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Anexo 1 U 6 FILMINA nivelación trigonométrica.pdf NIVELACIÓN TRIGONOMÉTRICA β β A B sñiβStgHABΔ −+= l′= l cos β S′= k l ′ S′= k l cos β S = k l cos2 β S = S′ cos β ∆HAB l S′ sen β hm l ′ S = S′ cos β S’ = k l′ CÁTEDRA DE TOPOGRAFIA Agrim. Ada DALLA CANEVA Anexo 2 U 6 NIVEL ELECTRÓNICO.pdf X ORIGINAL 1 C.U.I.T: 30-71000751-5 Ing. Brutos: 901-227370-1 Inicio de Actividades: 01/03/2007 IVA Resp. Inscripto Presupuesto Documento No Valido Como Factura GRACIAS POR CONTACTARSE CON GEOBAUEN S.R.L !!! Por medio de la presente nos dirigimos a usted a fin de enviarle el presupuesto solicitado, así mismo quedamos a vuestra disposición por si desea realizar alguna consulta técnica o ampliar información. NIVEL ELECTRONICO MARCA LEICA Modelo Sprinter 150 Las mediciones nunca han sido tan fáciles de efectuar como lo son ahora, con el nuevo Nivel Electrónico SPRINTER de LEICA. El SPRINTER de LEICA permite a los usuarios efectuar su trabajo de manera rápida y eficiente. El Nuevo Nivel Electrónico SPRINTER de LEICA ofrece todo lo que se podría esperar de un instrumento para construcción: FUNCIONES y PROGRAMAS INCORPORADOS: • Altura (desnivel) • Poligonal altimétrica (arrastre de cota) • Corte y Relleno (desmonte y terraplén) • Auscultación • Cálculo de distancias para equidistancias • Medición con mira invertida • Función Seguimiento INTERFAZ DE USUARIO SIMPLE: • Sistema de advertencia de inclinación incorporado • Aplicaciones integradas • Tiempo de medición corto • Protección contra polvo y agua • Bajo consumo de energía con celdas secas tipo AA • Memoria interna • Puerto RS232 para suministrar una interfaz sencilla (opcional) Usted descubrirá que el SPRINTER de LEICA establece nuevos estándares y ofrece un margen tecnológico líder, por encima de los demás productos: Aumenta la productividad: Mostrando las mediciones en menos de 3 segundos, calculando así la diferencia de altura y nivel reducido de manera instantánea y en forma integrada. 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Inscripto Presupuesto Documento No Valido Como Factura SUMINISTRO: 1 Nivel Sprinter 150M. 1 Cable de conexion a PC. 1 Software Leica Geo Office en CD. 1 Manual de empleo Sprinter 150/250M. 1 Tripode.de patas extensibles. 1 Mira de nivelacion de 4 metros con codigo de barras. LEICA SPRINTER 150 PRECIO U$S 2.500 CONDICIONES GENERALES PRECIOS: No incluye IVA 10.5% . GARANTÍA: Por 2 años, contra todo defecto de fabricación o fallas del mismo, siempre que el equipo no haya sido objeto de golpes, malos tratos o uso indebido. SERVICIO TÉCNICO: Garantizado, con técnicos entrenados en fábrica y un amplio stock de accesorios y repuestos originales. En la medida de lo posible sustituimos su equipo en caso de reparación. SOPORTE TECNICO: Personalizado, Indefinido sin costo. CURSO: Teórico practico a dictarse en lugar y fecha a determinar de común acuerdo LUGAR DE ENTREGA: A convenir PLAZO DE ENTREGA: Inmediato MANTENIMIENTO DE OFERTA: 30 Días. FORMA DE PAGO: Efectivo / Cheques / Deposito /Transferencia / Alternativa a convenir. Sin más aprovechamos la oportunidad para saludarlo muy atentamente, GEOBAUEN SRL Unidad 6 Ty G 0609.pdf Unidad 5.