FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA,
FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA,
MINERA, METALÚRGICA Y GEOGRÁFICA
MINERA, METALÚRGICA Y GEOGRÁFICA
E.P INGENIERÍA GEOLÓGICA
E.P INGENIERÍA GEOLÓGICA
LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO DE UN CANAL UTILIZANDO EL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO DE UN CANAL UTILIZANDO EL
MÉTODO DE LA POLIGONAL ABIERTA MÉTODO DE LA POLIGONAL ABIERTA
CURSO CURSO Topografía Aplicada Topografía Aplicada PROFESOR PROFESOR
Ing. García Milla, Jorge Ing. García Milla, Jorge
INTEGRANTES INTEGRANTES
Huarilloclla
Huarilloclla Ramírez, Ramírez, Merly Merly Antonia Antonia 1616015816160158 Galindo
Galindo Quispe, Quispe, Jean Jean Pierre Pierre 1616014916160149 Caruzo
Caruzo Ostos, Ostos, Diana Diana Carolina Carolina 1616014816160148 Valentín
Valentín Valerio, Valerio, Anthony Anthony 1616015516160155 Carrasco
Carrasco Aldave, Aldave, Frank Frank Erick Erick 1616007216160072 Gutiérrez
Gutiérrez cueva, cueva, Arturo Arturo Joel Joel 1616012816160128 Carhuallanqui
Carhuallanqui Obregón, Obregón, Iván Iván David David 1616008916160089
LIMA - PERU LIMA - PERU
INTRODUCCIÓN
La Topografía es una disciplina cuya aplicación está presente en la mayoría de las actividades de la ingeniería, por lo tanto se requieren tener conocimiento de la superficie del terreno donde tendrá lugar el desenvolvimiento de las
actividades
En el estudio, elaboración y ejecución de cualquier proyecto de Ingeniería de obras que tengan como asiento la superficie de la tierra, es necesario el uso de la Topografía.
La Topografía de ruta es importante ya que realiza el trazo de vías de comunicación. Principalmente aplicada al trazo de canales y caminos que se constituyen en medios de transporte del agua para el riego y el acceso a los campos de cultivo o producción.
En esta práctica estudiaremos el levantamiento de un canal con el método de una poligonal abierta mediante ángulos de deflexiones determinados por
coordenadas halladas con la” Estación Total “a partir del trazo preliminar de un punto BM (con coordenadas preestablecidas). Además utilizaremos instrumentos topográficos conocidos, ya que los hemos venido utilizando anteriormente.
OBJETIVOS
Realizar el levantamiento topográfico de un canal utilizando el método de
la poligonal abierta.
Realizar el levantamiento de una poligonal de apoyo abierta con medida
de ángulos por el método de las deflexiones y dibujo de un canal por el método de la tangente.
Que los estudiantes se adiestren en el manejo de la estación total, brújula,
etc. Mediante el trazo de un canal, a través del trazo preliminar del método de la poligonal abierta.
Identificar los ángulos de deflexión a partir de las coordenadas obtenidas
y establecer la referenciación de los puntos importantes de la poligonal para adquirir buenas destrezas en el cálculo de las coordenadas.
Hallar la progresiva del canal mediante el método realizado en las clases
previas al proyecto.
Mediante las diferentes propiedades que existen para el método de la
poligonal abierta, llegar a hacer los cálculos matemáticos en lo más exacto posible.
MARCO TEÓRICO
TRAZADO DE VÍAS
El trazo de una vía, como en canales y caminos se lleva a cabo mediante las fases de:
- Reconocimiento de terreno
- Trazo preliminar
-Trazo definitivo
El trazo del eje de una vía requiere del conocimiento de la configuración topográfica de la faja del terreno y el tipo de suelo sobre el cual va descansar la vía, por lo que nos conduce al levantamiento de una faja de terreno.
• El reconocimiento del terreno: Fase importante en el trazo de una vía y consiste en lograr la información necesaria para establecer la posible ruta, la misma que debe satisfacer ciertos requerimientos técnicos y económicos.
• Trazo preliminar: Es técnicamente considerado como el trazo de la ruta preliminar de la vía y sobre este se hará el trazo definitivo. Es el trazo más irregular, presenta líneas y ángulos. La eliminación en lo posible de ciertas irregularidades en el trazo, así como del desarrollo longitudinal excesivo de la vía nos conduce al trazo conocido como trazo definitivo.
El trazo preliminar se realiza con nivel de mano o nivel de ingeniero y eclímetro. Cada 20 m en canales, cada 50 m en caminos o carreteras y cada 5 m en túneles.
