UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE MINAS
CURSO: TOPOGRAFIA MINERA TEMA: USO Y APLICACIÓN DEL CLINOMETRO Y LA BRUJULA COLGANTE ALUMNO: - ELVIS IVAN QUISPE TICONA CODIGO: 2013 -38941 DOCENTE: ING. PATRICIA E. YANA BERNABÉ
TACNA – PERU 2016
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INDICE
1. Introducción ……………………………………………………………………… …… 3 2. Clinómetro ……………………………………………………………………… ……….4 2.1 Concepto …………………………………….. ……………………………………..4 2.2 Uso del clinómetro ………….. ………………………………………………….4 2.3 Funcionamiento ………………………………………………………………….. 4 2.4 Aplicación …………………………………………………………………… ……….5 2.5 Conclusión …………………………………………………………………… ………6 3. Brújula colgante aplicación …………………………………………………………6 3.1 Clases de brújula ………………………………………………………………….. 7 3.2 Usos …………………………………………………………………… …………………7 3.3 Partes …………………………………………………………………… ………………8
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4. Bibliografía ……………………………………………………………………… …………8 5. Anexo ……………………………………………………………………… …………………9 4.1 Levantamiento topográfico subterránea con brújula colgante……………………………………………………… ………………………..9
1.INTRODUCCION
La topografía es la ciencia que estudia los métodos necesarios para llegar a representar un terreno con todos sus detalles naturales o creados por el hombre, así como el conocimiento y manejo de los instrumentos que se precisan para tal fin. .En el presente informe queremos dar a conocer el uso y la aplicación del clinómetro y la brújula colgante, para así poder realizar levantamientos topográficos, en una labor minera casi siempre se hace uso de la brújula
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colgante; realizándose en algunos casos estos levantamientos, para ver el avance alcanzado y tener al día los planos.
El clinómetro es un instrumento topográfico destinado a medir pendientes, ángulos verticales, horizontalizar la cinta, calcular alturas y lanzar visuales con una pendiente dada. Su diseño es una versión mejorada del nivel de mano, que incorpora un transportador metálico el cual permite hacer mediciones de inclinación y desniveles
2. CLÍSIMETRO O CLINÓMETRO 2.1
CONCEPTO
Un clinómetro es un instrumento que mide un ángulo con respecto a una superficie nivelada. Son comúnmente usados para calcular las pendientes del terreno y la altura de los árboles cuando realizar medidas directas resulta inconveniente. Un clinómetro básico requerirá que se mida manualmente la distancia al objeto y que se calcule la altura.
2.2 USO DEL CLINOMETRO
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Se usa para determinación de pendientes, para la ubicación de la línea de bandera. Se usa para determinar ángulos verticales horizontalizar la cinta calcular alturas lanzar visuales con una pendiente dada
2.3 FUNCIONAMIENTO El clinómetro es un instrumento que se utiliza para medir pendientes o ángulos verticales. Existen diferentes tipos de clinómetros, pero todos incluyen un arco graduado parecido a un transportador. El clinómetro se sostiene con la mano y se lee la pendiente en la escala graduada. Es muy fácil fabricarlo artesanalmente. Es posible medir una pendiente en sentido ascendente o descendente, haciendo girar el transportador o semicírculo graduado.
2.4 APLICACIÓN E PROCEDIMIENTO 1. Instálese en un punto con el clinómetro. Asegúrese de estar perfectamente derecho, de manera tal que sus ojos permanezcan siempre a la misma altura (cabe anotar que las medidas que se tomaran las debe de hacer el mismo el operador, ya que si lo cambiamos en las medidas siguientes se producirán errores con la inclinaciones, porque la altura a nivel de los ojos se ha cambiado) . Mire hacia un punto. Este punto debe estar:
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situado a la altura de sus ojos; utilice para este propósito un jalón que esté perfectamente vertical; coloque el jalón a una distancia prudente de su punto visual, esta puede ser una distancia menor que puedes ser de 15 a 20 m, estas distancias mejoran la precisión de la medición.
2. En la graduación mostrada en el clinómetro, colocar el valor de la pendiente sea esta en grados o en valores de porcentaje, esta puede ser de manera descendente o ascendente. 3. Con el valor de la pendiente determinada ubicar un jalón a distancia determinada en el inciso 1 del procedimiento, con clinómetro apuntar hacia dicho jalón, en la mira del clinómetro ajustar nivel de burbuja, una vez realizado este paso colocar una marca en jalón, la cual corresponde a la medida de pendiente determinada por clinómetro.
la el el el el
4. El operador se ubicara en la posición del jalón marcado, colocamos nuevamente un jalón a determinada distancia, el cual se debe de encontrar en la alineación del anterior jalón, en este paso se repite el procedimiento numero tres. 5. La colocación de jalones con la determinada pendiente, marca la línea de bandera de un proyecto, con ella podemos determinar el ancho de nuestra faja, en la cual podemos realizar la implantación de nuestro proyecto de manera más precisa.
