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Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa Altimetría (Nivelación Geométrica) 61 Capítulo VI. ALTIMETRÍA (NIVELACIÓN GEOMÉTRICA) Cuando dos o más puntos se ubican a diferentes alturas, se dice que existe entre ellos una diferencia de nivel. Las diferencias de nivel o altura, se establecen topográficamente por medio de la Nivelación geométrica o por la Nivelación trigonométrica. Todos los métodos de este capítulo VI se refieren a nivelación geométrica. La nivelación es posible definirla como el método de expresar alturas relativas de varios puntos por encima, o por debajo, de cierto plano horizontal que es llamado plano de referencia (PR). En una nivelación práctica, se requiere poseer una regla o mira de nivelación y un instrumento llamado nivel óptico. Este último consiste en un nivel de burbuja fijada a un anteojo óptico, montado a su vez sobre un trípode. Por ejemplo, considérense 3 puntos sobre un terreno, A, B y C (ver Figura VI-1): Si se toma como plano de referencia la altura del punto B, es posible observar en el dibujo de la Figura V-1 que ese punto coincide con dicho plano de referencia (que puede ser arbitrario o no). La altura del punto A sobre el plano de referencia (PR) será de: 2,10 m – 1,20 m = 0,90 m En tanto que la altura de C será: 2,10 m – 1,80 m = 0,30 m Cuando se dibujan planos o mapas planialtimétricos, las alturas de los distintos puntos son referidos a un plano imaginario que pasa por un punto geodésico (mojón), que a su vez está referido a un PR que es el nivel medio del mar (calculado frecuentemente como la altura del agua del Riachuelo, frente al puerto de Buenos Aires, para un determinado número de años). De esta forma todos los puntos medidos o visados quedan referidos indirectamente al nivel medio del mar (observar la Figura I-3 con los Ceros de Nivelación en la Argentina y el tema XII.8). 1. Instrumentos de Nivelación Actualmente se cuenta con instrumentos, más precisos pero de distintos costos, como los aparatos GPS, Estación Topográfica Total y otros, que se describirán más adelante. En esta oportunidad se revisarán los principales niveles ópticos que se emplean en trabajos topográficos debido a su gran difusión: Se describirán someramente sus partes y la forma de usarlos. Plano de referencia Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa 62 Altimetría (Nivelación Geométrica) En general los niveles pueden ser de tres tipos: a) Niveles fijos b) Niveles inclinables c) Niveles automáticos 1.a. Niveles fijos (ver Figura VI-2) Figura VI-2. Esquema de un nivel de anteojo topográfico Los niveles topográficos fijos están constituidos por las siguientes partes: 1) Plataforma del trípode: es la placa base, plana y roscada, que sirve para fijar el instrumento al trípode. 2) Dispositivo de nivelación del aparato: del tipo de tres tornillos. 3) Plataforma de tres brazos: es la plataforma que asienta sobre los tornillos de nivelación y soporta el resto del aparato (anteojo). Se debe resaltar que la plataforma del trípode permanece fija en su posición, pues su función es sostener firmemente el instrumento sobre le trípode. La plataforma de tres brazos en cambio, se puede inclinar por medio del movimiento de los tornillos de nivelación (también llamados tornillos calantes). 1), 2) y 3) constituyen la cabeza de nivelación. 4) Anteojo: está montado sobre un eje vertical, que gira libremente sobre la plataforma de tres brazos. El eje principal (horizontal) se llama recta de visual o eje de colimación. 5) Nivel esférico: montado sobre el anteojo (Figura VI-2) o sobre la plataforma de tres brazos. Resulta una burbuja de éter o alcohol que se emplea para una nivelación más o menos precisa del aparato. 6) Nivel tubular: montado dentro el anteojo, permite una nivelación exacta del eje de colimación. 1.a.1. Colocación del instrumento Intervienen tres operaciones. a) Colocación del trípode: se clavan dos de las patas del trípode firmemente en el suelo. Si la superficie es inclinada, éstas se colocan hacia abajo; la tercera pata se ubica de modo que la base superior del trípode quede más o menos horizontal y entonces se la clava firmemente. Las patas además son regulables en altura. b) Nivelación del instrumento. Los tornillos de nivelación están situados en A, B, y C, como se observa en la Figura VI-3. Cabeza de Nivelación Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa Altimetría (Nivelación Geométrica) 63 El anteojo se gira hasta que quede alineado en la dirección de dos tornillos, como el B y C por ejemplo, y se observa la posición de la burbuja de nivel. Si está descentrada la burbuja de la plataforma de tres brazos, se corrige mediante los tornillos calantes o niveladores ubicados en B y C. Estos se manejan guiándolos en sentido opuesto (hacia afuera o hacia adentro), hasta corregir la posición de la burbuja. Luego de esta operación y ya centrada la burbuja en la dirección B y C, se gira el anteojo 90º, quedando éste perpendicular a la línea que pasa por B y C. Si la burbuja no está en posición, se realiza el ajuste con el tornillo A, hasta centralizar completamente la misma. Se repiten los pasos anteriores, dos o tres veces, hasta lograr la nivelación completa del instrumento. Con esto se logra que el eje de colimación gire en un plano horizontal. 1.a.2. Eliminación del error de paralaje En ocasiones el anteojo no es enfocado adecuadamente, por lo que la imagen puede formarse no sobre el retículo, sino ligeramente por detrás o delante del mismo. En el ejemplo de la Figura VI-4 la imagen se formó delante del retículo, el ojo puede ver los hilos que están a una corta distancia por detrás de la imagen. Si el observador mueve la cabeza en sentido horizontal o vertical, los hilos del retículo parecerán moverse con respecto a la imagen, lo que acarrearía errores. Esto es lo que se conoce como error de paralaje y debe ser eliminado con el siguiente procedimiento (observar la Figura VI-4): Figura VI-4. Esquema de la eliminación del error de paralaje Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa 64 Altimetría (Nivelación Geométrica) 1 - Mirar el cielo con el anteojo y mover el ocular hasta que los hilos del retículo se vean negros y perfectamente nítidos. Así se deja el ocular correctamente enfocado sobre el retículo. 2 - Obsérvese un objeto distante y enfóquese el anteojo hasta que la imagen quede claramente definida. 