INFORME DE PRÁCTICA TOPOGRÁFICA Nº 003-2012-UNSCH-EFPIC

AL: Ing. YANGALI GUERRA, Floro Nivardo

DE: PILLACA GARCIA, Miguel Ángel HUAMAN JUNCO, Liz Evelyn ORE CURI, Rhuter Jhonatan GARCIA NICOLAS, Deyvis HUARACA YUYALI, Alex VERDE CARBAJAL, Jenchluis Ricardo

ASUNTO : Levantamiento con cintaFECHA DE REALIZACION : Lunes, 15 de octubre del 2012

FECHA DE ENTREGA : Lunes, 22 de octubre del 2012

CUADRILLA DE TRABAJO : GRUPO Nº 01

INTRODUCCIÓN:

En topografía se hace evidente la necesidad de contar con una ciencia que se ocupe de la medición del terreno, tanto en la planimetría, es decir, las dimensiones horizontales de éste, como en la altimetría o diferencias de altura o cotas. He ahí la Topografía, ciencia que responde a estas interrogantes llevando las dimensiones del terreno, en una forma sorprendentemente precisa, a representaciones gráficas que son de gran utilidad, y más aún, de vital importancia, para el desarrollo de la ingeniería, ya que de los resultados de las medidas topográficas depende directamente la ubicación, tanto en el plano como en la cota, de cualquier obra civil que se haya estudiado correctamente.

Al conjunto de operaciones necesarias para representar topográficamente un terreno se denomina Levantamiento y la señalización necesaria para llevar los datos existentes en un plano a terreno se denomina Replanteo. El levantamiento realizado con cinta está dentro del marco de la planimetría, que es la parte de la topografía que estudia el conjunto de métodos y procedimientos destinados a representar la superficie del terreno como un plano horizontal sobre el cual se proyectan los detalles y accidentes prescindiendo de las alturas.

En el presente informe queremos dar a conocer un levantamiento topográfico en el cual hemos utilizado la cinta y brújula, para ello realizamos una medición de un terreno ubicado en la ciudad universitaria (PABELLON CORRESPONDIENTE AL LABORATORIO DE ING. MINAS), se pretende mostrar en un plano todos los detalles existentes en el terreno, para tal efecto ocuparemos el método de levantamiento con cinta.

LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO CON CINTA

I. MARCO TEORICO:

1. Levantamiento topográfico

Es el conjunto de operaciones que se necesita realizar para poder confeccionar una correcta representación gráfica planimétrica, o plano, de una extensión cualquiera de terreno, sin dejar de considerar las diferencias de cotas o desniveles que presente dicha extensión. Este plano es esencial para emplazar correctamente cualquier obra que se desee llevar a cabo, así como lo es para elaborar cualquier proyecto. Es primordial contar con una buena representación gráfica, que contemple tanto los aspectos altimétricos como planimétricos, para ubicar de buena forma un proyecto.Para realizar un levantamiento topográfico se cuenta con varios instrumentos, como en este caso que solo se va a trabajar con una huincha para las mediciones, fichas para marcar los puntos que se van a levantar, jalones y cuerdas para el alineamiento de distancias rectas que se van a medir, plomadas, nivel y otros accesorios más que serán de gran ayuda.

El proceso de levantamiento se divide en lo siguiente:

PLANEACION Y DISEÑO DEL PROYECTO:

a) Elección de exactitudes: realizar el diseño y planificación del proyecto que consiste básicamente en lo que se quiere realizar o lograr en un determinado tiempo. Ese proceso implica reflexión a partir de un marco teórico-conceptual a una realidad social

b) El estudio de control existente: el cual consiste en la revisión de los documentos de la zona del proyecto a fin de ubicar los controles horizontales y verticales que pueden existir en los alrededores del levantamiento

c) El reconocimiento del terreno: Es la etapa por la cual se investiga, razona y deduce los métodos más apropiados para llevar óptimamente el trabajo de campo, determinar los sitios más ventajosos para poder ubicar los vértices de la poligonal de apoyo y luego seleccionar los instrumentos, determinar la cantidad de personal y el tiempo que durara el trabajo

d) Elección de los instrumentos y métodos: Dependiendo de las exactitudes que requieran así los instrumentos precisos ahorran tiempo pero no son muy económicos

e) Elección del método de cálculo: Se debe de establecer el método más eficaz para manejar los datos que se van recibiendo del campo y seleccionar las formas de cálculo

TRABAJO DE CAMPOEs el conjunto de operaciones desarrolladas en el terreno y se reduce a la medida de distancias y ángulos, anotándose los resultados en la libreta de campo y haciendo los croquis y observaciones correspondientes y necesarias. Se establecen los puntos y líneas de referencia de la poligonal con respecto las cuales se determinan la posición de todos los detalles del terrenoEs el conjunto de operaciones matemáticas que permiten calcular la libreta de campo y ejecutar el dibujo del plano a escala y el dibujo mismo de los planos, perfiles, secciones transversales, etc.

