Vista previa del material en texto
UNC- FAUD PARA LA ARQUITECTURA Y EL URBANISMO TOPOGRAFIA TO PO GR AF IA PA RA LA AR QU ITE CT UR A Y EL UR BA NI SM O C. 1 Definiciones basicas. p. 5 C. 2 Planimetríia Replanteo de curvas circulares Ejercicios de planimetria p. 35 C. 3 Altimetría Corrección de niveles Ejercicios de altimetría p. 35 C. 4 Planialtimetria Ejercicios de planialtimetria p. 90 C. 5 Movimiento de suelos Ejercicios de movimiento p. 105 C. 6 El titulo y el plano de mensura Ejemplos p. 120 contenido 6 PRÓLOGO 7 Este libro es producto del aporte de la experiencia académica y profesional, a lo largo de los últimos 40 años, de los docentes que forman y formaron parte de la cátedra de To-pografía en la Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Diseño en la Universidad Nacional de Córdoba y donde transcribimos y perfeccionamos nues- tros apuntes para dotar a los alumnos y futuros profesionales de un manual básico de apoyo para sus trabajos. A lo largo de estos años se han relevado y evaluado los problemas topográficos que les surgen a los profesionales de la arquitectura y urbanismo cuando deben realizar sus trabajos, haciendo de ello una ocupación constante para todos los docentes. Partiendo de los conceptos básicos en que se funda la Topografía, se los ha repasado utilizando de ellos lo que se consideró imprescindible para la actividad profesional. Es así que los conocimientos de identificación de inmuebles, mensura y replanteo de los mismos, relevamiento y replanteo de construcciones y todo tipo de mejoras, estudio de los niveles en el terreno y obra y finalmente su levantamiento planialtimétrico son los ejes sobre los que se basa la redacción de este libro. Y se completa con los problemas que se pueden plantear y resolver en cada una de las tareas mencionadas, incorporando conceptos sobre la calidad y precisión necesaria para el trabajo y la representación gra-fica. Todo esto encaminado a que el arquitecto tenga elementos de apoyo que le brinden seguridad en su tarea, sabiendo que si respeta lo que intentamos trasmitirle podrá abo-carse libremente al diseño y construcción que son sus objetivos finales. En toda nuestra tarea, como es la redacción de este libro, nos motiva no solo la vo- ca-ción de enseñar y compartir nuestras experiencias sino también la certidumbre de que lo aquí enseñado podrá ser aplicado mas fácilmente por los futuros profesionales por las siguientes razones que continúan creciendo día a día: los trabajos topográficos en los últimos años se han simplificado utilizando las ultimas tecnologías son como las me-diciones con láser, sistemas de posicionamiento satelital instrumentos digitaliza- dos, fotografías satelitales, drones, scanners, etc. todo lo que ayuda a mediciones mas sen-cillas y exactas. Y finalmente la representación grafica y el cálculo se ha mejorado mu-cho con todos los sistemas de diseño y cálculo asistido por computación y progra- mas topográficos a los cuales se puede acceder con Internet. Rene E. Bracamonte Ingeniero Civil Profesor Titular de Topogra- fía – F.A.U.D. – U.N.C. 1CAPITULO Definiciones basicas. Problemas | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 10 anotaciones TRABAJOS EN TOPOGRAFÍA En Topografía existen dos tipos de operaciones básicas que se realizan siempre y cons- tituyen en esencia los principales objetivos de la Topografía. Se conocen como levantamiento y replanteo y son una inversa a la otra. El levantamiento también es llamado mensura, medición, relevamiento. Básicamente el relevamiento en un conjunto de mediciones de líneas y ángulos con el fin de fijar la posición de los puntos del terreno o construcción sobre un plano horizontal tomado como referencia. Según el tipo de trabajo se toman medidas planimétricas o altimétricas. El mencionarlo como levantamiento proviene de imaginar que los puntos del terreno levantados hasta el plano del dibujo que obviamente esta por encima de la superficie del terreno. La palabra mensura se aplica generalmente cuando se mide el terreno y se conoce como relevamiento a la medición de las construcciones o cualquier tipo de mejoras que se encuentren en un sitio. El replanteo es la operación contraria al levantamiento. Consiste básicamente en llevar al terreno el contenido del plano de un proyecto, materializando los principales puntos del plano de modo que se respeten las medidas lineales horizontales y verticales, así como las angulares. CLASIFICACIÓN DE LOS TRABAJOS TOPOGRÁFICOS Para su estudio, la Topografía se divide en dos partes principales y una tercera que combina ambas. 1) La Planimetría es la que estudia los instrumentos y métodos que se nece- sitan para obtener la proyección de los puntos terrestres sobre un plano horizontal, independientemente de la altura que puedan dichos puntos con respecto a un plano de comparación. 2) La Altimetría es la que estudia los instrumentos y métodos para determinar la altura de los puntos del terreno y construcciones refiriéndolos a un plano horizontal de comparación (por ejemplo la altura sobre el nivel del mar u otro plano cualquiera). 3) Finalmente esta la Planialtimetría, que es la parte de la Topografía que es- tudia en forma conjunta los métodos e instrumentos planimétricos y altimétricos. El ejemplo típico de ese trabajo es el plano de curvas de nivel de un terreno. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 11 anotaciones DEFINICIONES BÁSICAS Se conoce con el nombre de TOPOGRAFIA a la disciplina o técnica que se encarga de describir de manera detallada la superficie de un determinado terreno, estudia las dimensiones y formas de la superficie terrestre proyectada sobre un plano horizontal de referencia esto se logra por medio de mediciones lineales angulares y de altitud, la calidad y exactitud del plano va a depender de la escala a realizarlo. Esta rama, según se cuenta, hace foco en el estudio de todos los principios y procesos que brindan la posibilidad de trasladar a un gráfico las particularidades de la superficie, ya sean naturales o artificiales. En la figura se resumen algunas de las definiciones básicas que se utilizan en Topografía. Las distancias AB y OA reciben el nombre de distancia Horizontal, Topográfica o Verdadera y se miden en planos horizontales. Son las distancias que se consignan en todos los tipos de planos en planta (planos de mensura, de loteo, parcelarios, proyectos, etc…) La distancia OC recibe el nombre de distancia Geométrica o Inclinada. Se mide en forma recta entre dos puntos del terreno que se ubican a distinta altura, es decir, sobre un plano inclinado. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 12 anotaciones Las distancias, como la AC y la BD se miden en la dirección de la fuerza debida a la gravedad, que se visualiza mediante el hilo de una plomada, recibe el nombre de distancia Vertical. Los ángulos horizontales, como el AOB se miden en planos horizontales, y son los que se consignan en todos los tipos de planos planimétricos (planos de mensura, de loteo, parcelarios, proyectos, etc…) Los ángulos verticales se miden en planos verticales. Debe distinguirse el concepto de ángulo vertical, como el AOC, que es el ángulo formado por la línea que pasa por dos puntos del terreno y la horizontal que pasa por uno de ellos, y el ángulo cenital, como el EOC, que es aquel ángulo formado por la línea que pasa por dos puntos del terreno y la vertical que pasa por uno de ellos. La superficie en Topografía siempre se considera la proyección de la superficie natural sobre un plano horizontal de referencia, y es la que se consigna en todos los planos de mensura, loteo, parcelarios, etc. En Topografía se utilizan combinaciones de estas medidas básicas para calcular las posiciones relativas entre puntos cualesquiera del terreno. Los procedimientos para eje- cutar las mediciones son propiamente uno de los objetivos fundamentales del estudio deesta materia. A título ilustrativo, el ángulo en el espacio BOC se denomina ángulo de posición. No tiene interés para la Topografía pero sí para la navegación marítima o aérea basada en C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 13 anotaciones la observación de cuerpos celestes. (El sol y las estrellas), técnica que se va dejando de lado a partir de las nuevas tecnologías. Se entiende por altura la distancia, medida sobre la vertical (HA) entre un punto del terreno (A) y un plano horizontal de comparación (PC). Si el plano de comparación es el nivel medio del mar, se denominara altura absoluta. Se entiende por desnivel entre dos puntos a la diferencia entre las alturas de dichos puntos. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 14 anotaciones ERRORES DEFINICIÓN: Un error es la diferencia entre el valor medido v el valor verdadero de una cantidad, o sea: en donde E es el error en una medición, X es el valor medido y X es el valor verdadero. Puede afirmarse que: 1) ninguna medida es exacta, 2) toda medida tiene errores, 3) el valor verdadero de una medición nunca se conoce y, por tanto, 4) el error exacto que se encuentra en cualquier medida siempre será desconocido. EQUIVOCACIONES: Se trata de yerros del observador cometidos generalmente por tener un concepto erró- neo del problema, por descuido, fatiga, error de comunicación o una apreciación equivo- cada. Estas se deben detectar por medio de una revisión sistemática de todo el trabajo y eliminarse volviendo a efectuar parte del trabajo o reelaborándolo totalmente. CAUSAS DE ERRORES AL HACER MEDICIONES: Existen tres causas debido a las cuales se cometen errores al efectuar mediciones, y se clasifican de la siguiente manera: Errores naturales: Son causados por variaciones del viento, la temperatura, la hu- medad, la presión atmosférica, la refracción atmosférica, la gravedad y la declinación magnética. Un ejemplo es una cinta de acero cuya longitud varía con los cambios de temperatura. Errores instrumentales: Estos se deben a imperfecciones en la construcción o ajuste de los instrumentos y del movimiento de sus partes individuales. El producto de muchos errores instrumentales puede reducirse e incluso eliminarse, adoptando procedimientos topográficos adecuados o aplicando correcciones calculadas. Errores personales: Estos tienen su origen principalmente en las limitaciones propias de los sentidos humanos, tales como la vista y el tacto. XXE == C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 15 anotaciones TIPOS DE ERRORES Los errores en las mediciones son de dos tipos: sistemáticos y aleatorios Errores sistemáticos: Estos resultan de factores que comprenden el ‘‘sistema de me- dición” e incluyen el medio ambiente, los instrumentos y el observador. Siempre que las condiciones del sistema se mantengan constantes, los errores sistemáticos se manten- drán constantes. Si las condiciones cambian, las magnitudes de los errores sistemáticos también cambian. Las condiciones que ocasionan errores sistemáticos se deben a leyes físicas que se pueden representar matemáticamente. Por tanto, si se conocen las condiciones y se pueden medir es posible calcular una corrección y aplicarla a los valores observados. Un ejemplo de un error sistemático variable es el cambio de longitud de una cinta de acero como resultado de diferencias de temperatura que ocurren durante el tiempo de su utilización. Si se miden los cambios de temperatura, las correcciones de longitud se pueden calcular mediante una simple fórmula. Errores aleatorios: Estos son los errores que quedan después de haber eliminado los errores sistemáticos. Son ocasionados por factores que quedan fuera del control del observador, obedecen las leyes de la probabilidad y se les llama también errores acci- dentales. Estos errores están presentes en todas las mediciones topográficas. Las magnitudes y los signos algebraicos de los errores aleatorios son consecuencia del azar. No existe una manera absoluta de calcularlos ni de eliminarlos, pero pueden estimarse usando un procedimiento de ajuste conocido como el método de mínimos cuadrados. PRECISION Y EXACTITUD Una discrepancia es la diferencia entre dos valores medidos de la misma cantidad. Una discrepancia pequeña indica que probablemente no hay equivocaciones y que los errores aleatorios son pequeños. La precisión se refiere al grado de refinamiento o consistencia de un grupo de medicio- nes y se evalúa con base en la magnitud de las discrepancias. Si se hacen mediciones múltiples de la misma cantidad y surgen pequeñas discrepancias, esto refleja una alta precisión. El grado de precisión alcanzable depende de la sensibilidad del equipo em- pleado y de la habilidad del observador. La exactitud denota una absoluta aproximación a sus verdaderos valores de las can- tidades medidas. La diferencia entre precisión y exactitud se ilustra mejor en relación con el tiro al blanco. En la figura 1a, por ejemplo, los cinco tiros se encuentran dentro de un estrecho agrupamiento que indica una operación precisa; el tirador pudo repetir | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 16 anotaciones el procedimiento con un alto grado de consistencia. Sin embargo, los tiros quedaron lejos del centro y, por tanto, no fueron exactos. Tal vez esto sea el resultado de una mala alineación de la mira de un rifle. En la figura 1b se muestran tiros dispersos aleatoria- mente que no son ni precisos ni exactos. En la figura 1c, el agrupamiento en el centro representa tanto precisión como exactitud. El tirador que obtuvo los resultados en (a) quizá pudo hacer los tiros de (c) después de alinear la mira del rifle. En la topografía esto equivaldría a calibrar los instrumentos de medición. Igual que en el ejemplo del tiro al blanco, un levantamiento puede ser preciso sin ser exacto. (a) Los resultados no son ni precisos ni exactos. (b) Los resultados son un poco más precisos y algo más exactos. (c) Los resultados son precisos, pero no exactos. (d) Los resultados son tanto precisos como exactos. En buenos levantamientos, la precisión y la exactitud siempre son fundamentales. Figura 1: Ejemplos de precisión y exactitud: EXACTITUD P R E C IS IO N C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 17 anotaciones ELIMINACION DE EQUIVOCACIONES Y DE ERRORES SISTEMATICOS En el campo, las equivocaciones se pueden minimizar con observadores experimen- tados, quienes hacen sus mediciones usando procedimientos estandarizados repetiti- vos. Las equivocaciones sólo pueden corregirse si se descubren. La comparación de varias medidas de la misma cantidad es una de las mejores maneras de identificar las equivocaciones. Cuando se detecta una equivocación, generalmente es mejor repetir la medición. Sin embargo, si se dispone de un número suficiente de otras medidas de la cantidad que sí están de acuerdo, puede descartarse el resultado que sea muy divergen- te. Debe considerarse el efecto que ocasionaría en el promedio el valor anómalo antes de descartarlo. Rara vez es conveniente cambiar un número registrado, aun-que parezca provenir de una simple transposición de cifras. El tratar de arreglar los datos físicos es siempre una mala práctica que llevará con toda certeza a dificultades, aun cuando se haga con poca frecuencia. Los errores sistemáticos pueden calcularse y es posible aplicar las correcciones apro- piadas a las medidas. En algunos casos sería posible adoptar un procedimiento de cam- po que eliminara automáticamente los errores sistemáticos. EL VALOR MÁS PROBABLE Como se especificó antes, en las mediciones físicas nunca se conoce el valor verda- dero de ninguna magnitud. Sin embargo, su valor más probable puede calcularse si se efectúan mediciones redundantes. Las mediciones redundantes son aquellas que se efectúan en exceso de las mínimas necesarias para determinar una magnitud. Para una sola incógnita, como lalongitud de una línea, que ha sido medida directa e indepen- dientemente varias veces usando el mismo equipo y procedimiento, la primera medición determina un valor para la longitud y todas las mediciones adicionales son redundantes. n M M ∑= El valor más probable en este caso es llanamente la media aritmética, definida como: En donde M es el valor más probable de la longitud, ∑M es la suma de las medidas in- dividuales M, y n es el número total de observaciones. En problemas más complicados, los valores más probables se calculan empleando el método de los mínimos cuadrados. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 18 anotaciones RESIDUOS Una vez calculado el valor más probable de una magnitud, es posible calcular los residuos. Un residuo es sólo la diferencia entre cualquier valor medido de una magnitud y su valor más probable, o sea donde v es el residuo en cualquier medición M, y M es el valor más probable de la magnitud medida. Teóricamente, los residuos son idénticos a los errores, excepto que los residuos pueden calcularse, en tanto que los errores no, ya que los valores verdade- ros nunca son conocidos. Por consiguiente, los residuos y no los errores son los valores que se usan en el análisis y correcciones de mediciones topográficas. Sin embargo, como éstos son tan similares, en la práctica los términos error y residuo se suelen usar indistintamente. LEYES GENERALES DE LA PROBABILIDAD 1. Los residuos (errores) pequeños ocurren con mayor frecuencia que los grandes; es decir, su probabilidad es mayor. 2. Los errores grandes ocurren con poca frecuencia y son, por tanto, menos probables; en el caso de los errores con distribución normal, los excepcionalmente grandes pueden ser equivocaciones en vez de errores aleatorios. 3. Los errores positivos y negativos de la misma magnitud ocurren con igual frecuencia, es decir, son igualmente probables. (Esto nos permite hacer una deducción intuitiva, esto es, que el valor más probable de un grupo de mediciones repetidas, hechas con el mismo equipo y procedimientos, es la media.) MMv == C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 19 anotaciones TOLERANCIA Si definimos como error verdadero o aparente la diferencia que existe entre el valor ver- dadero o el valor aparente de una medición, corresponde definir que magnitud puede te- ner ese error para que no se necesario descartarlo como error grosero o equivocaciones. La distribución de estos errores responde a un modelo estadístico probabilístico conoci- do como Ley Normal o Ley de Gauss que nos permite definir la tolerancia en función de la calidad necesaria de las mediciones a efectuar. La Tolerancia es el error máximo que estaremos dispuestos a aceptar para que la medición cumpla con el objetivo que se ha realizado. Si este error no se rebasa, consideramos que la medición es correcta. En la práctica, es muy común consi- derar a la tolerancia como el doble del error residual de una medición. Por ello es que a los fines prácticos, consideramos que habiéndose definido la precisión o exactitud necesaria para un trabajo definimos como tolerancia el doble del error posible con esa precisión y ese es el criterio que adoptaremos en nuestros trabajos. Por ejemplo: queremos medir una línea de un terreno con precisión necesaria para una mensura de un terreno urbano. Sabemos que la precisión necesaria para este tipo de trabajo nos exige trabajar al centímetro en longitudes de 100 metros, por lo que la tole- rancia será de dos centímetros. Si medimos una longitud de 96,85 metros en ida y 96,87 en la medición de vuelta, asu- mimos que la medición fue realizada correctamente. En este caso el valor más probable de la línea es el promedio de las mediciones: 96,86 metros. El error aparente es de 1 centímetro y el error de cierre es de 2 centímetros. El mismo tipo de cálculo corresponde hacer cuando hacemos cualquier medición, salvo excepciones muy definidas. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 2 0 anotaciones ESCALA Supongamos que se nos pide el dibujo de un objeto que mide 1,00 X 2,00 metros. Evi- dentemente, el tamaño a que ejecutaremos el dibujo no ha de ser el real, pues resultaría demasiado grande, por lo tanto será necesario reducirlo proporcionalmente, recurriendo al procedimiento conocido como dibujo en escala. Si trazamos una estructura cuyas dimensiones se dan en metros, adoptaremos una parte proporcionar de éstos, que los reemplazarán en el dibujo en escala. Para determinar la Proporción que debe utilizarse, han de tenerse en cuenta las siguien- tes condiciones: * Las dimensiones del papel. * El tamaño del total o parte del edificio a dibujarse. * La claridad del dibujo reducido en relación con la cantidad de detalles que deben consignarse. Esta última condición es muy importante, ya que el dibujante no podrá concretar con claridad todos los detalles del objeto, si hace el diseño demasiado reducido. Cada especialidad del dibujo técnico tiene sus escalas adecuadas y no es conveniente apartarse de ellas. En el dibujo arquitectónico sólo se emplean las indicadas en el cua- dro que figura en la página siguiente. La escala 1 en 100 es la más utilizada en el dibujo de arquitectura, debido a la comodi- dad que significa el uso directo del doble o triple decímetro, considerando las separa- ciones de cada centímetro como si fuesen metros reales. También se emplea a menudo la de 1 en 50, llamada impropiamente ‘‘escala doble’‘, por obtenerse tomando el doble de las dimensiones que corresponderían en escala de 1 en 100. La escala 1 en 25 se utiliza muy poco en los dibujos de planos de edificios, debido a la di- ficultad de transportar dimensiones dadas en esta escala con el doble o triple decímetro. La escala 1 en 2 jamás debe emplearse en un dibujo técnico. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 2 1 anotaciones Otras escalas a saber son las 1=10000, 1=50000 que se utilizan para cartografía a nivel Urbano y Rural Los mapas a gran escala definen con mayor detalle la realidad que representan que los mapas a pequeña escala. Es el caso de los mapas topográficos. Se habla de mapas a gran escala cuando la relación es hasta 1/100.000. Se utilizan para representar países, regiones o áreas poco extensas. A partir de esa cifra, podemos hablar de mapas a pequeña escala. Éstos se emplean para plasmar continentes, hemis- ferios, planisferios, etc., es decir, grandes áreas de la superficie de la tierra. Estas escalas, llamadas de proporción, indican la relación que existe entre el dibujo y el objeto original; por ejemplo, a escala de 1 en 1 00, que se indica más comúnmente 1 / 100 ó 1: 100, quiere significar que las distintas dimensiones del trazado son la centési- ma parte de las reales, y la escala 1:50 indica que el dibujo tiene un tamaño cincuenta veces menor al objeto reproducido. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 2 2 anotaciones De igual manera, si queremos representar en un dibujo en escala de 1 en 100, una distancia entre dos puntos, separados a 5 metros, debemos dividir esta cantidad por el denominador de la escala, de acuerdo con el siguiente procedimiento: 5,00 m / 100 = 0,05 m o lo que es igual, cinco centímetros. Con el mismo criterio, si en un plano hallamos la distancia de 8 cm. entre dos puntos que en el objeto real corresponde a 8 metros, es fácil establecer en qué escala ha sido dibujado, efectuando la siguiente operación: 0,08 m / 8,00 m = 8 / 800 = 1 : 1 00 Es decir, que el plano se ha diseñado en escala 1: 1 00. En caso de tener que dibujar en escala, dimensiones con fracciones de metros, el siste- ma a seguir es idéntico, debiendo únicamente tenerse especial cuidado, al hacer la divi- sión, de considerar las fracciones de centímetros, o sea, los milímetros. Por ejemplo, si trazamos en escala de 1 en 50 una longitud de 3 metros con 40 centímetros, tendremos: 3,40 m / 50 = 340 /. 