Orientación y medición de ángulos horizontales en topografía. Rumbo y Azimut PDF

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Este documento contiene información acerca de como orientarnos y medir cuando se realiza la medición de un angulo sobre algún terreno. Estos son temas de Topografía y considero que hace falta mas información disponible en la red. Tal vez no este muy completa pero de algo servira....

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INDICE. Introducción______________________________________________________1 Justificación______________________________________________________2 Hipótesis_________________________________________________________3 Objetivos objetivo general_______________________________________________3 objetivos específicos___________________________________________4 Conceptos básicos.________________________________________________5 Orientación en el campo____________________________________________8 la orientación con brújula.______________________________________10 la orientación por indicios naturales______________________________12 la orientación con el sol________________________________________14 la orientación por la noche “la estrella polar”_______________________15 Angulo horizontal________________________________________________15 Metodos para medir ángulos horizontales.____________________________16 grafómetro casero____________________________________________17 cómo se usa el grafómetro________________________________17 construcción de un grafómetro artesanal. ____________________18 Uso del grafómetro artesanal para medir Ángulos horizontales____________________________________22 Medición de un ángulo cuyo vértice Es inaccesible. _________________________________________23 Medición de ángulos adyacentes___________________________24 a

Brújula_____________________________________________________26 Ventajas en el uso de la brújula ____________________________27 Uso de la brújula para medir ángulos horizontales. _____________27 Inconvenientes en el uso de la brújula ______________________29 Medición de un ángulo horizontal___________________________29 Método del ángulo recto _______________________________________32 Teodolito___________________________________________________34 ¿qué es un teodolito? ___________________________________34 Utilización del teodolito para medir ángulos horizontales_________35 Azimut. _________________________________________________________36 Definición se azimut de certicalia. _______________________________36 Definición de azimut de construmatica. ___________________________37 Definición de azimut de Wikipedia. ______________________________37 Definición de azimut de topografía y proyectos.com__________________38 Definición de azimut de topografia2. _____________________________38 Tipos de azimuts. ____________________________________________39 Cálculo de azimuts en poligonales. ______________________________39 Cálculo de azimut a partir de coordenadas. ________________________40 Conclusión______________________________________________________42 Bibliografía______________________________________________________43

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INTRODUCCION. En este trabajo de investigación se hablará sobre un tema de mucha importancia para el curso de Principios Básicos de Topografía. En esta ocasión se hablará acerca de las orientaciones topográficas, medición de ángulos horizontales y sobre el azimut. Es necesario tener un conocimiento de estos para determinar la orientación de algún predio en algún lugar determinado con respecto al norte magnético, así mismo la utilización y manejo de estos conceptos se pueden describir mediante un dibujo lo cual hace más fácil su lectura. Actualmente se utilizan varios metodos para obtener los ángulos horizontales que puede tener un terreno, es importante mencionar que con ayuda de estos cálculos nosotros logramos comprobar que las medidas y levantamientos hayan sido realizados de una manera adecuada. Los instrumentos que suelen utilizarse para la medición de ángulos y para obtener la orientación son muy variados por lo que van de la manera más accesible a la tecnología más avanzada para esta ciencia. Por ejemplo: una forma muy accesible de orientarse es basándose en el sol, este método de orientación puede realizarlo cualquier persona y no necesariamente tiene que ser un profesional para hacerlo, ya que como sabemos este método nos lo enseñan en la primaria, es decir, es un método muy común y fácil de realizar. Otro ejemplo en donde ya utilizamos una herramienta para orientarnos seria la brújula, sin embargo, esta no solo sirve para orientarse si no que tambien sirve para realizar la medición de ángulos horizontales, pero debemos tener cuidado para realizar el procedimiento adecuadamente y no solo hablo de este método sino de todos.

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JUSTIFICACION Este trabajo es realizado con la intención de que como estudiantes de arquitectura conozcamos los metodos y herramientas que podemos utilizar para la medición de ángulos horizontales. De esta forma al vernos en la necesidad de hacer los cálculos correspondientes nosotros sepamos que método utilizar y cuál es el que se nos facilita más. Por ejemplo, como lo mencione anteriormente considero que los dos metodos más fáciles y accesibles para realizar una orientación o cálculo de ángulos es la brújula y la orientación del sol. A su vez es importante mencionar que esta investigación está desarrollada de manera tal que sea más comprensible el contenido además de ayudarse con apoyo visual, es decir, con imágenes y gráficas. Así como planteando y proponiendo pequeños ejemplos de cálculo para observar el procedimiento que se realiza para la obtención de ángulos horizontales y orientación.

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HIPOTESIS Existen varias formas de por orientarse ya sea de manera natural o utilizando alguna herramienta. En cuanto a la medida de los ángulos horizontales se puede realizar con teodolito.

