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Topografia i, para Ingenieria Civil
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I
Universidad Nacional de Cajamarca Ingeniera Civil
MEDICINDEREASCONPLANMETRO
INTRODUCCION:
Elplanmetroesunaparatodemedicinutilizadoparaelclculodereasirregulares.estemodeloseobtieneconbaseenlateoradeintegralesdelneaoderecorrido. paraloscasosenlosquesenecesitacalcularsuperficiesirregularesoenperspectiva,comomapasomanchaslageometraclsicaoinclusolageometraanalticanoson losmtodosmecnicosdedeterminacindesuperficiessebasanenlautilizacindeinstrumentosmecnicosdiseadosconestepropsito.Estosinstrumentossellamanplanmetros,ymodernamenteincorporanmecanismosdelecturadigital.Existendiferentestiposdeplanmetros,siendoelmscomneldenominadoplanmetropolarbsicamenteestconstituidopordosbrazosovarillasunidosporunaarticulacin,unode suficientesynoprestanmayorutilidad.Porelloesnecesariorecurriraunaherramientademedicinespecficaparatalfin,elplanmetroesunabuenayfcilalternativa.Elbrazopolar(p)terminaenunapesaconunapequeaagujaquesefijacon la mano,elpapel,yelotrobrazo,llamadobrazotrazador(t)terminaenunvisor(v),conunretculosealqueserecorrerporelcontornodelreaadeterminar.Enlaarticulacinhayunaseriedemecanismosentrelosqueestunaruedaquesedeslizaporelpapel,juntoconelmovimientodelvisor,yqueensumovimientoaccionaunaseriedeengranajesypiezas,quesirvenparamoverunaspiezasqueformanelcontador,unaruedaprincipal(r)yotrasecundaria(n)conunnoniusdemedida.Elbrazotrazador,tieneunlongitudvariable,pudindoseadaptardependiendodelassuperficiesquevayamosamedir.
OBJETIVOS
Identificarlosdiferentestiposdeplanmetros.
Aprenderautilizarelplanmetro.
Realizarejerciciosprcticosparaelclculodereasenplanoselaboradosadiferentesescalas.
LUGAR: Aula de clase
EQUIPO:1PlanmetroMecanico1PlanmetroDigital1Escala2Escuadras1Lpiz,borrador,etc.Planodeltrabajofinal
Universidad Nacional de Cajamarca Ingeniera Civil
Topografa I pgina 28
FECHA:
HISTORIA:Elplanmetrofueinventadoen1886porelCapitndansH.Prytz,realizadaporelIngenierodelInstitutoGeogrficoEspaol,uD.JosMaManter,elplanmetroesninstrumentoquedaelreacomprendidadentrodelneascuandolapuntadelmismorecorreelcontorno,moviendolapuntatrazadora(olalente)porelcontornodelafigura,elreadestasepuedeleerdirectamentesobrelaruedamedidoraysuindicador.
DEFINICION:Unplanmetroesuninstrumentodemedicinutilizadoparadeterminarelreadeunaformabidimensionalarbitrario.Paraloscasosenlosquesenecesitacalcularsuperficiesirregularesoenperspectiva,comomapasomanchaslageometraclsicaoinclusolageometraanalticanoessuficienteynoprestanmayorutilidad.Porelloesnecsariorecurriraunaherramientademedicinespecficaparatalfin,elplanmetroesunabueenayfcilalternativa.
Constadelassiguientespartes:
-Unpoloquesefijaensuposicinsobreelpapelconunaagujafina.-Unbrazopolar,elcualsepivoteaenunextremosobreelpoloysobreelotroenlaunidadintegradora,-Unbrazotrazador(quepuedeserdelongitudfijaovariable)unidoenunextremoalaunidadintegradorayqueenelotroextremopresentaelpuntotrazadorotrazadorptico.-Unaunidaddemedicinqueconstadeundiscointegradordeaceroendurecidosobrepivotes,Conectadoalejedeldisco,estuntamborprimariodivididoen100paraobtenerlecturasde/1000derevolucindeldiscointegradormedianteunamarcadendiceounverniersobreuntamboropuesto.Otroindicadorproporcionaelnmeroderevolucionescompletasdeldisco.
Lamaneramsrecomendabledeutilizarunplanmetroesconelpolofueradelafigurapormedirse,elprocedimientoparamedircualquierreaeselsiguiente:
1.)Colocarelpolofueradelreaentalposicinqueelpuntotrazadoralcancecualquierpartedelpermetro.