5000 = 0,068m Vale decir, que en el dibujo, marcaremos una distancia de 6 cm. 8 mm (68, mm) para represen la longitud de 3,40 m. Todas estas dimensiones se toman utilizando el triple decímetro. Al comienzo, la tarea resulta ardua, pero con una práctica conveniente y bien encaminada desde el principio, se logra en poco tiempo adquirir tal destreza que es innecesario efectuar las operacio- nes, porque al familiarizarse con este instrumento, el estudiante deduce mentalmente las dimensiones en escala. No obstante, este sistema puede ser substituido por el uso de escalímetros o ‘‘escalas gráficas” que, construidas de antemano, eliminan toda operación de cálculo. La escala gráfica está constituida por una recta, sobre la que se determinan divisiones de partes iguales, correspondientes a una unidad de medida fijada según una escala de proporción. Para construir una escala gráfica de 1 en 50, por ejemplo, deben hallarse sus relaciones proporcionales: 1 / 50 = 0,10 / 5 = 0,1 / 0,50 Estas equivalencias demuestran que 50 metros reales deben ser representados en la escala por un metro; 5 metros reales, se representan por 0,10 m (diez centímetros) y medio metro real, por 0,01 m (un centímetro). Una vez determinada la escala de proporción, se marca sobre una indefinida (Fig. 1) un C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 2 3 anotaciones punto 0 (cero) a partir del cual y hacia la derecha se toma con el doble decímetro una longitud de un decímetro (10 centímetros) que se enumera con la cifra 5, puesto que, de acuerdo con las relaciones proporcionales determinadas, 10 centímetros equivalen a 5 metros reales. A continuación, esta longitud de 0 a 5 se dividen cinco partes iguales, que se enumeran correlativamente. Hecho esto, se toma a partir del 0, hacia la izquier- da, una distancia igual a las anteriores, que se dividirá a su vez en 10 partes, cada una de las cuales representará un decímetro real. Con esto tendremos construida la escala gráfica con la aproximación de un decímetro. Para dar mayor claridad a las escalas gráficas, se acostumbra trazar dos líneas paralelas debajo de las -divisiones efectuadas a partir del cero hacia la derecha. Esta parte, com- prendidos el 0 y 5 metros, recibe el nombre de escala, y la dimensión 0-1, a la izquierda del cero, se denomina ‘‘talón de la escala’‘. El empleo de las escalas gráficas es muy sencillo. En nuestro caso, supongamos que debemos determinar en el dibujo una dimensión real de 3,50 m. Para ello, se toma con el compás de puntas secas una abertura comprendida desde la división 3 m de la escala hasta la división 0,5 del talón de la misma, como puede verse en la figura 1 antes citada. En caso de necesitarse otra dimensión, debe operarse en idéntica forma, y cuando se quiera determinar una dimensión mayor dé cinco metros, se ha de transportar esta me- dida en escala tantas veces como sea necesario. También puede construirse una escala gráfica de mayor longitud, de acuerdo con los trabajos que comúnmente efectúa el dibujante, la que resultará más práctica que el transporte. Este tipo de escala gráfica se llama simple, por cuanto su aproximación es relativa, pero se considera suficiente para el dibujo de arquitectura. En caso de que fuera preciso es- tablecer- fracciones de decímetros, recurriremos a una apreciación ‘‘a ojo’‘, dividiendo lo más acertadamente posible la división correspondiente del talón de la escala.- Bibliografía: Autor José Luis Moia (1975) Dibujo Arquitec- tónico, editorial Américale PROBLEMAS C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 2 5 DEFINICIONES BÁSICAS Y OPERACIONES TRABAJO PRÁCTICO DE GABINETE PROBLEMAS RESUELTOS: TEMA: DEFINICIONES BASICAS Problema N° 1 Se midió una línea AB con cinta sobre terreno inclinado, pero uniforme y transitable. El desnivel entre los puntos extremos es de 17 m. La longitud medida fue de 171,23 m. Cuál es la distancia topográfica o verdadera? Problema N° 2 Se midió una línea AB con cinta sobre terreno inclinado, pero uniforme y transitable. El terreno forma un ángulo vertical de 11°23’. La longitud medida fue de 132,71m. Cuál es la distancia topográfica o verdadera? Problema N° 3 Se midió una línea AB con cinta en un terreno inclinado con pendiente uniforme del 9,7%. La medida tomada fue 131,47m. El terreno asciende desde A hacia B. Se pregunta: a| Cuál es el ángulo vertical que forma la línea medida con la horizontal que pasa por el punto A? b| Cuál es la distancia topográfica verdadera? c| Cuál es el desnivel entre A y B? Problema N° 4 Se debe replantear el costado AB del lote número 12 del plano de mensura de la figura mediante el uso de la cinta. El terreno está libre de obstáculos, parejo transitable y tiene una pendiente ascendiente desde A hasta B del 14 %. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 2 6 Problema N° 6 Se requiere replantear un ángulo de 50° a partir de la línea AB tomando al punto A como vértice, con el uso exclusivo de la cinta. Si se utiliza la fórmula empleada en los dos problemas anteriores tomando los dos costados iguales de 10 m, ¿Qué valor tendrá el segmento s? ¿Cómo se efectúa el replanteo? Se pregunta: a| ¿Qué longitud debe medirse sobre la superficie del terreno para efectuar el re- planteo? b| ¿Cómo se denomina a la distancia consignada en el plano? c| ¿Cómo se designa a la distancia medida sobre el terreno? Problema N° 5 La figura muestra un lote rectangular cuyos costados están constituidos por líneas in- clinadas con una pendiente del 13 %, y el frente y el fondo por líneas horizontales. Si las medidas tomadas sobre la superficie del terreno son: frente y fondo 15,00 m y los costados 32.78 m ¿Cuál es la superficie real del terreno que debe consignarse en un plano topográfico? Problema N° 7 Sobre una línea AB con obstáculo que impide la visibilidad, se requiere replantear un punto C ubicado a 10 m del punto A. (Ver croquis) Se pide: Explicar con qué criterio se trazó la recta auxiliar AM, Explicar como se obtuvo el punto P, y las distancias consigna- das en el croquis. Finalmente, calcular las distancias Xc y Yc y explicar como replantea el punto C. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 2 7 PROBLEMAS A RESOLVER Nota: El objetivo de la siguiente serie de problemas es que el alumno los desa- rrolle y pueda cotejar su respuesta con los resultados correctos. PROBLEMA 1 : Para determinar la longitud de su paso, un operador ha recorrido una línea de 104.57 m contando 137 pasos a la ida y 134 pasos a la vuelta. Posteriormente, una vez que de- terminó la longitud de su paso, procedió a medir una línea PQ, para lo cual al recorrerla contó 205 pasos. Se pregunta: a) ¿Cuál es la longitud del paso del operador? b) ¿Cuánto mide la línea PQ en metros? PROBLEMA 2: Se debe replantear el costado QB del lote 21 del plano de loteo de la figura, mediante el uso de la cinta. El terreno está libre de obstáculos, limpio y transitable y tiene una pen- diente del 12 % ascendiendo desde la calle hacia el fondo. Se pregunta: ¿Qué longitud debe medirse sobre la superficie del terreno para efectuar el replanteo? | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 2 8 PROBLEMA 3: Se debe alinear un punto C en la línea AB, la que presenta un obstáculo que impide la visibilidad entre ambos extremos, de tal modo que el punto C quede a una distancia de 12 m del punto A. Los datos obtenidos en el terreno son BB’= 16.25m y AB’=43.15m. [V ][ F ] [V ][ F ] [V ][ F ] [V ][ F ] [V ][ F ] [V ][ F ] [V ][ F ] Problema 4: Se debe replantear un ángulo de 67º30’ con el uso exclusivo de la cinta. Para ello se han decidido tomar dos segmentos ‘‘a” iguales a 15 m sobre las alineaciones que conforman el ángulo. Se pide: a) Calcular el segmento ‘‘s’ necesario para replantear el ángulo. b) Indique si son verdaderas o falsas las afirmaciones siguientes que se refieren al método de replanteo. * Deben estar replanteadaslas dos alineaciones antes de comenzar * El método no es aplicable a cualquier tipo de configuración del terreno * El terreno debe ser llano, transitable y sin visibilidad * El método es más preciso si el ángulo a replantear es mayor de 90º * Para el replanteo se requieren jalones, fichas y cinta * Se debe tener replanteada una de las alineaciones antes de comenzar * El método es más preciso si el ángulo a replantear es menor de 90º Problema 5: Se ha procedido a medir el ángulo que forman dos lados de un terreno en el vértice A. Las medidas tomadas figuran en el croquis. Se pide: a| calcular el valor en grados y minutos del ángulo. Utilizar el espacio dejado en esta hoja □ 90°00’ □ 80°44’ □ 58°13’ □ 116°25’ □ 40°22’ C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 2 9 □ Otro valor (Indicarlo)______ b| ¿Qué limitaciones tiene este método en cuanto a condiciones y morfología del terreno? Problema 6: Se requiere relevar los ángulos internos de un terreno de cuatro lados. Para ello se to- maron segmentos a= 8m en los lados del polígono y se midieron en metros las distancias ‘‘s’‘ como figura en el esquema. Calcule los ángulos relevados y deduzca el ángulo faltante (C) teniendo en cuenta la sumatoria de ángulos internos de un polígono. Problema 7: Luego de medir una línea con cinta se obtuvieron los siguientes resultados: 152,62m, 125,65m y 152,64. 1. Indique cual es la tolerancia para la medición con cinta para esa distancia. 2. cuál es el valor más probable de la medición. 3. y que tipo de errores se han cometido. Problema N°8: Debe replantearse el punto B con el uso exclusivo de la cinta. Sobre el terreno se en- cuentran materializados el punto A y la línea PQ. a| Indique como es el procedimiento que debe seguir. b| Calcule los elementos que sean necesarios | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 3 0 RESPUESTAS: TEMA: DEFINICIONES BASICAS Problema 1: Solución: Aplicando el teorema de Pitágoras se obtiene directamente: La distancia topográfica o verdadera entre dos puntos PQ es de 98,21 m. Cuál es la distancia geométrica entre esos puntos si el terreno presenta una pendiente uniforme del 14 % entre ellos? Solución: Con los datos del problema primero se calcula el desnivel, sabiendo que decir que la pendiente es del 14 % es lo mis- mo que decir que la tangente del ángulo vertical es igual a 0,14 y seguidamente se aplica el teorema de Pitágoras: Problema N° 2: Solución: Simplemente se trata de un caso de resolución de triángulo rectángulo donde se tiene la hipotenusa (distancia medida) y el ángulo que forma ésta con el lado que se quiere calcu- lar, por lo tanto: Problema N° 3: Solución: a) Si la pendiente es del 9.7 % el valor de la tangente trigonométrica del ángulo vertical es 0,097 por lo tanto: mVerdaderaDist 38.1701723.171. 22 =−= mGeomDist mverddistDesnivel 17.9975.1321.98. 75.1314.021,98tan.. 22 =+= =×== α mVerdaderaDist 10,130´2311cos.71,132. =°= ´325097.0tg.arc °==α b) La distancia topográfica verdadera se calcula en forma idéntica al problema anterior o sea c) El desnivel resulta Problema N° 4 Solución: a) En el plano de mensura se consigna la distancia topográfica, verdadera u horizontal. Por lo tanto para realizar el replanteo deberá medirse sobre el terreno la distancia inclinada correspondiente a la pendiente del mismo. Se comienza por calcular el desnivel con los datos del problema y luego la distancia mediante la aplicación del teorema de Pitágoras b) La distancia consignada en el plano se denomina ver- dadera, horizontal o topográfica c) La distancia medida sobre el terreno con pendiente uniforme se denomina geométrica. Problema N° 5 Solución: De acuerdo a los conceptos y definiciones básicos de la ma- teria, la superficie del terreno es la proyección de la super- ficie natural sobre un plano horizontal de referencia. Con- cretamente en este caso, será la proyección de la superficie formada por los puntos A,B,C y D sobre un plano horizontal, en este caso, el que pasa por la línea del frente (horizontal). Por lo tanto hay que proyectar las medidas tomadas sobre el terreno (costados) sobre la superficie horizontal o sea: mVerdaderaDist 86,130´325cos.47,131. =°= mGeomDist mverddistDesnivel 44,4530,600,45. 30,614.000,45tan.. 22 =+= =×== α ²60,487'247cos.78.3200.15'24713.0 mSuptan =°×=∴°=⇒= αα C A P ITU L O 1: R E S P U E S TA S 3 1 Problema N° 6 Solución: Debe aplicarse la fórmula en la cual reemplazando con los datos del problema se ob- tiene: s=2x10. sen( 50/2) = 8.45 m En el terreno se encuentran materializados únicamente los puntos A y B. El replanteo se efectúa partiendo del vértice A, se miden los 10 m en dirección a B fijando el punto 1. Luego, tomando desde A la misma medida de 10 m y desde 1 la medida de 8.45m obtenida en el cálculo. Donde Problema N° 7 Solución: La recta auxiliar AM se traza partiendo del punto A lo más próximo posible al obstáculo y con la condición que sea transitable y exista visibilidad. El punto P se obtiene bajando una perpendicular desde el punto B a la línea AM mediante el uso de una escuadra prismática. Las distancias BP y AP se miden con cinta. El cálculo de Xc e Yc se realiza sobre la base de que los triángulos ABP y el formado por la línea AC, Yc y Xc son semejantes y por lo tanto sus lados son proporcionales. Primero se calcula la longitud de AB, para ello se aplica el teorema de Pitágoras, o sea Luego, sabiendo que AC debe ser igual a 10 m, hacemos: AC/AB=Xc/AP de donde: Xc=(ACxAP)/AB y del mismo modo Yc=(ACxBP)/AB resultando los valores Xc=9,27 m; Yc=3,75 m. PROBLEMAS A RESOLVER PROBLEMA 1: Respuesta: a) 0.77 m; b) 157,9 m. PROBLEMA 2: Respuesta: 36,08 m PROBLEMA 3: Respuesta: AC’= 11,23m; C’C= 4,23m.- 2 sen..2 αas = 2 CAPITULO Planimetria Replanteo de curvas circulares Ejercicios de planimetria | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 3 4 anotaciones OPERACIONES DE PLANIMETRIA SENCILLA OBJETIVOS: • Conocer las definiciones y conceptos básicos de la topografía como punto de partida para la interpretación del contenido de toda la materia. • Conocer los fundamentos y el uso del instrumental sencillo. • Aplicar estos conceptos a problemas concretos relacionados con la tarea del Arquitecto en la etapa de estudio, proyecto y ejecución de obras (Levantamientos, re- planteos, certificaciones, etc.) Se entiende por Planimetría a la parte de la Topografía que estudia los métodos e instru- mentos necesarios para obtener la proyección de los puntos de la superficie del terreno sobre un plano horizontal, independientemente de la altura de dichos puntos sobre el plano horizontal de comparación. Ese entiende por Planimetría Sencilla, a aquella que se realiza utilizando instrumental sencillo (y por ende de reducido costo) tal como cintas, escuadras, fichas, jalones, etc. INSTRUMENTAL EN PLANIMETRIA SENCILLA Los instrumentos a usar en planimetría sencilla son básicamente los siguientes: 1| Jalones 2| Cintas y ruletas 3| Reglón 4| Fichas 5| Escuadra prismática 6| Instrumental auxiliar: nivel de albañil, plomada, eclímetro, brújula 1| Los jalones son bastones rectos de unos 2.50 metros de longitud, (o mas cortos que permiten su prolongación uniéndose uno con otro) con un diámetro de 3 a 5 centímetros hechos en madera o acero, con sección circular u octogonal. En su extremo inferior llevan una punta de hierro (azuche) para facilitar su hincamiento en el terreno. Están pintados de franjas alternativas de colores blanco y naranja, para facilitar su visibilidad. Se los emplea para demarcar los extremos de las líneas a medir o materializar puntos intermedios en las líneas. Su función es demarcar puntos en el terreno que necesitan ser visibles a cierta distancia- C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 3 5 anotaciones2| Las ruletas y cintas se denominan así por el sistema de recuperación en su caja de guardado, de donde nunca salen totalmente (salvo las antiguas cintas de acero). Las ruletas y las nuevas cintas de fibra de vidrio nunca salen totalmente de su estuche. Las antiguas cintas de acero son totalmente desmontables. Su longitud es de 1,2, 3,5, 10, 25, 30 y 50 metros. Están divididas en centímetros y a veces en milímetros y a veces también tienen las medidas en el sistema ingles (pulgadas y fracción, pies). Tradicionalmente se han fabricado de acero pero las actuales se hacen de fibra de vidrio. 3| Reglón: es un instrumento de medición de líneas rígido, generalmente plegable, con una longitud total generalmente de 4 a 6 metros, que se utiliza para medición de terrenos inclinados. También esta dividido en centímetros. Generalmente es de madera o de aluminio 4| Una ficha es una varilla de acero con uno de sus extremos aguzado y el otro termi-nado en forma de anillo. Sus dimensiones son: largo 30 a 40 centímetros; diámetro 4 a 5mm Un juego consta de 11 fichas y dos aros porta-fichas o llaveros. 5| Escuadra prismática: Las escuadras son elementos sencillos llamados de ángulo fijo, pues permiten determinar ángulos de 90º o 180º sexagesimales. Nosotros ve- remos en detalle la escuadra prismática que es la de uso más común. 6| El nivel de albañil es un instrumento que nos permite definir líneas horizontales o verticales que necesitamos para nuestras mediciones. Su precisión esta en función de la calidad del nivel de burbuja que tiene incorporado. La plomada es un elemento de uso común en albañilería y en topografía se lo usa para verificar la verticalidad o centrado de un instrumento. El eclímetro es un instrumento que nos permite medir ángulos verticales con una pre- cisión tal que nos permite calcular distancias horizontales o topográficas a partir de la medición de líneas inclinadas. Es un instrumento manual y se utiliza para mediciones de distancias cortas, donde se disminuye la influencia del error. Básicamente consta de un transportador de ángulos que se usa verticalmente, tiene un nivel de burbuja para definir su horizontalidad y tiene una mira para hacer el apunte de la inclinación que nos permite la lectura del ángulo vertical. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 3 6 anotaciones PROCEDIMIENTOS DE CAMPO SEñALAMIENTO DE LOS PUNTOS En todo trabajo topográfico los puntos objeto de un levantamiento deben estar materia- lizados en el terreno ya sea por elementos naturales (alambrados, muros, cercos, etc.) o artificiales colocados previamente al levantamiento o al finalizar un replanteo, siendo estos estacas o mojones, de distintos materiales, tanto de madera, hierro u hormigón. OPERACIONES AUXILIARES Se entiende por operaciones auxiliares a aquellas que se realizan previamente al levan- tamiento, con el objeto de posibilitar las mediciones. ALINEACIONES A SIMPLE VISTA. Las alineaciones a simple vista se realizan con el uso de jalones y tienen por objeto realizar las siguientes tareas (ver ref. 1, Cáp. 2) a| Intercalación de puntos. b| Prolongación de líneas. c| Intersección de líneas. Para mayor detalle reco- mendamos la consulta del siguiente link: www.runco.com.ar/productos Un caso usual de intercalación de puntos se da cuando una elevación del terreno impide la visibilidad entre los extremos de la línea. Si desde dos puntos (A y E) situados sobre la elevación es posible ver ambos extremos, podrá procederse por aproximaciones suce- C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 3 7 anotaciones sivas según se indica en la figura (planta) comenzando desde el punto A corrigiendo la posición de E u luego desde E corrigiendo la posición de A hasta que luego de proceder varias veces así, los cuatro puntos quedarán alineados. MEDICIÓN DE LÍNEAS CON CINTA 1| MEDICIÓN EN TERRENO LLANO: favorable y sin pendiente. Distancia entre a y B = ∑ l + r (l=mediciones de 5m r=resto) Forma de colocar la agarradera Si la distancia a medir es mayor a 300m, se deben intercalar jalones. Las líneas se consignan en m pero al cm. Ej. 14,52 m 1 cintada = 50m 10 cintadas = 1 tirada = 500m 2| MEDICIÓN EN TERRENO ‘‘LLANO’‘: con pendiente uniforme. Se mide L y luego se calcula Lo: a| midiendo el ángulo a b| calculando el desnivel h Si tengo el dato de la pendiente, calculo la tangente de a dividiendo la pendiente por 100. Luego procedo a calcular el cateto adyacente, sabiendo que Adyacente (Lo) = Coseno x Hipotenusa (L) | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 3 8 anotaciones 3| MEDICIÓN EN TERRENO ACCIDENTADO: resaltos horizontales. Se hace con reglones de 6 m Son biselados para facilitar su acople Son de sección ovalada para que no se deslicen Son dos mitades por juego Se necesitan tres operadores C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 3 9 anotaciones Planilla de medición de líneas con cinta == promediopasosNum linealadelongitud promediopasodelLongitud . MEDICIÓN A PASOS Objetivo: La medición a pasos tiene como finalidad realizar los croquis preliminares al Trabajo Topográfico, o bien para tener idea aproximada de dimensiones lineales. Para poder efectuar una medición a pasos, es necesario conocer la LONGITUD DEL PASO PROMEDIO de la persona que vaya a realizar la medición. DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DEL PASO PROMEDIO Y PLANILLA Se recorrió en ida y vuelta una línea previamente medida con cinta, contándose los pasos y se obtuvo: | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 4 0 anotaciones OPERACIONES DE PLANIMETRÍA SENCILLA OPERACIONES CON CINTA I| Trazado de perpendiculares a| Levantar perpendicular: se usa el método de 3-4-5. Consiste en trazar un triángulo rectángulo cuyos catetos midan 3m. y 4 m. y la hipotenusa 5m. Estos tres números enteros consecutivos que cumplen con la regla pitagórica (La suma del cuadrado de los catetos es igual al cuadrado de la hipotenusa) 1-Para levantar una perpendicular desde C, sobre una línea dada A-B, medir desde C, 4 m y marcar el punto a 2- Medir desde el punto (a) 5 m En la dirección del punto buscado y usando la cinta métrica a modo de compás, trazar un arco 3- Medir 3 m Desde el primer punto (C) en la dirección del punto buscado y trazar otro arco En la intersección de los arcos está el punto buscado. El ángulo formado entre los lados que miden 3 y 4 m, mide 90º El lado de 3 m es perpendicular al de 4 m El ejercicio se puede realizar con múltiplos y submúltiplos de 3,4 y 5 Para marcar se usan fichas. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 4 1 anotaciones b| Bajar perpendicular: Método del Triángulo isósceles. Desde un punto tal como C, queremos bajar una perpendicular a la línea AB. Ha- ciendo centro en C con la cinta a modo de compás marcamos los puntos a y b, en la intersección del arco de la circunferencia con la alineación AB. En el punto medio del segmento a-b formado, está el pie de la perpendicular. MEDICIÓN DE UN ÁNGULO CON CINTA MÉTRICA Datos: al principio no tengo ninguno. Los voy a obtener mediante mediciones. ¿Qué debo averiguar? El ángulo 1| Medición de una distancia cualquiera (a ) desde A, sobre la dirección AB mar- cando el punto b 2| Medición de la misma distancia sobre la dirección AC marcando el punto c 3| Averiguo la magnitud del segmento s midiendo de b a c 4| Calcular el ángulo aplicando la fórmula: Planteando sen a/2 = s / 2a a= 2 arc.sen s/2a | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 4 2 anotaciones REPLANTEO DE UN ÁNGULO CON CINTA MÉTRICA Datos: el valor del ángulo, que sale del proyecto. 