topografia - nivel

7/25/2019 TOPOGRAFIA - NIVEL

1/15

UNIVERSIDAD NACIONAL DE BARRANCA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

INTRODUCCIN

Un nivel es un instrumento que nos representa una referencia con respecto a un

plano horizontal. Este aparato ayuda a determinar la diferencia de elevacin entre

dos puntos con la ayuda de un estadal.

El nivel ms sencillo es el nivel de manguera, es una manguera trasparente, se le

introduce agua y se levantan ambos extremos, por simple equilibrio, el agua estar

al mismo nivel en ambos extremos.

El nivel de mano es un instrumento tambin sencillo, la referencia de

horizontalidad es una burbua de vidrio o gota, el clis!metro es una versin

meorada del nivel de mano incorporando un transportador metlico permitiendo

hacer mediciones de inclinacin y no solo desnivel.

El nivel fio es la versin sofisticada del nivel de mano, este en lugar de sostenersecon la mano se coloca sobre un tripode, la ptica tiene ms aumentos y la gota es

mucho ms sensible.

En el caso del nivel de manguera y de mano no requieren mucho cuidado, pero el

nivel fio si hay que manearlo con ms precaucin y evitar golpes.

NIVELAR:

Pgina 1


2/15


"a determinacin de la diferencia de altura entre dos puntos de un terreno es una

de las mediciones topogrficas ms usadas. #icha determinacin recibe el nombre

de nivelacin y puede llevarse a cabo de distintas maneras. Una de ellas es

la nivelacin directa o topogrfica que, como su nombre lo implica, efect$a la

medicin directa de las distancias verticales entre dos puntos de inters mediante

el uso de un nivel topogrfico o equialt!metro y una regla de campo

denominada estadal, estad!a o mira topogrfica.

%ara comprender el principio bsico de la nivelacin directa podemos compararla

con la situacin que muestra la siguiente imagen&

'hora

traslademos este sencillo eemplo a una situacin real de campo, como la

esquematizada en la siguiente figura, donde el nivel de burbua se sustituye por

un nivel topogrfico montado en un tr!pode y las reglas de medicin se sustituyen

por estadales.

Pgina 2


3/15


(iguiendo un razonamiento similar al del eemplo, podemos conocer la diferencia

de altura entre los sitios se)alados con los estadales *'+ y *+ tomando como

referencia el plano horizontal que pasa por la parte superior del estadal *-+.

#e lo expuesto se deduce que a los fines de efectuar lecturas precisas debe

garantizarse la perfecta horizontalidad de la l!nea de colimacin. "a manera en

que los distintos niveles disponibles en el mercado logran esta horizontalidad da

lugar a los diferentes tipos de nivel, aunque la gran mayor!a cuenta con

un anteoo y un nivel de burbua como sus componentes fundamentales.

Estos niveles de anteoo se subdividen, a su vez, en varias categor!as,dependiendo de la forma en que se usan.

1) Niveles de plano

ueron los primeros instrumentos utilizados en las mediciones topogrficas para la

diferencia de altura y hoy han ca!do prcticamente en desuso. (e basan

simplemente en un nivel de burbua adosado a un telescopio o anteoo topogrfico

y un sistema de tornillos nivelantes, todo el conunto formando una sola pieza

perpendicular a su ee vertical. "a l!nea de colimacin describe un giro en un plano

/de all! su nombre0 horizontal. (in embargo, la dificultad para el calado de la

burbua en radios de curvatura muy grandes resta precisin a las mediciones

efectuadas con este tipo de aparatos, los cuales con el tiempo han sido

reemplazados por otros con distintos mecanismos.

2) Niveles de lnea

Pgina 3


4/15


a) De inclinacin' diferencia de los anteriores, en estos niveles el anteoo no est sueto a la

plataforma nivelante y la horizontalidad se logra independientemente para cada

l!nea de colimacin. uentan con un nivel de burbua esfrico para la nivelacin

grosera del aparato con ayuda de tornillos y de un nivel de burbua de mayorprecisin, que se desplaza con el anteoo y cuyo ee debe ser paralelo, por

construccin, al ee de colimacin. Este nivel de burbua posee un tornillo

basculante fino, que permite que el conunto anteoo1nivel de burbua efect$e

peque)os giros verticales, posibilitando el calado de la burbua. El inconveniente

que presentan es que el calado de esta burbua debe efectuarse con la colimacin

de cada punto, proceso que consume mucho tiempo.

