Trabajo De Topografia.docx

1. INTRODUCCIÓN.- En el siguiente trabajo de investigación se podrá ver cómo es que nace la topografía y bajo que conceptos se establece, también podremos ver cuáles son los instrumentos que se utilizan en mismo los cuales pueden ser simples o principales. Otra de las cosas que veremos ente trabajo de investigación será los aportes de la topografía en la carrera de ingeniería civil para el desarrollo de la misma. 2. OBJETIVOS: Objetivo general.- El objetivo del el siguiente trabajo de investigación es el de conocer los orígenes de la topografía y sus respectivas aplicaciones en la ingeniería civil. Objetivos específicos.

Realizar una retrospección hacia tiempos antigua para ver cómo es que surge la topografía.

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Realizar un análisis de los instrumentos de topografía, cual es el respectivo y adecuado uso que se le da a cada uno.

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ver cuál es la manera correcta en la cual la topografía se es usada en la carrera de ingeniería civil.

3. DESARROLLO. HISTORIA DE LA TOPOGRAFÍA.- Desde antes de nuestra era se pueden encontrar rastros de los hombres tratando de orientarse y representar su entorno, en Turquía fue encontrado en la década de los sesenta el primer acercamiento a lo que podría llamarse el primer mapa se trata de un mural que data de alrededor del 6200 a.c con la ubicación de casi 80 edificaciones y un volcán. Lo que nos lleva a pensar que tal vez la cartografía antecedió a la escritura estructurada que conocemos hoy. Los sumerios, fueron la primera cultura urbana conocida, que poseía conocimientos en matemáticas y astronomía, aplicaban la geometría práctica (topografía) en la construcción de obras de arquitectura y canales de riego. Las construcciones hacen suponer el empleo de algún primitivo y rudimentario instrumento de medición. Los babilonios, bajo el mando del rey Nabucodonosor célebre más que por sus conquistas, por la construcción de la Ciudad, en la cual levantó numerosos palacios, templos y puentes, una gran muralla de 25m de espesor que rodeaba toda la ciudad; además de los jardines colgantes la disposición de las manzanas, con calles rectas, que se cortaban perpendicularmente. El sistema numérico era sexagesimal (el círculo graduado tenía 360°). Los arqueólogos han encontrado la posición y localización de señales sobre piedras que datan de la era babilónica y

que se suponen que eran marcas de los topógrafos de la antigüedad para medir los territorios. Los asirios, asombraron con sus construcciones sobre terrazas con escaleras, rampas, desniveles y planos inclinados. Los persas, construyeron la ciudad de Persépolis, en la cual se observan varios ejes de simetría rigurosamente perpendiculares entre sí. También es de destacar el templo mandado a construir por Salomón, rey hebreo, 950 a.C., que tenía 450m x 300m proyectado por Arquitectos y replanteado por Geómetras Fenicios traídos expresamente para ello. Los egipcios, realizaron los primeros esfuerzos del acondicionamiento del valle del Nilo, el cultivo de las tierras del valle sólo podía hacerse bajo una doble condición se debía proceder a desecar los terrenos cenagosos de los bordes del lecho del río una vez terminada la crecida, había que irrigar los campos. Para ello crearon un sistema de drenaje, con diques y azudes niveladores y canales de riego. Los romanos, con una mente muy práctica aplicaron lo desarrollado por otros pueblos y crearon una red de caminos que cubría todo su imperio, de los cuales algunos tramos aún sobreviven. Los acueductos también formaban parte de sus necesidades para alimentar los baños romanos de los centros urbanos y para transportar el agua utilizaban estructuras. En Colombia Francisco José de Caldas, sabio y patriota nacido en Popayán (1770- 1816), realizó notables estudios botánicos y trazó el mapa del Virreinato del Perú, fue el primer director del Observatorio Astronómico y fundador del Semanario de Nueva Granada, puede considerarse como uno de los gestores de la topografía en Colombia sus trabajos fueron de gran precisión e importancia. De 1849 a 1859 se creó la COMISIÓN COROGRÁFICA que tenía por objeto recorrer todo el territorio nacional levantar un mapa general y de las provincias en particular. Actuó como jefe de la comisión el sabio italiano Agustín Codazzi, quien por espacio de 9 años visitó todo el país. Una fiebre maligna que adquirió, lo llevó a la tumba sin que hubiese terminado los mapas. En su honor la institución encargada de la parte de topografía, cartografía y catastro en el país lleva su nombre. En Estados Unidos tres de los cuatro presidentes en el Monte Rushmore comenzaron siendo topógrafos, específicamente George Washington, Thomas Jefferson y Abraham Lincoln. Los topógrafos han contribuido a la medición de la distancia de la Tierra a la Luna. Los primeros hombres que aterrizaron en la luna colocaron un grupo de prismas reflectores, instrumentos de medición utilizados por los topógrafos. La distancia medida tiene una precisión de centímetros. Usando rayos láser y espejos, los investigadores pueden enviar una señal a la Luna y monitorear con precisión su movimiento alrededor de la Tierra. Cuando el Trasbordador Espacial Columbia se desintegró el 1 de febrero de 2003, los restos se desparramaron por cientos de kilómetros en 40 condados. La utilización de equipamiento GPS de alta precisión