1| Medición de una distancia cualquiera (a ) desde A, sobre la dirección AB conoci- da marcando el punto b 2| Con el valor del ángulo y de la medición, calculo el segmento s s= 2. a .sen a 2 3| Medición desde A, de la misma distancia (a) sobre la dirección del punto busca- do. Usandola cinta métrica como compás, trazar un arco. 4| Medición desde b, de la distancia s, obtenida en el cálculo, sobre la dirección del punto buscado. Usando la cinta métrica como compás, trazar un arco. Donde ambos arcos se cortan se obtendrá el punto c buscado. Al materializar el segmento Ac, queda replanteado el ángulo. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 4 3 anotaciones ESCUADRA ÓPTICA: Son instrumentos topográficos simples que se utilizan en levantamientos de poca preci- sión para el trazado de alineaciones y perpendiculares. * Escuadras de agrimensor * Escuadras de prisma * Escuadras de doble prima ESCUADRA DE AGRIMENSOR Consta de un cilindro de bronce de unos 7 cm de alto por 7 cm de diámetro, con ranuras a 90º y 45º para el trazado de alineamientos con ángulos de 90º y 45ºentre sí. El cilindro se apoya sobre un bastón de madera que termina en forma de punta. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 4 4 anotaciones ESCUADRAS DE PRISMA Está constituida por un prisma triangular cuyo ángulo de refrac- ción es de 90º. Puede apoyarse so- bre un bastón metálico o utilizarse con plomada. ESCUADRAS DE DOBLE PRISMA (UTILIzADAS POR LA CATEDRA) Consta de dos prismas pentagona- les ajustados firmemente entre sí para asegurar visuales perpendi- culares. Se utiliza para el trazado de per- pendiculares a alineaciones defini- das por dos puntos. TABLAS DE PRECISION: 1’: 0,2cm a 10m o 1,3cm a 50m 2’: 0,6cm a 10m o 2,6cm a 50m 3’: 0,9cm a 10m o 3,9cm a 50m C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 4 5 anotaciones OPERACIONES CON ESCUADRA 1| TRAzADO DE PERPENDICULARES A- LEVANTAR PERPENDICULAR CASO 1: Desde un punto medio El operador se ubica sobre el punto p, determinado entre la alienación AB, haciendo centro en el punto con la escuadra y alineando los jalones A y B. El ayudante desplaza el jalón C hacia derecha e izquierda hasta que el operador le indique que ve los tres jalones alineados en la escuadra. Se materializa el punto C. CASO 2: Desde un punto extremo El operador se ubica sobre el punto B, extremo de la alienación AB, haciendo centro en el punto con la escuadra y alineando con el jalón A. El ayudante desplaza el jalón C hacia derecha e izquierda hasta que el operador le indique que ve los dos jalones alineados en la escuadra. Se materializa el punto C. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 4 6 anotaciones B- BAJAR PERPENDICULAR Los tres puntos A, B y C tienen jalones. El operador se desplaza de modo perpendicular a la alineación AB, hasta alinear los dos jalones A y B. Luego se desplaza en dirección a la alineación AB hasta encontrar alineado el jalón C. realiza los ajustes necesarios hasta que los tres jalones queden alineados. Se marca el punto P con la plomada o un jalon y se materializa. 2| INTERCALAR PUNTOS El operador se desplaza de modo perpendicular sobre la alineación AB hasta encon- trar los jalones alineados. Se marca el punto P con el jalón o una plomada y se materializa. La escuadra generalmente se usa cuando las distancias son superiores al largo de la cinta. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 4 7 anotaciones OPERACIONES CON CINTA Y ESCUADRA 1| MEDICIÓN DE LINEAS EN TERRENOS CON OBSTÁCULOS A- Si el obstáculo no impide la visibilidad: ej. una laguna. Se levantan perpendiculares de A y B con la escuadra prismática y se miden sobre ellas distancias iguales, determinando los puntos a y b, sobre terreno transitable, alejado del obstáculo. Se mide a-b con la cinta. B- Si el obstáculo impide la visibilidad: ej. una edificación Se establece una alineación A’B’ auxiliar próxima a AB y en terreno transitable y con visibilidad. Se bajan perpendiculares desde A y B a esta línea auxiliar usando la escuadra prismática. Luego con la cinta se miden las distancias AA’ y BB’. Se prolongan las mismas distancias quedando determinados los puntos CD Los cuales también deben quedar materializados en zona transitables para poder medir la línea. Siendo AB igual a ab se procede a medir la distancia de ab. 2 | INTERCALACIÓN DE PUNTOS CUANDO HAY OBSTÁCULOS ENTRE A Y B’ | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 4 8 anotaciones quedando formado el triángulo App’ 7- Por semejanza de triángulos, voy a calcular Xp, ya que, los triángulos ABB’ y App’ van a tener los mismos ángulos y la misma proporción de sus lados. Puedo establecer la siguiente comparación: Ap = Xp Entonces: Xp= Ap.AB’ AB AB’ AB 8- Mido con la ruleta la distancia Xp desde A sobre la línea AB’ y materializo el punto p’ 9- Desde p’ levanto una perpendicular a AB’ usando la escuadra prismática 10- Calculo y mido Yp de la misma manera, materializando el punto p Se trata de intercalar entre A y B un punto p, a una distancia conocida de A 1- Trazamos una alineación auxiliar AM lo más cerca posible del obstáculo, que sea transitable y que tenga visibilidad. 2- Luego bajamos una perpendicular usando la escuadra desde B a la auxiliar y obtenemos el punto B’. 3- Queda formado el triángulo ABB’. 4- Procedemos a medir los catetos del triángulo, que son las distancias AB’ y BB’ con la cinta 5- Calculo la hipotenusa del triángulo, que es longitud AB mediante la fórmula de Pitágoras. 6- Ahora: si considero la recta AB’, como eje de abscisas de un sistema de coorde- nadas con origen en A, al punto p, le va a corresponder las coordenadas Xp e Yp , C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 4 9 anotaciones EJEMPLO DE INTERCALCIÓN CON MÁS PUNTOS a| Para intercalar jalones tales como a, b y c trazamos una alineación auxiliar AB’ b| Luego bajamos una perpendicular usando la escuadra desde Ba B’. c| Queda formado el triángulo ABB’. Se procede a medir con cinta los catetos r y s d| Si consideramos la recta aB’ como eje de abscisas con origen en A podemos trazar por semejanza de triángulos cualquier coordenada Xi Yi. Entre cualquiera de estas y los valores de los catetos r y s, existe la relación: Yi = s Xi r e| Fijando las abscisas de los puntos a intercalar, es posible calcular las correspon- dientes ordenadas f| Utilizando la cinta materializamos a’b’c’ y desde ellos usando la escuadra levan- tamos perpendiculares a la línea AB’ g| Sobre estas perpendiculares calculamos y medimos las ordenadas e intercala- mos los puntos a,b,c | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 5 0 anotaciones REPLANTEO DE ÁNGULOS (LLEVAR EL PROYECTO AL TERRENO) Dato: a 1. Se procede a medir sobre A-B una cierta distancia X. 2. En su extremo se levanta una perpendicular con la escuadra. 3. Se calcula la distancia y por y = tga.X 4. Se marca la distancia y se materializa el punto p’ La dirección Ap’ con Ap, determina el ángulo. (Si el ángulo a replantear fuera de 90º se concluiría en el punto 2) REPLANTEO DE ÁNGULOS > A 45º O CERCANO A LOS 90º En el caso que deba replantear un ángulo > de 45º o cercano a los 90º, se procede a medir el ángulo complementario 90º - a. (Será más exacto mientras menor sea el ángulo, de lo contrario la distancia ‘‘y” sería demasiado larga). Se levanta una perpendicular, AB desde el punto A. Se mide una distancia X y luego se procede de la misma forma. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 5 1 anotaciones MEDICIÓN DE ÁNGULOS (RELEVAMIENTOS) Tengo que averiguar el ángulo a existente Se procede a medir sobre A-B una cierta distancia X. En su extremo se levanta una perpendicular con la escuadra, y luego se determina la intersección de ella con la dirección AC. (Es importante hacer una correcta intersección entre las dos alineaciones. Se realiza con el jalón. Se mide la distancia y Se calcula el ángulo por a = arc.tg Y X | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 5 2 anotaciones LEVANTAMIENTO DE DETALLES Objetivo: Realizarun plano a escala que contenga todos los detalles líneas de interés para algún fin determinado. El terreno debe ser horizontal con visibilidad y transitable. Instrumental utilizado: Jalones, cinta de 50m, escuadra prismática, ruleta de 20 – 30m., fichas, plomada. Procedimiento: Las figuras siguientes (1 y 2) muestran la forma de realizar el levantamiento de los deta- lles planimétrico. La figura 1 ilustra cómo hacer la localización de detalles por distancias y normales desde una línea de referencia… La casa abcdea está unida a la línea de referencia AB por medio de normales a ésta. La forma del edificio requiere que se determinen sólo dos esquinas principales, como la a y la b, pero la esquina c también se fijó como verificación. Todos los lados de la casa se miden. La localización del granero puede hacerse por medio de mediciones lineales desde la casa, como se muestra en la figura. Es conveniente realizar mediciones redun- dantes, por ejemplo, determinar cada esquina mediante dos distancias, para que sirva como comprobación La localización de la segunda casa qrstq en la figura 1, ilustra otro método práctico de mapeo que usa distancias desde una línea de referencia. Aquí se registran las estacio- nes y los puntos en que las prolongaciones de las líneas de parámetros intersecan la línea de referencia. También se registran las distancias desde la línea de referencia, medidas a lo largo de las líneas prolongadas. En la figura 2 se ilustra la localización de un arroyo usando el método de las normales a una línea de referencia. Se miden, a ciertos intervalos a lo largo de esta línea, nor- males al borde del arroyo. Estas normales se pueden medir a intervalos regulares o a distancias que permitan considerar la línea curva del arroyo como una línea recta entre normales contiguas. Para los ejemplos de las figuras 1 y 2, todas las mediciones se pueden mostrar sobre un croquis en la libreta de campo. El ángulo recto se puede medir con escuadra prismática o con cinta. Alternativamente, la perpendicular puede establecerse en forma aproximada estando de pie sobre la línea de referencia, extendiendo los brazos en direcciones opuestas sobre la línea y luego juntando las palmas de las manos con los brazos extendidos frente al cuerpo. BIBLIOGRAFIA Ref. 1: WHITE, Nicolás; ‘‘Cla- ses de Topografía’‘; Ref. 2: WOLF, Paul R; BRINKER, Russe- ll C; ‘‘Topografía’‘ C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 5 3 anotaciones | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 5 4 anotaciones CROQUIS DE LEVANTAMIENTO Nota a los alumnos: Observar en el siguiente croquis la forma de acotar las distancias y los signos Topográficos utilizados. 1- Determinar escala del plano; 2- Completar el segmento 4-3; 3- Determinar la superficie de la Edificación; 4- Determinar la superficie del lote. CALLE GUADALUPE C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 5 5 anotaciones PLANO ESCALA 1 TRABAJO EN CAMPO 1. Determinar un lote (cuadrilátero) (No más de 50 m X 25 m) 2. Demarcar una línea auxiliar cualquiera intercalando los puntos A y B (Este será el eje del relevamiento) 3. Bajar dos perpendiculares a AB 4. Medir los ángulos 5. Caminar ida y vuelta una distancia medida para calcular los pasos (Mejor sobre el lateral más largo) 6. Medir todas las distancias posibles 7. Medir diagonales para comprobación posterior de ángulos. 8. Referenciar línea auxiliar a los puntos del lote. 9. Marcar distancias parciales y progresivas. 10. Realizar croquis de campo 11. Pasar croquis en limpio a escala 1:250 12. La sumatoria de ángulos debería dar 360º, pero en virtud de las imprecisiones en el trabajo, no dará el resultado exacto. La diferencia, que pueden ser en más o en menos deberá ser repartida en los cuatro ángulos o adicionarse al ángulo mayor. 13. Para hablar de un trabajo preciso, no deberíamos tener una diferencia mayor a 1 minuto en la medición de ángulos. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 5 6 anotaciones MEDICIÓN DE OBRA DE ARQUITECTURA (RELEVAMIENTO) 1-La tarea se realiza para confeccionar planos para regularizar la situación de obras que no lo tienen. 2-Confeccionar planos conforme a obra: de edificios que tienen plano de proyecto aprobado pero que han sufrido modificaciones 3-realizar cómputos métricos para tasaciones, determinación de daños, liquidación de medianerías, 4-Realizar ampliaciones o modificaciones de obra. La medición de obra implica, el trabajo de campo y el trabajo de gabinete Las mediciones se realizan confeccionando un croquis en la obra. Los planos finales se realizan siguiendo las reglamentaciones de la entidad intervi- niente o las necesidades del proyectista. REPLANTEO Es la inversa de una operación de relevamiento. La medición que se realiza tiene por ob- jeto asentar sobre el terreno el contenido del plano de proyecto. En el replanteo primero se realiza la operación de gabinete y luego la del terreno. 1- Determinación de un eje de referencia 2- Determinación de los límites del terreno 3- Se utiliza un plano de replanteo, que contiene un sistema de referencia y todos los puntos de interés del proyecto 4- Se materializa el sistema de referencia (Puede ser un corral o caballetes) Lo im- portante es que sea firme y estable. El corral tiene la ventaja de poder marcar sobre le mismo un nivel referencial, como puede ser el de la capa aisladora. 5- Se materializan los puntos de interés. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 5 7 anotaciones Los sistemas a usar para el replanteo pueden ser: a- Distancias progresivas desde una línea base que puede ser la abscisa o la or- denada. b- Un sistema polar con un polo fuera de la zona de obra y un eje polar de referencia desde donde se comienza a girar el aparato si se utiliza un instrumento de medición de ángulos como nivel de anteojo o teodolito. c- INSTRUMENTAL SENCILLO | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 5 8 anotaciones REPLANTEO DE CURVAS CIRCULARES CON INSTRUMENTAL TOPOGRÁFICO SENCILLO Objetivo: Realizar el replanteo de curvas circulares mediante el uso de instrumental sencillo para su aplicación en obras de arquitectura. Instrumental necesario: Cinta métrica (50m); Ruleta (20 – 30m); Fichas; Jalones; Es- cuadra prismática (según método a utilizar). GENERALIDADES: En numerosas oportunidades aparecen curvas circulares formando partes más o menos significativas de proyectos de arquitectura de distintas magnitudes. Un ejemplo: la Esta- ción Terminal de Ómnibus de la ciudad de Córdoba, loteos nuevos. Entre los métodos posibles de replanteo, aparecen a aquellos que recurren a instrumen- tos de precisión (Ej.: Método de los ángulos de deflexión con el uso de Teodolito) que no son objeto de este curso, y los métodos sencillos que permiten la solución de un gran nú- mero de casos de replanteo de curvas en obras pequeñas o con condiciones favorables. En un proyecto las curvas surgen como la unión de dos alineaciones rectas, o eventual- mente como la continuación de otra curva. En el plano de proyecto de una obra de arquitectura a ser replanteada, la curva circular deberá figurar al menos con dos de sus tres parámetros fundamentales (longitud de la curva [L], radio [R] y ángulo central [Ø]) y deberán figurar perfectamente definidas y acotadas las alineaciones rectas que son enlazadas por la curva. Como se entiende, la curva a replantear ya debe haber sido definida perfectamente por el proyectista a través de sus parámetros. El Replanto o trazado de las curvas circulares tiene por objeto llevar los datos consigna- dos en el plano de proyecto al terreno. Hay distintos métodos para trazar sobre el terreno una curva. Según sea el método elegido serán las variables de los elementos de medición a utilizar. Aclaremos que son métodos simples a trazar en obra con el instrumental disponible y ligado a la longitud máxima de la cinta que es de 50metros.Los métodos a utilizar son: • De los cuartos de la flecha.• Ordenada sobre la cuerda. • Ordenada sobre la tangente. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 5 9 anotaciones METODO DE LOS CUARTOS DE LA FLECHA Este método permite marcar puntos de la curva circular sin necesidad de fijar la posi- ción del centro, lo que hace posible el replanteo cuando este es inaccesible o existen obstáculos y resolver algunos casos de radios de curvas mayores. Las limitaciones del método están en relación con la longitud de la curva y no con el radio de la misma. El terreno debe ser horizontal y transitable. Para realizar el replanteo parte de tener señalado en el terreno el vértice de la curva y dos puntos A y B sobre cada una de las alineaciones rectas. (Ver Fig. elementos de una curva circular). Si no se conoce el ángulo en el vértice (a) se procede a medirlo con cinta o ruleta (según se vio en “Operaciones de Planimetría sencilla”); Si no existe una de las alineaciones, se procede esta vez, replanteando el ángulo con cinta o ruleta a partir del vértice y contando con la otra alineación. Si el ángulo en el vértice (a) fuese grande, es decir cercano a 180°, puede medirse (o replantearse) su suplemento, como se verá en alguno de los ejemplos más adelante. Para marcar los puntos inicio de curvas P.C. y final de curva F.C. es necesario previamen- te conocer la tangente T de la curva que se calcula mediante: Luego se mide la cuerda C con la cinta y sobre la perpendicular trazada por el punto me- dio, en dirección al vértice V de la curva, con la medida de la flecha que ese calcula con: Se marca el punto medio de la curva M. a continuación se mide la cuerda que resulta entre el punto M y el P.C. en el punto medio se levanta una perpendicular y con la medida de f/4 (de aquí el nombre de los cuartos de la flecha) se marca un punto que pertenece a la curva (Punto 1). Del mismo modo se procede entre el punto M y el punto F.C. poste- riormente se mide la cuerda entre el punto 1 y P.C., se levanta una perpendicular por su punto medio y con la, medida de f/16 se marca otro punto que pertenece a la curva. De esta manera se va “rellenando” con puntos pertenecientes a la curva. Ejemplo 1: Realizar el replanteo de una curva circular de 130m de radio, cuyo ángulo central es de 20° 00´ por el método de los cuartos de la flecha. Se encuentran materia- lizadas las alineaciones rectas del terreno. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 6 0 anotaciones En primer término se calcula la longitud de las tangentes: Luego, se calcula, o directamente se mide en el terreno, después de haber marcado los puntos P.C. y F.C, la longitud de la cuerda: Sobre una perpendicular levantada desde el punto medio de la cuerda, (que en este caso pasara por el vértice de la curva) se lleva la longitud de la flecha: Que permite marcar el punto medio de la curva. Luego se procede como se indicó más arriba tomando los valores f/4 = 0,49m y f/6 = 0,12m para tener más puntos sobre la curva. ESQUEMA GENERAL C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 6 1 anotaciones CUARTOS DE LA FLECHA ORDENADA SOBRE LA CUERDA | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 6 2 anotaciones Estos procedimiento son muy sencillo de desarrollar en programas de vectorizado como Autocad, donde sobre el mismo proyecto se puede dibujar el método a utilizar, obtener esos datos del Soft, acotando sobre la tangente o la cuerda dividiendo en partes igua- les y levantando perpendiculares hasta la posición donde pasara la curva, y luego por medio de levantamientos con cinta y escuadra pueden replantearlo en obra, recordando siempre que el terreno deber ser plano y transitable para dicha tarea en obra. Problema: Se deben enlazar dos alineaciones rectas que forman un ángulo poligonal de 150° con una curva circular de 40 m de longitud. Se pide: a) Calcular los elementos necesarios para efectuar el replanteo mediante los “cuartos de la flecha”. b) Indicar como hace el trabajo de campo suponiendo que las alineaciones rectas ya están materializadas mediante estacas o mojones. c) Realice un croquis del problema ORDENADA SOBRE LA TANGENTE C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 6 3 anotaciones ELEMENTOS DE UNA CURVA CIRCULAR (GRAFICO) | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 6 4 anotaciones O T V R PC Q/2 TANGENTE CURVAS CIRCULARES DEDUCCIONES DE FÓRMULAS tg = TQ 2 R tg = T Q.R 2 T = R.tg Q 2 O F R PC Q/2 CUERDA sen = Q 2 R R. Qsen = C 2 C/2 2 2 C 2.R. Qsen = C 2 C O F R PC Q/2 cosQ = 2 R FO f M f f R f = R-FO O F R Q/2 fC/2PC R.cosQ = 2 FO f = R-R.cosQ 2 f = R.(1-1.cosQ) 2 FLECHA f = R.(1-cosQ) 2 hasta acá ya se puede resolver EJERCICIOS | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 6 6 anotaciones EJERCITACIÓN: DEFINICIONES BÁSICAS Y PLANIMETRÍA SENCILLA PROBLEMA N° 1: Con la información suministrada en el dibujo indicar: a) Desnivel entre A y B. b) Distancia geométrica entre A y B c) Pendiente de la línea recta que une A con B d) Angulo vertical que determina la línea AB PROBLEMA N° 2: Una viga de madera debe cubrir una luz de 4 metros. Los apoyos A y B tienen alturas HA = 3,00 m y HB = 3,60 m. La viga debe pisar 0,30 m en cada apoyo. ¿Cuál debe ser la longitud de la pieza de madera que constituye la viga? PROBLEMA N° 3: En un plano en escala 1:750 medimos sobre el papel un segmento de 220 milímetros. ¿Cuál es la longitud en metros de dicho segmento en la realidad? PROBLEMA N° 4: Si la altura de un punto Q es de 14 m y el desnivel entre Q y otro punto P es de -2,00m ¿Cuál es la altura del punto P? C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 6 7 anotaciones PROBLEMA N° 5: Desde un hall de ingreso, cuya altura de piso es +0,30 m, parte una rampa ascendente con una pendiente del 8 % que tiene una longitud medida sobre la horizontal de 15 m ¿Cuál es la altura del punto de llegada de la rampa? PROBLEMA N° 6: ¿Cuál es la altura del punto B? los dos tramos de la escalera tienen igual contrahuella. [ ] HB = +2,00 m [ ] HB = +2,40 m [ ] HB = +2,80 m [ ] HB = +3,60 m PROBLEMA N° 7: La figura muestra un lote rectangular cuyos costados están constituidos por líneas inclina- das con una pendiente del 9 %, y el frente y el fondo por líneas horizontales. Si las medidas tomadas sobre la superficie del terreno son: frente y fondo 16 m y los costados 35.27 m ¿Cuál es la superficie real del terreno que debe consignarse en un plano topográfico? + 1,60 2, 40 A B PROBLEMA N° 8: Dibuje un esquema explicativo de la forma en que se determina la intersección de dos líneas mediante operaciones de alineación a simple vista PROBLEMA N° 9: Para determinar la longitud de su paso, un operador recorre una línea de 145,20 m de longitud entre sus extremos. En el recorrido de ida contó 180 pasos y en el de vuelta 182. ¿Cuál es la longitud del paso del operador? | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 6 8 anotaciones PROBLEMA N° 10: Luego de medir una línea con cinta se obtuvieron los siguientes resultados: 152,62m, 125,65m y 152,64. Indique cual es la tolerancia para la medición con cinta para esa distancia, cual es el valor más probable de la medición, y que tipo de errores se han cometido. PROBLEMA N° 11: Se debe replantear un ángulo de 67º30’ con el uso exclusivo de la cinta. Para ello se han decidido tomar dos segmentos “a” iguales a 15 m sobre las alineaciones que conforman el ángulo. Se pide: a) Calcular el segmento “s” necesario para replantear el ángulo. b) Realice un croquis del problema. c) Indique si son verdaderas o falsas las afirmaciones siguientes que se refieren al método de replanteo. - Deben estar replanteadas las dos alineaciones antes de comenzar [ V ] [ F - El método no es aplicable a cualquier tipo de configuracióndel terreno [ V ] [ F ] - El terreno debe ser llano, transitable y sin visibilidad [ V ] [ F ] - El método es más preciso si el ángulo a replantear es mayor de 90º [ V ] [ F ] - Para el replanteo se requieren jalones, fichas y cinta [ V ] [ F ] - Se debe tener replanteada una de las alineaciones antes de comenzar [ V ] [ F ] - El método es más preciso si el ángulo a replantear es menor de 90º [ V ] [ F ] PROBLEMA N° 12: Se requiere relevar los ángulos internos de un terreno de cuatro lados. Para ello se tomaron segmentos a= 8m en los lados del polígono y se midieron en metros las distancias “s” como figura en el esquema. Calcule los ángulos relevados y deduzca el ángulo faltante (C) teniendo en cuenta la sumatoria de ángulos internos de un polígono. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 6 9 anotaciones PROBLEMA N° 13: Sobre una línea AB con obstáculo que impide la visibilidad, se requiere replantear un punto C ubicado a 15 metros del punto A. (Ver croquis). Se han medido las distancias BM y AM obteniéndose 25 y 98 metros respectivamente. Se pide a) calcular las distancias Xc y Yc. b) Indicar Verdadero o Falso, según corresponda a los pasos que deben ser realizados en el campo: Operación VF Fijar el punto C y bajar una perpendicular a AJ Levantar la perpendicular BM Bajar una perpendicular desde B a AJ El primer paso es poner jaones en A; C; B; M; J Bajar finalmente una perpenducular dede C a AM A la distancia "x" de A se levanta una perpendicular El primer paso es poner jaones en A; B; J 3 CAPITULO Altimetría Corrección de niveles Ejercicios de altimetría | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 7 2 ALTIMETRÍA CONCEPTOS FUNDAMENTALES Se entiende por Altimetría a la parte de la Topografía que estudia los métodos e instru- mentos para determinar la altura de los puntos de la superficie terrestre sobre un plano horizontal de comparación. Se entiende por altura la distancia, medida sobre la vertical, (HA) entre un punto del terreno (A) y un plano horizontal de comparación (PC). Si el plano de comparación es el nivel medio del mar, se denominará altura absoluta. Se entiende por desnivel entre dos puntos a la diferencia entre las alturas de dichos puntos. Nivelación: es el procedimiento para la determinación de desniveles, y según el instru- mental empleado se clasifica en: Geométrica: Se utiliza el nivel de anteojo y la mira de nivelación. Recibe este nom- bre por determinarse el desnivel en base a diferencias de magnitudes entre segmentos geométricos. Trigonométrica: Se utiliza el teodolito, se miden ángulos verticales y distancias y el desnivel se determina en base a cálculos trigonométricos. Barométrica: El desnivel se determina en base a las variaciones de la presión atmos- férica con la altura. Se utiliza el barómetro. Sistemas GPS: Los equipos con sistema de posicionamiento global (GPS) permiten determinar la posición de un punto, planimétrica o altimétricamente, con una precisión hasta de décimas de milímetros (de acuerdo al instrumento utilizado), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión. El sistema GPS está constituido por 24 satélites y utiliza la trilateración para determinar en todo el globo la posición de un punto y perte- nece a Estados Unidos. La Federacion Rusa construyó un sistema similar llamado GLONASS La Unión Europea desarrolló su propio sistema de posicionamiento por satéli- te, denominado Galileo. A su vez, la República Popular China está implementando su propio sistema de navegación, el denominado Beidou. Los equipos GPS de alta presicion utilizan todos los sistemas simultaneamente para mayor exactitud C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 7 3 NIVELACIÓN GEOMÉTRICA Los instrumentos utilizados para la nivelación geométrica son: Nivel sencillo o de plano Nivel sencillo mejorado o de inclinación Nivel automático (Digital u Óptico) Nivel Laser DESCRIPCIÓN DEL INSTRUMENTO NIVEL O NIVEL DE ANTEOJO O ALTIMETRO Básicamente, el aparato es un anteojo. Un conjunto de lentes ubicados dentro de un tubo Objetivo: una serie de lentes por donde entra la imagen. Retículo: es un cristal con dos ejes: uno horizontal y otro vertical como minimo. Son dos líneas grabadas en la lente del cristal. El punto de encuentro constituye el centro del retículo. Junto con el centro del objetivo determina el eje visual o eje de colimación del anteojo. Ademas tiene los hilos estadimetricos. Ocular: tiene una lupa y un anillo que acomoda nuestra vista al retículo. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 7 4 Foco (o lente de enfoque): es una lente para focusar y poder ver a diferentes dis- tancias. Se maneja con un tornillo micrométrico. El foco logra que la imagen se forme dentro del anteojo. En este caso se dice que la imagen está focusada. Si la imagen no es correctamente focusada, se puede formar por delante o por detrás del plano del retículo. En este caso hay error de “paralaje”. CORTE DE UN NIVEL DE ANTEOJO Gk 23 EJE DE COLIMACIÓN EJE DEL NIVEL NIVEL TUBULAR C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 7 5 TIPOS DE NIVELES: Sencillo: tiene un nivel esférico, que se nivela groseramente y me da el plano horizontal. Tiene además un nivel tubular que se comanda después y me da la horizontalidad de la línea que estoy mirando. Cada vez que se gira el nivel, es necesario calar. Sencillo mejorado: es un nivel sencillo pero que permite pequeños movimientos ver- ticales que ayuda a su estacionamiento. Automático: la óptica del tubo tiene un compensador optico. Basta con nivelar el esfé- rico y automáticamente queda nivelado el tubular. Para que el compensador funcione no debe haber una diferencia mayor a 10`en la inclinación del anteojo. De ahí la necesidad de una nivelación grosera con el nivel esférico. LOS NIVELES (BURBUJAS) SON DOS: Nivel esférico: casquete esférico lleno de líquido y con una burbuja de aire. Tiene una sensibilidad de 20” se usa para nivelar planos horizontales. Nivel tubular: toro de revolución. Tiene una sensibilidad de 5” a 10”. Se usa para nivelar líneas horizontales CURVATURA LONGITUDINAL | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 7 6 La sensibilidad: es la precisión del nivel. Crece a medida que crece el radio, o cuando menor es el ángulo. Un nivel de albañil tiene un radio de 2m, uno de topografía de 80m. La sensibilidad se clasifica en: Grosera = 2` Mediana = 20” Fina = 5” y 15” Si el nivel lleva graduación, el centro del mismo (N) es el punto normal. Sensibilidad del nivel es el ángulo determinado por dos posiciones sucesi¬vas del eje del nivel, cuando la burbuja se desplaza una división (2 mm) (Fig. 46). Sensibilidad Sentido de giro del nivel La sensibilidad del nivel es el parámetro utilizado para caracterizar a los niveles. La precisión del nivel está relacionada en forma inversamente proporcjonal con la sensibi- lidad. Es decir, a menor sensibilidad, mayor precisión y viceversa. Calar el nivel: es colocar la burbuja en posición simétrica con respecto al punto normal. La base del nivel tiene tres tornillos que se llaman Calantes. El anteojo se coloca para- lelo a dos tornillos, se nivela y luego. Con el tercer tornillo se nivela transversalmente Lecturas en la mira: Se utiliza para esto un elemento graduado llamado mira. La mira se usa para leer valores de segmentos geométricos y para leer el corte de mira. Las hay comunes. Puede ser de madera o aluminio. Y de precisión, en las que el material donde está la graduación se llama Invar. Tiene un coeficiente de dilatación despreciable (un millonésimo por c/GºCº) Hay para lectura inversa y de lectura derecha (Más común hoy), se leen cuatro números. Los dos primeros están escritos en la mira y designan metros y decímetros. Los cm. se leen contando las “patitas” de las E y los mm se estiman. Se fija una dimensión para la mensura (metros, decímetros, centímetros,milímetros), y de acuerdo a ello se fija la ubicación de la coma en la lectura. La lectura del hilo axial horizontal es la que da la distancia que existe entre el plano horizontal y el punto donde se apoya la mira. NIVEL EN NUEVA POSICIÓN Y SU CORRESPONDIENTE EJE C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 7 7 Se debe tener en cuenta la verticalidad de la mira al momento de la lectura. Se puede verificar con plomada o con nivel de burbuja incorporado. A fin de evitar hundimientos sobre el punto se pueden colocar sobre apoyos llamados tortugas. No conviene trabajar con distancias mayores a 150m para leer al centímetro y a no más de 50m para leer al milímetro. Los hilos estadimétricos: son dos líneas horizontales por encima y por debajo del hilo axial. Se usan para medir distancias. HILOS ESTADIMÉTRICOS SUPERIOR E INFERIOR Corte de mira: es la distancia vertical medida sobre una mira en posición vertical, entre los hilos estadimétricos superior e inferior. Como la distancia de cada hilo estadimétrico es igual con respecto al hilo axial, se puede calcular el corte de mira aún sin tener una de las lecturas de uno de los hilos estadimétricos. Cálculo de distancia estadimetrica: el aparato tiene dos constantes: C1 y C2 que refieren a la relación entre las distancias marcadas en el gráfico. C1 por fabricación es igual a 0 y C2 a 100. El cálculo se realiza: L=C1+C2xl Lo que es igual a C2 x l O sea 100 por el corte de mira. El resultado se da en m Lentes: Son medios transparentes limitados por dos superficies: 1 esférica y otra plana o esférica. Hay biconvexas, bicóncavas, planoconvexas, etc. Las lentes tienen dos focos y un plano principal. La imagen que pasa por dos focos no se desvía, las otras se desvían. Otra lente también invierte la posición de la imagen. En la cátedra los niveles utilizados son todos automáticos con imagen derecha (con inversión por un lente incorporado). Trípode: La base soporte del altímetro. Tres patas con azuche. Normalmente son ex- tensibles de madera o aluminio. Completa el conjunto una plataforma ubicada sobre el trípode y que constituye el elemento de unión entre el trípode y el altímetro. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 7 8 COMPROBACIÓN Y AJUSTE DEL NIVEL DE ANTEOJO Los tornillos de ajuste (del nivel esférico y del retículo) no deben desplazarse, sino cuan- do sea absolutamente necesario. Después del ajuste apretar los tornillos nuevamente. NIVEL ESFÉRICO Alinear el aparato en dirección de dos tornillos calantes de la base nivelante, calando el nivel esférico por giro de los dos tornillos calantes en sentido contrario. Girar el cuerpo del anteojo 90º y con el tercer tornillo calante, calar el nivel esférico. Girar el cuerpo del anteojo 180º eliminando una desviación de la burbuja, la mitad con el tornillo calante y la otra mitad con los tornillos de ajuste del nivel esférico. Efectuar la verificación antes de comenzar a trabajar ya que el margen del compensador está calculado para un nivel esférico ajustado. LÍNEA VISUAL Verificación por “nivelación desde el medio”. Eliminación del error de la placa reticular del anteojo en sentido vertical. Colocar la mira en el punto A y el Nivel en el punto G1. Distancia Sa=40m aproxima- damente. Hacer la lectura a1 de la mira. Colocar seguidamente la mira en el punto B, distancia Sb=40m aprox. Hacer la lectura b1 en la mira. Las diferencias de altura (a1- b1) han de considerarse exentas de error. Colocar el instrumento en el punto G2 (distancia mínima de puntería 2m). Hacer la lectura de la mira b2. Considerar esta como correcta. Calcular según ello la lectura nominal (a2). Observar ahora con el aparato la lectura a2. Si el trazo horizontal indica otro valor, en- tonces debe desplazarse la placa reticular del anteojo mediante el tornillo de ajuste, protegido por la tapa, al valor calculado. Repetir la operación a título de control. NOTA: ES INDISPENSABLE IDENTIFICAR LOS PUNTOS A Y B DE MANERA INEQUÍVOCA, CON ESTACA O “SAPOS” Y ASÍ PODER COLOCAR LA MIRA SIEMPRE SOBRE EL MISMO PUNTO. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 7 9 Ejemplo para el cálculo del valor nominal (a2): a1= 2,423 m b1= 0,936 m a1-b1= 1,487 m (desnivel entre A y B) b2= 1,462 m b2= ¿? m se debiera leer 2,949 m si esta es la lectura el instrumento está en condi- ciones de uso. DETERMINACIÓN DE DESNIVELES Objetivo: Determinar el desnivel entre dos puntos alejados entre sí en tal forma que se necesitar realizar más de una estación de nivel. En el caso del trabajo práctico de campo, los puntos estarán separados unos 120 a 150 metros. Instrumental utilizado: Nivel de Anteojo y Mira de Nivelación. Método: Se realiza la nivelación en ida y vuelta, entre los puntos extremos que de- ben encontrarse materializados (Mojón, elemento constructivo, etc.). La distancia entre las posiciones ocupadas por el nivel y la mira al realizar las lecturas hacia atrás y hacia adelante deben cumplir dos condicio- nes a saber: 1) No deben superar los 50 m de longitud para posibilitar la lectura de la mira al milímetro. 2) Deben ser lo más apro- ximadamente iguales entre sí (midiendo a pasos) para evitar la influencia de errores instrumentales. Anotación de datos: Se utilizan distin- tos modelos de planillas. Se muestran a continuación las planillas por punto y por estación. En el trabajo práctico se llenarán simultáneamente ambas para practicar su manejo, al mismo tiempo que dibujarán un croquis en planta y en vista del trabajo rea- lizado. Seguidamente, procederán al cálcu- lo de todos los valores de la planilla y a su verificación. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 8 0 Si la diferencia entre los valores obtenidos en ida y en vuelta (error de cierre de la nivela- ción) se encuentra dentro de la tolerancia (1 a 2 cm/Km, según se trate de terreno más o menos favorable respectivamente.) se adopta el valor más probable del desnivel (en este caso el promedio de los valores obtenidos en ida y en vuelta tomados como valor absoluto). MONTAJE DEL NIVEL DE ANTEOJO 1| Extienda las patas del trípode tanto como sea necesario y asegure los tornillos del mismo. 2| Coloque el trípode de tal manera que la parte superior quede lo más horizontal posible, asegurando firmemente las patas del mismo sobre el terreno. 3| Únicamente hasta este momento, coloque el instrumento sobre el trípode y asegú-relo con el tornillo central de fijación. NIVELACIÓN DEL INSTRUMENTO Una vez montado el instrumento, nivélelo guiándose con el nivel de burbuja. Gire simultáneamente dos de los tornillos en sentido opuesto. El dedo índice de su mano derecha indica la dirección en que debe mover la burbuja del nivel. AHORA, GIRE EL TERCER TORNILLO PARA CENTRAR EL NIVEL DE BURBUJA. PARA REVISAR LA NIVELACIÓN, GIRE EL INSTRUMENTO 180°. Después de esto, la burbuja debe permanecer dentro del círculo. Si no es así, es necesa- rio efectuar otro ajuste (consulte el manual del usuario del instrumento, generalmente es una operación que debe realizar un experto en mantenimiento de instrumental topo- gráfico). En un nivel, el compensador efectúa automáticamente la nivelación final. El compen- sador consiste básicamente de un espejo suspendido por hilos que dirige el haz de luz C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 8 1 horizontal hacia el centro de la retícula, aún si existe un basculamiento residual en el anteojo (ilustración inferior). Si golpea ligeramente una de las patas del trípode, (siempre y cuando el nivel de burbuja esté centrado) observará cómo la línea de puntería oscila alrededor de la lectura y queda fija en el mismo punto. Esta es la forma de comprobar si el compensador puede oscilar libremente o no. El principio básico de la nivelación consiste en determinar la diferencia de altura entre dos puntos. Para eliminar los errores sistemáticos que se presentan por las condiciones atmosféri-cas o los errores residuales del eje de puntería, el instrumento deberá estar colocado en forma equidistante a los dos puntos. La diferencia de alturas se calcula a partir de la diferencia que existe entre las dos series de lecturas hacia los puntos A y B respectivamente. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 8 2 MEDICIÓN ESTADIMÉTRICA DE DISTANCIAS La retícula presenta un hilo superior y otro inferior, colocados simétricamente con res- pecto al hilo medio (cruce de retícula). El espacio entre ambos es tal, que la distancia a un punto se puede calcular multiplicando la serie de lecturas correspondiente por 100. (El diagrama es una representación esquemática). Precisión de la medición de distancia: 10 – 30 cm EJEMPLO: Lectura hilo superior: B = 1.829 Lectura hilo inferior: A = 1.603 Corte de mira (Diferencia de lecturas): C = B-A = 0.226 Distancia = 100 x C Distancia = 100 x 0.226 Distancia = 22.60m NIVELACIÓN DE UNA LÍNEA Si la distancia que separa a los puntos A y B es considerable, la diferencia de altura entre los mismos se determina nivelando tramos de 30 a 50 metros. Calcule la distancia entre el instrumento y los dos estadales: esta deberá ser la misma. 1. Coloque el instrumento en el punto S 1. 2. Coloque la mira completamente vertical en el punto A, tome la lectura de la altura y regístrela (lectura atrás R). 3. Gire el instrumento y coloque la mira en el punto 1 sobre una placa o marca en el terreno. Tome la lectura de la altura y regístrela (lectura adelante V). C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 8 3 4. Coloque el instrumento en el punto S 2 (la mira deberá permanecer sobre el punto 1). 5. Gire con cuidado la mira sobre el punto 1, de manera que mire hacia el instrumento. 6. Tome la lectura día mira y continúe con el mismo procedimiento. LA DIFERENCIA DE ALTURA ENTRE LOS PUNTOS A Y B ES IGUAL A LA SUMA DE LA LECTURA ATRÁS Y DE LA LECTURA MODELOS DE PLANILLAS PARA REGISTRO DE LOS DATOS DE CAMPO: Planilla por punto y por Estación | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 8 4 REPLANTEO DE ALTURAS DE PUNTOS Suponga que en una excavación se debe replantear el punto B a una altura H = 1.00 metro por debajo del nivel de la calle (Punto A). 1. Coloque el nivel en un punto casi equidistan- te hacia A y B. 2. Coloque la mira en el punto A y tome la lectu- ra atrás R = 1.305. 3. Coloque la mira en el punto B y tome la lectu- ra adelante V = 2.520. La diferencia h de la altura requerida para B se calcula mediante: h = V – R - H = 2.520 – 1.305 – 1.00 = +0.215 m. 4. Coloque una estaca en B y marque la altura requerida (0.215 metros sobre el nivel de terreno)._H Con otro método comúnmente empleado, la lectura de la mira se calcula previamente: V= R - _H = 1.305 - (-1.000) = 2.305 La mira se desplaza hacia arriba o hacia abajo hasta que el nivel tome la lectura necesaria. LOS PUNTOS INTERMEDIOS. Si los puntos de los que tengo que calcular la cota están muy próximos unos a otros, utilizo un plano de comparación común para tomarlos. Tengo así dos tipos de lecturas. 1| Lecturas de espalda y frente que, además de calcular cotas, me ayudan a avanzar con el nivel a lo largo de toda la zona de mediciones. 2| Lecturas intermedias, me sirven para tomar cotas. Siempre se restan al plano de comparación. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 8 5 Un esquema de una nivelación geométrica con puntos intermedios podría ser: PERFILES DEL TERRENO Los perfiles longitudinales y transversales constituyen el punto de partida para la pla- neación detallada y el replanteo de vías de comunicación (caminos), así como para el cálculo de rellenos y un trazo óptimo de las rutas con respecto a la topografía. Como primer paso, se replantea y marca el eje longitudinal (eje del camino); lo cual implica establecer y monumentar los puntos a intervalos regulares. De esta forma, se genera un perfil longitudinal a lo largo del eje del camino, determinando las alturas de los puntos de estación al nivelar dicha línea. Los perfiles longitudinales (en ángulo recto hacia el eje del camino) se miden en los pun- tos de estación y en las prominencias del terreno. Las alturas de los puntos que forman dicho perfil se determinan auxiliándose de la altura conocida del instrumento. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 8 6 Primero, coloque la mira sobre un punto de estación conocido. La altura del instrumento se forma por la suma de la lectura de la mira y la altura del punto de estación conocido. Posteriormente, reste las lecturas de la mira (en los puntos del perfil transversal) de la altura del instrumento; con lo cual se obtienen las alturas de los puntos en cuestión. Las distancias del punto de estación hacia los diferentes puntos de los perfiles transversales se determinan ya sea mediante cinta o en forma óptica, empleando el nivel. Al represen- tar gráficamente un perfil longitudinal, las alturas de los puntos de estación se muestran a una escala mucho mayor (por ejemplo, a 10x) que aquella a la que se representa los puntos de dirección longitudinal, la cual está relacionada a una altura de referencia en números enteros. PLANILLA PARA LLENADO DEL PERFIL DEL TERRENO C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 8 7 INSTRUMENTOS PARA ALTIMETRIA Y PLANIALTIMETRIA | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 8 8 EJERCICIOS C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 8 9 APLICACIONES DE LA NIVELACIÓN GEOMÉTRICA AL REPLANTEO Y RELEVAMIENTO DE OBRAS DE ARQUITECTURA. REPLANTEO DE OBRAS DE ARQUITECTURA Problema N° 1: La siguiente figura muestra una planta donde se han consignado las cotas de proyecto y la del punto de referencia sobre el cordón de la vereda. Si estacionado el nivel de an- teojo en el terreno, al haberse dirigido una visual al punto de referencia se obtuvo una lectura sobre la mira colocada en dicho punto de 1.348 m, se pregunta: 1| ¿Qué lecturas deberán obtenerse sobre los dos puntos a replantear altimétricamente? 2| ¿Qué procedimiento seguiría para lograr la correcta materialización de los niveles en obra? 3| Dibuje sobre el corte del terreno la ubicación del nivel y las miras al momento de alcanzar las cotas a replantear. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 9 0 Problema N° 2: Se deben replantear el nivel del piso interior y el nivel de la cumbrera (1) que se indican en el plano de corte siguiente. Se ha estacionado convenientemente un nivel de anteojo en un punto de la obra y se ha efectuado una lectura sobre una mira apoyada sobre el cordón de la vereda (CV), obteniéndose el valor 1478. Se pide: 1| Calcular los valores que deben leerse sobre las miras para replantear el nivel del piso y el nivel de la cumbrera. 2| Dibujar sobre el croquis del corte del terreno, el nivel y las miras en las posiciones que correspondan. 3| Indicar los pasos a seguir para poder efectivizar el replanteo. Problema N° 3: Se deben relevar los niveles de la vereda perimetral, piso interior, cielorraso, piscina y vereda exterior trasera, que se indican en el corte siguiente. Se ha estacionado con- venientemente un nivel de anteojo en un punto de la vivienda y se ha efectuado una lectura sobre la mira apoyada sobre el cordón de la vereda (LCV), obteniéndose un valor de 2.750. Se pide: 1| Calcular los valores que debe poseer cada cota en el plano de corte, en los puntos señalados. 