TOPOGRAFIA II
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Facultad de Ingeniería Escuela Profesional de Ingeniería Civil
NOMBRE DEL CURSO: TOPOGRAFÍA II
TEMA: EL TEODOLITO
ALUMNO:
CÓNDOR PÓSITO, Ever Osmar
GRUPO: C1
PROFESOR: MCS. ING. SERGIO HUAMÁN SANGAY UNC
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Cajamarca Mayo del 2017
INTRODUCCIÓN El presente informe contiene las actividades realizadas durante la práctica de campo del día 27/04/2017, las cuales se llevaron a cabo gracias al esfuerzo de todos los integrantes del grupo de práctica y al gabinete de topografía quien nos prestó los materiales y equipos necesarios para su realización. El trabajo se realizó dentro del tiempo establecido; 3 horas y el espacio que sirvió para desarrollarla, fue una parte del campus universitario de la “UNIVERSIDAD NACINAL DE CAJAMARCA” donde se hizo Materialización de la estación (estaca), Determinación y materialización del norte magnatico, Puesta en estación del teodolito, Altura de instrumento, Puesta de ceros del ángulo horizontal en el norte magnético Lectura de Hs, Hi, ángulo horizontal, ángulo zenital y observaciones de cada punto radiado, Medición de Ángulos Horizontales (Medición por Repetición), levantamiento topográfico utilizando los métodos topográficos explicados por el docente en el campo. Es bien sabido que la Topografía es imprescindible para la realización de los proyectos y la ejecución de obras de ingeniería, desde la confección del Plano Topográfico Base, hasta el replanteo de los puntos que permite la materialización, sobre el terreno, del objeto proyectado. La realización de esta práctica es muy importante en nuestra carrera, pues la medición de distancias entre dos puntos constituye una operación común en todos los trabajos de topografía. Además, su ejecución nos ayuda a familiarizarnos con algunos instrumentos topográficos, necesarios en toda medición.
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OBJETIVOS Poner en práctica lo aprendido en clase referente al tema de “Lecturas de ángulos verticales y horizontales obtenidos mediante teodolito electrónico. Aprender a calibrar y estacionar correctamente el equipo utilizado para las mediciones(teodolito). Obtener los ángulos horizontales y cenitales de cada uno de los 3 puntos que levantamos en la práctica. Aprender a medir acimuts mediante el uso de un teodolito y una brújula magnética. Conocer las partes de un teodolito para su correcta manipulación. EQUIPO Y MATERIAL
1 Teodolito 1 mira 1 trípode 1 wincha de lona de 50 metros. 2 jalones 1 brújula 1 cámara fotográfica 1 libreta de apuntes lápiz, borrador. BRIGADA
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CÓNDOR PÓSITO, Ever Omar CORDOVA GUTIERREZ, Ronald Fernando CORTEZ CARUAJULCA, David QUISPE MANTILLA, Miguel Angel SALAS ALVAREZ, Percy Raul
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REVISIÓN DE INFORMACIÓN BIBLIOGRÁFICA TOPOGRAFÍA: La topografía se utiliza extensamente, los resultados de los levantamientos topográficos se emplean, por ejemplo:
Elaborar planos de superficies terrestres, arriba y abajo del mar. Trazar cartas de navegación para uso en el aire, tierra y mar. Establecer límites en terrenos de propiedad privada y pública
En la ingeniería civil: en ella es necesario realizar trabajos topográficos antes, durante y después de la construcción de obras tales como carreteras, ferrocarriles edificios, puentes, canales, presas, etc. Para el desarrollo óptimo de sus diferentes actividades es necesario saber con los instrumentos que se cuenta, teniendo:
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TEODOLITO Es el aparato topográfico que reúne en un mismo montaje un sistema óptico mecánico capaz de medir ángulos horizontales y verticales. Al estar construidos para medir básicamente ángulos estos los miden con mucha precisión. Si el retículo del anteojo posee hilos esta dimétricos se le denominan taquímetro o teodolito taquímetro.
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TRÍPODE Los trípodes pueden ser de madera o metálicos, de patas telescópicas, terminadas en regatones dé hierro para su fijación al terreno, consiguiendo mayor estabilidad. La cabeza del trípode es una plataforma triangular o circular sobre la que se coloca el instrumento. Esta plataforma tiene un gran orificio en el centro por la que pasa el elemento de unión tornillo, que se puede desplazar permitiendo al instrumento ocupar varias posiciones. Todos los trípodes llevan colgada del elemento de unión una plomada que ha de coincidir con la señal marcada en el terreno.
