GUIAS MATERIAL ACADEMICO MISION SUCRE 2015

TOPOGRAFIA Y VIALIDAD I

CONTENIDO PROGRAMATICO

Tema 1. Introducción a la Topografía

1.1 Topografía. Definición y división. Importancia de la Topografía en las Obras Civiles.

Tema2. Mediciones de Elementos Lineales y Angulares.

2.1 Mediciones de distancias. Clasificaciones. Métodos. Mediciones de terreno con cinta.

2.2 Teoría de errores. Error en mediciones lineales. Precisión. . Grado de precisión de una serie de medidas. Teoría de errores. Errores sistemáticos y accidentales. Error probable de la media. Mediciones de ángulos. Clasificación. Métodos.

2.3. Medición de ángulos. Clasificación. Métodos.

Tema 3. Instrumentos Topográficos

3.1 Instrumentos para determinar rectas y planos. Plomadas. Jalones. Agujas Topográficas. Nivel esférico.

3.2 Instrumentos para determinar direcciones. Escuadras. Jalones. Brújulas.

3.3 Instrumentos para medir longitudes. Lectura directa: Cinta métrica. Goniómetros. Lectura indirecta: Estadía horizontal y vertical. Distanciómetro. Telémetros. Eclímetros.

3.4 Instrumentos para medir ángulos horizontales, verticales y cenitales: Teodolitos. Niveles con limbo horizontal. Brújula.

3.5 Instrumentos para medir alturas. Altímetros. Niveles. Teodolitos.

Tema 4. Elementos de Orientación.

4.1. Superficie de referencia. Elipsoide de revolución. Forma de pera. Plano topográfico.

4.2 Sistemas de proyecciones. Coordenadas planas. Rectangulares y polares. Dirección de una línea. Meridianos, geográfico y magnético. Orientación angular de una línea: Azimut. Rumbo.

4.3 Cálculo de azimut y distancia a partir de coordenadas. Transformación de coordenadas rectangulares a polares y viceversa.

Tema 5. Planimetría. 

5.1 Método de radiación para levantamiento de terrenos.

5.2 Método de intersección de visuales para levantamientos de terrenos.

5.3 Cálculo y ajuste de una poligonal cerrada.

5.4 Cálculo y ajuste de una poligonal abierta.

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TOPOGRAFIA

La topografía es una de las artes más antiguas e importante que practica el hombre, porque desde los tiempos más antiguos ha sido necesario marcar límites y terrenos. En la era moderna la topografía se utiliza extensamente, los resultados de los levantamientos topográficos de nuestros días se emplean por ejemplo, para:

·         Elaborar planos de superficies terrestres, arriba y abajo del mar.

·         Trazar cartas de navegación para uso en el aire, tierra y mar.

·         Establecer límites en terrenos de propiedad privada y pública.

La topografía (del griego τόπος, ‘lugar’, y «-grafía», ‘descripción’) es la ciencia que estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la representación gráfica de la superficie terrestre, con sus formas y detalles; tanto naturales como artificiales (véase planimetría y altimetría). Esta representación tiene lugar sobre superficies planas, limitándose a pequeñas extensiones de terreno, utilizando la denominación de «geodesia» para áreas mayores.

La topografía es de suma importancia para todos aquellos que desean realizar estudios de ingeniería en cualesquiera de sus ramas, así como para los estudiantes de arquitectura, no solo por los conocimientos y habilidades que puedan adquirir, si no por la influencia didáctica de su estudio.

 La topografía tiene aplicaciones dentro de ingeniería agrícola, tanto en levantamientos como trazos, deslindes, divisiones de tierra (agrodesia) determinación de área, etc. En la ingeniería eléctrica: en los levantamientos previos y los trazos de líneas de trasmisión, construcción de plantas hidroeléctricas, en instalación de equipos para plantas nucleoeléctricas, etc. En ingeniería mecánica e industrial: para la instalación precisa de maquinas y equipos industriales, configuración de piezas metálicas de gran precisión, etc.

