Ing. Luis Arteaga C. TOPOGRAFIA II CLASE I TOPOGRAFÍA Es una ciencia fundamental de la ingeniería sin la cual no se podría ejecutar ninguna obra.

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1 Ing. Luis Arteaga C. TOPOGRAFIA II CLASE I 2015

2 TOPOGRAFÍA Es una ciencia fundamental de la ingeniería sin la cual no se podría ejecutar ninguna obra. Es una rama de la Ingeniería,ciencia que estudia el conjunto de principios y procedimientos que tiene por objeto la representación grafica de la superficie de la tierra, con sus formas y detalles naturales como artificiales. Esta representación tiene lugar sobre superficies planas limitándose extensiones relativamente a pequeñas extensiones de terreno; considera a la tierra como plana sin tomar en cuenta la curvatura terrestre.

3 CIENCIAS AFINES.- ASTRONOMíA Es la ciencia que estudia los cuerpos celestes del universo en la que estará incluido los planetas. Sus satélites, los cometas, meteoroides, estrellas y la materia interestelar. Así mismo los sistemas de estrellas llamadas galaxias y las que puedan existir La astronomía ha estado ligado al ser humano desde la antigüedad y todas las civilizaciones han tenido contacto con esta ciencia tal es así Aristóteles, Tales de Mileto, Tolomeo, Nicolás Copérnico, Santo Tomas de Aquino, Isaac Newton y otros han sido los estudiosos de esta ciencia. Es una ciencia que los aficionados podemos desempeñar un papel activo, en el descubrimiento de fenómenos interestelares, descubrir asteroideos y cometas etc.

4 ASTRONOMíA

5 POSICION ACTUAL DE LOS PLANETAS

6 GEODESIA Es una rama de la geociencia e ingeniería, trata de la topografía y la representación de la forma de la superficie de la tierra ; global o parcial con sus formas naturales y artificiales (construcciones. Recientes) Su campo de acción es fundamentalmente el levantamientos de grandes extensiones de terreno Ej. La superficie de un país o un continente. La geodesia toma en cuenta la curvatura de la tierra, su objetivo es suministrar, con sus teorías y sus resultados de mediciones y cálculos de referencia geométrica, para las demás geociencias. Con lo que se obtiene información geográfica, para sistemas de navegación aérea, o náutica y terrestre así como para aplicaciones militares, y programas espaciales.

7 ENTES IMPORTANTES A.- El ingeniero Topográfico.- En el Perú no existe ingenieros topógrafos, pero si ingenieros civiles que se dedican exclusivamente al campo de la topografía, ellos hacen la labor de ingenieros topógrafos, el que debe reunir ciertos requisitos: -Debe tener conocimientos teóricos profundos de los principios que rigen la topografía,No necesariamente debe ser experto en geodesia pero debe tener ciertos conocimientos. -debe estar en constante actualización. -Debe tener don de mando ante su personal. -Debe combinar trabajo de campo, gabinete, administrativo B.-El Topógrafo.- Es el técnico que ejecuta los trabajos de campo dirigido a su vez por un ingeniero.y debe cumplir los siguiente: -Debe ser una persona honesta. -Debe tener conocimientos de algebra, geometría, y trigonometría - Debe estar en constante actualización. Debe ser leal, cauteloso,y facilidad de manejo de personal

8 LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO Se conoce así a un conjunto de actividades como mediciones de distancias, ángulos verticales, ángulos Horizontales, y detalles, con la finalidad de determinar la configuración real del terreno y la posición sobre la superficie de la tierra de elementos naturales o instalaciones construidas por el hombre. Esta información recogida se procesa en gabinete (cálculos, correcciones etc.) para luego obtener la configuración del terreno en un plano a una escala conveniente.

