Topografía
miércoles, 30 de marzo de 2016
Instrumentos topográficos
Podemos clasificar a los equipos topograficos en tres categorías:
1-Para medir ángulos.- aquí se encuentran la brújula, el transito y el teodolito.
2-Para medir distancias.- aquí se encuentra la cinta métrica, el odómetro, y el distanciometro
3-Para medir pendiente.- aquí se encuentran el nivel de mano, de riel, el fijo, basculante, automático.
TRANSITO:
Instrumento topográfico para medir ángulos verticales y horizontales, con una precisión de 1 minuto (1´ ) o 20 segundos (20? ), los círculos de metal se leen con lupa, los modelos viejos tienen cuatro tornillos para nivelación, actualmente se siguen fabricando pero con solo tres tornillos nivelantes.
Para diferencia un transito de un minuto y uno de 20 segundos, en los nonios los de 1 minuto tienen en el extremo el numero 30 y los de 20 segundos traen el numero 20.
TEODOLITO ÓPTICO:
es la evolución de el tránsito mecánico, en este caso, los círculos son de vidrio, y traen una serie de prismas para observar en un ocular adicional.
La lectura del ángulo vertical y horizontal la precisión va desde 1 minuto hasta una décima de segundo.
TEODOLITO ELECTRÓNICO:
Es la versión del teodolito óptico, con la incorporación de electrónica para hacer las lecturas del circulo vertical y horizontal, desplegando los ángulos en una pantalla eliminando errores de apreciación, es mas simple en su uso, y por requerir menos piezas es mas simple su fabricación y en algunos casos sucalibración.
Las principales características que se deben observar para comparar estos equipos hay que tener en cuenta: la precisión, el numero de aumentos en lalente del objetivo y si tiene o no compensador electrónico.
DISTANCIOMETRO:
Dispositivo electrónico para medición de distancias, funciona emitiendo un haz luminoso ya sea infrarrojo o láser, este rebota en un prisma o directamente sobre la superficie, y dependiendo de el tiempo que tarda el haz en recorrer la distancia es como determina esta.
En esencia un distanciometro solo puede medir la distancia inclinada, para medir la distancia horizontal y desnivel, algunos tienen un teclado para introducir el ángulo vertical y por senos y cosenos calcular las otras distancias, esto se puede realizar con una simple calculadora científica de igual manera.
Por su funcionamiento existen de dos tipos de equipos topograficos:
por ultrasonido: son los mas económicos y su alcance no llega a los 50 metros, se debe tener cuidado con estos, ya que si la superficie no esta perpendicular al equipo, o es irregular, puede arrojar resultados incorrectos o no medir en absoluto, hay modelos mas sofisticados que tienen una mira láser, por lo que será importante no confundirlos con los siguientes.
Por láser: son muy precisos y confiables, su alcance máximo es de 200 metros, aun cuando en exteriores y distancias de mas de 50 metros se recomienda contar con mira, ya que a esas distancias o con la luz del día, resulta difícil saber donde esta apuntando el láser.
ESTACION SEMITOTAL:
En este aparato se integra el teodolito óptico y el distanciometro, ofreciendo la misma linea de vista para el teodolito y el distanciometro, se trabaja mas rápido con este equipo, ya que se apunta al centro del prisma, a diferencia de un teodolito con distanciometro, en donde en algunos casos se apunta primero el teodolito y luego el distanciometro, o se apunta debajo del prisma, actualmente resulta mas caro comprar el teodolito y el distanciometro por separado.
En la estación semitotal, como en el teodolito ÓPTICO, las lecturas son analógicas, por lo que el uso de la libreta electrónica, no representa gran ventaja, se recomienda mejor una estación total.
ESTACION TOTAL:
Es la integración del teodolito electrónico con un distanciometro. Las hay con calculo de coordenadas.- Al contar con la lectura de ángulos y distancias, al integrar algunos circuitos mas, la estación puede calcular coordenadas.
Las hay con memoria.- con algunos circuitos mas, podemos almacenar la información de las coordenadas en la memoria del aparto, sin necesidad de apuntarlas en una libreta con lápiz y papel, esto elimina errores de lápiz y agiliza el trabajo, la memoria puede estar integrada a la estacion total o existe un accesorio llamado libreta electronica, que permite integrarle estas funciones a equipos que convencionalmente no tienen memoriao calculo de coordenadas.
Las hay motorizadas.- Agregando dos servomotores, podemos hacer que la estación apunte directamente al prisma, sin ningún operador, esto en teoría representa la ventaja que un levantamiento lo puede hacer una sola persona.