2| Calcular altura de piso a cielorraso y profundidad de la piscina. Problema N° 4: Se deben relevar los niveles marcados en el corte siguiente. Se ha estacionado conve- C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 9 1 nientemente un nivel de anteojo en un punto de la vivienda y se ha efectuado una lectu- ra sobre la mira apoyada sobre un solado que esta a una cota de +11.25 m, obteniéndose un valor de 1.097 en la primeralectura. Se pide: 1| Calcular los valores que debe poseer cada cota en el plano de corte, en los puntos señalados. 2| Calcular altura de piso a cielorraso en donde se pide. Problema Nº 5:: En una obra de arquitectura se adoptó como cota 0,00 m un punto del cordón de la ve- reda. Se requiere replantear el nivel de la capa aisladora que según proyecto tiene cota +0,50m. Para ello se estacionó un nivel de anteojo y se leyó una mira ubicada sobre el punto de cota 0.00m obteniéndose una lectura de 1,875. ¿qué lectura es necesaria obte- ner para fijar la altura de un punto de la capa aisladora? (Dibuje un croquis del problema) | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 9 2 Problema Nº 6: En una obra de arquitectura se tiene un punto fijo cota +1.27 m. Se requiere replantear el nivel de otro punto que según proyecto tiene cota -0,25m. Para ello se estacionó un nivel de anteojo y se leyó una mira ubicada sobre el punto fijo obteniéndose una lectura de 0,729. ¿qué lectura es necesaria obtener para fijar la altura del punto a replantear? (Dibuje un croquis del problema) Problema Nº 7: En una obra se debe replantear tres puntos cuyas cotas de proyecto son -0.58; +1,23; y +3.20; . A tal efecto se estacionó el nivel, se colocó la mira sobre un punto fijo de cota -0.30 obteniéndose una lectura de 1.94 sobre dicha mira. Calcule los valores de las lecturas de que han de obtenerse sobre cada uno de los puntos a replantear. Dibuje un croquis del problema Problema Nº 8: Con el objeto de realizar un relevamiento altimétrico de una obra de arquitectura, se ha utilizado un nivel de anteojo y una mira. Una vez estacionado el nivel, se colocó la mira sobre un punto de referencia cuya altura es -0,39 m obteniéndose una lectura en la mira de 1,75 m. Seguidamente, con el objeto de conocer la altura del piso de un local, se colocó la mira sobre un punto determinado del mismo, y se obtuvo una lectura de 1,32. Finalmente, para conocer la altura de un punto del cielorraso, se colocó la mira, en posición invertida, sobre ese punto y se leyó 2,06 m. a) ¿Cuál es la altura del piso? b) ¿Cuál es la altura del cielorraso? c) Dibuje un croquis del problema. Problema Nº 9: Para instalar una cañería de desagüe, que parte en línea recta desde un punto A de altura conocida (HA = 10,00 m), con una pendiente ascendente del 3 %, se requiere replantear dos puntos intermedios B y C, situados a 15 m y a 30 m del punto A respecti- vamente. Para ello se utilizará un nivel de anteojo y una mira de nivelación. Se pregunta: a) ¿Cuáles son las alturas de los puntos B y C? b) Si luego de estacionarse el nivel se toma una lectura en la mira ubicada sobre el punto A de 1,973 m ¿qué valores deberán leerse sobre la mira sobre los puntos B y C? c) Dibujar un croquis del problema. Problema Nº 10: Se ha determinado el desnivel entre un punto A cuya altura es de 10,00 m y un punto B cuya altura se pretende conocer. Para ello, una vez estacionado el nivel, se leyó hacia atrás una mira colocada sobre el punto A obteniéndose una lectura de 2.741. Luego se colocó la mira sobre el punto B, leyéndose 1.653. ¿Cuáles son los valores del desnivel entre A y B y la altura del punto B? C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 9 3 Problema Nº 11: Se requiere determinar el desnivel entre dos puntos A y B distantes 230 metros entre sí. Para ello, se ha medido el desnivel obteniéndose un valor de +0,786 m para la ida y un valor de -0,682 para la vuelta. Se repitió la medición en ida y se obtuvo un valor de +0,784 m. Se pide: a) Indicar cual es la tolerancia en el valor del desnivel que correspon- de a la distancia entre A y B; b) Realice un esquema en planta mostrando el recorrido seguido para hacer el trabajo de campo, indicando el número mínimo de estaciones que permiten asegurar las lecturas de mira al milímetro. c) Calcule el desnivel más probable y el error de cierre de la nivelación. d) Si la altura del punto B es de 10 m ¿Cuál es la al- tura del punto A? e) Sobre la línea AB debe replantearse el punto C situado a 100 metros del punto A y cuya altura debe ser tal que los tres puntos deben quedar conformando una sola recta de pendiente uniforme ente A y B. Para ello se ha estacionado un nivel leyéndose 1,641 m sobre la mira ubicada sobre el punto A. ¿Cuál es la altura del punto C a replantear? ¿Qué valor debe leerse en la mira ubicada sobre el punto a replantear? Problema Nº 12: Se requiere replantear los niveles del piso de la entrada de una cochera. Se parte de un punto cordón de la vereda, que según el plano de corte tiene cota (altura) +0.52 m. Desde allí hay un tramo ascendente de 3 m de longitud con una pendiente del 4% y a continuación otro tramo descendente de 6 m de longitud con una pendiente de -10%. Se pide: 1) calcular las cotas (alturas) de los puntos donde se quiebra la pendiente y del final del del tramo de piso; 2) Al efectuar el replanteo mediante un nivel de anteojo, co- locando la mira sobre el cordón de la vereda se obtuvo una lectura de 1,63 ¿Qué lecturas deberán leerse sobre los puntos de quiebre de pendiente y final del tramo? 3) Dibuje un croquis del problema. Problema N° 13: Se requiere replantear el fondo de una excavación para una cañería de desagüe con una pendiente del 0,8 %; La altura del punto inicial es –1,50m; luego se necesita un punto situado a 10 metros y otro a 25 metros del inicio del tramo. Responder: a) ¿Cuáles son las alturas de los puntos situados a 10 y a 25 metros del inicio? b) Para el replanteo se parte de un punto de referencia fijo (mojón o estaca) cuya altura es +0,25m, sobre el que se ha colocado la mira y se ha leído con nivel de anteojo el valor de 1,35 m. ¿Qué lec- turas corresponden a los tres puntos a replantear? c) Realizar un croquis del problema. Problema Nº 14: Se requiere replantear los niveles del piso de los descansos de una escalera. La es- calera a replantear se compone de dos tramos que parten desde un piso ya terminado, | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 9 4 cuya cota de proyecto es de -0,25 m, siendo uno ascendente y otro descendente. El tra- mo ascendente tiene 17 escalones con contrahuella de 16 cm, hasta llegar al descanso que se debe replantear. El tramo descendente tiene 13 escalones con contrahuella de 17 cm hasta llegar al descanso inferior que se debe replantear. Se pide: 1) calcular las cotas (alturas) de los descansos superior e inferior. 2) Si al efectuar el replanteo mediante un nivel de anteojo, colocando la mira sobre el piso ya terminado, se obtuvo una lectura de 1,57 ¿Qué lecturas deberán leerse sobre los descansos superior e inferior a replantear? 3) Dibuje un croquis del problema. Problema Nº 15: En una obra de arquitectura se requiere realizar lo siguiente: A) conocer la altura del umbral y del cielorraso de un ambiente. B) Replantear el antepecho de una ventana que se ubicará en ese ambiente. C) Replantear un punto ubicado a 8 metros del umbral que pertenece a una rampa que desciende desde dicho umbral con una pendiente del 5 %. Para ello se ha estacionado un nivel de anteojo en un punto conveniente y se ha tomado una lectura de mira sobre un punto fijo de altura +0,75 m. obteniéndose una lectura de 1.471 m. Las lecturas sobre el umbral y sobre el cielorraso (invirtiendo la mira para tomar este último) fueron 1,203 y 1,745. El antepecho a replantear está, según plano de obra, a 60 cm por encima del umbral. Se pide: a) indique las alturas del umbral, del cielorraso, del antepecho y del punto de la rampa que debe replantear; b) Indique las lecturas que debe provocar sobre la mira para replantear el antepecho y el punto de la rampa. Problema Nº 16: La figura muestra la planimetría de una zanja que debe ser excavada y por lo tanto, de- ben replantearse las cotas de los puntos A; B y C. Según el proyecto, la cota del punto A es de –0,75 m. Desde ese punto, la zanja desciende hasta el punto B con una pendientedel 0,8 %; Luego, desciende desde B hasta C con una pendiente del 2,8 %; La altura del punto fijo (PF) es de + 0,32 m. Para el replanteo, se ha estacionado convenientemente un nivel de anteojo y se ha obtenido una lectura de mira de 1,07 m sobre el punto fijo. Se pide: a) Calcular las cotas de los puntos B y C (Observar en el croquis que las distancias son: AB=87 m y BC = 32 m) b) Calcular los valores de las lecturas de mira que deberán obtenerse para replantear las cotas de los puntos A; B y C. 87 32 C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 9 5 NIVELACIÓN GEOMÉTRICA Problema N° 1: Las siguientes planillas corresponden una nivelación realizada en ida y vuelta. 1| ¿Cuál es el valor más probable del desnivel entre los puntos A y B? 2| ¿Cuál ha sido el error de cierre de la nivelación? 3| ¿Cuáles son los puntos más alto y más bajo del recorrido de vuelta? Problema N° 2: Las siguientes planillas corresponden una nivelación realizada en ida y vuelta. 1| ¿Cuál es el valor más probable del desnivel entre los puntos A y B? 2| ¿Cuál ha sido el error de cierre de la nivelación? 3| ¿Cuáles son los puntos más alto y más bajo del recorrido en ida y vuelta? | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 9 6 Problema 3: Se ha realizado una nivelación geométrica entre los puntos A y B. Se adjunta la planilla correspondiente al recorrido de ida. El desnivel obtenido en el recorrido de vuelta ha sido: +2,621 m. Se pide: a) Determinar el valor más probable del desnivel; b) Determinar el error de cierre de la nivelación; c) Si la altura del punto B es de 15 m ¿cuál es la altura del punto A? PERFILES DEL TERRENO Problema N° 1: A partir de los siguientes datos, obtenidos durante el levantamiento de un perfil del terreno, se pide: 1| Completar el cálculo de la planilla de nivelación, tomando en cuenta que el dibujo de la mira corresponde a la lectura hacia atrás del punto A y ese valor debe ser utilizado en dicho cálculo 2| Dibujar el perfil del terreno a partir del punto A cuya altura se indica en la planilla, utilizando Escala Vertical 1 :30 y Escala Horizontal 1 :700 C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 9 7 Problema N° 2: El siguiente esquema muestra las operaciones de campo destinadas a levantar un perfil. Los números consignados junto a las posiciones de la mira, son las lecturas obtenidas en cada punto. Las figuras de las miras muestran las lecturas efectuadas sobre los pun- tos 1 y B. Se pide: 1| Completar la planilla para el levantamiento del perfil con todos los datos y cálculos. 2| Dibujar el perfil tomando como escala vertical 1:50 y escala horizontal 1:750; 3) Expre- se a qué distancia estaba la estación N1 del punto 1 y la estación N2 del punto | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 9 8 RESPUESTAS: REPLANTEO DE OBRAS DE ARQUITECTURA Problema N° 1: Solución: Lectura 2.818m Problema N° 2: Solución: Lectura piso 1.028m Lectura cumbrera –2.622m Problema N° 3: Solución: +1.20m; 1.50m; -0.30m; +3.90m; 2.70m; +1.25m; +1.00m Problema Nº 4: Solución: Pv o HI = 0,00 + 1,875 = + 1,875 m lectura punto 1= 1,875 – 0,50 = 1,375 m Problema Nº 6: Solución: Pv o HI = 1,94 – 0,30 = + 1,64 m lectura punto 1= 1,64 + 0,58 = 2,22 m lectura punto 2= 1,64 – 1,23 = 0,41 m lectura punto 3=3,20 - 1,64 = 1 ,56 m Problema Nº 5: Solución: Pv o HI = 1,27 + 0,729 = + 1,999 m lectura punto 1= 1,999 + 0,20 = 2,249 m Problema Nº 7: Solución: Pv o HI = 1,75 – 0,39 = + 1,36m H punto 1= 1,36 – 1,32 = +0,04 m H punto 2= 1,36 + 2,06 = + 3,42m C A P ITU L O 1: R E S P U E S TA S 9 9 Problema Nº 8: solución: pend. = 3% = 3cm cada 100cm = 0,03 m cada 1m para 15 m = 0,03 * 15m = 0,45 m = h(AB) para 30 m = 0,03 * 30m = 0,90 m = h(AC) Pv o HI = 10,00 + 1,973 = + 11,973 m HB = 10,00 + 0,45= +10,45 m HC= 10,00 + 0,90 = + 10,90m lectura punto B = 11,973 – 10,45= 1,523 m lectura punto C = 11,973 – 10,90 = 1,073 m cada una. Eso nos da una tolerancia de error de 5 a 6 mm. h ida = +0,786 m h vuelta = -0,682 m _ error entre ida y vuelta= 0,786m – 0,682m = 0,104 m > 0,005 m_ fuera de la tolerancia h 3º niv. =+ 0,784m error de cierre = I0,786mI – I0,784mI = 0.002m = 2mm = OK! valor mas probable= I0,786I + I0,784I = 0,785 m 2 h AB = +0,785m HB= +10,00m HA= HB – h AB = 10,00m – 0,785m = + 9,215 m HC : podemos relacionar desnivel entre los puntos y distan- cias entre ellos : 0,785m = h AC h AC = 0,785m * 100m = 0,341 m 230 m 100m 230m HC = HA + h AC = +9,215 m + 0,341 m = + 9,556 m Pv o HI = +9,215m + 1,641m = + 10,856 lectura en C = +10,856 – 9,556 = 1,300 m Problema Nº 9: solución: h (AB) = 2,741 – 1,653= 1,088 m HB = 10,00 + 1,088 = 11,088 m Problema Nº 10: Solución: tolerancia: se consideran 1 milímetro de error por cada lectura. En este caso necesitamos ,para los 230 m, tres (3) estaciones , por lo que tenemos 2 mm de posible error en | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 10 0 Problema Nº 11: Solución: Pv o HI = +0,52 + 1,63 = + 2,15 m pend. = 4% = 4cm cada 100cm = 0,04 m cada 1m para 15 m = 0,03 * 3m = 0,12 m = h1 pend. = 10% = 10cm cada 100cm = 0,10 m cada 1m para 6 m = 0,10 * 6m = 0,60 m = h2 H1 =+ 0,52 + 0,12 = +0,64m lectura en 1 = 2,15 – 0,64 = 1,51 m H2 = +0,64 m – 0,60m = +0,04 m lectura en 2 = 2,15 – 0,04 = 2,11m Problema N° 12: Pv o HI = +0,25 + 1,35 = + 1,60 m pend. = 0,8% = 0,8cm cada 100cm = 0,008 m cada 1m para 10 m = 0,008 * 10m = 0,08 m = h1 pend. = 0,8% = 0,8cm cada 100cm = 0,008 m cada 1m para 25 m = 0,008 * 25m = 0,20 m = h2 H1 =-1,50 – 0,08 = - 1,58 m lectura en A = 1,60m + 1,50m = 3,10m H2 = -1,50 m – 0,20m = -1,70 m l e c t u r a en 1 = 1,60m + 1,58m = 3,18m lectura en 2 = 1,60m + 1,70m = 3,30m Problema Nº 13: h al desc sup = 17 alzadas * 0,16m c/u = 2,72 m h al desc inf = 13 alzadas * 0,17m c/u = 2,21 m Pv o HI = 1,57 – 0,25 = + 1,32 m H descanso sup = -0,25m + 2,72m = +2,47 m H descanso inferior = -0,25m -2,21 = -2,46m lectura desc sup = +2,47m – 1,32m = 1,15 m lectura desc inf = 1,32m + 2,46m = 3,78 m C A P ITU L O 1: R E S P U E S TA S 10 1 Problema Nº 14: Pv o HI = +0,75m +1,471m = + 2,221 m H umbral = +2,221m – 1,203m = +1,018 m H cielorraso = +2,221m + 1,745m = + 3,966m H ante- pecho = +1,018m + 0,60m = +1,618m pend. = 5% = 5cm cada 100cm = 0,05m cada 1m para 8 m = 0,05m * 8m = 0,40 m = h lectura en rampa = +2,221m – 0,618m = 1,603 m lectura en antepecho = +2,221m – 1,618m = 0,603 m Problema Nº 15: Pv o HI = +0,32m + 1,07 = + 1,39 m pend. = 0,8% = 0,8cm cada 100cm = 0,008 m cada 1m para 87 m = 0,008 * 87m = 0,696 m = hAB pend. = 2,8% = 2,8cm cada 100cm = 0,028 m cada 1m para 32 m = 0,028 * 32m = 0,896 m = hBC HB = - 0,75m – 0,696m = - 1,446 m l e c t u r a en A = +1,39m + 0,75m = 2,140 m HC = -1,446 – 0,896m = -2,342 m lectura en B = +1,39 + 1,446 = 2,836m lectura en C = +1,39 + 2,342m = 3,732m | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 10 2 Problema N° 2: 3. Distancia desde N1 al punto 1: Hilo estadimétrico sup.= 1.158 Hilo estadimétrico inf.= 0.932 Corte de mira: 1.158 – 0.932 = 0.226 Distancia: 0.226 x 100 = 22.60m PERFILES DEL TERRENO Problema N° 1:: Distancia desde N2 al punto B: Hilo estadimétrico sup.= 1.386 Hilo estadimétrico inf.= 1.158 Corte de mira: 1.386 – 1.158 = 0.228 Distancia: 0.226 x 100 = 22.80m C A P ITU L O 1: R E S P U E S TA S 10 3 Lectura en Miras 4. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 10 4 Problema N°3: C A P ITU L O 1: R E S P U E S TA S 10 5 Problema N°4: | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 10 6 Problema N°5: 3_ DISTANCIA GEOMETRICA ENTRE 3-4: Desnivel entre 3-4: 0.48m-(-0.28m): 0.76m Distancia horizontal entre 3-4: 19.35m Distancia geométrica: √ (19.35)2 + (0.76)2 = 19.365m DISTANCIA GEOMETRICA ENTRE 5-B: Desnivel entre 5-B: 2.66m – 0.84m: 1.82m Distancia horizontal entre 5-B: 35.80m Distanciageométrica: √(35.80)2 + (1.82)2 = 35.85m 4_ PENDIENTE ENTRE 2-3: Desnivel entre 2-3: 0.65m – 0.48m: 0.17m Distancia hori- zontal entre 2-3: 28.75m Pendiente: tg a= 0.17m / 28.75 = 0.00591 Pendiente expresada en % = 0.591% ≠ 0.6% C A P ITU L O 1: R E S P U E S TA S 10 7 Problema N°6: 4 CAPITULO Planialtimetría Ejercicios de planialtimetría | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 11 0 anotaciones PLANIALTIMETRIA La planialtimetría tiene por objeto el conocimiento de la morfología del terreno, a través de la determinación simultánea de las posiciones en planta y la altura de los puntos que interesen a tal fin. La forma del terreno se dará a conocer por medio de un plano topográfico, es decir un plano con curvas de nivel o bien a través de un modelo digital del terreno. CLASIFICACION DE LOS METODOS PARA PLANIALTIMETRIA Los levantamientos planialtimétricos se realizan mediante la taquimetría, que significa: “levantamiento rápido o expeditivo”, donde en una sola operación de campo se deter- minan las posiciones y alturas de los puntos. Según el instrumental utilizado, se tiene: Método Taquimétrico: Se realiza con: Teodolito, Estación Total, GPS. Se aplica a cual- quier tipo de terreno por accidentado que este sea. Taquimetría Sencilla o Nivelación Taquimétrica: Se realiza con nivel de anteojo. Se apli- ca a terrenos donde las diferencias de altura permiten operar con nivel de anteojo con un número razonable de estaciones. Si además, el terreno presenta una superficie con variaciones suaves (no con quiebres muy definidos) puede utilizarse ventajosamente el método de la cuadrícula. REPRESENTACION GRAFICA DE LOS LEVANTAMIENTOS PLANIALTIMETRICOS El resultado de un levamiento planialtimetrico se dibuja en lo que se conoce como “pla- no acotado”. El plano acotado es un plano dibujado en una escala determinada previamente, en el cual se ubican planimetricamente los puntos levantados mediante un sistema coordena- das (pueden ser rectangulares o polares) indicando en cada punto así levantado su cota o altura con respecto a un plano horizontal ya definido. Si se trabajara manualmente, sobre este plano acotado se calculan la ubicación de los puntos de las curvas de nivel y luego se dibujan las mismas a mano. También se puede el calculo y dibujo por computación como veremos mas adelante C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 111 anotaciones CURVAS DE NIVEL Las curvas de nivel constituyen el mejor método para representar gráfica y cuantitativa- mente la forma de la superficie del terreno en un plano. Una curva de nivel es una línea cerrada (o contorno) que une puntos de igual altura. Las curvas de nivel pueden ser visibles, como la orilla de un lago, pero por lo general en los terrenos se define solamente las alturas de puntos que se consideran significativos y se dibujan las curvas de nivel entre estos puntos de control. Como regla general, se levantan como minimo todos los puntos que indican cambio de pendientes en el terreno. Las curvas de nivel representadas en los planos son las trazas o líneas de intersección de planos horizontales de diferentes alturas con el relieve de la superficie terrestre. De esta manera, las superficies de nivel que cortan un cono vertical forman curvas de nivel circulares, y las que cortan un cono inclinado producen elipses. En las superficies de in- clinación uniforme, como las de cortes carreteros, las curvas de nivel son líneas rectas. La mayoría de las curvas de nivel son líneas irregulares, como las curvas cerradas del cerro de la figura; la distancia vertical entre los planos horizontales que forman los con- tornos se le llama equidistancia | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 11 2 anotaciones El valor de la equidistancia a utilizar depende de la finalidad del plano y del grado de detalle que se quiera mostrar, de su escala y de la configuración del área por levantar. Si llamamos e a la equidistancia , s a la separación entre dos curvas de nivel conse- cutivas que pasan por los puntos A y B, medida esa separación sobre el plano y S a la separación real entre dos curvas (ver figura) y siendo M el modulo de la escala, entonces podemos escribir: s/S =1/M y de alli S= s.M Pero la pendiente del terreno esta dada por tg a = e/S Y en consecuencia e =S.tg a Y finalmente remplazando S por su igual αtgMse ..= En resumen: s es la separación entre dos curvas de nivel medida sobre el plano. Este valor debe ser mayor a 2 mm en terrenos montañosos o accidentados y menor de 20 mm en terrenos llanos a los fines de una representación clara del dibujo M es el módulo o denominador de la escala del plano. Por ejemplo, en un plano cuya escala es 1:400, el módulo es 400. Este modulo lo define el arquitecto en función de las necesidades de su proyecto pero también esta limitado por el valor de e. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 113 anotaciones a es el valor del ángulo que caracteriza la pendiente del terreno. Se recomienda tratar de encontrar las pendientes máximas Fijando una escala determinada, es decir M, conociendo las pendientes máximas del terreno aproximadamente y fijando el limite admisible para s a los fines de la claridad del dibujo, se podrá determinar un valor de e que será el valor mínimo que po- demos usar. Si queremos tener un valor menor de e, será necesario adoptar una escala mayor (M) del dibujo, lo que implica un valor de M mas pequeño. También la reducción de e exige un trabajo de campo más preciso para garantizar la exactitud del trabajo. MÉTODOS TAQUIMÉTRICOS Y TAQUIMETRÍA SENCILLA En el trabajo de campo la mira se centra en “puntos de control” que sean críticos para la definición orográfica del terreno, tales como puntos altos y bajos, puntos donde cambie la pendiente, como los B, C, D, E, F y G en la figura. Deben incluirse también líneas de vaguada y dorsales. Las alturas de esos puntos se determinan usando un nivel (Taqui- metría Sencilla), un teodolito o una estación total (Método Taquimétrico) según sea la configuración del terreno. Los ángulos horizontales y las distancias también se leen para localizar los puntos. Luego se trazan las posiciones de los puntos de control y se interpolan curvas de nivel entre alturas de puntos adyacentes. La figura ilustra un conjunto de puntos de control A a N que se han trazado de acuerdo con sus posiciones horizontales medidas. Las alturas medidas (al valor entero más cer- cano) de los puntos están dadas en paréntesis. Las curvas de nivel a intervalos de 10 mts se han dibujado a mano alzada entre puntos adyacentes por interpolación. No se debe interpolar entre puntos situados a ambos lados de líneas de vaguada o dorsales (o de cualquier otro accidente similar como canales, cauces, caminos, etc.). Así, para dibujar correctamente las curvas de nivel de la figura 16-4a, con la línea de vaguada localizada en el mapa, se interpolaron primero alturas a lo largo de su curso | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 11 4 anotaciones entre los puntos levantados E, G, 1 y J. Luego se efectuaron interpolaciones entre la corriente y puntos a cada lado de ella. Por ejemplo, habría sido incorrecto interpolar entre los puntos D y F. Obsérvese en la figura que las curvas de nivel de suave curvatura tienden a duplicar la orografía de suave tendido del terreno. Observe también que las curvas de nivel que cruzan la corriente forman varias “V” que señalan en dirección aguas arriba. MÉTODO DEL CUADRICULADO O RETICULADO Este método se adapta mejor para determinar curvas de nivel en terrenos que no pre- senten quiebres o accidentes marcados, sino que se caractericen por la suavidad en las formas. Se replantea el área por levantar marcando cuadrados de 5, 10, 20 o 40 m de lado, de- pendiendo de la extensión del terreno y de la precisión necesaria. Los ángulos rectos se replantean con laayuda de la escuadra prismática o con cinta métrica. Se replantea el terreno generalmente con jalones en los vértices del mismo y se clavan fichas en otros vértices, determinándolos por intersecciones de las líneas medidas. Los vértices se identifican por el número y la letra de las líneas que se intersecan. Para obtener las alturas de los vértices se estaciona un nivel en la parte central del área, o en una posición desde la que puedan dirigirse visuales a cada punto. Si no se pueden ver todos los puntos se hace un cambio de estación. Luego en el plano se interpolan las curvas de nivel entre las alturas de los vértices (a lo largo de los lados de los cuadrados) por estimación, o por distancias proporcionales calculadas. A C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 115 anotaciones | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 11 6 anotaciones C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 117 anotaciones MÉTODO DE LA TAQUIMETRÍA SENCILLA O NIVELACIÓN TAQUIMÉTRICA Primeramente debe observarse el terreno detectando las líneas de quiebres de pendien- te, y muy especialmente las líneas dorsales (o divisorias) y de vaguada. Seguidamente se hace un croquis de la superficie a levantar indicando las posiciones de estas líneas. Esto será de enorme utilidad para el proceso ulterior de los datos. Luego se eligen las estaciones para efectuar el levantamiento. Es importante ubicar las estaciones de modo que desde una pueda verse a la otra y viceversa, para poder hacer correctamente los cambios de estación. Las medidas a tomar deben permitir fijar las coordenadas espaciales (tres) de cada uno de los puntos, es decir, su ubicación planimétrica (dos coordenadas) y la altura (una coordenada). La siguiente figura ilustra acerca de cómo ha de hacerse el trabajo: Una vez fijadas: 1| la altura de la estación (puede ser conocida, calculada, o en el caso de la primera estación de un trabajo puede incluso fijarse en forma arbitraria a conveniencia del profesional), la altura del instrumento (medida directamente con una cinta métrica), o bien directamente el horizonte instrumental. 2| la dirección desde donde se comenzarán a medir los ángulos horizontales (puesta a cero del circulo horizontal del nivel) | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 11 8 anotaciones Se deben medir en cada uno de los puntos elegidos: 1| el ángulo horizontal con la mayor precisión que permita el nivel (1/4 ó 1/6 de grado aproximadamente) 2| la distancia desde la estación hasta el punto, mediante medición estadimétrica. Tratándose de trabajo con nivel automático, deberán registrarse las lecturas de hilo superior e hilo inferior al milímetro, para lograr la máxima precisión permitida por el método, que es de +/- 1 dm. 3| la lectura del hilo horizontal, que en este tipo de levantamiento es suficiente hacer-la al cm. TRAzADO DE CURVAS DE NIVEL Los puntos que se han de emplear para el trazo de curvas de nivel se dibujan en planta con los datos del levantamiento indicándose la altura de los mismos. Los puntos en el terreno han sido elegidos de tal modo que si se trazara una línea en el espacio uniendo dos de ellos que estén contiguos, dicha línea se adaptaría sensible- mente a la forma del terreno. Los planos horizontales que contienen a las curvas de nivel tienen alturas preestable- cidas y dos de ellos consecutivos están separados verticalmente por la equidistancia. Sabiendo que las curvas de nivel están constituidas justamente por la intersección de estos planos horizontales con la superficie del terreno, es evidente que las interseccio- nes de una línea inclinada (que une dos puntos levantados en el campo) con los planos horizontales, definen puntos por los que pasarán las curvas de nivel que se deben trazar. Estos puntos, por los que pasan las curvas de nivel se ubican en el plano mediante un proceso de interpolación. MÉTODOS DE INTERPOLACIÓN PARA TRAzADO DE CURVAS DE NIVEL La interpolación para determinar puntos de curvas de nivel entre puntos de elevación conocida puede hacerse de varias maneras entre las que se tratarán las siguientes: • Por estimación • Por cálculo • Método “del escalímetro” • Método del “diagrama de paralelas” Por estimación: directamente el dibujante “estima” en función de las alturas de los puntos levantados por donde pasará una curva de nivel de altura dada. Evidentemente, este método no tiene buena precisión pero es rápido y expeditivo. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 119 anotaciones Por cálculo: Consiste en medir a escala la distancia entre los puntos de altura cono- cida, y localizando por proporción los puntos de las curvas de nivel intermedias. Esto conduce a un sencillo problema de regla de tres simple. Por ejemplo, en el caso de la figura, se quiere hacer una interpolación para identificar los puntos por donde pasan curvas de nivel para una equidistancia de 0,50 m, entre los puntos P y Q cuyas alturas son respectivamente 102,67 y 104,32 m. Se mide la distancia PQ con una regla sobre el plano, y se obtiene PQ = 6,1 cm. Por diferencia de alturas se obtiene el desnivel entre P y Q: h= 104,32-102,67= 1,65 m. Una simple observación de los valores nos hace ver que entre esos dos puntos pasarán las curvas de nivel de alturas: 103,00; 103,40 y 104,00 lo que puede ser aclarado viendo el dibujo en corte del problema en la parte inferior de la figura. Para ubicar el punto por donde pasa la curva de nivel de altura 103,00 se calcula primero el desnivel entre este punto y el punto P, o sea 103,00 – 102,67 = 0,33 m; con esto ya puede plantearse una regla de tres: 1,65 = 6.1 cm Dónde x =0.33x6.1cm =1,2 cm 0.33 x 1.65 En consecuencia, el punto de altura 103,00 por donde pasará la curva de nivel corres- pondiente se ubica a 1,2 cm del punto P en el plano. En idéntica forma se ubican los demás puntos. Como se ha de notar, este método, a pesar de su excelente precisión, requiere una gran cantidad de planteos similares, por lo que se torna lento y laborioso. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 12 0 anotaciones Método del escalímetro: Utilizando una escuadra y un escalímetros, como se indica en la figura. Para situar por interpolación la curva de nivel de 420 m entre el punto A situado a la elevación 415.2 y el punto B situado a la elevación 423.6, se pone primero la marca 152 de cualquiera de las escalas del escalímetro en coincidencia con el punto A. Luego, con un lado de la escuadra apoyado contra la regla o escala y el vértice de 90° en 236, se hacen girar juntos la escala y la escuadra alrededor de A hasta que el borde perpendicular de la escuadra pase por el punto B. Luego se desliza la escuadra hasta la marca 200 y se marca un trazo que corte a la línea que une A con B. Así, se obtendrá por interpolación el punto P de la curva de nivel. Para mejor comprensión, se recomienda ver el video que se encuentra en You Tube en el link: http://www.youtube.com/watch?v=PNyuBw0wRuA&feature=youtu.be al que también puede accederse con el código QR que se encuentra en esta página Diagrama de Paralelas. Consiste en dibujar una serie de líneas paralelas sobre un papel transparente. Se dan los valores de las alturas a cada línea y se ubica el papel trans- parente sobre el dibujo haciendo coincidir las alturas de dos puntos acotados del plano con las alturas correspondientes del diagrama. Mediante una punta seca se transfieren al plano las ubicaciones de los puntos interpolados. Una vez obtenidos los puntos de igual altura que definen las curvas de nivel se procede al trazado de éstas a mano alzada o bien con una plantilla de curvas (pistolete) para obtener un resultado más prolijo. Si se trazan mediante programas de computación, se C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 12 1 anotaciones unen los puntos con una polilínea queluego es suavizada. (En el caso de Auto CAD se aplica el comando “spline”. Los programas específicos de dibujo a partir de modelos digitales del terreno permiten configurar el “suavizado” a dar a las curvas de nivel. Entre los programas de computación que pueden aplicarse al trazado de curvas de nivel, se destaca el TopoCAL, (http://www.topocal.com) que puede descargarse gratuitamente de internet. En este software puede procesarse la información obtenida en el campo. Los resultados pueden directamente exportarse a AutoCAD, donde aparecerán las cur- vas de nivel constituidas por polilíneas que se ubican a la altura correspondiente, es decir, se obtiene un modelo digital tridimensional del terreno, que posteriormente puede tratarse con programas diversos, como el 3D Max, Sketch up, Lumion, etc. obteniendo un valiosísimo aporte para la tarea de diseño y proyecto en Arquitectura. Se recomienda ver el video que se encuentra en el link: http://www.topocal. com/indexmod.php?mod=videos al que también puede accederse con el códi- go QR que se encuentra en esta página INTRODUCCION A LOS MODELOS DIGITALES DEL TERRENO Sabiendo que cualquier tipo de levantamiento planialtimétrico es en definitiva la posi- ción de los puntos que conforman la superficie del terreno en sus tres dimensiones, en todos los casos estas posiciones de los puntos puede expresarse por medio de sus tres coordenadas (X,Y, Z). Por otra parte, los puntos fueron elegidos de modo tal que el terreno se puede consi- derar con pendiente uniforme entre dos consecutivos, vale decir, que los puntos se han elegido donde se producen cambios de pendiente. Asimismo, tres puntos en el espacio definen un plano. Con esto, puede observarse que entre cada tres puntos levantados, queda conformada una superficie triangular plana (inclinada), de modo que toda la su- perficie del terreno quedará cubierta por estas “placas” triangulares que se ajustan a su forma en mayor o menor medida según haya sido la elección de los puntos que se han levantado. Estas superficies triangulares son susceptibles de un tratamiento mate- mático mediante computadora para realizar diversos procesos tales como el trazado de curvas de nivel, perfiles, cálculo de volúmenes, dibujos en CAD, perspectivas, rende- rizados, estudios de pendientes, estudios de escurrimientos, y una amplísima gama de aplicaciones. Ese tratamiento de la superficie, conduce a la creación de un modelo digi- tal del terreno, que se consigue procesando las coordenadas espaciales de los puntos elegidos (o bien directamente los datos obtenidos en el levantamiento) con programas de computación específicos para tal fin. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 12 2 anotaciones PROGRAMAS DE COMPUTACION Existe una muy numerosa cantidad de programas de computación para crear modelos digitales del terreno, de los cuales se mencionarán unos pocos que se han utilizado en la realización de trabajos prácticos de la materia, a saber: Programa “MAP”: Desarrollado por la firma Sokkia, fabricante de instrumental to- pográfico tal como teodolitos y estaciones totales. Hay una versión demo que permite procesar hasta 200 puntos. Se trata de un programa muy versátil, dirigido a múltiples aspectos de la topografía, entre otros a los modelos digitales del terreno. El programa posee unos excelentes algoritmos de cálculo topográfico. Los resultados gráficos son exportables en formato DXF. Corre bajo DOS, lo que hace que el usuario deba familiari- zarse con el mismo. Programa “TopoCal”: Se trata de un programa gratuito dedicado al cálculo topográ- fico, especialmente orientado a los modelos digitales del terreno. Corre bajo Windows. Sus resultados son inmediatamente exportables a formato DWG.. Puede descargarse de Internet previa registración del usuario. Permite obtener planos con curvas de nivel, perfiles longitudinales y transversales, cálculo de volúmenes, etc. Programas de Autodesk: Esta firma creadora del AutoCAD, ha realizado programas específicos para topografía. Requieren el pago de una licencia para su uso. Son progra- mas sumamente completos que permiten realizar infinidad de operaciones. Se tienen, entre otros, el “Autodesk Land Desktop”, orientado a los modelos digitales del terreno, el “AutoCAD Map”, dedicado a los sistemas de información geográfica (GIS o SIG), el “Autodesk Survey”, para operaciones topográficas, el “Autodesk Civil Desktop” dirigido al diseño de obras de ingeniería civil. INTERPRETACION DE LAS CURVAS DE NIVEL A partir de las curvas de nivel podemos conocer la morfología del terreno con precisión LÍNEA DE MÁXIMA PENDIENTE: Es prácticamente lo que se conoce como línea de caída, que es la que siguen las aguas de lluvia y los cursos de agua y es siempre perpendicular a las curvas de nivel. Para trazar esta línea en un punto cualquiera de una curva de nivel, se levanta una perpendicular a la curva en ese punto y se prolonga hasta la mitad que hay entre esa curva y la siguiente y luego se continúa de esa misma forma determinando otros puntos. Las líneas así trazadas son tangentes a las líneas de caída de las aguas y actúan como envolventes de las mismas C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 12 3 anotaciones De acuerdo al tipo de pendiente, las curvas se pueden identificar como uniformes, cóncavas o convexas. 1| Las pendientes uniformes o cuestas son formas elementales del terreno caracteri-zadas por una inclinación constante y se reconocen sobre el plano porque las curvas de nivel son sensiblemente paralelas y equidistantes entre si como muestra la fi- gura. La linea de máxima pendiente resulta aquí perpendicular a las curvas de nivel 2| Las curvas cóncavas se caracterizan por ser curvas de nivel paralelas pero no equi-distantes. En el plano se reconocen porque la separación de las curvas aumenta a media que se desciende. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 12 4 anotaciones 3| Las curvas convexas también son paralelas y se reconocen porque a medida que se desciende, la separación es menor. IDENTIFICACION DE LAS FORMAS PRINCIPALES DE LAS CURVAS Toda la información sobre el relieve que ofrece un mapa topográfico reside en el siste- ma de representación que llamamos curvas de nivel, por lo que resulta imprescindible familiarizarse con dicho sistema con el objeto de poder interpretar correctamente los diferentes accidentes del terreno. Existen unas formas del terreno que se consideran elementales y que, por ello, reciben la denominación de formas simples: salientes que generan divisorias y los entrantes que generan talwegs o vaguadas. La verdad es que estas formaciones rara vez aparecen en su estado más simple, pero su combinación da lugar a otras formas más complejas que sí aparecen con profusión en los mapas. También hay que indicar que una divisoria o saliente es la forma opuesta a un talweg o entrante. Aún y todo cabría añadir una forma aún más elemental, que es la llanura o meseta, cuya idea sería la superficie de una mesa. La ausencia de relieve que expresa una llanura no tiene representación en el sistema de curvas de nivel (pues todo el terreno se coloca a un único y mismo nivel). 1. LAS SALIENTES Y DIVISORIAS DE AGUAS Las salientes que generan las divisorias de aguas son formas simples del terreno que presenta una convexidad para el observador. Se caracterizan porque las curvas de menor cota envuelven a las de cota mayor. Toda saliente posee dos laderas o vertientes separadas por una línea imaginaria denomi- nada divisoria de aguas. Esta línea es la de máxima pendiente, y separa el agua de lluvia que cae sobre el saliente, guiándola por una vertiente o por la otra. El arroyo que des- ciende por una de los dos vertientes no puede pasar a la otra, es decir, no puede cruzar la divisoria de aguas. En la practica, las divisorias de agua dividen los valles y se usan para C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S ICA S | 12 5 anotaciones fijar limites internacionales (como la cordillera de los Andes) o regionales (la divisoria de las sierras chicas de Córdoba divide a Punilla de los valles del departamento Colón) SALIENTE 2. Entrantes, talweg o vaguadas Los entrantes son formas simples del terreno que presentan una concavidad para el observador y que generan los talwegs o vaguadas. Se caracterizan porque las curvas del nivel de mayor cota envuelven a las de cota menor. ENTRANTES Como en el caso de las salientes que crean las divisorias, las entrantes poseen dos superficies o vertientes separadas por una línea imaginaría que se denomina vaguada o talweg. La vaguada queda determinada por una línea que corta a todas las líneas de nivel si- guiendo la máxima pendiente. Este camino es aprovechado por el agua de lluvia que reciben las montañas, por lo que en la práctica suele estar ocupada por algún río o arroyo ya sea de caudal intermitente o no. El poder identificar las vaguadas en un plano de curvas de nivel es muy importante para el arquitecto porque nos indica el camino que siempre seguirá el agua de las lluvias que en el caso de ser muy intensas genera los caudales que provocaran inundaciones de cualquier tipo. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 12 6 anotaciones FORMAS COMPUESTAS La unión de dos o más formas simples origina una forma compuesta. Las formaciones de este tipo más importantes son los cerros, montes, mogotes o mamelon que se originan al combinarse dos salientes, y las depresiones u hoyas, que se originan al unirse dos entrantes. Un monte es justamente la forma opuesta a una hoya. Para diferenciarlos deberemos observar la secuencia de las acotaciones de las curvas de nivel. 1. CERROS, MONTES, MOGOTES, COLINAS O MAMELONES ENTRANTES CERRO O MONTE C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 12 7 anotaciones Un monte es una prominencia en el terreno formada por combinación de dos salientes. Existen diversas denominaciones para este accidente, dependiendo en muchos casos de su magnitud o de su apariencia (que puede ser más o menos afilada, aplanada, alar- gada, etc): monte, montaña, colina, cerro, cabezo, pico, punta, etc. Un cerro o monte se distingue porque las curvas de nivel de mayor cota quedan envuel- tas por las curvas de nivel de cota menor. Cuanto más apretadas aparecen las curvas de nivel sobre una vertiente, mayor será la inclinación de la misma, por lo que cabe deducir que se trata de un terreno más abrupto que en aquellas laderas donde las curvas de nivel se encuentran más distanciadas. En la figura anterior se muestra un cerro o monte, y se observa que está formado por la unión de dos salientes más o menos semiesféricos. Como resultado se originan cuatro líneas divisorias de aguas que diferencian cuatro vertientes. El punto más elevado del cerro o monte se llama cumbre o cima. Los mapas suelen dar la altitud o cota de las cumbres (en este caso es de 522 metros). CUMBRE | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 12 8 anotaciones 2. COLLADOS, PUERTOS O SILLA Si en lugar de unir dos salientes como en el caso anterior, lo hacemos por sus vértices se obtiene la forma compuesta que se ve en la siguiente figura. Dos entrantes A y B se han unido por sus vértices originando dos nuevos salientes, C y D, son sus correspondientes vaguadas. La zona de unión de los dos salientes es P, y se denomina puerto, portillo o collado o silla. COLLADO PUERTO C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 12 9 anotaciones Un puerto o collado es el punto más bajo entre dos cumbres consecutivas. Estos lugares son aprovechados para pasar por ellos caminos y carreteras con objeto de atravesar las cordilleras montañosas. Este hecho es el que usamos vulgarmente para relacionar un puerto con un alto en una carretera de montaña. Un collado delimitado por paredes más o menos verticales sobre una cresta o arista rocosa recibe el nombre de brecha. Las marcadas líneas que dan a parar a algunas brechas se denominan canales o corre- dores, y por ellas suelen discurrir itinerarios de alta montaña como paso estratégico para alcanzar las cumbres más abruptas. CANAL, BRECHA Y ARISTA Las canales se suelen hallar definidas por espolones rocosos más o menos continuos. En su seno podemos encontrar pendientes cubiertas por derrubios (piedras sueltas) llama- das pedreras, pedrizas o canchales, o por empinadas laderas herbosas. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 13 0 anotaciones 3. HOYAS Y DEPRESIONES La unión de dos entrantes da lugar a una forma del terreno compuesta denominada hoya o depresión. La imagen que debemos tener en la cabeza para interpretar esta forma- ción es la de un “embudo” o una “copa de champán”. Una hoya se distingue porque las curvas de nivel de mayor cota envuelven a las de cota menor. Esto diferencia este accidente del terreno de un monte. Para que la interpretación sea correcta necesitaremos fijarnos en la secuencia de acotación de las curvas de nivel. En la figura se observa la formación de una hoya por la unión de dos entrantes más o me- nos semiesféricos. El resultado final es una depresión con cuatro vaguadas. Si una hoya captura un curso de agua recibe el nombre de sumidero. El agua acaba por introducirse en el interior terrestre pasando a circular de forma subterránea. 4. BARRANCOS, DESFILADEROS, FARALLÓN, ACANTILADO Los cursos de agua originan barrancos sobre la superficie terrestre. Estos no son otra cosa que entrantes por cuya vaguada circula una corriente de agua como un arroyo o un río. Cuando estos barrancos se estrechan de manera importante, el accidente se suele denominar desfiladero, cañón u hoz. En ellos el curso de agua circula encajonado entre paredes más o menos verticales. Si la pendiente que determinan es muy vertical, se los llama también farallón o acantilado, que se suelen dar en las costas marítimas. En el mapa se presentan varios cursos de agua entorno al monte Berretin (1.226 m). Se han marcado las líneas divisorias de aguas más destacables. Cada arroyo discurre por el fondo de un barranco siguiendo el camino de su vaguada. HOYAS C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 13 1 anotaciones HOYAS CRESTA 5. CRESTAS O CORDALES La línea imaginaría que une las cumbres consecutivas de una sierra o cordillera se de- nomina cresta o cordal. Los puntos más bajos entre las cumbres de la cresta son los puertos o collados. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 13 2 anotaciones Cuando una cresta es especialmente aguda y abrupta recibe el nombre de arista. Las cumbres de una arista suelen ser igualmente abruptas recibiendo el nombre de agujas, gendarmes o pitones, según, muchas veces, la propia apariencia que presentan ante el observador. Los collados que dejan entre sí estas cimas suelen ser estrechos y abruptos, y muchas veces se denominan brechas. 