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL. 

Conocer los diferentes metodos para realizar una correcta orientación, un correcto cálculo de ángulos y saber que es un azimut.

OBJETIVOS ESPECIFICOS 

Aprender a determinar que es azimut y sus diferentes tipos.

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Identificar las formas naturales y artificiales de orientarse.



Conocer los metodos para el cálculo de ángulos horizontales



Aprender a elaborar herramientas de medición artesanales

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Analizar los procedimientos para el cálculo correcto de ángulos con diferentes herramientas.



Determinar en campo el mejor método de orientación a utilizar.

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CONCEPTOS BASICOS. Polos geográficos / elementos geográficos Los polos geográficos son los dos puntos de la superficie de un cuerpo que rota (planeta, planeta enano, satélite natural, esfera u otro cuerpo rotatorio) que son atravesados por el eje de rotación. El polo norte geográfico de un cuerpo se encuentra a una latitud geográfica de 90 grados al norte del ecuador, mientras que el polo sur geográfico se encuentra a 90 grados al sur del ecuador. Al ser los puntos donde coinciden todos los meridianos, los polos no tienen longitud geográfica.

Norte magnético Es el que nos indica la brújula. La aguja magnética móvil se alineará con las líneas de fuerza del campo magnético de la Tierra, indicándonos dónde se encuentra el Norte magnético. La ubicación de este punto no está en un lugar estable, sino que cambia diariamente y de manera predecible unos cientos de metros (en el último siglo se ha desplazado 1100 kms). Es por ello que, anualmente, se le da una ubicación media aproximada. En cuanto al sur magnético, por ende, ocurre lo mismo. 4

Desplazamiento del Norte magnético (imagen de thetrekkinglife.com)

Meridianos magnéticos Las líneas magnéticas en su recorrido sobre la superficie terrestre forman los meridianos magnéticos. Estas líneas magnéticas no son fijas en su posición geográfica ni en su dirección, parten del núcleo de la tierra, atraviesan la corteza terrestre en el Polo Sur Magnético y se dirigen en busca del Polo Norte Magnético en donde vuelven a atravesar la corteza terrestre para llegar nuevamente al núcleo; forman curvas que cambian constantemente de posición, se desplazan en forma lenta pero continua. En el arco que recorren toman distintas posiciones respecto de su orientación al Norte Magnético, describiendo Meridianos Magnéticos que son similares a los Meridianos Geográficos, pero no coincidentes.

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La dirección de las líneas magnéticas es la dirección que toma la aguja de una brújula apuntando al Norte Magnético. Así como existen isobaras (líneas que unen puntos de igual presión atmosférica) isobatas (líneas que unen puntos de igual profundidad, con respecto a la dirección e intensidad de las líneas magnéticas existen: 

Líneas isógonas: Las que unen puntos de igual declinación magnética.



Líneas isóclinas: Las que unen puntos de igual inclinación magnética.



Líneas isodinámicas: Unen puntos de igual intensidad y fuerza magnética.

Norte geográfico También se le conoce como Norte verdadero y es el que usa la Tierra como eje de giro imaginario para su movimiento de rotación. Por tanto, no coincide con el Norte magnético. Podemos reconocer este punto en el cielo buscando la Estrella Polar.

Representación del Norte magnético y el Norte geográfico (imagen de explora.cl)

Meridianos geométricos. Los meridianos son las semicircunferencias máximas imaginarias de un globo planetario que pasan por los Polos Norte y Sur.1 Por extensión, son también las semicircunferencias máximas que pasan por los polos de cualquier esfera o esferoide de referencia. Son líneas imaginarias cuya utilidad principal es poder determinar la posición (Longitud) de cualquier lugar de la Tierra respecto a un meridiano de referencia o meridiano 0, añadiendo la Latitud, determinada por el Paralelo que pasa por ese punto.2Los meridianos se encuentran separados 1 grado entre sí, de forma que el globo planetario queda dividido en trescientos sesenta "grados".

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Norte Lambert, de cuadrícula o UTM Es el lugar donde convergen las líneas paralelas que marcan la longitud (meridianos norte-sur) que vemos en los mapas. Este norte no coincide generalmente con el norte geográfico, ya que el Norte Lambert se produce al proyectar una superficie esférica (la Tierra) sobre una superficie plana (el plano), lo que provoca de manera inevitable ciertas deformaciones.

El norte de la cuadrícula. Conocido como Norte Lambert o Norte UTM. Es el lugar donde convergen las líneas paralelas que marcan la longitud (meridianos norte-sur) que vemos en los mapas. Estas no son paralelas realmente ya que convergen en el Norte y el Sur Geográfico.

