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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TLAXIACO

ASIGNATURA: TOPOGRAFÍA

UNIDAD 1 GENERALIDADES DE LA TOPOGRAFÍA

ALUMNA: LUCERO DE BELEN CORTAZAR LUNA.

DOCENTE: ARQ. JOSÉ MANUEL LUNA MENDOZA

SEGUNDO SEMESTRE

FECHA: 26 DE ENERO DE 2017

GRUPO: 2AC

INTRODUCCIÓN

En este documento les hablare de las aplicaciones de la topografía. Para empezar la topografía es la disciplina o técnica que se encarga de describir de manera detallada la superficie de un determinado terreno. Esta rama, según se cuenta, hace foco en el estudio de todos los principios y procesos que brindan la posibilidad de trasladar a un gráfico las particularidades de la superficie, ya sean naturales o artificiales. Es importante conocer dónde y cómo se utiliza la topografía en los diferentes espacios, lugares o ingenierías, para el mejor uso de suelo.

La topografía tiene una gran cantidad de aplicaciones:

Levantamiento Topográfico Levantamientos de terrenos en general, para localizar y marcar linderos, medida y división de superficies y ubicación de terrenos en planos generales. Un levantamiento topográfico consiste en hacer una topografía de un lugar, es decir, llevar a cabo la descripción de un terreno en concreto. Mediante el levantamiento topográfico, un topógrafo realiza un escrutinio de una superficie, incluyendo tanto las características naturales de esa superficie como las que haya hecho el ser humano. Con los datos obtenidos en un levantamiento tipográfico se pueden trazar mapas o planos en los que aparte de las características mencionadas anteriormente, también se describen las diferencias de altura de los relieves o de los elementos que se encuentran en el lugar donde se realiza el levantamiento. Objetivos El principal objetivo de un levantamiento topográfico es determinar la posición relativa entre varios puntos sobre un plano horizontal. Esto se realiza mediante un método llamado planimetría. El siguiente objetivo es determinar la altura entre varios puntos en relación con el plano horizontal definido anteriormente. Esto se lleva a cabo mediante la nivelación directa. Tras ejecutar estos dos objetivos, es posible trazar planos y mapas a partir de los resultados obtenidos consiguiendo un levantamiento tipográfico. Tipos de levantamientos topográficos Existen diferentes tipos de levantamientos que dependen de los tipos de terrenos en los que se realicen:    

Levantamientos catastrales. Levantamientos urbanos. Levantamientos para proyectos de ingeniería.

Tipos de topografías  Cartografía. Se trata de la representación de un terreno sobre un plano.  Geodesia. Se trata de estudiar la forma y las dimensiones de la tierra a nivel global.  

Red geodésica. Proyecciones cartográficas.

Métodos de levantamientos topográficos  Levantamientos planimétricos.  Levantamientos altimétricos.  Levantamientos planialtimétricos.  Poligonación. Equipos Topográficos  TEODOLITO ÓPTICO  TEODOLITO ELECTRÓNICO  DISTANCIOMETRO  ESTACION SEMITOTAL  ESTACIÓN TOTAL

Topografía aplicada a la construcción de carreteras Localización, proyecto, trazo y construcción de vías de comunicación: caminos, ferrocarriles, canales, líneas de transmisión, acueductos, etc. En el estudio, elaboración y ejecución de cualquier proyecto de Ingeniería de obras que tengan como asiento la superficie de la tierra, es necesario el uso de la Topografía. 1º En la elaboración del área destinada para la obra. Las características del terreno son la guía del Arquitecto, para la mejor distribución y ubicación de la obra, en sus aspectos funcionales y ornamentales; y del Ingeniero para conseguir la mayor rigidez, estabilidad y seguridad de ésta. Se refiere al levantamiento topográfico de la zona. 2º En la Geometrización del proyecto, donde se vinculan en forma analítica, los diferentes ejes de simetría de la obra, entre sí mismo y con elementos fijos del terreno, (puntos permanentes) con fines de su posterior replanteo. 3º En el replanteo, mediante el cual se ubican en el terreno las diferentes partes de la obra, en las posiciones relativas señaladas en el proyecto. Para la construcción de una carretera es necesario pasar por las siguientes etapas: a) Planificación

b) Anteproyecto

c) Proyecto

d) Construcción.

