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UNPRGFICSA-Escuela Profesional de Ingeniera Civil

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURAEscuela Profesional de Ingeniera CivilCURSO :TOPOGRAFA IPROFESOR:ING.BOCANEGRA JACOME MIGUEL.TTULO:NIVELACIN GEOMTRICA EN UN CIRCUITO.ALUMNO(S): BUENO HERNNDEZ, Jarly.111909-HCAMPOS CHUPILLN, Jos Luis.111910-FCUBAS PREZ, Carlos.114544-KCUEVA RODRGUEZ, Willan Enrique.111914-AFERNNDEZ FONSECA, Kelvin Alexander.111921-HFERNNDEZ HUAMN, Timoteo.111922-DLAPOINT VEGA, Dennis Guillermo.100419-DMARTNEZ HUACHES, Rodil.115582-CPARRILLA GUERRERO, Dilver.111940-BTAFUR CAMPOS, NilserNelzon.111945-DLambayeque, Junio del 2013.INTRODUCCIN.La nivelacin es uno de los criterios fundamentales que se lleva a cabo en la gran mayora de obras de ingeniera civil, ya sea en el anteproyecto o bien para el trazo definitivo el cual se va utilizar en la construccin de obra o proyecto que se est llevando a cabo.Hay varias clases de nivelacin, una de ellas y muy importante es la nivelacin geomtrica, la cual se utiliza en la vida ingenieril para el desarrollo de tal o cual obra que se lleva a cabo.La precisin de cada nivelacin depende mucho del tipo de obra que se va a realizar, puede ir desde una nivelacin de baja precisin, como la que se lleva a cabo en reconocimientos o anteproyectos (nivelacin aproximada o de reconocimiento) hasta una de buena precisin como la que se lleva a cabo para el trazo definitivo de canales, trabajos urbanos de agua y desage (nivelacin de precisin).O an mas all la nivelacin que se utiliza para determinar puntos permanentes (nivelacin de alta precisin), este tipo nivelacin no es de uso comn en los ingenieros civiles.En el presente informe se da a conocer cierta teora acerca de la nivelacin geomtrica, intrumentos que se usan y la forma en que nuestra brigada llev a cabo la prctica de campo correspondiente a la nivelacin geometrica en un circuito.

OBJETIVOS. Determinar alturas mediante nivelacin geomtrica en un circuito. Determinar alturas con la precisin adecuada para su uso en determinadas obras de Ingeniera Civil. Utilizar adecuadamente el nivel automtico, mira parlante y dems instrumentos utilizados en nivelacin.

FUNDAMENTO TERICO.A. DEFINICIONES IMPORTANTES.

a) Cota, altura o elevacin:Viene a ser la distancia existente desde una superficie arbitrariamente tomada como superficie de nivel y un punto sobre la tierra.b) B.M.(Bench Mark):Son marcas fijas colocadas en el terreno de cota conocida, pueden ser: Absolutos: Cuando se refieren al Geoide. Relativos:Cuando estn referidos a una superficie de nivel cualquiera.

c) Error por paralaje:

Es aquel error que se comete cuando se hace la lectura de mira cuando el foco de los hilos y el foco de la imagen no estn en el mismo plano, de tal manera que se ven borrosos. Este error es el ms temido por los topgrafos, ya que si se comete se tiene que regresar nuevamente al campo a hacer la nivelacin.