- Nivelación. Desnivel entre puntos del terreno. Cota y altitud. Nivel óptico. Partes que lo componen. Errores de colimación, inclinación y asentamiento de la mira. Nivelación geométrica. Planilla de nivelación. Precisión de la nivelación geométrica. Medición y cálculo de una poligonal de nivelación geométrica. Trazado de perfiles longitudinales y transversales. Nivelación trigonométrica. Corrección por refracción y curvatura terrestre. Precisión de nivelación trigonométrica. Determinación de las coordenadas de puntos inaccesibles. NIVELACIÓN Nivelación es el proceso de medición que se utiliza para determinar la altura de los puntos del terreno con respecto a un plano de comparación, al que se le asigna altitud = 0. La diferencia de altura con respecto a este plano, se llama cota. La distancia vertical del punto considerado a este plano de referencia, debe ser medida sobre la vertical del lugar. Se define al geoide como la superficie del agua del mar en reposo que se extiende idealmente bajo los continentes, de forma tal que las líneas verticales de cada lugar crucen perpendicularmente a la superficie del geoide en todos sus puntos. Recordemos que las líneas verticales del lugar coinciden con la dirección del vector gravedad en dicho punto, y que las mismas no convergen en un punto, por lo tanto el geoide no responde matemáticamente a una superficie formulada, razón por la que se lo reemplaza por la del elipsoide, y en virtud de ello se llama cota absoluta a la distancia vertical entre la superficie equipotencial que pasa por dicho punto y la superficie equipotencial de referencia o superficie del elipsoide. Un plano horizontal en un punto sobre la superficie terrestre es tangente a la misma en dicho punto y es perpendicular a la línea vertical del lugar que coincide con la dirección de la gravedad en ese punto. Los planos de comparación arbitrarios son los que se establecen para cada trabajo en particular y se miden respecto de los mismos las diferencias de nivel. A estos planos referenciales se les asigna una cota arbitraria elegida según las necesidades del proyecto. En general el plano de comparación el Nivel Medio del Mar , que se determina en función de mediciones periódicas, durante lapsos de tiempo prolongados, de la altura del mar en un sector de aguas tranquilas. En nuestro país el mareógrafo principal está en Mar del Plata. Para relacionar cualquier punto con el plano cota cero, hay una red fundamental altimétrica que partiendo de las determinaciones efectuadas, en Mar del Plata, relacionó altimétricamente, (con nivelación geométrica de alta precisión), el mareógrafo de Mar del Plata con un punto construido en Tandil, que es el arranque de todo proceso de nivelación del país. Este Punto Altimétrico de Referencia Nacional (PARN) está materializado con un monumento ubicado en un sector rocoso de gran estabilidad según estudios geológicos realizados. Cada uno de los puntos altimétricos están materializados en el país, con construcciones pilares o puntos Nodales, que tienen una chapa con un tetón, que es un punto de apoyo para efectuar las mediciones y que a su vez tiene, por casos de destrucción, algunas veces puntos internos, o puntos subterráneos, que servirán para su reconstrucción. Definición: Datum: Punto básico del terreno determinado por observación astronómica en el que la normal del geoide coincide con la normal del elipsoide terrestre y con el que se unen Agrim. Ada Dalla Caneva 1 http://www.hyparion.com/web/diccionari/dics/cartografia.htm#geoide#geoide http://www.hyparion.com/web/diccionari/dics/cartografia.htm#elipsoideter#elipsoideter los extremos de la base del primer triángulo de una red de triangulación que servirá de origen de todas las coordenadas de la red. Datum: Cualquier línea de superficie, línea o punto, utilizado como referencia para la medida de otra cantidad. En nuestro caso para la nivelación el DATUM es el mareógrafo de Mar del Plata. VERTICAL DEL LUGAR DESNIVEL: Desnivel entre dos puntos A y B, ΔH AB, es la diferencia de sus distancias al plano de comparación elegido, o sea la diferencia de sus altitudes relativas. Entonces por ejemplo, conocida la cota de un punto A y el desnivel entre éste y el punto B, la cota de B se obtiene adicionando a la cota de A el desnivel entre A