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Ejemplo entrega 15 de los trabajos de Topografía - Prácticas XIV-XV-XVI...

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Rúbrica entrega 15 – Prácticas XIV-XV-XVI

Entrega 15 – Prácticas XIV-XV-XVI. XIV. Métodos topográficos para obtener curvas de nivel. Campo. (24-25/11/14) XV. Curvas de nivel, caminos, embalses y explanaciones. Informática. (27-28/11/14) XVI. Interpretación de planos con curvas de nivel. Cubicaciones, caminos y perfiles. Informática. (01-02/12/14)

Departamento de Ingeniería Gráfica Universidad de Sevilla

Curso: 2014/15

Asignatura: Topografía Titulación: Grado en Ingeniería Agrícola Profesor coordinador: Manuel José León Bonillo

Rúbrica entrega 15 – Prácticas XIV-XV-XVI

ÍNDICE

1. MEMORIA ...................................................................................................................2 1.1. Objetivos de la práctica .................................................................................................... 2 1.2. Información previa ........................................................................................................... 2 1.3. Emplazamiento ................................................................................................................ 3

2. TRABAJO DE CAMPO ....................................................................................................4 2.1. Metodología .................................................................................................................... 4 2.2. Material utilizado............................................................................................................. 5 2.3. Croquis y toma de datos ................................................................................................... 6

3. TRABAJO DE GABINETE ................................................................................................7 3.1. Metodología .................................................................................................................... 7 3.2. Cálculo de la superficie ..................................................................................................... 8 3.3. Cálculo de la escala .......................................................................................................... 9 3.4. Material utilizado............................................................................................................. 9

Anexo I. CÁLCULOS ANALÍTICOS ..................................................................................... 10 Estadillo taquimétrico........................................................................................................... 11 Estadillo de coordenadas ...................................................................................................... 12

Anexo II. REPRESENTACIÓN GRÁFICA ............................................................................. 13 Levantamiento ..................................................................................................................... 14 Triangulación........................................................................................................................ 15 Curvado final ........................................................................................................................ 16

Anexo III. RÚBRICA ........................................................................................................ 17

Departamento de Ingeniería Gráfica. Universidad de Sevilla.

León-Bonillo, M.J.

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1. MEMORIA El presente trabajo consiste en la realización de la memoria correspondiente a la práctica 15 de la asignatura Topografía que se imparte en el 2º curso del Grado en Ingeniería Agrícola de la Universidad de Sevilla. Conforme al programa de la asignatura esta práctica corresponde a:   

XIV. Métodos topográficos para obtener curvas de nivel. (Campo). XV. Curvas de nivel, caminos, embalses y explanaciones. (Informática). XVI. Interpretación de planos con curvas de nivel. Cubicaciones, caminos y perfiles. (Informática).

1.1. Objetivos de la práctica Según se especifican en las memorias facilitadas por los profesores de la asignatura, los objetivos que persiguen las mismas son: Práctica XIV 1. Consolidar los conocimientos adquiridos sobre los métodos de trabajo de campo y los cálculos completos del estadillo taquimétrico y de coordenadas. 2. Aprender a establecer líneas de rotura, triangular y realizar curvas de nivel. 3. Estudiar los posibles cálculos a partir de planos con curvas de nivel necesarios en la práctica profesional de un graduado en ingeniería agronómica. Práctica XV-XVI 1. A partir de ejemplos de supuestos prácticos (examen taquimetría curso 2009/10 y examen mixto curso 2008/09) consolidar los conocimientos adquiridos sobre los métodos de trabajo de campo y los cálculos completos del estadillo taquimétrico y de coordenadas. 2. Trazar líneas de rotura, triangular y realizar curvas de nivel. 3. Realizar cálculos a partir de planos con curvas de nivel, como trazado de caminos, cálculo de volumen de agua de embalses, de tierras en explanaciones, trazado de perfiles longitudinales, transversales, cubicaciones de caminos, estudios de visibilidad, etc… 4. Relacionar todas las operaciones anteriores con la metodología a seguir para realizarlo mediante el empleo de técnicas informáticas (Excel, AutoCAD y TAO).

1.2. Información previa Con una semana de antelación fueron facilitados los siguientes ficheros que

conforman parte de los datos iniciales de la práctica XIV, XV y XVI, todos ellos disponibles en www.personal.us.es/leonbo: Departamento de Ingeniería Gráfica. Universidad de Sevilla.

