Nivelación Areal por el método de la cuadricula

Introducción

La nivelación Areal tiene como fin la representación del relieve del terreno. Esta representación se hace por varios métodos dentro de los cuales el que ofrece mayor ventajas es el método de curvas de nivel.

En esta practica, juega un papel trascendental la planialtimetría la cual tiene por objeto el conocimiento de la morfología del terreno, a través de la determinación simultánea de las posiciones en planta y la altura de los puntos que interesen a tal fin. La forma del terreno se dará a conocer por medio de un plano topográfico, es decir un plano con curvas de nivel o bien a través de un modelo digital del terreno

En dicha práctica se deseaba leer hilos centrales de cada punto de la cuadricula para calcular cada una de sus elevaciones para poder trazar todas las curvas de nivel que tiene el terreno

La nivelación ha contribuido en forma muy importante al desarrollo de la civilización, ya que las construcciones de caminos, conductos de agua o canales, las grandes obras de arquitectura, entre otras, tanto de la era moderna como de la antigüedad, son una prueba palpable de éste sorprendente descubrimiento.

Como resultado de la ejecución de la práctica de campo #4 se presenta el siguiente informe:

Ejecutado el día 07 de mayo de 2009, a partir de las 8:00am hasta las 11:30am del mismo día, dicha práctica se realizo en el Recinto Universitario Pedro Aráuz Palacios.

1-Objetivos

• Adquirir las habilidades necesarias para la aplicación en el campo del método Indirecto de Cuadricula

• Representar el relieve de terreno haciendo uso de las Curvas de Nivel.

• Comprender la utilidad de las curvas de nivel que tiene en nuestro futuro laboral.

Importancia de la práctica

La importancia de esta práctica, radica en que el estudiante se vaya familiarizando con el trabajo planialtimetrico, de tal forma que aplique los conceptos y conocimiento adquiridos en la clase teórica referentes a Topografía I y Topografía II, de tal manera que vaya obteniendo cierta experiencia en estos tipos de trabajo.

Los resultados de este trabajo práctico son de gran importancia porque a través de ello solo el relieve podemos representar de forma clara y precisa no solo el relieve del terreno sino también la elevación de cualquier punto. Es necesario su conocimiento para la Ingeniería Civil y Agrícola; ya que, todos los planos topográficos están construidos siguiendo estos principios, que nos será útil para el diseño y construcción de redes de tuberías, canales.

Aspectos Generales

• Curvas de Nivel

Las curvas de nivel constituyen el mejor método para representar gráfica y cuantitativamente la forma de la superficie del terreno en un plano.

Una curva de nivel es una línea cerrada (o contorno) que une puntos de igual altura. Las curvas de nivel pueden ser visibles, como la orilla de un lago, pero por lo general en los terrenos se definen solamente las alturas de unos cuantos puntos y se dibujan las curvas de nivel entre estos puntos de control.

Las curvas de nivel representadas en los planos son las trazas o líneas de intersección de planos horizontales de diferentes alturas con el relieve de la superficie terrestre (Ver fig). De esta manera, las superficies de nivel que cortan un cono vertical forman curvas de nivel circulares, y las que cortan un cono inclinado producen elipses. En las superficies de inclinación uniforme, como las de cortes carreteros, las curvas de nivel son líneas rectas.

• Propiedades de las Curvas de Nivel

Estas propiedades de las curvas de nivel son fundamentales para su determinación y trazado:

• 1. Las curvas de nivel deben cerrar sobre sí mismas, ya sea dentro o fuera del mapa. No pueden terminar en puntos muertos.

• 2. Las curvas son perpendiculares a la dirección de máxima pendiente.

• 3. Se supone que la pendiente entre líneas de nivel es uniforme. Si no es así, todos los quiebres en la pendiente deben identificarse en el mapa topográfico.

• 4. La distancia entre las curvas indica la magnitud de la pendiente. Un amplio espaciamiento corresponde a pendientes suaves; un espaciamiento estrecho señala una pendiente muy inclinada; un espaciamiento uniforme y paralelo indica una pendiente constante.

• 5. Las curvas muy irregulares indican terreno muy accidentado. Las líneas con curvatura más regular indican pendientes y cambios graduales.

• 6. Las curvas concéntricas y cerradas, cuya altura va aumentando, representan montes o prominencias del terreno. Las curvas que forman contornos alrededor de un punto bajo y cuya cota va disminuyendo, se llaman curvas de depresión. Un rayado por dentro de la curva de depresión más baja y que apunta hacia el fondo de una hondonada sin salida, hace a un mapa más fácil de leer. Las cotas de las curvas de nivel se indican en el lado cuesta arriba de las líneas o en interrupciones, para evitar confusión; deben indicarse por lo menos cada quinta curva.