y B. Cota B = cota A + ΔH AB La nivelación consiste entonces en la determinación de los desniveles entre dos o más puntos. Los métodos de nivelación más usados en topografía son: GEOMÉTRICO: por alturas, de mayor precisión TRIGONOMÉTRICO: de pendientes BAROMÉTRICO: por diferencia de presión atmosférica, cuya variación es inversa a la variación de altura con respecto al nivel del mar. Como método expeditivo utilizado en construcciones se encuentra el método de nivel de manguera. Agrim. Ada Dalla Caneva 2 NIVELACIÓN GEOMÉTRICA: El instrumento utilizado es el nivel de anteojo, además se necesitan dos miras o escalas graduadas. El nivel consta de un anteojo astronómico que tiene adosado en nivel tubular tal que los respectivos ejes sean paralelos. El conjunto gira alrededor de un eje y va montado en un trípode. El eje de colimación del anteojo, sólo puede girar alrededor del eje principal del aparato, el cual una vez ubicado en la estación deberá coincidir con la vertical del lugar. Esto se logra mediante el centrado del nivel esférico, adosado a la base del instrumento. Los instrumentos más modernos son automáticos, esto implica que una vez verticalizado el eje del instrumento, mediante un dispositivo compensador, se produce automáticamente la posición horizontal del eje de colimación de manera que la lectura se efectúa directamente. En cambio si tiene nivel tubular, existe un tornillo de pequeños movimientos verticales para permitir el centrado de la burbuja del nivel, mediante un sistema de espejos, que permiten ver los extremos de la burbuja, se centrará la misma cada vez que se efectúe una lectura. Esta operación permite asegurar la horizontalidad del eje de colimación. Las miras graduadas ubicadas en los correspondientes puntos deberán estar en pocición vertical , es decir presentar una posición perpendicular al eje de colimación del instrumento. Para facilitar esto se adosa un nivel esférico a la mira , de manera de asegurar su verticalización. Agrim. Ada Dalla Caneva 3 MIRA DETERMINACIÓN DEL DESNIVEL ENTRE DOS PUNTOS DEL TERRENO 1) UNA ESTACIÓN: a) Puntos distantes no más de 120 m entre ellos: Agrim. Ada Dalla Caneva 4 El método operativo consiste en colocar las miras en cada uno de los puntos, cuya diferencia de nivel se quiere determinar, y el instrumento equidistante de ellas, cuidando que esta distancia aproximada (medida con pasos) no supere la distancia óptima establecida para el instrumental que estamos utilizando. EJEMPLO A B ~ 60 m ~ 60 m A: punto de paso “ATRÁS” con cota conocida B: punto de paso “ADELANTE” E: punto estación del instrumento Desnivel AB :∆H AB = LAT - LAD COTA B: COTA A +∆H AB Si ∆H AB > 0 el punto B está más elevado que A Si ∆H AB < 0 el punto A está más elevado que B Acorde con el sentido de avance, si la lectura adelante LAD es menor que la lectura atrás LAT , significa un ascenso en el terreno. Si por el contrario LAD es mayor que LAT significa un descenso en el terreno. NOTA: las lecturas consideradas son siempre las correspondientes al hilo medio del retículo. E Lectura de mira atrás: LAT Sentido de avance NIVELACIÓN GEOMÉTRICA (UNA ESTACIÓN) Lectura de mira adelante: LAD ∆H AB Agrim. Ada Dalla Caneva 5 Determinación de la cota del punto B SI: COTA A = 3.255 m Lectura atrás : LAT = 1. 