HERRAMIENTAS Y EQUIPOS UTILIZADOS EN TOPOGRAFÍA
AUTOR(A):
JONNATHAN CAMARGO OROZCO
PROFESOR(A): ELÍAS GRIMALDO ANDRADE (Ing. Civil-Tec.Topografía)
ASIGATURA:
TOPOGRAFÍA
UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA ESCUELA DE INGENIERIA Y ADMINISTRACIÓN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL BUCARAMANGA 2014
INTRODUCCION En la ingeniería civil, ambiental, de vías y transporte y toda aquella disciplina que requiere de profesionales idóneos en el campo, deben de apoyarse a otro grupo de profesionales afines que complementen sus actividades, los cuales mediante sus capacidades aporten en gran medida una participación crucial en el desarrollo de cualquier proceso constructivo que se desarrolle. Lo profesionales afines de los cuales hablamos, son precisamente los topógrafos, quienes a través de herramientas y equipos especializados se encargan de realizar descripciones de las áreas de trabajo en donde potencialmente se lleve a cabo un proyecto; por eso, como ingenieros es necesario entenderse satisfactoriamente con ellos, y a fin de cuentas, se debe tener conocimiento pleno de algunas de las actividades que ejecutan. Por esta razón por medio del presente trabajo se hará una descripción amena de los equipos más utilizados e importantes en el campo de la topografía, enfocándonos principalmente en su descripción y sus funciones; siendo esto una forma de saber para que sirven cada uno de las herramientas y equipos usados en la obtención de representaciones gráficas de los terrenos.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL Conocer las diferentes funciones de las herramientas y equipos utilizados en la ingeniería topográfica.
OBJETIVOS ESPECIFICOS Comprender el multifuncionamiento de la estación total como equipo de Topografía Definir los conceptos básicos de las herramientas usadas en levantamientos topográficos. Aprender sobre el uso adecuado de los equipos de medición.
HERRAMIENTAS Y EQUIPOS UTILIZADOS EN TOPOGRAFÍA La topografía básicamente es una ciencia que hace uso de herramientas matemáticas para realizar levantamientos, sin embargo para recopilar datos que puedan tratarse con tales herramientas, es necesario utilizar un grupo de instrumentos que faciliten la obtención de los mismos. Para esto, es conveniente establecer dos importantes grupos de herramientas que permitan explicar que son y cuáles son sus respectivas funciones. En topografía es posible definir que: “todos los trabajos necesarios para llevar a cabo un levantamiento topográfico, consiste en esencia en la medida de ángulos y distancias” [1]. Lo anterior indica que en su mayoría, los levantamientos topográficos no prescinden del uso de ángulos y distancias para efectuar los cálculos que hacen posible la proyección de los terreno en un plano, pues omitir algo como esto, sería como “ir a pagar un servicio público y olvidar el dinero para cancelarlo”; ante esto se reconoce, que siempre, aunque no se requiera, la toma de estas dos magnitudes contemplan un papel importante a la hora de hacer trabajos de campo. También cabe mencionar que usualmente se usa la cinta métrica para medir distancias y escuadras para recoger ángulos rectos, solo que estas herramientas no gozan de alta precisión, por tanto ahora es imprescindible usar aparatos sofisticados para recopilar información de las zonas levantadas. A continuación se pueden encontrar los dos grandes grupos de instrumentos usados en el campo de la topografía, los cuales son:
INSTRUMENTOS SIMPLES En efecto, los instrumentos simples forman parte de los elementos básicos para ejecutar un levantamiento, de los cuales podemos encontrar: cintas métricas y sus accesorios, escuadras, clisímetro, brújula, miras verticales y horizontales, planímetro, goniómetro, entre otros.
Cinta Métrica y Accesorios Consiste en una cinta que posee una unidad patrón, en la cual se compara el número de veces que este se repite con respecto a la longitud medida. Este tipo de elemento tienen un problema de precisión, ya que dependiendo de material que están hecho su tamaño original puede variar, debido a que se encontrara expuesta a temperaturas que produzcan tensiones; por esa razón no es muy amigable hacer uso de ella, pues se da para cometer errores de medición.
