Brújula y clisímetro

Arquitectura. Topografía. Instrumentos topográficos. Construcción civil. Ingeniería civil. Cinta métrica y jalón. Coordenadas y alineamientos. Levantamiento de vía

  • Enviado por: Nayree Quiñones
  • Idioma: castellano
  • País: Venezuela Venezuela
  • 20 páginas

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República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior

Instituto Universitario de Tecnología

“Dr. Federico Rivero Palacio”

Región Capital

Departamento de Construcciones Civiles

PRÁCTICA Nº 1

BRÚJULA Y CLISÍMETRO

Caracas, Enero de 2008


ÍNDICE


INTRODUCCIÓN

La práctica de Brújula y Clisímetro es de suma importancia en el campo de la ingeniería civil, la construcción civil y la arquitectura ya que ésta consiste en la realización de un levantamiento topográfico en un tramo de una vía.

En el levantamiento topográfico se da a conocer la ubicación del levantamiento, las dimensiones del terreno, la planimetría, es decir, las dimensiones horizontales del terreno y la altimetría o diferencias de alturas o cotas; toda esta serie de datos son de gran utilidad, y más aun, de vital importancia para el desarrollo de un proyecto en el ámbito de la construcción.

Con lo mencionado anteriormente, queda en claro que es deber de un Constructor Civil tener un amplio conocimiento y manejo de la topografía, ciencia que se encarga de llevar las dimensiones del terreno a representaciones gráficas.

Un levantamiento topográfico es una representación gráfica que cumple con todos los requerimientos que necesita un constructor para ubicar un proyecto y materializar una obra en terreno, ya que éste da una información visual completa, tanto del terreno en su relieve como en las obras existentes. De ésta manera, el constructor tiene en sus manos una importante herramienta que le será útil para buscar la forma más funcional y económica de ubicar el proyecto. Por ejemplo, se podrá hacer un trazado de camino cuidando que éste no contemple pendientes muy fuertes, ni curvas muy cerradas para un tránsito expedito, y que no sea de mucha longitud ni que se tengan excesivas alturas de corte o terraplén, lo que elevaría considerablemente el costo de la obra.

Objetivos Generales

  • Realizar un levantamiento en un tramo de vía ubicado en el IUTRC mediante el uso adecuado de los equipos para la práctica.

  • Aplicar los conocimientos adquiridos en Topografía I y AutoCAD en la práctica.

Objetivos Específicos

  • Elaborar los planos correspondientes al levantamiento.

  • Utilizar los equipos para el levantamiento según el seguimiento de las instrucciones y recomendaciones

  • Aplicar los conocimientos teóricos en la práctica, mediante el levantamiento en el tramo seleccionado de la vía.

En cuanto a las limitaciones de esta práctica cabe destacar que no se pudieron tomar los ángulos de los puntos con el clisímetro, debido a las lluvias acaecidas el día de la práctica que borraron los puntos medidos. Sin embargo es importante rescatar, la oportunidad que se brinda al estudiante para tener conocimiento acerca del trabajo del topógrafo en el terreno, similar al del ingeniero y la unión entre práctica y teoría, así como también el acercamiento a su campo laboral futuro.

En las siguientes páginas el lector encontrará las tablas de datos medidos en el terreno, las correcciones realizadas y los cálculos efectuados posteriormente, todo esto para poder llevar a cabo el levantamiento que se pretende con un mínimo margen de error. En el informe también se encontrará de manera específica la descripción de los equipos utilizados en la práctica de topografía, así como planificaciones detalladas de las tomas de datos y cálculos posteriores a realizar, para la hacer de esta forma, modestos aportes a futuros estudiantes de Construcción Civil.


MARCO METODOLÓGICO

Equipos y herramientas empleadas

Brújula

Es un instrumento de mano utilizado para determinar cualquier dirección de la superficie terrestre, por medio de una aguja imantada que marca los polos magnéticos norte-sur, se utiliza fundamentalmente en la determinación del norte magnético, direcciones y ángulos horizontales. Su aplicación es frecuente en diversas ramas de la ingeniería. Se emplea en reconocimientos preliminares para el trazado de carreteras, levantamientos topográficos, elaboración de mapas geológicos, etc.