3 - Con las dos operaciones anteriores, al mover ligeramente el ojo, no deberá haber movimiento aparente de los hilos del retículo. Una vez eliminado el error de paralaje, el nivel está listo para usar. A pesar de todos estos ajustes, el instrumento se descentra por distintas causas. Entre ellas las principales son: * Tocar el instrumento innecesariamente y sin suavidad. * Movimiento del observador alrededor del trípode, en suelo poco firme. * Dilatación desigual de las distintas partes del instrumento por el sol. Por eso se aconseja, al realizar cada lectura, efectuar los ajustes que sean necesarios. 1.b. Niveles inclinables Constituidos por las siguientes partes (ver Figura VI-5): 1) Plataforma del trípode: es la base que ensambla con el trípode, similar a la de los niveles fijos. 2) Dispositivo de nivelación: generalmente es una junta de rótula que permite nivelar más rápidamente el instrumento. Se emplea conjuntamente con un pequeño nivel circular de burbuja, que va montado sobre la plataforma de tres brazos. 3) Plataforma de tres brazos: ésta se puede nivelar con entera independencia del anteojo y del nivel principal de burbuja. El instrumento se hace girar en torno al eje principal y la burbuja del nivel circular ocupará en algún momento el centro del mismo, indicando que la plataforma de tres brazosestá horizontal. 4) Anteojo: siendo un nivel inclinable, éste no está rígidamente fijado a la plataforma de tres brazos, sino que apoya sobre un pivot o eje central, lo que le permite algún movimiento en un plano vertical. Este movimiento se proporciona mediante un tornillo de inclinación que pasa a través de la plataforma de tres brazos hasta el extremo del ocular del anteojo. Se ubica un dispositivo de retroceso movido por resorte y que va montado en 3), pero hacia el otro extremo del anteojo. Actúa en armonía con el tornillo de inclinación para elevar o deprimir el anteojo. 5) Nivel principal de burbuja: está montado encima o al lado del anteojo. Figura VI-5. Esquema de los niveles topográficos inclinables 1.b.1. Colocación del instrumento Se coloca el trípode en forma idéntica al caso anterior, se fija el instrumento sujetándolo (con un Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa Altimetría (Nivelación Geométrica) 65 tornillo) al trípode, cuya parte superior está aproximadamente nivelada Se suelta el anillo de sujeción de la rótula para centrar con exactitud el nivel circular de burbuja. Luego se nivela la plataforma de tres brazos, se elimina el paralaje, y por último se gira el tornillo de inclinación hasta que la burbuja del nivel principal se centre. En este momento se efectúa la lectura. Cuando se gira el nivel para visar otro punto y la burbuja se desvía de su centro, con un pequeño giro del tornillo de inclinación se la coloca nuevamente en posición, y recién se efectúa la lectura correspondiente. 1.b.2. Corrección del nivel tubular Los niveles disponen de un sistema óptico que permite ver la imagen de ambos extremos de la burbuja, uno junto al otro en el mismo campo de visión, mediante un sistema de prismas de 45º (ver Figura VI-6). Figura VI-6. Sistemas de prismas del nivel para observar la burbuja interior El observador visualiza ambos extremos de la burbuja por el ocular (observar la Figura VI-6). Al mover el tornillo de inclinación los extremos de la burbuja se mueven uno respecto al otro. Cuando coinciden en el campo de visión, la burbuja está centrada con exactitud. Ese centrado de la burbuja se concreta antes de cada lectura en la mira, y permite horizontalizar el eje del nivel y por lo tanto el eje de colimación Con este sistema se mejora mucho la precisión. 1.c. Diferencia entre el nivel fijo y uno inclinable La diferencia fundamental entre ambos es que el primero está rígidamente fijado al eje vertical y sólo puede girar horizontalmente. En cambio el segundo se ubica sobre un pivot central y por consiguiente puede moverse tanto horizontal como verticalmente, aunque este último movimiento es muy limitado. Sin embargo esta característica le otorga al nivel inclinable una gran ventaja sobre el nivel fijo. 1.d. Niveles automáticos Son aquellos instrumentos que mediante el centrado rápido y sencillo de una burbuja (nivel esférico externo), quedan nivelados automáticamente por un sistema de prismas-péndulo que corrigen los rayos que penetran por el objetivo y salen por el ocular. No poseen nivel tubular interno. 1.e. Corrección del eje de colimación En algunos temas anteriores se mencionaron los errores que se cometen en nivelación. Uno de los tantos que acontecen es trabajar con un nivel cuyo eje colimador está desviado respecto a la horizontal, lo que conlleva a lecturas de mira erróneas. Es por eso que es necesaria la verificación periódica de la horizontalidad de dicho eje. A continuación se brinda el procedimiento para verificar y corregir el aparato. 1) Como primera medida se busca un terreno bastante horizontal (observar la Figura VI-7). 2) Luego se mide una distancia de 80 m. En el centro (a 40 m), se arma y estaciona el nivel. Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa 66 Altimetría (Nivelación Geométrica) 3) La mira se colocará en A (0 m) y luego en B (80 m), para la correspondiente lectura de los hilos medios (Hm). Sobre A se lee a1 (=1,24) y sobre el punto B se lee b1 (=1,04). 4) Se cambia de posición el nivel, armándolo unos 2 m por detrás de B, en la misma línea (para que la lente del nivel permita leer la mira). Se efectúa nuevamente la lectura sobre A, que será a2 (=1,42) y otra sobre B que será b2 (=1,19). 