• Trazo real o trazo definitivo: Es el trazo que define la ruta de la vía generando tramos rectos y curvas, planteando la ejecución de obras de arte, eliminando en lo posible el excesivo número de ángulos y/o de curvas.
El objeto de este trazo es obtener la topografía necesaria para la localización definitiva del canal.
LEVANTAMIENTO DE UNA POLIGONAL ABIERTA
La poligonal abierta en una faja de terreno para fines del trazo de una vía es de dos tipos: Poligonal de Apoyo Abierta y Poligonal de Intersecciones.
- La primera se trata de una poligonal de apoyo abierta. Para el levantamiento topográfico de una faja angosta de terreno sobre la cual se proyectará la vía u obra lineal, como canales, caminos, etc. Dicha poligonal será ubicada y estacada a partir y sobre el trazo preliminar.
- La segunda se refiere al trazo de poligonal que define el eje definitivo de una vía, sobre la cual se definen tramos rectos y las curvas.
A. Trazo de poligonales por ángulos de deflexión.
Los levantamientos para vías terrestres se hacen comúnmente por deflexiones medidas hacia la derecha o hacia la izquierda desde las prolongaciones de las líneas. Un ángulo de deflexión no está especificado por completo sin la designación D o I, y por supuesto, su valor no puede ser mayor de 180°. Cada
ángulo debe duplicarse o cuadruplicarse (es decir, medirse 2 o 4 veces) para reducir los errores de instrumento, y se debe determinar un valor medio.
B. TRAZO DE POLIGONALES POR ÁNGULOS A LA DERECHA
Los ángulos medidos en el sentido de rotación del reloj desde una visual hacia atrás según la línea anterior, se llaman ángulos a la derecha, o bien, a veces, "azimuts desde la línea anterior". El procedimiento es similar al de trazo de una poligonal por azimuts, con la excepción de que la visual hacia atrás se dirige con los platos ajustados a cero, en vez de estarlo al acimut inverso. Los ángulos pueden comprobarse (y precisarse más) duplicándolos, o bien, comprobarse toscamente por medio de lecturas de brújula. Si se giran todos los ángulos en el sentido de rotación de las manecillas del reloj, se eliminan confusiones al anotar y al trazar, y además este método es adecuado para el arreglo de las graduaciones de los círculos de todos los tránsitos y teodolitos, inclusive de los instrumentos direccionales.
C. TRAZO DE POLIGONALES POR ACIMUTES
A menudo se trazan por azimuts las poligonales para levantamientos orográficos (Descripción orográfica o de montañas) o configuraciones, y en este caso sólo necesita considerarse una línea de referencia, por lo general la meridiana (o línea norte-sur) verdadera o la magnética. En la figura, los azimuts se miden en el sentido de rotación del reloj, a partir de la dirección norte del meridiano que pasa por cada vértice o punto de ángulo.
ELEMENTOS DE LA CURVA CIRCULARES:
Las curvas circulares simples se definen como arcos de circunferencia de un solo radio que son utilizados para unir dos alineamientos rectos de una vía.
Las curvas circulares se definen por el radio. Fijada una cierta velocidad de diseño, el radio mínimo a considerar en las curvas circulares, se determinará en función de:
El peralte y el rozamiento transversal movilizado.
La visibilidad de parada en toda su longitud.
La coordinación del trazado en planta y elevación, especialmente para
evitar pérdidas de trazado.
En carreteras rurales, la mayoría de los conductores adopta una velocidad más o menos uniforme, cuando las condiciones del tránsito lo permiten.
Cuando pasan de un tramo tangente a una curva, si estos no están diseñados apropiadamente, el vehículo deberá conducirse a una velocidad reducida, tanto por seguridad como por el confort de los ocupantes.
Con el objeto de mantener la velocidad promedio y evitar la tendencia al deslizamiento se deben compatibilizar los elementos de la curva circular, con dimensiones que permitan esa maniobra.
Una curva circular (CC) está compuesta de los siguientes elementos:
Ángulo de deflexión [Δ]: El que se forma con la prolongación de uno de los
alineamientos rectos y el siguiente. Puede ser a la izquierda o a la derecha según si está medido en sentido anti-horario o a favor de las manecillas del reloj,
Tangente [T]: Distancia desde el punto de intersección de las tangentes (PI)
-los alineamientos rectos también se conocen con el nombre de tangentes, si se trata del tramo recto que queda entre dos curvas se le llama entretangencia-hasta cualquiera de los puntos de tangencia de la curva (PC o PT).
T = R. tan (∆2)
Radio [R]: El de la circunferencia que describe el arco de la curva.