525 Lectura adelante : LAD = 0 .775 ∆ HAB = LAT - LAD = 1.525 – 0.775 = 0.750 el punto B está elevado con respecto al punto A COTA B = COTA A +∆ H AB COTA B = 3.255 + 0.750 = 4.005 m -------------------------- EJEMPLO Conociendo las cotas de A y de B el desnivel entre B y A es: ∆H BA = COTA A - COTA B = 3.255 - 4.005 = - 0.750 m Que indica que el punto A está deprimido con respecto al punto B. b) Colocación del instrumento en uno de los puntos PUNTO EXTREMO Hi : altura del instrumento Lm: lectura sobre mira (hm) Desnivel AB :∆H AB = Lm - Hi HiHi B Lm ∆ HAB A c) Colocación del instrumento a un solo lado de las miras .Se utiliza en el caso que los accidentes topográficos , no permitan la colocación del instrumento equidistante de los puntos de paso que se desea nivelar, y cuya distancia no supere la distancia máxima instrumento mira. Agrim. Ada Dalla Caneva 6 PUNTOS DE PASO A UN SOLO LADO DEL INSTRUMENTO LmA Lm B ∆H AB=Lm A - Lm B B A ∆H AB d) El punto de paso se encuentra elevado con respecto al terreno, o a la línea de nivelación del trabajo en ejecución Ejemplo: el punto conocido está bajo una viga, o se quiere determinar la altura libre en un puente. En estos casos se utiliza el método denominado “mira invertida” , que consiste el colocar la mira invertida en el punto ya sea de cota conocida o con respecto al que se quiere determinar el desnivel. Se procede de la misma forma que en los casos anteriores para determinar el desnivel teniendo en cuenta que esta lectura se anota con signo negativo para poder identificarla en la libreta de anotaciones de la nivelación. Agrim. Ada Dalla Caneva 7 MIRA INVERTIDA 2) NIVELACIÓN GEOMÉTRICA COMPUESTA Cuando los puntos entre los que se quiere conocer el desnivel están muy distanciados (más de 120 m), o el desnivel entre ellos es muy grande ( supera la altura de las miras ), entonces se recurre a la nivelación geométrica compuesta que consiste en una sucesión de mediciones geométricas simples ( una estación). Para hallar el desnivel entre A y B se eligen otros puntos intermedios llamados puntos de paso en los cuales se efectúa las lecturas de miras, LAT y LAD, en cada estación del nivel. Para la siguiente estación del nivel, la mira que antes fue adelante ahora pasa a ser atrás. Para ello se gira la mira sobre sí misma, sin moverla del punto de paso, de manera que la parte graduada quede nuevamente hacia el instrumento. En este procedimiento es importante la celeridad si se trabaja en terreno blando, o pantanoso, debido al hundimiento de la mira. Para evitar esto, se utilizan sapos, cuyo casquete esférico superior permite asegurar la invariabilidad del punto de apoyo de la mira durante el giro de la misma. Mira invertida Viga Punto de cota conocida B Altura libre bajo viga Hi E A Altura libre bajo viga = ∆H = Lm A - (- L m B ) = Lm A - + L m B Cota E = L m B + Hi Si se conoce la cota de E la lectura de mira invertida se anota con signo negativo Cota B = cota E – (-L m B)+ Hi = cota E + L m B+ Hi Agrim. Ada Dalla Caneva 8 A E1 2 E3 3 E4 1 E2 NIVELACIÓN GEOMÉTRICA COMPUESTA Teniendo en cuenta el sentido de avance en la poligonal altimétrica, el desnivel entre dos puntos consecutivos está dado por la diferencia entre la lectura atrás (LAT) y la lectura adelante (LAD), realizadas con el instrumento en la posición E. La óptima posición de cada estación instrumental está sobre la mediatriz que une dos puntos de paso sucesivos (Nótese que no implica alineación, sino equidistancia) ∆H = LAT - LAD Aplicado a cada tramo: Estación E1 : ∆HA1 = LAT(A) - LAD(1) Estación E2 : ∆H 12 = LAT(1) - LAD(2) Correspondencia planimétrica ~ = ~ = Sentido de avance Estación E3 : ∆H 23 = LAT(2) - LAD(3) Estación E4 : ∆H 3B = LAT (3)- LAD(B) ----------- -------------------------- sumando m.a m. : ∑ ∆H= ∑ LAT -∑ LAD ∆H AB = ∑ LAT -∑ LAD realizadas en cada estación Agrim. Ada Dalla Caneva 9 ERRORES EN LA NIVELACIÓN GEOMÉTRICA Error de colimación: es la falta de paralelismo entre el eje de colimación y el eje del nivel tubular. Se detecta haciendo una lectura de medición de desniveles con el instrumento equidistante de las miras (en esta posición se anula la influencia del error pues el ángulo es el mismo y por lo tanto el corte de