UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA EP INGENIERÍA DE MINAS - TOPOGRAFÍA MINERA
INTRODUCCIÓN El levantamiento topograáfico con el equipo estacioán total se ha destacado en los uáltimos anños en toda la mineríáa de nuestro paíás, s, como la mejor opcioá opcioá n cuando se pretende tres eno enoqu ques es esenc esencial iales: es: cali calidad dad,, prec precisi isiooá n y efici eficien enci cia. a. La estac estacio ioáá n tota totall surg surgee para para reemplaar el instrumento conocido como teodolito, pero ademaás integra en síá mismo otros instrumentos de gran utilidad para la medicioán de distancias y un procesador de caálculos con memoria para el almacenamiento de datos. El presente inorme daraá a conocer en orma detallada el levantamiento !lanimeátrico de una poligo poligonal nal cerrada cerrada u"icada u"icada en las instal instalaci aciones ones de la #nive #niversi rsidad dad $aciona $acionall de %oquegua &ede %ariscal $ieto, utiliando el equipo conocido como Estacioán 'otal marca 'rim"le. En una primera parte, por ser un inorme de alumnos del curso de 'opograíá a %inera, se esta"lecen las "ases teoáricas, pero de orma resumida el procedimiento seguido e instrumentos ocupados. En una una segu segund ndaa part partee se most mostrrara araá el tra" tra"aj ajoo de camp campoo y proc proces esam amie ient ntoo de la inormacioán o"tenida. !ara la finaliacioán se presentan los resultados acompanñado de un plano para un mejor entendimiento de este.
OBJETIVOS: El o"jetivo general es realiar un levantamiento planimeátrico con una estacioán total de una poligonal cerrada en las instalaciones de la #niversidad $acional de %oquegua y la coneccioáá n de un plano topograá coneccio topograá fico. (omo o"jetivos especíáficos ficos se encuentran, aprender a utiliar la estacioán total y ser capa de procesar la inormacioá inormacioá n y descri"irla.
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CAPÍTULO I MARCO TEÓRICO Estación Total En el estudio de la orma y relieve de la tierra, la ciencia ha ido creando y utiliando instrumentos acordes a sus necesidades, y en la topograíáa "aásicamente se miden dos varia"les: aángulos y distancias *horiontales y verticales+. El teodolito integra un compaás para mediciones angulares horiontales, maás un caálculo matemaático para la medicioán de distancias de menor precisioán. (uando se requeríá a precisioán en las distancias se de"íáa usar una cinta meátrica con todas sus limitantes. !ara solucionar ese inconveniente surgioá el instrumento conocido como istancioá metro Laser, el cual calcula la distancia midiendo el tiempo en que tarda un laáser de ida y vuelta al re"otar so"re una superficie. -demaás la medicioán de aángulos verticales se utilia un aparato conocido como $ivel de !recisioá n. e estos tres instrumentos se o"tienen las lecturas que de"en anotarse en una li"reta de topograíáa y posteriormente en ga"inete realiar caá lculos matemaá ticos manuales o usando una computadora para o"tener una representacioá n graá fica de la medicioá n.
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El avance de la ciencia evolucionoá el 'eodolito a un 'eodolito Electroá nico y luego a una Estacioá n 'otal *&antamaríáa !enñ a / &an %eánde, 001+.
Fnciona!i"nto: &e "asa en un principio geomeá t rico sencillo conocido como triangulacioán, determinando las coordenadas geograáficas de un punto a partir de otros dos conocidos, en este caso especial se determinaraá solo con uno y se orienta el norte con la lectura atraás. (oordenadas de la Estacioán: Es la coordenada geograáfica del punto so"re el cual se u"ica el instrumento en el campo. - partir del mismo se u"ican todos los puntos de intereá s. 2ista -traás: Es la coordenada geograáfica de un punto visi"le desde la u"icacioán del instrumento. 2ista -delante: Es un punto cualquiera visi"le desde la u"icacioán del instrumento al que se le calcularaán las coordenadas geograáficas a partir de las coordenadas de la estacioán y la vista atraás. 3peracionalmente seríáa la siguiente secuencia: ). (entrado y $ivelacioá n del aparato. . 3rientacioá n del Levantamiento. 4. 3"servacioá n.
Pa#t"s $ acc"so#ios: El instrumento completo estaá ormado por varias partes indispensa"les y accesorios para su correcto desempenñ o. Es indispensa"le el conocimiento de cada parte y accesorio para su "uen uncionamiento.
'ríápode: Es la estructura so"re la que se monta el instrumento en el terreno.
5ase niveladora: Es una plataorma que usualmente va enganchada al instrumento, sirve para acoplar la Estacioá n 'otal so"re el 'ríápode y para nivelarla horiontalmente. !osee tres tornillos de nivelacioá n y un nivel circular.