Las hay sin prisma.- Integran tecnología de medición láser, que permite hacer mediciones sin necesidad de un prisma, es decir pueden medir directamente sobre casi cualquier superficie, su alcance esta limitado hasta 300 metros, pero su alcance con prisma puede llegar a los 5,000 metros, es muy útil para lugares de difícil acceso o para mediciones precisas como alineación de maquinas o control de deformaciones etc.
NAVEGADORES GPS:
Hay dos tipos: Estos son mas para fines recreativos y aplicaciones que no requieren gran precisión, consta de un dispositivo que cabe en la palma de la mano, tienen la antena integrada, su precisión puede ser de menor a 15 mts, pero si incorpora el sistema WAAS puede ser de menor a 3 mts.
Ademas de proporcionar nuestra posición en el plano horizontal pueden indicar la elevación por medio de la misma señal de los satélites, algunos modelos tienen también barómetro para determinar la altura con la presión atmosférica. La señal de los satélites GPS no requiere de ningún pago o renta.
Estos equipos tienen precisiones desde varios milímetros hasta menos de medio metro. Los GPS topográficos requieren dos antenas, ya sea que el usuario tenga las dos, o que solo tenga una y compre los datos a una institución como el INEGIo Omnistar (DGPS). Se dice entonces que se esta trabajando en modo diferencial.
NIVELES:
Un nivel es un instrumento que nos representa una referencia con respecto a un plano horizontal. Este aparato ayuda a determinar la diferencia de elevación entre dos puntos con la ayuda de un estadal.
El nivel mas sencillo es el nivel de manguera, es una manguera trasparente, se le introduce agua y se levantan ambos extremos, por simple equilibrio, el agua estará al mismo nivel en ambos extremos.
El nivel de mano es un instrumento también sencillo, la referencia de horizontalidad es una burbuja de vidrio o gota, el clisimetroes una versión mejorada del nivel de mano incorporando un transportador metálico permitiendo hacer mediciones de inclinación y no solo desnivel.
El nivel fijo es la versión sofisticada del nivel de mano, este en lugar de sostenerse con la mano se coloca sobre un tripie, la óptica tiene mas aumentos y la gota es mucho mas sensible. Un gran adelanto se logró cuando se introdujo el compensador automático, dando lugar al nivel automático, su funcionamiento esta basado en un péndulo que por gravedad, en estado estable este siempre estará en forma vertical, y con la ayuda de un prisma, este nos dará la referencia horizontal que estamos buscando.
Este nivel tiene una burbuja circular (ojo de buey) que puede no estar completamente centrada, pero el compensador automático hace justamente eso, compensar, este adelanto resultó tan provechoso, que se incorporó en los teodolitos mas precisos y en las estaciones totales, aun cuando su funcionamiento puede variar, el principio sigue siendo el mismo.
Si bien el nivel solo sirve para medir desnivel, últimamente se les ha incorporado una graduación en el giro horizontal, permitiendo hacer mediciones de ángulos con una precisión de medio grado, siendo practico en obra para medir o trazar ángulos horizontales que no requieren gran precisión.
Los niveles láser fueron y continúan siendo una novedad creyendo alguna personas que son mas precisos, pero la realidad es otra, existen los que solo proyectan una linea en una pared, su nombre correcto es crossliner se usan principalmente en interiores, ya que en exteriores con la luz del sol resulta difícil ver la linea que proyecta en una pared por ejemplo, linea que por cierto tiene entre 1 y 2 milímetros de ancho, así que si precisión.
En un kilometro será de 1 centímetro comparando con un nivel óptico, hay también niveles láser que poseen un sensor, este se puede usar en exteriores y a mayores distancias, ya que no depende del ojo humano, si no de un sensor especializado en ver la luz láser, hay equipos de diferentes precios y precisiones, si adquiere un nivel asegurese que este sea de calidad y que este correctamente calibrado, de lo contrario le recomiendo mejor un nivel de manguera.
NIVELES ELECTRONICOS:
Estos funcionan como los niveles ópticos, y adicionalmente pueden hacer lecturas electrónicamente con estadales con código de barras, esto resulta muy practico, ya que la medición es muy rápida, y se eliminan errores de apreciación o lectura, incluso de dedo, ya que estos tienen memoria para almacenar y procesar los datos, pueden desplegar en pantalla una resolución de décima de milímetro, ymedir distancias con una resolución de un centímetro.
Si bien un teodolito o una estación total se puede usar como nivel, las mediciones no serán tan precisas, siendo que el nivel es un instrumento especializado, pero si no requiere gran precisión. Se puede utilizar una estación o un teodolito ajustando el ángulo vertical a 90 grados.