9 PUNTO TOPOGRAFICO  Es un punto de referencia sobre un objeto fijo de ubicación conocida de los que se pueden ubicar otros puntos auxiliares pudiendo ser estos permanentes o puntos temporales.  PUNTO PERMANENTE : Son los puntos que deben perdurar siempre; pudiendo permanecer hasta el fin de obra o en forma permanente( para Siempre) Ej. Un IGN. Ubicados en el Perú entero Los BM. Son puntos topográficos de ubicación y cota conocida  PUNTO TEMPORAL : Es el punto que se coloca para tener apoyo cuando la obra esta en ejecución y su cuidado no es tan riguroso  SEÑALIZACION : Desde el punto de vista teórico es un conjunto de estímulos que condiciona la acción de las personas que captan frente determinadas situaciones que se desea resaltar, desde el punto de vista de la ingeniería, la señalización estará orientado a la seguridad teniendo como objetivo llamar la atención o advertir sobre objetos que puedan provocar peligro así como indicar el emplazamiento de equipos que tengan importancia respecto a la seguridad del lugar de trabajo

10 Etapas de un proceso topográfico Las etapas de un proceso topográfico son 3: 1.- Trabajo de campo 2.- Trabajo de gabinete 3.- Elaboración del informe y dibujo del plano respectivo A.-Trabajo de campo.- es un conjunto de operaciones y recojo de información tales como: -Reconocimiento del terreno -Ubicación de los puntos importantes o de apoyo. -Planificación del trabajo -Medición de distancias, ángulos horizontales, verticales. -Anotación de los datos obtenidos en una libreta. B.-Trabajo de gavinete.-Cosiste en analizar las informaciones, procesarlos, calcular, corregir si fuera necesario. C.-Elaboración del informe y dibujo

11 ETAPAS DE UN LEVANTAMIMNETO El levantamiento topográfico se puede dividir en: a.- Reconocimiento del terreno.( se investiga, se deduce el método mas apropiado de trabajo de campo) b.- trabajo de campo.- Ejecución,mediciones de acuerdo a un plan de trabajo, se mide los ángulos: vertical y horizontal, distancias, y anotar en una libre de topografía. Que consta de 2 partes la derecha para realizar un croquis, y la izquierda para anotar las mediciones. c.- Trabajo de gabinete.- Son todos lo cálculos, matemáticos correcciones, compensaciones etc. Para luego realizar el plano correspondiente y un informe o memoria descriptiva. Es necesario que uno de los que ha participado en el levantamiento se encuentre presente al omento de realizar el plano respectivo y pueda absolver cualquier duda al respecto.

12 PUESTA EN ESTACIÓN Puesta en estación de LA ESTACION O TEODOLITO.- Para realizar el proceso de instalación del EQUIPO se debe seguir los siguientes pasos. 1.- Se suelta los tornillos de las patas del trípode; para luego juntar estas ultimas tal como se muestra hasta que la superficie de la plataforma coincida aproximadamente con el mentón (quijada) del operador, en dicha posición se ajustan los tornillos antes mencionados. 2.-Se extienden las patas del trípode sobre el punto topográfico tratando de colocar la plataforma los mas horizontalmente. 3.-Se instala el teodolito en el trípode con ayuda del tornillo de sujeción 4.-Se realiza la coincidencia aproximada del eje vertical respecto al punto topográfico. 5.-Llevar a cabo el centrado exacto del eje vertical respecto al punto topográfico; para ello existe 2 métodos

13 a).-Soltar ligeramente el tornillo de sujeción para luego desplazar el teodolito lo necesario hasta hacer coincidir el eje vertical con el punto topográfico. b).- Con ayuda de los tornillos nivelantes se consigue el centrado exacto. 6.- Se realiza el calado del nivel esférico, con ayuda de las patas del trípode. 7.- Se lleva a cabo el centrado del nivel tubular con ayuda de los tonillos nivelantes. 8.-Verificar la posición del punto topográfico en la plomada óptica ; si el eje vertical se encuentra en coincidencia con el punto en cuestión, la puesta en estación a culminado, de lo contrario es necesario realizar la corrección haciendo uso del 5to paso caso (a ) Una vez que esta correctamente estacionado el equipo estará listo para iniciar las medidas angulares horizontales y ángulos verticales. Para medir distancias por coordenadas primero debemos conocer los principios de coordenadas. Ejercicios de aplicación de coordenadas