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Así se representa el norte magnético, norte de cuadricula y norte geométrico.

ORIENTACIÓN EN EL CAMPO ¿Qué es la orientación? La orientación, vista de esta manera, es el conjunto de técnicas necesarias para que el hombre pueda moverse en un espacio tridimensional a partir de puntos de referencia específicos. A rasgos generales, se distinguen dos tipos de orientación: artificial o con instrumentos elaborados por el hombre, y la natural, donde se utilizan todos los elementos que nos proporciona el medio. Precisamente este último tipo de orientación es el que ha perdido el hombre de la ciudad.

Los mapas cartográficos. Los mapas pueden estar dibujados a diferentes escalas, lo más común es que estén dibujados a escala 1:50000 o a 1:25000. En el caso de la escala 1:50000, 1 cm que medimos en el mapa equivale a 50000 cm en la realidad 500 m. Así, en los mapas de escala 1:25000, 1 cm del mapa son 250 m en la realidad.

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Con esto podemos deducir que los mapas de escala 1:25000 son más detallados que los otros, y se ven las cosas más grandes. Estos nos van a venir muy bien para no perdernos en las marchas. En un mapa cartográfico podemos ver muchas cosas. En primer lugar, vamos a ver los símbolos que aparecen en todos los mapas y lo que significan: En primer lugar, vemos unas líneas rectas, todas del mismo color, y que son unas verticales y otras horizontales. Esas líneas nos indican los meridianos (las verticales) y los paralelos (las horizontales). Estas líneas son perpendiculares entre sí, por tanto, forman una cuadrícula. En los mapas cartográficos cada lado de los cuadritos de la cuadrícula equivale a 1 km en la realidad.

Además de esas líneas podemos ver otras líneas curvas de color marrón o negro. Estas líneas a veces aparecen más unidas y otras veces más separadas. Se llama curvas de nivel. Cada una de las líneas une puntos que se encuentran situados a la misma altura. Puede haber algunas más gruesas y de color más oscuro. Estas líneas son las principales, y si las seguimos en el mapa, podemos ver que aparece un número indicándonos la altura a la que corresponde.

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La orientación con brújula. Consiste, básicamente, en una diminuta barra metálica imantada que invariablemente señala el Norte. Las de mejor calidad poseen en su interior un limbo graduado en un disco giratorio numerado, que aumenta de cero a 360 º de la siguiente manera: Norte =0 grados, Este = 90 º, Sur= 180 ª, Oeste= 270 º. El norte se denomina 360 º o 0 grados indistintamente. La brújula magnética es el instrumento más sencillo y preciso para obtener rumbos y, junto con la carta topográfica del lugar, constituye un elemente básico de orientación. Su utilización es más fácil: tan sólo habrá que depositarla sobre una superficie plana no metálica, esperar a que se detenga la aguja o el disco graduado y después leer el rumbo buscado. La brújula debe mantenerse alejada de cualquier masa metálica o campo magnético durante su manejo, porque se alteraría la medición. No es inusual que algún “despistado” intente orientarse con una brújula manual dentro de un automóvil o al lado de un transistor de radio. Asimismo, deber utilizarse lejos de instrumentos de metal, como armas, linternas, cuchillos, etc.

Partes de la brújula El fundamento de la brújula es la atracción magnética que ejerce la tierra sobre los objetos imantados. El Norte Magnético Terrestre no coincide en la mayoría de las zonas del mundo con el Norte Geográfico, ambas direcciones forman un ángulo, que se denomina Declinación Magnética, que es diferente para cada lugar. En España la Declinación varía entre 6º y 10º Oeste. Por lo tanto, para obtener el Norte Geográfico tendremos que sumar al Norte Magnético la Declinación Las partes son:

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1. Base de plástico 2. Anillo giratorio graduado 3. Aguja magnética 4. Flecha orientadora y sus líneas auxiliares 5. Punto de lectura 6. Flecha de dirección de viaje y sus líneas auxiliares Orientación con la brújula en el mapa. Para reconocer los rasgos topográficos de un lugar (ríos, montes, valles, etc) representados en el mapa, situarse sobre un punto elevado y orientar el mapa. Ajustar la brújula, girando su limbo hasta hacer coincidir la letra N con el índice fosforescente de la plancha. A continuación, colocar la brújula sobre el mapa extendido de manera que las líneas de dirección de la brújula, marcadas en rojo sobre la plancha, sean paralelas a los meridianos del mapa. Manteniendo así el conjunto, brújula-mapa, girarlo hasta que el extremo rojo de la aguja magnética marque el Norte. De esta manera los accidentes geográficos del mapa quedarán orientados con la misma posición en la que pueden ser observados y reconocidos en la realidad.

