Brújula y clisímetro

República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior
Instituto Universitario de TecnologÃ-a
Dr. Federico Rivero Palacio
Región Capital
Departamento de Construcciones Civiles
PRÃCTICA Nº 1
BRÚJULA Y CLISÃMETRO
Caracas, Enero de 2008
ÃNDICE
INTRODUCCIÓN
La práctica de Brújula y ClisÃ-metro es de suma importancia en el campo de la ingenierÃ-a civil, la
construcción civil y la arquitectura ya que ésta consiste en la realización de un levantamiento
topográfico en un tramo de una vÃ-a.
En el levantamiento topográfico se da a conocer la ubicación del levantamiento, las dimensiones del
terreno, la planimetrÃ-a, es decir, las dimensiones horizontales del terreno y la altimetrÃ-a 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 topografÃ-a, 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 elevarÃ-a
considerablemente el costo de la obra.
Objetivos Generales
1
• Realizar un levantamiento en un tramo de vÃ-a ubicado en el IUTRC mediante el uso adecuado de los
equipos para la práctica.
• Aplicar los conocimientos adquiridos en TopografÃ-a I y AutoCAD en la práctica.
Objetivos EspecÃ-ficos
• 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 vÃ-a.
En cuanto a las limitaciones de esta práctica cabe destacar que no se pudieron tomar los ángulos de los
puntos con el clisÃ-metro, debido a las lluvias acaecidas el dÃ-a 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 teorÃ-a, asÃ- 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 mÃ-nimo margen de error. En el informe también se encontrará de manera
especÃ-fica la descripción de los equipos utilizados en la práctica de topografÃ-a, asÃ- 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 ingenierÃ-a. 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 polÃ-mero 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 podrÃ-a 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
2
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.
ClisÃ-metro
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 cilÃ-ndrica 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 sÃ-, 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 estadimetrÃ-a.
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
VÃ-a ubicada a unos 100m del Edificio Anexo en dirección sur, cercana a la zona de estacionamiento de los
transportes del Instituto Universitario de TecnologÃ-a Dr. Federico Rivero Palacio Región Capital. Km. 8,
Carretera Panamericana (vÃ-a 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 − lÃ-nea central):
• Se ubicaron dos jalones a los extremos del inicio del tramo de la vÃ-a 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 asÃ- la ubicación del BM, con el tercer jalón se
ubicó el punto para luego marcarlo con tiza.
3
• 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 vÃ-a. 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 vÃ-a. 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 vÃ-a paralelos con el del punto 2'.
• El valor de la medición se dividió entre dos dando asÃ- 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 (clisÃ-metro, brújula y cinta métrica)
Tabla Nº 1: Azimuts de los puntos principales
Az
BM
2
3
4
105º
100º
105º
117º
Tabla Nº 2: Azimuts de las lÃ-neas trasversales formadas por los puntos principales
Az
BM−2
11º
4
2−3
3−4
13º
12º
Tabla Nº 3: Ãngulos Verticales medidos de los puntos principales con respecto a los puntos secundarios
A
0
1
1º 30'
1
1
2
3
4
B
2º 10'
2
2º 10'
2
C
2º 40'
3
3º 50'
3
D
4º 10'
4
3
4
Tabla Nº 4: Ãngulos verticales entre los puntos principales
Ãngulo vertical
BM−2
2−3
3−4
(−)11º
(−)13º
(−)12º
Tabla Nº 5: Coordenadas del Banco de Medidas (BM)
BM
N
E
Z
1 120 344, 50
720 520, 60
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, asÃ- mismo se
5
calcularon las coordenadas de los demás puntos.
Cálculo de cotas de los puntos de los alineamientos horizontales.
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, asÃ- 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
6
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
7
720520,459
D2
1120351,892
720518,982
Coordenadas
Ptos
Norte
Este
3
1120358,2
720523,51
A3
1120357,4
Tabla Nº 8: Coordenadas de los puntos del tercer
alineamiento horizontal
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
8
Este
4
1120365,04
720524,97
A4
1120363,68
720527,64
B4
1120364,36
720526,3
C4
1120365,72
720523,63
D4
1120366,4
Tabla Nº 10: Cotas de los puntos del primer
alineamiento.
720522,29
Alineamiento1
Pto
Δz
Cota
BM
1240,2
A1
0
1240,2
B1
0,0568
9
1240,257
C1
0,0699
1240,13
D1
0,2186
1239,981
Alineamiento2
Pto
Δz
Cota
BM2
1,3607
1238,839
A2
0,0524
Tabla Nº 11: Cotas de los puntos del segundo
alineamiento.
1238,891
B2
0,0524
1238,891
C2
0,0786
1238,76
D2
0,2098
Tabla Nº 12: Cotas de los puntos del tercer
alineamiento.
1238,629
Alineamiento1
10
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
Tabla Nº 13: Cotas de los puntos del cuarto
alineamiento.
1237,065
Alineamiento1
Pto
Δz
Cota
BM4
1,4879
1235,734
A4
0,0524
11
1235,786
B4
0,0524
1235,786
C4
0,0786
1235,655
D4
0,02098
1235,524
ANÃLISIS DE RESULTADOS
Los alineamientos horizontales no coincidieron con una lÃ-nea 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 clisÃ-metro una precisión de 10 los azimut no son totalmente precisos, asÃ- 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 clisÃ-metro, 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 vÃ-a ubicado en el IUTRC mediante el uso adecuado de los
equipos tales como la brújula, el jalón, la cinta métrica a excepción del clisÃ-metro debido a las
precipitaciones, asÃ- mismo se pudieron aplicar los conocimientos de AutoCAD en la elaboración de los
planos de planta, perfil longitudinal y secciones transversales y de TopografÃ-a I en los cálculos de las
coordenadas y alineamientos.
12
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 vÃ-a levantado
Anexo 3. Secciones transversales de la vÃ-a
LISTA DE REFERENCIAS
Casanova, L. (2002). TopografÃ-a Plana [Adobe Acrobat 7.0 Document]. Consultado el 27/01/09.
Diccionario Náutico. (2009). Brújula [Página Web en lÃ-nea]. 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 ClisÃ-metro [Página Web en lÃ-nea]. Consultada el 27/01/09 en:
http://www.proyectosfindecarrera.com/definicion/Clisimetro.htm
Soporte Abreco. (2009). Glosario [Página Web en lÃ-nea]. Consultada el 27/01/09 en:
http://www.precisiontopografica.com/glosario.htm
Wikipedia. (2008). Cinta Métrica [Enciclopedia libre en lÃ-nea]. Consultada el 27/01/09 en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Cinta_m%C3%A9trica
Práctica Nº 1. Brújula y ClisÃ-metro...Ãndice
Práctica Nº 1. Brújula y ClisÃ-metro...Introducción
3
Práctica Nº 1. Brújula y ClisÃ-metro.Marco Metodológico
Práctica Nº 1. Brújula y ClisÃ-metro.Tablas de Datos
Práctica Nº 1. Brújula y ClisÃ-metro...Tratamiento de Datos
Práctica Nº 1. Brújula y ClisÃ-metro....Tablas de Resultados
Práctica Nº 1. Brújula y ClisÃ-metro....Análisis de Resultados
Práctica Nº 1. Brújula y ClisÃ-metro.Conclusiones y Recomendaciones
Práctica Nº 1. Brújula y ClisÃ-metro.....Anexos
13
Práctica Nº 1. Brújula y ClisÃ-metro..Lista de Referencias
∆z
DH
α
B1
BM
Donde:
∆z = diferencia de cota
DH = Distancia Horizontal
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