6. RELIEVE GLACIAR En las montañas más elevadas los valles han sido labrados por la acción de los glaciares que modelaron el relieve de las cordilleras montañosas durante el cuaternario. Los valles glaciares poseen una marcada forma de “U”, mientras que los debidos a la erosión fluvial marcan una forma de “V”. En un glaciar el movimiento del hielo erosiona el fondo sobre el que se asienta, lo estría y desgarra depositando los materiales no sólo en la base del mismo, sino también, en sus lados y frente a su lengua. Estos depósitos reciben el nombre de morrenas (se habla de la morrena frontal, morrenas laterales y de la morrena de fondo). El resultado final de la erosión glaciar es un valle de forma más o menos semicircular denominada circo. Las cumbres que lo dominan suelen ser muy abruptas (Andes, Alpes) aunque si la erosión ha sido importante las formas son mucho más suaves. RELIEVE GLACIAR C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B ÁS IC A S | 13 3 anotaciones PROPIEDADES DE LAS CURVAS DE NIVEL A continuación se indica un resumen de las propiedades principales de las curvas de nivel que son fundamentales para su determinación y trazado: 1| Las curvas de nivel deben cerrar sobre sí mismas, ya sea dentro o fuera del mapa. No pueden terminar en puntos muertos. 2| Las curvas son perpendiculares a la dirección de máxima pendiente. 3| Se supone que la pendiente entre líneas de nivel es uniforme. Si no es así, todos los quiebres en la pendiente deben identificarse en el mapa topográfico. 4| La distancia entre las curvas indica la magnitud de la pendiente. Un amplio espa-ciamiento corresponde a pendientes suaves; un espaciamiento estrecho señala una pendiente muy inclinada; un espaciamiento uniforme y paralelo indica una pendien- te constante. 5| Las curvas muy irregulares indican terreno muy accidentado. Las líneas con curva-tura más regular indican pendientes y cambios graduales. 6| Las curvas concéntricas y cerradas, cuya altura va aumentando, representan mon-tes o prominencias del terreno. Las curvas que forman contornos alrededor de un punto bajo y cuya cota va disminuyendo, se llaman curvas de depresión. Un rayado por dentro de la curva de depresión más baja y que apunta hacia el fondo de una hondonada sin salida, hace a un mapa más fácil de leer. Las cotas de las curvas de nivel se indican en el lado cuesta arriba de las líneas o en interrupciones, para evitar confusión; deben indicarse por lo menos cada quinta curva. 7| Los cortes y rellenos para presas de tierra, diques, carreteras, vías férreas, canales, etc., forman líneas de nivel rectas o curvas con un espaciamiento igual o uniforme- mente graduado. Las curvas de nivel cruzan los caminos inclinados según líneas en V o U. 8| Las curvas de diferente altura nunca se tocan o encuentran, excepto cuando son de una superficie vertical, como la de un farallón o acantilado. No pueden cruzarse en- tre sí, excepto en el caso poco común de una caverna o de un peñasco en voladizo. 9| Una curva nunca puede ramificarse en otras dos de la misma altura. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 13 4 anotaciones 10| Los accidentes orográficos de control para determinar líneas de nivel son gene-ralmente las líneas de vaguada y las dorsales. 11| La línea litoral o de costa de un lago pequeño constituye una curva de nivel fija. SOLUCION DE PROBLEMAS UTILIzANDO PLANOS TOPOGRAFICOS (PLANOS CON CURVAS DE NIVEL) Un plano que tenga trazadas sus curvas de nivel (que también llamamos plano topo- gráfico) tiene como objetivo principal proporcionar información sobre la morfología del terreno para aprovecharla al máximo en el proyecto de una obra. También son muchos los problemas que pueden resolverse sobre planos con curvas de nivel. Los más comunes son: 1. Determinación de la cota de un punto cualquiera del plano 2. Trazado de perfiles del terreno 3. La determinación de pendientes entre puntos del terreno 4. El trazado de una línea de pendiente dada 5. El calculo de volúmenes en movimientos de tierra 6. La intersección de un plano con una superficie topográfica 7. La determinación de la superficie de drenaje en una cuenca 8. La capacidad de un embalse C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 13 5 anotaciones 1| CALCULO DE LA ALTURA DE UN PUNTO. Cuando un punto cualquiera no pertenece a una curva de nivel, bastara con trazar una línea auxiliar que una dos curvas de nivel consecutivas y que pase por el punto del cual se quiere conocer la altura. Luego se miden los dos tramos de línea resultante y por una regla de tres simple se puede conocer la altura del punto buscado. 2| TRAzADO DE PERFILES SOBRE PLANOS TOPOGRÁFICOS. En la figura siguiente tenemos un plano en escala 1:1000 Si queremos trazar un perfil del terreno que resulta de cortarlo con un plano vertical que pasa por la línea AB, primero hay que definir la escala del dibujo. Si trabajamos sobre el plano, podemos definir una escala horizontal igual a la del plano. La escala vertical conviene que sea mayor, por lo que se puede definir una de 1:100. Se puede trabajar sobre la línea AB o definir una auxiliar A`B`, definiendo así las distan- cias horizontales. Luego levantamos perpendiculares a AB en la intersección de ésta con las curvas de nivel y los valores de las alturas se toman sobre estas perpendiculares. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 13 6 anotaciones Posteriormente se unen los puntos obtenidos para obtener el perfil. La gran ventaja de este método es que se cualquier tipo de perfil en cualquier dirección y tener muy claro los perfiles y los volúmenes a desplazar o rellenar al hacer el proyecto. Por ejemplo con este mismo método podríamos trazar un perfil a lo largo de la línea CD. 3| DETERMINACIÓN DE PENDIENTES ENTRE PUNTOS DEL TERRENO. Simplemente lo que se debe hacer es calcular el desnivel que existe entre los dos pun- tos entre los que se desea conocer la pendiente, encontrando la cota de cada punto utilizando las cotas de las curvas de nivel. Luego se mide la distancia horizontal entre los dos puntos sobre el plano, definiéndola en función de la escala en que esta dibujado el plano para obtener la distancia real. Finalmente se calcula el cociente entre el desnivel y la distancia obteniendo asi la pen- diente. En el dibujo anterior, si queremos calcular la pendiente entre A y B, el desnivel es 16,50 – 13,50 = 3,00 metros La distancia A-B es 0,111 m x 1000 = 111,00 metros. La pendiente será 3,00/111,00 = 0,0270 = 2,70% 4| TRAzADO DE RASANTES CON UNA PENDIENTE DADA La rasante es una línea definida con dimensión, pendiente y altura que debe tener el terreno de acuerdo a un proyecto determinado. El proyecto de una línea con pendiente dada sobre un plano de curvas de nivel es algo muy común. Generalmente se definen pendientes máximas (para la ubicación de rampas o caminos de acceso para personas y/o vehículos) y también pendientes mínimas (para la coloca- ción de cañerías de provisión de agua o desagües cloacales o pluviales. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 13 7 anotaciones EL PROBLEMA SE PUEDE DAR DE 2 FORMAS: 1. El trazado de una línea con pendiente dada que arranque de determinado punto. 2. El trazado de una línea con pendiente dada que deba unir 2 puntos del terreno. Caso 1: Se parte del punto A Con un compás se marca la magnitud d, A escala según la escala del plano. Se hace centro en A y se corta con un arco la curva de nivel siguiente. Queda conformado el punto siguiente. Así sucesivamente Caso 2: Lo veremos con un ejemplo. Se debe trazar una rasante con pendiente dada partiendo de A y finalizando en B. Establecemos nosotros una pendiente del 4% (cómoda) E= 0,25 m. (Lo deducimos de los datos) La tg. De la pendiente es 4/100= 0,04 Busco una función que vincule el cateto adyacente, que es el que tengo que averiguar: Tg. T=O/A A=O/T 0,25/0,04=6.25m. Debo llevar 6,25 m. a la escala del plano Ej. Si la escala fuera 1:500 1 500 = 1x625/500 = 1,25cm. ? 625cm Marco con el compás. Si la distancia fuera más larga no hay problema, puesto que la pendiente resultará menor. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 13 8 anotaciones Si la distancia es más corta, -como en el ejemplo-, hay que dividir la distancia en dos. 3,125m. Se pone el compás en 0,625cm. Se marca un arco desde el último punto sobre la cota 2,25m. y otro haciendo centro en el punto B. En la intersección estará el punto a quebrar. 5| Y 6| EL CALCULO DE VOLúMENES EN MOVIMIENTOS DE TIERRA Y LA INTERSECCIÓN DE UN PLANO CON UNA SUPERFICIE TOPOGRÁFICA. Estos problemas serán tratados en el cálculo de movimientos de suelos en forma espe- cífica. 7| LA DETERMINACIÓN DE LA SUPERFICIE DE DRENAJE EN UNA CUENCA Una cuenca hidrográfica es un territorio drenado por un único sistema de drenaje natural,es decir, que drena sus aguas al mar a través de un único río, o que vierte sus aguas a un único lago endorreico. Una cuenca hidrográfica es delimitada por la línea de las cumbres, también llamada divisoria de aguas. El uso de los recursos naturales se regula adminis- trativamente separando el territorio por cuencas hidrográficas, y con miras al futuro las cuencas hidrográficas se perfilan como las unidades de división funcionales con más co- herencia, permitiendo una verdadera integración social y territorial por medio del agua. También recibe los nombres de hoya hidrográfica, cuenca de drenaje y cuenca imbrífera. Una cuenca hidrográfica y una cuenca hidrológica se diferencian en que la primera se refiere exclusivamente a las aguas superficiales, mientras que la cuenca hidrológica incluye las aguas subterráneas (acuíferos). Área de la cuenca (km²): Una cuenca tiene su superficie perfectamente definida por su contorno y viene a ser el área drenada comprendida desde la línea divisoria de las aguas, hasta el punto convenido (estación de aforos, desembocadura etc.). Para la deter- minación del área de la cuenca es necesario previamente delimitar la cuenca, trazando la línea divisoria, esta línea tiene las siguientes particularidades: • debe seguir las altas cumbres; • debe cortar ortogonalmente a las curvas de nivel; • no debe cortar ninguno de los cauces de la red de drenaje. Conociendo el área de la cuenca y los volúmenes de lluvia previstos en un valle, se pueden calcular los caudales máximos que pueden tener los cursos de agua que la atraviesan. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 13 9 anotaciones Muchas veces cuando se proyectan construcciones en los valles y próximas a cursos de agua conviene conocer el área de la cuenca para tener una magnitud clara de los cauda- les máximos de agua que pueden darse y prevenirse de futuras inundaciones. 8| LA CAPACIDAD DE UN EMBALSE Si se levantan las curvas de nivel de un futuro embalse, el volumen total de agua que puede almacenar hasta una altura determinada se puede calcular de la misma forma que se calculan los desmontes de suelo ya que en definitiva es un área cerrada que debe ser llenada. Estos cálculos se ven en el capitulo de movimientos de suelos. CÁLCULO TOPOGRÁFICO COORDENADAS La mayor parte de los cálculos en topografía son por medio de las coordenadas, que es una forma de poder graficar en papel o sistema electrónico la posición de los puntos en el terreno. La posición de un punto se determina mediante un par de coordenadas. Las coordenadas polares se determinan mediante una línea o distancia y un rumbo (Las coordenadas polares de un punto vienen definidas también a partir de un sistema de ejes cartesianos. En lugar de expresarse mediante X e Y, se hace mediante rumbo y dis- | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 14 0 anotaciones tancia), mientras que las coordenadas cartesianas requieren de dos líneas en un sistema ortogonal (Las coordenadas rectangulares vienen definidas por un sistema cartesiano de medida. Tendremos un origen de coordenadas y dos ejes, X e Y, perpendiculares entre sí correspondientes a las direcciones Norte y Este respectivamente). Rumbo: es el ángulo positivo mayor a 0º y menor de 360º que se debe girar en sentido horario al semi eje polar OX. Se hace coincidir con el norte el semi eje polar OX. Distancia: es la longitud del segmento que une el origen de la coordenada con el punto cuya posición se quiere mostrar. Es la posición del punto A en relación al punto B. En el cálculo de coordenadas de los vértices de un polígono, se pueden distinguir dos problemas diferentes: Problema Directo: A partir de las líneas y ángulos medidos sobre el terreno, calcular las coordenadas de los vértices. Problema Inverso: conociendo las coordenadas de los vértices de un polígono, calcu- lar las medidas de sus lados y de sus ángulos. Coordenadas cartesianas Punto A (x1, y1), Punto B (x2, y2) Coordenadas polares Punto A (x1, y1), punto B (rumbo, distancia) x2-x1 = ∆x, (distancia x Coseno C = ∆x ); y2-y1 = ∆y (distancia x Seno Ø = ∆y) Rumbo ( Ø)= ArcTang ∆y/∆x; Distancia = ∆y/seno Ø ; Distancia = ∆x/coseno Ø Planialtimetría - Taquimetría Sencilla: C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 14 1 EJERCICIOS | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 14 2 anotaciones PROBLEMA 1: Se ha realizado un levantamiento planialtimétrico utilizando el método de la Taquimetría Sencilla cuyos resultados figuran en la siguiente planilla. Se pide: Dibujar el plano con curvas de nivel correspondiente al levantamiento realiza- do en escala 1:500 y una equidistancia de 20 cm. Aclaraciones: El dibujo se realizará en el espacio en blanco siguiente. El segmento dibu- jado indica la posición de la estación N1 desde donde se realizaron las mediciones y la di- rección en que se encuentra el punto A para el cual corresponde el ángulo leído de 0°00’. Las interpolaciones deben hacerse exclusivamente entre los siguientes pares de puntos: A-B; B-1; 1-C; C-D; D-2; 2-A y 1-2.- Puede usarse cualquiera de los métodos estudiados. 0°0 0' A N1 C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 14 3 anotaciones PROBLEMA N° 2: Se ha realizado un levantamiento planialtimétrico por el método de la taquimetría sen- cilla cuyos croquis y planilla figuran a continuación. Se pide: a) completar el cálculo de la planilla; b) dibujar el plano con curvas de nivel a escala 1:500 y equidistancia 1m. (NOTA: entre los puntos N1 y N2 se extiende una línea dorsal, entre 5 y 3 se extiende una línea de vaguada) PROBLEMA N° 3: En base al plano con curvas de nivel de la figura de la página siguiente, se pide: 1. Indicar las líneas dorsales o divisorias y las de vaguada o talweg indicando cual es cada una (Utilizar distintos colores o tipo de trazo) | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 14 4 anotaciones PROBLEMA N° 4: En base al plano con curvas de nivel de la figura de la página siguiente, se pide: 1. ¿Cuál es la equidistancia con que fueron dibujadas las curvas? 2. Indicar las líneas dorsales o divisorias y las de vaguada o talweg indicando cual es cada una (Utilizar distintos colores o tipo de trazo) PROBLEMA Nº 5: Los siguientes datos, planilla y croquis, corresponden a un levantamiento planialtimétri- co realizado mediante el método del cuadriculado. El tamaño de las cuadrículas es de 25 x 25 metros. Se pide: Dibujar el plano con curvas de nivel en escala 1:750 y equidistancia de 0.50 m. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 14 5 anotaciones PROBLEMA N° 6: Los siguientes datos, planilla y croquis, corresponden a un levantamiento planialtimétri- co realizado mediante el método del cuadriculado. El tamaño de las cuadrículas es de 30 x 30 metros. Se pide: Dibujar el plano con curvas de nivel en escala 1:750 y equidistancia de 0.25 m. PROBLEMA N° 7: Se ha realizado un levantamiento planialtimétrico por el método de la cuadrícula utili- zando dos estaciones desde las cuales se han obtenido las siguientes lecturas: Lectura sobre el punto A E1: Punto A: Lectura que figura en el gráfico Punto B: 1,64 Punto 1: 1,70 Punto 2: 1,10 Punto 3: 0,64 E2: Punto 3: 3,21 Punto 4: 3,12 Punto C: 2,18 Punto D: 2,80 Se pide: a) Confeccionar una planilla con los datos registrados donde se calcule la altura de todos los puntos, teniendo en cuenta que el punto A tiene una altura conocida de + 12,00 m. b) Dibujar el plano con curvas de nivel resultante en escala 1:500 y con una equidistan- cia de 0,50m. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 14 6 anotaciones PROBLEMA N° 8: En el siguiente levantamiento planialtimétrico se ha utilizado el método del reticulado cuyo croquis figura a continuación. Las lecturas obtenidas son las siguientes: Desde la estación E1 sobre el punto A: 3,85, sobre el punto 1: 1,34, sobre el punto 3: 1,54y sobre el punto 4: 0,55. Desde la estación E2 sobre el punto 4: 2,91, sobre el punto 2: 1,94, sobre el punto 5: 0,41, sobre el punto 6: 2,06 y sobre el punto 7: 0,61. La altura del punto A es de 15,00 m. Se pide: a) Completar la planilla y calcular las alturas de todos los puntos. b) Realizar el plano con curvas de nivel correspondiente en escala 1:200 y con una equidistancia de 1,00 m, sabiendo que el lado de las cuadrículas en ambos sentidos es de 10,00 m. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 14 7 anotaciones PROBLEMA N° 9: Identificar y marcar con colores las líneas dorsales y de vaguada en los siguientes pla- nos de curvas de nivel. Plano 1 esc 1/500 Plano 2 esc 1/500 | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 14 8 anotaciones Plano 3 esc 1/500 Plano 4 esc 1/500 PROBLEMA N° 10: Realizar el corte, o perfil, entre los puntos: A y B del plano 1 C y D del plano 2 E y F del plano 3 G y H del plano 4 ¿qué puede interpretar en dichos cortes? PROBLEMA N° 11: ¿Que altura tienen los siguientes puntos? Punto I (plano 1)… HI= Punto J (plano 1) … HJ = Punto L (plano 2)…HL= Punto M (plano 2)…HM= PROBLEMA N° 12: Trazar un camino que no supere una pendiente de 25% entre los puntos O y P (del plano 3) ;y un camino entre los puntos R y S ( del plano 4) que no supere una pendiente del 15% PROBLEMA N° 13: ¿Cuál es la equidistancia en estos planos de curvas de nivel? Plano 1 e= Plano 2 e= Plano 4 e= C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 14 9 anotaciones PROBLEMA N° 14: Calcular la pendiente entre los punto N y B del plano 1 y entre los puntos C y J del plano PROBLEMA N° 15: ¿Cuál es el desnivel entre el punto N y B? ¿Cuál es el desnivel entre el punto C y J? PROBLEMA N° 16: Trazar el camino entre los puntos A y B del plano 5, con una pendiente máxima de 12%. El punto B corresponde al ingreso del garaje de la vivienda. El punto A corresponde al ingreso de la propiedad sobre el portón de entrada vehicular. En el plano también se observan árboles autóctonos existentes que serán conservados. PROBLEMA N° 17: Dibujar los perfiles correspondientes entre los puntos C y D , y entre los puntos D y E del plano 5, a escala horizontal 1/200 y escala vertical 1/20. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 15 0 RESPUESTAS: Problema n°9 Problema n° 10: Realizar el corte, o perfil , entre los puntos: A y B del plano 1 C y D del plano 2 E y F del plano 3 G y H del plano 4 C A P ITU L O 1: R E S P U E S TA S 15 1 Problema n° 11: Punto I (plano 1)… HI= 4metros (sobre la curva de nivel 4) Punto J (plano 1) … HJ = 3,5 metros ( en el medio de las curvas 3 y 4) Punto L (plano 2)…HL= 11,50 metros (a ¼ entre las curvas 10 y 12) Punto M (plano 2)…HM= 8,67 metros ( a 1/3 entre las cur- vas 8 y 10) Problema n° 12: rasante: 0.25=2/d entonces d=2/.025=8m pasado a escala... 8m/500=0.016metros= 1.6cm rasante: 0.15=1/d entonces d=1/0.15= 6.66m pasado a escala.... 6.66m/500=0.013metros= 1.3cm Problema n° 13: Plano 1 e= 2 metros Plano 2 e= 1 metro Plano 4 e= 1 metro Problema n° 14/15: pendiente: 8m/13.40m=tg Ð=0.60 entonces 0.60x100= 60% = pendiente h (desnivel): 8m dist. horizontal: 13.40m pendiente: 3.50m/12.85m=tg Ð= 0.27 entonces 0.27x100=27%= pendiente dist. horizontal: 12.85m h (desnivel): 3.50m | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 15 2 Problema n° 16: Plano 5 esc 1/400 ( hay un error en el archivo de ejercita- ción, tomar esta escala para el trabajo) rasante: 0.12=1/d entonces d=1/.012=8.33 pasado a escala... 8.33m/400=0.021metros =2.1cm C A P ITU L O 1: R E S P U E S TA S 15 3 Problema n° 17: Perfil DE_ esc Horizontal 1/250_ esc Vertical 1/100 Perfil DC_ esc Horizontal 1/250_ esc Vertical 1/100 5 CAPITULO Movimiento de suelos Ejercicios de movimiento | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 15 6 anotaciones MOVIMIENTO DE SUELOS O CUBICACIÓN DE SUELOS “Se entiende por Movimiento de Tierras al conjunto de actuaciones a realizarse en un terreno para la ejecución de una obra. Dicho conjunto de actuaciones puede realizarse en forma manual o en forma mecánica, entre las que se encuentran las excavaciones y los vaciados”. Las cotas de proyecto de rasante y subrasante de las obras de pavimentación, edificios, casas u otras, establecen la necesidad de modificar el perfil natural del suelo, siendo necesario en algunos casos rebajar dichas cotas, y en otros casos elevarlas. En el primer caso corresponde ejecutar un trabajo de “excavación o desmonte”, y en el segundo, un trabajo de “relleno o de terraplén”. En ambos casos debe efectuarse lo que constituye propiamente un “movimiento de tie- rra o suelo. ALINEACIONES, NIVELES Y PERFILES En todo proyecto se consultan planos de perfiles longitudinales y transversales. Estos planos deben servir como guía para establecer las cotas que definirán la alineación y las alturas de excavación o de relleno. Luego este análisis de los planos, es necesario conocer la conformación del terreno circundante para definir la posición final de la rasante. Los diversos tipos de perfiles que se levantan, tienen por objeto representar con fide- lidad la forma y las dimensiones que el terreno presenta según los planos principales. Estos definen tridimensionalmente la obra en proyecto, a una escala que permita cubicar sus diversos componentes. Las excavaciones deberán alcanzar con exactitud las trazas que muestren los planos, debiéndose respetar estrictamente las alineaciones, niveles, taludes y secciones trans- versales. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 15 7 anotaciones DEFINICIONES Rasante o línea de proyecto: corresponde a la línea de contacto del elemento incor- porado al terreno Subrasante: se define así al terreno de fundación de los pavimentos, pudiendo estar constituida por el suelo natural del corte o de la parte superior de un relleno debida- mente compactado. Perfil longitudinal: Es la representación gráfica de la intersección del terreno con un plano vertical que contiene al eje longitudinal de nivelación, con esto se obtiene la forma altimétrica del terreno a la largo de la mencionada línea. Conviene usar para el trazado de este perfil el registro por cota instrumental ya que contiene un porcentaje muy alto de puntos intermedios. El dibujo en el plano se debe realizar a distintas escalas en los ejes verticales y horizontales, ya que las distancias horizontales deben ser dibu- jadas a escalas más producidas. La relación más usual entre estas escalas es de 1/10. Perfil transversal: Es la representación gráfica de la intersección del terreno con un plano vertical perpendicular al eje longitudinal, este se realiza en cada uno de los puntos que definen al perfil longitudinal, es decir, se realiza en todos los puntos de cambio. Estos perfiles se dibujan usando la misma escala para el eje vertical como horizontal. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 15 8 anotaciones Altimetría: rama de la topografía que considera las alturas o diferencias de altitud o nivel y las representa por medio de la llamada altura. Cota de proyecto: corresponde a la distancia vertical que existe desde el plano de referencia hasta la rasante o línea de proyecto. Volumen de Corte o Desmonte: corresponde al volumen del material que se debe extraer o sacar para materializar un determinado proyecto. Volumen de Terraplén: volumen del material que se debe rellenar para materializar un determinado proyecto. FORMULAS A UTILIzAR: )4( 6 2 21 MAA e V ++= PRISMOIDE (MÉTODO DE LAS CURVAS DE NIVEL) MÉTODO UTILIzANDO CUADRICULA O PLANO ACOTADO: (SE UTILIzA EN SUPERFICIES IGUALES) MEDIO DE LAS ÁREAS dAAV *)( 2 1 21+= →= ∑ ∑ )( vertices alturas hp →−= hehphd ShdV *= h = altura he = altura de excavación hp = altura ponderada o promedio hd = altura de proyectoS = Superficie V = Volumen e = equidistancia A = Área C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 15 9 anotaciones COMPUTO METRICO DE SUELOS Una vez definido un proyecto, la ubicación en altura del plano de planta o lo que normal- mente se conoce como rasante de un proyecto, van a surgir para la materialización del proyecto curvas de nivel en el terreno natural que me determinaran secciones -general- mente superficies horizontales- a partir de las cuales será necesario hacer excavación o relleno de las mismas para la materialización del proyecto. O sea, será necesario cortar el terreno a una altura determinada para dar lugar a la ubicación de la construcción proyectada o de lo contrario, rellenar para crear áreas utilizables generando nuevas curvas de nivel. Para poder conocer el costo del proyecto es necesario conocer los volúmenes de suelos que deben moverse. Ello implica hacer el computo métrico del item MOVIMIENTO DE SUELOS, que generalmente se define como un volumen o un peso (m3 o tonelada) resultante de medir el volumen necesario a excavar o rellenar, multiplicán- dolo por su peso especifico si se desea conocer su peso. Al volumen o peso así obtenido se lo multiplica por el costo por m3 o tonelada removida que tiene el equipo que se utilizará para el trabajo y así se obtiene el precio del ítem. Por ejemplo supongamos que tengo que mover 10 m3 de tierra dentro de la obra. Si tengo un equipo (por ejemplo pala frontal o bobcat) cuyo costo total de la hora de tra- bajo con su maquinista es $ 1000 por hora y tiene un rendimiento promedio (capacidad de mover tierra) de 5 m3 por hora de trabajo el costo del movimiento será de $ 200 por m3 removido (que es el resultado de dividir $ 1000/hora por 5 m3/hora) Finalmente, el costo total del item será de $ 200 /m3 multiplicado por la cantidad a mover total (10 m3) lo que da un importe de $ 2000. )() 12 )1*2()3*2()4*2()2*2(( ∑ ∑=→+++++++= vertices alturas hpDCBAhp | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 16 0 anotaciones LAS PRECAUCIONES GENERALES QUE DEBEN OBSERVARSE PARA EL CALCULO SON LAS SIGUIENTES: Dureza del Suelo: debe cuidarse que trabajemos con materiales homogéneos . No es lo mismo mover arena que mover roca. La regla general es que a mayor dureza de los suelos mayor es el costo del movimiento, por la disminución del rendimiento en el trabajo de los equipos y cuadrillas especializadas. Si tenemos distintos materiales tendremos que hacer cómputos distintos uno para cada uno. Transporte: El cómputo del movimiento de suelo debe complementarse con la defi- nición del destino del material extraído o el origen del material a usar en el relleno. El suelo es considerado en la obra un material que se mueve “a granel” vale decir en grandes volúmenes por lo tanto la incidencia del transporte del mismo es fundamental. El costo del transporte varía por kilómetro transportado y la unidad de medición es $/ km-ton o $/km-m3. En el precio, se puede poner el transporte como parte del precio del volumen extraído o a rellenar o si el tramo a desplazarse es importante, se puede considerar como un ítem aparte. Esponjamiento: Los suelos compactados naturalmente por millones de años al remo- verse para su traslado sufren lo que se conoce como esponjamiento, vale decir crece su volumen por la formación de vacíos. Esto puede incrementar su volumen en 10-20% según el tipo de suelo. Debe tenerse en cuenta tanto en los terrenos que se saquen como en los rellenos que disminuirán su volumen al compactarse. SI VEMOS UN CORTE DE UN TERRAPLÉN POR EJEMPLO, DISTINGUIMOS ADEMÁS DOS zONAS : Explanación: es la superficie libre inferior o fondo de un desmonte o la libre superior o plataforma de un terraplenamiento. Estas superficies son generalmente horizontales o con poca pendiente y se computan como plano horizontal. Talud: es la superficie lateral de un desmonte o de un terraplén. Esta superficie tendrá una inclinación con respecto a la horizontal o una pendiente que dependerá de la natu- raleza del terreno. Existe un ángulo de equilibrio o talud natural que es el angulo máximo o pendiente máxi- ma con el que el terreno no escurre lateralmente. Este talud varía en función del tipo de suelo y su compactación Los terrenos mas firmes y compactos tienen taludes mayores (ángulos mayores). El talud natural es muy importante ya que será necesario respetarlo en cualquier tipo de movimiento de suelo que hagamos. No se puede excavar o rellenar sin respetar el talud por el riesgo de desmoronamientos, a no ser que construya un muro de sostenimiento o se realice una entibación. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 16 1 anotaciones RECOMENDACIONES FINALES CUANDO SE REALICE EL COMPUTO • Para mayor exactitud en el proyecto y por su supuesto en el computo y precio final, conviene definir una equidistancia menor y hacer planos acotados con mayor densidad de puntos • Respetar el tipo de suelo - mayor o menor dureza • Agregar un Porcentaje por esponjamiento, compactación y/o taludes • Definir muy bien si es o no necesario un transporte de suelos y su distancia • Prolijidad en los cálculos. No es fácil la verificación Al realizar el cómputo métrico y el consiguiente presupuesto de la obra, ignorar o equi- vocarse en el cálculo del volumen de movimiento de suelos puede ser muy grave para el proyectista o el encargado de ejecutar una obra. Hay que recordar que cuando se con- fecciona el presupuesto para una obra, un cómputo métrico mal hecho puede resultar en un quebranto en vez de un beneficio con el consiguiente problema económico que ello acarrea. NIVELES DE ANTEOJO Y SU COMPENSADOR OPTICO | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 16 2 EJERCICIOS C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 16 3 anotaciones CÁLCULO DE VOLúMENES DE MOVIMIENTO DE SUELOS: PROBLEMA N° 1: )4( 6 2 21 MAA e V ++= hAAV *)( 2 1 21+= D A 10.20 B 9,5 10 9 C 7 8 8.5 7.5 M1. Calcular el volumen de suelo a exca- var por encima de la cota 9.00 utilizando la fórmula del prismoide y con la super- ficie restante el medio de las áreas. A los efectos del cálculo se ha dividido el plano del terreno en cuadrículas de 3 m de lado. 2. Indicar en qué escala está dibujado el plano. 3. Dibujar el perfil del terreno a lo largo de la línea AM, con escala horizontal igual al dibujo en planta y escala vertical 1:50. PROBLEMA N° 2: El terreno de la figura (Plano de puntos acotados) mide 60 m en su lado mayor y 20 m en su lado menor. Se debe realizar un movimiento de suelo tendiente a crear una superficie horizontal (explanación) en todo el terreno, que tenga una altura de 10,00 m. Se pide: Determinar los volúmenes de relleno y excavación a realizar. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 16 4 anotaciones PROBLEMA N° 3: Se ha realizado un levantamiento planialtimétrico por el método de la cuadrícula en un terreno cuyo croquis, dimensiones y nomenclatura de puntos y planilla de nivelación respectiva figuran a continuación. Se pide: 1. Completar la planilla de nivelación. 2. Dibujar las curvas de nivel con equidistancia igual a 0,25 m. Deberá quedar perfec- tamente claro como el alumno realizó la interpolación por cualquiera de los métodos estudiados (Cálculo o Escalímetro) en por lo menos dos líneas de las cuadrículas. 3. En base a las curvas de nivel obtenidas: dibujar el perfil del terreno a lo largo de la línea AD en escala horizontal 1:500 y escala vertical 1:40. 4. Calcular el volumen de suelo a excavar si se desea ejecutar una explanación horizon- tal a cota 4,50m. 5. Indicar en qué escala está dibujado el plano C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 16 5 anotaciones PROBLEMA N° 4: Calcule el volumen a rellenar para lograr una superficie horizontal de cota 8,00 m. Utili- ce la fórmula del prismoide en cuanto sea posible,y luego, la fórmula de la media de las áreas. Escala del dibujo: E = 1:750 PROBLEMA N° 5 Se requiere realizar el cómputo del volumen para realizar una excavación con los datos de la figura. Las medidas están expresadas en metros. Las medidas a, b, c, d, e y f son respectivamente: 2.8; 3.2; 1,4; 2,6; 2,4 y 2,5 metros. Utilizar la fórmula del prismoide que figura a continuación: 5,3 6 7 8 )4( 6 21 MAAdV ++= | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 16 6 anotaciones PROBLEMA N° 6: Se requiere realizar el cómputo del volumen para realizar una terraplenamiento, con los datos de la figura. Las medidas están expresadas en metros a continuación Calcular el volumen de suelo a excavar si se desea ejecutar una explanación horizontal a cota 100,00m y determinar la superficie de todo el predio. PROBLEMA N° 7: Con los datos y grafico dado a continuación, se pide: a) Completar la planilla de uno de los perfiles b) Realizar los perfiles sobre la línea AB y DC en escala horizontal 1:500 y escala vertical 1:50. c) Calcular el volumen de tierra a excavar para lograr una explanación de altura 0.00m C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 16 7 anotaciones PROBLEMA N° 8: Para la ejecución de una pileta de natación cuya planta se adjuntan a continuación. Se pide: A) Realizar el corte de la misma. El terre- no sobre el cual se construirá se encuentra perfectamente nivelado a una altura de +0.50m. B) Calcular el volumen de tierra a excavar. PROBLEMA N° 9: Calcule el volumen a rellenar y desmontar para lograr una superficie horizontal de cota 7,00 m. Utilice la fórmula de la media de las áreas. Escala del dibujo: E = 1:750 Niveles de Anteojo y su compensador optico 5,3 6 7 8 8,5 6 CAPITULO El título y el plano de mensura Ejemplos | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 17 0 anotaciones EL PLANO DE MENSURA Y EL TITULO Para el profesional de la arquitectura es fundamental el conocimiento y posterior re- planteo de las medidas exactas del terreno donde se hará una construcción, ya que de acuerdo al Código Civil, el error en el replanteo del terreno lo hace directamente responsable como director de la obra. Es por ello que es necesario antes de proyectar un edificio sobre una parcela de terreno, que la misma sea perfectamente identificada y que sus medidas y límites no ofrezcan dudas a efectos del proyecto y de la posterior construcción de la obra. Para esto, es necesario realizar las siguientes consultas y actividades previamente al replanteo y definición de los limites definitivos: 1| Plano de mensura 2| Estudio del título de propiedad 3| Estudio del Catastro Municipal o Provincial Veamos en detalle cada una de estas consultas: 1 PLANO DE MENSURA (VER EJEMPLOS EN ANEXOS 1; 1 BIS Y 2) Un plano de mensura define las líneas rectas o curvas del perímetro de una propiedad en el momento en que fue medido por un profesional. Sus elementos principales son: a| Plano de mensura propiamente dicho: El plano puede ser de mensura, subdivisión, unión, futura unión o loteo. Tiene las me- didas topográficas lineales y angulares del polígono que encierra la propiedad, consig- nando los muros, mojones o líneas que definen el limite de la propiedad. Indica también la superficie del terreno, su designación y la proyección horizontal de las superficies edificadas, todo en una escala indicada en el mismo. En el caso de los lotes rurales, se indican al menos las coordenadas de tres de sus vér- tices en el sistema Gauss-Krugger. b| Plano de ubicación que ubica el terreno dentro de la manzana (en el caso de lotes urbanos) o en la zona en el caso de lotes rurales. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 17 1 anotaciones c| Croquis según títulos o según plano en el que se transcribe un plano anterior o se croquiza lo que describe el titulo del inmueble. d| Planilla de registros de superficie donde se resume el área mensura, sus divisiones o anexiones y las diferencias con títulos o mensuras anteriores. e| Carátula que indica el nombre del propietario, datos de ubicación y catastrales, ins- cripción en el Registro de la Propiedad, identificación impositiva, antecedentes consul- tados fecha de la mensura y firma del propietario y el profesional responsable. Si es posible a partir de este plano efectuar un replanteo del terreno sin dudas, puede considerarse un elemento suficiente para el mismo. Si surgieran dudas, corresponde la ejecución de un nuevo plano de mensura. Actualmente, la Dirección de Catastro de la Provincia de Córdoba exige una nueva mensura si el plano de un inmueble tiene una antigüedad mayor de diez años y se desea usar como antecedente para un nuevo plano (por ejemplo de subdivisión o propiedad horizontal). 2 ESTUDIO DEL TITULO DE PROPIEDAD (VER EJEMPLO EN ANEXO 3) La escritura que otorga una propiedad es un contrato público que acredita la propiedad de una parcela y se denomina comúnmente título. Se confecciona por un escribano pu- blico. En el caso de remates, juicios de usucapión (posesión veintiañal) o sucesiones el titulo surge de un expediente judicial. Sus elementos principales son: a| Fecha b| Datos de quien transfiere y de quien recibe el inmueble. (La transferencia puede ser venta, donación, adjudicación, remate). c| Descripción del inmueble según titulo y según plano si corresponde, con ubicación, medidas, linderos y superficie. d| Historia de la propiedad: descripción de cómo hubo la propiedad el trasmitente y su inscripción en el Registro de la Propiedad. e| Precio del inmueble f| Informe de certificados utilizados del Registro de la Propiedad, impositivos, catastra- les y/o otras deudas. En todas las transferencias de dominio, es obligatoria su inscripción en el Registro de la Propiedad de la Provincia, en el cual se inscribe en forma abreviada en una Matrícula. (se confecciona una por inmueble), que tiene las siguientes partes: (VER EJEMPLO EN ANEXO 4) a| Numero de matrícula, descripción del inmueble e identificación catastral. (tomada de la escritura) b| Antecedentes registrales (inscripciones de títulos anteriores en mayor superficie) Nombre y datos personales del titular del inmueble y acto por el que adquirió el dominio. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 17 2 anotaciones c| Porcentaje de propiedad que le corresponde (en el caso de condominios, puede haber dos o más propietarios con distintos porcentuales de propiedad) d| Gravámenes o restricciones que puede tener el inmueble (hipoteca, embargo, indis- ponibilidad, etc.) e| Cancelaciones de los gravámenes ya mencionados. f| Constancia de certificados emitidos por el Registro (a escribanos y/o jueces) También en inmuebles con operaciones de varios años atrás pueden encontrarse inscrip- ciones por el sistema cronológico, en el cual se confeccionaba un fichón por cada trans- ferencia de inmueble. Como su nombre lo indica se identifican por un numero de orden de Dominio, al cual le corresponde un Folio, todo dentro de un año calendario (el conteo se inicia al comenzar cada año). En cada fichón consta: (VER EJEMPLO EN ANEXO 5) a| El escribano o juez que autoriza el acto b| las partes intervinientes c| la descripción del inmueble d| el precio de la operación e| la inscripción anterior. El titulo o la inscripción del mismo en el Registro de la Propiedad pueden utilizarse para conseguir la descripción del inmueble, sus datos catastrales, planos de antecedentes y otro tipo de información que pudiese ser útil (servidumbres, afectaciones por ventas o expropiaciones parciales, etc.). 3 ESTUDIO DEL CATASTRO PROVINCIAL Y MUNICIPAL ¿Qué es Catastro? Podemos dar una definición muy amplia, diciendo que catastro es un sistema de información territorial parcelaria. Existe un Catastro de la Provincia y otro que llevan los Municipios y Comunas. El catastro tiene como célula a la parcela y a partir de esta se abre un abanico de tareas vinculadasa la misma. Estas tareas están regidas en la provincia de Córdoba por la Ley 5057, Ley Provincial de Catastro y su decreto reglamentario. Esta Ley contempla tres aspectos importantes, que son: a| La confección de la cartografía general (Mapa Oficial de la Provincia) y del plan car- tográfico de la Provincia, desde escalas 1:50.000 hasta 1:1000 esta última utilizada en los legajos parcelarios. b| La valuación de las parcelas, tanto urbanas como rurales, que es la base del cálculo del impuesto inmobiliario. C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 17 3 anotaciones c| La actualización parcelaria, en sus dos aspectos, grafico y alfanumérico, datos impres- cindibles para la prevención, planificación, proyección y para el contribuyente en general. En conclusión toda propiedad inmueble debe tener existencia en un sistema catastral, de forma tal que se administre organizadamente. Las oficinas de Catastro actualizan su información de parcelas en base a los títulos existentes y a los planos de mensura confeccionados y aprobados, vale decir recopilan su información sobre lo informado por los profesionales (ingenieros y escribanos) y ésta es volcada en los planos parcelarios de manzanas. Nunca realizan mensuras para estos casos. (VER EJEMPLO DE PLANO PARCELARIO EN ANEXO 7) La identificación de las parcelas se realiza a nivel provincial. En la provincia de Córdoba existen dos tipos de parcelas: Urbanas y rurales. LAS PARCELAS URBANAS SE IDENTIFICAN POR a| Departamento b| Pedanía c| Localidad d| Circunscripción e| Sección f| Manzana g| Parcela Por ejemplo la Facultad de Arquitectura (sede central) se identifica asi: Dpto. 11- Pedanía 01 – Localidad 01 – Circ.04 – Sec. 04 – Manz.028 – Parc. 14 Las parcelas rurales se identifican por a| Departamento b| Pedanía c| Hoja o lamina Catastral d| Parcela Por ejemplo una fracción de campo en el Departamento Colon - Pedanía Cons- titución se identifica como: Dpto. 13 Pedanía 03 Hoja 2112 Parcela 0878 La información mas usada por los arquitectos son el plano de la Circunscripción (llamado Distrito en la ciudad de Córdoba), que tiene también la división en Secciones (llamadas Zonas en la ciudad de Córdoba) y el plano parcelario de manzanas. (VER EJEMPLO DE PLANO DE DISTRITO DE LA MUNICIPALIDAD DE CÓRDOBA EN ANEXO 6) | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 17 4 anotaciones DEL PLANO PARCELARIO DE MANzANAS URBANAS SE OBTIENE: a| Medidas y superficie de la parcela (puede ser según titulo o según mensura, de acuer- do a la información disponible y a verificar) b| Identificación, medidas y superficies de las parcelas colindantes. d| Distancias a esquinas c| Anchos oficiales de las calles d| Orientación de las parcelas Una consideración muy importante debe ser tenida en cuenta al utilizar el plano parcelario de una manzana: como la información que tienen es de los planos y títulos existentes, pueden existir parcelas sin mensuras en las que constan solo una descrip- ción según títulos que puede ser muy antigua e imprecisa. Y esto se da especialmente en los barrios mas céntricos, donde los inmuebles son más valiosos. Inclusive en algu- nos planos parcelarios, una misma línea tiene dos dimensiones, que corresponden a dos títulos distintos. (uno para cada parcela). Vale decir, este plano sirve para la información ya mencionada, pero nunca puede reemplazar a un plano de mensura de una parcela de- terminada. Así, la información catastral se debe tomar solo como un antecedente más. PRIORIDADES A RESPETAR EN EL REPLANTEO DE TERRENOS. Para el replanteo del terreno, existe en la información disponible un orden de priorida- des que debe ser respetado: ---La información básica a respetar que define el inmueble es el plano de mensura. Si es un plano de de mensura simple, se considera que es un replanteo del titulo del terreno confeccionado por un profesional habilitado. Su única limitación es el tiempo transcu- rrido desde la mensura, que si es de más de 10 años puede necesitarse un nuevo plano. Asimismo, en cualquier momento, si al efectuarse el replanteo se encuentran medidas distintas a la del plano corresponde un nuevo plano que verifique o justifique esas varia- ciones. Igualmente, si se proyecta hacer una construcción sobre dos terrenos contiguos, normalmente se exige la confección de un plano de unión de los mismos. ---En las escrituras se consigna la descripción según titulo y si existe un plano esta de- bería reflejarlo exactamente. En caso de diferencias, lo que se debe respetar es el plano y rectificar la escritura si es necesario. ---En la provincia de Córdoba no se exige el plano de mensura previo para la transferen- cia de un inmueble urbano (solo se exige para los rurales y la division de las construc- ciones por el Regimen de la Propiedad Horizontal). Es por ello que la descripción según C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 17 5 anotaciones titulo no siempre coincide con las medidas reales. Si se va a construir en un terreno sin plano siempre es conveniente la confección del plano de mensura. Si no se desea confeccionar un plano nuevo de mensura y las dimensiones en el terre- no no coinciden exactamente con el titulo, corresponde la verificación de mensuras y títulos de los inmuebles colindantes y si es necesario replantear los mismos, a fin de garantizarse la no invasión de los mismos ya que si esto sucede el profesional debe asumir la responsabilidad por ese error, que se soluciona solo con la compra del terreno colindante (si es posible su subdivisión) o demolición de las construcciones realizadas para volver el terreno a su anterior estado. La información de los inmuebles colindantes se obtiene en las oficinas del Catastro. | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 17 6 ANEXOS GRÁFICOS C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 17 7 | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 17 8 C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 17 9 A1 | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 18 0 C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 18 1 A1 BIS | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 18 2 C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 18 3 A2 | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 18 4 C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 18 5 A3 | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 18 6 C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 18 7 A3 | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 18 8 A3 C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 18 9 A4 | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 19 0 C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 19 1 A5 | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 19 2 A5 C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 19 3 A6 | A P U N TE S D E C Á TE D R A - TO P O G R A F ÍA 19 4 C A P ITU L O 1: D E F IN IC IO N E S B Á S IC A S | 19 5 A7