Orientación con la brújula en el campo. Para determinar la dirección de cualquier accidente geográfico sobre el campo, se lanzará una visual que alineará el punto de referencia con la brújula. Sin variar la orientación, girar el limbo graduado de la brújula hasta que el Norte coincida con la dirección de la aguja magnética. La dirección buscada vendrá determinada por el ángulo formado por ambas direcciones, e indicado sobre el limbo graduado por el índice fosforescente. 11

La orientación por indicios naturales Existen diversos indicios que deja la naturaleza que pueden ser utilizados perfectamente para orientarnos, aunque son menos fiables que los anteriores, por lo que sería conveniente que los contrastáramos, si es posible, a ver si coinciden: 

Solana / Umbría: La solana es la falda de los montes que da hacia el sur, es mucho más seca que la umbría (norte) ya que le da mucho más el sol y por lo tanto se nota mucho en la vegetación.



Musgo: El musgo suele crecer en las zonas más húmedas, donde menos del sol, por lo que crece en la cara norte de árboles y rocas.



Árboles: pueden tener más hojas y más insectos en la parte sur (hay más luz). Golpeando el árbol suena más hueco en el sur. En un tocón (lo que queda en el suelo del árbol al cortarlo), los anillos estarán más separados en el Sur, por lo que el centro estará desplazado hacia el Norte.



Los conejos suelen hacer la madriguera hacia el sur.



Los muros y rocas suelen estar más secos en la parte sur, por el sol.



La nieve suele aguantar más y más dura en la parte norte de la montaña.

La orientación con el sol

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Cuando no tenemos a mano una brújula, existen formas de orientarnos durante el día utilizando el sol. El sol es una gran referencia si lo sabemos utilizar, lo principal consiste en recordar el movimiento aparente del sol a través del cielo, durante el día. Por la mañana, sale casi en dirección al este y por la tarde se oculta casi al oeste. Dependiendo del lugar donde algunos métodos para orientarnos.

nos

encontremos,

podemos

utilizar

En la salida del sol, si estamos en el campo algún día próximo al equinoccio de primavera, 21 de marzo, o al equinoccio de otoño, 23 de septiembre, podremos deducir con bastante exactitud la posición de los cuatro puntos cardinales. Extendiendo los brazos, situar la mano derecha hacia el este, salida del sol, en frente el norte, la mano izquierda el oeste y la espalda el sur. Marcas del sol Los árboles tienen más hojas del lado que les pega más el sol, es decir hacia el sur. Los insectos que taladran la corteza de los árboles, hacen sus nidos del lado más soleado. Los anillos que marcan el crecimiento del árbol, son más anchos hacia el sur; no es necesario cortar un árbol para comprobarlo ya que si golpeamos el tronco con una piedra, a todo su alrededor, el golpe sonará más hueco del lado en que recibe más sol. Algunas plantas, como los líquenes y el musgo, prefieren el lado sombreado y húmedo, por lo que se encontrarán más fácilmente hacia el norte de rocas y troncos de árboles. Con la sombra: Si al mediodía, hora solar, nos colocamos de espaldas al sol, nuestra sombra marcará la dirección Norte.

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Pero si necesitamos orientarnos en otra hora distinta del mediodía, podemos hacerlo clavando una estaca verticalmente al suelo y observar la posición de su sombra. La dirección del Norte la podemos obtener girando 15º, en sentido de las agujas del reloj, por cada hora que falte para el mediodía. O girando 15º, en el sentido contrario al de las agujas del reloj, por cada hora que sobrepase. El reloj, instrumento de orientación Un reloj ordinario sirve también para determinar aproximadamente el norte o Sur geográficos. En nuestro caso el reloj permite averiguar la dirección de la zona templada meridional (norte). Las 12 del reloj apuntan ahora hacia el sol, la línea trazada a mitad de camino entre las 12 y la aguja de las horas indica el norte. Lo que decíamos del horario de verano se aplica también aquí: la línea del norte se sitúa entonces entre la aguja de las horas y la 1 del reloj. Las zonas templadas se extienden entre 23 ½º y 66 1/20 de latitud en ambos hemisferios.

Este método no está exento de errores, especialmente en latitudes bajas, puede hacernos andar en círculo. Para evitarlo, improvísese un reloj de sol y hágase los ajustes necesarios con el auténtico reloj, repitiendo la operación cada hora durante la marcha.

La orientación por la noche “La Estrella Polar” Para ello es necesario saber distinguir en el firmamento estrellado la constelación de la Osa Mayor. La característica posición de sus estrellas facilitará su reconocimiento. Una vez localizada, la Osa Mayor, si prolongamos cuatro veces la ...