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“PR_14.pdf”, memoria-guion de la práctica XIV. “Curvas_de_nivel.kmz”, fichero con extensión KMZ (Keyhole Markup language Zipped) usado por el programa Google Earth para guardar ubicaciones y elementos de dibujo como polígonos, al cual se le ha incluido información del enunciado e instrucciones de cómo realizar la práctica. “PR_15_16.pdf”, memoria-guion de la práctica XV-XVI. “Cartografia_Escuela.kmz”, fichero con extensión KMZ en el que se incluye la cartografía de la ETSIA y su entorno, a modo de ejemplo de cómo entregar planos de construcciones y curvas de nivel del terreno. “Cartografia_ETSIA.dwg”, fichero de dibujo con extensión DWG con la cartografía de la ETSIA georeferenciada en EPSG23030 (coordenadas UTM huso 30 datum ED50), como información complementaria para su posterior entrega técnica. “Ejercicio_taquimetrico_2009-10.pdf”, solución de un ejemplo de examen tradicional taquimétrico. “Ejercicio_mixto_2008-09.pdf”, solución de un ejemplo de examen mixto nivelación-taquimetría.

Nota: Las prácticas XV y XVI se desarrollan al completo en los módulos de informática y se complementan con las soluciones facilitadas. El objetivo de la misma es instruir en la elaboración de estadillos, planos en planta, curvas de nivel, trazado de caminos, cálculos de superficies y volúmenes. Todo ello con ayuda de soporte informático, al objeto de poder optimizar el tiempo en el aula. Aunque en los exámenes de Topografía no se dispondrá de este tipo de ayudas informáticas, nos vendrá bien iniciarnos con éstas herramientas tanto para comprender la asignatura como para la futura asignatura de 2º cuatrimestre Geomática. El trabajo y pasos realizados en las prácticas mencionadas vienen estructurados y explicados en las memorias de éstas y nos facilitarán las labores a realizar para la entrega de la práctica XIV a partir de los datos de campo. Por ello en ésta entrega, a partir del siguiente apartado, nos referimos en todo momento a la práctica XIV, como resultado de los conocimientos adquiridos en la práctica XV y XVI.

1.3. Emplazamiento La práctica se desarrolla en la zona Este del aparcamiento trasero de la ETSIA, concretamente desde la última línea de árboles en dirección Este hasta unos 15 metros más allá una vez subamos el talud que lleva al terreno baldío y sin acondicionar situado entre la biblioteca de la ETSIA, la torre emblemática de la antigua Universidad Laboral, el pabellón de deportes de la UPO (ver imagen 1). Según las indicaciones de la memoria-guion de ésta práctica colocamos 4 marcas en el terreno que definen la parcela de modo que: El punto A es un punto libre junto a fachada y alineado con la línea de árboles más próximos al talud. El punto B es un punto libre alineado con la fachada, situado en la plataforma superior a unos 15 m de la cabeza de talud. El punto C es un punto libre situado en la plataforma superior, procurando estar a escuadra con B y D.

El punto D es un punto libre en la línea de los árboles, situado frente al talud unos metros antes que éste termine o gire. Departamento de Ingeniería Gráfica. Universidad de Sevilla.

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Zona de trabajo y croquis aproximado de la práctica:

Imagen 1. Ortofotografía de la zona de trabajo. Fuente: Google Earth & Dpto. Ingeniería Gráfica.

2. TRABAJO DE CAMPO 2.1. Metodología Al inicio de la práctica XIV acudimos al aula de prácticas, donde los profesores explicaron brevemente en qué consistía la práctica (previa lectura por parte de los alumnos del material disponible en casa), tal y como recoge la memoria guion: Curvas de nivel Esta práctica tiene por objeto representar el plano de una parcela con curvas de nivel a una equidistancia de 0,5 m. 1º día - CAMPO Tras las aclaraciones oportunas de los profesores en el aula de prácticas, los alumnos realizarán un croquis detallando las líneas de rotura. El levantamiento (aunque no sea necesario) se realizará mediante un itinerario cerrado. Se plantearán 3 líneas de rotura hipotéticas, midiendo en cada una de ellas tres puntos (extremos y centro). 2º día - CAMPO-GABINETE-INFORMÁTICA En el caso que algún grupo no finalizara el levantamiento, lo terminaría en campo y volverían a gabinete. Aquellos grupos que tengan todos los datos de campo, se quedarán en gabinete y realizarán los cálculos de estadillos y el plano. Aunque cada grupo tendrá una parcela distinta al resto de los grupos (por ser

los puntos de libre elección) es necesario calcular la superficie de la misma y expresarla en fanegas del municipio. Departamento de Ingeniería Gráfica. Universidad de Sevilla.