contribuyó a determinar la localización de restos, de manera que los científicos pudieran reconstruir el accidente. INSTRUMENTOS DE TOPOGRAFÍA. CLASIFICACIÓN.- los instrumentos de topografía se clasifica en dos los cuales son instrumentos simples e instrumentos principales a continuación veremos las dos clasificaciones: INSTRUMENTOS PRINCIPALES.- Los instrumentos principales son aquellos que en un trabajo topográfico son indispensables, a continuación veremos cada uno de ellos. TRANSITO: Instrumento topográfico para medir ángulos verticales y horizontales, con una precisión de 1 minuto (1´ ) o 20 segundos (20? ), los círculos de metal se leen con lupa, los modelos viejos tienen cuatro tornillos para nivelación, actualmente se siguen fabricando pero con solo tres tornillos nivelantes. Para diferencia un tránsito de un minuto y uno de 20 segundos, en los nonios los de 1 minuto tienen en el extremo el número 30 y los de 20 segundos traen el número 20.

TEODOLITO ÓPTICO.El teodolito es un instrumento de medición mecánico-óptico que se utiliza para obtener ángulos verticales y, en el mayor de los casos, horizontales, ámbito en el cual tiene una precisión elevada. Con otras herramientas auxiliares puede medir distancias y desniveles. Es portátil y manual; está hecho con fines topográficos, sobre todo en las triangulaciones. Con ayuda de una mira y mediante la taquimetría, puede medir distancias. Un equipo más moderno y sofisticado es el teodolito electrónico, y otro instrumento más sofisticado es otro tipo de teodolito más conocido como estación total. Básicamente, el teodolito actual es un telescopio montado sobre un trípode y con dos círculos graduados, uno vertical y otro horizontal, con los que se miden los ángulos con ayuda de lentes. El teodolito también es una herramienta muy sencilla de transportar; es por eso que es una herramienta que tiene muchas garantías y ventajas en su utilización. Es su precisión en el campo lo que lo hace importante y necesario para la construcción.

TEODOLITO ELECTRÓNICO.- Es la versión del teodolito óptico, con la incorporación de electrónica para hacer las lecturas del circulo vertical y horizontal, desplegando los ángulos en una pantalla eliminando errores de apreciación, es más simple en su uso, y por requerir menos piezas es más simple su fabricación y en algunos casos su calibración. Las principales características que se deben observar para comparar estos equipos hay que tener en cuenta: la precisión, el número de aumentos en la lente del objetivo y si tiene o no compensador electrónico.