FIGURA 1
Plomada Es un elemento metálico generalmente construido en bronce y en forma de cono, que al dejarse colgar libremente de una cuerda puede seguir la dirección de la vertical.
FIGURA 2
Termómetro Debido al uso de cintas métricas se necesita mantener un termómetro que permita realizar mediciones de la temperatura en las condiciones actuales de la misma, puesto que bien se sabe, este instrumento de medida se somete a cambios de tensiones y temperatura, los cuales afectan considerablemente los cálculos.
FIGURA 3
Tensiómetro Es un instrumento utilizado para verificar que la tensión de la cinta es igual a tensión de calibración proporcionada por el fabricante. Evita por tanto, que las medidas de distancia tengan que realizarse la corrección por tensión y catenaria.
FIGURA 4
Jalones Generalmente son tubos de madera o aluminio que tienen diámetro aproximado de 2.5 cm y longitud de 2 a 3 m; en algunos casos se caracterizan por tener franjas rojas y blancas y una punta de acero. A veces se utiliza en funciones auxiliares tales como en el trazado de alineaciones y en la localización de puntos.
FIGURA 5
Fichas Son varillas de acero con diámetro de ¼ y longitud de 30 cm. Generalmente vienen en un juego de once fichas juntas en un anillo de acero y se utilizan para marcar posiciones a determinadas distancias.
FIGURA 6
Nivel de Mano - nivel (Locke) Es un pequeño instrumento de uso manual que sirve para nivelar, y que tiene un lente ocular de 12 cm de longitud, en el cual se puede observar simultáneamente reflejo de la imagen de la brújula del nivel y la señal que se esté colimando.
FIGURA 7
Nivel (adney) Consta de un nivel teórico de doble curvatura que está sujeta aun nonio, el cual puede girar alrededor de un semi círculo graduado fijo al ocular. Con este aparatos pueden medir ángulos verticales, desniveles, calcular alturas y lanzar visuales con una pendiente dada.
FIGURA 8
Escuadra de agrimensor Consta de un cilindro de bronce de 7 cm de alto por uno d 10 cm de diámetro, con ranuras a 90° y 45° para el trazado de alineamiento con estos mismos ángulos.
FIGURA 9
Escuadra de Prisma. Está construido por un prisma triangular cuyo ángulo de refracción es de 90°. Puede usarse sobre un bastón metálico o con la plomada.
FIGURA 10
Clisímetro Es un instrumento con las mismas funciones del nivel Adney descrito previamente. Costa de un circulo vertical A con escala porcentual para medir pendientes y escala angular para medir ángulos verticales.
FIGURA 11
Brújula Es un instrumento generalmente de mano que se utiliza en la determinación del norte magnético, direcciones y ángulos horizontales. Se emplea en reconocimientos preliminares en trazado de carreteras, levantamientos topográficos y elaboración de mapas geológicos.
FIGURA 12
Miras Verticales Son reglas graduadas en metros y decímetros, generalmente fabricada de madera, metal o fibra de vidrio.
FIGURA 13
Miras Horizontales Son instrumentos utilizados por lo general en la medición de distancias horizontales. La mira esta construida de una aleación de acero y níquel con un coeficiente termal de variación de longitud muy bajo.
FIGURA 14
Planímetro Es un instrumento de utilizado para determinar el área de figuras planas con forma irregulares. El área de una figura plana se mide fijando el anclaje en un punto externo a la figura y recorriendo en sentido horario con el punto trazador su perímetro. Finalmente, se toman lecturas del número de revoluciones y se multiplica por las constantes de proporcionalidad, la cual depende de la longitud del brazo trazador y de la escala de la figura.
FIGURA 15
INSTRUMENTOS PRINCIPALES Este grupo de instrumentos contempla a los más sofisticados, es decir, acopla equipos de alta precisión tales como a estación total, el teodolito, niveles, distanciometros, taquímetros y entre otros; los cuales son los más indispensables a la hora de realizar levantamientos topográficos, elaborar mapas geológicos y realizar diseños de carreteras, pues sus mediciones permiten obtener datos importantes como lo son las distancias y los ángulos. A continuación se encuentran alguno de los más destacados tipos de instrumentos y sus respectivas funciones dentro de las actividades que conciernen a la topografía actual.
