NIVELACIÓN GEODÉSICA

El objeto principal de la Nivelación Geodésica es establecer un sistema de control vertical de precisión que se pueda usar convenientemente para proporcionar elevaciones precisas en grandes extensiones de terreno, para uso en varios estudios geográficos y científicos, y para suministrar marcas de cota fija como base para nivelación de precisión inferior usada en la confección de mapas topográficos.

En el establecimiento de las redes de control vertical, el plano de referencia básica es el nivel medio del mar. El nivel medio del mar (NMM) se establece por observaciones continuas durante varios años en estaciones mareográficas.

Para tener éxito al establecer control vertical de alta precisión en grandes extensiones de terreno, es esencial llevar a cabo el trabajo de campo con instrumentos de la más alta precisión, siguiendo métodos y sistemas de trabajo ya establecidos con el fin de disminuir la posibilidad de errores accidentales y de eliminar, en cuanto sea posible, los efectos acumulativos de los errores sistemáticos.

En el establecimiento de control vertical geodésico se utiliza una forma refinada de sistema de nivelación, designada como nivelación diferencial.

Normalmente en la nivelación geodésica se requiere de una renivelación entre las dos marcas (PR) en sentido opuesto, y esta renivelación debe comprobarse dentro de los límites establecidos.

En la nivelación geodésica no se lee solamente un hilo del instrumento, sino tres. En virtud de que los tres hilos del aparato fueron construidos de tal modo que las dos separaciones entre los hilos son iguales; un promedio de las tres lecturas dará un valor más preciso para la lectura del hilo central, que una sola lectura de

este mismo. También las dos separaciones sumadas, proporcionan al observador una medida de la distancia horizontal entre el instrumento y la mira observada.

La nivelación geodésica utiliza otros varios refinamientos sobre la nivelación corriente. Todas las modificaciones empleadas en la nivelación geodésica sirven para disminuir la posibilidad de errores accidentales y eliminar los errores sistemáticos acumulativos.

Los circuitos de nivelación geodésica sirven de referencia para el establecimiento de control Fotogramétrico por medio de puntos estereoscópicos, con el fin de suministrar elevaciones para el ajuste de las nivelaciones trigonométricas efectuadas en la triangulación, y para elevaciones necesarias en los cálculos de las anomalías gravimétricas, estudios de movimiento de corteza terrestre y varios otros usos científicos. Además, sirven como referencia básica para el control vertical necesario en el desarrollo de un país.

6.2.1 ESPECIFICACIONES PARA LA NIVELACIÓN GEOMÉTRICA A) Nivelación de Primer Orden:

La nivelación de primer orden debe usarse en todas las redes principales de nivelación del país y en el enlace con cotas de referencia en todas las estaciones mareográfica. En general, las líneas de nivelación comenzarán y terminarán en por lo menos dos marcas de referencia en cada extremo de la línea.

Todas las líneas se deben dividir en secciones de 1 a 2 km y deben ser niveladas independientemente hacia delante como hacia atrás. La medición hacia atrás debe ser hecha bajo condiciones atmosféricas distintas que las hacia delante. Si la medición hacia delante fue hecha en la mañana, la medición hacia atrás se hará en la tarde y viceversa.

El instrumento debe ser protegido de los rayos directos del sol, cubriendo con un quitasol .

El instrumento debe asentarse firmemente y colocarse central entre las dos miras observadas y nunca muy cerca o muy lejana a alguna de ellas.

Este método además de anular los errores propios de un nivel, sirve igualmente para eliminar los de refracción y curvatura terrestres.

Bajo condiciones atmosféricas favorables, la distancia máxima de las miras puede alcanzar a 150 mt, pero no es normal.

Las miras deberán ser de precisión y cada una de ellas, aparte del nivel esférico, deberá llevar un termómetro, los que deben ser leídos al grado centígrado tanto en el punto inicial como en el punto final de cada sección. Además las miras deben llevar graduaciones en pie y décimos de pie en la parte posterior. Las miras se colocan sobre un “sapo”, que es una pieza metálica triangular que se asienta firmemente en el terreno mediante tres pequeñas patas, con el objeto de evitar los errores sistemáticos al tener un terreno sólido de apoyo para la mira.

El instrumento como es lógico, debe ser un nivel de precisión; en el IGM se emplean niveles Wild o Zeiss modelos N-III o Ni3.

Las estaciones instrumentales se numeran 1, 2, 3, etc durante el trabajo de cada día. En las estaciones de números impares 1, 3, 5, etc, la vista hacia atrás se tomará primero y en las situaciones de números pares 2, 4, 6, etc, la vista adelante se tomará primero que la vista atrás. El objeto de este método es que siempre se lea primero la mira Nº 1 en cada estación; con este sistema se elimina la tendencia sistemática del instrumento a asentarse o levantarse durante las observaciones, y a compensar el efecto de refracción variable. También con éste método se reduce a un mínimo las discrepancias acumuladas entre las corridas de ida y de regreso.

En nivelaciones de primer orden las mediciones en ida y vuelta en cada sección no deben tener una diferencia mayor de 4 mm k , donde k representa el largo de la sección en km. Cuando las líneas de nivelación en ida y regreso no cierran dentro de ese límite, se debe repetir la nivelación de ida y/o regreso, hasta que haya dos mediciones opuestas que cierren dentro de la tolerancia. Cuando la línea de nivelación se observa más de una vez de ida y regreso en una misma sección, una vez obtenida la tolerancia dentro de las corridas de ida y vuelta, sólo se rechazarán los resultados de cualquier medición si la

diferencia de elevación da un resultado mayor a ± 6 mm k de los promedios aritméticos de todas las diferencias observadas.

Ejemplo: En una sección de 1 km se tienen los siguientes valores:

Ida + 23 mm

Vuelta -18,7 mm

Ida +14,2 mm

Vuelta -19,1 mm

18,75 mm

Cuando las secciones son de 0,25 km o menos, las diferencias entre las corridas de ida y vuelta no deben ser mayores de 2 mm y en secciones muy cortas y de sólo una estación, entre la nivelación de ida y vuelta no deben haber una diferencia mayor a 1 mm.

B) Nivelación de Segundo Orden:

Utiliza los mismos métodos e instrumentos que para 1er orden. La nivelación de 2º orden se establecerá en la subdivisión de circuitos de precisión de 1er orden. Se medirán líneas en una sola dirección cuando comiencen y terminen en cotas de referencia de 1er orden. En el caso que se trate de líneas ramales o de líneas que no comiencen y terminen en cotas de 1er orden, entonces cada sección de la línea deberá ser nivelada en ida y regreso. Las corridas de nivelación de 2º orden deben cerrar dentro de los límites de 8,4 mm k , donde k es la distancia de la sección en km. En circuitos cerrados también el límite de cierre es de 8,4 mm k .

Cuando una línea de nivelación no cierra al ser medida en una sola dirección, es necesario hacer recorridos de ida y regreso hasta obtener el cierre indicado. En secciones de menos de 0,25 km de longitud se acepta una discrepancia no mayor de 4,2 mm entre la corrida de ida y la de regreso.

C) Nivelación de Tercer Orden:

También deben usarse métodos y equipos de 1er orden. La nivelación de 3er orden se usa en la subdivisión de circuitos de 1er y 2º orden y en regiones donde se considere suficiente el control vertical de 3er orden. Estas líneas pueden ser niveladas en una sola dirección, cuando son circuitos que cierran

en líneas de 1er orden o 2º orden. Las comprobaciones de cierre no deben exceder de 12 mm k .