CAPITULO II. TEORIA DE MEDICIÓN Y LOS ERRORES


2.1.   TIPOS DE MEDICIONES
       En topografía plana, se realizan cinco clases de mediciones: 1) ángulos horizontales,
       2) distancias horizontales, 3) ángulos verticales, 4) distancias verticales y 5)
       distancias inclinadas.

2.2.   UNIDADES DE MEDIDA
       Las unidades más empleadas en topografía son las de longitud, superficie, volumen
       y ángulo.

2.2.1. Unidades de Longitud
       En topografía se emplea de preferencia el metro (m) y fracciones decimales del
       mismo.
       Está materializado en reglas, cintas o winchas, cadenas, etc, de distintos
       materiales. Pero como las materializaciones del metro están expuestas a
       deformaciones por varias causas, inclusive la temperatura, no sirven para
       mediciones de alta precisión.

       Múltiplos:
       Decámetro           Dm                10   metros
       Hectómetro          Hm               100   metros
       Kilómetro           Km             1 000   metros
       Miriámetro          Mm            10 000   metros
       Submúltiplos:
       Decímetro           dm               0,1 metros
       Centímetro          cm              0,01 metros
       Milímetro           mm             0,001 metros
       También se conocen otras unidades de medición lineal.
       Pulgada     =    2,54 cm        ó      0,0254 m
       Pie (1’)    =    30,48 cm       =      0,3048 m       = 12 pulgadas (12’’)
       Yarda       =    3 pies    = 36 pulgadas = 0,914m
       Milla Terrestre  =         1760 yardas     = 1609,33 m
       Milla marina     =         1853 m

2.2.2. Unidades de Superficie
       La unidad superficial en topografía es la hectárea, superficie equivalente a la de un
       cuadrado de 100 m de lado.
       Las principales unidades de superficie son:
       1 Centiárea              =         1 m2
       1 Area                   =       100 m2
       1 Hectárea               =    10 000 m2
       1 Kilómetro cuadrado     = 1 000 000 m2

       Existen otras unidades como:
       Acre                     =   4046,8 m2          =      0,405 ha
       Fanegada                 =     6400 m2          =      0,64 ha

2.2.3. Unidades de Volumen
       Cuando se trata de calcular volúmenes, la unidad es el metro cúbico (m3):
       1 metro cúbico      =            1m x 1m x 1m

       2.2.4. Unidades Angulares
Curso: Topografía                                    II Semestre 2010                                           Fac. de Ciencias Forestales-UNAP
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      Graduación Sexagesimal. En la graduación sexagesimal, se supone la
      circunferencia dividida en 360 partes iguales denominada grados, distribuidos en
      cuatro cuadrantes de 90 grados; cada grado se considera dividido en 60 minutos y
      cada minuto, a su vez en 60 segundos.
      El símbolo de grado sexagesimal o la manera de indicarlo, es colocando en la parte
      superior derecha un pequeño cero (°), los minutos (′) `y los segundos (′′).
      Ejemplo: 45° 32’ 18’’
Operaciones Aritméticas con las unidades sexagesimales

      Sumar:
      a)   42° 47’ 12’’+                                                 b)      32° 43’ 52’’+
           41° 10’ 12’’                                                          38° 23’ 12’’
           83° 57’ 24’’                                                          70° 66’ 64’’ ?                 Correcta 71° 07’ 04’’
      En la operación “b”, la expresión es incorrecta ya que hay solamente 60’’en 1’ y
      60’en 1°, entonces hacemos una reducción, comenzando por los segundos. En 64’’
      al restar 60 tenemos 1’ y queda 4’’, el minuto pasa ha sumar a 66’y se obtiene 67’,
      donde al restar de 60’ se obtiene un grado y queda 7’, el grado pasa ha sumar a
      70° o sea 71°, finalmente obtenemos: 71° 07’ 04’’.

