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Instrumentos Topográficos: Una Monografía para Ingeniería Civil, Monografías, Ensayos de Topografía

EVOLUCIÓN DE LOS INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS

Tipo: Monografías, Ensayos

2022/2023

Subido el 19/09/2023

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christian-omar-mayta-suxce-1 🇵🇪

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UNIVERSIDAD NACIONAL INTERCULTURAL
“FABIOLA SALAZAR LEGUÍA” DE BAGUA
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL
ASIGNATURA: TOPOGRAFÍA
CICLO: IV
PROFESOR: MG. CARLOS LAPA ZÁRATE
ALUMNO: CHRISTIAN OMAR MAYTA SUXCE
MONOGRAFÍA: INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS
BAGUA 2022
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¡Descarga Instrumentos Topográficos: Una Monografía para Ingeniería Civil y más Monografías, Ensayos en PDF de Topografía solo en Docsity!

UNIVERSIDAD NACIONAL INTERCULTURAL

“FABIOLA SALAZAR LEGUÍA” DE BAGUA

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA CIVIL

ASIGNATURA: TOPOGRAFÍA

CICLO: IV

PROFESOR: MG. CARLOS LAPA ZÁRATE

ALUMNO: CHRISTIAN OMAR MAYTA SUXCE

MONOGRAFÍA: INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS

BAGUA 2022

DEDICATORIA

Este trabajo monográfico va dedicado a Dios por brindarme el bienestar físico y

espiritual. A mis padres como agradecimiento a su esfuerzo, amor y apoyo

incondicional durante mi formación personal y profesional. Así mismo a quienes

me están orientando con sus conocimientos y sabidurías en cuanto a la carrera.

INTRODUCCIÓN

La topografía ha sido una de las herramientas más importantes para la ingeniería

civil en la aplicación de sus diversas ramas. Como ya sabemos, la topografía se

puede considerar como la disciplina que comprende todos los métodos para

medir, procesar y difundir la información acerca de la Tierra y nuestro medio

ambiente. Este mismo, nos permite hallar dimensiones de la superficie a través

de la medición de distancias, direcciones y elevaciones. Y es así, como la

topografía es importante para la ingeniería civil; esto le permite saber con

exactitud todas las comprobaciones necesarias para estudiar su proyecto. Todas

las mediciones del terreno son importantes para el ingeniero civil. Ya que esta

rama de la ingeniería emplea conocimientos de cálculo, mecánica hidráulica y

física. Por esta razón las mediciones son importantes, un error de cálculo podría

llevar a cabo una obra civil a consecuencias catastróficas, como por ejemplo el

caso del edificio Space ubicado en Medellín o el edificio Blas de Lezo II ubicado

en Cartagena.

Por otro lado, la ingeniería civil maneja un concepto muy importante de la

topografía y es el levantamiento. Los levantamientos son la representación

gráfica de un terreno a través de equipos topográficos, en un levantamiento

topográfico localizamos objetos, medición del relieve, accidentes del terreno

entre muchas otras cosas. El levantamiento topográfico se utiliza para terrenos

como vías, minas, levantamientos catastrales, construcción, hidrográficos,

geodésicos, túneles y todo tipo de terrenos en donde se pueda construir. Así

mismo, el ingeniero civil podrá saber si es factible o no, la realización de la obra

civil en el terreno estudiado.

En este trabajo se explicará conceptos básicos de la topografía, y los

instrumentos topográficos que se utilizan; ya que, sin estos, sería imposible

estudiar el terreno donde se va a construir. En la antigüedad, Cuando el ser

humano se vio en la necesidad de construir su albergue, a su vez sintió la

necesidad de construir instrumentos (Topográficos) de medición. Siendo este, la

base para realizar sus respectivos refugios. Dichos instrumentos fueron: la

cuerda, la cadena, dioptra, corobates, pértica y banderolas. Con el paso del

tiempo estos instrumentos fueron evolucionando, mejorando la calidad, la

tecnología, un manejo práctico y lo más importante, realizando la detección en

tan poco tiempo.

Los instrumentos topográficos modernos que se utilizan actualmente son la mira,

GPS, cinta de medición, nivel de precisión, teodolito, estación total y drones

(robots voladores). Estos instrumentos han evolucionado sorprendentemente

para medir distancias, ángulos verticales y horizontales, medir rumbos, azimut y

alturas. Además, bríndele al ingeniero no solamente un fácil manejo, si no obtuvo

detectó con más precisión en tan poco tiempo. Y es de esta manera, como la

topografía y la ingeniería crean un gran lazo para desarrollar proyectos

increíbles.

