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Objetivos
Conocer y aprender el uso y manejo adecuado del nivel.
Aprender los procedimientos mediante los cuales se determina la diferencia de alturas.
Adquirir un criterio de comparación entre los diferentes métodos de nivelación.
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Introducción
El levantamiento topográfico llevado a cabo en la práctica número dos titulada,
“Uso y manejo del nivel, nivelación simple y nivelación compuesta, método del
circuito cerrado” consistió en llevar a cabo una serie de actividades con la
intención de aprender a usar un nuevo equipo topográfico además aprender los
procedimientos mediante los cuales se determina la diferencia de alturas.
Durante la práctica realizada se hizo uso del nivel, el cual es utilizado para
garantizar la horizontalidad de las visuales y poder determinar diferencias de
alturas o cotas entre los diferentes puntos de un terreno por otra parte
manipulamos otro complemento como equipo auxiliar el cual fue la estadia.
En el siguiente informe damos a conocer el procedimiento paso a paso para
realizar el levantamiento topográfico antes mencionado utilizando nivel.
Además se hará énfasis en los cálculos y resultados obtenidos en esta práctica
con el objetivo de afianzar nuestros conocimientos en la materia y corregir los
errores cometidos en esta.
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Antecedentes Históricos
La instrumentación topográfica ha variado y avanzado a la par de la electrónica.
Podemos recordar las cadenas y las cuerdas que los babilonios y egipcios usaban
en el año 3000 a. de c., el lento y costoso perfeccionamiento de los anteojos y de
la medición angular han dado su fruto y resultado.
El corobates o primer aproximación de un nivel, era una regla horizontal con patas
en las cuatro esquinas, en la parte superior de la regla había un surco donde se
vertía agua para usarla como nivel.
Se hicieron estudios e intentos para obtener el primer nivel automático, teniendo
que esperar hasta 1946, año en el que el ruso Stodolkjewich puso en práctica
estos principios. En el año 1950, Carl Zeiss fabrico el Ni2, instrumento que poseía
un compensador mecánico en lugar de burbuja tubular, precursor de los actuales
sistemas de compensación por gravedad.
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Importancia y Aplicación de la Práctica
Las practicas pre-profesionales nos ayudan a aclarar y consolidar nuestra
vocación profesional además nos damos a conocer y creamos relaciones con las
empresas abriendo así posibilidades de trabajo como futuros ingenieros.
Es a través de la aplicación de los métodos estudiados en la práctica que se
adquieren habilidades del uso y manejo de los instrumentos utilizados en la
nivelación, lo cual nos brindara una mayor eficiencia en las futuras prácticas de
campo y levantamientos topográficos.
Los instrucciones obtenidas en las prácticas será de vital importancia en
levantamientos topográficos en terrenos propuestos para la construcción de una
obra civil, de igual manera en muchas ocasiones será necesario replantear
levantamientos.
A través de la práctica tendremos la capacidad de sugerir o establecer nuevos
métodos para la solución de problemas, tomando en cuenta los errores cometidos,
así mismo, aplicando los conocimientos y métodos adquiridos obtenemos
habilidades sobre el uso y manejo de los instrumentos utilizados en la nivelación y
a partir de esto logramos resultados precisos en futuros levantamientos
topográficos.
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Aspectos Generales
Un levantamiento en altimetría es a lo que se llama nivelación. Como la
mencionamos anteriormente la nivelación no es más que un proceso por medio
del cual se van a determinar las alturas de puntos y por ende los de niveles, todo
esto con respecto a un nivel de referencia. Es la forma de expresar las alturas
relativas de puntos situados por debajo o por encima de un cierto plano de
referencia.
El instrumento más importante en la materia es el nivel fijo, instrumento empleado
en la nivelación por alturas o geométricas.
Este es un instrumento topográfico destinado a garantizar la horizontalidad de las
visuales y a poder determinar diferencias de alturas o cotas entre los diferentes
puntos de un terreno.
Existen varios tipos de niveles topográficos pero de ellos los niveles de línea
automáticos ópticos son los más usados hoy en día por su sencillez, rapidez y
relación costo beneficio con aplicaciones que van desde la edificación de
viviendas, jardinería y nivelación de terrazas hasta excavaciones, construcciones
de cimientos y paisajismo.
