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• Daily Quiroz Núñez

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TOPOGRAFIA Y GEOMATICA

INTRODUCCION

En este trabajo conoceremos que es un instrumento topográfico, sus características, para que sirvan y como se utilizan, sus diferentes tipos, la manera de cómo utilizarlos para lograr un resultado óptimo, también conoceremos los elementos de campo, ya que de estos elementos aprenderemos su función y la precisión con que debemos utilizarlos. Todos estos equipos nos ayudan a trabajar la topografía de una manera más exacta.

Además resaltaremos los métodos básicos para comprender la topografía, y de esa manera en las próximas clases se nos facilite el aprendizaje de los nuevos métodos y de los diferentes equipos modernos, que nos servirán de mucho para realizar las prácticas e campo siguientes.

La topografía es fundamental en la Ingeniería Civil, debido a que se aplica con conocimientos adquiridos en otras materias y es por ellos que obtendremos óptimos resultados en nuestra vida profesional.

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TOPOGRAFIA 1. APARATOS TOPOGRAFICOS: 1.1 INSTRUMENTOS PRINCIPALES: Podemos clasificar al equipo en tres categorías: para medir ángulos, para medir distancias y para medir pendientes. 1.1.1 TRANSITO: Instrumento topográfico para medir ángulos verticales y horizontales, con una precisión de 1 minuto (1’) o 20 segundos (20’’), los círculos de metal se leen con lupa, los modelos viejos tiene cuatro tornillos para nivelación, actualmente se siguen fabricando pero con solo tres tornillos nivelantes. Para diferenciar un tránsito de 1 minuto y uno de 20 segundos, en los nonios los de 1 minuto tienen en el extremo el numero 30 y los de 20 segundos traen el numero 20. Este equipo se debe manejar con mucho cuidado para evitar cualquier tipo de golpe y que le provoque alguna falla.

1.2.1 TEODOLITOS: El teodolito es un instrumento utilizado en la mayoría de las operaciones que se realizan en los trabajos topográficos. Directa o indirectamente, con el teodolito se pueden medir ángulos horizontales, ángulos verticales, distancias y desniveles. -

Teodolito con lectura directa de nonio

Los teodolitos difieren entre sí en cuanto a los sistemas y métodos de lectura. Existen teodolitos con sistemas de lectura sobre vernier y nonios de visual directa, microscopios lectores de escala, micrómetros ópticos, sistemas de lectura de coincidencia.

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Teodolito con microscopio lector de escala

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Teodolito Brújula Wild 10 con micrómetro óptico

En cuanto a los métodos de lectura, los teodolitos se clasifican en repetidores y reiteradores, según podamos o no prefijar lectura sobre el circulo horizontal en cero y sumar ángulos repetidamente con el mismo aparato, o medir independientemente N veces un ángulo sobre diferentes sectores del circulo, tomando como valor final el promedio de las medidas.

Ejes de un teodolito:  Eje vertical “V-V” o eje de rotación de la alidada  Eje horizontal “H-H” o eje de rotación del círculo vertical.  Eje de colimación “C-C”

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Corte de un teodolito:

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Teodolito Electrónico: Es la versión del teodolito óptico, con la incorporación de electrónica para hacer las lecturas del círculo vertical y horizontal, desplegando los ángulos en una pantalla eliminando errores de apreciación, es más simple en su uso, y por requerir menos piezas es más simple su fabricación. Las principales características que se deben observar para comparar estos equipos hay que tener en cuenta: la precisión, el numero de aumentos en latente del objetivo y si tiene o no compensador electrónico.

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esquemático

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1.3.1 DISTANCIOMETRO: Dispositivo electrónico para medición de distancias, funciona emitiendo un haz luminoso ya sea infrarrojo o laser, 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. En esencia un distanciamiento solo puede medir la distancia inclinada, para medir la distancia horizontal y desnivel, algunos tienen un teclado para introducir el ángulo vertical y por senos y cosenos calcular las otras distancias. El alcance de estos equipos puede ser de hasta 5000 m.