Existen partes de estas etapas que sé logran con el auxilio de la Topografía, las cuales son: a) Estudio de las rutas

b) Estudio del trazado

c) Anteproyecto

d) Proyecto.

El Estudio de las rutas es el proceso preliminar de acopio de datos y reconocimiento de campo, hecho con la finalidad de seleccionar la faja de estudio que reúna las condiciones óptimas para el desenvolvimiento del trazado. En esta etapa se obtiene información, se elaboran croquis, se efectúan los reconocimientos preliminares y se evalúan las rutas. El Estudio del trazado consiste en reconocer minuciosamente en el campo cada una de las rutas seleccionadas. Así se obtiene información adicional sobre los tributos

que ofrecen cada una de estas rutas y se localizan en ellas la línea a las líneas correspondientes a posibles trazados en la carretera. En el Anteproyecto se fija en los planos la línea que mejor cumpla los requisitos planimétricos y altimétricos impuestos a la vía. En esta etapa se elaboran planos por medios aéreos o terrestres y se establece la línea tentativa del eje. El Proyecto es el proceso de localización del eje de la vía, su replanteo del trazado y de sus áreas adyacentes, establecimiento de los sistemas de drenaje, estimación de las cantidades de obras a ejecutar y redacción de los informes y memorias que deben acompañar a los planos. Durante cada una de las etapas de la construcción de la vía, se toman en cuenta muchos factores, entre los mismos se encuentra el Movimiento de Tierras, el cual es uno de los más importantes, por el peso económico que tiene en el presupuesto. El movimiento de tierra engloba todas aquellas actividades de excavación y relleno necesarias para la construcción de la carretera.

Topografía de minas En la ingeniería minera: tiene por objeto fijar y controlar la posición de trabajos subterráneos y relacionarlos con las obras superficiales. Para el levantamiento y trazo de túneles, galerías y lumbreras, cuantificaciones de volúmenes extraídos, etc. En toda labor minera y desde las etapas previas a la explotación, es fundamental el uso de la topografía. Por lo tanto, además de conocer los equipos y técnicas de topografía, resulta fundamental conocer los principios básicos para la aplicación de mediciones topográficas en las diferentes operaciones, con especial énfasis en la explotación minera. Replanteo y ubicación de puntos topográficos

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Una vez que se ha instalado en forma adecuada el equipo de medición preferentemente en un punto de coordenadas conocidas, se deben realizar los siguientes pasos: Identificar la ubicación del equipo de medición para iniciar toda la medición respecto de las medidas originales ya conocidas. Conociendo las coordenadas del punto de ubicación del equipo (ejemplo: 5000;5000), se empiezan a asignar coordenadas a los puntos que se van tomando y que sirven para la medición, registrándolas ya sea en una libreta o en forma automática para las estaciones totales. A partir de cada medición, se debe indicar al ayudante que mueva el prisma o elemento de referencia para ir tomando todos los puntos de interés. Para los taquímetros es necesario tomar el ángulo horizontal y vertical además de la distancia geométrica. En las estaciones totales, todo este proceso se remite a apretar el botón correspondiente una vez que se toma cada punto. Construir un para con todos los puntos identificados, los que deberían reflejar un mapa de puntos y coordenadas topográficas, como se muestra a continuación. Nivelación Para conocer el desnivel entre dos puntos a través de un instrumento que mida ángulos y distancias, se puede calcular el cateto del ángulo rectángulo formado por la proyección sobre la superficie de referencia, el segmento que une a los dos puntos y el desnivel que buscamos. Para obtener en el desnivel entre dos puntos una precisión de milímetros, se emplean los niveles.

