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  NIVEL OPTICO

INGENIERIA CIVIL-SEGUNDO SEMESTRE.

INTEGRANTES:

-JULIAN CASTILLO -FELIPE SALOMON -ANDRES RODRIGUEZ -DAVID GUERRERO -ANDRES BENAVIDES -MARIO CARLOSAMA

ENTEGRADO A: IVAN DORADO.

UNIVERSIDAD MARIANA FACULTDAD DE INGENIERIA.

PASTO 2018

INTRODUCCION

La topografía es una disciplina que es de suma importancia en ingeniería civil, ya que conocer el relieve y la forma del terreno nos ayuda a saber qué proyectos se pueden efectuar y donde se desarrollaran las actividades a realizar. Para ello también es necesario conocer lo referente a los instrumentos topográficos, su descripción y aplicación referentes a estos, asimismo los diferentes elementos que posee un terreno ya sean naturales o artificiales, los cuales nos sirven como referentes para posteriormente poder representarlos en un plano.

El presente trabajo analiza el funcionamiento de un nivel óptico con la explicación que nos dio el profesor a cada grupo de estudiantes, el trabajo trata del método de medición simple con mira Óptica, el cual se lo realizo una práctica para saber medir y poder hacer los cálculos de medición exacta a través de esta mira. Este trabajo fue realizado en una de las instalaciones de la Universidad Mariana en La Sede de Alvernia - Pasto, práctica que fue ejecutada con un grupo de trabajo el cual estaba conformado por 5 integrantes donde cada uno de nosotros aprendimos y manipulamos la mira óptica para saber que alti-bajos tiene un terreno, realizaron cada quien su trabajo para recoger datos de campo como, que altura tiene un terreno con solo un desplazamiento de pocos Centímetros y mirar su diferencia.

MARCO TEORICO

Una de las herramientas de mayor aplicación en el área de la construcción es el nivel óptico. Su uso es imprescindible para realizar tareas de nivelación tradicional, tales como la determinación y la transferencia de alturas o la medición de ángulos, tanto en campo abierto como en edificios de todo tipo. Los ingenieros y topógrafos emplean niveles ópticos para preparar terrenos, construir terrazas y muros de contención, efectuar excavaciones y establecer cimientos, dados de cimentación, estanques de contención y fosas sépticas. Los contratistas de hormigón los usan para el control del vertido, así como la alineación y el aplomado de superficies de hormigón. Los constructores de terrazas y patios los emplean para nivelar pisos, establecer diagonales y cimientos. Por otra parte, los niveles ópticos también encuentran amplia aplicación en el sector agrícola para tender drenajes y realizar prácticas sustentables en terreno, tales como arado, plantación, cultivo y cosecha en el contorno o el ángulo recto de una pendiente natural.

Nivelación topográfica: La nivelación en topografía es un proceso de medición de elevaciones o altitudes de puntos sobre la superficie de la Tierra. Entendiéndose por elevación o altitud a la distancia vertical medida desde una superficie de referencia hasta el punto considerado. La distancia vertical se mide a lo largo de una línea vertical que sigue la dirección de la gravedad o dirección de la plomada.

Nivelación geométrica: Se trata del método más preciso de nivelación topográfica, el instrumento empleado para la realización de una nivelación geométrica es el nivel o equialtímetro. El desnivel se calcula restando las lecturas tomadas a dos miras que se habrán colocado en los puntos entre los cuales se quiere calcular el

desnivel (A y B). La cota del punto incógnita se calculará simplemente sumando el desnivel calculado.

Nivelación geométrica simple: cómo se puede observar en la siguiente figura, el desnivel entre los dos puntos se puede estimar con una sola estación, es decir, sin desplazar el nivel óptico de su lugar, mediante una diferencia de cotas. ∆AB = La – Lb = Ha – Hb

Nivelación compuesta: Cuando los puntos están separados a una distancia mayor que el límite del campo topográfico, o que el alcance de la visual, es necesaria la colocación de estaciones intermedias. La nivelación compuesta, consiste en la aplicación sucesiva de la nivelación simple. En la figura los puntos 1, 2 y 3 representan los puntos de cambio (PC). El punto A es una base de Medición (BM) o punto de cota conocida. E1, E2, E3… representan puntos de estación ubicados en puntos equidistantes a los estadales y los valores (l) representan las lecturas en el estadal.

