Trabajo escalonado-n1

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TRABAJO ESCALONADO 1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA TV 114-G
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL GRUPO N° 06
Departamento Académico de Vialidad y Geomática 06 – OCTUBRE - 2015
TRABAJO ESCALONADO N°1 1
ÍNDICE
1. Resumen.
2. Introducción.
3. Objetivos.
4. Fundamento Teórico.
5. Equipos usados en campo.
6. Datos.
7. Cálculos.
8. Resultados.
9. Conclusiones.
10.Observaciones.
11.Recomendaciones.
12.Anexos.
13.Bibliografía.

RESUMEN
Este trabajo fue realizado en la Universidad Nacional de Ingeniería utilizando los
conocimientos adquiridos por el profesor del curso y el jefe de prácticas,
utilizamos equipos proporcionados por el Laboratorio de Vialidad y Geomática.
El trabajo de campo se inició el día 25 de Agosto del 2015 realizando el
reconocimiento previo de la zona de trabajo, dicha zona escogida fue el área
abarcada por las facultades de Ingeniería Geológica, Metalúrgica y de Minas, la
facultad de Ingeniería Civil, también las facultades de Ingeniería Ambiental,
Química, Petróleo y Petroquímica además del Gimnasio, Coliseo Uni y el cerro
Arrastre Uni. Las siguientes semanas se procedió a manipular los equipos para
poder realizar el levantamiento hasta obtener los datos y planos requeridos para
este trabajo.
El trabajo consiste en poner en práctica los conocimientos adquiridos en clase
para poder realizar el levantamiento de la zona escogidacon la finalidad de poder
realizar un proyecto en dicha zona y también aprender la elaboración de curvas
de nivel apoyándonos de los instrumentos necesarios y software de aplicación a
la Topografía como el Civil 3D.

INTRODUCCIÓN
Al referirnos a la topografía en general debemos de tener en cuentas que es una
de las ciencias más aplicadas y relacionada a alas ingeniería civil, es por esto
que en esta introducción resaltamos la importancia de este trabajo en el
aprendizaje de la carrera en sí.
Como parte del aprendizaje del curso básico de topografía I que se llevó el ciclo
anterior a este, reconocemos el método de relleno topográfico que en ese caso
se hizo con el teodolito clásico, que nos sirvió de experiencia para el uso de la
estación total y para el desarrollo del trabajo de campo, así como para saber las
precauciones que debemos de tener en este trabajo que es de mayor
envergadura y que nos lleva a ser casi ya profesionales en el ámbito de la
topografía, ya que estamos usando los métodos más profesionales que se
requieren en el campo profesional, debido a que la estación total es usada en el
mismo campo de los grandes proyectos que se viene desarrollando en la ciudad
de Lima así como en el mundo.
También mencionamos que los equipos usados en el trabajo en campo, quizás
no son los más modernos que existen en el mercado, sirven y de buena manera
en la obtención de los datos necesarios para la obtención del trabajo final.
La característica principal de este trabajo es el dedicación de todos los
integrantes del grupo que nos hemos dado el tiempo necesario para que el
presente sea y tenga la precisión necesaria para el agrado del docente, así como
para la satisfacción de nosotros, pero también tratamos de que este trabajo sea
muy aplicado a la realidad topográfica del terreno que exige un trabajo
profesional de topografía.
En el presente trabajo nos enfocamos en obtener toda la información necesaria
para poder tener el conocimiento suficiente acerca de la estación total, ya que
fue una de nuestras grandes dudas al iniciar el curso debido al desconocimiento
que teníamos del instrumento principal que usamos en el trabajo.