mira también) , y luego otra lectura colocando el instrumento cercano a una mira. Si los ∆H calculados no coinciden existe error de colimación. Corrección: Suponiendo exenta de error la lectura sobre la mira cercana al nivel , se le suma a ésta el valor Δ H hallado, que será la lectura correcta sobre a otra mira . Se produce la lectura correcta accionando el tornillo de movimientos verticales, que equivale a horizontal izar el eje del anteojo, y descentrar la burbuja del nivel tubular , pues es solidaria al eje de colimación, y se restablece el centramiento con los tornillos propios de la burbuja. Error por falta de verticalidad de las miras (error sistemático similar al cometido en la medición con cinta ): de mucha importancia sobre todo en terrenos quebrados donde es aconsejable adosar niveles esféricos a las miras.∆m = a2 / 2m , siendo m el segmento de mira entre los hilos superior e inferior del retículo, y a el apartamiento respecto de la vertical. Otros errores sistemáticos: a) hundimiento progresivo de las miras (uso de sapos) b) error de graduación de las miras c) error de cruce: los ejes de colimación y del nivel tubular están alabeados, (los planos verticales que los contienen no son paralelos) Errores accidentales: Error de bisección: depende de la sensibilidad del nivel m b = 0.1√ S”. En general este valor oscila entre 5” y 30” según el tipo de instrumento por lo que 0.2 “< m b” < 0.6” Que expresando en mm, el error de bisección sobre la mira resulta : Mb = √ S”. L (m) / 2000 Error de lectura: es proporcional a la distancia e inversamente proporcional al aumento del anteojo. DISTANCIA MÁXIMA INSTRUMENTO MIRA: Para poder diferenciar en la mira 1 mm, teniendo en cuenta la acuidad visiva (1´ ≅ 1/ 3000), y siendo A el aumento del anteojo, se tiene: [1mm / L (máx)] A ≅ 1´ ≅ 1/ 3000 ⇒ L máx. ( m) ≅ 3 A Para A = 20 será L máx. (m) ≅ 60 m La distancia favorable instrumento mira se considera: 2 A Agrim. Ada Dalla Caneva 10 PRINCIPALES FACTORES QUE AFECTAN A LA PRECISIÓN DE LA NIVELACIÓN GEOMÉTRICA: a.- LECTURA DE LA MIRA b.- BURBUJA DESCENTRADA c.- INSTRUMENTO DESAJUSTADO d.- ASENTAMIENTO DIFERENCIAL DEL TRÍPODE e.- INCLINACIÓN Y ASENTAMIENTO DE LA MIRA f.- SENSIBILIDAD DE LA BURBUJA O DEL COMPENSADOR Los efectos por asentamiento tanto de las miras como del trípode pueden minimizarse, colocándolos en terreno firme o sobre sapos. La inclinación de las miras se resuelve adosando niveles esféricos a las mismas. Los provenientes del desajuste se del instrumental se compensa con la colocación de las miras equidistantes del aparato El descentramiento de la burbuja (en condiciones de buen funcionamiento) depende de la calidad constructiva del nivel. Para niveles estándares de ingeniería los fabricantes estipulan ± 1.5” a ± 0.5” (instrumento más precisos son capaces de establecer la horizontal con un error de ±0.2”) que es el valor que se puede estipular para la precisión de la lectura de una mira ya que 1” subtiende una distancia de 0.3mm a 60 m Los errores de lectura dependen de : _el aumento y calidad de la imagen proporcionada por el objetivo _la longitud de la visual. _la agudeza y destreza del operador POLIGONAL ALTIMÉTRICA ERROR KILOMETRICO - TOLERANCIA Hasta aquí se establecieron las fuentes de los errores en la medición de desniveles utilizando el método de nivelación geométrica ; ahora cabe la pregunta :¿cual es el error admisible?, es decir la tolerancia. Y ¿Cómo se determina ese error para compararlo con el error admisible? El error admisible máximo, en general en la nivelación geométrica es: TOLERANCIA: T(cm) = k √ L (Km) con 1cm ≤ k ≤ 5cm Es decir de 1 a 5 cm por kilómetro Considerando s = 50 m Tramos constantes = 2s A = aumento: entre 25x y 30x Agrim. Ada Dalla Caneva 11 