Uso de la topografia
El uso de la topografía es muy necesario para estudiar, elaborar y ejecutar los proyectos de ingeniera de obras, las cuales se basan en la superficie de la Tierra. Enfocandonos en la elaboración de un área en la cual se realizará una obra, es importante tener en cuenta que la guía del arquitecto dependerá de las características que tenga el terreno, para así darle la mejor ubicación y distribución a la obra en dicha área, al igual que en sus aspectos ornamentales y funcionales. Ahora bien, la guía del ingeniero será obtener la mejor estabilidad, rigidez y seguridad del área en el cual se trabajara con el levantamiento topográfico de la zona. La Topografía también es utilizada en la geometrizacion del proyecto, aquí se relacionan en forma analítica, los diferentes ejes de la simetría de la obra, entre si mismo y con elementos fijos del terreno. También se utiliza la topografía en el replanteamiento, aquí se sitúa en el terreno las diferentes partes de una obra con sus posiciones señaladas en un proyecto.
- [[Ingeniería Catastral y Geodesia
Historia de la Topografía
INTRODUCCIÓN E HISTORIA DE LA TOPOGRAFÍA
Definición.- Estudia el conjunto de procedimientos para determinar la posición de un punto sobre la superficie terrestre, por medio de medidas según los tres elementos del espacio:
- Dos distancias y una elevación
- Una distancia, una elevación y una dirección.
Se encarga de estudiar grandes extensiones de tierra y la cual considera a la tierra como un elipsoide de revolución, y la TOPOGRAFÍA, que se dedica a extensiones más pequeñas, considerando la superficie terrestre como una superficie plana. Etimológicamente la palabra geodesia procede del griego "geo" = tierra y "daio" = dividir. Es la ciencia que estudia, por medios matemáticos, la forma y dimensiones de la Tierra y para conseguirlo se eligen en la superficie, objeto de estudio, puntos distribuidos por toda ella denominados geodésicos de cuya posición se deduce la forma de un territorio o de todo el globo.
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Es la disciplina que utiliza las fotografías para la obtención de mapas de terrenos. Los levantamientos fotogramétricos comprenden la obtención de datos y mediciones precisas a partir de fotografías del terreno tomadas con cámaras especiales u otros instrumentos sensores, ya sea desde aviones (fotogrametría aérea) o desde puntos elevados del terreno (fotogrametría terrestre) y que tiene aplicación en trabajos topográficos.
CLASES DE LEVANTAMIENTOS
Geodésicos
Son levantamientos en grandes extensiones y se considera la curvatura terrestre.
Los levantamientos topográficos son los más comunes y los que más interesan, los geodésicos son de motivo especial al cual se dedica la Geodesia.
Topográficos
Por abarcar superficies reducidas se realizan despreciando la curvatura de la tierra sin error apreciable.
Tipos de levantamientos topográficos:
2. Hidrográficos y/o Marinos – Asociados al estudio de cuerpos de agua, se calculan profundidades, líneas de playa, corrientes, instalación de puertos etc.
3. De vías de comunicación - Son proyectos lineales que van un punto a otro lo mas directo posible.Estudia y construye caminos, ferrocarriles, canales, líneas de transmisión eléctrica, poliductos, gasoductos etc.
4. Arquitectónicos - Realizan la medición sobre obras ya construidas con el fin calcular cantidades de obra, controlar deslizamientos, declinaciones etc.
5. De minas - Fija y controla la posición de trabajos subterráneos y los relaciona con otros superficiales.
6. Levantamientos catastrales - Se hacen en ciudades, zonas urbanas, rurales y municipios, para fijar linderos o estudiar las obras urbanas, para finalmente realizar el cobro de impuestos.
7. Levantamientos aéreos y por satélite - Se hacen por fotografía, generalmente desde aviones y se usan como auxiliares muy valiosos de todas las otras clases de levantamientos, en fotogrametría y fotointerpretación. El trabajo con imágenes de satélite que cada vez se hace más útil.
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Para distancias y elevaciones se emplean unidades de longitud (en sistema métrico decimal), y para direcciones se emplean unidades de arco (grados sexagesimales).
RECORRIDO HISTORICO
Desde antes de nuestra era se pueden encontrar rastros de los hombres tratando de orientarse y representar su entorno, en Turquía fue encontrado en la década de los sesenta el primer acercamiento a lo que podría llamarse el primer mapa se trata de un mural que data de alrededor del 6200 a.c con la ubicación de casi 80 edificaciones y un volcán. Lo que nos lleva a pensar que tal vez la cartografía antecedió a la escritura estructurada que conocemos hoy.
