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• Ishak Ynsapilla

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EQUIPOS TOPOGRÁFICOS

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EQUIPOS TOPOGRÁFICOS

INDICE 1. Introducción………………………………………………………………... 2 2. Objetivos De La Investigación…………………………………………….3 2.1 Objetivo General………………………………………………………3 2.2 Objetivos Específicos…………………………………………………3 3. Equipos Topográficos…………………………………………………........4 3.1 Para Medir Ángulos…………………………………………………..5 3.1.1 Brújula…………………………………………………………...5 3.1.2 Transito………………………………………………………….6 3.1.3 Teodolito Mecánico…………………………………………….7 3.1.4 Teodolito Electrónico…………………………………………..8 3.1.5 Estación Total…………………………………………………16 3.2 Para Medir Distancias…………………………………………… …24 3.2.1 La Cinta Métrica………………………………………… ..…24 3.2.2 El Distanciometro……………………………………………..24 3.2.3 El Odómetro ……… ……………………………………. .26 3.3 Para Medir Pendientes……………………………………………...27 3.3.1 Niveles………. …………………………………………….27 3.3.2 Eclímetro………………………………………………………29 4. GPS…………………………………………………………………………31 4.1 ¿qué es el GPS?............................................................... ........ 31 4.1.1 Segmento Espacial…………………………………………..31 4.1.2 Segmento De Control………………………………………..32 4.1.3 Segmento Del Usuario……………………………………....32 4.1.4 Funcionamiento……………………………………………....34 4.1.5 Tipos De Satélites…………………………………………....35 4.1.6 GPS diferencial……………………………………………….35 5. Conclusión………………………………………………………………….37 6. Recomendación……………………………………………………………38 7. Referencias bibliográficas………………………………………………...39

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1. INTRODUCCIÓN En la actualidad existen grandes ciudades cosmopolitas, urbes en todo el mundo que crecen cada vez verticalmente; existen dentro de éstas enormes estructuras, edificaciones, siendo las más populares los rascacielos y grandes edificios corporativos. Para poder levantar una ciudad de forma ordenada se necesita establecer parámetros urbanísticos de acuerdo a ley y para ello es prioridad hacer el uso de la topografía, porque gracias a ella se podrá establecer los lineamientos a seguir para establecer y crear una ciudad de forma ordenada y segura, hoy en día se construyen muchos rascacielos alrededor del mundo, para poder conectar a todas las ciudades de una nación se construyen carreteras y vías que puedan brindar comunicación entre éstas, asimismo para poder brindar las necesidades básicas a las ciudades se necesitan construir obras de saneamiento; por todas las cosas mencionadas anteriormente es necesario hacer y desarrollar la topografía a su máximo esplendor, y para hacerlo se requerirá hacer uso de los equipos e instrumentos topográficos; es por ello que nuestra prioridad es aprender los conocimientos básicos de funcionamiento y por ende el uso correcto de estos equipos. El presente trabajo de investigación tiene la finalidad de enseñar a estudiantes de ingeniería o a cualquier persona interesada en el tema los conceptos básicos de funcionamiento de cualquier equipo topográfico, asimismo hacer el correcto uso de estos equipos. Hace muchos años se usaban equipos ópticos mecánicos para la medida de ángulos y distancias; con ellos el trabajo se desarrollaba de una manera eficaz, pero hoy en día gracias a los avances tecnológicos se pasó de la era mecánica a la era electrónica, tenemos equipos topográficos más avanzados, que brindan mayor seguridad en cuanto a la precisión y el margen de error, y sobre todo que nos facilita el trabajo, haciéndola cada vez más rápida. Los últimos avances tecnológicos trajeron consigo equipos que tienen escáneres y trabajan con láser a una altura determinada en el espacio, que sin duda crea una mayor visión del área a trabajar y la hace más accesible de maniobrar.

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2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 2.1 OBJETIVO GENERAL  Reconocer cada uno de los equipos e instrumentos topográficos utilizados en obras de ingeniería.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Conocer las características principales de cada equipo topográfico  Saber las funciones primordiales de los equipos para hacer el correcto uso de ellos.  Tener nociones básicas y reconocer cuando un equipo está en buen o mal estado.