b) Automticos o autonivelantesomo en los niveles de inclinacin, los niveles automticos tambin efect$an una

nivelacin grosera al estacionar el instrumento, pero no hay necesidad de nuevasmanipulaciones. Esto es posible porque la l!nea de colimacin queda

automticamente horizontal con gran exactitud en cualquier punto gracias a un

mecanismo compensador /activado mediante espeos compensadores, sistemas

de pndulos y otros0 de modo que la nivelacin definitiva se realiza

automticamente. (i bien se trata de niveles de una precisin limitada, tienen la

gran ventaa de su sencillez de uso y su rapidez, por lo que son muy empleados

en nivelaciones poco precisas. "os niveles automticos se clasifican en dos tipos&

i) !pticos:son los ms comunes y emplean estadales convencionales.

ii) Di"itales o elect#nicos:pueden leer estadales con cdigo de barras,

obteniendo la lectura en pantalla y pudiendo almacenarla en una memoria.

$) Niveles lse#

Es el tipo ms sofisticado de niveles, que proyectan un rayo lser, tanto vertical

como horizontal. (e dividen en niveles de plano y niveles de l!nea y su uso

depende de la aplicacin. "os niveles lser de plano generan planos verticales,

horizontales u oblicuos mediante un sistema giratorio de la emisin del rayo lser yse utilizan principalmente para la nivelacin de terrenos agr!colas. "osniveles

lser de l!neaemiten un rayo fio horizontal o vertical que permite efectuar una

alineacin y destacan su mayor aplicacin en el control de alineaciones y

pendientes.

Pgina 4
http://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-de-medicion/introduccion-al-nivel-laser-de-lineashttp://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-de-medicion/introduccion-al-nivel-laser-de-lineashttp://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-de-medicion/introduccion-al-nivel-laser-de-lineashttp://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-de-medicion/introduccion-al-nivel-laser-de-lineashttp://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-de-medicion/introduccion-al-nivel-laser-de-lineas


5/15


#e todos los tipos de niveles topogrficos vistos, los niveles de l!nea automticos

pticosson los ms usados hoy en d!a por su sencillez, rapidez y relacin costo1

beneficio, con aplicaciones que van desde la edificacin de viviendas, ardiner!a y

nivelacin de terrazas hasta excavaciones, construccin de cimientos y

paisaismo.

%&mo lee# un nivel'

El l!quido que rellena el tubo es un alcohol, como etanol, o un ter. (e puede

a)adir un colorante tal como fluoresce!na, t!picamente de color amarillo o verde,

Pgina 5
http://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-de-medicion/introduccion-al-nivel-opticohttp://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-de-medicion/introduccion-al-nivel-opticohttp://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-de-medicion/introduccion-al-nivel-opticohttp://www.demaquinasyherramientas.com/herramientas-de-medicion/introduccion-al-nivel-optico


6/15


para incrementar la visibilidad de la burbua. "a razn por la cual no se emplea

agua obedece a la desventaa que, en este caso, presentan sus propiedades

f!sicas. ' diferencia del agua, tanto los alcoholes como los teres generalmente

tienen muy baa viscosidad y tensin superficial, lo que permite el rpido

desplazamiento de la burbua a lo largo del tubo con una m!nima interferencia conla superficie del vidrio. 'dems, los alcoholes y teres conservan el estado l!quido

en un rango de temperatura mucho ms amplio que el agua. (i se usara agua, no

slo sta quedar!a adherida a la superficie del vidrio, sino que en mediciones a

muy baa temperatura se congelar!a y romper!a el tubo debido a su expansin en

el estado slido. El etanol, por eemplo, se congela a 1223 4, lo que permite el uso

de los niveles incluso a temperaturas bao cero.

5oy en d!a existe una gran variedad y compleidad de niveles de burbua. 'parte

de los ms simples que comprenden solamente un tubo horizontal con dos

marcas, se dispone de niveles con mayor cantidad y disposicin de tubos, como

se observa en la figura de abao. 6ambin existen niveles que ofrecen lectura

digital de la inclinacin y otros que proyectan un rayo lser, aprovechando el

absoluto paralelismo que este proporciona para efectuar determinaciones con gran

precisin.

