INFORME NIVEL DE INGENIERO 1.- INTRODUCCION La nivelación es muy importante al desarrollo de la civilización, ya que las construcciones de caminos, conductos de agua o canales, las grandes obras de arquitectura, entre otras, tanto de la era moderna como de la antigüedad, son una prueba palpable de éste, sorprendente descubrimiento. No se sabe con exactitud el origen de esta rama de la topografía, pero se estima que desde que el hombre quiso ponerse a cubierto, se tuvo una idea de la nivelación; desde apilar materiales y dar cierta estabilidad a ésta, como el hecho de cursar las aguas para los cultivos, pensando incluso ya en las pendientes. Originando los nombres que utilizamos cotidianamente en estos días. Siendo muestras de belleza y admiración lo logrado en las pirámides de Egipto, los caminos y canales hechos por los Griegos y Romanos, el Canal de Suez, este método nos permite encontrar directamente la elevación de los terrenos, mediante la referencia de puntos o cotas, en relación a superficies cuya altura ya se conoce referencialmente. 2.- ASPECTO HISTORICO: Se cree que fue en Egipto donde se hicieron los primeros trabajos topográficos de acuerdo con referencias por las escenas representadas en muros, tablillas Los egipcios conocían como ciencia pura lo que después los griegos bautizaron con el nombre de geometría (medida de la tierra) y su aplicación en lo que pudiera considerarse como topografía o quizá, mejor dicho etimológicamente, "topometría". Los romanos, con un sentido más práctico, desarrollaron notablemente la arquitectura y la ingeniería.. haciendo una mayor aplicación de los conocimientos heredados de los egipcios y griegos. Trazaron mapas con fines bélicos y catastrales, construyeron caminos, ciudades, presas, puentes, canales, etc., debido a la expansión de su imperio; para ello era indispensable el desarrollo de métodos e instrumental topográfico. Fueron escritos varios libros que describían estos métodos, así como la explicación del uso y construcción de diversos e ingeniosos instrumentos. 3.- OBJETIVOS: El motivo de hacer una práctica e terreno tiene muchos objetivos, entre los cuales nombraremos los siguientes: Aprender la correcta utilización de los instrumentos con los que se trabaja para hacer un levantamiento. Llevar a la practica el funcionamiento de cada uno de los instrumentos que se utilizan en terreno. Poner en práctica todos los conocimientos que se han obtenido durante el semestre en nuestras clases. Ejercitar los cálculos con los que se debe completar las tablas. Aprender a trabajar con la meticulosidad necesaria para llevar una toma de datos ordenada y no caer en errores innecesarios los que pueden retrasar todo el proyecto.
Lograr una correcta y rápida nivelación de los instrumentos en el terreno para no perder tiempo y a la vez no caer en errores, esto nos dará la seguridad de que los datos sean precisos. Ser capaz de superar cualquier tipo de problema que se nos presente en terreno ya sea por errores sistemáticos o accidentales. Organizar al grupo como un verdadero equipo en el cual se repartirán las taras de forma equitativa y rotativa para poder practicar con todos los instrumentos que se utilizan, asumir una responsabilidad con los horarios de llegada y hacer un buen trabajo individual de cada persona. Una vez terminada la etapa de tomar los datos en terreno, cada persona deberá asumir su responsabilidad en el trabajo de gabinete. Saber reconocer cuando un instrumento se encuentra en buenas condiciones como para ser utilizado en el terreno sin tener problemas con posterioridad. Poder ser capaces de llevar todos los cálculos tomados en terreno a un plano debidamente presentado con sus curvas de nivel sobrepuestas en la planimetría del terreno estudiado. 4.- MARCO TEORICO 4.2.- GENERALIDADES: A continuación definiremos lo que es un nivel de ingeniero, sus características, sus partes y los diferentes modelos que nuestra universidad posee en su gabinete: 4.3.