En la ingeniería civil: en ella es necesario realizar trabajos topográficos antes, durante y después de la construcción de obras tales como carreteras, ferrocarriles edificios, puentes, canales, presas, obras viales, túneles, acueductos y alcantarillados, ductos, poliductos, gasoductos, riegos y drenajes, represas, embalses, estabilización de taludes movimientos de tierra, minería a cielo abierto y subterránea, modelamiento y simulación de fenómenos naturales, mediciones gravimétricas, catastro, ordenamiento territorial, diseño e implementación sistemas de información geográfica, bases de datos, generación de cartografía, exploración sísmica, prospección sísmica, diseño e implementación de proyectos de recursos minerales y del petróleo, diseño e implementación de sistemas de posicionamiento global en tiempo real, procesamiento y análisis de información satelital “Imágenes”

ASPECTOS HISTÓRICOS DE LA TOPOGRAFIA

En realidad se desconoce el origen de la topografía. Se cree que fue en Egipto donde se hicieron los primeros trabajos topográficos de acuerdo con referencias por las escenas representadas en muros, tablillas
Los egipcios conocían como ciencia pura lo que después los griegos bautizaron con el nombre de geometría (medida de la tierra) y su aplicación en lo que pudiera considerarse como topografía o quizá, mejor dicho etimológicamente, "topometría". Hace más de 5000 años existía la división de parcelas con fines fiscales, así como para la reinstalación de linderos ante las avenidas del Nilo.

 Posiblemente, a partir de que el hombre se hizo sedentario y comenzó a cultivar la tierra nació la necesidad de hacer mediciones o, como señala el ingeniero geógrafo francés P. Merlín, la topografía "nace al mismo tiempo que la propiedad privada".

Las pruebas fehacientes que ubiquen la realidad histórica de la topografía se han encontrado en forma aislada como lo muestra una tablilla de barro encontrada en Ur, en Mesopotamia, que data de tres siglos antes de nuestra era y los testimonios encontrados en otros territorios, en diversas partes del mundo pero es de Egipto de donde se han obtenido mayores y mejores referencia

Las mediciones hechas en Egipto por los primeros cadeneros o estira cables, como al parecer los llamaban, eran realizadas con cuerdas anudadas, o con marcas, que correspondían a unidades de longitud convencionales, como el denominado "codo". Cada nudo o marca estaba separada, en la cuerda, por el equivalente de 5 codos y esto daba una longitud aproximada de 2.5 m.

La necesidad de medir regiones más o menos extensas gestó conocimientos empíricos, desconectados y rudimentarios que después evolucionaron. Quizá en un principio el hombre usó como patrones de medida las cosas que le eran familiares, particularmente su propio cuerpo; por ejemplo, la alzada de un caballo era medida en palmos, es decir, tantas veces la anchura de la mano. La distancia entre la punta del dedo meñique y la punta del dedo pulgar, con la mano totalmente extendida, era considerada como medio codo y ésta era la distancia entre el codo y la punta de los dedos. El pie fue otra medida y se la consideraba como las tres cuartas partes del codo.

La braza o altura del hombre era considerada de cuatro codos, pero todas estas unidades de medida presentaban dificultades, debido a las distintas tallas entre los individuos. Ello hizo en Egipto que se estableciera, hacia el año 3000 antes de nuestra era, el codo real como patrón de medida convencional. Posiblemente basado en la medida del "codo" de algún faraón, su dimensión era de 52.3 centímetros.

Los sumerios, persas y griegos dieron después otras diferentes longitudes a la unidad de medida llamada codo; otros pueblos también la usaban y así en la Biblia aparecen referencias a esta unidad de medida y otras unidades, mediciones de objetos y de terrenos, edificios, etc. También hay datos relativos a elementos utilizados en topografía. A continuación se transcriben algunos versículos que ilustran lo antes dicho.

LA TOPOGRAFIA TODO UN CAMPO SOCIAL

¿Cómo trabaja un topógrafo?