TRABAJO DE GABINETE:Es el conjunto de operaciones matemáticas que permiten calcular la libreta de campo y ejecutar el dibujo del plano a escala y el dibujo mismo de los planos, perfiles, secciones transversales, etc.

CUIDADO Y AJUSTE DE LOS INSTRUMENTOSLa exactitud de los trabajos de campo depende fundamentalmente de la precisión de los instrumentos, por ello es necesario con esmero, compararlos y ajustarlos periódicamente, se debe de tener como norma comprobar los instrumentos cada vez que se va a iniciar el trabajo

2. Levantamiento de pequeñas parcelas:

En este tema nos referimos a los métodos empleados en los levantamientos de parcelas hasta de 5 hectáreas de superficie.

En todo levantamiento topográfico, la primera operación que debe de realizarse es el reconocimiento cuidadoso del terreno o edificio cuyo plano se desea confeccionar, con el fin de obtener una idea general de su forma, elegir los métodos más apropiados para el trabajo de campo, determinar los sitios más ventajosos para ubicar los vértices de la poligonal de apoyo, seleccionar los instrumentos, determinar la cantidad de personal necesario y el tiempo que durara el trabajo.

Al definir los vértices se procurara que la poligonal se adapte, en lo posible, a la forma del terreno, con el menor número posible de lados y el mayor número de estaciones sean posibles entre sí. Los alineamientos seleccionados no deben

presentar dificultades para su mesura, debe evitarse los alineamientos cuya pendiente cambia con frecuencia y tengan abundante maleza, las mejores líneas son los senderos y caminos de pendiente uniforme; la longitud de las alineaciones no debe de exceder al alcance visual, de modo que pueda distinguirse claramente la enfilación de los jalones, es decir, que las líneas no deben ser mayores a los 350 m de longitud.

Simultáneamente al reconocimiento se debe de dibujar un croquis señalando la ubicación de las parcelas, el nombre de los propietarios, nombre de los linderos, situación de los vértices de la red de apoyo y todos los detalles que se crean necesarios tales como los caminos, ríos, lagunas, pantanos, puentes, alambradas, etc. Además se anota la longitud y mediante de las líneas; las medidas se anotan en la dirección en que se recorrió la línea y las pendientes se señalan con pequeñas flechas que apuntan hacia la parte baja. Los detalles se anotan empleando partes del croquis anterior.

En el trabajo de campo, cuando es difícil medir directamente una línea, como en el caso de cercos, se traza una paralela levantando perpendiculares en sus extremos; los vértices deben de ser bien referenciados a objetos permanentes con la finalidad de poder encontrar fácilmente en caso de tener que volver al terreno a corregir algún error o replantear líneas de algún proyecto. Antes de dar por terminado el trabajo de campo, deben de medirse algunas líneas que sirvan de comprobación

3. Poligonación:Consiste en trazar una serie de líneas rectas que conectan puntos sucesivos establecidos a lo largo del camino que se recorre con un levantamiento. A los puntos que definen los extremos de las líneas que forman la poligonal (lados de la poligonal), se le denomina estaciones o puntos de la poligonal. La distancia que existe entre esos puntos sucesivos medidos sobre la poligonal, se denomina por medición directa con cinta

Si las coordenadas de la primer estación son las mismas

que las de la última, entonces la poligonal es cerrada (fig. 1). En cambio, si la primera estación no es la misma que la última, la poligonal es abierta (fig. 2). Una poligonal cerrada tiene controles angulares y lineales y por lo tanto los errores de las mediciones pueden corregirse o compensarse. Lo mismo sucede en una poligonal abierta cuando la primera y la última estación tienen coordenadas conocidas o están vinculadas a puntos de coordenadas conocidas (Fig. 3). En cambio si las coordenadas del primer y último vértice son desconocidas, la poligonal no se puede controlar ni compensar. Si se conocen las coordenadas solamente del primer vértice de una poligonal abierta, se dice que la poligonal está vinculada, pero no ofrece controles. También se denominan poligonales de circuito cerrado, cuando la poligonal es cerrada y forma un polígono, mientras que a las poligonales abiertas con los extremos conocidos se las llama poligonal de línea cerrada.