Estacioá n 'otal: Es el aparato como tal, y "aásicamente estaá ormado por un lente telescoápico con o"jetivo laáser, un teclado, una pantalla y un procesador interno para caálculo y almacenamiento de datos. 6unciona con "ateríá a de Litio recarga"le.
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!risma: Es conocido como o"jetivo *target+ que al u"icarse so"re un punto desconocido y ser o"servado por la Estacioán 'otal capta el laáser y hace que re"ote de regreso hacia el instrumento.
5astoá n !orta !risma: Es un tipo de "astoá n metaálico con altura ajusta"le, so"re el que se coloca el prisma. !osee un nivel circular para u"icarlo con precisioán so"re un punto en el terreno.
Estacioán 'otal
5ase $iveladora
!risma
'ríápode 5astoán !orta !risma
Foto N° 1: Partes y aesor!os "e #a Esta!$% Tota#&
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CAPÍTULO II PROCEDIMIENTOS TRABAJO DE CAMPO E%i&o " inst#!"ntos: ). Estacioán 'otal marca 'rim"le . !risma y "astoá n porta prisma 4. os tríápodes 7. 8aloán 1. 5ruájula -imutal 9. Equipo !& ;. (inta meá trica <. Li"reta para apuntes =. &ot>are -uto(- 0)4 )0. &ot>are %icrosot E?cel
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P#oc"'i!i"nto "n "l t"##"no: !rimero que todo, se o"servoá el terreno a representar con la finalidad de adelantarse a cualquier pro"lema que se pudiera presentar en la toma de datos, principalmente con el siguiente procedimiento de medicioá n. !ara las mediciones se esta"lecieron cuatro estaciones desde los cuales se e?tenderíáan las o"servaciones, estas se denominaron -, 5, ( y , posicionados dentro de las instalaciones de la #niversidad $acional de %oquegua, rodeando el -uditorio eneral conormando una poligonal cerrada. Las mediciones se realiaron con una Estacioá n 'otal de pertenencia de la universidad en mencioá n. &e tomaron las o"servaciones desde una estacioán en cada veártice, iniciando en el veártice - que es considerado 5% *punto de reerencia+ ya que de este se conoce su u"icacioá n y altitud. El procedimiento de toma de datos es el siguiente: )+ Estacionamiento y nivelacioá n de la Estacioá n 'otal en el punto -. + !render el equipo *esperar a que cargue+. 4+ 'omar coordenadas y elevacioá n del punto - con el equipo !&. 7+ !resionar en el Equipo: 'opograíáa eneral@-ceptar@ 'ra"ajo@'ra"ajo $uevo. 1+ %edir la altura del instrumento con la cinta meá trica. 9+ !resionar: %edir@(onfigurar Estacioán@Angresar !unto de Beerencia@Angresar altura de instrumento@-ceptar@-ceptar. ;+ 3rientar el equipo al $orte con la "ruá jula aimutal. <+ (olocar en ceros: 00C00D00DD. =+ !resionar: %edir@%edir 'opo *3rientar el equipo al punto 5+. )0+Angresar punto de reerencia y altura de reerencia *).1m para el prisma+. ))+&enñ alar al centro del prisma nivelado y u"icado en el punto 5. )+!resionar: %edir *esperar+. )4+'omar nota del aángulo horiontal *en este caso aimut, para los siguientes puntos seraá aá ngulo e?terno+, aá ngulo vertical y distancia inclinada en la li"reta de apuntes. )7+!resionar: -lmacenar@&alir *desmontar el equipo+.
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)1+#"icar el equipo en el siguiente punto y seguir los pasos anteriores, con la e?cepcioán de que ya no se toma el punto con el !& y se de"e poner en ceros orientando al punto anterior. )9+Bepetir los pasos en el punto -, para medir el aángulo e?terno en ese punto, ya que en la primera estacioán solo se tomoá la medida del aimut.
Datos "(&"#i!"ntal"s: &e ingresaron todos los datos de orma ta"ulada a la li"reta de anotaciones conormando primero la estacioán, luego el punto o"servado, las lecturas del aángulo horiontal, aángulo vertical y la distancia inclinada. &e llevaron estos datos al &ot>are %icrosot E?cel y se determinoá la distancia horiontal, distancia vertical y el valor de la cota para cada punto, con las siguientes oá rmulas: DH = DI × sin (¿ V )
onde: F distancia horiontal
A F distancia inclinada
G2 F aá ngulo vertical
;
F!'(ra N°1: Deter)!%a!$% "e #a "!sta%!a *or!+o%ta# e% E,e#&
P#oc"'i!i"nto "n )a*in"t": Los datos e?perimentales se tra"ajaron en %icrosot E?cel 0)0, ingresando caálculos previamente determinados y consultando apuntes de clases y manuales. El primer caálculo, determinoá el error angular de la poligonal ormada por las cuatro estaciones y su consecutiva correccioá n. Los resultados son los siguientes:
∑ ANG ( EXT )= ( N + 2 ) × 180 ° =6 × 180 °=1080 ° ∑ ANG .−∑ TEOR. C . ANG .= − E . N ANG .