Los niveles, son los aparatos que permiten obtener una visual rigurosamente horizontal. El cálculo del desnivel entre dos puntos se consigue a partir de la diferencia de lecturas a dos miras o reglas verticales donde se apoyan dichas miras. Si se encadenan desniveles parciales, se puede calcular un desnivel total entre dos puntos muy alejados. Perfiles de transporte Un perfil de transporte (transversal o longitudinal) es una sección que se dibuja haciendo un plano que corta verticalmente la superficie, ya sea a través de la Tierra, o a por medio de un objeto como un talud minero o un camino de acceso.

Taquímetro puesto en un punto medio para nivelación

Las secciones ayudan en el análisis de terrenos e ilustran como se puede interactuar con la construcción. La línea de base de la sección indica la interconexión entre el piso y el espacio aéreo y sirve como una marca para visualizar el relieve topográfico. Típicamente la línea de base se sitúa al nivel del mar para el análisis de escala mayor, pero cualquier elevación puede situarse como la línea de base inicial para análisis de pendiente de sitio de menor escala. Si se usa una línea de base que no sea el nivel del mar se le refiere como un dato artificial. Esta línea de base es la elevación más baja mostrada en el dibujo de una sección.

Levantamientos catastrales Los métodos de levantamientos catastrales tienen como objetivo la obtención de los datos numéricos necesarios para definir la ubicación de los linderos de parcelas y sus mejoras, así como poder precisar las superficies. Levantar una superficie significa medir, en forma directa o indirecta, el número de distancias y ángulos necesarios para determinar dicha superficie gráfica o analíticamente. El método topográfico consiste en tomar todas las medidas directamente del objeto a escala 1:1. MÉTODOS TOPOGRÁFICOS. 2.1. Plancheta. El método de levantamiento con plancheta es un método taquimétrico. Una plancheta consta de una tabla de madera montada en un tripié. En su parte superior tiene un teodolito taquimétrico con una regla metálica. Para determinar las tres coordenadas de un punto nuevo se mide la distancia horizontal y vertical, así como el rumbo desde una estación y un rumbo conocidos, y se grafica el punto en la plancheta, elaborando así el plano del levantamiento directamente en campo. Hasta la mitad del siglo XIX se usaba la plancheta para la mayoría de los levantamientos. Después fue reemplazada gradualmente por los métodos de levantamientos con cinta, prisma y teodolito. 2.2. El Método Ortogonal. En la superficie por levantarse o cerca de ella, se traza una línea de medición como abscisa con instrumentos sencillos (dioptras, espejos o prismas), de la cual se determinan ángulos rectos a todos los puntos por levantarse. A través de la medición de la abscisa y la ordenada de cada uno, se obtienen coordenadas rectangulares locales. Las ventajas de este método son las siguientes: Se utiliza equipo barato pero preciso para el levantamiento.

Se puede dibujar fácilmente el levantamiento a escala, empleando equipos sencillos tales como escuadras y escalímetros. Las coordenadas rectangulares locales que se obtuvieron de cada punto, permiten el cálculo analítico de cada superficie. Es fácil verificar el levantamiento con una medida adicional que es la hipotenusa del triángulo de control. 2.3 El Método de Alineaciones. Consiste, en establecer una red de líneas de medición formada por triángulos, prolongando cada distancia a medir hasta intersectarla con una línea de medición o, cualquier otra distancia que haya sido fijada previamente y en forma idéntica. Las ventajas de este método, como las del método ortogonal, radican en la utilización de equipos sencillos de campo y de gabinete, tales como cintas, balizas, escuadras y escalímetros. 2.4. El Método Polar. Consiste en medir ángulos y distancias, o sea radiaciones, referidos a puntos y rumbos conocidos. Requiere un teodolito y un instrumento para medir distancias. Se pueden medir distancias en forma directa con: Cinta Cadena Hilo o Tiras de madera En forma indirecta y distinguiendo los instrumentos empleados por sus principios Constructivos. El método polar ha resultado favorecido, en primer término, por el taquímetro de reducción con doble imagen de R. Bosshardt en 1920 y, recientemente, por el desarrollo de computadoras y coordinatógrafos automáticos, instrumentos electrónicos para medir distancias cortas y equipos de lectura automática. En algunos lugares se han empleado estos últimos equipos sistemáticamente para levantamientos catastrales, proporcionando una producción promedio por día y brigada de 6 personas, de 50 lotes en fraccionamientos nuevos sin construcciones y con lotes regulares, y de 25 lotes en zonas semiurbanas o fraccionamientos con lotes irregulares.