DISTANCIOMETRO. Dispositivo electrónico para medición de distancias, funciona emitiendo un haz luminoso ya sea infrarrojo o láser, este rebota en un prisma o

directamente sobre la superficie, y dependiendo del tiempo que tarda el haz en recorrer la distancia es como determina esta. En esencia un distancio metro solo puede medir la distancia inclinada, para medir la distancia horizontal y desnivel, algunos tienen un teclado para introducir el ángulo vertical y por senos y cosenos calcular las otras distancias, esto se puede realizar con una simple calculadora científica de igual manera.

ESTACIÓN SEMITOTAL: En este aparato se integra el teodolito óptico y el distanciometro, ofreciendo la misma línea de vista para el teodolito y el distanciometro, se trabaja más rápido con este equipo, ya que se apunta al centro del prisma, a diferencia de un teodolito con distanciometro, en donde en algunos casos se apunta primero el teodolito y luego el distanciometro, o se apunta debajo del prisma, actualmente resulta más caro comprar el teodolito y el distanciometro por separado. En la estación semitotal, como en el teodolito ÓPTICO, las lecturas son analógicas, por lo que el uso de la libreta electrónica, no representa gran ventaja, se recomienda mejor una estación total.

ESTACIÓN TOTAL: Es la integración del teodolito electrónico con un distanciometro. Las hay con cálculo de coordenadas.- Al contar con la lectura de ángulos y distancias, al integrar algunos circuitos más, la estación puede calcular coordenadas.

Las hay con memoria.- con algunos circuitos más, podemos almacenar la información de las coordenadas en la memoria del aparto, sin necesidad de apuntarlas en una libreta con lápiz y papel, esto elimina errores de lápiz y agiliza el trabajo, la memoria puede estar integrada a la estación total o existe un accesorio llamado libreta electrónica, que permite integrarle estas funciones a equipos que convencionalmente no tienen memoria o cálculo de coordenadas. Las hay motorizadas.- Agregando dos servomotores, podemos hacer que la estación apunte directamente al prisma, sin ningún operador, esto en teoría representa la ventaja que un levantamiento lo puede hacer una sola persona. Las hay sin prisma.- Integran tecnología de medición láser, que permite hacer mediciones sin necesidad de un prisma, es decir pueden medir directamente sobre casi cualquier superficie, su alcance está limitado hasta 300 metros, pero su alcance con prisma puede llegar a los 5,000 metros, es muy útil para lugares de difícil acceso o para mediciones precisas como alineación de máquinas o control de deformaciones etc.

INSTRUMENTOS SIMPLES.- Los instrumentos simples son aquellos que son utilizados para hacer mediciones básicas y sin mucha complejidad. BRÚJULA.La brújula es un instrumento de orientación que utiliza una aguja imantada para señalar el norte magnético terrestre. Su funcionamiento se basa en el magnetismo terrestre, por lo que señala el norte magnético en vez del norte geográfico y es inútil en las zonas polares norte y sur debido a la convergencia de las líneas de fuerza del campo magnético terrestre.

Desde mediados del siglo XX, la brújula magnética empezó a ser reemplazada por sistemas de navegación más avanzados y completos, como la brújula giroscópica —que se calibra con haces de láser— y los sistemas de posicionamiento global. Sin embargo, aún es muy popular en actividades que requieren alta movilidad o que impiden, debido a su naturaleza, el acceso a energía eléctrica, de la cual dependen los demás sistemas.