5) Si el eje de colimación está perfectamente horizontal, la diferencia de lectura obtenida desde la estación I (a1 - b1), deberá ser igual a la obtenida desde la estación II (a2 - b2). Si esto no ocurre, se procede a corregir la desviación del eje colimador. Ejemplo: Estación I Estación II (a1 - b1) = h1 (a2 - b2) =h2 Si el eje colimador está horizontal, entonces: h1 = h2. Además, sean los siguientes datos: a1 = 1,24 m h1 = 1,24 m – 1,04 m = 0,20 m b1 = 1,04 m y si: a2 = 1,42 m h2 = 1,42 m – 1,19 m = 0,23 m b2 = 1,19 m Por lo tanto: h1 es distinto de h2, es decir el eje de colimación no está horizontal Para corregir el eje se procede del siguiente modo: Se emplea la igualdad: a1 – b1 = a2 – b2. Se despeja b2 para conocer el valor que debería tomar si el eje estuviera horizontal: b2 = a2 - (a1 - b1) b2 = a2 - (h1) b2 = 1,42 m – 0,20 m b2 = 1,22 m Esto significa que se debe levantar el eje con el tornillo colimador de ajuste (mueve el eje de a1 a2 b1 Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa Altimetría (Nivelación Geométrica) 67 colimación), hasta leer en la mira sobre B un Hm de 1,22 m (ver Figura VI-8). Figura VI-8. Corrección del eje de colimación 1.f. Miras o reglas topográficas de nivelación Existen dos tipos: a) Miras de lectura normal b) Miras de lectura invertida En este último caso se usa un nivel óptico que invierte la imagen. La longitud de las miras suele ser de 4 m, con un ancho de 7 u 8 cm, aunque también se construyen de otras dimensiones. Están impresas por lo general con colores contrastantes, como el rojo y el negro sobre fondo blanco. Los colores alternan cada metro de graduación. Las graduaciones principales están cada 10 cm y las cifras indican metros y decimales. Las graduaciones menores son de 1 cm y no llevan números indicativos (observar la Figura VI-9). Entre dos observaciones menores, si es necesario se hacen aproximaciones (se estiman milímetros). Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa 68 Altimetría (Nivelación Geométrica) 2. Nivelación geométrica Permite obtener la cota de un punto, o el desnivel vertical entre dos puntos, mediante lecturas del hilo medio del nivel sobre miras topográficas ubicadas sobre los puntos en cuestión. Es utilizada en terrenos relativamente llanos, donde no es necesario hallar ángulos cenitales o verticales para la determinación de desniveles y distancias horizontales. Lo primero que se realiza es colocar el instrumento en posición adecuada y nivelarlo en la forma ya explicada. Los aparatos actuales permiten hacer lecturas de mira con nitidez hasta unos 80 - 120 metros de distancia, lo que depende del aumento del anteojo. El ayudante o portamira (o “mirero”), se sitúa con la mira sobre el punto que se desea visar, y se asegura que la misma esté perfectamente vertical (mediante una plomada), además de estar de frente hacia el instrumento (nivel). Suele colocarse sobre el punto, “un sapo” (objeto chato y metálico para soportar la mira) y sobre él la mira para asegurar que no se hunda. Por supuesto si se emplea este artificio en un punto debe usárselo en todos, sin excepción. El observador apunta el anteojo hacia la mira y utilizando el tornillo de enfoque, visa con claridad la misma. Si se utiliza un nivel inclinable, se centra ahora con precisión el nivel de burbuja principal o tubular. Para los niveles fijos y losautomáticos ya se ha indicado la manera de nivelarlos con anterioridad. El observador debe retirar sus manos del instrumento y del trípode, pues podría inclinar el eje de colimación y dar como consecuencia una lectura errónea. Cuando se mira a través del anteojo del nivel, aparecen sobre la retícula tres líneas horizontales, que representan los hilos superior, medio e inferior respectivamente (ver la Figura VI-9). Estos hilos coinciden con un valor de la graduación en la mira, que será anotado en la libreta de campo. Luego de esta operación, el portamira pasará al siguiente punto a visar y repite lo explicado, para dirigirse al próximo, y así sucesivamente. Para confirmar la exactitud de las lecturas de mira, se debe tener en cuenta que, de acuerdo al principio de los triángulos semejantes, resulta: Hs – Hm = Hm – Hi 2.a. Nivelación geométrica entre dos puntos o nivelación simple En la Figura VI-10 se muestran dos puntos, A y B, distantes entre sí 80 m, y se quiere conocer la diferencia de altura entre ellos. 0,30 Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa Altimetría (Nivelación Geométrica) 69 El nivel se coloca aproximadamente a la mitad entre los dos puntos, se nivela el aparato, y se hace una primera lectura hacia A (lectura atrás), visando por ejemplo 2,80 m. La mira pasa al punto B y se efectúa la segunda lectura (lectura adelante), que para el ejemplo será de 0,30 m. Según el dibujo de la Figura VI-10, se observa que B está más alto que A. Para conocer exactamente en cuantas unidades, se realiza la siguiente diferencia: 2,80 m - 0,30 m = 2,50 m Si la cota de A fuera 100 m, entonces B tendrá cota 102,5 m (tener en cuenta que la cota de un punto o su altura es comparada o referida a una superficie; por ejemplo, el nivel medio del mar). Por otra parte, si se adopta sistemáticamente determinar la altura del aparato (Ap o i) se tendrá la cota de un punto más (se concreta con cinta o la misma mira, midiendo desde la superficie del terreno en la estación, hasta el centro del anteojo). Esta es la base de todo trabajo de nivelación topográfica, en este caso geométrica entre dos puntos. Los puntos relevados pueden referirse a cotas arbitrarias, como en el ejemplo, o bien a cotas reales (referidas al nivel del mar), existentes en el lugar de trabajo (mojones en carreteras, puentes o vías de ferrocarril). 2.b. Nivelación geométrica compuesta Cuando dos puntos están muy distantes entre sí, o se encuentran con una diferencia de nivel muy grande, se necesitan varias estaciones auxiliares para averiguar sus cotas. Además, se recomienda el uso de libretas de campo para las anotaciones necesarias (con planillas como la de Tabla VI-1). Tabla VI-1. Planilla a utilizar Estación P.V. Lectura atrás Lectura adelante Diferencia de lecturas Sube Baja Cota m Distancia entre Estación y P.V. Observa- ciones I A 3,00 m + 2,50 m -- -- 100,0 50 m B 0,50 m 2,50 m -- 102,5 40 m II B 2,00 m + 1,00 m -- -- 102,5 35 m C 1,00 m 1,00 m 103,5 45 m III C 2,10 m - 1,70 m -- -- 103,5 30 m D 3,80 m 1,70 m 101,8 30 m IV D 0,20 m - 3,30 m -- -- 101,8 50 m E 3,50 m -- 3,30 m 98,5 35 m El método que a continuación se explicará es el de subidas y bajadas. Según el esquema de la Figura VI-11, la cota arbitraria del punto A es 100 m y a partir de ella se calculan las cotas de los puntos restantes. Con el nivel en la estación I, se realiza la primera lectura (hacia atrás) sobre el punto A, cuyo valor de Hilo Medio es 3,00 m. Una vez anotado este valor, la mira pasa al punto B, se gira el nivel 180º y se efectúa la segunda lectura (hacia adelante), que es 0,50 m. Después de estas dos lecturas, se cambia el aparato a la segunda estación (II). Se lee nuevamente la mira hacia atrás B, y luego hacia adelante C, y se anotan los valores obtenidos. Se pasa a la estación III y se repiten sucesivamente las operaciones anteriores hasta completar el número de estaciones necesarias. Los pasos anteriores son nada más que sucesivas nivelaciones simples, donde el punto de lectura adelante de una estación, es el mismo que se toma como lectura atrás desde la estación siguiente, por ejemplo: el punto B y se denomina punto de paso o enlace. Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa 70 Altimetría (Nivelación Geométrica) A continuación se trabaja con los datos obtenidos, estableciendo las diferencias entre lectura atrás y lectura adelante, con el fin de conocer cuanto sube o baja (según sea positivo o negativo) el punto considerado con respecto a la cota anterior. Ejemplo: Lectura atrás – Lectura adelante = 3,00 m - 0,50 m = 2,50 m (A) (B) Como el valor es positivo, el punto B ostenta cota más elevada, es decir que el punto B está 2,50 m más alto que el punto A, por lo tanto su cota es igual a 102,5 m. En la Tabla VI-1 se calcularon las cotas para los demás puntos del levantamiento. Como en todas las operaciones matemáticas, deberán comprobarse los cálculos. En este caso se usará la siguiente igualdad: Ultima cota = 1º cota (A) + de subidas - de bajadas calculada Ejemplo: PV. E (98,5 m) = 100 + 3,50 - 5,00 El desnivel vertical entre los puntos extremos (A y E de la Tabla VI-1), se pueden calcular con la fórmula general: Δh = ∑Lect. atrás - ∑Lec. adelante 7,30 m - 8,80 m = – 1,50 m 2.c. Nivelación mediante el eje de colimación Se recordará que el eje de colimación es la recta que une el centro óptico del objetivo del anteojo con la línea central de la retícula. Al girar el aparato genera un plano horizontal llamado plano de colimación (observar la Figura VI-12). En este caso es necesario conocer la altura del plano de colimación en cada una de las estaciones donde se coloque el nivel. En la Figura VI-12 se ve claramente que esta altura está generada por la cota de A más la lectura de mira sobre ese punto, cuyo valor es 2,20 m, entonces: Altura del plano = Cota de A + Lectura de mira en A (Hm) de colimación Altura del plano = 100 m + 2,20 m = 102,20 m de colimación Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa Altimetría (Nivelación Geométrica) 71 El punto B, cuya cota quiere averiguarse, muestra una lectura de mira igual a 1,60 m. Si se realiza la diferencia entre la altura de plano de colimación y la lectura del punto B, se obtiene la cota de B. Ejemplo: 102,20 m - 1,60 m = 100,60 m Cota de B En general, entonces, la altura del plano de colimación es igual a la cota de un punto cualquiera más la lectura en ese punto, y la cota de cualquier otro punto será la altura del plano de colimación menos la lectura de la mira en este último. Esto siempre cuando estén referidos al mismo plano de referencia (tomados de la misma estación), caso contrario deberá trabajarse con hilos medios corregidos (Tabla VI-2). A continuación se explicará su uso, valiéndose del ejemplo del método de subidas y bajadas. La libreta de campo a usar será distinta a la ya descripta. En ella se deben recoger los datos que indica la Tabla VI-2. Tabla VI-2. Planilla de gabinete a emplear para nivelación con hilos medios corregidos. Estación Puntos Visados Hilos Ángulos Hm Corregido Cota m Distancia m Observac. Hs Hm Hi I A 3,25 3,00 2,75 -- 3,00 B 0,70 0,50 0,30 -- 0,50 II B 2,17 2,00 1,83 -- 0,50 C 1,22 1,00 0,78 -- - 0,50 III C 2,25 2,10 1,85 -- - 0,50 D 3,95 3,80 3,65 -- 1,20 IV D 0,45 0,20 -- -- 1,20 E 3,67 3,50 3,33 -- 4,50 En el ejemplo no se registran ángulos porque el relevamiento es a través de una línea de jalonamiento previamente trazada. Este relevamiento se denomina Perfil longitudinal, que se explicará más adelante. En este método se emplean puntos de enlace.Es posible definir un enlace topográfico como el punto sobre el cual se hicieron dos lecturas, cada una desde una estación distinta. El punto de enlace permite llevar, mediante una simple operación algebraica, todos los ejes de colimación a un mismo plano de referencia, a partir del cual se calcularán las cotas de los puntos visados. En la Figura VI-14 los puntos B, C y D resultan puntos de enlace. Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa 72 Altimetría (Nivelación Geométrica) 3. Pasos a seguir para calcular las cotas Una vez recogidos todos los datos, se ubica la columna de los Hilos Medios (Hm) y se toma el enlace (punto Be) entre la estación I y II, efectuando la siguiente operación, para igualar los Hm de los enlaces, pues un punto puede tener solo una altura, y se generen los hilos medios corregidos (Hmc): Estación Punto visado Hm Hmc I A 3,00 Be 0,50 II Be 2,00 C 1,00 0,5 m – 2,00 m = -1,50 m este valor se suma o resta según el signo. En este caso, se resta a los hilos medios de los puntos visados desde la estación II (ver Figura VI-13), para llevarlos al mismo plano de referencia de la estación I, obteniéndose los Hilos Medios Corregidos (Hmc) de los puntos visados de la estación II. Resulta también el procedimiento ilustrado con la Tabla VI-2 y la Figura VI-13. Al restar 1,5 m a los Hm de los P.V. desde la estación II, se llevan todos esos puntos al plano de colimación de la estación I (observar también la Figura VI-14). En la planilla se anota el Hilo medio corregido, calculado para cada punto observado desde la estación II. Ejemplo: Estación P.V. Hm Hmc II B 2,00 0,50 C 1,00 -0,50 Estación P.V. Hm Hmc Siempre al Hmc del punto de enlace de la estación anterior, se le resta el Hm del punto de enlace de la estación siguiente para conseguir la igualdad de los planos de colimación, y se resta o suma la diferencia según el signo que resulte. II B Ce 2,00 1,00 0,50 - 0,50 III Ce D 2,10 3,80 - 0,50 1,20 Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa Altimetría (Nivelación Geométrica) 73 Una vez obtenidos los hilos medios corregidos de la estación II, se pasa al punto de enlace entre ésta y la estación III (punto Ce); se calcula nuevamente la diferencia, pero esta vez entre el Hmc del Ce (desde la estación II) y el Hm sin corregir desde la estación III. Ejemplo: – 0,5 m – 2,10 m = – 2,60 m es lo que se resta a los Hm de la estación III, para llevarlos al plano de colimación de la estación I. Por último, se pasa al enlace entre las estaciones III y IV (punto De) y se le resta, al Hmc desde III, el Hm desde IV: Estación P.V. Hm Hmc III C De 2,10 3,80 -0,50 1,20 IV De E 0,20 3,50 1,20 4,50 1,20 m – 0,2 m = 1 m como el valor es positivo, se suma esa