R = T
tan∆2
Longitud de cuerda [LC]: Línea recta que une al punto de tangencia donde
comienza la curva (PC) y al punto de tangencia donde termina (PT).
INSTRUMENTOS
NAVEGADOR GPS:El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Global originalmente llamado NAVSTAR, es un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) el cual que permite determinar en todo el mundo la posición de una persona
Hay dos tipos: Estos son más para fines recreativos y aplicaciones que no requieren gran precisión, consta de un dispositivo que cabe en la palma de la mano, tienen la antena integrada, su precisión puede ser de menor a 15m, pero si incorpora el sistema WAAS puede ser de menor a 3m, además de proporcionar nuestra posición en el plano horizontal pueden indicar la elevación por medio de la misma señal de los satélites.
Estos equipos tienen precisiones desde varios milímetros hasta menos de medio metro. Los GPS topográficos requieren dos antenas, ya sea que el usuario tenga las dos, o que solo tenga una y compre los datos a una institución como el INEGI u Omnistar (DGPS). Se dice entonces que se está trabajando en modo diferencial.
ESTACIÓN TOTAL:
Es la integración del teodolito electrónico con un distanciometro.
Hay con cálculo de coordenadas.- Al contar con la lectura de ángulos y distancias, al integrar algunos circuitos más, la estación puede calcular coordenadas.
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.
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.
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 centimetradas 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.
PRISMAS
Es un objeto circular formado por una serie de cristales que tienen la función de regresar la señal emitida por una estación total o teodolito.
1. RESUMEN DEL TRABAJO DE CAMPO:
El trabajo de campo realizado en esta ocasión consiste en el proyecto de un canal realizado a través del método de la poligonal abierta.
Dicho proyecto se realizó en la ciudad universitaria de San Marcos (UNMSM), se comenzó con un punto inicial ubicado cerca a la cancha de futbol (en una de las esquinas) y termino en el “apiario”.
El instrumento que se utilizó para llevar a cabo el proyecto fue la “Estación Total”,
el cual nos proporcionó los datos necesarios para poder graficar el canal y desarrollar el proyecto. El tiempo total utilizado para llevar el proyecto fueron de 3 días.
PRIMER DIA: Se realizó previamente el reconocimiento del lugar a realizar el trabajo en su totalidad.
Se estableció un punto inicial “ A’ ” adyacente al estadio, ubicado en la parte inferior de la Huaca, de dicho punto de partida se estableció el “norte” haciendo
uso de la brújula y la wincha midiendo 20m desde dicho punto hasta otro punto auxiliar (ubicado en el norte) al cual denominamos “vista atrás”, luego, tomamos las coordenadas y cota aproximada al punto A, haciendo uso del GPS.
NORTE ESTE COTA
Atrás 8665826.025 273544 64.517
A 8665806.000 273544 64.704
B 8665792.655 273452.667 62.935
C 8665665.104 273456.014 60.521
D 8665653.243 273390.424 62.300
A partir de este puntoy haciendo las mediciones correctas con la “Estacióntotal”
llevamos un canal desde este punto A hacia el apiario de la UNMSM; teniendo en cuenta que estuvimos condicionados; dado que, se estaba realizando una construcción que impedía la normal realización del trabajo; sin embargo dicho día se logró obtener con los puntos obtenidos y sus coordenadas respectivas “el esqueleto” del canal de la siguiente forma:
SEGUNDO DÍA:
Teniendo la noción de las dimensiones de nuestro canal, y luego de haber recibido las instrucciones del Ingeniero encargado del curso, procedimos a hallar nuestras tangentes y trazar las curvas con sus respectivos radios; Para la primera curva establecimos la tangente 40m, medida que se obtuvo haciendo uso de la wincha, como también los puntos PC1 y PT1 y de la misma manera se procedió para la segunda curva cuya tangente fue de 20m determinando PC2 y PT2.