-DEFINICION DEL NIVEL DE INGENIERO: El nivel de ingeniero, es un instrumento que tiene como finalidad la medición de desniveles entre distintos puntos que se hallan a distintas alturas y en distintos lugares, o también el traslado de cotas... Pueden ser manuales o automáticos, según se deba horizontalizar el nivel principal en cada lectura, o esto se haga automáticamente al poner el instrumento "en estación" El nivel óptico consta de un anteojo similar al del teodolito con un retículo estadimétrico, para apuntar y un nivel de burbuja muy sensible (o un compensador de gravedad o magnético en el caso de los niveles automáticos), que permita mantener la horizontalidad del eje óptico del anteojo, ambos están unidos solidariamente de manera que cuando el nivel está desnivelado, el eje del anteojo no mantiene una perfecta horizontalidad, pero al nivelar el nivel también se horizontaliza el eje óptico. En los últimos treinta años se ha producido un cambio tal en estos instrumentos, que por aquella época, principios de la década del ´80 casi todos los instrumentos que se utilizaban eran del tipo "manual" pero en este momento es raro encontrar uno de aquellos instrumentos, incluso son raras la marcas que aun los fabriquen ya que las técnicas de fabricación se han perfeccionado tanto que los automáticos son tan precisos y confiables como los manuales, a pesar de la desconfianza que despertaban en los viejos topógrafos los primeros modelos automáticos. Este instrumento debe tener unas características técnicas especiales para poder realizar su función, tales como burbuja para poder nivelar el instrumento, anteojo con los
suficientes aumentos para poder ver las divisiones de la mira, y un retículo con hilos para poder hacer la puntería y tomar las lecturas, así como la posibilidad de un compensador para asegurar su perfecta nivelación y horizontalidad del plano de comparación. 4.4.-PRECISIÓN La precisión de un nivel depende del tipo de nivelación para el que se lo utilice. Lo normal es un nivel de entre 20 y 25 aumentos y miras centimetradas o de doble milímetro. Con este nivel y la metodología apropiada se pueden hacer nivelaciones con un error de aproximadamente 1.5 cm por kilómetro de nivelada. Para trabajos mas exigentes existen niveles con nivel de burbuja partida, retículo de cuña, placas planoparalelas con micrómetro y miras de INVAR milimetradas, con los cuales se pueden alcanzar precisiones de unos 7 mm por kilómetro de nivelada con la metodología apropiada Pueden ser manuales o automáticos, según se deba horizontalizar el nivel principal en cada lectura, o esto se haga automáticamente al poner el instrumento "en estación" El nivel óptico consta de un anteojo similar al del teodolito con un retículo estadimétrico, para apuntar y un nivel de burbuja muy sensible (o un compensador de gravedad o magnético en el caso de los niveles automáticos), que permita mantener la horizontalidad del eje óptico del anteojo, ambos están unidos solidariamente de manera que cuando el nivel está desnivelado, el eje del anteojo no mantiene una perfecta horizontalidad, pero al nivelar el nivel también se horizontaliza el eje óptico. Este instrumento debe tener unas características técnicas especiales para poder realizar su función, tales como burbuja para poder nivelar el instrumento, anteojo con los suficientes aumentos para poder ver las divisiones de la mira, y un retículo con hilos para poder hacer la puntería y tomar las lecturas, así como la posibilidad de un compensador para asegurar su perfecta nivelación y horizontalidad del plano de comparación. 4.5.-DISTINTOS TIPOS DE NIVELACION: Existen diversos métodos de nivelación utilizados en los trabajos topográficos: nivelación geométrica, nivelación trigonométrica, nivelación simple, nivelación compuesta nivelación satelital el cual utiliza el sistema de posicionamiento global; dos métodos más que solo son utilizados por la geodesia, el método gravimétrico y el barométrico; y uno utilizado en cartografía mediante la restitución fotogramétrica. 4.6.-EQUIPOS UTILIZADOS 4.7.-NIVEL (AUTOMATICO) En los niveles corrientes de inclinación, la línea la línea de visual es o debe ser paralela al eje del anteojo. Solamente está horizontal cuando la burbuja del nivel, bien ajustado, esta centralizada. En los niveles automáticos, la visual o línea de colimación se nivela automáticamente(dentro de ciertos limites) mediante un compensador óptico o de otro