A1: Vértices α1: Ángulos

A1A2: Lados RA1A2: Rumbo

Cada tipo de poligonal tiene sus aplicaciones, aunque siempre es recomendable construir una poligonal cerrada. Una poligonal abierta puede realizarse cuando el levantamiento es expeditivo, por ejemplo el levantamiento de una secuencia sedimentaria.Conociendo las coordenadas cartesianas del primer vértice y el rumbo del primer lado, se pueden obtener las coordenadas de todos los puntos sucesivos. Si no se conocen las coordenadas del primer punto ni el rumbo del primer lado, pueden asignarse coordenadas y rumbo arbitrario. De esta manera se puede representar la posición relativa de las estaciones.

A y B: Puntos de coordenadas conocidas RA y RB: Rumbos conocidos

4. Tipos de errores:Los tipos de errores los podemos definir de la siguiente manera Errores accidentales Error instrumental: imperfección en la fabricación o un mal ajuste del

instrumento Error personal: leer mal los datos en el instrumento Error natural: en los cuales pueden influir, temperatura, humedad, viento, etc. Errores sistemáticos: error debido a una causa permanente y conocida o

desconocida, entre ellos están Error por conexión instrumental deficiente Error en la graduación defectuosa de nivel Error por desnivel del terreno Errores accidentales como: pequeñas inexactitudes fortuitas Error por no centrar bien la burbuja de aire Error en las lecturas de la mira Error por mala anotación en el registro Error por mala anotación en el registro

5. Medición de lados de la poligonal:

Los lados de la poligonal se miden con cinta métrica. Para trabajos expeditivos las distancias pueden obtenerse con taquímetro y mira vertical, con hilo o a pasos. Se miden al menos dos veces, ida y vuelta cada lado, con el objetivo de tener un control, y obtener un error en sus medidas, ya que la medida de ida no va a ser totalmente igual a la medida de vuelta

Para la medición de lados de la poligonal hay una tolerancia, y por esta tolerancia se entiende que existe un Error máximo permisible, y este error máximo es de acuerdo al tipo de instrumento que se utiliza, si es una huincha de lona con la que se trabajó, entonces el error máximo permisible (Emp) es:

Emp= 1cm5000cm

=1cmen50m

Dónde: E<< Emp

6. Medición de ángulos de la poligonal:

Procedemos a calcular los 5 ángulos, de acuerdo al siguiente procedimiento:

Establecemos el ángulo a medir, luego como en la figura, construimos geométricamente un triángulo isósceles, marcando cada diez metros del punto E con una ficha en el punto P y Q, de esta manera con operaciones trigonométricas determinamos el ángulo buscado.

Luego de determinar los 5 ángulos procedemos a hallar el Error de Cierre de la siguiente manera.

7. Error de cierre angular:Cuando se miden los ángulos internos de una poligonal cerrada es posible efectuar un control de cierre angular, dado que la suma de los ángulos interiores de un polígono es igual a 180°(n-2). El error de cierre angular es igual a la diferencia de la sumatoria de los ángulos medidos menos la ecuación: 180°(n – 2), como se ve a continuación.

El error de cierre angular debe ser menor o igual que la tolerancia. Por tolerancia se entiende el error de cierre máximo permisible (Ecmp). La tolerancia depende de los instrumentos que se utilizan y los métodos de levantamiento que se aplican. Si se trata de levantamientos poco precisos, como el utilizar huincha y jalones para alineamientos.

DONDE: “n” es la cantidad de datos

Ec << Ecmp

Este control se realiza en el campo, de tal manera que si el error es mayor que la tolerancia (error grosero) puede realizarse la medición nuevamente, hasta obtener un error de cierre menor que la tolerancia.

Una vez obtenido el error de cierre angular menor o igual que la tolerancia se procede a compensar los ángulos. Una forma de compensar los ángulos es por partes iguales. P ara obtener la corrección angular C, se divide el error de cierre por el número de vértices (n).

Obtenida la corrección, se suma o se resta de acuerdo al signo del error, a cada uno de los ángulos.