cantidad a los Hm de la estación IV para llevarlos al plano de referencia de la estación I (Figura VI-14). Queda así todo el trabajo con un único plano de colimación (línea anaranjada en la figura) Cuando se tienen los Hmc, se calculan las cotas de la siguiente manera: siguiendo con el ejemplo de la Tabla VI-1, el punto A tiene cota relativa 100 (se la fijó en forma arbitraria), se le suma algebraicamente el valor de lectura de mira (Hm) y se obtiene la altura del plano de colimación de la estación I. Como todos los puntos visados han quedado referidos a este plano (Hmc), la simple resta entre ambos proporciona la cota de cada punto. Ejemplo: Altura del plano de referencia - Hmc = Cota del punto visado a) Cota del punto A = 100 m Altura del plano de colimación = 100 + 3 = 103 m b) Cota del punto B = 103 m - Hmc (B) Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa 74 Altimetría (Nivelación Geométrica) 103 m - 0,5 m = 102,5 m c) Cota del punto C = 103 m - Hmc (C) 103 m – (-0,5 m) = 103,5 m d) Cota del punto D = 103 m Hmc (D) 103 m - 1,2 m = 101,8 m e) Cota del punto E = 103 m - Hmc (E) 103 m - 4,5 m = 98,5 m Como es posible observar, las cotas coinciden con las cotas calculadas por el método de subidas y bajadas (Tabla VI-1). Una regla que es posible tener presente, para confirmar el cálculo de cotas, es que a mayor Hm corresponde una cota menor, y viceversa. 4. Trazado de perfiles 4.a. Perfil longitudinal El perfil es la representación gráfica del relieve o forma del terreno por medio de una línea. Ejemplos prácticos lo constituyen la construcción de un camino, de un canal de riego, de desagües, la determinación de pendientes para planificar la conservación del suelo y otras. Al realizar el levantamiento de un perfil longitudinal en la dirección de una línea marcada en el campo se materializa dicha línea, es decir se mide su longitud y se la señala por medio de jalones numerados (en la libreta) a distancias preestablecidas, por ejemplo 20, 30, 40, 50, o 80 m (Figura VI-15). Estos puntos se denominan “progresivas”. Como ejemplo se tomará una línea de 200 m. Cada 20 m se colocará una estaca. A los 50 m se hará un estacionamiento (I) y otro más a los 150 m (II). Se colocará la mira sucesivamente en las distintas estacas (la mira apoyada en el suelo) y se realizarán las lecturas correspondientes (Figura VI-15 y Tabla VI-3). Cuando el relieve no es uniforme, es necesario colocar estacas intermedias donde se observen cambios de pendiente. Una vez realizada la última lectura (PV 10), se efectúa la verificación, haciendo lecturas en sentido inverso, es decir se invierte el recorrido y se “cierra” la poligonal. Con estos datos se calculan en gabinete las cotas, por alguno de los métodos ya explicados. Se debe tener en cuenta que el error o tolerancia admitida para levantamientos topográficos de rutina se expresa en la siguiente fórmula: T = 3 cm km recorridos Para el presente caso será: T = 3 cm 0,4 km = 1,89 cm Tabla VI-3. Planilla sugerida para nivelación de un perfil longitudinal Estación P.V. Hm Hmc D. parc. D. acum. Cota Observaciones I 0 1 2 3 4 5e 2,80 2,60 2,30 2,00 1,80 1,80 2,80 2,60 2,30 2,00 1,80 1,80 0 m 20 m 20 m 20 m 20 m 20 m 0 m 20 m 40 m 60 m 80 m 100 m 100,0 100,2 100,5 100,8 101,0 101,0 i = 1,50 m -- -- -- -- -- II 5e 6 7 8 9 10 1,60 1,70 1,80 2,00 2,20 2,50 1,80 1,90 2,10 2,20 2,40 2,70 -- 20 m 20 m 20 m 20 m 20 m 100 m 120 m 140 m 160 m 180 m 200 m 101,0 100,9 100,7 100,6 100,4 100,1 -- -- -- -- -- -- Es decir, la diferencia de lectura que se registró sobre la mira colocada en el punto 0, cuando se partió y cuando se regresó, no debe exceder de 1,89 cm. En caso que ocurra una diferencia mayor, el trabajo de campo se repite (para mayor detalle repasar en el Capítulo II: 3.Tolerancia). Por otra parte, Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa Altimetría (Nivelación Geométrica) 75 los conceptos de cierre de poligonales se reseñaron en el Capítulo II. 4.a.1. Representación gráfica del perfil longitudinal Sobre el eje de las abscisas se ubican los puntos en los cuales se determinaron las cotas. Sobre el eje de las ordenadas se coloca la cota correspondiente a cada punto. Se recomienda que la escala vertical sea mayor que la horizontal, para hacer resaltar los desniveles. Por ejemplo 1:100 y 1:1000 respectivamente. La relación más común es 1:20 o 1:10. En la Figura VI-16 se dibuja el perfil anterior de la Tabla VI-3. 4.b. Perfil transversal Un perfil transversal es la representación de la intersección del terreno con un plano vertical perpendicular a la dirección del perfil longitudinal. Las explicaciones dadas para el perfil longitudinal son válidas para este perfil. Se puede realizar desde la posición que tenía el nivel al hacerel perfil longitudinal, o bien generar un nuevo estacionamiento. El perfil transversal que se representará, tendrá un ancho de 100 m con estacas colocadas cada 25 Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa 76 Altimetría (Nivelación Geométrica) metros. En el esquema de la Figura VI-17 se observa el planteo de levantamiento de un perfil transversal y la forma de representarlo en la VI-18. La planilla de campo se muestra en la Tabla VI-4. Figura VI-17. Esquema de un perfil transversal Figura VI-18. Representación gráfica del perfil transversal PUNTOS 1 2 I 3 4 Distancia izquierdaI 50 m 25 m 0 m -- -- Distancia derecha -- -- 0 m 25 m 50 m Tabla VI-4. Planilla de campo correspondiente al perfil transversal Estación Puntos visados Hilo medio Distancia en m a la Estación I Cota Observac. Izq. de la direc. de avance Der. de la direc. de avance I i = 1,50 m 1 2 I 3 4 0,30 0,50 1,50 0,40 0,20 50 25 0 0 25 50 102,50 102,30 101,30 102,40 102,60 A la altura del plano de colimación, se le resta i (altura del aparato) HPC = Altura del Plano de Colimación Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa Altimetría (Nivelación Geométrica) 77 5. Relevamiento topográfico por el método ortogonal o de la cuadrícula Consiste en trazar rectas paralelas y perpendiculares entre sí, equidistantes unas de otras, materializando el punto de cruce en el terreno por medio de estacas. Este cuadriculado se vuelca en un plano (como el de Figura VI-19). Figura VI-19. Levantamiento por el método de la cuadrícula Escala 1:1000 Los puntos a nivelar son aquellos en los que están ubicadas las estacas. Este método se emplea en superficies relativamente pequeñas, en lugares donde se deba hacer algún movimiento de tierra (por ejemplo un terraplén, sistematizar el terreno para riego por gravedad y otras). La densidad de puntos a levantar depende de la configuración altimétrica del terreno. Cuando la superficie goza de cierta uniformidad, las estacas irán más distanciadas, y cuando resulta desparejo (muchos microrrelieves), las mismas irán más cerca una de otra. En general la distancia entre estacas oscila entre 20 a 50 m. La escala del levantamiento varía desde 1:100 hasta 1:1.000 para estudios de ingeniería (regulación de cauces de agua, conservación de suelos, nivelación para riego, desmontes y otras obras). También se usan escalas más chicas, entre 1:25.000 a 1:50.000 en levantamientos con el objeto de obtener cartas topográficas generales. 