Nivelación La nivelación consiste en determinar la diferencia de nivel que existe entre dos o más puntos. Podemos dividirla por el tipo de instrumento que se utiliza y será:
También se puede dividir por la finalidad que el trabajo tenga, así puede ser:
Con cualquiera de las cuatro primeras se puede realizar cualquiera de las segundas.
Nivelación barométrica. Está basada en la medición de la presión atmosférica, que cambia según las alturas de los lugares. Las alturas de los puntos se obtienen mediante fórmulas empíricas a partir de las presiones atmosféricas, que se miden con barómetros. Hay barómetros aneroides especiales que dan directamente las alturas y se llaman altímetros. En ingeniería civil casi no se usan porque es de poca precisión. La presión atmosférica también es afectada por otras circunstancias, además de la altitud; por ejemplo, por cambios súbitos de la temperatura y por condiciones variables de atmósfera debidas a tormentas. Además, durante el día hay una variación normal de la presión barométrica que equivale a unos 100 pie de diferencia de altitud; a esta variación se la conoce como oscilación diurna de la presión atmosférica. Puede emplearse varias técnicas para determinar diferencias de elevación correctas. •
- Se deja el barómetro de control en un Banco de nivel (base) y se lleva el instrumento móvil o viajero a los puntos cuyas elevaciones se desea conocer.
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Este método se utiliza en casos que se desea determinar niveles en terrenos abruptos, pero que no requieren precisión
La nivelación barométrica se basa en el principio de que a mayor altura menor presión y que a menor altura mayor presión atmosférica. Como se puede apreciar en el diagrama.
El aparato que se utiliza comúnmente para realizar esta medición se llama barómetro aneroide, mejor conocido como altímetro. Éste consiste en una caja metálica que contiene vacío y cuya tapa es una membrana sobre la que actúa la presión atmosférica, obligándola a realizar un pequeño movimiento que es transmitido a un conjunto de rodillos que lo amplifican y hacen que gire una manecilla que determina la cantidad de movimiento y la indica sobre una carátula graduada en unidades de presión, metros o pies.
Los métodos satelitales actuales, que utilizan navegadores GPS, aún no han podido superar la precisión que se obtiene con los altímetros, de ahí la importancia de conocerlos y utilizarlos todavía. En ese sentido podemos mencionar que de los altímetros más económicos se obtiene una precisión de 20m, otros de
mayor precio la aumentan a 5m, aunque los fabricantes aseguran que puede ser hasta de 3m. Es importante destacar que EL ALTÍMETRO NO MIDE ALTITUDES, SINO DIFERENCIAS DE NIVEL entre los puntos. Para que nos dé el valor de la altitud es necesario calibrarlo antes de iniciar nuestro trabajo. Para ello se localiza un lugar de altitud conocida, se levanta la tapa del estuche de cuero del altímetro y se gira la parte estriada (o tornillo) a fin de hacer coincidir la aguja indicadora con el valor de la graduación y la altitud del lugar. Si después de dejarlo unos cuantos minutos sin movimiento alguno no hay variación en su lectura, se puede cerrar nuevamente el estuche y de ahí en adelante las lecturas del altímetro se corresponderán con las altitudes. Para la nivelación barométrica se emplean barómetro de mercurio o de cubeta tipo fortín Dieroide.
El procedimiento para efectuar una nivelación barométrica contempla dos posibilidades, observaciones simultaneas y observaciones sucesivas, evitando en ambos casos las perturbaciones atmosféricas entre cada medición. Para el primer método se necesitan dos barómetros, observándose las medidas de presión y temperatura al mismo tiempo en dos estaciones. Si solo tenemos un barómetro se hacen en un intervalo breve de tiempo, para que se considere despreciable la variación de los factores atmosféricos. En general se utiliza el siguiente procedimiento de campo: Primero, es necesario colocar el altímetro sobre un punto de cota conocida y ajustarlo para que la lectura sea precisamente esta cota. Enseguida se lleva el instrumento a los puntos cuyas cotas se desean conocer y en cada uno de ellos se registra la lectura correspondiente y la hora en que ésta se efectuó. Normalmente, la presión atmosférica varía en forma apreciable durante pequeños períodos del día, en vista de lo cual se usan dos altímetros, uno se coloca en la primera estación (de cota conocida) y se toman lecturas de referencia a intervalos regulares. A medida que avanzan los trabajos, se anota cuidadosamente la hora de cada observación hecha con el otro altímetro, en los demás puntos y de esta manera se corrigen las lecturas de las alturas efectuadas en el mismo. La última observación en el altímetro viajero deberá ser hecha en la estación inicial como un medio de verificación. Las alturas determinadas con un barómetro ordinario que se lleva de un punto a otro pueden
dar errores de varios metros. Sin embargo, empleando barómetros extraordinariamente sensibles y técnicas especiales, se pueden determinar alturas con precisión de un metro o mayor.
Aquí dos de las formulas conocidas y de mayor uso, la primera de ellas con inclusión de las temperaturas(T A) y (TB) en los puntos medidos, y la media de altitud (ϕ), siendo las medidas de presión (PA) y (PB): (
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)) [
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(
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) )
Al igual que en las nivelaciones topográficas ,para calcular el error de un itinerario barométrico, se deberá partir de un punto de altitud conocida y terminar en otro también de altitud conocida o en el inicial, compensando el error a lo largo del itinerario de forma proporcional a las altitudes parciales. Para hacernos una idea de la precisión del método, recordaremos que 1mm de mercurio significa, a nivel del mar, un desnivel de 11m, así pues, las precisiones que se estiman de acuerdo con los distintos tipos de barómetros son de 0,05mm en el barómetro de mercurio, lo que significa 0,5m de desnivel, y 0,3mm en los barómetros aneroides, lo que supone 3m. de desnivel. En nivelaciones con observaciones simultaneas, se considera que la precisión que se obtiene es, para un barómetro de mercurio, 2m+0,004*Z, y para barómetros aneroides, 4m+0,005*Z, siendo las precisiones menores en el método de observaciones sucesivas.
Bibliografia http://www.arqhys.com/construccion/aneroide-barometro.html http://www.topocat.com/UIB/UIB08-TT04-Nivelacion%20geometrica.pdf Apuntes de topografía Ing. Leonardo R. Medina G. Manual de practicad de topografía y cartografía Jacinto Santamaría Peña y Teófilo Sanz Méndez