La topografía dentro del campo social abarca diferentes campos que permean la sociedad y la cultura de manera sumamente profunda y especial en la vida de las sociedades; la topografía desde lo laboral, gracias a las políticas laborales de competitividad y globalización han significado un avance en el ingreso de los topógrafos, en este tipo de mundo competente que avanza rápidamente, los topógrafos se ha hecho indispensables para el avance de las construcciones de la adaptación de terrenos por lo tanto esto ha hecho que el ingreso de los topógrafos sea significativo; un topógrafo puede despeñarse de las siguientes formas:

Topógrafo forense /Testigo pericial: Las leyes federales, estatales y locales juegan un papel importante en la carrera profesional de los topógrafos. Un topógrafo diplomado puede clarificar y añadir credibilidad en un juicio sobre aspectos de un accidente industrial o un accidente de tráfico. Hay una gran demanda de topógrafos que han conseguido reputación en el campo forense y actúan como testigos periciales. Ser testigo pericial y topógrafo forense requiere un gran conocimiento de la topografía y muchos años de experiencia.

Plano catastral: Los topógrafos catastrales miden, marcan y hacen mapas de los linderos de las propiedades. Catastro es una palabra de origen latino que significa expediente o mapa público para propósitos fiscales. Todo el que posea una propiedad tendrá que contratar tarde o temprano a un topógrafo catastral.

Topógrafo hidrográfico: Otro campo frecuentemente ignorado cuando se piensa en tierra, es la inspección hidrográfica. También se debe inspeccionar la tierra bajo las aguas marinas!.Los topógrafos miden y elaboran mapas de la forma, límites y localización de relieves tales como valles, montañas y objetos creados por el hombre en la superficie de la tierra o bajo las aguas. La inspección topográfica submarina recibe el nombre de hidrografía.

Geodesta: Estos topógrafos determinan el tamaño y forma de la Tierra y la situación precisa de puntos en su superficie. La geodesia está estrechamente ligada a la astronomía y se ha utilizado para guiar a los antiguos grandes barcos de vela así como en el tráfico marítimo en la actualidad. Con la reciente creación de los GPS, o sistemas de posicionamiento global, los geodestas pueden dar la exacta posición de un objeto en la superficie de la Tierra, generalmente con un margen de error de un centímetro. El GPS también se utiliza para guiar satélites espaciales y aviones, para situar el movimiento de camiones y trenes y para ayudar a localizar personas en necesidad de ayuda.

Fotogrametrista / Analista de Teledetección: Desde la invención de la cámara fotográfica en la mitad del siglo XIX, la fotogrametría ha jugado un importantísimo papel en la Topografía. Con la llegada del avión, una especialización de la fotogrametría, llamada fotogrametría aérea tuvo una importancia enorme en la recogida de datos topográficos desde el aire.

¿Y dónde queda la mujer?

Ahora no solo los hombres están inmersos en este mundo las mujeres a partir del los últimos 2 siglos se han destacado de manera increíble en muchos campos, incluyendo la topografía que desde la antigüedad se veía como algo solo de hombres, hoy en día las mujeres han logrado un papel muy importante en la sociedad después de estar rezagadas por la sociedad de manera fulminante, pero al contrario de todos los paradigmas de la antigüedad y el Medioevo, en esta época los gobiernos apoyan a las mujeres que se destacan en esta área que ha sido de gran importancia para el desarrollo de las sociedades y la cultura del nuevo mundo, la inclusión de la mujer en un mundo que anteriormente era solo para los hombres ha sido un avance que ha significado en este mundo globalizado un paso adelante, las política de desarrollismo y competitividad abarcan de todo, incluyendo mujeres brillantes que ya no se quedan atrás en nada y el machismo aunque no se ha erradicado del todo en el mundo moderno, con esto se le da un golpe de frente que permite el respeto de las libertades del ser humano y los derechos de la mujer, más específicamente.

Topografía. ¿Qué más posibilidades dará?