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Definición: Los equipos topográficos sirven para realizar trabajos de topografía, como por ejemplo realizar el levantamiento de un terreno para iniciar la construcción de obras civiles que conciernen a la carrera de ingeniería civil, para ello es necesario conocer las principales características y funciones de los equipos. Podemos clasificar a los equipos en tres categorías:

1.Para medir ángulos

2.Para medir distancias

3.Para medir pendientes

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3.1 PARA MEDIR ÁNGULOS:  Brújula  Transito  Teodolito  Estación total 3.1.1 BRÚJULA: Funciones: Es un instrumento que sirve de orientación, su funcionamiento se basa en el magnetismo terrestre, por lo que señala el norte magnético que corresponde con el norte geográfico . Está compuesta por una aguja imantada completamente libre o apoyada en su centro de gravedad que siempre estará orientado en cualquier lugar de la tierra en la dirección de las líneas de fuerza magnética y ligeramente inclinada con respecto al plano horizontal. El ángulo formado con el plano horizontal se llama inclinación magnética. Componentes:

CUIDADOS A la hora de trabajar se debe tener cuidado en no dejar caer la brújula circular ya que es un instrumento delicado y al chocar con el piso podría afectar el buen funcionamiento de ésta. Tipos:  Brújula cartográfica  Brújula lensática  Brújula de dedo (carreras de orientación).

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3.1.2 EL TRANSITO: Funciones: Instrumento topográfico para medir ángulos verticales y horizontales, con una precisión de 1 minuto 20 segundos, los círculos de metal se leen con lupa, los modelos viejos tienen cuatro tornillos para nivelación, actualmente se siguen fabricando, pero con solo tres tornillos nivelantes. Componentes:

CUIDADOS -Ya que tiene partes muy pequeñas en las cuales se subdivide se debe tomar en consideración de manejarlo con cuidado, para así evitar la pérdida de las pequeñas partes que lo conforman. Usos del transito:  medir ángulos horizontales y verticales  medir distancias  determinar diferencias de elevación  medir direcciones  trazar y prolongar líneas

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3.1.3 EL TEODOLITO MECÁNICO: Funciones: Este equipo tiene la función de medir ángulos verticales y horizontales para lo cual tiene una precisión alta; puede también con la ayuda de instrumentos auxiliares (una mira) medir distancias y desniveles verticales y horizontales. Componentes:

Tipos: 1. teodolitos repetidores Cumplen la función de acumular medidas sucesivas de un mismo ángulo horizontal en el limbo, pudiendo así dividir el ángulo acumulado y el número de mediciones vistas. 2. teodolitos reiteradores Tienen la particularidad de poseer un limbo fijo y solo se puede mover la alidada. 3. teodolito-brújula Tiene una brújula imantada con la misma dirección el círculo horizontal, sobre el diámetro de 0 a 180 grados de precisión. Evolución: Es la evolución del tránsito mecánico, en este caso, los círculos son de vidrio, ya que traen una serie de prismas para observar en un ocular adicional. La lectura del ángulo vertical y horizontal la precisión va desde 1 minuto hasta una décima de segundo.

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3.1.4 EL TEODOLITO ELECTRÓNICO: Funciones: Un equipo más moderno y sofisticado es el teodolito electrónico, básicamente el teodolito actual es un telescopio montado sobre un trípode y con dos círculos graduados, uno vertical y otro horizontal, con los que se miden los ángulos con ayuda de lentes. Componentes:  Niveles: Es un pequeño tubo cerrado que contiene una mezcla de alcohol, éter y una burbuja de aire; la tangente a la burbuja de aire será un plano horizontal.  Nivel esférico: Es una caja cilíndrica tapada por un casquete esférico. Cuanto menor sea el radio de curvatura menos sensibles serán; sirven para obtener de forma rápida el plano horizontal. Estos niveles tienen en el centro un círculo; hay que colocar la burbuja dentro del círculo para hallar un plano horizontal bastante aproximado.  Nivel tórico: Este nivel sirve para controlar la verticalidad del equipo; es decir que el equipo tiene que estar lo más perpendicular posible con respecto al plano.  Plomada: Se utiliza para que el teodolito esté en la misma verticalidad que el punto del suelo.  Plomada óptica: Es la que llevan hoy en día los teodolitos; por el ocular se ve el suelo y así se pone el aparato en la misma vertical que el punto buscado.  Limbos: Discos graduados que permiten determinar ángulos. Están divididos de 0 a 360 grados sexagesimales, o de 0 a 400 grados centesimales.  Nonius: Mecanismo que permite aumentar o disminuir la precisión de un limbo. Se dividen las n - 1 divisiones del limbo entre las n divisiones del nonio.  Micrómetro: Es el mecanismo óptico que permite hacer la función de los nonios pero de forma que permite ver una serie de graduaciones y un rayo óptico mediante mecanismos; esto aumenta la precisión.

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Partes:

Evolución: Es la versión del teodolito óptico, con la incorporación de electrónica para hacer las lecturas del circulo vertical y horizontal, desplegando los ángulos en una pantalla, eliminando errores de apreciación, es más simple en su uso.

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Marcas principales:

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Modelos principales:

1. MODELO DT-209 DT-200 series resiste las condiciones de humedad o polvo en el campo, para un día más productivo durante las inclemencias del tiempo. Todos los modelos están bien compactos y ligeros para un fácil transporte.