El desnivel entre A y B se obtiene por la suma de los desniveles parciales como se puede observar en la siguiente figura:

    NIVEL TOPOGRÁFICO AUTOMÁTICO: El funcionamiento del nivel automático está basado en un péndulo que, por gravedad, en estado estable este siempre estará en forma vertical, y con la ayuda de un prisma, este nos dará la referencia horizontal que estamos buscando. Al igual que otras clases de niveles profesionales usados principalmente en la construcción, un nivel automático también posee tornillos de nivelación, un nivel circular de burbuja y un objetivo. Sin embargo, la característica que lo distingue de los demás es un compensador, es decir, un péndulo óptico que corrige, o compensa, las variaciones de una línea de nivel enfocada.

Partes de un Nivel Óptico ▪

Objetivo: contiene las lentes que magnifican los objetos enfocados.

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Botón de enfoque: permite visualizar los objetos con claridad y nitidez.

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Ocular: situado en el otro extremo del objetivo, se puede girar para enfocar la cruz reticular.

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Nivel circular: asegura que el instrumento se encuentre en un punto de nivel verdadero.

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Tornillos de nivelación: permiten efectuar ajustes para asegurar la nivelación del instrumento.

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Círculo horizontal: marcado en grados, se usa para el ajuste y la lectura de ángulos horizontales.

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Tornillo de ajuste horizontal: se puede ajustar para que el instrumento se desplace hacia la izquierda o derecha en la placa base.

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Placa base: pieza por la cual el nivel óptico se conecta a un trípode.

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Compensador: es un sistema de prismas suspendido sobre alambres finos que funcionan según el principio del péndulo bajo acción de la gravedad o del magnetismo, dependiendo del modelo. Las longitudes de los alambres y las posiciones de los puntos de suspensión están definidas de forma que los rayos de luz que el sistema de prismas envía a los hilos de la cruz reticular sean rayos horizontales. Por lo tanto, en la medida en que el sistema de prismas pueda girar libremente, la línea de colimación permanecerá horizontal, aun cuando el telescopio no esté ubicado en posición exactamente horizontal.

  ¿Cómo usar un Nivel Óptico? El uso correcto de un nivel óptico automático requiere seguir unos pasos sencillos y rápidos que podemos resumir en la siguiente guía orientativa.

1) Puesta a punto del Nivel

Los niveles ópticos se usan siempre sobre un trípode, por lo tanto, cuando vayamos a poner a punto nuestro instrumento, es importante asegurarnos de que contamos con el trípode apropiado, es decir, que la rosca del trípode coincida con el elemento de fijación a trípodes que posee el aparato. Muchos fabricantes proveen el trípode con el kit del nivel óptico; otros lo venden por separado. También se incluye en el kit (o de lo contrario, debemos adquirirlo aparte) un estadal o mira estadimétrica para enfocar el nivel óptico después de su nivelación.   Por lo tanto, una vez que tenemos estos elementos seleccionados apropiadamente podemos comenzar con el proceso de montaje.

2) Montaje del nivel óptico Cuando extraemos el instrumento de su maletín, es importante colocarlo directamente sobre el cabezal del trípode. Si lo depositamos en otro lugar, podríamos causarle daños. Después del montaje en el trípode, el siguiente paso es atornillar el nivel a la base de trípode. En este momento, podemos retirar la tapa protectora de la lente en forma segura y colocarla en el maletín. Después, el maletín debe cerrarse y colocarse en un lugar resguardado, de modo que no obstruya el paso de otros trabajadores o el desplazamiento de otras herramientas o máquinas. Después de estos pasos se termina el proceso de montaje, pero antes de seguir adelante debemos verificar que:

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El trípode quede perfectamente estable y firme. Esto es importante para garantizar que el instrumento no se inclinará mientras se realiza el proceso de nivelación.

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La conexión entre el nivel óptico y el trípode sea segura.

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Los tornillos de nivelación no estén demasiado ajustados contra la placa base.

3) Nivelación del nivel óptico Para efectuar mediciones precisas y exactas debemos asegurarnos de que el instrumento esté nivelado en un radio de 360 grados. El procedimiento a seguir en este caso es similar para todos los niveles ópticos, aunque puede haber ligeras diferencias dependiendo del fabricante. Para nivelar usamos los tornillos de nivelación que contiene el instrumento, marcados en la figura de abajo como A, B y C.