Topografía hidrográfica La topografía hidrográfica estudia la configuración de océanos lagos, ríos, etc., para propósitos de navegación, suministro de agua y construcción subacuática. Otro campo frecuentemente ignorado cuando se piensa en tierra, es la inspección hidrográfica. También se debe inspeccionar la tierra bajo las aguas marinas. Los topógrafos miden y elaboran mapas de la forma, límites y localización de relieves tales como valles, montañas y objetos creados por el hombre en la superficie de la tierra o bajo las aguas. La inspección topográfica submarina recibe el nombre de hidrografía. La topografía hidrográfica requiere formación y experiencia con diferentes tipos de equipos de alta tecnología. Sirve para medir la erosión, dirigir proyectos de dragado, sondeos petrolíferos o para indicar los riesgos submarinos. Las industrias de transporte, las investigaciones gubernamentales, las empresas petrolíferas y las redes de servicios dependen en gran medida de estos tipos de inspección topográfica. Levantamiento Hidrológico Consiste en la recolección y levantamiento de todos los datos e informaciones hidrológicas necesarias para el diseño y construcción de una obra hidráulica. Importancia del Levantamiento Hidrográfico En el levantamiento Hidrográfico proporciona los datos y porciones climatológicas, utilizadas en la toma de decisión para la construcción de una obra de Infraestructura Hidráulica en una cuenca determinada. Entre estas informaciones tenemos área de la cuenca, precipitación, temperatura, pendiente, orden la cuenca así como la morfología de la misma. Entre las Obras de Ingeniería Hidráulica podemos citar entre otras las presas para fines agrícolas y para fines hidroeléctricos, acueductos, túneles para transporte de agua, canales de riego, canales de drenaje, puentes, diques.

Topografía fotogramétrica La fotogrametría es la técnica de obtener mediciones reales de un objeto por medio de la fotografía, tanto aérea como terrestre. Las fotografías se las realiza con una cámara métrica y mediante una operación denominada restitución se corrigen las distorsiones de estas. Este es un método de medición indirecta y se utiliza para realizar mapas topográficos y para otras aplicaciones geográficas. Las fotografías también pueden ser evaluadas para obtener de ellas la forma o posición de un objeto. Se basa en la proyección ortogonal de una imagen fotografiada sobre un plano de referencia. TIPOS DE FOTOGRAMETRÍA: Existen diferentes tipos de fotogrametría, en función de la finalidad puede ser: Fotogrametría métrica, y Fotogrametría interpretativa. Fotogrametría métrica: Por medio de esta se pueden determinar distancias, elevaciones, áreas, volúmenes, perfiles, secciones transversales, etc. realizando mediciones en las fotografías, para finalmente obtener planos topográficos. Fotogrametría interpretativa: El objetivo de este tipo de fotogrametría es el reconocimiento y análisis de objetos a partir de fotografías. Los factores que se consideran en la interpretación de las imágenes son: forma, tamaño, sombra, tono, patrón y textura. En función de la forma de obtención la fotogrametría puede ser: Fotogrametría terrestre, y Fotogrametría aérea. FOTOGRAMETRÍA TERRESTRE: Utiliza fotografías tomadas desde puntos situados sobre la superficie terrestre, estos puntos son estaciones fijas en el terreno. Este tipo de fotogrametría fue los primeros métodos fotogramétrico que se utilizó, es muy práctica cuando se trata de realizar levantamientos de extensiones pequeñas ya que resultan rápidos y económicos. Se realiza con un instrumento