OBJETIVOS
GENERALES
 Realizar el levantamiento topográfico de detalles de la zona escogida
dentro de la Universidad Nacional de Ingeniería.
 Manipular la información obtenida del levantamiento para confeccionar
los planos de curvas de nivel y de detalles.
 Consolidar en la práctica los conocimientos brindados para este trabajo
y la buena manipulación de instrumentos para obtener datos de alta
precisión.
ESPECÍFICOS
 Aprender a realizar trabajos de nivel profesional en áreas extensas en
un tiempo estimulado por alguna entidad o autoridad.
 Reconocer las diferencias y facilidades en realizar un trabajo de
levantamiento topográfico con Estación Total que con el Teodolito.
 Aprender a aplicar los métodos más eficientes para la elaboración de
planos.
 Utilización de programas y software que ayudan a la ejecución de
proyectos relacionados al campo de la Topografía.

FUNDAMENTO TEÓRICO
NIVELACIÓN
El objetivo de la nivelación topográfica es: conocer los desniveles entre
puntos vecinos a partir de un punto de referencia con cota (altura con
respecto a un plano de referencia por debajo la tierra). Conocida o dada
en forma arbitraria.
Por convención y facilidad las distancias entre los puntos se toman
iguales, La nivelación de perfil tiene por objeto determinar las cotas de
puntos a distancias conocidas sobre un eje de trazo para obtener el perfil
de ese trazo. El trazo sobre el terreno y las distancias entre los puntos se
marcan de antemano. La obtención de perfiles del terreno posibilita al
diseñador la definición de niveles de proyecto.
El error permisible es: 𝐸𝑝 = ±0.02√ 𝐾
k: distancia recorrida en kilómetros

¿QUÉ ES UNA POLIGONAL?
Una poligonal es una serie de líneas rectas que conectan estaciones
poligonales, que son puntos establecidos en el itinerario de un
levantamiento. Una poligonal sigue un recorrido en zigzag, lo cual quiere
decir que cambia de dirección en cada estación de la poligonal.
Existen dos tipos de poligonales:
POLIGONALES CERRADAS
 En las cuales el punto de inicio es el mismo punto de cierre,
proporcionando por lo tanto control de cierre angular y lineal.
POLIGONALES ABIERTAS
 Poligonales abiertas de enlace con control de cierre, en las que
se conocen las coordenadas de los puntos inicial y final, y la
orientación de las alineaciones inicial y final, siendo también
posible efectuar los controles de cierre angular y lineal.
 Poligonales abiertas sin control, en las cuales no es posible
establecer los controles de cierre, ya que no se conocen las
coordenadas del punto inicial y/o final, o no se conoce la
orientación de la alineación inicial y/o final.

CÁLCULO Y COMPENSACIÓN DE POLIGONALES
La solución de una poligonal consiste en el cálculo de las coordenadas
rectangulares de cada uno de los vértices o estaciones.
En poligonales cerradas y en poligonales abiertas de enlace con control,
se realizan las siguientes operaciones:
1. Cálculo y compensación del error de cierre angular.
2. Cálculo de acimuts o rumbos entre alineaciones (ley de
propagación de los azimuts).
3. Cálculo de las proyecciones de los lados.
4. Cálculo del error de cierre lineal.
5. Compensación del error lineal.
6. Cálculo de las coordenadas de los vértices.
Cálculo y compensación del error de cierre angular
En una poligonal cerrada se debe cumplir que la suma de los ángulos
internos debe ser:
En donde:
n = número de lados
La medición de los ángulos de una poligonal estará afectada por los
inevitables errores instrumentales y operacionales, por lo que el error
angular vendrá dado por la diferencia entre el valor medido y el valor
teórico.
Se debe verificar que el error angular sea menor que la tolerancia
angular, generalmente especificada por las normas y términos de
referencia dependiendo del trabajo a realizar y la apreciación del
instrumento a utilizar, recomendándose los siguientes valores:
Σ∠int = (n − 2)*180º
Ea =Σ∠int− (n − 2)*180