5.a. Trazado de la cuadrícula Se encuentran distintas situaciones en lo que a forma del terreno se refiere, pero se considerará para el ejemplo (por la sencillez de la explicación) un terreno rectangular, con alambrado perimetral, que sería la situación más fácil y cómoda para trabajar. Lo primero a realizar es trazar, mediante jalonamiento, una recta paralela a uno de los alambrados a una distancia preestablecida (d) como en la Figura VI-20. Luego se marca otra recta (también con jalones), paralela al otro alambrado y perpendicular a la recta anterior, pasando por la estaca Nº 1. Teniendo las dos líneas base y partiendo de la estaca Nº 1, se mide la distancia "d" de separación entre las estacas. Es posible ubicar el resto de las estacas mediante tres procedimientos: N Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa 78 Altimetría (Nivelación Geométrica) a) Con nivel, mira y jalones b) Con cuerdas y argollas c) Con una escuadra de dimensiones determinadas 5.a.1 Con nivel y mira Se arma el nivel sobre un punto ya determinado (materializado en el terreno con una estaca) en una de las líneas base, se lo nivela correctamente y se hace coincidir el 0º apuntando al jalón o mira de la estaca Nº 1; se gira 90º el anteojo hacia la derecha o hacia la izquierda, según sobre que línea base se esté trabajando (Figura VI-21). A continuación se colocan jalones en esa dirección, se mide la distancia “e” y se clavan las estacas correspondientes. Luego se ubica el nivel en la estaca siguiente (siempre sobre alguna de las líneas base), se repite el procedimiento y así sucesivamente hasta completar la cuadrícula. 5.a.2. Con cuerdas (o alambres) y tres anillos La argolla A puede tomar dos posiciones y determinar sendos puntos, por ejemplo rotando 90º sobre B marcando la posición de la estaca Nº 21, o bien girando 180º con respecto a su posición inicial para marcar el punto Nº 12 (Figura VI-22). 1 1 5 Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa Altimetría (Nivelación Geométrica) 79 De esta forma se trabaja hasta marcar todos los puntos de la cuadrícula. Se debe tener cuidado en la alineación de la cuerda para evitar desviaciones. 5.a.3. Con escuadra de dimensiones apropiadas Según el Teorema de Pitágoras “En un triángulo rectángulo, el cuadrado de la hipotenusa es igual a la suma de los cuadrados de los catetos”. Es posible “fabricar o construir” una escuadra topográfica, con tres alambres o cadenas unidas por tres anillos, con las dimensiones de los lados del triángulo de, por ejemplo: 3 m, 4 m y 5 m. a2 = b2 + c2 Ejemplo: a = ? b = 4 m c = 3 m a = b2 + c2 a = 42 + 32 = 25 = 5 Esta escuadra se ubica sobre una de las líneas base, por ejemplo en el punto 2 de la Figura VI-23, se alinea al cateto menor entre el jalón del punto 1 y el del 3; y el cateto mayor determina la dirección perpendicular a la línea base en el punto 2, sobre la cual se jalonará y se medirá la distancia “e” hacia el punto 11, para clavar las estacas que correspondan a ese punto y los siguientes. Posteriormente se pasa al punto 3 y se repite lo anterior hasta lograr completar la cuadrícula. 5.b. Levantamiento de puntos y determinación de cotas Finalizada la ubicación de las estacas, se procede a efectuar el levantamiento altimétrico. El nivel se colocará y armará en una posición que permita relevar la mayor cantidad de puntos posibles (ver Figura VI-24). Cuando el paño de terreno a nivelar es demasiado grande, se requerirán varias estaciones con sus respectivos enlaces, con el fin de referir luego a un único plano de comparación o referencia. 11 Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa 80 Altimetría (Nivelación Geométrica) Con el nivel en la estación I se leen todos los puntos de la cuadrícula que estén a distancias que dependen del nivel y del aumento, teniendo en cuenta en general, una relación 30x (como se explica en el Capítulo VII). También, los errores de lectura que se cometerán (sobre todo por la reverberancia del aire) en días muy “soleados” y en horas cercanas al mediodía (refracción y reflexión de la luz en densidades distintas, ocasionadas por capas de aire de distintas temperaturas). Esto obliga a usar enlaces, que serán leídos luego desde la estación siguiente (II). Desde esta última se leen todos los puntos posibles, se determina el enlace con la estación III y luego se cambia de estación pasando a la III. Allí se repite lo anteriormente explicado hasta relevar todo el terreno. Como se conoce la ubicación de las estacas sólo es necesario registrar las lecturas de hilo medio (Hm); aunque siempre es conveniente tomar ángulos y otro hilo más, para evitar errores de identificación de las estacas. Las lecturas se anotan con su correspondiente número de estaca en una libreta de campo, luego en gabinete se calculará la cota de cada punto y se construirá el plano de curvas de nivel. Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa Altimetría (Nivelación Geométrica) 81 Este tipo de levantamiento se utiliza para casos especiales, por su alto costo; porejemplo, para aplicar algún método de emparejamiento y nivelación (mínimos cuadrados, del centroide y otros) en sistematizaciones de tierras para riego. Romano (2002), por sugerencia de esta Cátedra, preparó un programa de computación que permite entre otras cosas, transformar un levantamiento por radicación o polar, en otro ortogonal o en cuadrícula, además de calcular cotas, distancias, volúmenes de cortes, de relleno y otros. Como se explica en el tema “Poligonales”, se deberán realizar lecturas “de cierre” a fin de confirmar la exactitud del levantamiento. 