Cinta Métrica

La cinta métrica es un instrumento utilizado en la medición de distancias, cuyo diseño es la reproducción de un número determinado de veces de la unidad de un patrón. La misma se construye en una delgada lámina de acero al cromo, de aluminio, o de un tramado de fibras de carbono unidas mediante un polímero de teflón (las más modernas). Las cintas métricas más usadas son las de 10, 15, 20, 25, 30, 50 y 100 metros.

Las dos últimas son llamadas de agrimensor y se construyen únicamente en acero, ya que la fuerza necesaria para tensarlas podría producir la extensión de las mismas si estuvieran construidas en un material menos resistente a la tracción.

Por lo general están protegidas dentro de un rodete de latón o PVC, las de agrimensor tienen dos manijas de bronce en sus extremos para su exacto tensado y es posible desprenderlas completamente del rodete para mayor comodidad.

En el proceso de medida, las cintas son sometidas a diferentes tensiones y temperaturas, por lo que dependiendo del material con lo que han sido construidas, su tamaño variará. Por esta razón, las cintas vienen calibradas de fábrica para que a una temperatura, tensión y condiciones de apoyo dadas, su longitud sea igual a la longitud nominal.

Las cintas métricas empleadas en trabajos topográficos deben ser de acero, resistentes a esfuerzos de tensión y a la corrosión. Comúnmente, las cintas métricas vienen en longitudes de 30, 50, y 100m, con una sección transversal de 8mm x 0,45mm para trabajos fuertes en condiciones severas o de 6mm x 0,30mm para trabajos en condiciones normales.

Clisímetro

Es un instrumento topográfico destinado a medir pendientes, ángulos verticales, horizontalizar la cinta, calcular alturas y lanzar visuales con una pendiente dada. Su diseño es una versión mejorada del nivel de mano, que incorpora un transportador metálico el cual permite hacer mediciones de inclinación y desniveles.

Jalón

Es una vara de madera o aluminio, larga de sección cilíndrica o prismática, con un diámetro de 2,5cm, rematada por un regatón de acero, por donde se clava en el terreno. En la actualidad, se fabrican en chapa de acero o fibra de vidrio, en tramos de 1,50 m. ó 3,00 m. de largo, enchufables mediante los regatones o roscables entre sí, para conformar un jalón de mayor altura y permitir una mejor visibilidad en zonas boscosas o con fuertes desniveles. Se encuentran pintados (los de acero) o conformados (los de fibra de vidrio) con franjas alternadas generalmente rojas y blancas de unos 25cm a 30cm de longitud. Los colores obedecen a una mejor visualización en el terreno y el ancho de las franjas se usa para medir en forma aproximada mediante estadimetría.

Los jalones se utilizan para marcar puntos fijos en el levantamiento de planos topográficos, para trazar alineaciones, para determinar las bases y para marcar puntos particulares sobre el terreno. Normalmente, son un medio auxiliar al teodolito, la brújula, el sextante u otros instrumentos de medición electrónicos como la estación total.

Descripción de la ubicación geográfica del lugar del levantamiento

Vía ubicada a unos 100m del Edificio Anexo en dirección sur, cercana a la zona de estacionamiento de los transportes del Instituto Universitario de Tecnología “Dr. Federico Rivero Palacio” Región Capital. Km. 8, Carretera Panamericana (vía Los Teques), Caracas, Municipio Libertador, Distrito Capital. Venezuela.

Pasos Ejecutados para la realización de la práctica

  • Selección del lugar del levantamiento.

  • Ubicación del Banco de Medida (primer punto - línea central):

  • Se ubicaron dos jalones a los extremos del inicio del tramo de la vía seleccionada, éstos paralelos entre si.

  • Posteriormente se realizó la medición de la distancia entre los dos jalones con la cinta métrica, manteniendo la horizontalidad para obtener una medida sin casi ningún tipo de pendiente.

  • El valor de la medición se dividió entre dos, dando así la ubicación del BM, con el tercer jalón se ubicó el punto para luego marcarlo con tiza.

