LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS

ESTACIÓN

La Geodesia trata del levantamiento y de la representación de la forma de la superficie de la tierra, global y parcial con sus formas naturales y artificiales.
La topografía representa las superficies planas limitándose a pequeñas extensiones de terreno, mientras que la Geodesia representa las áreas mayores, y para esto requiere de fundamentos matemáticos, físicos, geofísicos y otros.
Por su parte, el levantamiento geodésico es un conjunto de procedimientos y operaciones de campo destinados a determinar las coordenadas geográficas y elevaciones sobre el nivel de referencia elegido de puntos seleccionados y demarcados sobre el terreno. Estos, son utilizados para proyectos de ingeniería, arquitectura, construcción, exploración y explotación minera, túneles, levantamientos catastrales y más.
Así mismo, la geodesia satelital es utilizada para generación de redes geodésicas vinculadas a redes nacionales, determinación y cálculo de MTL – PTL para proyectos de minas e ingeniería, determinación y cálculo retransformación de coordenadas entre distintas proyecciones cartográficas y mucho más. Para trabajos geodésicos se utilizan instrumentos como GPS, cámara aerofotogramétrica, estación total, fototeodolito, giroscopio, gravímetro, laserscanner, mira, nivel, taquímetros, microscopios, sextante y muchos más.

Levantamiento topográfico:

Es el conjunto de operaciones que se necesita realizar para poder confeccionar una correcta representación gráfica planimétrica, o plano, de una extensión cualquiera de terreno, sin dejar de considerar las diferencias de cotas o desniveles que presente dicha extensión. Este plano es esencial para emplazar correctamente cualquier obra que se desee llevar a cabo, así como lo es para elaborar cualquier proyecto. Es primordial contar con una buena representación gráfica, que contemple tanto los aspectos altimétricos como planimétricos, para ubicar de buena forma un proyecto.
Para realizar un levantamiento topográfico se cuenta con varios instrumentos, como el nivel y la estación total. En esta práctica se hará uso del taquímetro o teodolito, empleando el sistema de la taquimetría, para realizar el levantamiento topográfico de un sector ubicado en el Parque Ecuador
Angulos y direcciones:

Meridiano: línea imaginaria o verdadera que se elige para referenciar las mediciones que se harán en terreno y los cálculos posteriores. Éste puede ser supuesto, si se elige arbitrariamente; verdadero, si coincide con la orientación Norte-Sur geográfica de la Tierra, o magnético si es paralelo a una aguja magnética libremente suspendida.
Azimut: ángulo entre el meridiano y una línea, medido siempre en el sentido horario, ya sea desde el punto Sur o Norte del meridiano, estos pueden tener valores de entre 0 y 400 gradianes. Los azimutes se clasifican en verdaderos, supuestos y magnéticos, según sea el meridiano elegido como referencia. Los azimutes que se obtienen por medio de operaciones posteriores reciben el nombre de azimutes calculados.

La taquimetría:
Es un sistema de levantamiento que consta en determinar la posición de los puntos del terreno por radiación, refiriéndolo a un punto especial (estación) a través de la medición de sus coordenadas y su desnivel con respecto a la estación. Este punto especial es el que queda determinado por la intersección del eje vertical y el horizontal de un taquímetro centrado sobre un punto fijado en terreno.

La poligonación:
Se utiliza para ligar las distintas estaciones necesarias para representar el terreno.
Para establecer una poligonal cerrada basta calcular el azimut de un lado del polígono y los ángulos interiores formados por los ángulos de este.
N E2
1 E3
2
E1
3
E4

Poligonal:
Línea quebrada y cerrada que liga las distintas estaciones desde donde se harán y a las cuales estarán referidas las mediciones para los puntos del levantamiento.