E . ANG . =
'
E . ANG . =1080 ° 00
C . A N G .=
' '
06
−00 ° 00' 06 '' 4
−1080 ° 00' 00' ' =+ 00 ° 00' 06 ' '
=−00 ° 00 ' 01 ' '
&eguidamente, se procedioá a calcular el -imut de cada lado con los aá ngulos e?ternos corregidos. (on la oármula siguiente: Az 1= Az 0+ α −180 °
&i:
-) G 0C FH I490C J
-) H 490C FH K490C
!ara determinar las componentes en el eje y en el eje M de la distancia horiontal y sus variaciones, se utiliaron las siguientes oá rmulas:
X = sin Az × DIST .Y =cos Az×DIST .
∆ X =
−∑ X × DIST . PERÍMETRO
∆ Y =
−∑ Y ×DIST . PERÍMETRO
El caálculo del (ierre Lineal y del Error Belativo se muestra a continuacioá n: C . L .=
√ ∑ X +∑ Y 2
2
1 E . R . = P ÷ C . L.
- partir de las coordenadas de la primera estacioá n *punto -+, se procedioá a determinar las coordenadas de todos los puntos siguientes. (ada coordenada se determinoá utiliando los meátodos estudiados en el curso de topograíáa minera y apuntes de te?tos.
F!'& N°: C.#(#o "e oor"e%a"as e% So/t0are M!roso/t E,e#&
C+lclo '"l ,#"a: &e utilioá el meátodo por determinantes, con la siguiente oármula:
|
A =
|
∑ 1 +∑ 2 ha 20000
ando por resultado: 0.9<0 ha
P#oc"'i!i"nto '" const#cción '"l &lano: El procedimiento que se realioá para llevar los puntos al plano, ue primero, di"ujar un "osquejo, de la poligonal cerrada con la medida de sus lados y sus aángulos e?ternos corregidos, una ve hecho eso se determinoá la u"icacioá n de los puntos. En el desarrollo del plano se utilioá el di"ujo a mano, los datos de %icrosot E?cel y el disenño final con el programa -uto(- 0)4.
Foto N°: Po#!'o%a# erra"a "!2(3o a )a%o o% )e"!"as y .%'(#os&
CONCLUSIONES PRIMERA: - pesar que en un principio se veíá a un ejercicio e?tenso, todo se de"íáa a la poca e?periencia de los estudiantes, por lo que se requirioá realiar un segundo levantamiento díáas despueás para corregir errores, y realiarlo de la mejor manera, asíá pues, cada uno de los integrantes tu"o una tarea especíáfica, lo cual ayudoá a su conocimiento especíáfico, pero al organiarse se complementaron.
SE)UNDA: &e sa"e que el pereccionamiento de toda teá cnica aumenta con la praá ctica y esto seríáa solo el comieno de lo que como ingenieros en minas se puede llegar a realiar, advirtiendo que tam"ieá n es mucho lo que alta por aprender.
TERCERA: En general, se logroá operar de manera adecuada la Estacioá n 'otal marca 'rim"le en un levantamiento topograáfico de una poligonal cerrada por la víáa de aángulos e?ternos. M se desarrollaron los caálculos aprendidos en clase para su representacioán en el plano.
BIBLIO)RAFÍA
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ANE-OS
Anexo 1:
E(!6o GPS Esta!$% Tota# Tr!)2#e y ;r73(#a A+!)(ta#&
Anexo 2:
Tr96o"e y !%ta )5tr!a&
Anexo 3: Or!e%ta!$% "e# e(!6o a# Norte o% #a
2r73(#a a+!)(ta#&
Anexo 4: O6era%"o e# e(!6o e% e# 6(%to A&
Anexo 5:
U2!a!$% "e# Pr!s)a e% e# 6(%to ;&
Anexo 6: Or!e%ta%"o e# e(!6o "e# 6(%to C a# 6(%to D&
Anexo 7:
Ta2#a "e oor"e%a"as e% So/t0are M!roso/t E,e#&
CONTENIDO Pág.
A$'B3#((A3O $................................................................................................................................................. ) 358E'A23&........................................................................................................................................................... ) (-!AO'#L3 A: %-B(3 'E3O BA(3.................................................................................................................... (-!AO'#L3 AA: !B3(EA%AE$'3&............................................................................................................... 1 (3$(L#&A3$E&............................................................................................................................................... )0 5A5LA3B-6AO-................................................................................................................................................. )0 -$E3&.............................................................................................................................................................. ))