Los sumerios, fueron la primera cultura urbana conocida, que poseía conocimientos en matemáticas y astronomía, aplicaban la geometría práctica (topografía) en la construcción de obras de arquitectura y canales de riego. Las construcciones hacen suponer el empleo de algún primitivo y rudimentario instrumento de medición.
Los babilonios, bajo el mando del rey Nabucodonosor célebre más que por sus conquistas, por la construcción de la Ciudad , en la cual levantó numerosos palacios, templos y puentes, una gran muralla de 25m de espesor que rodeaba toda la ciudad; además de los jardines colgantes la disposición de las manzanas, con calles rectas, que se cortaban perpendicularmente. El sistema numérico era sexagesimal (el círculo graduado tenía 360°). Los arqueólogos han encontrado la posición y localización de señales sobre piedras que datan de la era babilónica y que se suponen que eran marcas de los topógrafos de la antigüedad para medir los territorios.
Esta imagen corresponde a un plano de Babilonia cerca del año 2000 a.c.
Los asirios, asombraron con sus construcciones sobre terrazas con escaleras, rampas, desniveles y planos inclinados.
Los persas, construyeron la ciudad de Persépolis, en la cual se observan varios ejes de simetría rigurosamente perpendiculares entre sí. También es de destacar el templo mandado a construir por Salomón, rey hebreo, 950 a .C., que tenía 450m x 300m proyectado por Arquitectos y replanteado por Geómetras Fenicios traídos expresamente para ello.
Los egipcios, realizaron los primeros esfuerzos del acondicionamiento del valle del Nilo, el cultivo de las tierras del valle sólo podía hacerse bajo una doble condición se debía proceder a desecar los terrenos cenagosos de los bordes del lecho del río una vez terminada la crecida, había que irrigar los campos. Para ello crearon un sistema de drenaje, con diques y azudes niveladores y canales de riego.
Los romanos, con una mente muy práctica aplicaron lo desarrollado por otros pueblos y crearon una red de caminos que cubría todo su imperio, de los cuales algunos tramos aún sobreviven. Los acueductos también formaban parte de sus necesidades para alimentar los baños romanos de los centros urbanos y para transportar el agua utilizaban estructuras como la de la imagen.
En Colombia Francisco José de Caldas, sabio y patriota nacido en Popayán (1770- 1816), realizó notables estudios botánicos y trazó el mapa del Virreinato del Perú, fue el primer director del Observatorio Astronómico y fundador del Semanario de Nueva Granada, puede considerarse como uno de los gestores de la topografía en Colombia sus trabajos fueron de gran precisión e importancia. De 1849 a 1859 se creo la COMISIÓN COROGRÁFICA que tenía por objeto recorrer todo el territorio nacional levantar un mapa general y de las provincias en particular. Actuó como jefe de la comisión el sabio italiano Agustín Codazzi, quien por espacio de 9 años visitó todo el país. Una fiebre maligna que adquirió, lo llevó a la tumba sin que hubiese terminado los mapas. En su honor la institución encargada de la parte de topografía, cartografía y catastro en el país lleva su nombre.
En Estados Unidos tres de los cuatro presidentes en el Monte Rushmore comenzaron siendo topógrafos, específicamente George Washington, Thomas Jefferson y Abraham Lincoln.
Los topógrafos han contribuido a la medición de la distancia de la Tierra a la Luna. Los primeros hombres que aterrizaron en la luna colocaron un grupo de prismas reflectores, instrumentos de medición utilizados por los topógrafos. La distancia medida tiene una precisión de centímetros.Usando rayos láser y espejos, los investigadores pueden enviar una señal a la Luna y monitorear con precisión su movimiento alrededor de la Tierra. Cuando el Trasbordador Espacial Columbia se desintegró el 1 de febrero de 2003, los restos se desparramaron por cientos de kilómetros en 40 condados. La utilización de equipamiento GPS de alta precisión contribuyó a determinar la localización de restos, de manera que los científicos pudieran reconstruir el accidente.
CIENCIAS CERCANAS A LA TOPOGRAFIA
GEODESIA
CARTOGRAFÍA
Es el conjunto de estudios y operaciones científicas y técnicas que intervienen en la formación o análisis de mapas incluyendo las actividades y desarrollos del hombre, modelos en relieve o globos, que representan la Tierra, o parte de ella o cualquier parte del Universo. La Cartografía Topográficarecolecta y procesa datos del relieve y la Cartografía Temática recolecta datos cualitativos y cuantitativos resultado de la información de una rama o ciencia.
FOTOGRAMETRÍA
Saludos
Bienvenido a mi nuevo blog de topografía, donde comentare todos los temas relacionado a esta carrera
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