Equipos utilizados en topografia PDF

Preview

Summary

En este doc te mostrare de manera breve los equipos empleados en topografia...

Description

a |0

FACULTAD DE ARQUITECTURA C.U. TOPOGRAFIA CATEDRATICO: ING. JESÚS PABLO MOTE

Josue Abner Santiago Zamora Oaxaca de Juárez, Oaxaca

18/11/2020

Pá gi na |1

ÍNDICE Equipos de medición -Cinta……………………………………………………………………………………..2 -Distancio-metro………………………………………………………………………….2 -Topo-metro………………………………………………………………………………3 Equipos de señalización -Baliza……………………………………………………………………………............4 -Estadal…………………………………………………………………………………..5 -Prisma…………………………………………………………………………………...6 -Plomada…………………………………………………………………………………7 Equipos de para orientación -Brújula…………………………………………………………………………………..8 -Navegador GPS………………………………………………………………………....10 Equipos de medición angular y niveles -Teodolitos……………………………………………………………………………….10 -Estación total…………………………………………………………………………….12 -GPS topográfico…………………………………………………………………………14 Equipos para medir niveles -Nivel de mano……………………………………………………………………………15 -Nivel fijo…………………………………………………………………………………15 -Clisímetro………………………………………………………………………………...16 -Curvímetro………………………………………………………………………….…….17 -Planímetro………………………………………………………………………………...18

Pá gi na |2

Como en toda profesión, trabajo y labor, los materiales y herramientas, son imprescindibles para avanzar en nuestra encomienda, por lo que en este trabajo nos concentraremos en detallar las funciones que cumple cada una de las herramientas empleadas en la Topografía. Estas herramientas se dividen en 6 tipos según su función:

EQUIPOS DE MEDICION. 1. Cinta métrica: Las cintas métricas utilizadas en la medición de distancias, están elaboradas de una delgada lamina de acero 41xx, o de aluminio, aunque

Cinta de 5 mtrs

las modernas vienen echas de un tramado de fibras de carbono por medio de un polímero de teflón, las más largas se construyen únicamente de acero, ya que la fuerza necesaria para tensarlas podría producir la extensión de las mismas, si estuvieran hechas de un material menos resistente a la tracción. Las cintas más utilizadas son las de 10, 15, 20, 25, 50 y 100 metros. Las dos últimas dos son llamadas agrimensor, las más pequeñas están poseen centímetros, e incluso algunas hasta milímetros, con las marcas y los números pintados o grabados Agrimensor de 100 mtrs

sobre la superficie de la cinta, mientras que las de agrimensor están

marcadas mediante remaches de cobre o bronce fijos a la cinta cada 2 dm, utilizando un remache algo mayor para los números impares y un pequeño óvalo numerado para los números pares. 2. Distancio-metro: Se trata de una herramienta capaz de medir distancias de forma intangible. Suena todo un poco de ciencia ficción, pero lo cierto es que este mecanismo no solo es sencillo de utilizar, sino que ofrece una mayor precisión que las tradicionales cintas métricas.

Pá gi na |3

Un distanciómetro funciona con un rayo láser visible que se proyecta sobre la superficie que queramos medir. Esta herramienta, que suele contar con una pantalla, nos indicará la distancia exacta con un margen de error mínimo de 1 mm arriba o abajo. El fundamento que rige el funcionamiento de los instrumentos electrónicos para medir distancias consta de tres pasos básicos: -Emisión de una onda que, dependiendo del instrumento, puede ser de alguno de los siguientes tipos: microondas, ultrasonido, infrarrojo o láser; distanciometro/ medidor lasser

-Medición del tiempo que tarda esa onda en ir desde el instrumento emisor hasta el objeto cuya distancia queremos medir y en regresar al

instrumento emisor, y -Conversión de ese tiempo en distancia. 3. Topometro/Odómetro: Los topometros/odómetros compuestos por una rueda enganchada en un bastón que hace mover engranajes que registran la distancia recorrida. Pese a su aparente sencillez, son un instrumento preciso y muy útil en