• 7. Los cortes y rellenos para presas de tierra, diques, carreteras, vías férreas, canales, etc., forman líneas de nivel rectas o curvas con un espaciamiento igual o uniformemente graduado. Las curvas de nivel cruzan los caminos inclinados según líneas en V o U.

• 8. Las curvas de diferente altura nunca se tocan o encuentran, excepto cuando son de una superficie vertical, como la de un farallón o acantilado. No pueden cruzarse entre sí, excepto en el caso poco común de una caverna o de un peñasco en voladizo.

• 9. Una curva nunca puede ramificarse en otras dos de la misma altura.

• 10. Los accidentes orográficos de control para determinar líneas de nivel son generalmente las líneas de vaguada y las dorsales.

• 11. La línea litoral o de costa de un lago pequeño constituye una curva de nivel fija.

Debemos diferenciar primeramente dos tipos de curvas de nivel; Índice e Intermedias:

Índice:

Son aquellas que arbitrariamente establecemos cada cierta distancia, generalmente divisiones exactas (cada 5, 10, 50, 100, etc., mts) y siempre se les indica su valor.

Intermedias:

Son la que trazamos entre cada dos curvas índice, también a la misma distancia entre ellas. Ejemplo: si en un dibujo establecemos intervalos de curvas cada 2 metros e índices cada 10 metros, quiere decir que las curvas múltiplos de diez serán índice y las otras cuatro que se dibujan cada dos índice son intermedias. Las curvas índices se representan más gruesas que las intermedias. Las curvas índices se representan más gruesas que las intermedias para facilitar su lectura.

• Determinación de Curvas de Nivel

Para poder efectuar el trazado de Curvas de Nivel sobre un mapa o plano topografico es necesario determinar en el terreno las elevaciones de una serie de puntos y sus respectivas posiciones relativas dentro del area que se desea levantar.

Para esto existen metodos Directos e Indirectos.

• Directos: Son los que se realizan en el campo

• Nivel de Trípode

• Nivel de mano

• Indirectos:

• Levantamientos de perfiles longitudinales y secciones transversales

• Cuadricula

En esta practica se utilizo uno de los métodos Indirectos: El de la Cuadricula.

Los métodos indirectos aunque son menos precisos que los Directos son los de mayor utilizaron por su menor laboriosidad y de mayor rapidez.

En los métodos Indirectos los puntos determinados en el terreno no se sitúan sobre las curvas de nivel sino que se espacian sobre las curvas dentro del área a levantar y se determinan las Curvas de Nivel por Interpolación en el gabinete

• Método de la Cuadricula

Este método se adapta mejor para determinar curvas de nivel en terrenos que no presenten quiebres o accidentes marcados, sino que se caractericen por la suavidad en las formas.

Este procedimiento solamente se emplea en áreas relativamente pequeñas de terrenos, debido a su gran laboriosidad

Si las características topográficas del terreno entre mas plano son se distribuirá la cuadricula a mayor dimensión, y entre mas configurado o accidentado menor dimensión es decir en lados pequeños en las partes de pendientes y lados mayores en las partes llanas

Se estaquea el área por levantar marcando cuadrados de 5, 10, 20 o 40 m de lado, dependiendo de la extensión del terreno y de la precisión necesaria. Los ángulos rectos se replantean con la ayuda de la escuadra prismática o con cinta métrica.

Se marcan los lados de la cuadrícula y se clavan estacas en otros vértices, determinándolos por intersecciones de las líneas medidas.

Los vértices se identifican por el número y la letra de las líneas que se intersecan.

Para obtener las alturas de los vértices se estaciona un nivel en la parte central del área, o en una posición desde la que puedan dirigirse visuales a cada punto. Luego se interpolan las curvas de nivel entre las alturas de los vértices (a lo largo de los lados de los cuadrados) por estimación, o por distancias proporcionales calculadas.

• Trabajo de Campo

Se divide en dos partes: Planimetría y Altimetría

• Planimetría:

Materialización de la cuadricula sobre el terreno con auda de pentaprisma, cinta y jalones. (Teodolito y cinta).

• Pentaprisma:

Es una escuadra óptica, emplea un prisma pentagonal siendo los cortes de dos de sus caras exactamente de 45°. Ubicado sobre una estación con el pentaprisma , con la mitad del prisma se observa un jalón alineado con la línea base y con la otra mitad (ranura) se dirige la colocación de un jalón ubicado en frente cuando las imágenes coincidan estarán definida la perpendicular.

• Altimetría:

Determinación de altura de los vértices de la cuadricula con ayuda de un nivel y estadia estableciendo BM cercano a la zona a levantar.

El instrumento se sitúa al centro de la parcela o en un lugar desde el cual se tenga visual a todos los puntos.

• Trabajo de Gabinete

Lo primero a determinar se la equidistancia que depende del grado de refinamiento de la representación del terreno.