Poligonales principales:
En donde
Ta = tolerancia angular
a = apreciación del instrumento.
Si el error angular es mayor que la tolerancia permitida, se debe
proceder a medir de nuevo los ángulos de la poligonal.
Si el error angular es menor que la tolerancia angular, se procede a la
corrección de los ángulos, repartiendo por igual el error entre todos los
ángulos, asumiendo que el error es independiente de la magnitud del
ángulo medido.
Cálculo de las proyecciones de los lados
Recordemos que las proyecciones de los lados de una poligonal se
calculan en función de los acimutes y las distancias de los lados
aplicando las ecuaciones, las cuales se reproducen a continuación:
Ta = a √n
Ca = (-Ea)/n
ΔN1-2=D1-2xcosϕ12
ΔE1-2 = D1-2 x senϕ12

Cálculo del error de cierre lineal
En una poligonal cerrada la suma de las proyecciones sobre el eje norte-
sur debe ser igual a cero.
De igual manera, la suma de las proyecciones sobre el eje este-oeste
debe ser igual a cero.
Debido a los inevitables errores instrumentales y operacionales
presentes en la medición de distancias, la condición lineal mencionada
nunca se cumple, obteniéndose de esta manera el error de cierre lineal.
El punto A’ representa la posición del punto A una vez calculadas las
proyecciones con las distancias medidas. Nótese que para que se
cumpla la condición lineal de cierre, el punto A’ debería coincidir con el
punto A.
Si hacemos suma de proyecciones a lo largo del eje norte-sur
tendremos,
De igual manera, sumando proyecciones sobre el eje este-oeste,
tenemos
εΔN = ΣΔN−S
εΔE = ΣΔE−0

el error lineal vendrá dado por
GRADO DE PRECISIÓN
Es la relación que existe entre el error de cierre (Ec) y el perímetro (P)
de la poligonal; se expresa como una fracción con numerador la unidad.
El grado de precisión se conoce también como error unitario (EU) o
escala de Error (EE).
Una poligonal es tanto mejor cuanto mayor sea el denominador del
grado de precisión.
εL = √(εΔN 2 +εΔE2)
GP=1/(P/Ec)

AZIMUT
El azimut es el ángulo formado entre la dirección de referencia (norte) y
una línea entre el observador y un punto de interés previsto en el mismo
plano que la dirección de referencia.
CÁLCULO DE AZIMUT EN POLIGONALES:
Una poligonal, sea abierta o cerrada, es una sucesión de distancias
y direcciones (rumbo o azimut) formadas por la unión de los puntos
en los que se armó el instrumento que se usó para medirlas (puntos
de estación). Cuando se ubica el instrumento en una estación se
puede medir directamente el azimut de la siguiente línea a levantar
(si se conoce la dirección del N o si se “sostiene” el contra-azimut de
la línea anterior), sin embargo, en ocasiones se mide el ángulo
correspondiente entre las dos líneas que se intersectan en el punto
de estación (marcando “ceros” en el ángulo horizontal del
instrumento cuando se mira al punto anterior), a este último ángulo
se le va a llamar “ángulo observado”.
Si el ángulo observado se mide hacia la derecha (en el sentido de
las manecillas del reloj, que es el mismo en el que se miden los
azimuts) se puede calcular el azimut de la siguiente línea con la
siguiente expresión:
Azimut línea siguiente = Contra-azimut de la línea anterior + Ángulo
observado

Se debe aclarar que si el resultado es mayor a 360° simplemente se
le resta este valor.
En la figura se observa que si el azimut conocido corresponde al de
la línea AB (ángulo NAB en rojo), por lo tanto el contra-azimut es el
ángulo NBA (también en rojo).
El ángulo observado, medido en el sentido de las manecillas del reloj
con el instrumento estacionado en el punto B es el ángulo ABC (en
verde).
El azimut que se desea conocer es el de la línea BC (ángulo NBC en
azul). Por lo tanto se tiene la siguiente expresión:
Azimut BC = Contra-Azimut AB + Ángulo observado en B
Azimut BC = <NBA + <ABC
Como es evidente que el resultado será mayor que 360° (en este
caso en particular) entonces el azimut de la línea BC será:
Azimut BC = (<NBA + <ABC) – 360°