Otro complemento del equipo auxiliar para realizar una nivelación en el estadal,
que consiste de una regla graduada de 5 metros de longitud que puede ser
abatible a 2 o 1 metro. El estadal esta graduado en metros, decímetros,
centímetros y milímetros.
Nivelación Simple: siendo esta una posición instrumental, y así determinar todos
los puntos de interés,
Nivelación Compuesta: se considera así al enlace entre varias nivelaciones
simples que consideran más de una posición instrumental.
Lectura de Espalda (LE): es una lectura del hilo central efectuada en la mira sobre
un punto de elevación conocida, como BM a partir del cual se van a nivelar los
puntos restantes.
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Punto de Cambio (PC): llamado así al punto donde se ejecutan las lecturas de
frente y de espalda para calcular la nueva altura del instrumento y a la vez el
enlace entre dos nivelaciones simples.
Lectura de Frente (LF): es la lectura del hilo central efectuada en la mira sobre un
punto cuya elevación se desea conocer o bien un punto de cambio.
Error de Cierre: el error de cierre de una nivelación depende de la precisión de los
instrumentos utilizados, el número de estaciones y de puntos de cambio y del
cuidado puesto en las lecturas y colocación de la mira.
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Desarrollo de Campo
Composición de la cuadrilla1. Observador
2. Estadalero
3. Anotador
4. Cadenero
Equipo Empleado Teodolito
Nivel
Estadia
Cinta métrica
Clavos
Martillo
Libreta de campo
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Proceso de levantamiento paso a paso
1. Para la nivelación compuesta, primero estacionamos el nivel entre los dos puntos del lado que iniciamos medir (lado BM1-PC1).
2. Procedimos a realizar la lectura de LE en dirección al BM, y el LF hacia PC1 con ayuda de la estadía.
3. El mismo procedimiento utilizamos para encontrar todas las lecturas LE y LF alrededor del edificio del comedor.
4. Se midieron los LI en cada esquina del edificio asignándoles nombres a cada una de ellas (A,B y C)
5. Para la nivelación simple, ubicamos el nivel en un punto ubicado detrás del edificio, se encontró el LE en dirección al BM y se empezaron a medir LI en cualquier punto del muro perimetral.
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Resumen de Datos Levantados en el Campo
Nivelación Compuesta
Nivelación Simple
Est. LE LIBM 1.457A 1.852B 2.299C 2.089D 2.501E 1.609F 1.500G 1.338
Est. LE LF LI Cota BM 1.022 100
A 0.829 100.193
PC1 2.790 2.539 98.483
B 0.882 100.391
PC2 1.710 1.160 100.113
PC3 1.052 1.165 100.658
C 1.271 100.439
BM 1.678 100.032
∑ 6.574 6.542
Distancia (Km)
BM – PC1 0.049
PC1 – PC2 0.033
PC2 – PC3 0.053
PC3 - BM 0.031
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Cálculos
Fórmulas utilizadas
ΔH = LE – LF
AI = cota + LE
Cota= AI - LF
∑Hobs = ∑LE - ∑LF
ΔHfijo = Elv.BM2 – Elv.BM1
Para determinar que tipo de nivelación se hizo, se emplea:
0 .08√K ¿ } 0.02√K ¿ }0 .01√K ¿ }¿¿ ¿ Donde K es la longitud total medida en kilómetro.
NIVELACIÓN COMPUESTA
-Cálculos de alturas de instrumentos y elevaciones:
AI BM=100+1.02
AI BM=101.022m
Elv .A=101.022−0.829
Elv .A=100.193m
Elv .PC−1=101.022−2.539
Elv .PC−1=98.483m
AI PC−1=98.483+2.790
AI PC−1=101.273m
Elv .B=101.273−0.882
Elv .B=100.391m
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Elv .PC−2=101.273−1.160
Elv .PC−2=100.113m
AI PC−2=100.113+1.710
AI PC−2=101.823m
Elv .pc−3=101.823−1.165
Elv .pc−3=100.658m
AI PC−3=100.658+1.052
AI PC−3=101.710m
Elv .C=101.710−1.271
Elv .C=100.439m
Elv .BM=101.710−1.678
Elv .BM=100.032m
-Factor de precisión:
LT=0.049+0.033+0.053+0.031
LT=0.166 km=K (En kilómetros).