2.)Leerelvernierconelpuntotrazadorsobreunpuntoconocidoenelpermetro.
3.)Moverelpuntotrazadorenelsentidodelasmanecillasdelrelojalrededordelpermetrohastaelpuntoconocidoyleerdenuevoelvernier.
4.)Ladiferenciaentrelasdoslecturas,multiplicadoporelfactordeescala,proporcionaelrea.
lreasecalculasegnlaecuacin:A=K.L
Dnde:A=rea
K=escaladelmapa
L=lecturasdelpromedioconelplanmetro,delafiguracuyareasedeseaconocer
5.)Repetirelprocedimientohastaobtener3valoresconsistentesyconsiderarlamediadeestos.
Unadelascondicionesparaqueestatcnicaseamsprecisaesquelosbrazosformenunngulocasirectoalprincipiarlaoperacin.Siporlaformadelafiguraestosquedaranamenosde45,serapreferibledividirlasuperficieendosomsporcionesydeterminarcadasubreaporseparado,moviendoelpolodelaparatocadavezaunanuevaposicin.
Entodoslosplanmetroselmovimientodelapuntatrazadoraocasionalarotacindeltamboryelnmeroderevolucionesdeestadependedeladistanciarecorridaydelnguloformadoentresuejederotacinyladireccindelmovimiento.Silapuntatrazadorasemueveensentidoalmovimientodelasmanecillasdeunreloj,laslecturasvanenaumentoysiesalcontrario,disminuyen.
Dentrodelevantamientoplanimetricoloquerespectaatopografaelmanejodelplanmetroesfundamentalalahoradeplanificarsusproyectosagropecuarios.Elplanmetroesuningeniosoinstrumentodestinadoadeterminarlasuperficieoreadeterrenosmediantelautilizacindelplanodiseadodereasysuperficies.Constadelassiguientespartes:BrazoLupaRodilloTornillosmacromtricoymicromtricosCirculodelecturas.Aprenderamanejarelplanmetro.Seprocededelasiguienteforma:1.Seubicalaposicindelbrazo2.Serealizalapruebadelmanejo3.Seenceraelplanmetro.4.Esteplanmetrotienequerecorrerdeacuerdoaloquerecorrelasmanecillasdelrelojiniciandoencualquieradelospuntosdelplanoyterminandoenelpuntodeinicio.5.Seprocedeatomarlaslecturasrespectivas(ejemplolecturadecuatronmeros(1754).6.Laanteriorlecturatomadadelplanmetrosemultiplicaporunvalordeconstantequeexistedentrodelestuchedelplanmetrodependiendodelvalordeescalaylaposicindelbrazo.Serecomiendarealizartresrecorridosdelplanmetroporelplanoconlafinalidaddesacarunamediaopromedio.
10.1GENERALIDADES
ElPlanmetroesundispositivoAnlogooDigitalqueseempleaparalamedicindereassobreunplanodibujadoaescala.
10.2PLANIMETROANALOGO
ElPlanmetroAnlogoconstade3elementos:Unpolo(pareceunapesa),unBrazoPolaryunBrazoTrazador.
PoloyBrazoPolar
BrazoTrazador
10.2.1MontajedelPlanmetroAnlogo
ParaellodebeobservarsequetantoelPolocomoelBrazoTrazadordisponendeunaperforacinsobrelaquesemontaelBrazoPolar.
MontajedelPlanmetroAnlogo
Paralatomadelecturas,debeprocurarsesiemprequeElBrazoPolaryelBrazoTrazadornoformenentresngulosmuyagudosomuyobtusos.
10.2.2.TomadeLecturas
ElBrazoTrazadordisponeenunodesusextremosdeunalupaconunpuntodecolorrojoouncrculopequeoensucentrollamadondicedelBrazoTrazador,utilizadoparaseguirlatrayectoriadelpermetrodelafigurapormedirelrea.
IndicedelBrazoTrazador
Elrecorridodebehacerseenelsentidodelasmanecillasdelrelojysiporalgunarazonllegareahaberalgunadesviacinduranteelrecorrido,sedeberetrocederporelmismocaminoequivocadoparaeliminarelerror.
Sielreaamedirespequea,elPlanmetrodebequedarfueradelplano.Sielreaesgrande,elPlanmetrodebequedardentrodelafigura,ysiesmuygrande,sedebedescomponerlafiguraamedirenvariasmspequeasquesemidenindividualmente.
Antesdeiniciarelrecorridosobrelafigura,sedebehacerlalecturainicialenelpuntodepartidaconelndicedelBrazoTrazadorparadedeterminarlalongituddelrecorridoexacta.