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Posteriormente subimos al laboratorio de Topografía donde antes de recoger el material de trabajo y registrar todo el instrumental en unas hojas a tal objeto, comprobamos el nivel de carga de las baterías, cogiendo baterías de repuesto si el nivel fuese bajo. Acto seguido fuimos a campo, indicamos los 4 puntos que definían la linde de la parcela conforme a las instrucciones. Realizamos un croquis a mano alzada, determinando tres líneas de rotura (separación plataforma aparcamientos-inicio de rampa, pie de talud y cabeza de talud) y elegimos los lugares óptimos para posicionar el instrumento topográfico, de modo que optamos por realizar un itinerario orientado cerrado con el mínimo de estaciones posibles (tal y como veremos posteriormente, debido a un error en campo realizamos un itinerario desorientado cerrado, por lo que veremos cómo solucionar el mismo). Al objeto de asegurarnos que la práctica fuese terminada en las horas de prácticas, realmente hicimos una radiación simple de todos los puntos necesarios desde la estación 100. Y posteriormente hicimos el itinerario impuesto, aunque no fuese muy lógico la forma de actuar. En primer lugar nivelamos y orientamos la estación 100, fijamos un punto de control y medimos a las estaciones 200 y 300 (ver explicaciones detalladas en entregas anteriores). A continuación medimos todos los puntos desde la estación 100 y antes de desmontar la misma comprobamos no olvidar medir la altura de instrumento, así como comprobar el ángulo horizontal con el punto de control. Trasladados a la estación 200, orientamos con la 100 y medimos a la 300. Trasladados a la estación 300, cometimos el error de no orientar con la 200 y medimos a la 100. Al comprobar el error de cierre nos dimos cuenta de nuestro error, pero determinamos calcula la desorientación en gabinete. Además posteriormente nos dimos cuenta que también se nos olvidó medir la altura de instrumento en 300, por lo que también veremos cómo hemos podido realizar los cálculos. Nota: Hemos decidido poner este ejemplo en la rúbrica para ver cómo solucionar este tipo de incidencias y aprender de forma colaborativa a partir de errores.

2.2. Material utilizado Los instrumentos utilizados pertenecen al Departamento de Ingeniería Gráfica de la Universidad de Sevilla y están a disposición de los alumnos de la asignatura de Topografía durante las horas de prácticas, siendo responsabilidad de los mismos el mantenimiento y buen uso de los mismos. En ésta práctica utilizamos:  1 martillo. (Descrito en rúbrica 1).  3 estacas. (Descrito en rúbrica 1).  1 altímetro y su soporte. (Descrito en rúbrica 9).

 Cargador inteligente GKL221. (Descrito en rúbrica 9).  2 baterías. (Descrito en rúbrica 9). Departamento de Ingeniería Gráfica. Universidad de Sevilla.

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 1 trípode. (Descrito en rúbrica 3).  1 prisma y bastón porta prisma. (Descrito en rúbrica 9).  1 estación total. (Descrito en rúbrica 9).

2.3. Croquis y toma de datos La toma de datos se ha realizado en el siguiente estadillo: Croquis:

Datos de Campo: Est. P.O. 100 1 100 D 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 200 200 300 300

A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B 11 C 200 300 100 300 200 100

i. 1,344 1,344

Hz. 321,217 284,508

V. 108,177 107,253

D. Incli. 34,700 38,441

ap o ap+estaca 1,300 1,300

1 344 1,344 1,344 1,344 1,344 1,344 1,344 1,344 1,344 1,344 1,344 1,344 1,344 1,344 1,344 1,226 1,226 ? ?

349 587 357,931 324,848 276,946 262,534 323,859 370,686 232,770 342,150 6,845 40,849 93,282 193,700 114,714 51,973 314,714 387,205 114,714 179,439

109 131 108,770 110,577 108,495 108,680 114,392 109,040 101,971 106,967 100,519 99,984 101,490 97,722 98,983 99,847 100,916 100,864 100,010 101,133

40 327 32,907 25,910 32,147 27,634 17,145 26,397 18,077 3,675 20,716 21,193 12,480 15,261 19,876 21,211 19,864 19,463 19,445 21,201

1 300 1,300 1,300 1,300 1,300 1,300 1,300 1,300 1,300 1,300 1,300+0,258 1,300 1,300+0,215 1,300 1,300 1,300 1,300 1,300 1,300

Tabla 1. Croquis y datos de campo. Fuente: Urtsua Ruberte Cervera.

La altura del instrumento en 300 se estimará en gabinete, al igual que el cálculo de la desorientación sufrida en ésta misma estación. Departamento de Ingeniería Gráfica. Universidad de Sevilla.