Siendo m el error accidental de un tramo, en n tramos de longitud s , el error acumulado será: m L = m √ n , siendo : n = L/ s m L = m (√ L /√ s) = (m /√ s ) . √ L para L = 1 Km resulta : m0 ≈ ( m / √s (Km)) . √ 1(Km) = m / √s (Km) A m0 se lo denomina ERROR KILOMÉTRICO y es el ÍNDICE DE LA PRECISIÓN DE LA NIVELACIÓN GEOMÉTRICA. Por lo tanto : m L = (m /√ s ) . √ L = m0√ L(Km) Para las condiciones supuestas s = 50 m= .05Km y el valor obtenido para m = ± 0.6 mm resulta : m0 = ± 3 mm De acuerdo a la teoría de errores, la Tolerancia será T (mm) = 3 m L = 3 m 0 √ L (km) → T (cm) ≈ ± 1 √L (km) CONTROL DE CIERRE EN LA NIVELACIÓN GEOMÉTRICA LOS PROCEDIMIENTOS SON LOS SIGUIENTES: • NIVELANDO DOS VECES CADA TRAMO • NIVELANDO LA MISMA LÍNEA DE IDA Y DE VUELTA • HACIENDO COINCIDIR EL PUNTO DE SALIDA CON EL DE LLEGADA • PARTIENDO Y LLEGANDO A PUNTOS DE COTA CONOCIDA. (DE IGUAL PESO). COMPENSACIÓN DEL ERROR SEA ε = ERROR DE CIERRE ε ≤ T → compensación del error : (- ε ) / n ∆′ H = ∆ H + (- ε ) / n (considerando igualdad de tramos) Si al comparar el error de cierre con la tolerancia adoptada, éste es menor, entonces se procede a su compensación, proporcionalmente a las longitudes parciales de los tramos. Como en general estas longitudes son iguales, entonces se divide el error por la cantidad de estaciones y se suma con signo contrario a los desniveles parciales en los puntos de paso. Agrim. Ada Dalla Caneva 12 PERFIL LONGITUDINAL Y PERFIL TRANSVERSAL En la mayoría de los trabajos de ingeniería civil se requiere de un corte vertical del terreno a lo largo del trazado del proyecto llamados perfiles longitudinales. Los perfiles transversales son cortes verticales del terreno transversales al perfil longitudinal. El conjunto de perfiles longitudinales y trasversales permiten el estudio y posterior replanteo de los proyectos de trazado de líneas de alta tensión, caminos, vías férreas, urbanización entre otros. Se establece una poligonal de nivelación, y se toman además puntos intermedios entre los puntos de paso y el punto estación del instrumento. Estas mediciones relacionadas con el proyecto, se vuelcan en un mismo plano donde se explicitan las distancias horizontales y verticales relativas al terreno. EJEMPLO (Fuente: La Nivelación, O. Trutmann ,Ed. Wild Heerbrugg Ltda.) PERFIL LONGITUDINAL Agrim. Ada Dalla Caneva 13 PLANILLA DE CAMPO CORRESPONDIENTE AL PERFIL LONGITUDINAL ( Fuente : La nivelación ,O. Trutmann ,Ed. Wild Heerbrugg Ltda.) Agrim. Ada Dalla Caneva 14 EJEMPLO: PERFIL TRANSVERSAL:(Fuente: La nivelación ,O. Trutmann ,Ed. Wild Heerbrugg Ltda. Agrim. Ada Dalla Caneva 15 NIVELACIÓN TRIGONOMÉTRICA La nivelación trigonométrica se utiliza generalmente en terrenos quebrados, donde haciendo estación con teodolito en uno de los puntos, se mide el ángulo vertical β, colimando el otro punto, teniendo en cuenta además la altura de la señal y la altura del instrumento. NIVELACIÓN TRIGONOMÉTRICA l′= l cos β El desnivel entre dos puntos A y B se obtiene Δ H AB = S tg β + i - sñ ( expresión que supone plana la superficie terrestre) Siendo S la proyección horizontal del segmento AB y Δ H AB , la proyección vertical del mismo. Considerando además que : S = S′ cos β S′ = k l′ l′ = l cos β Resulta : S = k l cos2 β expresión de la proyección horizontal distancia instrumento mira. β β A B S′= k l ′ S′= k l cos β S = k l cos2 β l S = S′ cos β l ′ S’ = k l′ S′ sen β hm ∆HAB S = S′ cos β Agrim. Ada Dalla Caneva 16 ERRORES EN EL NIVELACIÓN TRIGONOMÉTRICA: Para el estudio de la propagación de errores no se consideran ni i, ni sñ , pues la determinación de los mismos es suficientemente exacta como para despreciar su influencia. El error depende pues, del error angular y del error lineal. d Δ H ≈ d s β + d β .S (1) La vacilación angular dependerá de la precisión del instrumento que se utilice, por lo tanto se deberá tener en cuenta que a medida que el ángulo vertical aumenta, aumenta también la influencia del error en la distancia. S e considera que para β menores de 10º es Δ H≈ S β Dividiendo por Δ H la expresión (1) d Δ H/ Δ H ≈ d s / s + d β / β Expresión que indica que el error relativo del desnivel es igual a la suma de los errores relativos del ángulo vertical y de la distancia, pero no es índice de precisión, dado que no lo son ni en el desnivel ni en el ángulo. ERROR POR CURVATURA Y REFRACCIÓN : Para trabajos topográficos, si la distancia AB es corta se supone plana la superficie terrestre. Al tener en cuenta la curvatura terrestre, en la expresión: Δ H AB = S tg β + i - sñ Resulta : (R +C)2 = R2 + S2 siendo C = corrección por curvatura terrestre R2 +C2 +2 R C = R2 +S2 C2 es despreciable frente a R2 → R SC 2 2 = con R = 6400 km La corrección C a aplicar es siempre positiva CURVATURA CURVATURA Y REFRACCIÓN En cambio, la corrección por refracción tiene signo negativo. R s A P′ C S R P r C y r R′= R/ k R S A P R S C P′ Agrim. Ada Dalla Caneva 17 El rayo luminoso sigue una trayectoria curva debido a la refracción atmosférica, que supondremos circunferencial, de radio R’ = R / k ( k coeficiente de refracción del aire) k ≈ 0.13 , valor promedio Entonces r = S2 / 2R´ = S 2 k / 2R Considerando los dos errores : (C y r ) ≈ (1 – k ) S2 / 2R ≈ 0.87 S2 /2R Por lo tanto el desnivel entre los puntos A y B queda expresado : Δ H AB = S tg β + (1-k) S2 / 2R + i - sñ NIVELACIÓN TRIGONOMÉTRICA RECÍPROCA Y SIMULTÁNEA: En general se desconoce el valor del coeficiente de refracción en el momento de la medición, pues no es constante en toda la trayectoria, ni para distinto momentos del día .Para nivelaciones trigonométricas de precisión es necesario compensar el error por refracción de manera de eliminar su influencia en el cálculo del desnivel, para lo cual se recurre al método de nivelación recíproca y simultánea que consiste en tomar desniveles al mismo tiempo con estaciones en los extremos A y B. Siendo : cota de B = cota de A + Δ H de A hacia B cota de A = cota de B + Δ H de B hacia A cota B = cota A + S tg βA + (1-k) S2 / 2R + iA - sñ B (2) - cota A = cota B + S tg βB + (1-k) S2 / 2R + iB - sñA (3) Restando miembro a miembro las expresiones (2) y (3) cota B - cota A = cota A - cota B + S ( tg βA - tg βB )+ iA –iB + sñA - sñ B 2ΔH = S ( tg βA - tg βB ) + ( iA –iB ) + ( sñA - sñ B ) Finalmente ΔH =1/2 [ S ( tg βA - tg βB ) + ( iA –iB ) + ( sñA - sñ B )] Agrim. Ada Dalla Caneva 18 NIVELACIÓN BAROMÉTRICA La nivelación barométrica utiliza como parámetro de comparación la presión atmosférica, cuya variación es inversa a la variación de altura con respecto al nivel del mar. En general el instrumento que se utiliza es un barómetro de mercurio. En los cuales la presión se establece en función de la altura de la columna de mercurio en un tubo al vacío. Dicho tubo está graduado. Cada milímetro de variación de la columna de mercurio corresponde a 10.5m en la diferencia de altura, aproximadamente. Si con dispositivos adecuados se puede apreciar la décima de milímetro, implicaría que con dicho instrumento pueden encontrarse diferencias de nivel del orden de un metro. Para lograr esta precisión es necesario efectuar las correcciones que se producen por variación de la capa atmosférica, ya que no es constante, debido a la temperatura humedad, presión, y gravedad en cada lugar. La ventaja de este método consiste en su rapidez, conveniente en relevamientos expeditivos en zonas montañosas, y donde el número de puntos necesarios es grande. Agrim. Ada Dalla Caneva 19
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