MIRA Son reglas graduadas en metros y decímetros, generalmente fabricadas de madera, metal o fibra de vidrio. Usualmente, para trabajos normales, vienen graduadas con precisión de 1 cm y apreciación de 1 mm. Comúnmente, se fabrican con longitud de 4 m divididas en 4 tramos plegables para facilidad de transporte y almacenamiento.
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JALÓN Son unas barras, de fierro, madera o aluminio, de sección circular u ortogonal, terminadas en punta por uno de sus extremos, que sirven para señalar la posición de puntos en el terreno o la dirección de las alineaciones.
WINCHA DE LONA está compuesta por un material impermeable y lleva en su interior refuerzos metálicos, que son de acero esto impide el estiramiento de la wincha durante su uso. WINCHA INVAR Es una cinta metálica, confeccionada de una aleación de acero y níquel en la proporción de 65 y 35 por ciento respectivamente. Se utiliza para realizar medidas de gran precisión, como son levantamientos geodésicos y para la medición de bases de triangulaciones. WINCHA DE FIBRA DE VIDRIO Esta confeccionada de material de fibra de vidrio. Son utilizadas en levantamientos que requieren una regular precisión.
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BRÚJULA Generalmente un instrumento de mano que se utiliza fundamentalmente en la determinación del norte magnético, direcciones y ángulos horizontales. Su aplicación es frecuente en diversas ramas de la ingeniería. Se emplea en reconocimientos preliminares para el trazado de carreteras, levantamientos topográficos, elaboración de mapas geológicos, etc.
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GPS Es un sistema global de navegación por satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona o un vehículo con una precisión hasta de centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión.
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NORTE MAGNÉTICO El norte magnético es la dirección que señala la aguja imantada de una brújula, a la del polo norte magnético, dirección que no coincide con la del Polo Norte geográfico, excepto en los puntos del hemisferio norte situados en el mismo meridiano que el norte magnético.
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).
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.
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CONTENIDO DE LA PRÁCTICA Materialización de la estación (estaca): Primero ubicamos un punto de estación desde donde se dirigirá las tres visuales para las lecturas correspondientes es necesario realizar una marca perdurable en el terreno. Esta marca depende del tipo de terreno y puede utilizar estaca inamovible para el trabajo o un hito de concreto, clavos de acero de 2’’, etc. La idea es que la marca sea visible durante al menos 5 días después del levantamiento, ya que este mismo punto se puede volver a utilizar más adelante para los replanteos.
Determinación y materialización del norte magnético: Luego de la materialización de la estaca y levantado el trípode, determinamos el Norte Magnético haciendo uso de la brújula; para esto se coloca la brújula encima del trípode, se procede a nivelar la brújula con la ayuda del nivel circular que posee, para así poder hallar el norte magnético y a la vez materializarlo con un jalón o partes del terreno, procurando que sea inmovible para así poder usarlo en el futuro si se da el caso.
Puesta en estación del teodolito: Una vez encontrado el norte magnético, se procede a realizar lo que se llama la puesta de estación del teodolito, con todas las recomendaciones indicadas por el Ingeniero en el campo y se procede de la siguiente manera: a
Instalación del trípode: El trípode debe colocarse con las tres patas formando un triángulo isósceles entre ellas, para una mejor estabilidad, Se asegura una pata del trípode y mirando a través de la plomada óptica se deja a la estaca justo en el centro de esta plomada moviendo las otras dos patas del trípode y luego se aseguran todas las patas.
b Montado del teodolito: El teodolito se enrosca en la parte superior del trípode hasta que quede firme; y por la plomada óptica observamos la estaca y si no está en el centro, usando dos patas móviles del trípode lo centramos. c
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Nivelación del teodolito: Inicialmente debe verificarse que la plataforma teodolito-trípode esté lo más horizontal posible (como se mencionó anteriormente). Luego se procede a nivelar el teodolito primero el nivel circular usando dos patas, subiendo y 9
TOPOGRAFIA II bajando hasta que quede nivelado; luego el nivel tubular manipulando los tornillos que se encuentran en la parte inferior, primero se coloca en paralelo al eje de dos tornillos y luego se gira 90 ° y se coloca paralelo al tornillo restante y se realiza la nivelación. Y por último se observa que la plomada este centrada y si no lo está se centra, pero esta vez aflojando el teodolito de la plataforma del trípode y moviendo hasta centrar el equipo. Altura de instrumento. Una vez instalado el equipo correctamente se procede a la lectura de la altura de instrumento se realiza a partir de una marca que se encuentra ubicada en ambos costados del teodolito y la medición se puede realizar con la mira, wincha colocándolo a su lado y lo más vertical posible.