1.4.1 ESTACION SEMITOTAL: En este aparato se integra el teodolito óptico y el distanciometro, ofreciendo la misma línea de vista para el teodolito y el distanciometro, se trabaja más rápido con este equipo, ya que se apunta al centro del prisma, a diferencia de un teodolito con distanciometro, en donde algunos casos se apunta primero el teodolito y luego el distanciometro, o se apunta debajo del prisma. En la estación semitotal, como en el teodolito óptico, las lecturas son analógicas, por lo que el uso de la libreta electrónica, no representa gran ventaja, se recomienda mejor una estación total.

1.5.1 ESTACION TOTAL: Es la integración del teodolito electrónico con un distanciometro integrado, de tal forma que puede medir ángulos y distancias simultáneamente. La distancia horizontal, la diferencia de alturas y las coordenadas se calculan automáticamente. Todas las mediciones e información adicional se pueden grabar. Se puede determinar la distancia horizontal o reducida, distancia geométrica, el desnivel, la pendiente en %, los ángulos en vertical y horizontal, como las coordenadas en x, y, z.

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1.6.1 NIVELES: Nivel tubular o nivel torico: Es un trozo de tubo de vidrio de sección circular, generado al hacer rotar un círculo alrededor de un centro O. La superficie es sellada en sus extremos y su interior se llena parcialmente con un líquido muy volátil que al mezclarse con el aire del espacio restante forma una burbuja de vapores cuyo centro coincidirá siempre con la parte más alta del nivel.

Generalmente los niveles utilizados en los instrumentos topográficos tiene sensibilidad de 10”, 20”, 30”, 40” y 75”, de acuerdo a la precisión requerida.

Nivel de ingeniero: En las operaciones de nivelación, donde es necesario el cálculo de las diferencias verticales o desniveles entre puntos, al nivel torico se le anexa un telescopio, una base con tornillos nivelantes y un trípode.

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1.7.1 NAVEGADORES GPS: Estos son mas para fines recreativos recreativos y aplicaciones que no requieren gran precisión, consta de un dispositivo que cabe en la palma de la mano, tiene la antena integrada, su precisión puede ser de menor a 15mts. Además de proporcionar nuestra posición en el plano horizontal pueden indicar la elevación por medio de la misma señal de los satélites, algunos modelos tiene también barómetro para determinar la altura con la presión atmosférica. Los modelos que no poseen brújula electrónica, pueden determinar la “dirección de movimiento” (rumbo), es decir es necesario estar en movimiento para que indique correctamente para donde está el norte.

1.1.8 BRUJULA: Instrumento de mano que se utiliza fundamentalmente en la determinación del norte magnético, direcciones y ángulos horizontales. Su aplicación es frecuente en diversas ramas de la ingeniería. Se emplea para levantamientos secundarios, reconocimientos preliminares, para tomar radiaciones en trabajos de configuraciones, polígonos apoyados en otros levantamientos más precisos.

1.1.9 TAQUIMETRO:

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Es un aparato topográfico que sirve tanto para medir distancias, como ángulos horizontales y verticales con gran precisión. En esencia, un taquímetro consta de una plataforma que se apoya en tres tornillos de nivelación, un circulo graduado acimutal (en proyección horizontal), un bastidor (aliada) que gira sobre un eje vertical y que está provisto de un índice que se desplaza sobre el circulo acimutal y sirve para medir los ángulos de rotación de la propia aliada, y dos montantes fijos en el bastidor, sobre los cuales se apoyan los tornillos de sustentación de un anteojo que, a su vez, gira alrededor de un eje horizontal. Al anteojo esta unido un circulo graduado cenital (en proyección vertical) sobre el cual, mediante un índice fijo a la aliada, se efectúan las lecturas de los ángulos de rotación descritos por el anteojo.

2.1 INSTRUMENTOS SIMPLES: 2.1.1 PLANIMETRO: Instrumento manual utilizado en la determinación del área de figuras planas con forma irregular. El área de una figura cualquiera se determina con el planímetro fijando el anclaje en un punto externo a la figura y recorriendo en sentido horario con el punto trazador su perímetro.