tipo, suspendido como un péndulo y que se inserta en el camino de los rayos a través del anteojo. La burbuja del nivel circular se centra mediante el dispositivo de nivelación, con lo cual el anteojo queda aproximadamente horizontal. Siempre que el anteojo este dentro de +/15 minutos respecto de la horizontal, el péndulo tomará una posición vertical exacta y todo rayo luminoso horizontal que entre al anteojo será transmitido automáticamente al centro del retículo. Los niveles de alta precisión como los niveles para geodesia siguen siendo del tipo manual con nivel de burbuja, es decir, no son automáticos. 4.8.-TRIPODE Es un instrumento que tiene la particularidad de soportar un equipo de medición como un taquímetro o nivel, su manejo es sencillo ,pues consta de tres patas que pueden ser de madera o de aluminio, las que son regulables para así poder tener un mejor manejo para subir o bajar las patas que se encuentran fijas en el terreno. El plato consta de un tornillo el cual fija el equipo que se va a utilizar para hacer las mediciones. Patas formada por dos largueros Unido por travesaños. Las patas terminan en fuertes ragatones de hierro que permite apoyar el pie consigiendo una mayor estabilidad. Puntas de hierro para facilitar el clavado a Dicho terreno. 4.9.- LA MIRA Se puede describir como una regla de cuatro metros de largo, graduada en centímetros y que se pliega en la mitad para mayor comodidad en el transporte. Además de esto, la mira consta de una burbuja que se usa para asegurar la verticalidad de ésta en los puntos del terreno donde se desea efectuar mediciones, lo que es trascendental para la exactitud en las medidas. También consta de dos manillas, generalmente metálicas, que son de gran utilidad para sostenerla. Los niveles empleados hasta 1970 invertían la imagen, por este motivo las miras se pintaban entonces en simetría especular para que las cifras se pudieran leer, pero hoy día ya no es el caso. Las miras están graduadas en metros, decímetros y centímetros, la lectura se realiza precisando hasta el milímetro. En las miras destinadas a ser usadas con niveles electrónicos, las graduaciones son reemplazadas por un código de barras
Suelen llevar un nivel de burbuja para comprobar su verticalidad durante la medida. 4.9.1.- HUINCHA: Primero observamos el terreno a medir, de modo que no exista ningún obstáculo que impida que la huincha quede tensa y derecha. Sirve para medir la distancia entre los puntos que representan los detalles y accidentes del terreno. Una persona toma el carril que contiene a la huincha la otra tira la punta de esta tomándola con las dos manos, de modo que en la mano derecha quede a lo menos 10 cm de esta con la otra mano se empieza a tensar la huincha para poder lograr una medición más correcta. Es sumamente importante tomar la huincha con ambas manos pues a causa de la tensión esta puede romperse. 4.9.2.-METODO APLICADO 4.9.3.- DISTANCIA ESTADIMÉTRICA Si bien ya hoy este método es poco usado, por la tecnología de avanzada, la Distancia Estadimétrica es la distancia que se calcula realizando el ‘corte de mira’, es decir se leen los hilos estadimétricos superior e inferior, se restan las medidas y se multiplica por una constante que generalmente es 100. En la lectura del ejemplo tenemos: 2.785m – 2.679m = 0.106m x 100= 10.6m (distancia real del anteojo a la mira). El hilo Axial lee 2.732m , por lo que si la altura del instrumento es 1.33m, el desnivel del punto medido es : 5.-MATEIRALES UTRIZADOS
6.- PROCEDIMIENTOS
Montaje del instrumento 1. Extienda las patas del trípode tanto como sea necesario y asegure los tornillos del mismo.
2. Coloque el trípode de tal manera que la parte superior quede lo más horizontal posible, asegurando firmemente las patas del mismo sobre el terreno. 3. Únicamente hasta este momento, coloque el instrumento sobre el trípode y asegúrelo con el tornillo,central de fijación.
Nivelación del instrumento Una vez montado el instrumento, nivélelo guiándose con el nivel de burbuja. Gire simultáneamente dos de los tornillos en sentido opuesto. El dedo índice de su mano derecha indica la dirección en que debe mover la burbuja del nivel (ilustración superior derecha). Ahora, gire el tercer tornillo para centrar el nivel de burbuja (ilustración inferior derecha). Para revisar la nivelación, gire el instrumento 180°. Después de esto, la burbuja debe permanecer dentro del círculo. Si no es así, es necesario efectuar otro ajuste (consulte el manual del usuario). En un nivel, el compensador efectúa automáticamente la nivelación final. El compensador consiste básicamente de un espejo suspendido por hilos que dirige el haz de luz horizontal hacia el centro de la retícula, aún si existe un basculamiento residual en el anteojo (ilustración inferior). Si golpea ligeramente una de las patas del trípode, (siempre y cuando el nivel de burbuja esté centrado) observará cómo la línea de puntería oscila alrededor de la lectura y queda fija en el mismo punto. Esta es la forma de comprobar si el compensador puede oscilar libremente o no.
Para comenzar la clase se debe de instalar primero el equipo, en este caso el nivel de ingeniero. El primer paso es colocar el trípode y ponerlo a la altura del observador, tratar que el trípode quede de la manera más horizontal posible. Luego colocamos el nivel topográfico y lo ajustamos con el tornillo que se encuentra en el trípode. Una vez instalado el equipo vemos si la burbuja está totalmente nivelada, en el caso que no lo esté debemos proceder a nivelar el nivel. Cuando el nivel de ingeniero este en correcta posición procedemos a utilizarlo. a) Definición del nivel de ingeniero b) Partes del nivel b.1) Partes Internas b.2) Partes Externas 7.- DATOS CALCULADOS
8.- CONCLUSIONES Como nos podemos dar cuenta, el nivel de ingeniero es un instrumento fundamental en la topografía igual que la mira, ambas son fundamentales y básicas en lo que es la nivelación. La topografía se basa principalmente en: DISTANCIA, DIRECCION Y ELEVACION. La topografía desprecia la curvatura de la Tierra menor a 25Km. Gracias al nivel topográfico, es posible determinar la diferencia de alturas de diferentes puntos. 9.- RECOMENDACIONES Para armar el trípode, se recomienda primero sacar la correa para luego proceder a colocarlo, debemos ser muy cuidadosos al montarlo, ya que tiene terminación en punta, lo cual puede lastimarnos. Fijar bien el nivel encima del trípode, al no ser así, puede cometerse errores al momento de medir.
Para nivelar correctamente, primero se debe poner el trípode de la manera más horizontal posible, una vez colocado el nivel, se debe colocar el cuerpo del anteojo paralelo a dos tornillos de elevación, hasta que la burbuja se encuentre en el medio, y con el tornillo del centro, colocarlo en el centro. Trabajar con mucho cuidado y eficiencia y cuidar los materiales que se nos proporciona. Debemos estar seguros de la colocación del nivel, su forma tiene que ser horizontal, para evitar fallas en las mediciones. 10.- CROQUIS
11.- BIBLIOGRAFIA http://es.wikipedia.org/wiki/Nivel_topogr%C3%A1fico http://clubensayos.com/imprimir/Nivel-De-Ingeniero/4516.html http://www.fing.edu.uy/ia/deptogeo/elemtopo/Cap-2.pdf