2.5 Conclusiones La utilización del clinómetro en el terreno nos ayuda a determinar la línea tentativa para la proyección de nuestro (línea de bandera). Dicha línea de bandera marca la tentativa de los cortes y rellenos en nuestro proyecto.
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Su uso están sencillo, que en campo podemos determinar el trayecto más favorable para nuestra
3. APLICACIÓN Y USO DE LA BRUJULA COLGANTE 3.1 APLICACIONES DE BRUJULA EN MINERIA SUBTERRANEA La brújula en general, es un instrumento poco preciso para los levantamientos subterráneos y se utiliza en trabajo de menor importancia, en los casos no hay perturbaciones magnéticas locales que hagan imposible su aplicación. Tener presente cuando se debe aplicar brújulas colgantes en minería: • Pueder dar resultados satisfactorios, principalmente cuando se trata de economizar tiempo. • Es útil en levantamientos de detalle en labores subterráneas angostas y sinuosas, en donde la multiplicidad de las estaciones del teodolito podrían generar errores acumulados • Cuando el acceso a las labores mineras son difíciles que hacen muy complicado realizar el levantamiento con teodolito Su aplicación es basicamenteTrazar planos y alzados de galerías de mina. 3.2 CLASES DE BRUJULA a. Brújula Brunton. Es una brújula cómoda y precisa para hacer toda clase de levantamientos topográficos y es muy usada por los geólogos. Se utiliza en el campo o apoyándose en un trípode, a su vez mide:- Ángulos verticales- Medir pendientes (gradientes)- Encontrar rumbos y buzamientos de rocas y estructuras (fallas, vetas, etc.). b. Brújula Colgante. Este instrumento se utiliza para realizar levantamientos de labores mineras subterráneas, donde no se puede utilizar el teodolito por diferentes factores mencionados
3.3 USOS Se emplea para levantamientos secundarios, reconocimientos preliminares, para tomar radiaciones en trabajos de configuraciones, para polígonos apoyados en otros levantamientos más precisos.
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Levantamientos de Polígonos con Brújula y Cinta. El mejor procedimiento consiste en medir, en todos y cada uno de los vértices, rumbos directos e inversos de los lados que allí concurran, pues así, por diferencia de rumbos se calcula en cada punto el valor de ángulo interior, correctamente, aunque haya alguna atracción local. Con esto se logra obtener los ángulos interiores de polígono, verdaderos a pesar de que haya atracciones locales, en caso de existir, sólo producen desorientación de las líneas
3.4 PARTES DE UNA BRUJULA COLGANTE:-Doble anillo de suspensión cardánicas - Diámetro 130 mm - Aguja de 105 mm - Eclímetro de 25 cm dividido en cuartos de grado. - Dimensiones y peso: 260 x 185 x170 mm -Clinómetro: Consiste en un semicírculo Graduado de bronce o aluminio De más o menos 10 cm radio En cuyo centro cuelga una Plomada que indica la inclinaciones la graduación del arco
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4. BIBLIOGRAFIA
BASADRE CARLOS / Topografía minera / UNI Lima 1998 BENÍTEZ MONTUFAR ALFREDO / Topografía aplicada a la minería subterránea y superficial / Arequipa 2002 CONDE RICSE. Topografía de obras / UPC 2000 DE CORAAL MANUEL DE VILLENA, IGNACIO / Topografía de obras / UPC 2000 FERNANDEZ. Topografía minera / universidad de león 1990
5. ANEXO 5.1 LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO SUBTERRANEO CON BRÚJULA COLGANTE
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
Realizar un levantamiento plan métrico con cinta y brújula.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
1. Alcanzar un buen manejo de esta ciencia, ya que será de gran utilidad para los levantamientos posteriores. 2. Ocupar de forma correcta la cinta y la brújula. 3. Procesar la información y llevarla a un plano quedando representada la Superficie del terreno.
