizar una obra.
Tipos de levantamiento
Encontramos los distintos tipos de levantamientos como son Topográficos y Geodésicos, bastante comunes y antiguos en su uso porque desde épocas tempranas ha sido necesario marcar límites y dividir la tierra. Es una operación técnica que consiste en medir dimensiones del terreno.
Aplicaciones De La Topografía
Sin la topografía un ingeniero civil no podría hacer de manera eficiente su trabajo ya sea proyectar debidamente un edificio o trazar un fraccionamiento; sin el levantamiento de secciones transversales no sería posible trazar presas, puentes o canales, carreteras, ferrocarriles, etc.
El presente trabajo deja con una idea menos superficial y más clara del curso, entendiendo la importancia de la topografía en nuestro campo de trabajo como ingenieros civiles.