DECLINANACIÓN MAGNÉTICA
Es el ángulo horizontal que forman las meridianas magnéticas y
geográficas en un punto y esta varía con el tiempo.
CURVAS DE NIVEL
Curva de nivel es una línea imaginaria que une los puntos que tienen igual
cota respecto a un plano de referencia (generalmente el nivel medio del
mar).
El uso de las curvas de nivel, permite representar el relieve de un terreno
con gran facilidad y precisión respecto a otros métodos, dado que en
conjunto representan cualitativa y cuantitativamente las elevaciones,
depresiones y accidentes del terreno.
CURVAS DE NIVEL MÁS IMPORTANTES:
a) El Cerro.- Representa las elevaciones, las curvas cambian de menor
a mayor altitud, de modo que la de mayor altitud es una curva cerrada
dentro de las demás.

b) El Hoyo.- Representa una depresión, las curvas cambian de mayos a
menor altitud, de modo que la de menor altitud es una curva cerrada
dentro de los demás.
c) Entrante.- Llamado también Quebrada, se puede considerar como
una porción de hoyo, está representado por curvas en forma de U, toda
el agua que caiga correrá formando corrientes por las quebradas en
dirección hacia las cotas más bajas.
d) Saliente.- Puede considerarse como una porción de cerro y
determina la línea divisoria de los valles.
CARACTERÍSTICAS DE LAS CURVAS DE NIVEL:
 Las curvas de nivel nunca se cortan.
 Las curvas de nivel son siempre líneas cerradas aunque no se
cierren en el área representada en el plano.
 Las curvas de nivel están separadas unas de otras por una
distancia vertical constante llamada “equidistancia”; ésta depende
básicamente de la escala del plano, no obstante también de la
topografía del terreno.
 Las equidistancias que se usan frecuentemente son:

 Para escalas superiores de 1/5000………………1 metro
 Para escala de 1/5000……………………………2.5 metros
 Para escala de 1/10000…………………………….5 metros
 Para escala de 1/25000……………………………10 metros
 Para escala de 1/50000…………………………….20 metros
 Las curvas de nivel están separadas unas de otras por una
distancia horizontal variable.
 En pendientes uniformes, el espaciamiento horizontal de las
curvas de nivel es constante.
 En pendientes pronunciadas las curvas de nivel se
encuentran casi juntas.
 En pendientes poco pronunciadas, las curvas de nivel se
encuentran muy separadas.
 En superficies planas, las curvas de nivel son rectas paralelas
entre sí.
 Si las proyecciones de curvas de diferentes cotas coinciden, el
terreno forma cantil y todos los puntos se encontrarán
prácticamente en un mismo plano vertical.
 Las curvas de nivel no deben cruzar las estructuras artificiales
(hechas por el hombre).

EQUIPOS USADOS EN CAMPO
Estación Total:
Se denomina estación total a un aparato electro-óptico utilizado en topografía,
cuyo funcionamiento se apoya en la tecnología electrónica. Consiste en la
incorporación de un distanciómetro y un microprocesador a
un teodolito electrónico.
Algunas de las características que incorpora, y con las cuales no cuentan los
teodolitos, son una pantalla alfanumérica de cristal líquido (LCD), leds de
avisos, iluminación independiente de la luz solar, calculadora, distanciómetro,
trackeador (seguidor de trayectoria) y en formato electrónico, lo cual permite
utilizarla posteriormente en ordenadores personales. Vienen provistas de
diversos programas sencillos que permiten, entre otras capacidades, el cálculo
de coordenadas en campo, replanteo de puntos de manera sencilla y eficaz y
cálculo de azimuts y distancias

Prisma:
Se asemeja a un semáforo, pero con solo una de las aberturas, a este se le
apunta el telescopio y con el láser se determinará, la distancia, Norte, Este, Cota
del punto visado.
Wincha:
Se usan para medir distancias y están hechas en diferentes materiales,
longitudes y pesos. Las más comunes son hechas de tela y de acero.