Estación Total La estación es un equipo que si lo podemos asegurar, es el mas completo y eficiente instrumento de medición que cuenta la topografía actual, ya que indudablemente realiza cálculo de distancias, alturas y ángulos verticales y horizontales mediante una computadora instalada, la cual específicamente, contiene un sistema electromagnético que le permite efectuar este tipo de funciones, pues a fin de cuentas, ejecuta las operaciones que realizan otros equipos como el teodolito y e taquímetro. Estas estaciones por lo general suelen incorporar programas internos para almacenamiento de datos, replanteos, superficies, etc., y tienen sistemas para transferir de manera semiautomática los datos almacenados a uno ordenador.
FIGURA 16
Teodolito Es un aparato topográfico que su constitución posee un sistema óptico-mecánico capaz de medir ángulos horizontales y verticales. Por ser creados específicamente para medir ángulos, estos son medidos con mucha precisión. En algunos casos también pueden medir alturas y desniveles. Los teodolitos difieren entre si por la forma de los sistemas y lecturas En la actualidad también es posible encontrar teodolitos con sistemas electrónicos, desde luego por los avances de la industria electrónica en la elaboración de microchips que hacen posible la creación de teodolitos electrónicos con sistemas digitales de lectura de ángulos sobre la pantalla de cristal líquido, facilitando la lectura y la toma de datos a través del uso de libretas electrónicas de campo o tarjetas magnéticas que minimizan lo errores de lectura y anotación.
FIGURA 17
Taquímetro Es un aparato en la cual el retículo del anteojo dispone de hilos estadimetricos que permiten la medición de distancias.
Nivel Son instrumentos topográficos destinados para la determinación de diferencias de alturas entre puntos o desniveles. Su misión es lanzar visuales con la mayor precisión posible.
FIGURA 18
Clasificación de niveles Niveles de Plano: Su eje de colimación describe un plano horizontal en su giro alrededor del eje principal.
Niveles de línea: es necesario nivelar el aparato en cada nivelada. Niveles automáticos: son niveles de línea con horizontalización automática.
FIGURA 19
Distanciometros electrónicos La medida de distancia no es una tarea fácil, pues en cierto momento implica usar cintas métricas que hacen el trabajo un poco tedioso y largo; por esa razón la industria topográfica adopta un instrumento capaz de medir distancias con solo oprimir un botón; precisamente, hablamos del distanciómentro, uno aparato el cual requiere de transmisores y receptores en ambos extremos en la distancia a medir para dar un resultado que represente la longitud entre un punto y otro [2].
.FIGURA 20
CONCLUSIONES A partir de la recopilación de información que sustentara la explicación de cada uno de los equipos utilizados en topografía y sus respectivas funciones, es posible considerar que, la topografía es una disciplina imprescindible para la ejecución de cualquier proyecto o actividad que implique el uso del espacio, puesto que de alguna manera será necesario reconocer cada una de sus característica para tomar decisiones pertinentes que garanticen una buen planeamiento, seguimiento y ejecución de alguna actividad ingenieril; y para ello es importante saber interpretar los datos topográficos y conocer si su obtención se llevó cabo con un adecuado y correcto uso de los equipos, es decir, ser conscientes de que cada resultado deberá ser cuidadosamente analizado para evitar problemas de cálculos y dimensionamiento del terreno; a raíz de eso, se procede a considerar si tales operaciones contemplan una realidad clara y precisa del espacio del cual necesitamos poner a disposición.
BIBLIOGRAFIA
[1]Peña. Jacinto, Manual de Practicas de Topografía y Cartografía. Servicio de Publicaciones, Universidad de la Rioja, España, 2005. [2]Casanova, Leonardo. Topografía Plana, Facultad de Ingenierías departamento de vías, Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela, 2002.