La Equidistancia esta afectada por los siguientes factores :

• Escala del Plano (1/M)

• Pendiente del terreno(P)

• Separación entre curvas de nivel en el plano (S)

e = S*M*P

Los mapas topográficos proporcionan una representación bidimensional de un terreno tridimensional.

Típicamente un topógrafo profesional produce mapas topográficos, utilizando equipo de medición especial para anotar la elevación en diferentes lugares comprendidos en un área. Estas medidas son llamadas elevaciones de punto. El examinador muestra esta información como un mapa topográfico o de contorno. Los mapas topográficos son a veces derivados de fotografías aéreas. Estos mapas son usados para ayudar a los profesionales técnicos y a los diseñadores para comprender la planificación del paisaje, incluyendo los beneficios de las formas naturales del terreno y su alteración. Si usted no tiene un mapa, camine por el terreno para que tenga una idea de su topografía y haga un bosquejo de su propio mapa. Esto le dará una idea básica de donde se encuentran las inclinaciones empinadas para que pueda evitarlas y donde se encuentran las áreas más planas, las cuales son mejores para el uso humano.

Desarrollo de campo

1- Composición de la cuadrilla

Cuadrilla Planimétrica: 2 Cadenero

1 Observador

1 Anotador

Cuadrilla Altimétrica: 1 Observador

1 Estadelero

1 Anotador

1 Ayudante

2- Equipos empleados en el trabajo

• Nivel.

• Trípode.

• Mira o estadia.

• Teodolito.

• Cinta.

• Martillo.

• Plomadas.

• Papel blanco.

• Clavos.

• Machete.

3- Explicación paso a paso de la practica.

Una vez de ubicarnos en el terreno donde realizaremos la práctica 4,

Primeramente se nos habló de los distintos métodos de representar el relieve del terreno.

Método directo (en el campo); Método indirecto (cuadricula); se nos explicó la diferencia que hay entre los dos métodos, el primero es más exacto pero es más tardado por lo consiguiente más costosa con esta podemos trazar la curva en el terreno, todo se realiza en campo, por lo contrario el segundo tiene trabajo de campo y de gavinete, su realización es más rápida y menos costosa.

Se decidió hacer la cuadricula de 20*20, con separación entre cada punto de 5 m. se comenzó con el trabajo de planimetría, plantando el teodolito donde iba a ser el punto de inicio (1A), para alinear el lado 1A -5A y el lado 1A -1E de la cuadricula, haciendo cintazos de 10m y marcando 5m respectivamente, luego otros 10m y 5m, para completar los 20m del lado, al igual con el otro lado (1A -1E).

Luego se planto el teodolito en el vértice 1E para alinear el lado 1E -5E y el lado 1E -5E y para marcar los 5m se realizo de la misma forma anteriormente explicada.

Para terminar con el cierre de la cuadricula (el lado 5E -5A), se midió con cinta y nos dio los 20m que se requerían. Luego se comenzó a hacer cintazo de 5 m, tomando como referencia los puntos sobres los lados establecidos, Se ubicaron los puntos internos de la cuadricula .Estando establecida la cuadricula, se comenzó con el trabajo de altimetría.

Se estacionó el nivel de manera que nos quedaran todos los puntos visibles, luego se visó hacia el BM se leyó su hilos central (LE) correspondiente. Luego se comenzó realizar las lecturas de frente (LF) a cada uno de los puntos que determinan la cuadricula, para luego encontrar sus elevaciones en gavinete.

Se nos dio la equidistancia de 0.25 m.

2.4-Resumen de los datos levantados

III.-Cálculos

1- Métodos y fórmulas a utilizarse

• Cálculo de elevaciones.

Elvi = Elc. BM ± ?H

?H = LE – LF

• Cálculo par el número de curva a trazar

(Elevación mayor – elevación menor) / Equidistancia

• Calculo de distancia horizontal sabiendo la C.N, por interpolación

(CTM – CTm) / Dist. Total = (CN – CTm) / Xi

2- Cálculos matemáticos

NÚMERO DE CURVAS A TRAZAR

N = (100.90 – 98.75) / 0.25 = 9

Curva que trazar: 98.75, 99.00, 98.25, 99.50, 99.75, 100.00, 100.25, 100.50, 100.75.

Calculo de la distancia horizontal para curva determinada (interpolación).

Cuadro I

Cuadro II

Cuadro III

Conclusión

La practica fue de gran importancia; ya que, pudimos darnos cuenta como se comporta el terreno, saber su cota más alta y la más baja, como se observa en la cuadricula hay mas curvas al noreste del terreno, por lo que se sabe que hay más pendiente.

4.1-Interpretación de los resultados

Según los resultados obtenidos se hubo una cota mayor de 100.75 y una cota menor de 98.75

Anexos

Bibliografía

• Topografía elemental Brniker, Russell.

• http://www.wikipedia.com

• Guía de Trabajo de Topografía. .

Autor:

Kener Yuriel Perez Dolmus