CAPÍTULO I:

ASPECTOS GENERALES

C) Topografía integral: representa gráficamente los diferentes puntos sobre la superficie terrestre, teniendo presente su posición planimétrica y su altitud. 1.3. LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO Un levantamiento topográfico consiste en hacer una topografía de un lugar, es decir, llevar a cabo la descripción de un terreno en concreto, con los datos obtenidos de un levantamiento topográfico se pueden trazar mapas o planos, al mismo tiempo también se describen las diferencias de altura de los relieves o de los elementos que se encuentran en el lugar donde se realiza el levantamiento. Un levantamiento topográfico se realiza para terrenos como vías, minas, levantamientos catastrales, construcción, hidrográficos, geodésicos, túneles y todo tipo de terrenos donde se pueda construir. Así mismo, los ingenieros civiles podrán saber si es factible o no, la realización de la obra civil en el terreno estudiado.

  • ¿Qué hace un topógrafo? Las funciones del topógrafo son planificar, diseñar, organizar, dirigir, ejecutar, supervisar y analizar proyectos de medición, representación y ubicación de puntos en la superficie terrestre en una región determinada, utilizando una superficie plana como referencia, a través de un conjunto de técnicas y métodos. Además, realiza otras actividades vinculadas a la ingeniería, construcción y otras disciplinas.
  • FUNCIONES PRINCIPALES DE UN TOPÓGRAFO Realización de levantamientos topográficos: Tras la realización de una serie de estudios y análisis del terreno, los topógrafos son los encargados de efectuar los levantamientos topográficos, es decir, la plasmación en un plano de la realidad de un terreno. Si estamos hablando de una superficie de campo natural, los topógrafos realizan una representación de la superficie terrestre con todos sus accidentes mientras que si estamos ante una superficie de campo urbano aparecerían todas las construcciones, muros, calles o accesos del terreno. Desarrollo de trabajos cartográficos: Otra de las competencias de un topógrafo es llevar a cabo trabajos cartográficos, es decir, trasladar todos los datos analizados sobre un terreno a un plano que resulte interpretable adecuadamente por otros profesionales (arquitectos, constructores, ingenieros…). Su labor cartográfica abarca desde la realización de deslindes, replanteos, medición y valoración de fincas rústicas y urbanas, parcelaciones. Recogida de información para el catastro: Los catastros municipales se elaboran a partir de la información proporcionada por los topógrafos que permite llevar a cabo un registro de la propiedad, una ordenación del terreno, la realización de proyectos de urbanismo o el uso y conservación de recursos naturales. Elaboración de estados actuales: Un topógrafo también puede realizar levantamiento de planos en 3D para reflejar los diferentes elementos arquitectónicos que componen una construcción. La precisión es fundamental, por eso es importante que el topógrafo utilice una tecnología y metodología que garantice una completa precisión e integridad de los datos. Estos planos sirven para conocer con exactitud el estado de una vivienda o de cualquier tipo de construcción.
2.1 INTRUMENTOS DE NAVEGACIÓN
2.1.2 BRÚJULA

La brújula es un instrumento que sirve de orientación y que tiene su fundamento en la propiedad de las agujas magnetizadas. Por medio de una aguja imantada que señala el Norte magnético, que es diferente para cada zona del planeta, y distinto del Norte geográfico. Utiliza como medio de funcionamiento al magnetismo terrestre. La aguja imantada indica la dirección del campo magnético terrestre, apuntando hacia los polos norte y sur. Es inútil en las zonas polares norte y sur, debido a la convergencia de las líneas de fuerza del campo magnético terrestre. La brújula es, después del mapa, el elemento más importante para ser capaz de orientarse en un territorio desconocido. Su funcionamiento se basa en la atracción magnética que ejerce la Tierra sobre los objetos imantados, de forma que la aguja (imantada), siempre indique la dirección del norte magnético. La precisión de la brújula es mayor en bajas altitudes que en alturas superiores. En topografía se pueden utilizar solas o en combinación con las cartas topográficas. En el caso de utilizarla sin la carta topográfica sirven para: Para medir los rumbos (ángulos con respecto al norte magnético) en la que se encuentran referencias que podemos observar en el terreno. Para indicar la dirección de un rumbo dado. Para marchar en una dirección constante. Para medir distancias en el terreno (mediante un cálculo trigonométrico) Para tomar los datos tectónicos de planos geológicos en terreno se usan la brújula. Existen dos tipos de brújulas para tomar las medidas: La brújula del tipo Brunton (generalmente para mediciones con el rumbo) y la brújula tipo Freiberger (generalmente para mediciones con la dirección de inclinación). La brújula "GeoBrunton" es una combinación de los dos tipos anteriormente mencionado.