      Restar:
      a)    52° 42’ 25’’-                                                b)      85° 23’ 09’’-
            41° 20’ 17’’                                                         48° 35’ 12’’
            11° 22’ 08’’                                                         ?°   ?’ ?’’
      En el segundo caso la operación no es directa, pues 35’ no es posible restar de 23’,
      del mismo modo 12’’ no es posible restar de 09’’.
      De los 85°, se presta 1° (60’) a los 23’ y se obtiene 83’, de esa cantidad se presta
      1’ (60’’) a los 09’’ y se obtiene 69’’; finalmente el minuendo (85° 23’ 09’’) queda
      84° 82’ 69’’
              b)            84° 82’ 69’’-
                            48° 35’ 12’’
                            36° 47’ 57’’
Multiplicación
      a) 65° 43’ 59’’ x 3 = 195° 69’ 177’’                                            =            196° 11’ 57’’
División
       a)     180° 03’ 15’’ ÷ 3 = 60° 01’ 05’’
       b)     185° 07’ 19’’ ÷ 3 = 61.° 42’ 26.33’’
       c)     357°          ÷ 5 = 71° quedan 2°

      Entonces estos dos grados se convierten a minutos de la siguiente manera:
          2° x 60’ = 120’ ÷ 5 = 24’ La expresión queda 71° 24’
      Graduación Centesimal. En topografía es la unidad angular de uso más cómodo y
      cálculo más sencillo que la sexagesimal. Se considera dividida la circunferencia en
      400 grados, distribuidos en cuatro cuadrantes de 100 grados; cada grado
      comprende 100 minutos y cada minuto 100 segundos.
      Los grados, minutos y segundos centesimales se designan, para distinguirlos de los
      sexagesimales; por las letras g, m y s, respectivamente, colocadas en igual forma
      que en la graduación sexagesimal; por ejemplo:
                      24g 38m 59s o 24g, 3859

      Este sistema es muy poco usado en nuestro medio, siendo más utilizados en países
      europeos donde existen aparatos y libros previstos para este sistema.

      El Radián. Es el ángulo en el centro del círculo que subtiende un arco de
      circunferencia de longitud igual al radio:
           Long de la circunferencia= C = 2 π R
Curso: Topografía                                    II Semestre 2010                                           Fac. de Ciencias Forestales-UNAP
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                           Como R                              = 1
                           C                                   = 2 π = 6,2832 radianes.
       En la circunferencia de radio                           unidad, llamado R° al radián, se tendrá:
                        π / 180° =                             1 / R°

       De la proporción anterior resulta: R° = 57° 17’ 45’’
       Transformación de Graduaciones. Se construyen hoy indistintamente
       instrumentos topográficos sexagesimales, centesimales y en radianes; muchas
       veces hay que relacionar trabajos realizados con instrumentos diferentes, lo que
       obliga con frecuencia a pasar de una a otra graduación.
       Esto se consigue mediante las proporciones siguientes:
       Codificando: S° = Sexagesimal, Sg = Centesimal y R° = Radián

                                                       S°   Cg   R°
                                                          =    =
                                                      360 400 2π

       De la proporción (1) se obtiene:
                               9                                                                               10                                         π
             S° =                         Cg                                                Cg =                         S°            R° =                           S°
                               10                                                                              9                                          180

                               180
             S° =                         R°                                                                   200                                        π
                               π                                                            Cg =                         R°            R° =                           Cg
                                                                                                               π                                          200
EJEMPLOS
       1.        Convertir 726° a Cg ⇒                              Cg = 806,7 g
       2.        Convertir 240 g a S° ⇒                             S° = 216°
       3.        Convertir 430° a R° ⇒                              R° = 7,5049
       4.        Convertir 1250 g a R° ⇒                            R° = 19,635