Luego de tener el grafico, se procedió a medir desde el punto de inicio A, lineamientos a cada 20m, y del mismo punto distancias laterales (izquierda y derecha) perpendiculares de 5m de longitud, se anotó las coordenadas de cada
punto establecido hasta llegar al punto final “D” (punto del apiario), de esta manera trazamos nuestro canal, la cual quedo representada de la siguiente forma:
CÁLCULOS
Coordenadas de los puntos laterales del canal:
PUNTO COORDENADAS COTA
NORTE ESTE 1 8665811 273543,5 64.603 2 8665801 273545 64.432 3 8665808 273523,5 64.525 4 8665798 273525 63.837 5 8665805 273504 64.482 6 8665795 273505,5 63.130 7 8665808 273491 63.134 8 8665794,5 273492,5 62.935 9 8665795 273471 62.983 10 8665787 273476 62.914 11 8665780 273456 62.803 12 8665775 273464,5 62.532 13 8665760 273449 62.501 14 8665758 273459 62.423 15 8665752 273449 62.332 16 8665752,5 273459 62.100 17 8665732,5 273449,5 61.943 18 8665732,5 273439,2 61.916 19 8665712,5 273430 61.892 20 8665712 273451 61.850 21 8665695 273450,5 61.834 22 8665675,5 273460,5 61.527 23 8665679 273446 60.833 24 8665672,5 273454,5 60.624 25 8665667,5 273433,5 60.389 26 8665658.5 273438 60.845 27 8665665 273425.8 60.902 28 8665661.5 273422.5 61.050 29 8665681.8 273406.1 61.521 30 8665687.3 273408 61.760 31 8665 273389.5 62.217
Replanteo de la curva Estación B:
Abscisa Cuerda Cuerda acumulada
∆
0 0 0 0 0+60 4.6766 7.6972 4°53’36.89’’ 0+70 10 17.6972 11°15’4.3’’ 0+80 10 27.6972 17°36’31.71’’ 0+90 10 37.6972 23°57’59.11’’ 0+100 10 47.6972 30°19’26.52’’ 0+110 10 57.6972 36°40’53.92’’ 0+117.7285 9.4285 65.4257 41°35’42.46’’
Replanteo de la curva Estación C:
Abscisa Cuerda Cuerda acumulada
∆
0 0 0 0 0+180 4.6766 4.6766 3°49´52.48” 0+190 10 14.6766 12°1´25.03” 0+200 10 24.6766 20°12´57.58” 0+210 10 34.6766 28°24´30.13” 0+220 10 44.6766 36°36´2.68” 0+224.9139 4.9139 49.5905 40°37´35.02’’
CONCLUSIONES
Esta práctica ha sido muy importante debido a que es de mucha utilidad
aprender a realizar el trazo de vías de comunicación dentro del campo de la ingeniería específicamente aplicados a la geología lo cual será de mucho beneficio para la población rural.
La topografía de ruta se basa principalmente en el trazo de canales y
caminos que se constituyen en medios de transporte del agua para el riego y el acceso a los campos de cultivo o producción en el ámbito tanto urbano como rural.
Es importante aprender a trazar un canal debido a que su finalidad
consiste en llevar agua a las zonas en las que esta se presenta de acuerdo al trazo de las curvas que esté presente.
La progresiva representa la longitud total del canal; de acuerdo a los datos
de la práctica desarrollada nuestro canal presenta una progresiva total de 0 +281.5677 m.
RECOMENDACIONES
Previa a la práctica se debe de reconocer el terreno donde se va a realizar
el trabajo o proyecto con el fin de tener una visión panorámica del mismo a la hora de realizar el proyecto.
Averiguar si el terreno donde se realizará el proyecto está sujeto a otras
actividades, por ejemplo, en nuestro caso los puntos inicialmente marcados tuvieron que ser removidos porque en dicho terreno se estaba realizando una obra para la universidad y en consecuencia tuvimos que volver a marcar los puntos y realizar nuevamente las mediciones.
Antes de dirigirse al terreno revisar los materiales, en especial, la estación
total y verificar que la batería esté debidamente cargada; de lo contrario al llegar al terreno no se podrá realizar el trabajo.
Elegir puntos o estaciones en los cuales al trazarse la curva, esta no
posea ángulos muy cerrados, porque en el caso de realizar un canal de agua estas curvas perjudicarían las paredes debido al gran cambio de dirección del torrente.
BIBLIOGRAFÍA
TOPOGRAFIA TECNICAS MODERNAS – JORGE MENDOZA DUEÑAS https://www.google.com.pe/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd= 1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjiKGdxfTUAhUIySYKHSJrAIsQFgghM AA&url=http%3A%2F%2Fwww.academia.edu%2F7814490%2FTOPOG RAF%25C3%258DA_PARA_CARRETERAS&usg=AFQjCNEHA_5E9rfdl ZU0HxM-7QEPxIYF3Q http://ocw.upm.es/ingenieriacartograficageodesicayfotogrametria/topogra fia-ii/Teoria_Tema_6_Polig.pdf http://www.cingcivil.com/Comunidad/index.php?topic=2720.0 https://es.slideshare.net/linoolascuagacruzado/diseo-de-canales http://ocw.upm.es/ingenieriacartograficageodesicayfotogrametria/topogra fia-ii/Teoria_Tema_6_Polig.pdf