MARCO TEORICO Antes de la invención del teodolito, la brújula representaba para los ingenieros, agrimensores y topógrafos el único medio práctico para medir direcciones y ángulos horizontales. A pesar de los instrumentos sofisticados que existen actualmente, todavía se utiliza la brújula en levantamientos aproximados y continuos siendo un aparato valioso para los geólogos, y los ingenieros catastrales La brújula colgante para minas se compone de la brújula propiamente dicha y de la suspensión cardán tipo kassel; junto con el eclímetro, que permite conocer la inclinación del terreno en cada momento y trazar los planos de las minas La suspensión cardán es la misma que se usa en los instrumentos de navegación y permite que la brújula esté horizontal en todo momento, ya que el
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centro de gravedad del círculo que la contiene está más bajo que los puntos de los que está suspendida. Para el transporte se pliega la brújula junto con la suspensión cardán en un plano, ocupando así poco espacio. El eclímetro de suspensión está constituido por un semicírculo graduado con dos ganchos, por medio de los cuales se cuelga la cuerda. La graduación tiene el cero en el punto medio de la semicircunferencia y va aumentando hasta 90º en los dos sentidos. CONCEPTOS DE AZIMUT Y RUMBO La dirección de los alineamientos en topografía se dan en función del ángulo que se forma con el meridiano de referencia y puede ser de dos tipos: azimuts o rumbos. AZIMUT El azimut de una línea es el ángulo horizontal medido en el sentido de las manecillas del reloj a partir de un meridiano de referencia. Lo más usual es medir el azimut desde el Norte (sea verdadero, magnético o arbitrario), pero a veces se usa el Sur como referencia. Los azimuts varían desde 0° hasta 360° y no se requiere indicar el cuadrante que ocupa la línea observada.
RUMBO El rumbo de una línea es el ángulo horizontal agudo (<90°) que forma con un meridiano de referencia, generalmente se toma como tal una línea Norte-Sur que puede estar definida por el N geográfico o el N magnético (si no se dispone de información sobre ninguno de los dos se suele trabajar con un meridiano, o línea de Norte arbitraria).
BRÚJULA Generalmente son aparatos de mano. Pueden apoyarse en tipié, o en un bastón, o en una vara cualquiera. Las letras (E) y (W) de la carátula están invertidas debido al movimiento relativo de la aguja respecto a la caja. Las pínulas sirven para dirigir la visual, a la cual se va a medir el Rumbo.
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BRÚJULA DE MANO DE REFLEXIÓN.
Con el espejo se puede ver la aguja y el nivel circular al tiempo que se dirige la visual o con el espejo el punto visado. El nivel de tubo, que se mueve con una manivela exterior, en combinación con la graduación que tiene en el fondo de la caja y con el espejo, sirve para medir ángulos verticales y pendientes. Las brújulas fabricadas para trabajar, traen un contrapeso en la punta Sur para contrarrestar la atracción magnética en el sentido vertical. Esto ayuda para identificar las puntas Norte y Sur. La Brújula, como los demás aparatos de medición debe reunir determinadas condiciones para que dé resultados correctos.
CONDICIONES QUE DEBE REUNIR UNA BRÚJULA
La línea de los Ceros Norte-Sur debe coincidir con el plano vertical de la visual definida por la Pínulas. Si esto no se cumple, las líneas cuyos rumbos se miden quedarán desorientadas, aunque a veces se desorienta a propósito para eliminar la declinación. La recta que une las 2 puntas de la aguja debe pasar por el eje de rotación, es decir, la aguja en sí debe ser una línea recta.
USOS DE LA BRÚJULA Se emplea para levantamientos secundarios, reconocimientos preliminares, para tomar radiaciones en trabajos de configuraciones, para polígonos apoyados en otros levantamientos más precisos. Levantamientos de Polígonos con Brújula y Cinta. El mejor procedimiento consiste en medir, en todos y cada uno de los vértices, rumbos directos e inversos de los lados que allí concurran, pues así, por diferencia de rumbos se calcula en cada punto el valor de ángulo interior, correctamente, aunque haya alguna atracción local. Con esto se logra obtener los ángulos interiores de polígono, verdaderos a pesar de que haya atracciones locales, en caso de existir, sólo producen desorientación de las líneas.
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INSTRUMENTOS BRÚJULA COLGANTE O SUSPENDIDA Aplicación: Trazar planos y alzados de galerías de mina. La brújula colgante para minas se compone de la brújula propiamente dicha y de la suspensión cardán tipo kassel; junto con el eclímetro, que permite conocer la inclinación del terreno en cada momento y trazar los planos de las minas La suspensión cardán es la misma que se usa en los instrumentos de navegación y permite que la brújula esté horizontal en todo momento, ya que el
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centro de gravedad del círculo que la contiene está más bajo que los puntos de los que está suspendida. Para el transporte se pliega la brújula junto con la suspensión cardán en un plano, ocupando así poco espacio. El eclímetro de suspensión está constituido por un semicírculo graduado con dos ganchos, por medio de los cuales se cuelga la cuerda. La graduación tiene el cero en el punto medio de la semicircunferencia y va aumentando hasta 90º en los dos sentidos.