6. Levantamiento por el método polar o de radiación En este método se utiliza el nivel con todas sus posibilidades, es decir que se determinarán desniveles y se medirán distancias y ángulos horizontales. Para mayor confiabilidad es necesario partir de una poligonal básica perfectamente cerrada. La metodología a desarrollar es la siguiente: 1 Ubicados en el lote a nivelar, se coloca el nivel en un punto fácilmente identificable, Estación I, por ejemplo a un determinado ángulo del alambrado y a una distancia preestablecida del esquinero. Esta línea será la base del trabajo (línea base), a partir de la cual (0º 00’) se hará el relevamiento de todos los puntos posibles. 1a. Al relevar cada punto, se mide el ángulo que se genera entre la línea determinada por el punto leído y la estación, y la línea base de referencia. Además estadimétricamente, se mide la distancia entre los puntos relevados y la estación [(Hs - Hi) x 100]. 1b. Todos los ángulos y lecturas se anotan en una libreta de campo, con una planilla similar a la de la Tabla VIII-1. 1c. En algunos casos, suele ocurrir, no es posible leer el hilo superior porque la mira está en algún bajo o bien sobre un bordo, sin poder leer el hilo inferior. Esto puede obviarse siempre y cuando se lea el hilo medio, pues se calculará la distancia del siguiente modo: (Hm - Hi) x 200 = d o bien (Hs - Hm) x 200 = d 1d. Ubicados una cierta cantidad de puntos alrededor de la estación (según la finalidad del trabajo, la irregularidad del relieve, etc.), se debe pasar a otra estación (II) previamente determinada (ángulo horizontal y lectura de los hilos) y marcada con una estaca visible, lo mismo que el punto de enlace (materializado con otra estaca). Observar la columna “Punto Visado” de la Tabla VII-1. 2. Al hacer el cambio de estación, el nivel se coloca y se arma en el punto II, desde allí se lee el enlace nuevamente y se gradúa el limbo horizontal en 0º 00’. 2a. A partir de ese momento se releva radialmente todos los puntos posibles, 2b. Se marca el punto que será la estación III y el enlace entre ambas estaciones, 3. A continuación se cambia de posición el nivel a la estación III, desde donde se enlazará con la estación II y llevando nuevamente el limbo en 0º 00’, se hace el relevamiento radialmente, 3a. Como se explicó, se determina la estación IV (ángulo y distancia), se efectúa el enlace y así sucesivamente, hasta terminar el trabajo (la Figura VII-1 y el tema 3 del Capítulo VII, ayudan a comprender este párrafo). Se acostumbra cerrar el levantamiento, haciendo la última lectura de mira sobre el punto visado Nº 1, para el control altitudinal del relevamiento (y también de las longitudes). Recuérdese que existe una tolerancia vertical que debe respetarse. Si la diferencia de cota en el punto 1 (según la lectura desde la estación I y según la realizada desde la última estación) supera el valor de tolerancia, se debe repetir el trabajo. En caso contrario se procede a redistribuir los errores de cada estación. Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa 82 Altimetría (Nivelación Geométrica) En el caso de la nivelación, es posible determinar sencillamente si se está o no dentro de los límites permisibles de error, realizando esa nivelación cerrada que se mencionó (ver el Capítulo II). Se usa una planilla de campo que consta de lo siguiente: Estación Punto visado Hilos Angulos Observaciones Hs Hm Hi Además se prepara otra planilla, utilizada en gabinete, donde se agrega a la anterior, el Hilo Medio Corregido, la Cota calculada de cada punto y la Distancia de éste con respecto a la estación, como la siguiente: Estación P.V. Hilos Angulos Hmc Cota Distancia Hs Hm Hi Con los datos de esta planilla, se procede a ubicar en un plano todos los puntos levantados para posteriormente dibujar las curvas de nivel. 7. Curvas de nivel Una curva de nivel es una línea (en un plano) que une puntos que se ubican a igual altura, ya sea por encima o por debajo de algún plano de referencia. El concepto de una línea o curva de nivel puede comprenderse fácilmente si se imagina un islote en medio de una laguna con el agua calma (observar Figura VI-25). Si la laguna está completamente vacía y luego se la llena hasta una determinada altura, por ejemplo 10 Nivel del agua en el lago Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa Altimetría (Nivelación Geométrica) 83 m, todos los puntos del islote en contacto con la superficie superior del agua (espejo) estarán al mismo nivel (cota 10, considerando el fondo del lago con una cota arbitraria de 0), quedando generada o determinada así una curva de nivel. Si luego se la llena hasta 20 m, se determina otra curva de nivel, en este caso de cota 20 y así sucesivamente hasta llenarla completamente, donde el nivel superior del agua marcará alrededor del islote la curva de nivel de cota 25 m. En el dibujo, la parte sombreada indica la parte del islote que se encuentra sobre el agua cuando la laguna está completamente llena. Las líneas que lo rodean son las curvas de nivel de cota 20, 10 y 0 m respectivamente. Nota: Las curvas de nivel de cota 5 m y 15 m no se representan, para no sobrecargar el dibujo, pues así las curvas presentes se interpretarán mejor. 7.a. Características de las curvas de nivel Como se puede observar, las curvas de nivel son continuas y cerradas, no se cruzan, no se bifurcan, no se unen a otra, excepto en el caso de barrancos verticales. 7.b. Pendientes La distancia vertical o desnivel, entre curvas de nivel consecutivas, se denomina intervalo vertical o equidistancia (en la Figura VI-26 representado por AB). La distancia horizontal entre las mismas curvas (BC) es llamada intervalo horizontal, que resulta variable según el relieve del terreno. La pendiente del terreno entre los puntos A y C se calcula así: Interv. Vertical Pendiente (%) = x 100 Interv. Horizontal AB (10 – 5) a) Pendiente (%) = . 100 = . 100 = 5 % BC 100 AE (10 - 0) b) Pendiente (%) = . 100 = . 