B. NIVELES PTICO-MECNICOS.Para el estudio de las alturas con precisin son usados los Niveles de Ingeniero ptico-mecnicos y sus miras, que permiten actualmente un trabajo rpido y con la suficiente exactitud para la mayora de Levantamientos Topogrficos.En la actualidad se usa normalmente los Niveles Automticos y Miras Parlante, debido a su facilidad de uso, pero tambin pueden ser usados los Niveles basculantes y las Miras de Tarjeta que ya estn quedando obsoletos.a) Nivel Basculante.En la actualidad este tipo de niveles ya se han dejado de fabricar, pero en algunos lugares an se siguen utilizando por lo que es importante tener referencia de ellos. Partes.Se pueden reconocer las siguientes partes: Base nivelante: Compuesta por dos plataformas de altura desigual o una plataforma que puede contener un dispositivo de rtula, tres o cuatro tornillos nivelantes. En cualquier caso la funcin de la base nivelante es colocar horizontal el instrumento. Limbo horizontal: Presente solo en algunos modelos, permite hacer lectura de ngulos acimutales normalmente con una precisin de 0.5 . Nivel de aire esfrico: Que permite nivelar la base nivelante. Tornillo tangencial: Que hace pequeos movimientos horizontales. Tornillo basculante: Que realiza movimientos micromtricos del anteojo en un plano vertical. Nivel de aire cilndrico: Que es nivelado con el tornillo basculante. Un anteojo: Que puede ser de imagen invertida o derecha. Un tornillo para enfoque de imagen: Permite colocar en foco la imagen que nos muestra el anteojo. Tornillo para enfoque de hilos: Coloca ntida la imagen de los hilos del retculo.

Forma de uso:Para usar este tipo de nivel hay que realizar lo siguiente: Colocar el trpode del instrumento el terreno firme, y clavar sus patas tratando en lo posible que la plataforma que recibir el nivel lo ms horizontal que se pueda. Colocar le instrumento sujetndolo al trpode, luego proceder a nivelarlo por medio de su base nivelante y su nivel de aire esfrico, de tal modo que al hacer rotar el anteojo quede en todo momento el nivel de aire dentro de su reparos. Buscar con e anteojo la mira, luego hacer coincidir el hilo vertical de la cruz filar con ella. Nivelar el nivel de aire cilndrico con el tornillo basculante y proceder a hacer la lectura; por cada visual si es necesario se tiene que centrar la burbuja del nivel de aire cilndrico.

b) Nivel automtico.Estos niveles a diferencia de los niveles basculantes carecen del dispositivo de basculacin, pues resulta innecesario debido a que cuenta con un sistema especial que automticamente nivela el instrumento, basta el nivelar su base nivelante y el resto lo realiza l.Externamente son similares a los niveles basculantes solo no contando con el nivel de aire cilndrico y el tornillo de basculacin.

Forma de uso:Tambin resulta parecida a la del nivel basculante, la diferencia est en que solo se nivela la base nivelante y despus se pueden hacer las visuales que se crean convenientes sin la necesidad de preocuparse por la basculacin.C. EL TRPODE.Instrumento topogrfico que sirve como base para sostener el nivel, hecho para colocarse en una superficie suave, fijndolo de una manera que al hacer su uso no se deslice.

D. MIRA PARLANTE.Consiste en una regla de madera de tres, cuatro o ms piezas; pintada con un sistema de patrn nico (patrn de letras E de diferentes colores), el cual tiene una serie de marcas que son distinguibles a distancias (100, 200, 700 metros de distancia), graduadas hasta el centmetro (menor graduacin), pero a diferencia de la cinta topogrfica que su menor graduacin me da una idea de su precisin, la precisin de la mira depende de la distancia a la cual se va a trabajar.

E. NIVELACIN GEOMTRICA.Es la forma ms precisa de obtener las alturas cuando se realiza un estudio de alturas.Se distinguen dos clases de nivelacin geomtrica:a) Nivelacin Simple o diferencial.Este tipo de nivelacin geomtrica es usada cuando se puede apreciar a los puntos motivo del estudio desde un punto intermedio, donde colocar el instrumento y la distancia que hay hasta la mira permite hacer las lecturas con la precisin requerida.La manera de proceder es la siguiente: Realizar el reconocimiento del terreno y determinar la distancia que separa a ambos puntos (puede ser a pasos o con cinta. Encontrar el punto medio de la distancia entre los puntos analizados y buscar un lugar donde colocar el trpode del instrumento, sin ser necesario estar dentro del alineamiento, lo importante es colocar el trpode del instrumento en terreno firme. Una vez instalado colocar la mira sobre el primer punto (B.M) y hacerle una Vista Atrs. Luego colocar la mira en el segundo punto y hacerle una Vista Adelante.Considerando:

Como se conoce la cota del punto A, entonces la cota de B ser:

b) Nivelacin Compuesta.Se usa si no podemos aplicar una Nivelacin Diferencial, por la gran distancia que separa a ambos puntos, por obstrucciones o por la necesidad de nivelar otros puntos.Se procede de la siguiente manera: Realizar el reconocimiento del terreno a nivelar para poder establecer las posibles rutas a seguir. Instalar el instrumento en un lugar cercano al punto de cota conocida (B.M), la distancia entre ellos estar en funcin de la precisin requerida para el levantamiento. Colocar la mira sobre el punto de cota conocida y realizar una Vista Atrs. Colocar la mira en un punto auxiliar (P1), que se encuentra a la misma distancia del instrumento que el punto anterior de cota conocida (B.M) y que nos permita ir acercndonos a los puntos que deseamos nivelar, luego hacerle una Vista Adelante. Trasladar el instrumento, no sin antes indicar al portamira que el punto donde se encuentra (P1) ser un Punto de Cambio (toda estacin que tiene doble vista, Vista Atrs y Vista Adelante), luego instalar el Nivel en terreno firme y a una distancia de acuerdo a la precisin necesitada. Hacer una Vista Atrs al punto anterior (P1). Trasladar la mira a un punto auxiliar (P2), teniendo en cuenta que la distancia P1-Instr. sea igual a Instr.-P2. Puede ser esta longitud diferente a B.M-Instr., pues la igualdad entre distancias solo persigue eliminar los errores por curvatura y refraccin y que la diferencia de nivel entre puntos est dada por la diferencia entre lecturas de mira. Hacer una Vista Adelante sobre el punto (P2). Si an nos falta por llegar a los puntos materia del estudio ser necesario continuar con punto de cambio, Vista Atrs y Vista Adelante hasta alcanzarlos con Vistas Adelante. Para llevar un control de error es preferible regresar al punto de partida (B.M), as de esta manera si existe discrepancia entre la cota real del punto (B.M) y la cota que encontramos para este mismo punto, podremos corregir las alturas.

F. NIVEL AUTOMTICO CST/berger.Es uno de los tantos niveles automticos que en la actualidad existen en el mercado, sin duda un equipo con alta precisin, este es el que se utiliz en la prctica de campo. PARTES DEL NIVEL CST/berger.