2.1.3 GPS NAVEGADOR

Los equipos que se utilizan con el sistema GPS en topografía tienen precisiones milimétricas, aunque otros pueden variar hasta casi el medio metro. Pueden encontrarse GPS en topografía con una banda (L1) o con dos (L1 y L2). La diferencia es la precisión milimétrica para distancias más cortas o más largas. Para distancias menores a los 40 kilómetros de distancia entre antenas se utiliza el GPS con una banda y la de dos bandas para distancias de hasta 300 kilómetros. Se pueden realizar mediciones de distancias mayores, pero la precisión al milímetro no se garantiza en ese tipo de mediciones. Los GPS en topografía deben tener dos antenas para su utilización. En el caso de que el topógrafo solo tenga una antena puede comprar los datos a alguna institución, en este caso se dirá que trabaja en modo diferencial. El equipo GPS en topografía es muy práctico en levantamientos de grandes extensiones. De esta forma no se necesita una visión entre una antena y otra. Normalmente se realiza el levantamiento de dos puntos con GPS. Es decir, con línea de control, y después utilizar la estación para introducir coordenadas geográficas. De esta forma obtendremos datos georreferenciados. Satélites GPS en topografía por zonas del mundo: Los tipos de satélites por zonas geográficas son: GPS (navstar): Desarrollado por la fuerza aérea norteamericana con fines militares, pero liberada para uso público. WAAS (Wide Area Augmentation System): Se trata de un sistema para mejorar la precisión del sistema GPS. Únicamente funciona en Estados Unidos, Alaska, Canadá y México. GLONASS: Es el sistema militar de satélites de Rusia. GALILEO: Sistema de satélites de la comunidad europea para intereses no militares o de iniciativa privada. EGNOS: Es el equivalente al sistema WAAS en Europa.

2.3 INSTRUMENTOS DE NIVELACIÓN
2.3.1 NIVEL ÓPTICO TOOGRÁFICO

El Nivel Topográfico, también conocido como Nivel Óptico o Equialtímetro, es uno de los instrumentos topográficos más importantes. Se usa principalmente para medir desniveles entre puntos que se encuentran a diferentes o similares alturas y el traslado de cotas de un punto de referencia a otro desconocido. Su uso en construcción y topografía lo convierte en un instrumento de gran relevancia e imprescindible para la ejecución de tareas de nivelación tradicional como la determinación y transferencia de altura y también la medición de ángulos. Tipos de niveles topográficos: Existen diferentes tipos de niveles, entre ellos podemos mencionar: Niveles de plano. Niveles de línea. Niveles de línea de inclinación. Niveles de línea automáticos o autonivelantes. Niveles láser. 2.3.2 NIVEL MECÁNICO Un nivel de burbuja es una herramienta que permite comprobar si una superficie de referencia está contenida en un plano horizontal o vertical. Si se requiere exactitud, se puede usar el nivel de mecánico, una herramienta de alta precisión con una fiola grande y muy sensible.

2.4 INSTRUMENTOS DE LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO
2.4.1 ECLÍMETRO

El eclímetro (también llamado clinómetro) es un goniómetro cenital, que mide ángulos. Habitualmente se utiliza en topografía para medir el ángulo de inclinación de un plano o de un cuerpo con respecto al horizonte. Instrumento con que se mide la inclinación de las pendientes. 2.4.2 TEODOLITO Los teodolitos son un artilugio que sirve para medir, lo hacen de manera óptico-mecánica de manera que se obtienen los ángulos verticales y horizontales con una grandísima precisión. Este instrumento manual y portátil que ayuda mucho a los ingenieros y topógrafos en su trabajo del día a día puede incluso medir el nivel y la distancia de cualquier cosa, eso sí, acompañado de otros materiales. ¿Cómo se usa? a) Escogemos un lugar desde el cual queramos medir un ángulo ya que el punto en el que coloquemos el instrumento marcará la diferencia. b) Lo siguiente sería regular la altura del teodolito para que puedas ver a través del visor, este punto es importante por la comodidad más que por un desajuste que pueda surgir. De paso también podrás ubicar mejor el enfoque y el lado. c) Revisamos el teodolito y veremos que en la parte de abajo hay una plomada, con ella adaptaremos y nivelaremos el teodolito hasta que quede perfecto ¿Ya lo tienes? d) Toca revisar el visor, en él verás que destaca una línea roja que sirve para indicar cual es la línea que se está midiendo, si no está correcto podrás mover el visor de arriba a abajo hasta dar con el punto exacto que necesitas medir.

2.4.4 GNNS RTK

El RTK es una técnica utilizada para mejorar la exactitud de un receptor GNSS autónomo. Los receptores GNSS tradicionales, como el de un smartphone, solo pueden determinar la posición con una exactitud de 2 a 4 metros (7-13 pies). El RTK puede proporcionarte una precisión centimetrada. Los receptores GNSS miden el tiempo que tarda una señal en viajar desde un satélite hasta el receptor. Las señales transmitidas viajan a través de la ionosfera y la atmósfera y se ven ralentizadas y distorsionadas en el camino. Por ejemplo, el tiempo de viaje podría diferir si hay un día nublado o si hay condiciones de cielo despejado. Por eso es difícil para un receptor autónomo determinar con exactitud su posición. El RTK es una tecnología que resuelve este problema.

