UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
I.
INTRODUCCIÓN
La topo topogr graf afía ía es una una cien cienci ciaa que que estud estudia ia el conj conjun unto to de proc proced edim imie ient ntos os para para determinar las posiciones relativas de los puntos sobre la superficie de la tierra y puede ser dividida en dos grandes ramas: La planimetría, que comprende la representación de la tierra en un plano horizontal imaginario.
Para realizar un levantamiento de una poligonal abierta la ubicación y localización de puntos en el terreno, requiere la utilización de coordenadas. Estas coordenadas pueden ser Geográficas o Planas. Conociendo las coordenadas planas de cualquier punto en el terreno, este puede ser ubicado en estas planchas o mapas topográficos. Partiendo de un punto de coordenadas conocidas, se puede determinar las coordenadas de otro punto.
En esta práctica realizamos un levantamiento por Poligonación abierta, de manera que la brigad brigadaa recono reconocer ceráá el terren terreno o y así poder
llevar llevar a cabo cabo el levantam levantamien iento to topográf topográfico ico
correspondiente con estación estación total. total.
II.
OBJETIVOS
Conocer otra aplicación más de la estación total.
Dibujar la poligonal abierta de la parcela a una determinada escala
Obtener ángulos haciendo uso de la estación total.
Obtener un error de cierre mínimo.
TOPOGRAFÍA II
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EQUIPO
Figura 1. Estación total
Figura 2. Trípode
Figura 5. Wincha
Figura 3. Brújula
TOPOGRAFÍA II Figura 6. Libreta de Campo
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IV.
MARCO TEÓRICO
LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS Un levantamiento topográfico consiste en representar los elementos singulares del terreno en un plano. Todos los elementos del terreno quedan definidos por una serie de puntos y cada uno de estos puntos representados en un proyecto definen una nube de puntos, que a la vez definen una curva de nivel, que no es otra cosa que la representación de las diferentes secciones del terreno a un intervalo de altura. De esta manera, por medio de un dibujo en planta, se definen todos los elementos singulares del terreno y a la vez se representan las diferentes alturas o cotas del terreno. Los levantamientos topográficos los realizamos con estación total o Gps. Los levantamientos topográficos se realizan con el fin de determinar la configuración del terreno y la posición sobre la superficie de la tierra, de elementos naturales o instalaciones construidas por el hombre. En un levantamiento topográfico se toman los datos necesarios para la representación gráfica o elaboración del mapa del área en estudio. Las herramientas necesarias para la representación gráfica o elaboración de los mapas topográficos se estudiaron en los capítulos precedentes, en el presente capítulo estudiaremos los métodos y procedimientos utilizados en la representación de superficies.
ESTACIÓN TOTAL Se denomina estación total a un aparato electro-óptico utilizado en topografía, cuyo funcionamiento se apoya en la tecnología electrónica. Consiste en la incorporación de un distanciómetro y un microprocesador a un teodolito electrónico.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Algunas de las características que incorpora, y con las cuales no cuentan los teodolitos, son una pantalla alfanumérica de cristal líquido (LCD), leds de avisos, iluminación independiente de la luz solar, calculadora, distanciómetro, trackeador (seguidor de trayectoria) y la posibilidad de guardar información en formato electrónico, lo cual permite utilizarla posteriormente en ordenadores personales. Vienen provistas de diversos programas sencillos que permiten, entre otras capacidades, el cálculo de coordenadas en campo, replanteo de puntos de manera sencilla y eficaz y cálculo de acimutes y distancias. FUNCIONAMIENTO: Vista como un teodolito; una estación total se compone de las mismas partes y funciones. El estacionamiento y verticalización son idénticos, aunque para la estación total se cuenta con niveles electrónicos que facilitan la tarea. Los tres ejes y sus errores asociados también están presentes: el de verticalidad, que con la doble compensación ve reducida su influencia sobre las lecturas horizontales, y los de colimación e inclinación del eje secundario, con el mismo comportamiento que en un teodolito clásico, salvo que el primero puede ser corregido por software, mientras que en el segundo la corrección debe realizarse por métodos mecánicos. El instrumento realiza la medición de ángulos a partir de marcas realizadas en discos transparentes. Las lecturas de distancia se realizan mediante una onda electromagnética