(a#tes del nivel:

Pgina 6


7/15


A *ase Nivelante:Es la parte del instrumento que se encuentra en contacto osirve unin entre el tr!pode y el nivel o equialt!metro, las partes msimportantes son&

+o#nillos Nivelantes:sirven para realizar la nivelacin del instrumento, son

girados por el operador, de acuerdo a requerimientos de nivelacin.

* &ue#po:Es la parte del instrumento, compuesta bsicamente por un anteootelescpico giratorio, es la parte que gira alrededor del ee de rotacin delinstrumento y da la direccin7 y sirve para la toma de datos de nivelacin.6iene las siguientes partes y tornillos principales&

Nivel ci#cula#: es un nivel de forma circular, que contiene en su parte

central una se)al o marca tambin circular, que cuando la burbua de airees introducida dentro de esta marca se afirma la nivelacin del nivel.6ambin se le denomina *oo de pollo+.

,cula#: es la parte que se encuentra cerca del oo del operador y sirve

para que de acuerdo a la dioptr!a del operador, sea oscurecido o aclaradolos hilos del ret!culo o ret!cula.

+o#nillo de en-o.ue: es el tornillo que sirve para *aclarar+ la imagen de

instrumento que se est visando /mira0.

Pgina


8/15


+o#nillo de movimiento milim/t#ico 0o#iontal: tambin denominado

tangencial, debido a su ubicacin /tangente a la circunferencia delinstrumento0. (irve para obtener movimientos milimtricos horizontales delequialt!metro, en el momento de la medicin.

,cula# de la pa#bola: tambin denominado 8icroscopio de la parbola,sirve para visar la parbola formada por el nivel tubular, esta parboladeber ser nivelada antes de efectuar las lecturas o mediciones.

+o#nillo de a-inamiento o basculamiento de la pa#bola:es el tornillo

que afina o nivela el nivel tubular y por consiguiente la parbola.

Nivel tubula#: es el nivel que afirma la nivelacin obtenida con el nivelcircular7 es el nivel que por medio de espeos ocultos forma la parbola.

Este nivel desaparece cuando el instrumento es *'utomtico+

EE3 DE +,D, NIVEL DE IN4ENIER,:

2. Ee de 9otacin del :nstrumento;. Ee de olimacin o de la visual


9/15


Nivelacin t#i"onom/t#ica:"lamada tambin ?ivelacin 6aquimtrica. Es el mtodo que se fundamenta en lamedicin de ngulos verticales y distancias horizontales o inclinadas para lo cuales necesario utilizar un 6E@#@":6@ y una mira o estadia, para la determinacinde distancias y ngulos verticales que luego con la ayuda de clculostrigonomtricos se puede calcular la diferencia de cota entre dos puntos.ota de = ota E > 'lt.inst. > h A m

Nivelacin indi#ecta o po# pendiente:En este tipo de nivelacin se utiliza el Ecl!metro para la obtencin de ngulosverticales o pendientes, as! como se mide la distancia inclinada y por medio defrmulas trigonomtricas se determina la distancia horizontal y diferencia de alturay por consiguiente la cota, este mtodo es utilizado en la obtencin de lassecciones transversales en el trazo de carretera.

Nivelacin ba#om/t#ica:(e determina por medio de un -armetro, puesto que la diferencia de altura entredos puntos se puede medir aproximadamente de acuerdo con sus posicionesrelativas bao la superficie de la atmsfera, con relacin al peso del aire, que sedetermina por el barmetro.

Nivelacin satelital:

Pgina "

#$%i&$n'))

BA('*%a +,In-'%*.,n

A

C$'a +,C$'a +,

Ni/,( +,

).

Ni/,( +,

#$%i&$n'

A('*%a +,In-'%*.,n

C

C$'a +,


10/15


Es la nivelacin que se obtiene mediante el uso de se)ales de satlite, como es elcaso del B%(. El uso de este instrumento se presentara ms adelante.