llamado fototeodolito, este consiste en un teodolito con una cámara fotográfica acoplada. La fotogrametría terrestre no es muy utilizada, solo se la emplea cuando la aérea es muy costosa o resulta imposible de realizar, por lo general se la utiliza en trabajos pequeños y para enseñar a los estudiantes. En la antigüedad la fotogrametría era muy utilizada para levantamientos topográficos con el fin de conseguir la representación del terreno a grandes escalas. Una de las primeras tareas que se realizan antes de iniciar la fotogrametría terrestre es el reconocimiento de la zona, siendo el mayor problema la elección y ubicación de la base. FOTOGRAMETRÍA AÉREA: La fotogrametría aérea consiste en tomar fotografías desde el aire, esto se lo realiza desde un avión el cual debe ofrecer seguridad y rendimiento durante los vuelos, de estas fotografías se obtiene mucha información de gran valor. TIPOS DE FOTOGRAFIÁS AÉREAS: La fotografía aérea es la fuente básica de información, por esta razón debe cumplir con algunas condiciones para que las mediciones sean exactas: Debe ser de alta calidad geométrica y pictórica. Debe ser tomado con el eje de la cámara lo más cerca posible de la vertical. Las fotografías pueden ser de dos tipos: Verticales, y Oblicuas Verticales: Las fotografías verticales son las más utilizadas, este tipo de fotografías se consiguen cuando el eje de la cámara es vertical y la película horizontal, la película siempre es perpendicular al eje. Oblicuas: Estas se obtienen cuando el eje de la cámara está inclinado, es decir el eje forma un ángulo con la vertical. Existen dos clases de fotografías oblicuas: altas y bajas, las altas son cuando se puede observar el horizonte y en las bajas no se puede observar.

Topografía agrícola La topografía tiene aplicaciones en la ingeniería agrícola, tanto en levantamientos como trazos, deslindes, divisiones de tierra (agrodesia), determinaciones de áreas (agrimensura), nivelación de terrenos, construcción de bordos, canales y drenes.

Planimetría: estudio de las formas y dimensiones del terreno en proyección horizontal. Implica estudio de las poligonales (abiertas y cerradas), ángulos de las mismas, y la vinculación de ellas. En esta parte se obtendrá una representación planimétrica de la parcela. Altimetría: estudio de las distintas elevaciones o alturas entre dos o más puntos, mediante la operatoria de "nivelación". Las representaciones gráficas que se obtienen pueden ser: Perfiles (proyección vertical de una sección del terreno), y planos o cartas altimétricas o acotadas. Planialtimetría: trabajo que produce como resultado final un plano con datos planimétricos y altimétricos simultáneamente. La operatoria directa a tal fin se denomina Taquimetría. Las representaciones gráficas pueden ser: Plano acotado o carta planialtimétrica y plano de curvas de nivel. Con este último se tiene la "visualización" de las formas del terreno especialmente en su aspecto morfológico (o de formas altimétricas). Topografía es básica para la agrimensura y el catastro. La primera es aquella ciencia que tiene por objeto el amojonamiento de los terrenos, determinación de ubicación y dimensionamiento lineal, superficial y angular de los mismos, de acuerdo a lo estipulado en los títulos de propiedad, y ajustándolos a las disposiciones legales técnicas y administrativas vigentes. El catastro es el ordenamiento, por parte del estado, de la propiedad raíz en sus aspectos físico, jurídico y económico. Los levantamientos catastrales comprenden los trabajos topográficos necesarios para determinar: linderos, cultivos, aprovechamiento, riego, edificaciones, etc. de dichas propiedades. Las aplicaciones en la agricultura de precisión basadas en el GPS se están usando, además, en la planificación de cultivos, el levantamiento de mapas topográficos, muestreo de los suelos, orientación de tractores, exploración de cultivos, aplicaciones de tasa variable y mapas de rendimiento. Además, el GPS permite a los agricultores trabajar en condiciones de baja visibilidad en los campos, por ejemplo con lluvia, polvo, niebla o penumbra.