Puesta de ceros del ángulo horizontal en el norte magnético: Una vez hallado la altura de instrumento, colocamos los ceros (0°0’0’’) de los ángulos horizontales en la dirección del Norte magnético, en este caso lo materializamos con un jalón. Lectura de Hs, Hi, Angulo horizontal, Angulo zenital y observaciones de cada punto radiado: Las lecturas observadas a través del teodolito son: Pto 1
Hilo superior 1.557
Hilo inferior 1.402
2
1.520
1.438
3
1.584
1.375
Angulo H. 28°18'25 '' 55°45'15 '' 128°53'4 0''
Angulo V.zenital 91°18'25'' 90°45'45'' 90°15'40''
Observ. Esq. vereda Esq. Camino Poste
METODOLOGÍA PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS En esta práctica se realizará la puesta en estación del Teodolito electrónico, con sus respectivas etapas, hasta dejarlo listo para realizar la lectura en tres puntos escogidos al azar. Al mismo tiempo realizaremos medidas de ángulos horizontales por repetición, allí ubicaremos dos puntos y realizaremos la medida del ángulo de este por tres veces siguiendo ciertos pasos; al terminar se promediará la lectura final y esta deberá coincidir con la primera lectura o tener un error de +-20´´. A Puesta en estación de teodolito, medida de distancias y ángulos. Materialización de la estación mediante una estaca Primero ubicamos un punto de estación desde donde se dirigirá las tres visuales para las lecturas correspondientes es necesario realizar una marca perdurable en el terreno. Esta marca depende del tipo de terreno y puede utilizar estaca UNC
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TOPOGRAFIA II inamovible para el trabajo o un hito de concreto, clavos de acero de 2’’, etc. La idea es que la marca sea visible durante al menos 5 días después del levantamiento, ya que este mismo punto se puede volver a utilizar más adelante para los replanteos.
Determinación y materialización del norte magnético Luego de la materialización de la estaca, determinamos el Norte Magnético haciendo uso de la brújula; para esto se coloca la brújula encima del trípode, luego se nivela el nivel circular y se determina el norte magnético y se materializa con un jalón; el cual nos servirá como punto de partida de las visuales. Puesta en estación del Teodolito Una vez encontrado el norte magnético, se procede a realizar lo que se llama la puesta de estación del teodolito, con todas las recomendaciones indicadas por el Ingeniero en el campo y se procede de la siguiente manera: a. Instalación del trípode: El trípode debe colocarse con las tres patas formando un triángulo isósceles entre ellas, para una mejor estabilidad, Se asegura una pata del trípode y mirando a través de la plomada óptica se deja a la estaca justo en el centro de esta plomada moviendo las otras dos patas del trípode y luego se aseguran todas las patas. b. Montado del teodolito: El teodolito se enrosca en la parte superior del trípode hasta que quede firme; y por la plomada óptica observamos la estaca y si no está en el centro, usando dos patas móviles del trípode lo centramos. c. Nivelación del teodolito: Inicialmente debe verificarse que la plataforma teodolito-trípode esté lo más horizontal posible (como se mencionó anteriormente). Luego se procede a nivelar el teodolito primero el nivel circular usando dos patas, subiendo y bajando hasta que quede nivelado; luego el nivel tubular manipulando los tornillos que se encuentran en la parte inferior, primero se coloca en paralelo al eje de dos tornillos y luego se gira 90 ° y se coloca paralelo al tornillo restante y se realiza la nivelación. Y por último se observa que la plomada este centrada y si no lo está se centra, pero esta vez aflojando el teodolito de la plataforma del trípode y moviendo hasta centrar el equipo. Altura de instrumento Una vez instalado el equipo correctamente se procede a la lectura de la altura de instrumento se realiza a partir de una marca que se encuentra ubicada en ambos UNC