TRÍPODE: Con este material es posible preparar montajes que necesiten estar un

poco más altos, con firmeza para que la cámara no se mueva y con la ayuda de las varillas esto es posible. Sirve para fijar la cámara en altura e inclinación lo que evita su movimiento al momento del disparo. MIRA TOPOGRÁFICA:

En topografía, una estadía o mira estadimétrica, también llamado estadal en Latinoamérica, es una regla graduada que permite mediante un nivel topográfico, medir desniveles, es decir, diferencias de altura. Con una mira, también se pueden medir distancias con métodos trigonométricos, o mediante un telémetro estadimétrico integrado dentro de un nivel topográfico, un teodolito, o bien un taquímetro Hay diferentes modelos de mira:

 Las más comunes son de aluminio, telescópicas, de 4 o 5 metros; son generalmente rígidas  De madera vieja, pintada; que son más flexibles  Para obtener medidas más precisas, hay miras en fibra de vidrio con piezas desmontables para minimizar las diferencias debido a Juegos inevitables al sostenerlas;

 Para una mayor precisión, hay miras de Invar, para ser utilizadas con los niveles de precisión con micrómetro placa paralela: son de una sola pieza, disponible en diferentes longitudes, por ejemplo, 3 metros para usos corrientes, o de un metro para mediciones bajo tierra.

JALONES: Un jalón o baliza es un accesorio para realizar mediciones con instrumentos topográficos, originalmente era una vara larga de madera, de sección cilíndrica, donde se monta un prismática en la parte superior, y rematada por un regatón de acero en la parte inferior, por donde se clava en el terreno. En la actualidad, se fabrican en aluminio, chapa de acero, o fibra de vidrio, en tramos de 1,50 m. o 1,00 m. de largo, enchufarles 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. Algunos se encuentran pintados (los de acero) o conformados (los de fibra de vidrio) con franjas alternadas generalmente de color rojo y blanco de 25 cm de longitud para que el observador pueda tener mayor visibilidad del objetivo. Los colores obedecen a una mejor visualización en el terreno y el ancho de las franjas se usaba 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 alteodolito, la brújula, el sextante u otros instrumentos de medición electrónicos como la estación total. WINCHA O CINTA: Las cintas llamadas «de agrimensor» se construían únicamente en acero, ya que la fuerza necesaria para tensarla podría producir su

deformación si estuvieran construidas en un material menos resistente a la tracción. Casi han dejado de fabricarse en este material tan pesado y las actuales suelen ser de fibra de vidrio, material más ligero y de iguales prestaciones. Las más pequeñas son centimétricas e incluso algunas milimetradas, con las marcas y los números pintados o grabados sobre la superficie de la cinta, mientras que las de agrimensor están marcadas mediante remaches de cobre o bronce fijos en la cinta cada 2 dm, utilizando un remache algo mayor para los números impares y un pequeño óvalo numerado para los números pares. En general están protegidas en un rodillo de latón o PVC. Las de agrimensor tienen dos manijas de bronce en sus extremos para su exacto tensado y es posible deshacer completamente el rodillo para mayor comodidad.

APORTE DE LA TOPOGRAFIA EN LA INGENIERIA CIVIL. Los trabajos topográficos para las construcciones incluyen generalmente: 

Un levantamiento topográfico del lugar, para utilizarse en la preparación de los planos de las estructuras.

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El establecimiento en el terreno de un sistema de estacas o de otras marcas, tanto en planta como en elevaciones, de las cuales se pueden tomar medidas para las terracerias y para las estructuras por el personal encargado de la construcción.

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Dar línea y niveles según sea necesario, para reponer las estacas movidas por la construcción o para localizar puntos adicionales en la misma estructura. En conexión con la construcción, a menudo es necesario hacer levantamientos de los linderos como base para la adquisición de terrenos o derechos de vía.

En conexión con la construcción, a menudo es necesario hacer levantamientos de los linderos como base para la adquisición de terrenos o derechos de vía. LINEAMIENTO. Generalmente se clavan estacas y otras marcas temporales en los vértices de la estructura propuesta, como una guía aproximada para empezar