ParalaslecturasenelBrazoTrazadorsedebetenerencuentaquecadalecturatieneunaparteenteraytresdecimales.Porejemplo:0.253
LaparteenteraseleeenelDiscoContador(crculoderecho)graduadode0a9(relacin10:1)
DiscoContador(unidades)
Lecturadelltimodecimal(NONIO)
Puntonegro(ndicedelNonio)
Lecturaparalos2primerosdecimales(ruedagraduadaen100divisiones)
IndicedelDiscoContador
EnlailustracinanteriorseobservaqueelndicedelDiscoContadorapuntaenelDiscoContador,aunvalorentredos(2)ytres(3).Porlotanto,laparteenteradelalecturacorrespondealmenorvaloroseados(2).
Acontinuacinseprocedealeerlos2primerosdecimales.ParaelloseobservaqueenelNONIO,laprimeralnea(cero)poseeunpequeopuntonegro(ndicedelnonio).Enlailustracin,elndiceindicaenlaruedagraduada(regladerecha)quelossiguientesdecimalesapuntanalvalorcincuentaycuatro(54).
FinalmenteelltimodgitoseraquelqueseleeenelNONIO,cuyovalorseraquelquecoincideentreunadelaslneasdelnonioyladivisindelaescaladerecha,enestecasoladivisinocho(8).
Deacuerdoconloanterior,elvalordelecturacompletoes2.548
10.2.3Clculodelaconstantedelplanmetro
ParacalcularreasconelPlanmetroAnlogo,esprecisocalcularunaconstantequeafectarlaslecturasrealizadas.
Paraello,sobreunpapeldebedibujarseaescala(1:100porejemplo),uncuadradode5cmdelado,cuyareaesde25cm2.
5cm
LecturainicialLecturafinal
5cm
LuegosecolocaelPlanmetroconlapuntatrazadora(lalupa)enunosesusvrticesysehaceunalecturainicialqueindicaelpuntodearranqueparalalectura.Sehaceelrecorridoenelsentidodelasmanecillasdelrelojsobrelalneaqueconformaelcontornodelcuadrado(permetro)hastallegarnuevamentealpuntoinicial.Enestemomentoyconmuchocuidadosehaceunalecturafinal.
LecturaLecturaInicialLecturaFinalLLPROMEDIO
1230.0090.2530.4980.2510.4960.7390.2420.2430.2410.242
Ladiferenciadelecturafinalylalecturainicialpermitecalcularlalongitudtotalrecorridaenelpermetrodelcuadrado.Estevalorseanotayserepiteelprocesoalmenostres(3)veces,detalmaneraquelavariacinentrelaslecturasobtenidasnoseamayora0.010(errormximopermisible).
Posteriormentesecalculaelpromediodelaslecturasparaluegohacerlasiguienteregladetres:Si25cm2equivalena0.242vueltasdelPlanmetro,acuntoequivale(K)unavueltadelPlanmetro?
25cm20.242vueltasdelPlanmetro
K1VueltadelPlanmetro
SedespejaelvalordeK,yseobtienelaconstanterequerida:
25x1K==103.3051000.242
10.2.4Clculodelrea
Paracalcularelreadeunafigura,debeobtenerseelpromediodetres(3)lecturasdetalmaneraqueestasnosuperenelvalordeerrormximopermisible,esdecir,quelavariacinentrelecturasnosupere0.010.
Posteriormenteseaplicalaexpresin:
AREA=KxLxE2
EndondeKeslaconstantedelPlanmetro,Lesladiferenciadelecturas(LFLI)yEesmduloescalar(escaladelplano).Lasunidadesenqueesexpresadaelreasonlasmismasquelaescala.Porlotantosilaescalaestexpresadaen
centmetros,elrearesultanteestdadaencm2.Silaescalaseexpresaenmetros,elreaobtenidaserenm2.
10.3PLANIMETRODIGITAL
ElmanejodeestePlanmetroesmuchomssencilloyaquenorequieredelecturaspreviasuobtencindeconstantealguna.Bastaconintroducirlaescaladelplanoenlamemoria,sehaceelrecorridoconlapuntatrazadorasobreelcontornodelafigurayelPlanmetrodaelreacomoresultado.
PlanmetroDigital
10.3.1ConocimientodelTecladodelaUnidad
EsindispensablefamiliarizarseconeltecladoylaprogramacindelaUnidadantesdeutilizarla,puesdelocontrariopuedenobtenerseresultadoserrneos.