II. OBJETIVOS:

Realizar un levantamiento planimétrico con cinta y brújula Utilizar de forma correcta la cinta y la brújula Procesar la información y llevarla a un plano quedando representada la

superficie del terreno Facilitar mediciones de rumbos y azimuts en orientación de líneas o ejes Emplear algunas técnicas y métodos en los levantamientos de pequeñas

parcelas utilizando la cinta, considerando la configuraron de su parcela Aplicar criterios de geometría y trigonometría elemental para ser útil sobre

la medida del ángulo y la medida de ciertas distancias Realizar la compensación grafica de la poligonal de apoyo

III. INSTRUMENTOS: 01 huincha de lona 30/50 m 05 fichas

05 jalones 02 rollos de cordel 02 plomadas 01 brújula

IV. PROCEDIMIENTOSa) En todo levantamiento

topográfico, la primera operación que debe realizarse es el reconocimiento cuidadoso del terreno, con el fin de obtener una idea general de la forma de terreno,

elegir los métodos más apropiados para el trabajo del campo

b) Ubicar los puntos más ventajosos para los vértices de la poligonal de apoyo

c) materializado los vértices se procurara que la poligonal se adapte a la forma el terreno con el menor número de lados y que todos los puntos sean vistos

d) Simultáneamente al reconocimiento de terreno debe de dibujarse un croquis de la parcela señalando su ubicación con la mayor cantidad de detalles que se crean necesarios

e) Luego se realiza las medidas de distancia y ángulos respectivos, del polígono para así ubicar los puntos de la parcela

V. TRABAJO DE CAMPO

1. Reconocimiento de terreno:

Es la primera etapa, que consiste en estudiar cada parte de nuestro terreno, ver la parcela que nos corresponde y dibujando un croquis del terreno, indicando linderos, límites, y demás observaciones que se puedan presentar en nuestra parcela.

Terreno a levantar: “laboratorio de ingeniería de minas”

Descripción del terreno: El terreno donde realizamos la práctica se encuentra dentro de la ciudad universitaria de la Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga, sus límites son:

Al este con el gabinete de ingeniería civil Al oeste con el laboratorio de química Al norte con el muro que divide la ciudad universitaria Al sur con con la pista

Su relieve es constante ya que no hay mucha diferencia de alturas por todo su perímetro.

2. Definir una figura de apoyo:Dentro del terreno a levantarse (la figura de apoyo debe contener la mayor área de la parcela y el mayor número de lados posibles)

Medir las distancias de cada lado de la poligonal con huincha , ida y vuelta Medir los ángulos internos de la figura de apoyo por el método de las cuerdas,

utilizando una huincha y basándose en elementales, principios geométricos y trigonométricos

Sobre los lados medir 5 m en cada uno, a partir de un vértice y colocar una ficha o Jalón (fig. 2)

Fig.n°2

Medir la cuerda C1 determinado por las 2 fichas o jalones

En el caso de existir dificultades en las mediciones de distancias de 05 m, éstas pueden ser aumentadas o disminuidas en proporción (5 ó 10m).

Los lados de la poligonal de apoyo se medirán de ida y vuelta después de alinear, se tendrá en cuenta para la longitud de cada lado el promedio de la medida en cada lado

A fin de que los datos en la libreta de campo sean recopilados ordenadamente, deben considerarse los siguientes:

D

C1

5m

5m

C

E

TRABAJO DE GABINETE

Datos: El norte magnético respecto al segmento A-B es de S 70° W

1. La medida de los lados obtenidos presentamos en la siguiente tabla:

Punto

Lado Ida (m) Vuelta (m) Promedio (m)

A A - B 45.31 45.314 45.312B B - C 37.08 37.07 37.08C C - D 46.35 46.348 46.349D D - E 43.651 43.653 43.652E E - F 40.16 40.164 40.162F F-A 41.37 41.378 41.374

2. A continuación procederemos a medir los ángulos con las medidas obtenidas en el campo: Haciendo uso del método de cuerdas y tomando una distancia de 5m en cada

lado de la poligonal, medidos a partir del vértice en el que vamos a evaluar procederemos con el cálculo para lo cual haremos uso de la relación establecida anteriormente:

α=2.arcsen(C/10)

ángulo Longitud de cuerda( C ) α

A AB-AF 8.74m 121.854°B BA-BC 8.79m 123.044°C CB-CD 8.93m 126.505°D DC-DE 7.44m 96.146°E ED-EF 9.69m 149.159°F FE-FA 7.85m 103.441°