portadora con distintas frecuencias que rebota en un prisma ubicado en el punto a medir y regresa, tomando el instrumento el desfase entre las ondas. Algunas estaciones totales presentan la capacidad de medir "a sólido", lo que significa que no es necesario un prisma reflectante. Este instrumento permite la obtención de coordenadas de puntos respecto a un sistema local o arbitrario, como también a sistemas definidos y materializados. Para la obtención de estas coordenadas el instrumento realiza una serie de lecturas y cálculos sobre ellas y demás datos suministrados por el operador. Las lecturas que se obtienen con este instrumento son las de ángulos verticales, horizontales y distancias. Otra particularidad de este instrumento es la posibilidad de incorporarle datos como coordenadas de puntos, códigos, correcciones de presión y temperatura, etc. La precisión de las medidas es del orden de la diezmilésima de gonio en ángulos y de milímetros en distancias, pudiendo realizar medidas en puntos situados entre 2 y 5 kilómetros según el aparato y la cantidad de prismas usada.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL POLIGONAL ABIERTA DE ENLACE: Es una poligonal abierta cuyos extremos son conocidos y por tanto, puede comprobarse
DE CAMINAMIENTO: Solo se conoce el punto de partida, pero no puede comprobarse
PROCEDIMIENTO:
Se realiza un reconocimiento de la ruta seguir hasta identificar el punto al cual se le requiere el cálculo de coordenadas. Dependiendo de las características topográficas de la ruta seleccionada, se establecen los posibles vértices o estaciones de la poligonal.
Estos vértices pueden ser materializados a medida que se realiza el levantamiento y en tal forma que facilite el levantamiento y las mediciones angulares y de distancia.
Se centra y nivela el aparato en la estación 1 y el círculo horizontal (HZ) se coloca en ceros con respecto al norte.
Se mide el azimut a la estación 2 y la distancia de la estación 1 a la estación 2.
Se lleva el aparato a la estación 2, se centra y se nivela, se localiza en el punto 1 y se coloca el círculo horizontal en ceros, se gira en sentido horario hasta localizar la estación 3. Se mide la distancia 23.
Luego el aparato se traslada a la estación 3, es centrado y nivelado, se coloca el círculo horizontal en ceros con respecto a
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL la estación 2 y se mide el ángulo en sentido horario al vértice 4. Se mide la distancia 34.
ERRORES Hay diversos errores inherentes a una poligonal, los que se pueden agrupar en:
ERRORES COMPENSABLES: Pertenecen a este grupo los errores de excentricidad, no diametralidad horizontalidad de los ejes, todos de observación; tan solo basta directa, y posteriormente visar transito.
de los nonios, error de colimación, los que desaparecen con el método con visar una lectura en posición esta misma en posición inversa o
ERRORES ATENUABLES: Son todos aquellos errores que se pueden disminuir al límite que se desee, también por el método de observación, dentro de estos errores, tenemos los errores de lectura, errores en las puesta en estación, en la posición de las señales, etc.
ERRORES DESPRECIABLES: Son aquellos que tienen un valor insignificante, los que se aprecian mejor, mientras más moderno es el instrumento, esto son los errores de graduación y errores de puntería, y en cierta forma los errores de calaje, tan solo para los polígonos y trabajos de menos precisión.
ERROR DEBIDO A UNA ALIADA DE EXCENTRICIDAD: Cuando el anteojo no está sobre el eje de rotación vertical del instrumento, se produce un error en el azimut de la visual, siendo D una distancia y e la excentricidad; quedando E = e / D; este error es totalmente compensable y las maneras de hacerlo, son las siguientes:
POR DOBLE VISADA: Visando con la aliada a la izquierda y a la derecha, por tanto el promedio de ambos azimutes, que fuera de error.
POR MIRA EXCÉNTRICA: Usando una mira de tablilla en que el punto de mira tenga igual excentricidad que el anteojo, el error quedará eliminado.
POR CÁLCULO: Como es una constante, se puede calcular para cada instrumento el valor de la corrección E en cada distancia D correspondiente.
ERROR DEBIDO A LA MALA POSICIÓN DE LAS MIRAS: Si las miras o jalones que se observan, no están en posición vertical, sino
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL que forma con ella un ángulo &, se producirá un error en el azimut, el cual será: E = (H*&) / D Siendo H la altura del punto de la mira visada cuando es cortado por el hilo medio y la vertical, y D la distancia de la estación al punto visado. Este es un error atenuable, porque puede disminuirse al máximo, haciendo puntería lo más abajo posible de la mira o jalón.