2.3.   REDONDEO DE NÚMEROS
       Redondear un número es el proceso de suprimir uno o más dígitos para que la
       respuesta sólo contenga aquéllos que sean significativos o necesarios en cálculos
       subsecuentes.
       Al redondear números a cualquier grado necesario de exactitud, se seguirá el
       procedimiento siguiente:
       1.           Cuando el dígito a despreciar sea menor que 5, se escribirá el número sin
                    ese dígito. Así, 48,413 redondear al entero                48
                                48,413 redondear al decimal con un decimales   48,4
                                48,413 redondear al decimal con dos decimales  48,41
       2.           Cuando el dígito a despreciar sea mayor que 5, se escribirá el número con el
                    dígito precedente aumentado en una unidad. Así,
                                248,687 redondear al entero                       249
                                248,678 redondear al decimal con un decimales     248,7
                                248,678 redondear al decimal con dos decimales 248,68
       3.           Cuando el dígito a despreciar sea exactamente igual a 5:
                    -     El último dígito retenido no cambia si es par.
                    -     El último dígito retenido si cambia si es impar.
       Sin Redondeo                                      Redondeo Normal                               Redondeo con reglas
               10,85                                         10,9                                            10,8
                8,65                                          8,7                                             8,6
Curso: Topografía                                    II Semestre 2010                                           Fac. de Ciencias Forestales-UNAP
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                          7,75                                       7,8                                               7,8
                         13,55                                      13,6                                              13,6
                          9,75                                       9,8                                               9,8
                          5,45                                       5,5                                               5,4
                          3,05                                       3,1                                               3,0
                         59,05                                      59,4                                              59,0
                          8,44                                      8,49                                              8,43

2.4.   ERRORES EN LAS MEDIDAS
       Todas las operaciones topográficas se reducen, en ultimo, a medida de distancias y
       a medida de ángulos; cualquier medida que se obtenga, auxiliándose con la vista,
       no podrá ser sino aproximada.
       Puede establecerse incondicionalmente que:
       1.    Ninguna medida es exacta.
       2.    Toda medida contiene errores.
       3.    Nunca se puede conocer el valor verdadero de una dimensión.
       4.    El error exacto que hay en cualquier medida siempre será desconocido.

       Los errores como todos los fenómenos naturales, obedecen a ciertas leyes que son
       indispensables conocer, para establecer los métodos topográficos y señalar las
       tolerancias.

       Equivocaciones, conocido también como errores garrafales o groseros, son
       perfectamente evitables, tienen su origen en la mente del observador y se deben
       generalmente a la falta de atención, descuido o criterio deficiente. Ejm., confundir
       el 6 por el 9 ó 30,05 por 30,5.
       Errores, son siempre inevitables y generalmente son pequeños con relación a las
       equivocaciones.

       No se deben confundir los errores con las equivocaciones, a pesar de que suele
       decirse que un trabajo es erróneo cuando no es sino un trabajo mal hecho. Los
       errores groseros suelen ser grandes en relación con la magnitud que se mide,
       mientras que los errores en general, son muy pequeños. Ejm., al medir una
       distancia nos podemos equivocar al contar el número de metros. En cambio, al
       terminar la medición de la distancia habrá que apreciar una fracción de metro,
       centímetros o milímetros, y al no poder precisar con exactitud esta fracción se
       comete un error.

2.5.   CLASES DE ERRORES EN LAS MEDIDAS
       Los errores que aparecen en las mediciones son de tres clases: errores naturales,
       instrumentales y personales.

       2.5.1. Errores Naturales. Son ocasionados por variaciones del viento, la
              temperatura, la humedad, la gravedad y la declinación magnética. Ejm., la
              longitud de una cinta de acero varía al haber cambios de temperatura.

       2.5.2. Errores Instrumentales. Son las que resultan de cualquier imperfección
              que haya en la construcción o el ajuste de los instrumentos y del movimiento
              de sus partes. Ejm., las graduaciones pintadas en la mira de nivelación
              puede no estar muy bien espaciada. El efecto de la mayor parte de los
              errores instrumentales pueden reducirse adoptando procedimientos
              topográficos adecuados y aplicando correcciones calculadas.

       2.5.3. Errores Humanos. Nace de las limitaciones de los sentidos humanos de la
              vista, del tacto y el oído. Ejm., Cuando la parte superior de una mira no esta
              a plomo al ser visada.

2.6.   TIPOS DE ERRORES
Curso: Topografía                                    II Semestre 2010                                           Fac. de Ciencias Forestales-UNAP
       ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



       Los errores que contienen las medidas son de dos tipos: errores sistemáticos y
       accidentales.

       2.6.1. Errores Sistemáticos. Son conocidos también como errores acumulativos.
              Es cuando procede de una causa permanente que obliga a cometerlo siempre
              según una ley determinada. Estos errores pueden ser constantes o variables,
              pero aun en este caso obedecen a una ley conocida. Pueden calcularse, y
              eliminarse sus efectos, aplicando correcciones.