100 = 5 % ED 200 Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa 84 Altimetría (Nivelación Geométrica) 7.c. Interpretación de las curvas de nivel Para una equidistancia dada, la pendiente es grande en los sitios donde las curvas se acercan entre sí. Por el contrario es suave en donde las curvas se encuentran distantes unas de otras (Figura VI-27). La pendiente máxima se toma perpendicular a las curvas de nivel. Sin embargo, es posible determinar la pendiente en una dirección preestablecida con solo dividir la diferencia de nivel con la distancia horizontal que los separa. Cuando se observan curvas de nivel dibujadas en un plano, estas toman formas variables de acuerdo al relieve del lugar (ver Figuras VI-30 y VI-32). Es importante entonces interpretar esas formas para conocer aproximadamentecómo es el terreno en ese sitio (acentuada o con escasas pendientes, bajos, altos, desagüe natural y otras formas). 7.d. Trazado de las curvas de nivel Una vez efectuado el relevamiento de los puntos del terreno, en gabinete se calculan las cotas correspondientes. Todos los puntos medidos son volcados a un plano, donde se indicará su orientación y la escala del trabajo (observar la Figura VI-31). Si el relevamiento se realizó usando una cuadrícula de 20 x 20, 15 x 15, o 10 x 10 m según el relieve, cada estaca numerada tendrá su cota terreno, y con éstas últimas se realizarán los cálculos necesarios (mediante interpolación) para determinar y dibujar las curvas de nivel. En un papel aparte se ordenan las cotas de mayor a menor y se efectúa el siguiente cálculo: Cotas ordenadas de mayor a menor 12,98 mayor cota 12,60 12,95 12,55 12,93 12,52 12,90 12,50 12,88 12,45 12,85 12,42 12,83 12,40 12,82 12,35 12,75 12,30 12,72 12,28 12,70 12,20 12,65 12,10 12,63 12,00 menor cota (> cota - < cota) = Número de curvas Equidistancia de trabajo Para una equidistancia de 0,20 m se tendrá: 12,98 m - 12,00 m = 4,9 curvas 0,20 m El valor de la equidistancia será un número entero para facilitar el trazado de las curvas, por ejemplo: 0,10; 0,20; 0,30; 0,50; 1,00; 2,00 m, según la finalidad del trabajo que se realiza. 7.e. Cálculos adicionales Las curvas comienzan a dibujarse desde la periferia hacia el centro. Por ejemplo, la cota 12,10 m pasará por aquellos puntos que tengan la misma cota, o entre dos puntos de cota mayor y menor respectivamente (los cálculos están referidos a la Figura VI-28). Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa Altimetría (Nivelación Geométrica) 85 Para determinar exactamente por donde pasa una curva, se interpola la distancia entre los puntos, teniendo en cuenta que las interpolaciones se realizan solo entre puntos cercanos, por ejemplo para una equidistancia de 0,20 m, se procede así: Si se desea trazar la curva de nivel de 12,30 m: a) Se comienza por el 2º y el 3º punto de la primera fila (12,40 – 12,10) = 0,30 m (12,40 – 12,30) = 0,10 m Para 0,10 m = (0,10 . 2/0,30) = 0,66 m b) Se continua con el punto de 2º fila, 1º columna que tiene cota 12,30 m ; luego se sigue con el punto de 3º fila, 2º columna c) Se realiza el trazado interpolando entre los puntos de 3º fila, y 1º y 2º columna, (12,35 – 12,10) = 0,25 m 2 cm en el plano Equidistancia entre curvas = 0,20 m Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa 86 Altimetría (Nivelación Geométrica) (12,35 – 12,30) = 0,05 m Para 0,05 = (0,05 x 2 / 0,25) = 0,4 cm 12,10 . . 12,35 4 mm (0,4 cm): a partir del mayor valor porque las distancias están referidas a él. d) Se traza entre los puntos de 5º y 6 º fila, y 2º columna (12,40 – 12,28) = 0,12 m 2 cm en el plano (12,40 – 12,30) = 0,10 m Para 0,10 = (0,10 x 2 / 0,12) = 1,66 cm 12,28 12,40 1,66 cm: a partir del mayor valor porque las distancias están referidas a él. e) Se finaliza interpolando entre la 6º fila, y la 2º y 3º columna: (12,45 –12,28) = 0,17 m 2 cm en el plano (12,45 – 12,30) = 0,15 m Para 0,15 = (0,15 x 2 / 0,17) = 1,76 cm 1,76 cm: a partir del mayor valor porque las distancias están referidas a él. En la Figura VI-29 se proporcionan algunos ejemplos de situaciones de formas de la superficie de la Tierra que suelen presentarse. Para trazar la curva de nivel de 12,50 m, se analiza de un modo similar: a) (12,52 – 12,45) = 0,07 m 2 cm en el plano (12,52 – 12,50) = 0,02 m Para 0,02 = (0,02 x 2 / 0,07) = 0,57 cm 0,57 cm: a partir del mayor valor porque las distancias están referidas a él. b) (12,55 – 12,45) = 0,10 m 2 cm en el plano (12,55 – 12,50) = 0,05 m Para 0,05 = (0,05 x2 / 0,10) = 1 cm 1 cm: a partir del mayor valor porque las distancias están referidas a él. c) (12,60 – 12,48) = 0,12 m 2 cm en el plano (12,60 – 12,50) = 0,10 m Para 0,10 = (0,10 x 2 / 0,12) = 1,66 cm 1,66 cm: a partir del mayor valor porque las distancias están referidas a él. e) (12,64 – 12,48) = 0,16 m 2 cm en el plano (12,64 – 12,50) = 0,14 m Para 0,14 = (0,14 x 2 / 0,16) = 1,75 cm 1,75 cm: a partir del mayor valor porque las distancias están referidas a él. Para trazar la de 12,70 m, también se realiza un tratamiento semejante: a) (12,72 – 12,63) = 0,09 m 2 cm en el plano (12,72 – 12,70) = 0,02 m Para 0,02 = (0,02 x 2 / 0,09) = 0,44 cm 0,44 cm: a partir del mayor valor porque las distancias están referidas a él. Y así se continúa hasta terminar.- Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa Altimetría (Nivelación Geométrica) 87 Elementos de Topografía Agrícola – Facultad de Ciencias Naturales – UNSa Altimetría (Nivelación Geométrica) III CAPÍTULO VI. ALTIMETRÍA (NIVELACIÓN GEOMÉTRICA) 1. INSTRUMENTOS DE NIVELACIÓN 61 1.a. Niveles fijos (ver Figura VI-2) 62 1.a.1. Colocación del instrumento 62 1.a.2. Eliminación del error de paralaje 63 1.b. Niveles inclinables 64 1.b.1. Colocación del instrumento 64 1.b.2. Corrección del nivel tubular 65 1.c. Diferencia entre el nivel fijo y uno inclinable 65 1.d. Niveles automáticos 65 1.e. Corrección del eje de colimación 65 1.f. Miras de nivelación 67 2. NIVELACIÓN GEOMÉTRICA 68 2.a. Nivelación geométrica entre dos puntos o nivelación simple 68 2.b. Nivelación geométrica compuesta 69 2.c. Nivelación mediante el eje de colimación 70 3. PASOS A SEGUIR PARA CALCULAR LAS COTAS 72 4. TRAZADO DE PERFILES 74 4.a. Perfil longitudinal 74 4.a.1. Representación gráfica del perfil longitudinal 75 4.b. Perfil transversal 75 5. RELEVAMIENTO POR EL MÉTODO ORTOGONAL O DE LA CUADRÍCULA 77 5.a. Trazado de la cuadrícula 77 5.a.1 Con nivel y mira 78 5.a.2. Con cuerdas (o alambres) y tres argollas 78 5.a.3. Con escuadra de dimensiones apropiadas 79 5.b. Levantamiento de puntos y determinación de cotas 79 6. LEVANTAMIENTO POLAR O POR EL MÉTODO DE RADIACIÓN 81 7. CURVAS DE NIVEL 82 7.a. Características de las curvas de nivel 83 7.b. Pendientes 83 7.c. Interpretación de las curvas de nivel 84 7.d. Trazado de las curvas de nivel 84 7.e. Cálculos adicionales 84
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