Características principales:  Precisión angular de 9”  Una pantalla de control  Aumento 26X  Distancia mínima de enfoque 0.9m  Tiempo de operación de 170 horas  Lectura mínima 10” / 20”  Protección contra el agua y polvo IP66.

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2. MODELO DT-205 Disponible en tres modelos asequibles, entrega de 5 ", 7" o 9 "precisión angular, hay un DT-200 teodolito perfecta para cualquier trabajo. casi igual que la serie DT-100, la serie DT-200 resiste un poco mejor cualquier condición de humedad o polvo en el campo, lo que permite un día más productivo durante el tiempo inclemente.

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OTROS MODELOS TOPCON:

También existen los modelos de la familia DT-200 como son: DT-207, DT205L, DT-207L, DT-209L

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3.1.5 ESTACIÓN TOTAL: Características: 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 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, así como también el cálculo de acimut y distancias.

Funcionamiento: El estacionamiento y verticalización es idéntico al teodolito electrónico, 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.

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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. 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. Componentes indispensables: Trípode: Es la estructura sobre la que se monta el aparato en el terreno. Base niveladora: Es una plataforma que usualmente va enganchada al aparato, sirve para acoplar la Estación Total sobre el Trípode y para nivelarla horizontalmente. Posee 3 tornillos de nivelación y un nivel circular. Estación total: Es el aparato como tal, y básicamente está formado por un lente telescópico con objetivo laser, un teclado, una pantalla y un procesador interno para cálculo y almacenamiento de datos. Funciona con baterías de litio recargables. Prisma: Es conocido como objetivo (target) que al ubicarse sobre un punto desconocido y ser observado por la Estación Total capta el láser y hace que rebote de regreso hacia el aparato. Un levantamiento se puede realizar con un solo prisma, pero para mejorar el rendimiento se usan al menos dos de ellos.

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Partes de una estación total:

Evolución: La estación total es un equipo moderno y sofisticado que realiza las labores de 4 equipos topográficos como son: el distanciometro, el teodolito, el nivel y una computadora. Principales marcas:

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Modelos según el tipo de marca:

1. Estación Total Topcon ES-101

Características Principales:      

Precisión angular de 1" Medición sin prisma 500 metros Medición con 01 prisma 5,000 metros Memoria interna de 10,000 puntos Duración de la batería hasta 36 horas Teclado alfanumérico de 25 teclas

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2. Estación Total Topcon ES-105

Características Principales:       

Precisión angular de 5” Doble pantalla Duración de batería hasta 36 horas Medición sin prisma 500 metros Medición con 1 prisma: hasta 5,000 metros Memoria interna de 10,000 puntos Teclado alfanumérico, 25 teclas. 3. Estación Total Topcon OS-105

Características Principales:        

Precisión angular de 5" Medición sin prisma 500 metros Medición con 01 prisma 5,000 metros Sistema Operativo Windows CE 6.0 Memoria interna de 500 MB Duración de batería hasta 20 horas Pantalla táctil a color Plomada óptica.

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Especificaciones técnicas:

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1. Estación Total NIKON Nivo 5C

Características principales:  Resolución 1 segundo  Precisión Angular 5 segundos  Alcance con 1 prisma 5,000 mts  Alcance sin prisma 400 mts  Aumento objetivo 30x  Pantalla LCD  Plomada Óptica/Láser(Opcional)  Peso 3.8 Kg. Duración batería 16 Hrs 2. Estación total NIKON DTM-322 de 5"

Características Principales:      

óptica Nikon Legendario Rápida, precisa 2 "y 5" precisiones angulares Pilas AA cómodas y duraderas, recargable Teclado fácil de usar Resistente y ligera

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1. Estación Total Leica TS-06 R500

2. Multi Estación Leica Nova MS60

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3.2. PARA MEDIR DISTANCIAS:  La cinta métrica  El distanciometro  El odómetro 3.2.1 LA CINTA MÉTRICA: Funciones: Se usan para medir distancias y están hechas en diferentes materiales, longitudes y pesos. Las más comunes son hechas de tela y de acero. Las de tela están hechas de material impermeable y llevan un refuerzo delgado de 4, 6 u 8 hilos de acero o de bronce para impedir que se alarguen con el uso.

3.2.2 EL DISTANCIOMETRO: Funciones: Dispositivo electrónico para medición de distancias, funciona emitiendo un haz luminoso ya sea infrarrojo o láser, este rebota en un prisma o directamente sobre la superficie, y dependiendo del tiempo que tarda el haz en recorrer la distancia es como determina esta. Partes:

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Modelos: 1. DISTO BOSCH GLM 100C características específicas:  Alcance 100 metros  Precisión: 1,5mm  Exactitud: 0,2°  Tiempo de medición: