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TOPOGRAFÍA ALTIMETRIA Y NIVELACION
Ingeniería Ing. Manuel Urteaga Toro.
CAPITULO IV: ALTIMETRÍA Y NIVELACIÓN
4.1 DEFINICIONES
Altimetría : Parte de la Topografía que permite la determinación y representación de alturas de puntos
topográficos, respecto de un nivel de referencia.
Nivelación : Operación por la cual es factible determinar la diferencia de alturas entre dos o más puntos.
Dichas alturas se toman sobre planos de comparación, perpendiculares a la plomada, siendo el
más común el nivel medio del mar.
Nivel : Instrumento que determina una línea o un plano horizontal. Así mismo se define como la altura
que alcanza un determinado punto.
Altímetro : Instrumento topográfico que sirve para medir la cota de un punto.
Cota : Distancia vertical de un punto, medido a partir de un plano de comparación o referencia.
Cota Absoluta : Distancia vertical cuyo plano de referencia es el nivel medio del mar.
Cota Relativa : Distancia vertical cuyo plano de referencia es cualquier superficie horizontal.
Cota B.M. : Se define como el punto de cota absoluta, debidamente materializado (monumentado) y que
toma como plano de referencia el nivel medio del mar.
Equialtímetro : Instrumento topográfico de precisión también denominado Nivel de Ingeniero.
Vista atrás : Visual dirigida desde el nivel hasta la mira, que se encuentra en un punto de cota conocida. (V.
At.)
Vista adelante : Visual dirigida desde el nivel hasta la mira que se encuentra ubicada en un punto de cota por
conocer o desconocida. (V. Ad.)
Cota de instrumento: Cota absoluta o relativa que tiene el eje del anteojo y sigue la dirección de la visual. (/|\)
Punto de Cambio: Punto auxiliar sobre el cual se coloca la mira y permite continuar un trabajo de nivelación (P.C.).
Punto de Estación: Punto auxiliar a donde se traslada el Nivel de Ingeniero para proseguir una nivelación. (P.N.)
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4.2. NIVEL DE INGENIERO.- Estructura y Usos
4.2.1 NIVEL DE INGENIERO: Es un instrumento topográfico de precisión, denominado EQUIALTÍMETRO
o NIVEL DE PRECISIÓN, que se emplea en Topografía para determinar las ALTURAS de los puntos del terreno, respecto de un plano de referencia.
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4.2.2 PARTES DE UN NIVEL DE INGENIERO A. TRÍPODE:
Patas(03), Tornillos de graduación (03), Cabezal, Tornillo de sujeción (01)
B. ALIDADA: B.1 Base Nivelante
- Tornillos Nivelantes (03) - Limbo graduado (a veces)
B.2 Alidada propiamente
dicha - Anteojo - Tornillo de: . Basculamiento (parábola)
. Enfoque
. Rotación (Macrométrico de alidada) . Aproximación (Micrométrico de alidada) . Ocular (hilos estadimétricos)
- Nivel esférico (ojo de pollo) - Tubular (parábola)
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4.2.3 EJES PRINCIPALES DEL NIVEL de INGENIERO
1. Eje principal o de rotación 2. Eje de visual 3. Eje de nivel de tubular o de parábola
4.2.4 USOS DEL NIVEL DE INGENIERO:
Para determinar: cotas de puntos topográficos, diferencia de niveles, pendientes y para obtener: perfiles longitudinales y transversales
4.2.5 CONDICIONES QUE DEBE REUNIR EL NIVEL
1. El eje de rotación debe ser vertical 2. El eje de visual (anteojo) debe ser horizontal y a su vez perpendicular al eje de
rotación. 3. El eje de nivel de burbuja debe ser paralelo al eje de visual y perpendicular al eje
de rotación.
4.2.6 FASES DE ESTACIONAMIENTO (Puesta en Estación del Nivel)
1. Estacionamiento (trípode) 2. Nivelado (con 3 tornillos nivelantes) 3. Visado (hacia el objetivo). 4. Lectura y anotación.
2. Eje principal horizontal 1. Eje principal
vertical o de rotación
3. Eje nivel tubular
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+
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4.3 MEDIDA DE ALTURAS Y DISTANCIAS
4.3.1 MEDIDA DE ALTURAS
Se sitúa el nivel en un lugar adecuado y luego del plantado, nivelado y visado, se bascula la parábola hasta que coincidan las dos partes y se efectúa la lectura con el hilo reticular horizontal. Ejemplo. Lectura en mira: "colocar el cero (0.00) de la mira sobre el punto topográfico" y realizar la lectura
Lectura: 1.142 m. NOTA: Con niveles de lectura inversa, los objetos visados y los números de la mira se ven invertidos; tanto vertical como horizontalmente, en cambio usando niveles de lectura directa los objetos y los números se observan normales. Es necesario tener en cuenta que para visuales mayores de 200m se debe efectuar correcciones por esfericidad y refracción:
Donde:
Ee = error de esfericidad
Er= error de refracción
K = corrección conjunta esfericidad y refracción
C = centro de la tierra
C1= centro de refracción
R= radio de la tierra
R1= radio de refracción
Za= Desnivel aparente
Zr= desnivel real
α1= ángulo de refracción
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4.3.2 MEDIDA DE DISTANCIAS
Al encontrarse nivelado el instrumento, las distancias que se leen son exactamente horizontales, por lo tanto:
D = L.K + e
D = (LM - Lm.). K + e (Ec 10)
Donde: D : Distancia horizontal LM : Lectura mayor K: Constante de multiplicación Lm : Lectura menor e : Constante de adición.
Ejemplo.
En la figura se tiene: Distancia = (1.215 - 1.068) x 100 - 0.20 =
(0.147)x100 - 0.20 = 14.70 - 0.20 =14.5 mt.
4.4 TIPO DE NIVELACIÓN - REGISTRO DE DATOS
Existen 3 tipos de Nivelación: a. Nivelación BAROMÉTRICA : con el ALTÍMETRO b. Nivelación TRIGONOMÉTRICA : con el TEODOLITO c. Nivelación GEOMÉTRICA : con el NIVEL DE INGENIERO
4.4.1 Nivelación BAROMÉTRICA o Nivelación
Indirecta.
Consiste en medir la diferencia de presiones en varias estaciones mediante observaciones BAROMÉTRICAS. Se puede realizar dichas mediciones con el altímetro. Se basa en las leyes de la física. A mayor altura, menor presión (altura,presión).
4.4.2 Nivelación TRIGONOMÉTRICA o por PENDIENTE:
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Es aquella que se realiza por medio del teodolito y la mira y consiste básicamente en medir los ángulos verticales (elevación y depresión) y distancias (visuales) inclinadas (hipotenusa) del triángulo rectángulo, que forman las visuales del teodolito y una línea horizontal.
4.4.3. Nivelación GEOMÉTRICA: Es una nivelación directa, se realiza mediante el Nivel de Ingeniero (Equialtímetro) y consiste básicamente en leer alturas de la visual del nivel en la mira. Es el método más preciso, también se llama Nivelación por Alturas
Existen los siguientes sub tipos de NIVELACIÓN GEOMÉTRICA (N.G): Diferencial, Recíproca, Múltiple, Compuesta y Mixta
A. N.G. DIFERENCIAL
Es aquella que tiene lugar entre DOS PUNTOS, su objeto es directamente la diferencia de alturas (niveles) entre los puntos.
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Pto.
V. atrás
Cota Inst.
V. Adel.
COTA
OBSERV.
B.M.
A
1.75
--
2606.99
--
0.93
2605.24 2606.60
En alcantarilla
sobre estaca
B. N.G. RECIPROCA
Es una doble nivelación Diferencial, se usan para comprobar la diferencia de altura entre dos puntos o cuando la distancia es muy grande y no es posible colocar una ESTACIÓN INTERMEDIA
Pto.
V. atrás
Cota Inst.
V. Adel.
COTA de P.
OBSERV.
A B
1.240
211.49
--
0.75
210.25 210.74
B.M. en hito de Concreto. Punto topo. en otra rivera
B A
1.01
211.75
--
1.50
210.74 210.25
Punto topo. en otra rivera B.M. en hito de Concreto.
A B
1.50
21175
--
1.01
210.25 210.74
B.M. en hito de Concreto. Punto topo. en otra rivera
C. N.G. MÚLTIPLE
Se realiza entre 3 ó más puntos. Su objeto es determinar la diferencia de alturas de varios puntos con respecto a un punto ó Cota B.M. conocida y que se toma como BASE.
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Pto.
V. atrás
Cota de Inst.
V. Adel.
COTA
OBSERV.
B.M
A B C D E
2.17
1605.31
--
1.03 2.01 1.47 2.75 3.02
1603.14 1604.28 1603.30 1603.84 1603.56 1602.29
Cota de buzon Nº4
Eje de progresiva 2+00 Eje Progresiva 2+02 Eje Progresiva 2+04 Eje Progresiva 2+06
C.4 N.G. COMPUESTA:
Es aquella que se realiza con 3 ó mas puntos y con 2 ó más ubicaciones del instrumento (1 ó más puntos de cambio). Consiste en una serie sucesivas de nivelaciones simples o diferenciales debido a la dificultad topográfica del terreno: accidentado)
Pto.
V. atrás
Cota de Inst.
V. Adel.
COTA
OBSERV.
B.M
A B C D
1.73 2.14 1.96 2.04
1501.73 1502.95 1503.74 1502.72
---
0.92 1.17 3.06 3.92
1500.00 1500.81 1501.78 1500.68 1498.80
Cerco de púas
Vereda Comedero
Esquina tanque Canaleta
C.5 N.G. MIXTA