67+,D,3 DE NIVELA&I!N 4E,67+RI&A

Nivelacin simple:"a nivelacin directa o nivelacin simple o diferencial consiste en la ubicacin delinstrumento entre dos puntos tratando en lo posible de ser equidistante de ellos,con lo que se logra anular errores de calibramiento del instrumento que seencuentra alineado con estos puntos. on este mtodo se mantienealternadamente la vista atrs y la vista adelante.

a VI3+, A+R83: es la visual que se efect$a hacia un punto cuya cota esconocida.

b VI3+A ADELAN+E: es la visual que se efect$a hacia un punto cuya cota sedesea conocer.

c AL+9RA DE IN3+R96EN+,:es la altura calculada desde el nivel o superficiede referencia y el ee de la visual u horizontal del nivel o equialt!metro.

Nivelacin compuesta:uando no es posible llevar una nivelacin simple o diferencial, debido a laconfiguracin del terreno o a la presencia de obstculos, lo que no permite fiarpuntos de cambio distanciados entre s!, se tiene que recurrir a una nivelacingeomtrica compuesta, la que consiste en tomar para cada vista atrs, variasvistas adelante.

Nivelacin Recp#oca:"a configuracin del terreno, o accidentes topogrficos, tales como r!os, lagos,hacen dif!cil realizar las visuales de la nivelacin a distancias cortas e igualesentre el nivel de ingeniero o equialt!metro y la ubicacin de la mira7 por lo que esnecesario utilizar una nivelacin 9EC%9@'.Esta nivelacin se emplea para atravesar corrientes, lagos, ca)ones y otrasbarreras topogrficas que evitan que se balanceen las visuales hacia atrs o dereferencia y las visuales hacia adelante. El mtodo consiste bsicamente& en cadalado del obstculo que se va a cruzar, se hace una medicin sobre la mira hacia elpunto mas cercano y luego varias mediciones sobre la mira o estadia mas aleada7este procedimiento se realiza en cada lado del obstculo /rio, canal, etc.0. "asdiferencias de altura, se promedian para eliminar los efectos de curvatura y derefraccin y el desauste del instrumento.

Pgina 1


11/15


A(LI&A&I!N DEL NIVEL

El nivel es un instrumento topogrfico que se utiliza para la determinacin deldesnivel entre dos puntos mediante la observacin de visuales u horizontales.

' estemtodo deobtencin y clculo de desnivelessele

denomina nivelacin geomtrica o por alturas. "os niveles ms utilizados son los

niveles de l!neas automticos.

Pgina 11


12/15


En ellos se garantiza lahorizontalidad de la visual en cada una de las direcciones observadasindependientemente.

El anteoo es de enfoque interno en cuanto a su utilizacin y enfoque es vlido dela utilizacin del anteoo con la salveda de que en un nivel no hay posibilidad de un

movimiento vertical.

Pgina 12


13/15


El anteoo topogrfico de enfoque interno consta bsicamente de dos sistemasconvergentes y una lente divergente montados en un tubo.

Uno de los sistemas se dirige hacia el obeto que se ha de visar por esta razn se

denomina obetivo, el otro sistema se queda ms prximo al oo por lo que seconoce ocular.

Pgina 13


14/15


El

anteoo va

provisto alret!culo con dosl!neasperpendiculares gravadasllamadas hilosformando lo que sedenomina crufilar.

El ocular se aproxima masomenos al ret!culo seg$n la vista del operador medianteun movimiento rotatorio hasta que la imagen del ret!culo se vea n!tida, esta es laprimera operacin que ha de hacerse dirigiendo el anteoo al cielo o a cualquierotra superficie uniforme, sin tocar ya ni lo sucesivo, el ocular se enfocara el obetoen este caso la mira gracias a la lente del enfoque interno situada en lo interior delanteoo entre el obetivo y el ret!culo.

Pgina 14


15/15


"os anteoostopogrficosdisponen de un

elemento

auxiliar devisadogeneralmente un visor con colimador, este

permite hacer rpidamente una punter!aaproximada para colimar a la mirainicialmente se hace esta punter!aaproximada, seguidamente se enfocacuidadosamente la mirapara finalmente afinar la punter!a con el tornillo de movimiento lento horizontal, elee de colimacin del anteoo puede girar alrededor del ee principal que nonecesariamente debe quedar estrictamente vertical en la puesta de estacin, paraestacionar el nivel bastara lograr la verticalidad del ee principal de formaaproximada calando la burbua de un nivel esfrico ligado a la plataforma

nivelante.

Pgina 15

topografia - nivel

Documents