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Obsérvese que para saber la cota verdadera del terreno en los puntos B y C, marcados en el terreno con una estaca, en la cual nosotros hemos colocado el prisma sobre ésta, le debemos incrementar la altura de estaca a la altura del prisma. Para las estaciones no hemos realizado ésta última operación puesto que son puntos de apoyo en el terreno que no tomaremos para la triangulación y su posterior curvado, por lo tanto, las cotas de las misma se encuentran elevadas sobre el terreno real, es decir, en la misma cabeza de estaca. Nota: Al traspasar los valores angulares a los estadillos hemos observado que tienen una precisión de 3 decimales, cuando en realidad se nos exige trabajar con una precisión de segundos centesimales, es decir, 4 decimales. Para próximas prácticas tendremos que modificar la configuración del instrumento topográfico para que nos devuelva la precisión requerida.

3. TRABAJO DE GABINETE 3.1. Metodología En los ejercicios taquimétricos, tal y como vimos en prácticas anteriores, será necesario completar dos estadillos: Estadillo taquimétrico (Z): Realizamos las mismas operaciones que se explicaron en la entrega 12, pero además al olvidar medir la altura de instrumento de la estación 300 vamos a estimar la altura de la misma. Para ello vamos a considerar que el método empleado ha sido de lecturas simples, es decir, como si sólo hubiéramos medido entre estaciones hacia adelante y vamos a suponer que no hemos cometido ningún error altimétrico. Para calcular la cota de cada punto observado empleamos la fórmula Z Pto = ZEst ± D siendo D = ±T + i – m; por tanto la fórmula al completo es Z Pto = ZEst ± T + i – m. La cota de la estación 200 leída desde la estación 100 (proponiendo una cota relativa de ésta igual a 100,000 m) se calcula tal y como sigue: Z200 = Z100 ± T + i – m = 100,000 + 0,318 + 1,344 - 1,300 = 100,362 m La cota de la estación 300 leída desde la estación 200 (cota antes deducida) se calcula tal y como sigue: Z300 = Z200 ± T + i – m = 100,362 - 0,264 + 1,226 - 1,300 = 100,024 m La cota de la estación 100 leída desde la estación 300 (cota antes deducida) se calcula tal y como sigue: Z100 = Z300 ± T + i – m = 100,024 - 0,377 + alt. instrum. - 1,300 = 100,000 m Es decir, suponemos que no se ha cometido error altimétrico y como sabemos que la cota teórica de la estación 100 vale 100,000 m, colocamos la altura de instrumento como incógnita, despejando y calculando ésta: Alt. instrum. = 100,000 – 100,024 + 0,377 + 1,300 = 1,653 m Por lo tanto ahora podemos completar todos los cálculos del estadillos taquimétrico

como un itinerario cerrado con lecturas dobles y valorar la admisibilidad del mismo en función a la altura de instrumento estimada. Departamento de Ingeniería Gráfica. Universidad de Sevilla.

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Estadillo de coordenadas (X e Y): Realizamos las mismas operaciones que se explicaron en la entrega 12, pero en ésta ocasión debemos tratar antes la desorientación cometida por despiste en campo. Observando los datos suponemos que al realizar la orientación desde la estación 300 a la 200, por error introducimos la lectura Hz 200100±200g en vez de la Hz 200300. No obstante, ahora mismo en gabinete no importa mucho como se cometió el error (ello debía haber sido comprobado en campo antes de retirar el instrumento), sino más bien como lo vamos a solucionar. Sabemos que el ángulo horizontal desde la estación 100 a la 200 leída en campo ha sido Hz 100200= 114,7140 g , por lo tanto en campo posteriormente orientamos la estación 200 con la 100 como Hz 200100= Hz100200±200 g= 314,7140g. Como el ángulo horizontal desde la estación 200 a la 300 leída en campo ha sido Hz200300= 387,2050g , en campo posteriormente deberíamos haber orientado desde la estación 300 a la 200 como Hz 300200= Hz200300±200 g= 187,2050 g. Sin embargo hemos leído Hz300200= 114,7140g, es decir la desorientación cometida en la estación 300 es la diferencia entre el valor teórico que deberíamos haber introducido y la de campo que realmente hemos leído. Desorientación= 72,4910g Si aplicamos ésta desorientación a todas las lecturas leídas desde la estación 300, el valor Hz300200= 114,7140+72,4910= 187,2050 g orientado. Y el valor Hz300100= 179,4390+72,4910= 251,9300 g orientado. Por lo que el error angular es de 0,0430 g tal y como veremos en el estadillo y por lo tanto admisible (ver...