Topometro de rueda

gran cantidad de sectores. Existen odómetros mecánicos y electrónicos, y es muy útil para medir la distancia entre dos puntos. Aunque también se puede utilizar para medir áreas cuadradas o rectangulares, triangulares y en superficies irregulares. Para utilizar los topómetros manuales en la medición de una distancia entre dos puntos, simplemente tenemos que fijar la rueda sobre el punto de partida, apretar el botón de inicio y caminar hasta el punto final. La distancia recorrida aparecerá directamente en el marcador o la pantalla electrónica.

Pá gi na |4

EQUIPOS PARA SEÑALIZACIÓN 1. Baliza: La baliza es un accesorio para realizar mediciones con instrumentos topográficos, originalmente era una vara larga de madera, de sección cilíndrica, donde se monta un prismática en la parte superior, y rematada por un regatón de acero en la parte

Baliza de aluminio

inferior, por donde se clava en el terreno. En la actualidad, se fabrican en aluminio, chapa de acero, o fibra de vidrio, en tramos de 1.50 m. o 1 m. de largo, enchufables mediante los regatones o roscables entre sí para conformar un jalón de mayor altura y permitir una mejor visibilidad en zonas boscosas o con fuertes desniveles. Algunos se encuentran pintados (los de acero) o conformados (los de fibra de vidrio) con franjas alternadas generalmente de color rojo y blanco de 25 cm de longitud, para que el observador pueda tener mayor visibilidad del objetivo. Los colores obedecen a una mejor visualización en el terreno y el ancho de las franjas se usa para medir en forma aproximada mediante estadimetría. Gracias al uso de materiales como el carbono y el aluminio, los jalones GNSS ofrecen un equilibrio ideal entre peso, estabilidad y vida útil. En función de la serie y el modelo, están disponibles con una punta hecha de Widia, un material de carburo extremadamente duro, o con puntas intercambiables. Su construcción permite un manejo sencillo con una gran estabilidad en muchas aplicaciones.

Jalón telescópico de fibra de carbono GLS30

Pá gi na |5

2. Estadal: El estadal o también conocido como mira telescópica, es una herramienta topográfica que hace la función de una regla graduada, existen de varias medidas, pero todo depende del que se ajuste a las necesidades del usuario, este instrumento en conjunto con un nivel, ayudan al profesional a calcular los desniveles de un terreno o polígono.

Estadal visto através de un Nivel fijo

Por muy simple que parezca, su uso requiere de un cierto grado de profesionalismo y experiencia de parte del topógrafo, puesto que para su lectura posee unas marcas peculiares expresadas en decímetros, es decir, con líneas de separación a cada diez centímetros, este a su vez se divide en marcas separadas por colores que forman una letra “E” que equivale a 5 centímetros y por último se subdivide en separaciones de a un centímetro, recalcando que en general solo son marcas con la excepción de números que delimitan a cada decímetro. La lectura de la mira topográfica se hace realmente al igual que en una regla normal, pero conviene acostumbrarse a ella para evitar posibles errores. La mira permite, mediante un nivel topográfico, medir desniveles o diferencias de altura.

Nivelación de terreno, empleando nivel fijo y estadal

También con una mira se pueden medir distancias a través de métodos trigonométricos, o bien mediante un telémetro estadimétrico integrado dentro de un nivel topográfico, un teodolito o un taquímetro.

