NIVELACIÓN
INTRODUCCION
La nivelación en topografía es un proceso de medición
de elevaciones o altitudes de puntos sobre la superficie de la Tierra.
Entendiéndose por elevación o altitud a la distancia vertical medida desde una
superficie de referencia hasta el punto considerado.
La distancia vertical se mide a lo largo de una línea
vertical que sigue la dirección de la gravedad o dirección de la plomada.
DESARROLLO
Instrumentos
Utilizados en la Nivelación
-
Cinta
métrica: Permite conocer las distancias entre puntos vecinos.
-
Mira:
Regla plegable bicolor (negro-blanco antes de los 2 metros y rojo-blanco
después de los 2 metros) de cuatro metros de altura, en la cual se harán
lecturas con fines de determinar las cotas en cada punto.
-
Trípode:
La base para el nivel topográfico.
-
Nivel
topográfico: Con el cual se hacen lecturas de diferente significado (atrás,
adelante e intermedia)
Nivel
El nivel topográfico puede ser manual, en el que el
operario deberá de calibrar horizontalmente el nivel principal en cada una de
las lecturas que se vayan a realizar, o bien automático en el que operario no
deberá de calibrar el nivel y bastará con poner el instrumento “en estación”.
La mayoría de niveles topográficos que nos podemos
encontrar hoy en día son automáticos.
La precisión de un nivel topográfico dependerá del
tipo de nivelación que se tenga que realizar o del trabajo que se quiera
realizar. Lo más normal es un nivel que tenga entre 20 y 25 aumentos y miras
centimetradas o de doble milímetro. Con este instrumento y por supuesto la
metodología y atención adecuadas se podrían hacer nivelaciones con un error
aproximado de 1.5 centímetros por cada kilómetro de nivelada.
Tipos
de Nivelación
Existen diferentes tipos de nivelación. La nivelación
trigonométrica utiliza ángulos verticales para la determinación del desnivel
entre puntos. La nivelación Taquimétrica se apoya en la medición óptica de
distancias para la ubicación altimétrica de puntos sobre la superficie
terrestre.
La nivelación geométrica o nivelación diferencial, la
cual, es la más comúnmente empleada, es un procedimiento topográfico que nos
permite determinar el desnivel entre dos puntos mediante el uso de un nivel
óptico y la mira vertical o estadal.
La nivelación geométrica mide la diferencia de nivel
entre dos puntos a partir de la visual horizontal lanzada desde el nivel óptico
hacia los estadales colocados en dichos puntos.
En la fig. Se puede observar una nivelación geométrica
simple, el desnivel entre los dos puntos se puede estimar con una sola
estación, es decir, sin desplazar el nivel óptico de su lugar, mediante una
diferencia de cotas, ∆AB = La – Lb = Ha
– Hb
Pero cuando los puntos están separados a una distancia
mayor que el límite del campo topográfico, o que el alcance de la visual, es
necesaria la colocación de estaciones intermedias y se dice que es una
nivelación compuesta, como se puede observar en siguiente figura.
En la figura los
puntos 1, 2 y 3 representan los puntos de cambio (PC). El punto A es una base
de Medición (BM) o punto de cota conocida. E1, E2, E3… representan puntos de
estación ubicados en puntos equidistantes a los estadales y los valores (l) representan
las lecturas en el estadal.
En la figura los puntos 1, 2 y 3 representan los
puntos de cambio (PC). El punto A es una base de Medición (BM) o punto de cota
conocida. E1, E2, E3… representan puntos de estación ubicados en puntos
equidistantes a los estadales y los valores (l) representan las lecturas en el
estadal.
La nivelación compuesta, consiste en la aplicación
sucesiva de la nivelación simple.
Métodos
de Nivelación
La nivelación directa permite medir ya sea la altura
de los puntos, como la diferencia de nivel entre diversos puntos mediante un
nivel y una mira graduada. Existen dos tipos de nivelación directa:
-
Nivelación
diferencial
-
Nivelación
de perfiles.
Cuando se lleva a cabo una nivelación directa, se
determina la diferencia de nivel de puntos que están a una cierta distancia
unos de otros. La nivelación directa más sencilla consiste en medir sólo dos
puntos, A y B, a partir de una estación central, EN. Pero también puede ser
necesario determinar la diferencia de nivel entre:
-
Varios
puntos A, B, ... E, observados desde una sola estación de nivelación, EN
-
Varios
puntos A, ... F, observados desde una serie de estaciones de nivelación, EN1,
... EN6, por ejemplo.
Cuando se lleva a cabo una nivelación de perfil, se
determina el nivel o cota de puntos situados a intervalos regulares a lo largo
de una línea conocida, tal como el eje de un canal de alimentación de agua o el
eje longitudinal de un valle. Este tipo de nivelación permite determinar la
altura de diferentes puntos de un perfil transversal.
También se puede usar la nivelación directa para
determinar las alturas necesarias para el trazado de curvas de nivel, y líneas
de pendiente constante, en cuyo caso se combina la nivelación diferencial y la
nivelación de perfiles.
Nivelación
diferencial Nivelación de Perfil
Errores
y Tolerancias en Nivelación
Error
de Cierre
El error de cierre de una nivelación depende de la precisión
de los instrumentos utilizados, del número de estaciones y de puntos de cambio
y del cuidado puesto en las lecturas y colocación de la mira.
En una nivelación cerrada, en donde el punto de
llegada es el mismo punto de partida, la cota del punto inicial debe ser igual
a la cota del punto final, es decir, la suma de los desniveles debe ser igual a
cero.
La diferencia entre la cota final y la inicial nos
proporciona el error de cierre de la nivelación.
El error de cierre también puede ser calculado por
medio del desnivel total.
Nivelación Cerrada
La nivelación cerrada se puede realizar levantando los
mismos puntos de ida y vuelta, o, preferiblemente, por caminos distintos,
retornando siempre al punto inicial.
En una nivelación de enlace los puntos extremos forman
parte de una red de nivelación de precisión, por lo que la cota o elevación de
sus puntos son conocidas.
En este tipo de nivelación, la diferencia entre el
desnivel medido y el desnivel real nos proporciona el error de cierre.
Nivelación de
enlace
Tolerancia
del Error de Cierre
La tolerancia del error de cierre depende de la
importancia del trabajo, de la precisión de los instrumentos a utilizar y de
las normativas existentes.
Las nivelaciones se pueden clasificar en nivelaciones
de primer, segundo y tercer orden, siendo las de tercer orden las de uso común en
los trabajos de ingeniería.
La tolerancia de cierre generalmente se expresa
mediante la siguiente ecuación:
En donde:
Tn= Tolerancia para el error de cierre en
mm
m= Valor dependiente de los instrumentos, método y
tipo de nivelación requerida
k= Longitud total de la nivelación en Km
Para nivelaciones de tercer orden se recomienda un
valor de m entre 12 y 15 mm.
BIBLIOGRAFIA
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