       2.6.2. Errores Accidentales. Cuando es debido a causas fortuitas que ocasionan
              errores ya en un sentido, como en otro. Generalmente son los errores que
              quedan después de haber eliminado las equivocaciones y los errores
              sistemáticos. Son ocasionados por factores que quedan fuera del control del
              observador, obedecen las leyes de la probabilidad y reciben también el
              nombre de errores aleatorios. Estos errores están presentes en todas las
              mediciones topográficas.
2.7.   MAGNITUD DE LOS ERRORES
       Discrepancia, es la diferencia entre dos valores medidos de la misma cantidad. Es
       también la diferencia entre el valor medido y el valor conocido de una cantidad. Una
       discrepancia pequeña entre dos valores medidos indica que probablemente no hay
       ninguna equivocación y que los errores aleatorios son pequeños.
       Precisión, es el grado de posibilidad de repetición entre varias medidas de la
       misma cantidad, y se basa en el refinamiento de las mediciones y el tamaño de las
       discrepancias.
       Exactitud, denota la absoluta cercanía a la realidad.
       En topografía no debe confundirse la precisión con la exactitud. Un levantamiento
       puede ser preciso sin ser exacto.

       La concordancia entre dos valores medidos de la misma cantidad implica precisión
       pero no asegura exactitud. Así, dos medidas de una distancia hechas con una cinta
       que se supone tienen 30,00 m de longitud pero en realidad tiene 30,06 m, podría
       resultar ser 135,980 m y 135,982 m. estos dos valores son precisos pero no
       exactos.

2.8.   MINIMIZACIÓN DE LOS ERRORES
       Todos los trabajos de campo y los cálculos de gabinete se rigen por la lucha
       constante de reducir los errores al mínimo.
       Las equivocaciones sólo pueden corregirse si se descubren. La comparación de
       varias medidas de la misma cantidad es una de las mejores maneras de aislar las
       equivocaciones.

       Ejm., Se registran 5 medidas de una línea: 134,91          143,95 134,90 134,88
                                                           134,93
       Análisis: El segundo valor esta notoriamente diferente a los demás, aparentemente
       por transposición de cifras al leer o al registrar.
       Esta equivocación puede erradicarse: a) Repitiendo la medida. b) Eliminando el
       valor dudoso.

       Los errores sistemáticos pueden calcularse y es posible aplicar las correcciones
       apropiadas a las medidas, o bien, usar un procedimiento de campo que elimine
       automáticamente los errores.

       Ejm., El error debido a catenaria en una cinta suspendida de sus extremos, se
       puede calcular y restar de cada medida.

2.9.   EL VALOR MÁS PROBABLE
       En las mediciones físicas nunca se conoce el valor verdadero de ninguna medida, y
       por tanto no es posible decir qué error existe en una medición dada. De acuerdo con
Curso: Topografía                                    II Semestre 2010                                           Fac. de Ciencias Forestales-UNAP
      ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



      una de las leyes de la probabilidad 1 podemos decir que el valor más probable de un
      grupo de mediciones repetidas es su promedio (media aritmética). El valor más
      probable se aproximará tanto más al verdadero cuanto mayor sea el número de
      medidas realizadas.

      Si una cierta magnitud se ha medido n veces y se han obtenido las medidas m1, m2,
      ..., mn, se adoptará como valor probable:

                                                        m1 + m2 + ... + mn
                                               M=
                                                               n
2.10. ERROR MEDIO CUADRÁTICO DE UNA OBSERVACIÓN
      Se trata de obtener para cada punto, el error medio de una observación y el error
      medio del promedio aplicando las fórmulas matemáticas conocidas:


                 ∑v      2
                                                                             m´=
                                                                                            ∑v       2

      m=                                                                                  n( n −1)
                  n −1

      Donde:
      m    =           error medio de la observación
      m’   =           error medio del promedio
      V    =           diferencia entre el valor promedio y cada lectura
      n    =           número de lecturas

      Error Relativo. Es la proporción que existe entre el error medio cuadrático de una
      observación y la media aritmética correspondiente.