Pá gi na |6

3. Prisma: Un prisma topográfico es un aparato de forma circular que se encuentra constituido por un conjunto de cristales. Así, la función que cumple dichos cristales es la de proyectar la señal EMD que produce un teodolito electrónico o una estación total. De esta manera, la distancia se calcula con

Prisma topografico

base en el tiempo que transcurre en ir y venir al emisor. Prismas circulares: Un prisma topográfico circular es una estructura triple de vidrio, al cual se le han pulido sus tres esquinas. Esto último, para que encaje de forma correcta en una carcasa con forma circular. Normalmente, es utilizado en mediciones topográficas en que se requiera una óptima precisión y especificaciones exactas. Aquí, su función es la de reflectar la señal EMD que arroja la estación total. Para esto, es necesaria la alineación con la línea visual del aparato. Prisma de 360°: Básicamente, este tipo de prisma topográfico tiene la misma funcionalidad del prisma circular. Así, esta función es la de reflejar la señal Prisma 360 GRZ122

EMD que entra al sistema óptico del receptor.

No obstante, la diferencia radica en que este prisma está constituido por seis cuerpos prismáticos de vidrio, triples. Asimismo, cada uno de ellos es parecido al prisma circular, solo que de menor tamaño y con las esquinas pulidas de forma tenue. Igualmente, la función de permanente reflexión de dicha señal es sumamente ventajosa para el aprovechamiento de la robótica. Esto debido a que, el operario que tiene el bastón se puede desplazar con cierta rapidez. Por lo tanto, logra concentrarse en los objetivos que se deben medir y no en alinear el instrumento y el prisma de forma constante.

Pá gi na |7

4. Plomada: La plomada Es uno de los instrumentos más antiguos, sencillos y usados en la construcción. Está compuesto básicamente por una pesa o masa de forma cilíndrica o cónica amarrada en un extremo por alguna cuerda de la que cuelga. Su principal función es indicar la posición

Plomada

exacta de la vertical, y esto lo logra gracias a la gravedad de nuestro planeta que atrae a la masa colgante siempre hacia el centro de la Tierra. La herramienta consta de: 1 -Una pesa de plomo (o de aluminio, acero, latón, otro metal o incluso plástico) que tiene forma cilíndrica, cónica o una combinación de ambas. Las plomadas mecanizadas y equilibradas poseen un extremo cónico o en punta. 2 -Una pieza semejante a un carrete llamada nuez, que puede ser de madera, metal o metal imantado, que tiene el mismo espesor que la pesa A y que presenta un orificio en el centro. 3 -Una cuerda, cordel o hilo fabricado en algodón o nylon que, pasando por Partes de una plomada

el orificio de la nuez, une ambas piezas.

Dependiendo de la aplicación y del material en que están construidas, existen plomadas pequeñas que no pesan más de 30 gramos y otras más robustas que oscilan entre los 400 y 600 gramos. Plomada lasser: Son pequeños instrumentos con aspecto de cinta métrica que funcionan con pilas comunes y proyectan un rayo láser en la región espectral de alrededor de 600 nm, dirigido en forma vertical y también (en algunos modelos) horizontal. Las ventajas con

Pá gi na |8

respecto a las plomadas comunes son la gran precisión y rapidez de la medición, como así también la versatilidad, ya que no las afectan condiciones ambientales como el viento y pueden montarse en el suelo, en la pared o sobre un trípode Plomada laser

para facilitar el uso, liberando ambas manos del operario.

EQUIPOS DE ORIENTACIÓN 1. Brújula: Por lo general, un instrumento de mano que se utiliza principalmente para determinar el norte magnético, direcciones y ángulos horizontales. Su aplicación es frecuente en diversas ramas Brújula

de la ingeniería. Se utiliza en reconocimientos preliminares para trazado de carreteras, levantamientos topográficos, cartografía geológica, etc.

La brújula consta de una aguja magnética que gira en un pivote de acero rígido y afilado, apoyado en un soporte cónico ubicado en el centro de la aguja. La aguja magnética se ubica dentro de una caja, la cual, para medir el rumbo, contiene un círculo graduado generalmente dividido en cuadrantes de 0 ° a 90 °, marcando los cuatro puntos cardinales; teniendo en cuenta que debido al aparente movimiento de la aguja se intercambian los puntos Este y Oeste.