EL ECLIMETRO Es un instrumento utilizado para medir la inclinación de una pendiente , el eclímetro se coloca sobre una cuerda suspendida entre dos puntos topográficos
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PROCEDIMIENTO: 1. Ubicamos la realizar el
labor a donde levantamiento
se va a
2. Una vez ubicada la labor donde se va a revisar el levantamiento se proceden a ubicar los puntos sobre los cuales se va a realizar el levantamiento topográfico 3. En este levantamiento se realizaron dos tipos de medidas, para el caso de nuestro grupo primero se realizó la medida de detalles 4. LA MEDIDA DE DETALLES : Para el caso de nuestro levantamiento la medición de detalles se realizó de la siguiente manera Se realizó en cada punto estos puntos fueron establecidos previo al levantamiento topográfico, una vez establecido los puntos se procede a medir cada uno dentro los siguientes datos: caja derecha, caja izquierda, caja techo y caja piso Además de la distancia entre metro a los cuales se les denominó como sub puntos, tomando en cuenta algo muy importante durante el levantamiento , los puntos que eran muy cercanos a otro punto topográfico no fueron tomados en cuenta para la medición a pesar de contar con las condiciones necesarias para la medición . El segunda semana de la práctica se realizó la medida de ángulos, donde se midió el Angulo directo y el ángulo inverso los cuales se midieron con una brújula colgante, estas distancias me midieron cada un metro, en estos subpuntos situados entre metro y metro de la cuerda se tomó el azimut directo y el inverso. para calcular el azimut inverso una vez ubicado el azimut directo se gira la brújula 180° grados en sentido horario Como dato adicional: para comprobar si la medición es correcta y para determinar un posible error se resta 180° al azimut inverso y esta resultado debe ser igual al azimut directo .
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En los siguientes cuadros se muestran los datos obtenidos durante el levantamiento tanto de ángulos como de detalles: TABLA DE ANGULOS DIRECTOS Y INVERSOS ≮v
ZD
ZI
240 65
60 245
16 17.5
16.75
165 335
345 155
15 18
16.5
20 195
200 15
16 18
17
80 85
260 265
9 7
8
330 155
150 335
28 30
29
65 250
245 70
15 15
15
335 155
155 335
27 28
27.5
P19 P20 P19 P20
260 80
80 260
15 15
P20 P21 P20 P21
300 125
120 305
10 15
12.5
255 75
75 255
20 18
19
300 135
120 315
19 20
19.5
P4 P13 P4 P13 P13 P14 P13 P14 P14 P15 P14 P15 P15 P16 P15 P16 P16 P17 P16 P17 P17 P18 P17 P18 P18 P19 P18 P19
P21 P22 P21 P22 P22 P23 P22 P23
16
P23 P24 P23 P24 P1 P2 = 3,52 P1 = 1,37 P2 = 0,50 P24 P25 P24P3 = 3,82 P2 P25 P3 = 1,30
a-1m
a-2m
a-3m
C.I C.D C.P
255 85 0,45 1,2 1,10
75 265 0,87 0,73 0,82
C.I C.D C.P
1,15 300 0,40 120 0,70
0,75 0,76120 0,86300
0,35 20 1,27 21.5 1,08
P25 P26 P25P4 = 2,44 P3 P26 P4 = 0,32
C.I C.D C.P
0,80 255 0,70 75 0,88
75 255
21 19.5
P26 P27 P26 P4 P5 = 4,26 P27 P5 = 1,37
C.I C.D C.P
1,20 300 0,40 120 0,50
0,76 120 0,72 300 0,75
0,46 19 1,05 20 1,00
P5 P6 = 4,43 P6 = 0,43
C.I C.D C.P
0,31 1,17 1,16
0,70 0,90 0,91
1,03 0,53 0,70
P6 P7 = 3,89 P7 = 1,39
C.I C.D C.P
1,10 0,44 0,60
0,74 0,75 0,84
0,35 1,05 1,15
P7 P8 = 3,73 P8 = 0,48
C.I C.D C.P
0,44 1,15 1,00
0,85 0,75 0,86
1,27 0,35 0,60
P8 P9 = 3,68 P9 = 1,35
C.I C.D C.P
1,10 0,47 0,65
0,70 0,85 0,89
0,31 1,24 1,15
P9 P10 = 3,61 P10 = 0,46
C.I C.D C.P
0,45 1,18 1,10
0,90 0,76 0.82
1,30 0,29 0,60
P10 P11 = 3,56 P11 = 1,34
C.I C.D C.P
1,13 0,43 0,68
0,72 0,81 0,90
0,30 1,30 1,17
P11 P12 = 3,78 P12 = 0,48
C.I C.D C.P
0,42 1,18 1,14
0,85 0,77 0,87
1,24 0,36 0,64
TABLA DE DETALLES
17
20 18 1,46
19
0,49 20.75
20.25
19.5