Lnea de mira simple

Protector Foco de la imagen de los hilos

Extremo objetivo

Extremo ocular

Tornillo tangencial horizontal

Foco de la imagen de la mira

Protector

Espejo

Nivel circular

Tornillo tangencial horizontalTransportador

Tornillos nivelantes

CORRECTA UTILIZACIN DEL NIVEL AUTOMTICO CST/BERGER.Cmo fijar el Nivel Automtico en el trpode.Para lograr este objetivo se sigue el siguiente proceso: Aflojar los tornillos de la parte inferior. Sostener de los costados lastres patas para que no se deslice y colocarlo en el piso. Luego deslizar las patas hasta una altura adecuada que nos permita trabajar, para el caso del nivel se recomienda que el trpode llegue a la altura del mentn del observador. Se ajustan los tornillos para que quede fija la altura. Luego se abren las patas de tal manera que entre pata y pata haya aproximadamente de 90 cm. a 1.00 m. formando un tringulo equiltero de preferencia. Tratar de poner en lo posible la base del trpode de manera horizontal, una vez que est horizontal las patas deben de estar firmes para no deslizarse, ello se logra presionando los aditivos que se encuentran en las patas de manera que el equipo quede firme. Una vez colocado el trpode recin se procede a colocar el nivel con mucho cuidado. Se saca con cuidado el nivel de su caja, luego se ensambla la base del nivel con el tornillo que se encuentra en el trpode colocndolo ms o menos en la parte central del trpode.Cmo nivelar correctamente el Nivel Automtico. Ahora se procede a nivelar el nivel de aire circular del equipo, para ello se utiliza el pequeo espejo y el mecanismo de los tres tornillos que se encuentran en la base inferior del nivel. Se coloca el anteojo en medio de dos tornillos, luego se gira los tornillos hacia adentro o hacia afuera de tal manera que la burbuja quede entre los dos extremos ya sea en la parte inferior o superior. Para terminar la nivelacin se utiliza el tercer tornillo hasta que la burbuja quede dentro del crculo negro reflejado en el espejo, no especficamente en el centro ya que al estar dentro de este crculo el equipo empieza a funcionar en la parte automtica y lo termina de nivelar. Ahora el equipo queda listo el equipo para trabajar.Cmo realizar una correcta lectura de la mira. Se hace puntera a la mira con la lnea de mira simple. Luego se ve por el extremo ocular, se pone en foco la imagen con los hilos, una vez que ya se ha logrado poner en foco ya estamos listos para hacer la lectura de mira. Pero en el equipo que hemos utilizado para la prctica antes de realizar la lectura de mira se tiene que presionar el botn de compensacin que se encuentra debajo del extremo ocular, esto con el fin de ver si el compensador est bien (al presionarlo y soltarlo la cruz filar sube y baja, si al estabilizarse queda en la misma posicin anterior el equipo est bien y si cae en otra posicin el equipo debe ir a reparacin tcnica).

G. PRECISIN DE LA NIVELACIN GEOMTRICA.

1. Nivelacin aproximada o de reconocimiento.Como la que se lleva a cabo en reconocimientos o anteproyectos.Para estar dentro de una nivelacin aproximada se debe usar: Visuales hasta de 300 m. Lectura de mira apreciando los 3 cm. No hay que preocuparse por la igualdad de visuales a la vista atrs o adelante. El error mximo permisible en metros es igual a , donde K es la distancia recorrida en Km.

2. Nivelacin Ordinaria.Como la que se utiliza en la construccin de carreteras u otras construcciones.Para estar dentro de una nivelacin ordinario se debe tener en cuenta: Visuales hasta de 190 m. Lecturas de miras aproximadas en 2 mm. Visuales a la vista atrs y adelante iguales cuando se siguen itinerarios largos. Puntos de cambio sobre cuerpos slidos. El error mximo permisible o tolerable en metros es igual a , donde K es la distancia recorrida en Km.

3. Nivelacin de Precisin.Nivelacin adecuada para el trazo definitivo de canales, trabajos urbanos de agua y desage.Para estar dentro de una nivelacin de precisin se debe usar: Visuales no mayores de 100 m. Lecturas de mira hasta el milmetro. Visuales a la vista atrs y adelante iguales. Puntos de cambio sobre bases perfectamente slidas. Trpode siempre en terreno muy firme. El error mximo permisible o tolerable en metros es igual a , donde K es la distancia recorrida en Km.

4. Nivelacin de Alta Precisin.Usada para determinar puntos permanentes (BM) que sirven como red de apoyo.Para estar dentro de una nivelacin de precisin se debe usar: Visuales no mayores de 90 m. Lecturas de mira aproximadas en de milmetro. Nivel protegido del sol. Puntos de cambio sobre planchas o clavos. Visuales a la vista atrs y adelante medidas con estadia (proviene del mtodo estadimtrico) Trpode sobre terreno slido. El error mximo permisible o tolerable en metros es igual a , donde K es la distancia recorrida en Km.