  • A cada lado del BM se midió 1,5m y se ubicaron los puntos “1b" a la derecha y “1c” a la izquierda, luego 3m y se ubicaron los puntos “1a” a la derecha y “1d” a la izquierda:

  • La cinta métrica se extendió desde un jalón ubicado en el punto BM a un jalón ubicado al extremo derecho de la vía. Se midió 1,5m y con el tercer jalón se ubicó el punto “1b” para luego marcarlo con tiza.

  • Se midieron 3m y ubicó el punto “1a” para luego marcarlo con la tiza.

  • La cinta métrica se extendió desde un jalón ubicado en el punto BM a un jalón ubicado al extremo izquierdo de la vía. Se midió 1,5m y con el tercer jalón se ubicó el punto “1c” para luego marcarlo con tiza.

  • Se midieron 3m y ubicó el punto “1d” para luego marcarlo con la tiza.

  • Del punto BM se midió 7m y se ubicó el punto 2

  • La cinta métrica se extendió desde el jalón ubicado en el punto BM a un punto en donde la medida era 7m, manteniendo la horizontalidad para obtener una medida sin casi ningún tipo de pendiente.

  • Con el segundo jalón se ubicó el punto 2' para luego marcarlo con tiza.

  • Se ubicaron dos jalones a los extremos de la vía paralelos con el del punto 2'.

  • El valor de la medición se dividió entre dos dando así la ubicación del punto 2”, con el tercer jalón se ubicó el punto para luego marcarlo con tiza.

  • Luego entre los dos puntos se procedió a marcar el punto 2.

  • A cada lado del punto 2 se midió 1,5m y se ubicaron los puntos “2b" a la derecha y “2c” a la izquierda, luego 3m y se ubicaron los puntos “2a” a la derecha y “2d” a la izquierda, realizando el mismo procedimiento del paso 3.

  • Del punto 2 se midió 7m y se ubico el punto 3, con el mismo procedimiento utilizado en el paso 4.

  • A cada lado del punto 3 se midió 1,5m y se ubicaron los puntos “3b" a la derecha y “3c” a la izquierda, luego 3m y se ubicaron los puntos “3a” a la derecha y “3d” a la izquierda, realizando el mismo procedimiento del paso 3.

  • Del punto 3 se midió 7m y se ubicó el punto 4, realizando el mismo procedimiento del paso 3.

  • A cada lado del punto 4 se midió 1,5m y se ubicaron los puntos “4b" a la derecha y “4c” a la izquierda, luego 3m y se ubicaron los puntos “4a” a la derecha y “4d” a la izquierda, realizando el mismo procedimiento del paso 3.

  • Con la utilización de la brújula se procedió a calcular los azimuts de los puntos BM, BM-2, 2, 2-3, 3, 3-4 y 4.


  • TABLAS DE DATOS

    Los siguientes datos fueron obtenidos en campo, mediante el uso de los instrumentos topográficos correspondientes para su medición (clisímetro, brújula y cinta métrica)

    Tabla Nº 1: Azimuts de los puntos principales

    Az

    BM

    105º

    2

    100º

    3

    105º

    4

    117º

    Tabla Nº 2: Azimuts de las líneas trasversales formadas por los puntos principales

    Az

    BM-2

    11º

    2-3

    13º

    3-4

    12º

    Tabla Nº 3: Ángulos Verticales medidos de los puntos principales con respecto a los puntos secundarios

    A

    B

    C

    D

    1

    0

    2º 10'

    2º 40'

    4º 10'

    2

    1

    2

    3

    4

    3

    1º 30'

    2º 10'

    3º 50'

    3

    4

    1

    2

    3

    4

    Tabla Nº 4: Ángulos verticales entre los puntos principales

    Ángulo vertical

    BM-2

    (-)11º

    2-3

    (-)13º

    3-4

    (-)12º

    Tabla Nº 5: Coordenadas del Banco de Medidas (BM)

    BM

    N

    1 120 344, 50

    E

    720 520, 60

    Z

    1 240, 20


    TRATAMIENTO DE DATOS

    Cálculo de coordenadas de los puntos de los alineamientos horizontales:

    Donde:

    • Na = Norte anterior

    • Ea = Este anterior

    • DH = Distancia Horizontal

    • Az = Azimut

    Modelo:

    Na1= 1 120 344, 50m + 3m x Cos 105º = 1 120 343, 724m

    Ea1= 720 520, 60m + 3m x Sen 105º = 720 523, 498m

    Nota:

    Para el cálculo de las coordenadas de los puntos del alineamiento 2a, 2b, 2c, 2d y 3 se utilizaron las coordenadas del punto norte y este 2, de la misma manera para el cálculo de las coordenadas de los puntos del alineamiento 3a, 3b, 3c, 3d y 4 se utilizaron las coordenadas del punto norte y este 3, así mismo se calcularon las coordenadas de los demás puntos.

    Cálculo de cotas de los puntos de los alineamientos horizontales.

    'Brjula y clismetro'

    Nota: Luego se le sumó el ∆z obtenido a la cota del punto BM

    Modelo:

    ∆z = tg 2º 10' x 1,5m = 0, 0568m

    z= 1 240, 20m + 0, 0568m = 1 240, 2567m

    Notas:

    Los ángulos verticales se sumaron cuando eran de elevación y se restaron cuando eran ángulos de depresión.

    Para el cálculo de las cotas de los puntos del alineamiento 2a, 2b, 2c, 2d y 3 se utilizó la cota del punto 2, de la misma manera para el cálculo de las cotas de los puntos del alineamiento 3a, 3b, 3c, 3d y 4 se utilizó la cota del punto 3, así mismo se calcularon las cotas de los demás puntos.


    TABLAS DE RESULTADOS

    Tabla Nº 6: Coordenadas de los puntos del primer alineamiento horizontal

    Coordenadas

    Ptos

    Norte

    Este

    BM

    1120344,5

    720520,6

    A1

    112343,724

    720523,498

    B1

    1120344,112

    720522,049

    C1

    1120344,888

    720519,151

    D1

    1120345,276

    720517,702

    Tabla Nº 7: Coordenadas de los puntos del segundo alineamiento horizontal

    Coordenadas

    Ptos

    Norte

    Este

    2

    1120351,371

    720521,936

    A2

    1120350,85

    720524,89

    B2

    1120351,111

    720523,413

    C2

    1120351,631

    720520,459

    D2

    1120351,892

    720518,982

    Tabla Nº 8: Coordenadas de los puntos del tercer alineamiento horizontal

    Coordenadas

    Ptos

    Norte

    Este

    3

    1120358,2

    720523,51

    A3

    1120357,4

    720526,41

    B3

    1120357,8

    720524,96

    C3

    1120358,6

    720522,06

    D3

    1120359

    720520,61

    Tabla Nº 9: Coordenadas de los puntos del cuarto alineamiento horizontal

    Coordenadas

    Ptos

    Norte

    Este

    4

    1120365,04

    720524,97

    A4

    1120363,68

    720527,64

    B4

    1120364,36

    720526,3

    C4

    1120365,72

    720523,63

    D4

    1120366,4

    720522,29

    Tabla Nº 10: Cotas de los puntos del primer alineamiento.

    Alineamiento1

    Pto

    Δz

    Cota

    BM

    1240,2

    A1

    0

    1240,2

    B1

    0,0568

    1240,257

    C1

    0,0699

    1240,13

    D1

    0,2186

    1239,981

    Tabla Nº 11: Cotas de los puntos del segundo alineamiento.

    Alineamiento2

    Pto

    Δz

    Cota

    BM2

    1,3607

    1238,839

    A2

    0,0524

    1238,891

    B2

    0,0524

    1238,891

    C2

    0,0786

    1238,76

    D2

    0,2098

    1238,629

    Tabla Nº 12: Cotas de los puntos del tercer alineamiento.

    Alineamiento1

    Pto

    Δz

    Cota

    BM3

    1,6161

    1237,222

    A3

    0,0786

    1237,301

    B3

    0,0568

    1237,279

    C3

    0,1005

    1237,122

    D3

    0,1572

    1237,065

    Tabla Nº 13: Cotas de los puntos del cuarto alineamiento.