DATOS
CÁLCULOS
RESULTADOS

CONCLUSIONES
 En el presente trabajo se muestra la aplicación práctica de uno de los
instrumentos topográficos modernos y con mayor demanda en las últimas
décadas, dicho instrumento es la estación total.
 Los datos que se obtuvieron con la estación total son confiables aunque
como todo instrumento de medición topográfico los errores aún existen,
dependerá completamente del responsable en minimizar estos errores.
 Durante la elaboración de este trabajo es donde pueden verse las
cualidades y/o bondades de utilizar este instrumento, pese a que su manejo
es muy similar al teodolito (levantamiento topográfico con tránsito o
teodolito), los trabajos se hacen con mayor facilidad.
 En la ejecución de los trabajos de campo se cuestionó la utilización de este
instrumento, por factores climáticos cuyos datos afectaban severamente en
la lectura de datos por el instrumento.

OBSERVACIONES
 El terreno del que se procedió a hacer su levantamiento topográfico fue
demasiado extenso frente a las horas disponibles para su trabajo, en el
ítem ANEXOS se muestra dicha área extendida, frente a dicho problema
se hizo lo posible para acabar el trabajo de campo en el lapso de tiempo
recurriendo a ejecutar el trabajo durante horas extras y en una
oportunidad alquilando equipo topográfico externo.
 Frente al problema de tiempo-ejecución del levantamiento y el de
recurrir al uso de un equipo externo se usó dos equipos en el
levantamiento total, cuyos equipos fueron las estaciones totales
TOPCON ES-105 y KOLIDA 440-0-ALFA.
 Uno de los problemas frecuentes se presentó en el área de la ciudad
universitaria el cual fue el congestionamiento vehicular y peatonal en
horas punta, lo cual dificultó aún más el trabajo a realizar, frente a este
problema se optó a continuar el trabajo en otros horarios fuera de lo ya
establecido.

RECOMENDACIONES
Se recomienda:
 Hacer un reconocimiento previo y detallado del área a levantar tomando
en cuenta el tráfico vehicular y peatonal y sus respectivos horarios en los
cuales estos suceden.
 Verificar el buen funcionamiento de los instrumentos junto al técnico para
su buen desarrollo durante el levantamiento.
 Tomar en cuenta las variaciones de temperatura que acontecen durante
el horario de trabajo ya que las variaciones pueden ser hasta ±4 °C en
épocas de inicio de primavera.
 Dar la misma longitud a los prismas a usar (no confiarse de la medida ya
establecida en el jalón del prisma) y hacer una ligera marca para
reconocer la verdadera medida, verificando cada cierto tiempo que esta
no se haya movido y si se da el caso en que haya variado, devolverlo a
su posición inicial guiándose de la marca que anteriormente se hizo.
 Revisar cada cierto tiempo que la estación total no haya variado en su
nivelación, si se da el caso, entonces se deberá proceder a hacer su
nivelación correspondiente.
 Al momento de guardar la estación total en la caja desbloquear los
tornillos de presión para así evitar algún tipo de daño en el equipo.

ANEXOS

* Foto aérea de la poligonal cerrada, fuente Google Earth
* Planos topográficos.

BIBLIOGRAFÍA
 Topografía general : Jorge Mendoza Dueñas
 TESIS Estación total aplicada al levantamiento topográfico de una
comunidad rural: Eduardo Cruz Meléndez, Escuela Superior de Ingeniería y
Arquitectura U.P. Zacatenco, México D.F. 2008 (dkoliocumento virtual).
 Manual Kolida :
http://www.alfatopografia.com/programas_images/Kolida_spanish.pdf

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