Partes de una brújula

Pá gi na |9

Caja: tiene un círculo graduado de 0º a 360º de acimut, o de 0º a 90º en las direcciones norte y sur cuando se miden rumbos directamente. Nivel circular: se utiliza para sujetar la caja con el círculo graduado en un plano horizontal al tomar medidas. Pínulas de observación: se utilizan para alinear la vista y se encuentran en las direcciones norte y sur de la caja de la brújula. Aguja magnética: Aguja magnetizada que debe girar libremente sobre un punto de pivote en el medio del círculo primitivo. Contrapeso: el extremo sur de la aguja magnética lleva un contrapeso destinado a contrarrestar la atracción magnética en la dirección vertical. Tipos: La brújula cartográfica: se usa en conjunto con un mapa topográfico, de ahí que su base sea transparente, para no dejar de ver el mapa mientras la usamos sobre él. Son bastante precisas y muy usadas en el mundo de la

Brújula cartografica

orientación. El tener una base transparente nos facilita el cálculo de orientaciones sobre el mapa. La brújula lensática: es la conocida como brújula militar o brújula de marcha debido a que está especialmente preparada para marcar rumbos a puntos distantes y seguir la dirección minimizando el error. Es un modelo muy preciso cuyo error puede variar, dependiendo de la forma de medición, ya sea facial o ventral, entre 3 y 10 grados.

Brújula lensatica

P á g i n a | 10

2. Navegador GPS: El navegador GPS es un sistema de navegación por satélite, también conocido por sus siglas GPS (Sistema de Posicionamiento Global) y que por vía satélite nos ubica en un punto del espacio según los mapas que tenga preinstalados. El GPS es un sistema de navegación de alta precisión que utiliza señales de

Navegador GPS

cuatro o más satélites GPS para determinar una ubicación en la superficie de la Tierra mediante ecuaciones de navegación. En la actualidad, el GPS se utiliza en aplicaciones comunes como teléfonos móviles, sistemas de navegación para automóviles y, como no podría ser de otra forma, en topografía y cartografía. La topografía y el mapeo fue una de las primeras adaptaciones comerciales del GPS, ya que proporciona una posición de latitud y longitud directamente sin la necesidad de medir ángulos y distancias entre puntos. En la actualidad, un consumidor puede encontrar básicamente los siguientes tipos de navegadores: -GPS portátiles. -Teléfono móvil o agenda con GPS integrado.

GPS para vehículos

-GPS integrados en los vehículos. -Receptores GPS para usar con otros equipos como móviles.

EQUIPOS DE MEDICIÓN ANGULAR Y NIVELES 1. Teodolito: El teodolito es un instrumento de medición mecánico-óptico que se utiliza para obtener ángulos verticales y horizontales, en la mayoría de los casos, ámbito en el cual tiene una precisión elevada.

teodolito óptico

P á g i n a | 11

Se trata de un trípode que tiene acoplado encima un telescopio. Este a su vez tiene dos círculos que están graduados, uno colocado en vertical y otro en horizontal para poder realizar los dos tipos de mediciones que vamos a necesitar (apoyándonos por supuesto en las lentes que lleva incorporado). Gracias a un teodolito podemos medir algunos de forma sencilla y a partir de ahí realizar diferentes cálculos topográficos. Uso de un teodolito: -Colocación del teodolito: En primer lugar, deberemos de colocar el teodolito en el lugar donde vamos a llevar a cabo la medición. Para ello sigue las instrucciones del propio teodolito, ya que variarán un tanto de un modelo a otro. -Regula la altura del teodolito: Para poder realizar un trabajo correcto deberás de regular la altura del teodolito, para poder