    Alineamiento1

    Pto

    Δz

    Cota

    BM4

    1,4879

    1235,734

    A4

    0,0524

    1235,786

    B4

    0,0524

    1235,786

    C4

    0,0786

    1235,655

    D4

    0,02098

    1235,524


    ANÁLISIS DE RESULTADOS

    Los alineamientos horizontales no coincidieron con una línea recta, debido a la forma del, además las coordenadas norte y este de los puntos de cada alineamiento fueron proporcionales al punto de referencia BM, por otra parte los alineamientos verticales son similares al relieve del levantamiento.

    Tomando en cuenta que los ángulos horizontales determinados en la práctica corresponden al norte magnético debido a que se asumió una declinación igual a cero, y que nuestro equipo: brújula tiene una precisión de 1º y clisímetro una precisión de 10” los azimut no son totalmente precisos, así mismo no se corrigieron los errores de la cinta producidos por la dilatación o contracción de la misma, por lo tanto las medidas además de tener un error por el factor ambiental, también están sujetas a las limitaciones del ojo humano.


    CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

    Con esta práctica queda en evidencia que los levantamientos hechos por medio de instrumentos como el jalón, el clisímetro, la brújula y la cinta métrica están propensos a los errores tanto como de apreciación de los mismos, como los errores cometidos por los ojos y las manos humanas.

    Los objetivos planteados al inicio de la práctica fueron cumplidos casi en un 100% ya que:

    Se pudo realizar el levantamiento en un tramo de vía ubicado en el IUTRC mediante el uso adecuado de los equipos tales como la brújula, el jalón, la cinta métrica a excepción del clisímetro debido a las precipitaciones, así mismo se pudieron aplicar los conocimientos de AutoCAD en la elaboración de los planos de planta, perfil longitudinal y secciones transversales y de Topografía I en los cálculos de las coordenadas y alineamientos.

    Se recomienda llevar impermeables y paraguas para las próximas prácticas a fin de evitar suspender su ejecución y toma de medidas, debido a mal tiempo.


    ANEXOS

    Anexo 1. Plano de Planta

    Anexo 2. Perfil longitudinal del tramo de vía levantado

    Anexo 3. Secciones transversales de la vía


    LISTA DE REFERENCIAS

    Casanova, L. (2002). Topografía Plana [Adobe Acrobat 7.0 Document]. Consultado el 27/01/09.

    Diccionario Náutico. (2009). Brújula [Página Web en línea]. Consultada el 27/01/09 en: http://www.canalmar.com/diccionario/br%C3%BAjula

    Fidias, A. (2006). Proyecto de investigación (5ª edición). Caracas: Episteme

    Proyectos fin de carrera. Definición de Clisímetro [Página Web en línea]. Consultada el 27/01/09 en: http://www.proyectosfindecarrera.com/definicion/Clisimetro.htm

    Soporte Abreco. (2009). Glosario [Página Web en línea]. Consultada el 27/01/09 en: http://www.precisiontopografica.com/glosario.htm

    Wikipedia. (2008). Cinta Métrica [Enciclopedia libre en línea]. Consultada el 27/01/09 en: http://es.wikipedia.org/wiki/Cinta_m%C3%A9trica

    Práctica Nº 1. Brújula y Clisímetro…………………………………………………...Índice

    Práctica Nº 1. Brújula y Clisímetro…………………………………………...Introducción

    3

    Práctica Nº 1. Brújula y Clisímetro………………….………………Marco Metodológico

    Práctica Nº 1. Brújula y Clisímetro……………………….………………Tablas de Datos

    Práctica Nº 1. Brújula y Clisímetro………………….……..………Tratamiento de Datos

    Práctica Nº 1. Brújula y Clisímetro………………….……...………Tablas de Resultados

    Práctica Nº 1. Brújula y Clisímetro……………….……...………Análisis de Resultados

    Práctica Nº 1. Brújula y Clisímetro….………………Conclusiones y Recomendaciones

    Práctica Nº 1. Brújula y Clisímetro…….……...………………………………….…Anexos

    Práctica Nº 1. Brújula y Clisímetro…….………………………….…Lista de Referencias

    ∆z

    DH

    α

    B1

    BM

    Donde:

    ∆z = diferencia de cota

    DH = Distancia Horizontal