      Error Temible, Es el máximo error accidental que probablemente se pueda
      cometer en una medición, el error temible es 3 veces el error relativo.

      Ejm., Se registran 5 medidas de una línea:

      Observaciones                                                Residuos (v)                            v2
                       134,89                                          0,03                              0,0009
                       134,98                                        - 0,06                              0,0036
                       134,95                                        - 0,03                              0,0009
                       134,85                                          0,07                              0,0049
                       134,93                                        - 0,01                              0,0001
      Media Aritmética 134,92                                                                            0,0104

      Error     medio cuadrático                                              =   0,051
      Error     medio cuadrático de la media                                  =   0,0228
      Error     relativo                                                      =   1:2645
      Error     temible                                                       =   1:882




      . Los errores positivos y negativos de la misma magnitud ocurren con igual frecuencia; es
      1

      decir, son igualmente probables.

Cap2 mediciones

  • 1.
    CAPITULO II. TEORIADE MEDICIÓN Y LOS ERRORES 2.1. TIPOS DE MEDICIONES En topografía plana, se realizan cinco clases de mediciones: 1) ángulos horizontales, 2) distancias horizontales, 3) ángulos verticales, 4) distancias verticales y 5) distancias inclinadas. 2.2. UNIDADES DE MEDIDA Las unidades más empleadas en topografía son las de longitud, superficie, volumen y ángulo. 2.2.1. Unidades de Longitud En topografía se emplea de preferencia el metro (m) y fracciones decimales del mismo. Está materializado en reglas, cintas o winchas, cadenas, etc, de distintos materiales. Pero como las materializaciones del metro están expuestas a deformaciones por varias causas, inclusive la temperatura, no sirven para mediciones de alta precisión. Múltiplos: Decámetro Dm 10 metros Hectómetro Hm 100 metros Kilómetro Km 1 000 metros Miriámetro Mm 10 000 metros Submúltiplos: Decímetro dm 0,1 metros Centímetro cm 0,01 metros Milímetro mm 0,001 metros También se conocen otras unidades de medición lineal. Pulgada = 2,54 cm ó 0,0254 m Pie (1’) = 30,48 cm = 0,3048 m = 12 pulgadas (12’’) Yarda = 3 pies = 36 pulgadas = 0,914m Milla Terrestre = 1760 yardas = 1609,33 m Milla marina = 1853 m 2.2.2. Unidades de Superficie La unidad superficial en topografía es la hectárea, superficie equivalente a la de un cuadrado de 100 m de lado. Las principales unidades de superficie son: 1 Centiárea = 1 m2 1 Area = 100 m2 1 Hectárea = 10 000 m2 1 Kilómetro cuadrado = 1 000 000 m2 Existen otras unidades como: Acre = 4046,8 m2 = 0,405 ha Fanegada = 6400 m2 = 0,64 ha 2.2.3. Unidades de Volumen Cuando se trata de calcular volúmenes, la unidad es el metro cúbico (m3): 1 metro cúbico = 1m x 1m x 1m 2.2.4. Unidades Angulares
  • 2.
    Curso: Topografía II Semestre 2010 Fac. de Ciencias Forestales-UNAP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Graduación Sexagesimal. En la graduación sexagesimal, se supone la circunferencia dividida en 360 partes iguales denominada grados, distribuidos en cuatro cuadrantes de 90 grados; cada grado se considera dividido en 60 minutos y cada minuto, a su vez en 60 segundos. El símbolo de grado sexagesimal o la manera de indicarlo, es colocando en la parte superior derecha un pequeño cero (°), los minutos (′) `y los segundos (′′). Ejemplo: 45° 32’ 18’’ Operaciones Aritméticas con las unidades sexagesimales Sumar: a) 42° 47’ 12’’+ b) 32° 43’ 52’’+ 41° 10’ 12’’ 38° 23’ 12’’ 83° 57’ 24’’ 70° 66’ 64’’ ? Correcta 71° 07’ 04’’ En la operación “b”, la expresión es incorrecta ya que hay solamente 60’’en 1’ y 60’en 1°, entonces hacemos una reducción, comenzando por los segundos. En 64’’ al restar 60 tenemos 1’ y queda 4’’, el minuto pasa ha sumar a 66’y se obtiene 67’, donde al restar de 60’ se obtiene un grado y queda 7’, el grado pasa ha sumar a 70° o sea 71°, finalmente obtenemos: 71° 07’ 04’’. Restar: a) 52° 42’ 25’’- b) 85° 23’ 09’’- 41° 20’ 17’’ 48° 35’ 12’’ 11° 22’ 08’’ ?