  Primeramente, usamos los tornillos A y B, girándolos en el sentido indicado por las flechas hasta que la burbuja del nivel circular que vemos en la parte superior de la figura quede en una posición intermedia entre ambos tornillos (Paso 1). Seguidamente, giramos el tornillo C hasta situar la burbuja en el centro del nivel circular (Paso 2). Después giramos el nivel 180 grados y comprobamos que la burbuja permanezca centrada; de lo contrario, repetimos los pasos 1 y 2. Es importante que la burbuja siempre permanezca centrada, ya que, si no, las mediciones serán incorrectas.

4) Enfoque del nivel óptico Después de asegurarnos de que el instrumento está nivelado, el siguiente paso es enfocarlo. Para ello, apuntamos el objetivo hacia un objeto. Al principio, este objeto aparecerá borroso, pero girando el ocular, ya sea hacia la izquierda o derecha, lograremos que dicho objeto se vea nítido. Esto indica que el enfoque es correcto.

5) Fijación de una línea de referencia Una vez que enfocamos el ocular, apuntamos el objetivo hacia el estadal, ubicado a unos metros de distancia en forma perfectamente vertical (de ser necesario, será sostenido por otra persona) y usamos el botón de enfoque para que las marcas del estadal aparezcan nítidas. Finalmente, con el ajuste fino lateral hacemos coincidir exactamente la cruz reticular con el centro del estadal, tal como vemos en la siguiente figura. Si el enfoque del objetivo es correcto, la cruz reticular y la imagen del estadal no deben desplazarse entre sí al mover el ojo detrás del ocular.

6) Efectuar mediciones Después de realizar los pasos de 1 al 5, ya podemos efectuar las mediciones de los objetos de interés. Para ello, simplemente apuntamos el instrumento nivelado y enfocado contra el estadal, de manera que la cruz reticular coincida con el centro del estadal. Dependiendo de la capacidad del nivel óptico, podemos medir alturas, distancias y ángulos, y para ello sólo basta seguir las instrucciones del fabricante.

METODOLOGIA 1. Para el desarrollo del cálculo de nivel se inicia con el reconocimiento de los materiales a utilizar como nivel automático, trípode y regla graduada. la cual esta graduada en unidades de longitud que se divide en 10 cm cada medida 2. Se realiza la respectiva instalación del equipo, colocando el nivel automático sobre el trípode de tal manera que el trípode permanezca fijo en la superficie en la cual se apoya

3. Se ubica la regla estereométrica en el terreno al cual se va a realizar el cálculo de nivel. 4. Se procede a efectuar la calibración del equipo partiendo de nivelar el trípode en la base y poder igualar los desniveles que presenta la superficie donde se apoya el trípode haciendo uso de los tornillos de nivelación 5. Se dirige la vista del ocular hacia la ubicación de la regla graduada efectuando un moviente horizontal del nivel automático girando la perilla lateral 6. Se aclara los hilos estereométricos efectuando un movimiento rotatorio en la perilla que se encuentra en el ocular del nivel automático 7. Se enfoca el objetivo rotando la perilla mayor que se encuentra en la parte superior del nivel automático hasta obtener una imagen clara del objetivo 8. Se realiza el respectivo cálculo de nivel visualizando a través del equipo enfocando la regla estereométrica teniendo en cuenta solo la lectura del hilo estereométrico medio.

CONCLUSIONES

-Encontramos que al poder medir alturas tenemos como finalidad la medición de desniveles entre cotas de referencia. -Los niveles se pueden encontrar mediante la diferencia de cotas o puntos de referencia verticales. Útil por ejemplo en la distribución de agua si el tanque de almacenamiento se encuentra en la cota 2800 msnm y el punto de servicio hidráulico se encuentra en la cota 2500 msnm eso significa que el desnivel es igual a 2800-2500 y el resultado serio 300m de caída de agua. -Los niveles se pueden emplear para la distribución hidráulica para entregar suministro de agua mediante cotas de servicio. -Los niveles con las cotas se pueden usar para medir la presión de agua entre el punto de almacenamiento y el punto de servicio.

-Los niveles mediante la diferencia de las cotas permiten encontrar la pendiente del terreno dividiendo la diferencia de cotas entre la longitud de los dos puntos medidos. -Los niveles con la diferencia de las cotas se utilizan para medir volumen de suelo excavado para cuantificar el costo de una obra. BIBLIOGRAFIA   https://issuu.com/rossytopo/docs/niveles_de_precision https://geotop.com.pe/nivel-automatico-principios-generales http://www.albireotopografia.es/topografia-basica-iv-nivelacion-topografica/ http://axisima.com/en-que-consiste-la-nivelacion-topografica/  http://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-demedicion/introduccion-al-nivel-optico