14 MEDICIONES INDIRECTAS DE DISTANCIAS Levantamiento con Estadia: Son las más empleadas en los trabajos topográficos, en especial aquellas que derivan del anteojo topográfico y estas mediciones pueden ser de distancias horizontales y verticales con estadia, palabra que deriva del latín “stadium” medida equivalente a un largo o doble, a la medición hecha por un telescopio de teodolito o taquímetro. Medidas de distancia horizontal: El anteojo topográfico se compone básicamente de tres tubos, pudiendo deslizarse uno dentro del otro. En una de sus extremidades, se encuentra el objetivo y en la otra el ocular, se sabe que el objetivo produce una imagen real que el operador debe ver desde el ocular, imagen que debe formarse en el plano del retículo visto desde el ocular; esto da motivo a la operación llamada enfocamiento del punto observado, operación que consiste en llevar a coincidir con el de la imagen de dicho punto. La óptica geométrica enseña que los rayos al pasar por el centro del objetivo, no se desvía y que la imagen de un punto se forma en la intersección de los rayos antes mencionados. Este tipo de cálculos, se puede realizar de la siguiente manera, tanto para niveles de ingenieros como para taquímetros.  En el caso de los niveles de ingeniero: Supongamos que tenemos el anteojo horizontal y a cierta distancia una mira vertical, la que hemos enfocado claramente, entonces tendremos:

15 En el caso de los niveles de ingeniero: Supongamos que tenemos el anteojo horizontal y a cierta distancia una mira vertical, la que hemos enfocado claramente, entonces tendremos: Observamos que F es la distancia focal del objetivo, que es un valor fijo, C es la separación de los hilos del retículo que es otro valor fijo, por lo tanto, tendremos que: K=(F/C) D = KG K: Constante estadimétrica K: 100 G: Generador G = Hs - Hi Hs: Hilo superior del retículo Hi: Hilo inferior del retículo D: Distancia Horizontal En el caso de los taquímetros: La distancia que nos interesa calcular está en función de un ángulo vertical y de la lectura del generador, por lo que habrá que encontrar el verdadero valor de la distancia horizontal, como se ve en la figura. Ejm. En pizarra

16 SISTEMA DE COORDENADAS :UNIVERSAL TRANSVERSAL DE MERCATOR(UTM) Zonas UTM de Europa. El sistema de coordenadas universal transversal de Mercator (en inglés Universal Transversal Mercator, UTM) es un sistema de coordenadas basado en la proyección cartográfica transversa de Mercator, que se construye como la proyección de Mercator normal, pero en vez de hacerla tangente al Ecuador, se la hace tangente a un meridiano. A diferencia del sistema de coordenadas geográficas, expresadas en longitud y latitud, las magnitudes en el sistema UTM se expresan en metros únicamente al nivel del mar, que es la base de la proyección del elipsoide de referencia. HISTORIA.- El sistema de coordenadas UTM fue desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos en la década de 1940. El sistema se basó en un modelo elipsoidal de la Tierra. Se usó el elipsoide de Clarke de 1866 para el territorio de los 48 estados contiguos. Para el resto del mundo –incluidos Alaska y Hawái– se usó el Elipsoide Internacional. Actualmente se usa el elipsoide WGS84 como modelo de base para el sistema de coordenadas UTM. Anteriormente al desarrollo del sistema de coordenadas UTM varios países europeos ya habían experimentado la utilidad de Mapas cuadriculados, en proyección conforme, al cartografiar sus territorios en el período de entreguerras.

17 El cálculo de distancias entre dos puntos con esos mapas sobre el terreno se hacía más fácil usando el teorema de Pitágoras, al contrario que con las fórmulas trigonométricas que había que emplear con los mapas referenciados en longitud y latitud. En los años de post-guerra estos conceptos se extendieron al sistema de coordenadas basado en las proyecciones Universal Transversa de Mercator y Estereográfica Polar Universal, que es un sistema cartográfico mundial basado en cuadrícula recta. La proyección transversa de Mercator es una variante de la proyección de Mercator que fue desarrollada por el geógrafo flamenco Gerardus Mercator en 1569. Esta proyección es conforme, es decir, que conserva los ángulos y casi no distorsiona las formas pero inevitablemente sí lo hace con distancias y áreas. El sistema UTM implica el uso de escalas no lineales para las coordenadas X e Y (longitud y latitud cartográficas) para asegurar que el mapa proyectado resulte confort