En el mundo globalizado de nuestra era donde un modelo competente se ha extendido por todo el mundo significando un avance para el desarrollismo un tecnólogo tiene grandes posibilidades de estar inmerso dentro de un mundo competente. Con el uso de lenguas extranjeras fácilmente un topógrafo podría laborar en cualquier país de eso se trata la globalización del mundo de hoy lo cual sin lugar a dudas abre grandes posibilidades para los jóvenes que se desenvuelven en este campo, y no se trata solamente de abrir algunas posibilidades si no de abrir posibilidades a todo tipo de tecnólogos y profesionales incluyendo mujeres que están a la par en este campo laboral.

Para concluir un topógrafo es un pilar en el mundo de hoy, aunque lo ha venido siendo desde el mundo antiguo y a pesar que el mundo haya cambio y las tecnologías avancen rápidamente la topografía avanza a la par así, en medio de estas políticas desarrollistas se ha logrado una dignificación para el mismo. La sociedad necesita este tipo de profesión, este tipo de gente, que contribuyen de manera increíble a la construcción de sociedad y cultura, con la ayuda de la tecnología y de los medios tecnológicos se ha logrado un posicionamiento de los topógrafos y topógrafas importante dentro de la misma y dentro del mundo globalizado que avanza a pasos de gigante.

AVANCES DE LA TOPOGRAFIA

Los recientes avances tecnológicos, en sensores remotos y transferencia digital de datos, han hecho posible que se obtengan altas precisiones en el posicionamiento y diseño de datos en tiempo real. Estos cambios implican nuevas oportunidades y retos para el topógrafo en los trabajos de construcción de hoy en día. El papel del topógrafo cambia como lo hacen: la naturaleza de los trabajos emprendidos, la relación topógrafo-cliente, y la medición exitosa de cualquier proyecto de ingeniería dado. Entendiendo estos cambios y respondiendo apropiadamente ante ellos, se contribuirá significantemente al éxito de los negocios topográficos en el siglo XXI.

En las mediciones para construcción de obras civiles la topografía tiene incidencia directa en todas las etapas del proyecto, desde el levantamiento inicial sobre el cual será plasmado el diseño de la obra a construir teniendo en cuenta las características de la superficie - trabajo que se debe realizar con un grupo interdisciplinario, donde el topógrafo hace aportes relacionados con la modificación de la geometría de la superficie – pasando por las mediciones necesarias para la localización del proyecto, el control de niveles de construcción de la obra y posiblemente las mediciones para el control y monitoreo de la misma. Todas estas mediciones necesitan de distintas precisiones – por ende distintas tolerancias constructivas - que dependen de las características del objeto topográfico a localizar.

Las mediciones en construcción sirven para ubicar horizontal y verticalmente cada componente de un proyecto de construcción - Esta tarea de marcar posiciones de obras civiles se llama topografía de construcción-. Todas estas mediciones deben ser llevadas a cabo solo por topógrafos debidamente capacitados que estén familiarizados tanto con el diseño del proyecto como con las técnicas de construcción apropiadas. El conocimiento del proyecto es esencial para la planificación de los procesos topográficos, los cuales deben estar apoyados en una estructura geométrica que relacione la realidad con el proyecto, respetando cada una de las t olerancias constructivas de los elementos del mismo. El sistema de apoyo es la columna vertebral que sirve para garantizar las distintas precisiones y asegurar la relación entre el levantamiento topográfico, las mediciones necesarias para la localización del proyecto, y las mediciones para el control de deformaciones.

La práctica moderna favorece la topografía con la velocidad en los procesos de medición con “Estación Total”, adicionalmente las técnicas de GPS son implementadas de forma satisfactoria en áreas de densidad moderada; la técnica elegida por el topógrafo será influenciada por el costo y la confiabilidad de las diferentes aplicaciones.

En relación con las aplicaciones de topografía, la práctica moderna ha llegado a ser más dependiente del uso de Estaciones Totales y recientemente en el uso de receptores de Sistemas de Posicionamiento Global trabajando en Tiempo Real RTK (Real Time Kinematic). En teoría las técnicas de GPS parecen ser ideales ya que el topógrafo recibe el dato de manera rápida para establecer la ubicación precisa de puntos del diseño en los cuales tanto alineamientos horizontales como puntos de control de alturas son determinados y marcados efectivamente.