la excavación. Fuera de los límites de la misma, o de donde se puedan mover, pero lo suficientemente cerca para que resulten cómodas, se colocan estaciones permanentes bien referidas. Pueden ponerse señales permanentes o marcas para orientar cómodamente el tránsito en las líneas principales de la estructura y para visar a lo largo de esas líneas a ojo. Se colocan estacas u otras señales en todas las líneas importantes para marcar con claridad los límites de la obra. En muchos casos, la línea y la rasante se dan más cómodamente en tablas clavadas en estacas que con estacas. Esas tablas son, generalmente, de 2.5 X 15 cm clavadas en unos postes fuertes (generalmente, con una sección de 5 X 10 cm) con la tabla horizontal estando su canto superior a un número entero de metros arriba o debajo de la rasante. El alineamiento se fija clavando un clavo en el canto superior de la tabla. Entre cada dos de estas tablas se estira una cuerda fuerte o alambre para marcar la línea y la rasante. A menudo, no es posible establecer señales permanentes en la línea de la estructura. En este caso, la línea del levantamiento se traza paralela a la de la estructura, tan cerca como sea posible a una distancia que sea un número entero de metros. RASANTE. Se establece un sistema de bancos de nivel cerca de la estructura, en lugares favorables, que probablemente no estén sujetos a cambiarse. Se tomaran todos los cuidados posibles para conservar los bancos de nivel de los levantamientos estatales o federales, si durante la construcción es necesario quitar esos bancos se deberá notificar a la dependencia correspondiente y los bancos se cambiaran de acuerdo con sus instrucción. Las diferentes rasantes y elevaciones se definen en el terreno por medio de trompos y de tablas clavadas en postes, como guías para los trabajadores. Los trompos que marcan las rasantes pueden o no ser los mismos que sirvan para dar línea. Cuando se usan estacas, se pueden tomar las medidas verticales de la cabeza de la estaca, de una marca de crayón o de un clavo puesto de un costado de la estaca, o (para excavación) de la superficie del terreno donde se encuentra la estaca; para evitar equivocaciones, solamente se empleará un sistema de puntos de referencia para las medidas en cada clase de trabajo. Cuando se utilizan tablas clavadas en postes las medidas verticales se toman del canto superior de la tabla, cuando es horizontal. Las estacas o las tablas se pueden colocar a la rasante. Cuando se va a clavar una estaca de manera que su cabeza quede a una elevación dada, el estadalero comienza a clavarla y luego coloca el estadal sobre la estaca. El nivelador lee el estándar y, dice la distancia en que debe encajarse la estaca para que llegue a la rasante. El estadalero clava la estaca la cantidad deseada, y se toma una segunda lectura de estadal; continuando de esta manera el proceso hasta que la lectura del estadal sea igual a la diferencia entre la altura de instrumento y la elevación deseada. Se puede utilizar una marca o un clavo en uno de los costados de la estaca en vez de la cabeza de la misma. En algunos casos, se corta con un serrote a la elevación deseada. Si la elevación de la rasante está a corta distancia de la elevación del terreno, a menudo se hace un hoyo en el terreno para colocar la estaca a la rasante. PRECISIÓN. Para hacer excavaciones únicamente, por lo general, las elevaciones se dan con la aproximación de un centímetro. Para los puntos de la estructura se aproxima al milímetro. La aproximación al milímetro es suficiente para todos los