Topografía en la ingeniería mecánica En la ingeniería mecánica e ingeniería industrial: Para la instalación precisa de máquinas y equipos industriales, configuraciones de piezas metálicas de gran precisión, etc. TOPOGRAFÍA DE OBRAS Y MONTAJE METAL MECÁNICO

CONTROL

DE

Algunos trabajos referidos a mediciones de obra, o específicamente de replanteo, tales como replanteo para la colocación de insertos o el control del montaje metal mecánico, requieren de elevadas precisiones, trabajando en espacios de dimensiones muy reducidas. Para el logro de los resultados esperados, la topografía emplea todas las herramientas que aporta la Geodesia, pero adaptada a espacios reducidos, es por ello que a esta rama de la Geometría Práctica, se la conoce con el nombre de Micro Geodesia. Así como la Geodesia emplea métodos de mediciones especiales e instrumental específico, la micro-geodesia utiliza las mismas herramientas adaptados a esta exigencia. Ingher Ingeniería dispone de niveles digitales de alta precisión, de la marca TRIMBLE modelo DINI, que para las nivelaciones geodésica con miras de invar y con código de barras se obtiene precisiones de ± 0.3mm por Km, en nivelaciones de ida y vuelta, mientras que en trabajos de microgeodesia o control de asentamientos, se obtienen precisiones en las lecturas de ± 0.1 mm. Disponemos también de Estaciones totales láser, que pueden medir sin prismas hasta 300m y en el caso de mediciones de alta precisión, empleando un stiker autoad-hesivo reflectivo.

SERVICIO INTEGRAL DE TOPOGRAFÍA EN OBRA Ingher Ingeniería, brinda el Servicio Integral de Topografía, que consiste en la provisión a las obras, por el tiempo que dure la construcción de la misma, del personal y el equipamiento necesario para el replanteo, seguimiento diario de la topografía, mediciones y cómputos mensuales de certificación, etc.

Levantamientos cartográficos

Se llevan a cabo en mapas de pequeña escala (1/200000,1/50000, etc). Se necesita el apoyo de la geodesia para pasar a superficie plana, será necesario apoyarse en la fotogrametría.

Los servicios de cartografía y levantamiento topográfico geoespacial Cardno proporcionan a los clientes la capacidad de tomar decisiones informadas con base al acceso a todos los datos espaciales relevantes. Utilizamos tecnología de vanguardia incluyendo GIS, CAD, imágenes digitales, cartografía y análisis espacial, modelado tridimensional, simulación visual, LIDAR y fotogrametría para proporcionar información detallada, específica del sitio, identificar posibles problemas, manejar activos a través de regiones geográficas grandes en tiempo real y agilizar proyectos para ahorrar tiempo y dinero a los clientes. Nuestro personal utiliza equipo de alta tecnología para registrar datos detallados en el campo, proporcionar soluciones innovadoras para cargar y evaluar múltiples capas de datos complejos y operar el mejor software para simplificar datos complejos y convertirlos en formatos presentables y fáciles de usar como formatos interactivos basados en la web.

Topografía arqueológica Como punto de partida de cualquier Intervención Arqueológica, es imprescindible disponer de un levantamiento con precisión topográfica, que represente los alrededores, la parcela catastral, el solar… En ESETE lo hemos denominado PACIA (Plano de Apoyo Catastral en Intervenciones Arqueológicas). Es necesario para la división en unidades de actuación, planificación de medios, situación en coordenadas UTM y referenciarían de la cota sobre el nivel de mar. Los proyectos arqueológicos de seguimiento también requieren un apoyo de topografía arqueológica, y en este sentido hemos levantado tramos de acequias, caminos, refugios antiaéreos, etc., representando estos hallazgos dentro de su entorno y documentando los mismos mediante secciones y plantas. ESETE también realiza trabajos de control del movimiento de tierras, calculando cubicaciones de las intervenciones arqueológicas, para ello ejecutamos levantamientos a lo largo del proceso de excavación. Estos cálculos no sólo son útiles para las certificaciones, también permiten planificar el acopio del movimiento de tierras.

Conclusión Para concluir podemos decir, que la topografía es de gran importancia en la vida de muchas personas, especialmente de aquellos que se dedican a las diferentes ramas de la ingeniería, también pudimos observar que se utiliza en diferentes aspectos y de formas diferentes, y de esta manera facilita y garantiza el trabajo de quien realiza la topografía.