10.3.2Encendido/ApagadodelaUnidad
ParaencenderlaunidadsedebepresionarlateclaON/C.Paraapagarlaunidad,bastaconpulsarlateclaOFF.Sedebetenerencuentaquealapagarlaunidad,noseborradelamemorialaescalaquesehaalmacenadopreviamente.
10.3.3Escala
Paraobtenerelvalordelreaserequierealmacenarenlamemoriadelaunidad,elvalordelaescalaencentmetrosqueseencuentraenelplano.Paraello:
a.Enciendalaunidad
b.Digiteelvalordelaescala.Silaescaladelplanoes1:125,elvaloradigitarser125coneltecladonumricoquedisponelaunidad.
c.AcontinuacinpresionelateclaSCALE
d.FinalmentepulselateclaON/C
SisedeseaverificarculeslaescalaalmacenadaenmemoriapresionelateclaSF?
10.3.4Unidadesparalosresultados
ElPlanmetroDigitalpermiteobtenerlosresultadosdereasenvariasunidadesindependientementedelaescaladelplano.Paracambiarlasunidadessedebehacerlosiguiente:
a.Enciendalaunidad.Aladerechadelapantalladigitalaparecenlassiguientesunidades:cm2,m2ykm2obienIn2,ft2yacre.
b.Cualquieraquesealapresentacin,estapuedecambiarsepresionandolateclam.ft.
c.Paracambiarentrecm2,m2ykm2bastaconpresionarelbotnUNIT.Enesemomentoseobservaqueunpuntosesituarenfrentedelaunidadelegida.
DebetenerseencuentaquealapagarelPlanmetro,lasunidadesquesehanajustadonovaran.
10.3.5Medicindereas
Paramedirunreadebeajustarsepreviamentelaescalaylasunidadesparalosresultados.SeubicalapuntatrazadoraenelinicioquesehaelegidoysepresionalateclaSTART.AcontinuacinsehaceelrecorridosobreelcontornodelafigurasobreelplanoaligualqueconelPlanmetroAnlogoyalllegaralpuntoinicialsepresionalateclaEND.Enestemomentoelvalorobtenidodesaparecedelapantalla(estevalorsealmacenaenmemoria)porloquesedebepresionarlateclaAVERparaobtenerelvalordelreaenlasunidadesdefinidasenelnumeral10.3.4.
TIPOSDEPLANIMETROS
1.PLANIMETROPOLAR:Dimensiones:48cmdelongitud.Esteinstrumentodegabinetepermitaelclculodesuperficiessobrelosplanos.Consisteendosbrazosarticulados,unodeelloscuyoextremoesfijoyelotrobrazomvil.Esteltimollevaensuextremoelestiletepararecorrerelpermetrodelafiguracuyasuperficiesedeterminaba.Unaruedacontadoraibaacumulandolalecturadelasuperficieenfuncindelaescaladelplano.ElInstitutoGeogrficoNacionalconservagrannmerodeestosaparatosdedistintosfabricantesydemuydiferentespocas.
FUNCIONAMIENTO
Elinstrumentotienelaconstruccinmssimpleyfuerte.Elreaseindicaencm2oenpulgadascuadradasypuedenmedirse25cmdedimetro,reasde20cm2.Detodasmanerassilafiguraamedirhasidodibujadaaotraescalaque1:1,seusaelplanmetrodobleoelplanmetrocompensador.
MEDICIONES
Ponerlatabladedibujohorizontal,elpapeldedibujodebeserestiradoyfijadoalamisma.
UbiqueelPolodetalmaneraqueformeunngulode90conelbrazotrazador.
Revisarqueelcontornodelafigurapuedasertrazadoono.Sinosepuede,reubicarelPolo.
Comoseexplicanteriormente,formarunngulode90conlafiguralocualesconveniente,alosfinesdenointerrumpireltrabajodelaruedamedidora.
Lapartedelaruedaquetocaelpapelseencuentraestriadaparaevitarsuresbalamiento.
Estasestrasencontactoconelpapel,hacengirarlaruedamedidoraporlotantoelmejorpapelparaeldibujoesalgunonomuyliso.
Entonces,siesposible,pongaelpapeldedibujoelreadondelarueda
medidorasemueveparaobtenerunaevaluacinestableyprecisa.
Traceelcontornodelafiguraconlamayorexactitudposiblemovindoseenelsentidodelasagujasdelreloj.