° ?’ ?’’ En el segundo caso la operación no es directa, pues 35’ no es posible restar de 23’, del mismo modo 12’’ no es posible restar de 09’’. De los 85°, se presta 1° (60’) a los 23’ y se obtiene 83’, de esa cantidad se presta 1’ (60’’) a los 09’’ y se obtiene 69’’; finalmente el minuendo (85° 23’ 09’’) queda 84° 82’ 69’’ b) 84° 82’ 69’’- 48° 35’ 12’’ 36° 47’ 57’’ Multiplicación a) 65° 43’ 59’’ x 3 = 195° 69’ 177’’ = 196° 11’ 57’’ División a) 180° 03’ 15’’ ÷ 3 = 60° 01’ 05’’ b) 185° 07’ 19’’ ÷ 3 = 61.° 42’ 26.33’’ c) 357° ÷ 5 = 71° quedan 2° Entonces estos dos grados se convierten a minutos de la siguiente manera: 2° x 60’ = 120’ ÷ 5 = 24’ La expresión queda 71° 24’ Graduación Centesimal. En topografía es la unidad angular de uso más cómodo y cálculo más sencillo que la sexagesimal. Se considera dividida la circunferencia en 400 grados, distribuidos en cuatro cuadrantes de 100 grados; cada grado comprende 100 minutos y cada minuto 100 segundos. Los grados, minutos y segundos centesimales se designan, para distinguirlos de los sexagesimales; por las letras g, m y s, respectivamente, colocadas en igual forma que en la graduación sexagesimal; por ejemplo: 24g 38m 59s o 24g, 3859 Este sistema es muy poco usado en nuestro medio, siendo más utilizados en países europeos donde existen aparatos y libros previstos para este sistema. El Radián. Es el ángulo en el centro del círculo que subtiende un arco de circunferencia de longitud igual al radio: Long de la circunferencia= C = 2 π R
  • 3.
    Curso: Topografía II Semestre 2010 Fac. de Ciencias Forestales-UNAP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Como R = 1 C = 2 π = 6,2832 radianes. En la circunferencia de radio unidad, llamado R° al radián, se tendrá: π / 180° = 1 / R° De la proporción anterior resulta: R° = 57° 17’ 45’’ Transformación de Graduaciones. Se construyen hoy indistintamente instrumentos topográficos sexagesimales, centesimales y en radianes; muchas veces hay que relacionar trabajos realizados con instrumentos diferentes, lo que obliga con frecuencia a pasar de una a otra graduación. Esto se consigue mediante las proporciones siguientes: Codificando: S° = Sexagesimal, Sg = Centesimal y R° = Radián S° Cg R° = = 360 400 2π De la proporción (1) se obtiene: 9 10 π S° = Cg Cg = S° R° = S° 10 9 180 180 S° = R° 200 π π Cg = R° R° = Cg π 200 EJEMPLOS 1. Convertir 726° a Cg ⇒ Cg = 806,7 g 2. Convertir 240 g a S° ⇒ S° = 216° 3. Convertir 430° a R° ⇒ R° = 7,5049 4. Convertir 1250 g a R° ⇒ R° = 19,635 2.3. REDONDEO DE NÚMEROS Redondear un número es el proceso de suprimir uno o más dígitos para que la respuesta sólo contenga aquéllos que sean significativos o necesarios en cálculos subsecuentes. Al redondear números a cualquier grado necesario de exactitud, se seguirá el procedimiento siguiente: 1. Cuando el dígito a despreciar sea menor que 5, se escribirá el número sin ese dígito. Así, 48,413 redondear al entero 48 48,413 redondear al decimal con un decimales 48,4 48,413 redondear al decimal con dos decimales 48,41 2. Cuando el dígito a despreciar sea mayor que 5, se escribirá el número con el dígito precedente aumentado en una unidad. Así, 248,687 redondear al entero 249 248,678 redondear al decimal con un decimales 248,7 248,678 redondear al decimal con dos decimales 248,68 3. Cuando el dígito a despreciar sea exactamente igual a 5: - El último dígito retenido no cambia si es par. - El último dígito retenido si cambia si es impar. Sin Redondeo Redondeo Normal Redondeo con reglas 10,85 10,9 10,8 8,65 8,7 8,6