18 COORDENADAS UTM. PUEDEN SER EL DE WGS84, O EL PSAD56 Se puede usar cualquiera de los dos sistemas - el 56 se usa para,minería, agricultura,ultimamente se esta usando el 86 con la finalidad de unifermisar a nun solo sistema

19 COLECTOR DE DATOS.-

20 COLECTOR DE DATOS.- En el mercado se encuentra diferentes tipos de colectores de datos de las estaciones, como se puede observar a continuacion

21 REPLANTEOS : DEFINICIÓN: Es el conjunto de operaciones necesarias para trasladar las medidas del plano al terreno en tamaño natural, según las indicaciones de los planos, marcando los puntos fundamentales que definen la ubicación en planta y los niveles necesarios para la ejecución de la obra. Este trazo se hace con referencia a la demarcación hecha por las autoridades locales y al proceso de ubicación Realizado anteriormente y definidos en los planos que contienen el proyecto. El replanteo es el proceso inverso del levantamiento topográfico y constituye la primera operación parta la construcción.

22 INTERSECCIONES Las intersecciones son métodos topográficos que se encuadran dentro del estudio planimétrico de puntos del terreno, edificios y construcciones. Para poder desarrollar y entender este artículo se necesitan conocimientos básicos de carreras universitarias que contengan en su plan de estudios las materias específicas dedicadas a la topografía y a los replanteos de puntos. Por tanto el nivel explicativo de estos párrafos parte de un conocimiento previo de niveles universitarios dedicados a la topografía. Tipos de métodos de intersección Intersección directa: Estacionamos en puntos conocidos y Según los puntos de estacionamiento visamos a puntos desconocidos. Intersección inversa: Estacionamos en puntos desconocidos y visamos a puntos conocidos. Intersección mixta: Estacionamos indistintamente en puntos conocidos y desconocidos. → Punto conocido es aquel del cual conocemos sus coordenadas absolutas "X", "Y" y "Z".→ Punto desconocido es aquel del cual No conocemos sus coordenadas absolutas y queremos hallarlas. A su vez cada una de las anteriores intersecciones descritas puede ser simple o múltiple. Intersección simple: Los datos tomados en campo son los estrictamente necesarios para hallar las coordenadas del punto desconocido. No podemos comprobar si existen equivocaciones en la toma de los datos ni tampoco comprobar la solución del cálculo de las coordenadas desconocidas. Intersección múltiple: Los datos tomados son más de los necesarios y nos permiten comprobar la existencia de equivocaciones en la toma de datos de campo además de poder comprobar la solución del cálculo de las coordenadas del punto desconocido.

23 RELACION DE AZIMUT Y RUMBO 1. RUMBO DE LA LÍNEA :Rumbo, es el ángulo medido en la vista de planta entre una línea cualquiera y una línea trazada de norte a sur, sin tener en cuenta si la línea muestra o no su longitud verdadera, si es una línea de nivel o inclinada. Generalmente se toma como rumbo el ángulo agudo o sea que el rumbo siempre es menor de 90°. Se supone siempre que el norte esta en la parte superior de la hoja de dibujo. Los puntos de partida y de llegada de la línea se establecen en orden alfabético así: en la recta A-B A, sera el punto de partida y B, el de llegada Los puntos cardinales se colocan siempre en el punto de partida de la línea La línea es ascendente cuando en la vista frontal el punto B se encuentra encima del punto A. 2. AZIMUT DE LA LÍNEA La orientación de la recta también puede realizarse por medio de su azimut, AZIMUT: Es el ángulo que la recta forma con respecto al eje norte sur, medido a partir del norte en sentido de las manecillas del reloj. El azimut se expresa por el ángulo antecedido de las letras AZ C A-B = AZ 45° A-C = AZ 120° A-B = AZ 230°

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25 MEDICION DE DISTANCIAS UINCLINADAS

26 ESCALAS EN TOPOGRAFIA En topografía generalmente se usan las escalas numérica y graficas : Escala Numérica.- Es la relación que existe entre el valor de la representación y el valor de la realidad o relación plano(mapa) -terreno Ej. 1:100, significa que 1.0 m de papel representa 100 m del terreno, Las escalas se escriben en forma de fracción Escala Grafica.- Es la representación dibujada de la escala donde cada segmento muestra una relación entre el papel y el terreno Ej. o___________1.0 Km.