Ep=0.08√0.166=0.033 Nivelación Aproximada.
Ep=0.02√0.166=0.008 Nivelación Ordinaria.
Ep=0.01√0.166=0.004 Nivelación de Precisión.
Ep=0.04√0.166=0.016 Nivelación de Alta Precisión.
-Error de cierre:
∈C≤∈P
∑ ¿−∑ LF=¿∈C ¿
6.574−6.542=∈C
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∈C=0.032=∆ H
0.032≤0.033→Corregir cota
Por tener un error de cierre de 0.032 (al restar la cota final menos la cota inicial) se
usó la nivelación aproximada.
Se corrigen las cotas:
Factor de corrección:
C1 = −0.0320.166
∗0.049 = -0.009C2 =
−0.0320.166
∗0.082 = -0.016C3 =
−0.0320.166
∗0.135 = -0.026C4 =
−0.0320.166
∗0.166 = -0.032Cota Corregida:
Elv .PC−1=98.483−0.009m
Elv .PC−1=98.474m
Elv .PC−2=100.113−0.016m
Elv .PC−2=100.097m
Elv .pc−3=100.658−0.026m
Elv .pc−3=100.632m
Elv .BM=100.032−0.032m
Elv .BM=100m
NIVELACIÓN SIMPLE
AI BM=100+1.457
AI BM=101.457m
Elv .A=101.457−1.852
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Elv .A=99.605m
Elv .B=101.457−2.299
Elv .B=99.158m
Elv .C=101.457−2.089
Elv .C=99.368m
Elv .D=101.457−2.501
Elv .D=98.956m
Elv .E=101.457−1.609
Elv .E=99.848m
Elv .F=101.457−1.500
Elv .F=99.957m
Elv .G=101.457−1.338
Elv .G=100.119m
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TABLA DE RESULTADOS
NIVELACIÓN COMPUESTA
NIVELACIÓN SIMPLE
Est. LE LI LF ∆H Cota calculadas
Cotas corregidas
BM 1.022 101.022 100 100
A 0.829 100.193 100.193
PC-1 2.790 2.539 101.273 98.483 98.474
B 0.882 100.391 100.391
PC-2 1.710 1.160 101.823 100.113 100.097
PC-3 1.052 1.165 101.710 100.658 100.632
C 1.271 100.439 100.439
BM 1.678 100.032 100
∑ 6.574 6.542
Est. LE LI ∆H Cota calculadas
BM 1.022 101.457 100
A 1.852 99.605
B 2.299 99.158
C 2.089 99.368
D 2.501 98.956
E 1.609 99.848
F 1.500 99.957
G 1.338 100.119
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Conclusiones Se realizó con éxito la nivelación aplicando los conocimientos teóricos y
haciendo uso adecuado de los instrumentos de trabajo.
Se captó de manera efectiva el uso y manejo del nuevo instrumento conocido, el nivel.
Se analizaron los datos recogidos en campo y se efectuaron satisfactoriamente los cálculos matemáticos.
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Recomendaciones
Se recomienda para un mejor desempeño de la práctica empezar las actividades correspondientes en tiempo y forma de manera que no se atrasen los procesos y se puedan efectuar con tranquilidad, precisión en el tiempo establecido.
Se recomienda a los estudiantes guardar el orden al efectuar la práctica de campo para así poder escuchar correcta y atentamente las indicaciones que el docente orienta, a fin de efectuar correctamente las actividades de la práctica.
Se recomienda seguir todas y cada una de las indicaciones del docente para garantizar el orden y la armonía al realizar la práctica.
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Anexos
Instrumentos utilizados
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Bibliografía
http://www.buenastareas.com/ensayos/Informe-Levantamiento-De-Una-Poligonal-
http://www.academia.edu/6398094/Informe_de_la_Practica_de_Topografia_3
https://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/unidad-iv-planimetria-con-teodolito.pdf