Tomelaprimeramedidaenelpuntodepartida(luegodeajustarenceroeldialmarcadordevueltasutilizandoparaellolabarracorredera,haciendopresinsobrelamismadesdeelextremo)cuandoelcircuitosecierrayelmedidorestenelpuntodepartidahagalasegundalectura.
2.PLANIMETROPOLARDEJACOBAMSLER:Elmatemtico,fsicoeingenieroJacobAmsler(1823-1912)cumplirahoy190aos.
Perfeccionyllevasuformamodernaelplanmetropolar(1854),uninstrumentoquepermitelamedidamecnicadirectadesuperficiesplanassiguiendoelcontornopormediodeunbrazoarticulado.Tambininventelintegradoryelfrenodiferencial.Escribivariostrabajossobremagnetismoylasleyesdeconductividaddelcalorencuerposslidos.trazador.Laposicindelpuentesobreestebrazoestdeterminadaporlaescalaque Esuninstrumentodetamaopequeoydemuyaltaprecisinusadoparad otrotrazadorvinculadosentrespormediodeunpivoteorotula.Elbrazopolareterminarelreadefigurasplanas.Elmismoestcompuestopordosbrazos,unbrazopolarycuentaenunextremoconunapuntadeaceroqueseclavaenelpapel,actuandocomopolodelmovimiento.Enelotroextremotieneunpivoteenformadertulaqueesrecibidoenunacavidadqueatalfintieneelpuentequesedesplazasobreelbrazo
seadopteyunavezubicadoenlamisma,elpuenteesbloqueadosobreelbrazoguamediantetornillosquedisponeespecialmente.Elbrazotrazadortieneenunextremounamirillapticaquepermiterecorrerelcontornodelasuperficiecuyareasequierecalcular.Enelpuenteseencuentratodoelsistemademedicindelaparato,queconsisteenuntamborintegradordivididoen100partes,elquegirasobreunejeparaleloalplanodelpapel,yquetransmitesumovimientoaldiscomedianteun
mecanismodetornillosinfinycorona.Deformatalquealgirar10vueltaseltambor,eldiscoavanzauna(o,loqueeslomismounavueltadeltamborestableceelcorrimientodeunadivisineneldisco).Porotroladoeltamborestenfrentado(asuizquierda)conunnonio(overnier),detalmodoque,consuayuda,sepuedeapreciarladcimadeladivisindeltambor.
Resumiendo,elplanmetropolarconstade:
1.-Brazotrazador
2.-Puente(tieneformadeH)3.-BrazoPolar(searticulasobreelPuente(enformaderotula))4.-Polo(enunextremodelbrazopolarestelpolo,enelotrolaarticulacinconelpuente)5.-Mirillaptica(Enelextremodelbrazotrazador)6.-Dialmarcadordevueltasdelaruedaintegradora(discodivididoen10partes(marcadode0a9))7.-Ruedaintegradora(tambor)(divididaen100partes,tieneunnumerograbadoindicandocadadecena)8.-Vernier(divididoen10partes,midiendocadauno0,9dedivisindeltambor)
FORMADEREALIZARLASMEDICIONES:Ponerelpapelconlafiguracuyareasequieremedirsobreunamesahorizontalyfijarloconchinchesocintaadhesiva.UbicarelPolodetalmaneraqueelbrazopolarformeunngulode90(aprox.)conelbrazotrazador.Revisarqueelcontornodelafigurapuedasercmodamenteseguidoporlapuntatrazadora.(Sinosepuede,reubicarelPolo.)Marcarunpuntosobreelcontornodelafigurayubicarlapuntatrazadorasobrel.Tomarlalecturainicial(Li),lacualestarcompuestade4dgitos,elprimerdigitosetomaradelaindicacindeldisco(D),elsegundoytercerodelaindicacindeltambor(T)yelcuartodelvernier(V)(abreviando:Li=DTTV).Recorrerelcontornodelafigura,partiendodelpuntomarcado,ytomarlalecturafinal(Lf)demaneraanlogaalainicial.Luego,elreadelafiguraestardadapor:
rea=[LfLi]xK
Donde[LfLi]eselvalorabsolutodeladiferenciaentreLfyLi,yKlaconstantedelplanmetro,queestdeterminadaporlaposicindelpuentesobreelbrazotrazador(esaposicinpermanecefijadurantetodalamedicin).PorcomodidadsehaelegidoparanuestrosplanmetrosK=0,1cm2.Sedebeseguirelcontornodelafiguraconlamayorexactitudposible.Sinosmovemosenelsentidodelasagujasdelreloj,resultaraLf>Li,casocontrarioserLf