Procesamiento de datos:

Se realizó la suma de los ángulos del polígono obtenidos:

M=∑ (< int)=(720.149)°

Seguidamente haremos una conversión en grados y minutos 720° +0.149°=720° + (0.149).60’=720° +8,94’

=720°+8’+ (0.94).60=720°+8’+56.4”

El error de cierre de los ángulos interiores de la poligonal debe ser:

EC =∑ (<int) -180°(n-2)

Ec = 720° 8’ 56.4” – 720º 00’ 00”

Ec = 00º 8’ 56.4”

El error máximo permitido es:

Emp=5 ' .√n

Emp=5 ' .√6

=5’. (2.449)

=12.247’

Comparando:

Ec<Emp

8’ 56.4” <12.247’

Datos del terreno construido: para poder las ubicaciones tomaremos como eje “x” los lados de las poligonales y el eje “y” siempre estará hacia el interior del polígono

punto Lado de la poligonal Longitud en “x” (m) Longitud en “y”(m)01 DE 6.164 3.07302 DC 23.238 2.49203 DC 25.529 14.53104 DE 17.890 6.63405 DE 14.374 18.21206 ED 15.222 22.48107 ED 19.515 14.32108 ED 8.293 21.34509 ED 9.194 24.31110 EF 15.674 22.82411 EF 12.778 11.18912 FE 15.448 8.21913 FA 20.781 16.74614 FA 20.882 22.72015 AF 6.992 22.70616 CB 13.598 21.03717 CB 7.148 29.15518 DE 21.481 24.76419 ED 0 31.6620 CB 13.598 15.75721 CB 16.309 10.12622 BA 9.365 22.84123 BA 6.121 17.49924 FA 21.406 11.57925 FA 21.406 6.00326 AF 19.968 11.91627 AF 19.968 6.340

VI. OBSERVACIONES: Se tuvo que medir nuevamente los ángulos de la poligonal, ya que al resolver,

se encontró un error mucho mayor al estimado.

VII. CONCLUSIONES: Los errores de cierre obtenidos en todos los sistemas empleados, tanto para la

poligonal como para la nivelación, se mantuvieron en su totalidad dentro de los rangos permisibles o tolerables. Y más aún, haciendo un paralelo con los trabajos desarrollados anteriormente, éstos fueron considerablemente menores. Este hecho permite afirmar con toda certeza que los objetivos planteados en el marco práctico de la asignatura fueron cumplidos a cabalidad, alcanzándose un buen nivel en el manejo de los instrumentos propios de la Topografía y en la aplicación de las técnicas o procedimientos utilizados a lo largo del curso

También es lógico pensar que un levantamiento hecho por medio de un instrumento tal como la estación total sea mucho más preciso y rápido, ya que las medidas de distancias y desniveles hechas a través de este aparato no están sujetas a las limitaciones del ojo humano, que, como ya se ha visto y ha quedado demostrado a lo largo de los trabajos prácticos, es la principal fuente de error en las nivelaciones y los levantamientos.

El desarrollo de la presente práctica, junto con las anteriores realizadas ha permitido a los alumnos del curso conocer, confeccionar y aprender a interpretar toda la información que un levantamiento topográfico entrega. Estos conceptos adquiridos, de seguro, serán trascendentales para la asimilación y aprobación de otras ramas de la carrera; como además serán de vital importancia en el desarrollo de cualquier proyecto, asesoría o actividad futura de la vida laboral que se espera a futuro

Otro alcance válido de hacer, se refiere al buen nivel que finalmente se alcanzó en la coordinación del trabajo en equipo. En la ejecución de esta práctica, cada persona cumplió con una importante y destacada función, la cual desarrolló cada uno con gran motivación y responsabilidad. Este hecho fue de vital trascendencia para obtener buenos resultados, y de seguro será de utilidad a futuro, tanto en otro trabajo que se requiera hacer

VIII. BIBLIOGRAFÍA: TOPOGRAFÍA Davis Raymond Topografía Aplicada a la Ingeniería Civil Roggero Víctor Hugo TOPOGRAFÍA “TÉCNICAS MODERNAS” Jorge Mendoza Dueñas TRATADO DE TOPOGRAFÍA “TEORÍA DE ERRORES” Manuel Chueca

Pazo