Montado de un teodolito

llevar perfectamente a ver a través del visor. Este paso es importante, más por comodidad a la hora de trabajar, que por un desajuste o error topográfico que se pueda producir. -Nivelación y aplomación del teodolito: El siguiente paso nos llevar a aplomar el teodolito y a nivelarlo hasta que quede perfecto para comenzar a trabajar. -Revisar el visor: Una vez estamos preparados para comenzar a realizar las mediciones, deberemos de comprobar el visor. Para ello asegúrate que la línea roja que deberías de ver, y que sirve para realizar las mediciones, se ve de forma correcta y además queda en el lugar justo donde se va a realizar la medición. Con el paso del tiempo el teodolito, al ser una herramienta fundamental, ha ido evolucionando, por lo que hay una gran variedad, que por forma común se dividen en dos grupos:

P á g i n a | 12

-Mecánicos: Estos teodolitos son totalmente analógicos, y aunque hacen la misma función que los electrónicos, funcionan de una forma menos avanzada. Los errores que se pueden producir son más elevados ya que la

Partes de un teodolito mecánico

toma de medidas depende en gran medida de la vista y habilidad del operario. -Electrónicos: La gran diferencia de los teodolitos electrónicos frente a los mecánicos es la pantalla donde podemos ver todos los datos de las mediciones realizadas. Sin duda alguna supone una gran ventaja y además Teodolito electronico

reduce considerablemente la posible aparición de errores.

2. Estación total: Aparato electro-óptico de medición utilizado en topografía, con funcionamiento electrónico. Básicamente es un teodolito electrónico que posee un distanció-metro y un microprocesador agregado al equipo.

Estación total

Además del teodolito clásico, este aparato posee una pantalla alfanumérica de cristal líquido (LCD), leds de avisos, iluminación independiente de la luz solar, calculadora, distanció-metro, trackeador (seguidor de trayectoria) y la posibilidad de guardar información en formato electrónico, para usarla posteriormente en ordenadores personales. Las estaciones totales tienen 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 azimut y distancias.

P á g i n a | 13

Se los denomina estaciones totales porque miden ángulos, distancias y niveles, lo que antes requería de varios instrumentos diferentes. Estos teodolitos electro-ópticos son económicamente accesibles. Tipos de Estaciones totales: -Convencional: Dentro de los tipos de estaciones totales, esta se conoce como la electrónica, ya que la mismas tiene una pantalla electrónica. Adicional, esta puede funcionar con los prismas de tipo reflectantes. Sin embargo, este tipo de estación total tiene una desventaja. Resulta que, este equipo no telera las lluvias o precipitaciones, por lo que no son del todo

Estación total convencional

aconsejables por lo complicado que puede ser su manejo cuando haya mal tiempo. º-Con GPS: Cuando aparece el GPS cambió muchos campos de la vida, aplicando esta nueva posibilidad a un sinnúmero de herramientas, con lo que se iba a facilitar grandemente el trabajo de miles de personas. Resulta que, en muchos campos de la ciencia se empleó esta tecnología. En el caso de los drones incluso trabajan con esta. Y, por el uso de esta Estación total con GPS

tecnología es posible utilizar los instrumentos desde largas distancias.

Robótica: De los tipos de estaciones totales, son estas las más completas con que cuentan los topógrafos e ingenieros. Además, estas ayudan a tener muy buenas mediciones de distancias que son muy grandes, así como también, proveen una precisión muy alta. Adicional, estos equipos son capaces de fotografiar del terreno que se mide. Actualmente, son consideradas las mejores. Estas son las mejores en la actualidad. Estas tienen la ventaja de que no pesan demasiado, y que, además, son resistentes al ambiente.

Estación total robótica

P á g i n a | 14

3. GPS topográfico: Las coordenadas de un punto desconocido con respecto a una coordenada conocida se pueden determinar utilizando la estación total siempre que se pueda establecer una línea de visión directa entre los dos puntos. Por esta razón, algunas estaciones totales también tienen un receptor del sistema global d...