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TOPOGRAFIA II costados del teodolito y la medición se puede realizar con la mira,wincha colocándolo a su lado y lo más vertical posible. Puesta en ceros del ángulo Horizontal Una vez hallado la altura de instrumento, colocamos los ceros (0°0’0’’) de los ángulos horizontales en la dirección del Norte magnético, en este caso lo materializamos con un jalón. Lectura de distancias y ángulos Procedemos a la radiación de los tres puntos, determinando la distancia y medida de los ángulos horizontales y verticales de cada uno de los tres puntos de la manera mencionada anteriormente. Los datos obtenidos en la práctica N. º1 se muestran a continuación: LIBRETA DE CAMPO PRACTICA DE CAMPO: EL TEODOLITO Teodolito: SOKKIA DT 5A Ang. Vertic: Zenit
Anteojo: Directo
Fecha: 27/04/2017 i : 1.48m
Ceros
Estación: única
Operador: CONDOR POSITO, Ever Cota :2708 coordenadas UTM de la estación E: MOBILE TOPOGRAPHER
Ceros Ang.Horiz: N.M. Este: 776592.128
GPS
:
Norte: 9206948.48 Condiciones ambientales: buenas Pto 1
Hilo superior 1.557
Hilo inferior 1.402
Distan cia 15.5m
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1.520
1.438
8.2m
3
1.584
1.375
20.9m
Angulo H. 28°18'25 '' 55°45'15 '' 128°53'4 0''
Angulo V.zenital 91°18'25'' 90°45'45'' 90°15'40''
Observ. Esq. vereda Esq. Camino Poste
B Medición de Ángulos Horizontales (Medición por Repetición) medimos varias veces un ángulo de tal manera que se acumulen las lecturas. En este caso realizamos tres repeticiones; en donde nos apoyamos de dos jalones colocados arbitrariamente, para formar un ángulo cualquiera. Procedemos a colocar en ceros en el jalo 1, y luego realizamos la primera lectura la primera lectura hacia el jalón 2;
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TOPOGRAFIA II congelamos el ángulo y regresamos al jalón 1 descongelamos y realizamos otra vez la lectura; realizamos esta operación tres veces, hasta obtener una lectura final. El valor promedio del ángulo será: V alor Promedio del Angulo=
lectura final numero de repeticiones
En la práctica N.º 1 se hizo con 3 repeticiones: Valor Promedio del Angulo=
Nº repiticiones 3
1ª lectura 30°32'40 '' Error=8'' ; menor que 20'',
91 ° 38 ' 25 ' ' =30 ° 32' 48 ' ' 3
Ult. Ang. lectura promedio 91°38'25 30°32'48'' '' entonces si cumple.
error 8''
CONCLUSIONES
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Se adquirió destreza en el uso de los instrumentos utilizados en la medición de ángulos y distancias (teodolito, mira o estadía, jalones). Se concluyó que el tipo de medición con teodolito es un método fácil y que establece una mayor precisión si se emplea de manera correcta los instrumentos. Se conoció que el tipo de medición de ángulos con teodolito es muy preciso en terrenos pequeños como grandes. Se aprendió que en ángulos horizontales siempre se va tomar en cuenta los ángulos desde el cenit. El uso del teodolito es muy importante en la aplicación de nuestra carrera profesional y se debe dominar su uso.
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RECOMENDACIONES Es recomendable tener bien estacionado el teodolito y que este estable de lo contrario las lecturas realizadas serán erróneas. Tener una buena concentración al momento de realizar una lectura, si es posible realizarlo 2 veces para verificar. Tener precisión a la hora de trabajar, siempre aproximando lo mejor posibles los datos tomados con el teodolito. El que tiene la mira tienes que estar siempre alerta para no dañar la toma de medidas del operador.
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BIBLIOGRAFIA BANNISTER, RAYMOND Y BAKER. Técnicas modernas en topografía. 7°edición. Alfaomega. 2002. BALLESTEROS Tena, Nabor. Topografía. Limusa.Instrumentos_ topográficos_ v2007.pdf / Universidad Politécnica de Madrid. http://www.geocities.ws/miridoy/TAREA4.htm www.unalmed.edu.co/jecordob/topografia/TOPOGRAFIA.pp http://ingcivilabarca.blogspot.pe/2009/10/importancia-de-la-topografia.html MOIA, José Luis. “Manual Práctico de Topografía”
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ANEXOS
Anexo A. BRIGADA
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Anexo B. DETERMINACIÓN DEL NORTE MAGNÉTICO CON LA BRÚJULA
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Anexo C. TEODOLITO ESTACIONADO
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Anexo D. WINCHA
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Anexo E. ESTACA Y MIRA O ESTADIA
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