tipos de construcción con referencia al alineamiento, pero puede ser necesaria una precisión mayor para las estructuras de acero prefabricadas o miembros. Es conveniente dar las dimensiones a los trabajadores en metros, decímetros, centímetros y milímetros. Ordinariamente las medidas al centímetro son suficientemente precisas, pero para algunas de las medidas empleadas en la construcción de edificios y de puentes, deberán darse con la aproximación del milímetro. Determinación de los puntos por intersecciones. Cuando las condiciones hacen el uso de la cinta difícil o imposible, a menudo los puntos se establecen en la intersección de dos líneas de tránsito visando simultáneamente con dos tránsitos en posiciones conocidas. El proceso es el inverso del que se emplea en la localización de un punto por el método de las intersecciones. Por este método, se pueden localizar los puntos en elevaciones y en planta. La precisión de la medida se hace de acuerdo con los requisitos de la construcción. EN CARRETERAS. Por lo general, precisamente antes de comenzar la construcción de una carretera, se vuelve a trazar la línea localizada, reponiendo las estacas faltantes, y se refieren los trompos. Si es necesario, los bancos de préstamos se estacan y se seccionan. Se dan líneas y niveles para los puentes, alcantarillas y otras estructuras. Si no se han puesto las estacas de los ceros durante la localización, se colocan, excepto cuando es necesario hacer desmontes; en ese caso, se colocaran cuando se haya desmontado el derecho de vía. Para demarcar el desmonte, solamente es necesario hacer medidas aproximadas de las estacas del centro de la línea. Se pueden clavar estacas adicionales a una distancia uniforme de la obra, con las marcas adecuadas que indiquen la distancia. Si se van a construir contracuentas a lo largo de los cortes, se estacarán también. Cuando la profundidad de los cortes y de los terraplenes no pasan de un promedio de aproximadamente un metro, se pueden omitir las estacas de los ceros; en este caso la línea y la rasante de la terracería pueden indicarse por una línea de trompos a un lado del camino, colocadas a una distancia uniforme para que no se muevan al hacer las excavaciones. Generalmente se colocan estacas a ambos lados del camino en las curvas, y también pueden ponerse en las tangentes; cuando se hace esto, las medidas para los niveles pueden hacerse cómodamente visando a través de los dos trompos o estirando entre ellos una cinta de medir o un cordón. Cuando se han terminado las terracerías, se coloca una fila de estacas de afinamiento en ambos lados de la corona en los hombros como guías para afinar los taludes. En el terraplén, deberá precisarse si deberán llevar abundamiento, o si representan la rasante final. Cuando se dan líneas y niveles para construir el pavimento, generalmente, se pone una fila de estacas a cada lado a una distancia uniforme de 60 cm del borde del pavimento. La rasante de la superficie superior del pavimento, en la orilla, se indica por la altura de la cabeza de las estacas o con una línea en uno de sus costados. El alineamiento se indica en uno de los lados del camino solamente carreteras de concreto, los trompos pueden colocarse en tal forma que los moldes laterales se puedan colocar directamente sobre ellos, o una fila de estacas cerca de un borde para alinear los moldes. La distancia entre las estacas en una línea dada es generalmente de 20 m en las tangentes con pendiente uniforme y a la mitad de la distancia normal en las curvas horizontales o verticales. Las

dimensiones de subrasante terminada y del pavimento terminado las comprueba el inspector de la construcción, generalmente, por medio de una plantilla. 4. CONCLUCIONES. Una vez realizado el trabajo de investigación pudimos ver que la topografía desde la antigüedades fue utilizado para varios fines, y que fue de suma importancia para la ingeniería civil porque sin la topografía no se podría tener con presión la dimensiones del terrero donde se llevara a cabo el terreno, con cuanto de espacio se cuenta, si es factible realizar una construcción o etc. También gracias a la realización de este trabajo pudimos ver la función de cada instrumento topográfico los cuales tienen una función diferente pero que al final llegan a ser complementarios. 5. RECOMENDACIONES. A continuación realizaremos algunas recomendaciones para una buena realización de un análisis topográfico: 

Conocer bien cada característica de cada instrumento de topografía para darle el uso correcto.

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Tener una tabla ordenada de datos para obtener resultados más precisos.

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Cuidar los instrumentos de trabajo ya que cada uno son de un precio bastante elevado.

BIBLIOGRAFÍA. 

http://www.arqhys.com/arquitectura/topografia-construccion.html

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http://kevinaldo1996.blogspot.com/2015/11/instrumentos-topograficos.html

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http://topografiabasicasena.blogspot.com/p/introduccion-e-historia-dela.html

INDICE.

1. INTRODUCCION 2. OBJETIVOS 3. DESARROLLO 4. CONCLUCIONES 5. RECOMENDACIONES 6. BIBLIOGRAFIAS