  • 4.
    Curso: Topografía II Semestre 2010 Fac. de Ciencias Forestales-UNAP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 7,75 7,8 7,8 13,55 13,6 13,6 9,75 9,8 9,8 5,45 5,5 5,4 3,05 3,1 3,0 59,05 59,4 59,0 8,44 8,49 8,43 2.4. ERRORES EN LAS MEDIDAS Todas las operaciones topográficas se reducen, en ultimo, a medida de distancias y a medida de ángulos; cualquier medida que se obtenga, auxiliándose con la vista, no podrá ser sino aproximada. Puede establecerse incondicionalmente que: 1. Ninguna medida es exacta. 2. Toda medida contiene errores. 3. Nunca se puede conocer el valor verdadero de una dimensión. 4. El error exacto que hay en cualquier medida siempre será desconocido. Los errores como todos los fenómenos naturales, obedecen a ciertas leyes que son indispensables conocer, para establecer los métodos topográficos y señalar las tolerancias. Equivocaciones, conocido también como errores garrafales o groseros, son perfectamente evitables, tienen su origen en la mente del observador y se deben generalmente a la falta de atención, descuido o criterio deficiente. Ejm., confundir el 6 por el 9 ó 30,05 por 30,5. Errores, son siempre inevitables y generalmente son pequeños con relación a las equivocaciones. No se deben confundir los errores con las equivocaciones, a pesar de que suele decirse que un trabajo es erróneo cuando no es sino un trabajo mal hecho. Los errores groseros suelen ser grandes en relación con la magnitud que se mide, mientras que los errores en general, son muy pequeños. Ejm., al medir una distancia nos podemos equivocar al contar el número de metros. En cambio, al terminar la medición de la distancia habrá que apreciar una fracción de metro, centímetros o milímetros, y al no poder precisar con exactitud esta fracción se comete un error. 2.5. CLASES DE ERRORES EN LAS MEDIDAS Los errores que aparecen en las mediciones son de tres clases: errores naturales, instrumentales y personales. 2.5.1. Errores Naturales. Son ocasionados por variaciones del viento, la temperatura, la humedad, la gravedad y la declinación magnética. Ejm., la longitud de una cinta de acero varía al haber cambios de temperatura. 2.5.2. Errores Instrumentales. Son las que resultan de cualquier imperfección que haya en la construcción o el ajuste de los instrumentos y del movimiento de sus partes. Ejm., las graduaciones pintadas en la mira de nivelación puede no estar muy bien espaciada. El efecto de la mayor parte de los errores instrumentales pueden reducirse adoptando procedimientos topográficos adecuados y aplicando correcciones calculadas. 2.5.3. Errores Humanos. Nace de las limitaciones de los sentidos humanos de la vista, del tacto y el oído. Ejm., Cuando la parte superior de una mira no esta a plomo al ser visada. 2.6. TIPOS DE ERRORES
  • 5.
    Curso: Topografía II Semestre 2010 Fac. de Ciencias Forestales-UNAP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Los errores que contienen las medidas son de dos tipos: errores sistemáticos y accidentales. 2.6.1. Errores Sistemáticos. Son conocidos también como errores acumulativos. Es cuando procede de una causa permanente que obliga a cometerlo siempre según una ley determinada. Estos errores pueden ser constantes o variables, pero aun en este caso obedecen a una ley conocida. Pueden calcularse, y eliminarse sus efectos, aplicando correcciones. 2.6.2. Errores Accidentales. Cuando es debido a causas fortuitas que ocasionan errores ya en un sentido, como en otro. Generalmente son los errores que quedan después de haber eliminado las equivocaciones y los errores sistemáticos. Son ocasionados por factores que quedan fuera del control del observador, obedecen las leyes de la probabilidad y reciben también el nombre de errores aleatorios. Estos errores están presentes en todas las mediciones topográficas. 