H. CORRECCION DE COTASSe usa como nico parmetro las distancias recorridas.1. Caso de un circuito.Se utiliza la siguiente regla de tres:

PRCTICA DE CAMPOA. Localizacin:Ciudad Universitaria U.N.P.R.G

DBCB.MAB. Trabajo encargado:El trabajo de campo encargado consisti en lo siguiente:Dado el B.M (ubicado tras del segundo pabelln de aulas) de cota 14.328 m.s.n.m se pide determinar las cotas de los puntos: A (ubicado al costado del Sindicato de Trabajadores Administrativos). B (ubicado en la parte trasera del coliseo universitario). C (ubicado en frente de la segunda banquilla de la entrada principal de la universidad) D (ubicado al costado de la banca de enfrente del Museo de Historia Natural)Siendo la visual mxima a utilizar 60 metros.C. Materiales e instrumentos.Los materiales e instrumentos que se utilizaron para cumplir con el trabajo encargada fueron los siguientes: 1 Nivel Automtico. 1 mira. 1 cinta topogrfica. 2 jalones. Estacas. Tizas.

D. Procedimiento y toma de datos.Para determinar las cotas de cada punto se tomaron las siguientes consideraciones:

Visuales de 30 a 40 metros. Lecturas de mira hasta el milmetro. Visuales a la Vista Atrs y Adelante iguales.* Trpode en terreno firme y en algunos casos fijado en las juntas de las veredas, pista (con el fin de mantenerlo firme y as lograr una mayor precisin)

*No era necesario la igualdad de visuales, ya que el error por curvatura terrestre y refraccin atmosfrica no es notorio debido a que en la ciudad universitaria las itinerancias son cortas, lo que no sucede en el trazo de una carretera en la cual s se toma en cuenta el error por curvatura terrestre y refraccin atmosfrica y por lo tanto si es necesario emplear igualdad de visuales.

Se trabaj con la igualdad de visuales con el fin de ir preparndose para realizarnivelaciones en las que las itinerancias son largas como en el trazo de carreteras.

Se dividi a la brigada en equipos con el fin de lograr de optimizar el tiempo.

Primer equipo:guiados por uno de los integrantes que estuvo presente en la sealizacin de los puntos A, B, C y D dados por el docente.

4 integrantes realizaron el alineamiento de jalones, medicin de distancias y sealizacin de los puntos (donde se colocara el nivel y los puntos auxiliares). 1 integrante encargado de tomar fotos y tomar nota del trazo del recorrido y las distancias recorridas.

Segundo equipo:guiados por el otro integrante que estuvo presente en la sealizacin de los puntos A, B, C y D dados por el docente.

2 integrantes se encargaron del equipo (trpode + nivel automtico) 2 integrantes colocaban la mira en los puntos de cambio. 1 integrante se encarg de tomar nota de las lecturas de mira.

El procedimiento seguido para la determinacin de las cotas de los puntos A, B, C y D fue el siguiente:

Trazo, sealizacin, ubicacin de puntos auxiliares y medicin de distancias. Partimos desde el B.M (punto de cota conocida) con rumbo al punto A. El primer equipo (encargado de la alineacin, medicin de distancias y sealizacin de puntos donde se colocara el nivel y la mira)coloc y aline el primer jaln a 30 m del B.My el segundo jaln a 60 m respecto al B.M(distancias medidas con la cinta topogrfica). Ambos puntos se sealizaron con estacas. Se aline nuevamente los jalones (uno a 30 m de del primer punto de cambio y el otro a 60 m del mismo) y se fij los puntos (en la parte con concreto se marc con tiza y en la parte de suelo se coloc estacas) Se aline los jalones (uno a 27 m de del segundo punto de cambio y el otro a 52.55 m del mismo, llegando as al punto A) para fijar el punto donde iba a colocarse el nivel se marc con tiza. Este mismo criterio y proceso utilizado en el tramo B.M-A se us para los dems tramos (A-B, B-C, C-D y D-B.M), cerrando as nuestro circuito.Nivelacin: lecturas de mira, vista atrs y vista adelante.Paralelamente el segundo equipo y con un intervalo atrs del primer equipo (para mayor facilidad de trabajo y no haya interrupciones) se realiz las lecturas de mira, vista atrs y vista adelante. Se mont en forma de plomada un corrector atado a un nylon el cual se coloc en el trpode. Fijamos el trpode en el punto donde se coloc la primera estaca (30 m respecto al B.M), en el cual montamos el nivel siguiendo el procedimiento ya descrito en el fundamento terico se logr la nivelacin del instrumento. Se coloc la mira en el B.M. Hicimos puntera a la mira con la lnea de mira simple. Se coloc en foco la imagen con los hilos, luego de lograr la nitidez necesaria se hizo una lectura inicial de la mira. Se presion el botn de compensacin de tal modo que la lectura final coincidi con la inicial, obtenindose as la vista atrs del B.M y tomndose nota de esta lectura. Luego se coloc la mira en el punto auxiliar 1, al cual se hizo una vista adelante, siguiendo el mismo proceso consignado anteriormente para hacer su correcta lectura, tomando nota de la misma. De igual modo se coloc y acondicion el equipo (trpode + nivel) en el punto designado para ste (a 30 m del punto auxiliar 1) Se coloc la mira en el punto auxiliar 1, al cual se le hizo una vista atrs siguiendo el mismo procedimiento y criterio que se utiliz anteriormente, tomando nota de sta. Se coloc la mira en el punto auxiliar 2, al cual se le hizo una vista adelante la que tomamos nota. Se acondicion el equipo en el punto sealado (a 27 m del punto auxiliar 2 y a 25.55 m del punto A). Se coloc la mira en el punto auxiliar 2, al cual se le hizo su respectiva vista atrs y su anotacin en el cuaderno de apuntes. Se coloc la mira en el punto A, al cual se le hizo una vista adelante, tomamos nota de la lectura hecha. Este mismo criterio y proceso utilizado en el tramo B.M-A se us para los dems tramos (A-B, B-C, C-D y D-B.M), cerrando as nuestro circuito.Los resultados obtenidos se muestran en la siguiente tabla:PuntoDistancia (m)Vista AtrsAltura del instrumentoVista AdelanteCota (m.s.n.m)

B.M30-301.24615.57414.328

130-301.16915.4841.25914.315

227-25.551.52215.6431.36314.121

A30-301.77815.8901.53114.112

320-18.101.39815.8381.45014.440

B30-301.23115.6271.44214.396

130-301.49515.5921.53014.097

530-301.42015.6111.40114.191

67.45-7.561.37115.821.16214.449

C30-301.73916.2071.35214.468

736-33.8460.82815.5401.49514.712

D30-301.33615.6371.23914.301

820-201.46415.7901.31114.326

97.50-7.501.40214.7321.46014.330

B.M1.40214.330

Se tiene:

Correccin de cotas:

PuntoDistancia desde B.M (m)Cotas observadasCorreccionesCotas compensadas

B.M014.32814.328

160.00014.315

14.3148

2120.00014.121

14.1207

A172.55014.112

14.1115

3232.55014.440

14.4393

B270.65014.396

14.3952

4330.65014.097

14.0961

5390.65014.191

14.1899

6450.65014.449

14.4489

C465.66014.468

14.4667

7525.66014.712

14.7105

D595.50614.301

14.2993

8655.50614.326

14.3242

9695.50614.330

14.32804

B.M710.50614.330

14.328

Circuito cerradoCotas de los puntos A, B, C y D compensadas.Circuito cerradoCotas de los puntos A, B, C y D encontrados con nivel y distancias recorridas de punto a punto (medidas con cinta topogrfica)

CONCLUSIONES:Del trabajo encargado se concluyen los siguientes resultados:PuntoDistancia al B.M(m)Cotas obtenidas con nivel (m.s.n.m)Cotas compensadas (m.s.n.m)

B.M014.32814.328

A172.55014.11214.1115

B270.65014.39614.3952

C465.66014.46814.4667

D595.50614.30114.2993

E.C=+0.002

ANEXOS:

Realizando Vista Atrs al punto auxiliar 1.

Realizando Vista Adelante al punto auxiliar 3.

Nivelando, poniendo en foco la imagen con los hilos y realizando vistas.

Realizando trazo, medicin de distancias entre puntos.

Punto auxiliar fijado en terreno

Portamira fijando la mira en el Punto A.

Brigada N 02-Topografa IBrigada N 2

Topografa