ERROR DE PUNTERÍA EN ESTACIÓN: Si el instrumento no está bien centrado sobre la estación, se produce, al igual que el caso anterior un error en el azimut, pero en este caso, además de depender de e y D, en función de la orientación visual, también depende de la variación sinusoidal, siendo para esta situación: E = [e Sen (&)] / D. Este también es un error atenuable, ya que se disminuye con una centralización cuidadosa del instrumento estacionado.
V.
LUGAR, HORA Y FECHA:
Lugar: Ciudad Universitaria - Cajamarca Hora y fecha: 11:00am – 2:00pm el 18 de febrero del 2011.
VI.
PROCEDIMIENTO
Identificación del terreno:
Con ello se procedió primeramente a construir un croquis de la parcela, luego ubicamos los puntos de las estaciones de la poligonal.
Ubicación de la orientación y de las estaciones E1, E2, E3:
La ubicación de las estaciones influye mucho en el trabajo ya que esta ubicación debe ser la mejor posible, desde la cual se puedan radiar todos los puntos necesarios para el perímetro y detalles del terreno, y con la mayor facilidad posible.
Datos tomados con la estación total:
VII.
CÁLCULOS
Toma de coordenadas: TOPOGRAFÍA II
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Coordenadas Orientación: Coord. Este: 776620 Coord. Norte: 9206761 Cota:
Coordenadas E1: Coord. Este: 776621 Coord. Norte: 9206746 Cota: 2635
Coordenadas E5: Coord. Este: 776715 Coord. Norte: 9207176 Cota: 2693
Toma de ángulos: 1º lectura E1 E2 E3 E4
39 92 88 146
7 32 42 18 45 54 3 18
2º lectura 78 185 177 292
15 24 31 6
32 36 48 36
3º lectura 117 278 266 78
23 24 6 54 17 42 9 54
Ultima lectura 156 10 355 224
31 49 3 13
Toma de distancias:
E1E 2 E2E 3 E3E 4 E4E 5
1º Dist. (m)
2º Dist. (m)
3º Dist. (m)
Dist. Promedio (m)
131.87
131.86
131.88
131.87
285.57
285.58
285.56
285.57
73.55
73.54
73.56
73.55
96.85
96.86
96.84
96.85
Cálculo de los ángulos promedio: TOPOGRAFÍA II
12 12 36 12
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Verti ce E1 E2 E3 E4 Total
1º lectura
Nº rep
ult lectura
Ang prom
39.13 92.71 88.77 146.06
4 4 4 4
156.52 10.82 355.06 224.22
39.13 92.71 88.77 146.06
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Cálculo de la poligonal abierta
Vert. Lado
Dist
Ángulo Valor
Azimut sent.
Proyecciones Este Norte
776621.00 0
E1 E1E2 131.87 E2
39.127 92.71
E3
43.067 146.06
E4E5 96.85
-58.306
189.12 2
56.780
587.84
776718.78 8
9207048.46 9
776660.48 2
9207093.30 1
19.732
9207171.76
Coord. E5
776715
9207176
Error de cierre
2.262
-4.239
2.059
-33.836
285.746
0.530
-58.589
45.363 776658.59
-0.373
-2.262
0.698
56.407
79.158
0.000
0.000
776715.00
E. de cierre
0
4.239
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130.018
776717.18 -0.283
776717.26
Coord. Co Este
776751.02 -1.099
78.460
E5
0.951
9206764.78 1
44.833
D
Proyec. Comp Este Norte
776621.00 -0.507
283.687
I
E3E4 73.55 E4
-32.737
Compensación Este Norte
9206746.00 0
18.781 776751.52 6
131.83 2 88.77
130.52 6
D
E2E3 285.57
Total
Coordenadas Este Norte
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VIII.
CONCLUSIONES
Obtención del dibujo con estación total
Obtención de coordenadas compensadas para realizar el trazo
Obtención de la poligonal abierta con el mínimo error.
Aprendizaje del manejo de equipo para tomar ángulos por repetición.
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VIII.
CONCLUSIONES
Obtención del dibujo con estación total
Obtención de coordenadas compensadas para realizar el trazo
Obtención de la poligonal abierta con el mínimo error.
Aprendizaje del manejo de equipo para tomar ángulos por repetición.
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