2.7. MAGNITUD DE LOS ERRORES Discrepancia, es la diferencia entre dos valores medidos de la misma cantidad. Es también la diferencia entre el valor medido y el valor conocido de una cantidad. Una discrepancia pequeña entre dos valores medidos indica que probablemente no hay ninguna equivocación y que los errores aleatorios son pequeños. Precisión, es el grado de posibilidad de repetición entre varias medidas de la misma cantidad, y se basa en el refinamiento de las mediciones y el tamaño de las discrepancias. Exactitud, denota la absoluta cercanía a la realidad. En topografía no debe confundirse la precisión con la exactitud. Un levantamiento puede ser preciso sin ser exacto. La concordancia entre dos valores medidos de la misma cantidad implica precisión pero no asegura exactitud. Así, dos medidas de una distancia hechas con una cinta que se supone tienen 30,00 m de longitud pero en realidad tiene 30,06 m, podría resultar ser 135,980 m y 135,982 m. estos dos valores son precisos pero no exactos. 2.8. MINIMIZACIÓN DE LOS ERRORES Todos los trabajos de campo y los cálculos de gabinete se rigen por la lucha constante de reducir los errores al mínimo. Las equivocaciones sólo pueden corregirse si se descubren. La comparación de varias medidas de la misma cantidad es una de las mejores maneras de aislar las equivocaciones. Ejm., Se registran 5 medidas de una línea: 134,91 143,95 134,90 134,88 134,93 Análisis: El segundo valor esta notoriamente diferente a los demás, aparentemente por transposición de cifras al leer o al registrar. Esta equivocación puede erradicarse: a) Repitiendo la medida. b) Eliminando el valor dudoso. Los errores sistemáticos pueden calcularse y es posible aplicar las correcciones apropiadas a las medidas, o bien, usar un procedimiento de campo que elimine automáticamente los errores. Ejm., El error debido a catenaria en una cinta suspendida de sus extremos, se puede calcular y restar de cada medida. 2.9. EL VALOR MÁS PROBABLE En las mediciones físicas nunca se conoce el valor verdadero de ninguna medida, y por tanto no es posible decir qué error existe en una medición dada. De acuerdo con
  • 6.
    Curso: Topografía II Semestre 2010 Fac. de Ciencias Forestales-UNAP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ una de las leyes de la probabilidad 1 podemos decir que el valor más probable de un grupo de mediciones repetidas es su promedio (media aritmética). El valor más probable se aproximará tanto más al verdadero cuanto mayor sea el número de medidas realizadas. Si una cierta magnitud se ha medido n veces y se han obtenido las medidas m1, m2, ..., mn, se adoptará como valor probable: m1 + m2 + ... + mn M= n 2.10. ERROR MEDIO CUADRÁTICO DE UNA OBSERVACIÓN Se trata de obtener para cada punto, el error medio de una observación y el error medio del promedio aplicando las fórmulas matemáticas conocidas: ∑v 2 m´= ∑v 2 m= n( n −1) n −1 Donde: m = error medio de la observación m’ = error medio del promedio V = diferencia entre el valor promedio y cada lectura n = número de lecturas Error Relativo. Es la proporción que existe entre el error medio cuadrático de una observación y la media aritmética correspondiente. Error Temible, Es el máximo error accidental que probablemente se pueda cometer en una medición, el error temible es 3 veces el error relativo. Ejm., Se registran 5 medidas de una línea: Observaciones Residuos (v) v2 134,89 0,03 0,0009 134,98 - 0,06 0,0036 134,95 - 0,03 0,0009 134,85 0,07 0,0049 134,93 - 0,01 0,0001 Media Aritmética 134,92 0,0104 Error medio cuadrático = 0,051 Error medio cuadrático de la media = 0,0228 Error relativo = 1:2645 Error temible = 1:882 . Los errores positivos y negativos de la misma magnitud ocurren con igual frecuencia; es 1 decir, son igualmente probables.