  • Alta precisión en tiempo real En el RTK se utilizan dos receptores. Uno de ellos está inmóvil, el otro se mueve libremente. Se llaman estación base y Rover. La misión de la base es permanecer en un lugar y enviar correcciones a un receptor en movimiento. El Rover utiliza esos datos para obtener una posición de precisión centimetrada. Se puede conectar cualquier número de rovers a una base si sus ajustes de entrada coinciden con la salida de la base.
2.4.5 TOPODRONES

Los drones son equipos aéreos que funcionan por medio de un control remoto, dotados con cámaras de alta resolución. Funcionan como un complemento fundamental de la topografía, ya que aumentan la productividad en más de un 100%, pues con una sola jornada de trabajo se puede conseguir la reconstrucción de miles de hectáreas de terreno. Las principales ventajas de utilizarlo son las siguientes:

  • Reducción de costos por hectárea y aumento de la productividad.
  • Acceso inmediato a los resultados de la inspección realizada a través del drone.
  • Se logra una precisión milimétrica en el área sobrevolada.
  • Control fino en el nivel de precisión.
  • Se pueden obtener diferentes resultados, sin aumentar los costos, pues un drone topográfico puede generar mapas de elevación, ortofotos, curvas de contorno, reestructuraciones en 3D y nubes de puntos.
  • A través de internet, se logra conseguir acceso a herramientas de medidas de precisión de manera ilimitada.
  • Los riesgos laborales se reducen significativamente, pues no se debe exponer a los empleados a entornos peligrosos. ¿CÓMO UTILIZAN LOS DRONES TOPOGRÁFICOS? Luego de saber qué es un drone topográfico, suponemos que te gustará conocer cómo es el procedimiento para realizar un levantamiento topográfico con estas pequeñas aeronaves. Por eso, a continuación, te resumimos su uso:
  • Se fija la zona de estudio a través de un software e introducimos en él las coordenadas exactas del área a estudiar.
  • Se inicia el vuelo del drone con todas las especificaciones dadas, es decir, de altura y vuelo.
  • Si se necesitan obtener valores históricos, es importante el uso de georreferenciación. Con esto nos referimos al uso de GPS. Con algunos puntos en serie como referencia mediante la topografía tradicional, el dron consigue arrojar datos históricos.
  • Luego de que el drone ha realizado su trabajo y aterriza con las imágenes, se hace uso de la fotogrametría mediante un software, para así crear el modelo digital en 3D.

4.BIBLIOGRAFÍA Carlos León Robles. (2016). INTRODUCCIÓN A LA TOPOGRAFÍA. GRANADA- España: Editorial Universidad de Granada. Cientecinstrumentos. https://cientecinstrumentos.cl/como-usar-un- niveltopografico/#:~:text=El%20Nivel%20Topogr%C3%A1fico%2C%20tambi%C3% A9n%20conocido,de%20referencia%20a%20otro%20desconocido. docs.emlid. (s.f.). Obtenido de docs.emlid: https://docs.emlid.com/reach/es/tutorials/basics/rtk-introduction/ droneservices. (6 de abril de 2020). Obtenido de droneservices: https://www.droneservices.com.ar/industria- 4 - 0/que-es-un-dron-topografico/ Gallardo, I. (s.f.). UTW. Obtenido de UTW: https://www.utw.es/topografia-la-usamos/ globalmediterranea. (9 de agosto de 2017). Obtenido de globalmediterranea: https://www.globalmediterranea.es/equipo-topografico-medir- paraangulos/#:~:text=La%20br%C3%BAjula%20es%20una%20herramienta,cu al%2 0se%C3%B1ala%20el%20Norte%20magn%C3%A9tico. Ingeoexpert. (s.f.). Obtenido de Ingeoexpert: https://ingeoexpert.com/2021/11/24/quees- la-topografia-y-cuales-son-sus-objetivos/ Palacios, C. R. (3 de mayo de 2019). linkedin. Obtenido de linkedin: https://es.linkedin.com/pulse/importancia-de-la-topograf%C3%ADa- eningenier%C3%ADa-civil- campospalacios#:~:text=Los%20instrumentos%20topogr%C3%A1ficos%20mo dernos %20que,medir%20rumbos%2C%20azimut%20y%20alturas. PARRA, D. F. (5 de febrero de 2018). medium. Obtenido de medium: https://medium.com/@2520162037/aplicaci%C3%B3n-de- latopograf%C3%ADa-en-la-ingenier%C3%ADa-civil-9f5e763c