Altura Instrumental:
Distancia vertical que separa el eje óptico del taquímetro de la estación sobre la cual está ubicado.
Estación:
punto del terreno sobre el cual se ubica el instrumento para realizar las mediciones y a la cual éstas están referidas.
Desnivel:
Diferencia de cota o altura que separa a dos puntos.
Radiación:
Una vez que las estaciones están fijas se utiliza el método de radiación para establecer las posiciones de los diversos puntos representativos del terreno. Este consiste en fijar la posición relativa de los diversos puntos con respecto a la estación desde la cual se realizaron las mediciones.
Para lograr esto se procede de la siguiente forma:
i ) Se instala el taquímetro en la estación.
ii) Se fija en el taquímetro el cero del ángulo horizontal y se hace coincidir con alguna de las otras estaciones, quedando como eje de referencia la línea formada por ambas estaciones.
iii) Se procede a realizar las diversas lecturas ( ángulo vertical, ángulo horizontal, hilo medio, hilo superior, hilo inferior )a los diversos puntos.
iv) Se calcula DX y DY con respecto a la estación.
Se calcula las coordenadas norte este de los puntos como sigue:
N = N estación + DY
E = E estación + DX
Una vez obtenidas las coordenadas de los puntos se procede a dibujarlos para obtener la representación planimétrica del terreno.
Todo lo referente al cálculo de las cotas de los puntos se realiza de la siguiente forma.
Se designa una cota arbitraria al PR elegido. Se realizan a este las lecturas de hilos y ángulos desde E1. La cota de ésta se calcula como sigue.
CE1 = CPR - HI + hm - DV
CE1: cota de E1
CPR : cota del PR
HI : altura instrumental en E1
hm : hilo medio
DV = KG sen z cos z
Luego se realizan las lecturas desde E1 a E2, E2 a E3 , E3 a E4 y E4 a E1.
Las cotas de las estaciones se calculan como sigue.
CEn = CE(n-1) - HI - hm + DV
Habiendo ya calculado las cotas se debe realizar una corrección de estas, debido a que en E1 se partió con una cota y se terminó con otra.
Luego
Ec = CE1 inicial - CE1 final
La cota corregida de cada una de las estaciones se calcula de la siguiente forma.
CEn' = CEn + ( Ec / D total ) * di
D total : distancia total recorrida
di : distancia acumulada
Con las cotas corregidas ya calculadas se procede a determinar las cotas de los diversos puntos.
Para un punto radiado desde la estación n se calcula la cota de la siguiente forma.
Cpto = CEn + HI - hm + DV

Curva de nivel:
línea imaginaria que une en forma continua todos los puntos del terreno que poseen una misma cota, también se puede definir como la intersección de un plano horizontal imaginario, de cota definida, con el terreno. Las curvas de nivel poseen una serie de características, que son esenciales para su interpretación. A continuación se enunciarán las más importantes:
Son líneas continuas.
Son siempre cerradas, aunque si el sector que comprende el levantamiento es pequeño, el plano no alcanzará a tomar una curva de nivel completa.
La distancia horizontal que separa a dos curvas de nivel consecutivas es inversamente proporcional a la pendiente.
En las pendientes uniformes, las curvas de nivel se separan uniformemente. Si son muy cercanas en las elevaciones más altas y más espaciadas en los niveles más bajos, indica que la pendiente es cóncava. Cuando hay mayor espaciamiento en la parte más alta y cercanía en la parte inferior, significa que la pendiente es convexa.
Una curva de nivel no puede quedar entre dos de mayor o menor cota.
Las curvas de nivel son perpendiculares a las líneas de máxima pendiente.
Están establecidas siempre en cotas de números enteros, generalmente en metros.
Las curvas de nivel nunca se cruzan ni se juntan, salvo en acantilados o casos muy especiales.
Son equidistantes, es decir, entre dos curvas consecutivas existe el mismo desnivel.

Nivelacion:
Se denomina nivelación al conjunto de operaciones que tienden a determinar las diferencias de altura del lugar físico que se desee estudiar; este lugar puede ser tanto un área, un recorrido rectilíneo o curvo, como un número determinado de puntos específicos.
Nivelacion Directa, topográfica o geométrica:
Es el método más preciso para determinar alturas, y es el que se emplea más frecuentemente.
Para la nivelación directa se requiere un instrumento que sea capaz de dirigir hacia A y B visuales horizontales para hacer una lectura sobre la mira.
La cota requerida B se obtiene: CB=CA+lA-lB
Cuando los puntos cuya cota se desea averiguar, no son visibles, o están a gran distancia, se recurre a realizar sucesivos cambios de la posición del instrumental mediante puntos llamados de cambio, sobre los que se hace una lectura de adelante (previa al cambio) y una lectura de atrás (luego del cambio) ya que su cota es conocida. Así se van ligando las mediciones para que compatibilicen con un mismo sistema de referencia.
Nivelación cerrada:
consiste en ir midiendo la diferencia de altura entre los puntos del recorrido y calculando las cotas de éstos, para finalmente cerrar la nivelación realizando una lectura sobre el mismo punto en que se comenzó ésta o bien sobre otro punto del cual ya se conozca la cota. La ventaja de este método es que se puede averiguar inmediatamente si la nivelación fue realizada de forma correcta, calcular el error de cierre de ésta y hacer las correcciones pertinentes.
Punto de Referencia (PR):
Punto de cota conocida.
Punto de Cambio:
Punto de cota desconocida y que sirve para hacer un cambio de posición instrumental.
Punto intermedio:
Punto de cota desconocida y que no sirve de apoyo para un cambio de posición instrumental.
Lectura de atrás:
Lectura que se hace sobre un punto del que ya se conoce la cota.
Lectura intermedia:
Lectura hecha sobre un punto de cota desconocida o punto intermedio.
Lectura de adelante:
Lectura que se hace sobre un punto de cambio antes de efectuar el cambio de posición instrumental. También es una lectura de adelante la que se hace sobre un punto de referencia para cerrar la nivelación.