2.1.2 TRIPODES: Es el Soporte del aparato, con 3 pies de madera o metálicos, con patas extensibles o telescópicas que terminan en regatones de hierro con estribos para pisar y clavar en el terreno. Deben ser estables y permitir que el aparato quede a la altura de la vista del operador 1.40 - 1.50 m. Son útiles también para aproximar la nivelación del aparato. Se utilizan para trabajar mejor, tienen la misma X e Y pero diferente Z ya que tienen una altura; el tipo más utilizado es el de meseta. Para manejar cómodamente un instrumento ha de situarse de modo que la altura del anteojo sobre el suelo sea, poco más o menos, de 1.40 m, según la estatura del operador y para ello se utilizan los trípodes. Para la unión el tornillo enrosca en una placa de acero que hace de muelle, y va unida a las patas del instrumento, consiguiéndose la sujeción al comprimirla contra la meseta por la presión del tornillo. En los trípodes de meseta la cabeza puede ser de madera o metálica, en forma de plataforma o meseta circular o triangular, sobre la que se coloca el instrumento.

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Trípode palomita

Trípode pinza

Trípode telescópico

2.1.3 JALONES: Son tubos de madera o aluminio, son un diámetro de 2,5 cm y una longitud que varía de 2 a 3 mts. Los jalones vienen pintados con franjas alternas rojas y blancas de unos 30 cm y en su parte final poseen una punta de acero. El jalón se usa como instrumento auxiliar en la medida de distancias, localizando puntos y trazando alineaciones.

2.1.4 TOPOGRAFICAS: ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

MIRAS

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Son reglas graduadas en metros y decímetros, generalmente fabricadas de madrea, metal o fibra de vidrio. Usualmente, para trabajos normales, vienen graduadas con precisión de 1 cm. y apreciación de 1 mm. Comúnmente, se fabrican con longitud de 4m divididas en 4 tramos plegables para facilidad de transporte y almacenamiento.

2.1.5 CINTAS METRICAS: La cinta métrica utilizada en medición de distancias se construye en una delgada lámina de acero al cromo, o de aluminio, o de un tramado de fibras de carbono unidas mediante un polímero de teflón (las más modernas). Las cintas métricas más usadas son las de 10, 15, 20, 25, 30, 50 y 100 metros. Las dos últimas son llamadas de agrimensor y se construyen únicamente en acero, ya que la fuerza necesaria para tensarlas podría producir la extensión de las mismas si estuvieran construidas en un material menos resistente a la tracción. Las más pequeñas están centimetradas e incluso algunas milimetradas, con las marcas y los números pintados o grabados sobre la superficie de la cinta, mientras que las de agrimensor están marcadas mediante remaches de cobre o bronce fijos a la cinta cada 2 dm, utilizando un remache algo mayor para los números impares y un pequeño óvalo numerado para los números pares.

2.1.6 PLOMADAS: Para centrar el instrumento, en algunos aparatos, se utiliza la plomada física o clásica, la cual pende del centro del instrumento entre las patas del trípode. Instrumentos más modernos han reemplazado la plomada física por la plomada óptica, la cual está constituida por un anteojo que por medio de un prisma de reflexión total dirige la visual coincidiendo con el eje vertical del instrumento. Está colocada en la parte inferior del teodolito.

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2. AZIMUT Y RUMBO: 2.1AZIMUT: Es el ángulo de una dirección contado en el sentido de las agujas del reloj a partir del norte geográfico. El azimut de un punto hacia el este es de 90 grados y hacia el oeste de 270 grados sexagesimales. En geodesia o topografía geodésica el azimut sirve para determinar la orientación de un sistema de triangulación. El azimut se mide desde el punto norte en sentido horario de 0° a 360° y se llama Azimut verdadero (Azv) o real. El azimut podrá ser magnético, si se mide respecto al norte magnético(Azm) o azimut compás (Azc) en inglés compas, si se mide desde el punto norte de la brújula. En el caso de las cartas de navegación aéreas, en las que se usa el azimut magnético, se le denomina rumbo. 2.2 RUMBO: El rumbo de una línea es el ángulo horizontal agudo (