CAPITULO II: ALTIMETRÍA Y NIVELACIÓN MINERA

TOPOGRAFÍA ALTIMETRIA Y NIVELACION MINERA

I n gen i er í a I n g. M an u el Ur t ea ga Tor o.

CAPITULO II: ALTIMETRÍA Y NIVELACIÓN MINERA

2.1 DEFINICIONES

Altimetría : Parte de la Topografía que permite la determinación y representación de alturas de puntos

topográficos, respecto de un nivel de referencia.

Nivelación : Operación por la cual es factible determinar la diferencia de alturas entre dos o más puntos.

Dichas alturas se toman sobre planos de comparación, perpendiculares a la plomada, siendo el

más común el nivel medio del mar.

Nivel : Instrumento que determina una línea o un plano horizontal. Así mismo se define como la

altura que alcanza un determinado punto.

Altímetro : Instrumento topográfico que sirve para medir la cota de un punto.

Cota : Distancia vertical de un punto, medido a partir de un plano de comparación o referencia.

Cota Absoluta : Distancia vertical cuyo plano de referencia es el nivel medio del mar.

Cota Relativa : Distancia vertical cuyo plano de referencia es cualquier superficie horizontal.

Cota B.M. : Se define como el punto de cota absoluta, debidamente materializado (monumentado) y que

toma como plano de referencia el nivel medio del mar.

Equialtímetro : Instrumento topográfico de precisión también denominado Nivel de Ingeniero.

Vista atrás : Visual dirigida desde el nivel hasta la mira, que se encuentra en un punto de cota conocida.

(V. At.)

Vista adelante : Visual dirigida desde el nivel hasta la mira que se encuentra ubicada en un punto de cota por

conocer o desconocida. (V. Ad.)

Cota de instrumento: Cota absoluta o relativa que tiene el eje del anteojo y sigue la dirección de la visual. (/|\)

Punto de Cambio: Punto auxiliar sobre el cual se coloca la mira y permite continuar un trabajo de nivelación

(P.C.).

Punto de Estación: Punto auxiliar a donde se traslada el Nivel de Ingeniero para proseguir una nivelación. (P.N.)

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2.2 NIVEL DE INGENIERO.- Estructura y Usos

2.2.1 NIVEL DE INGENIERO:

Es un instrumento topográfico de precisión, denominado EQUIALTÍMETRO

o NIVEL DE PRECISIÓN, que se emplea en Topografía para determinar las ALTURAS de los puntos del terreno, respecto de un plano de referencia.





2.2.2 PARTES DE UN NIVEL DE INGENIERO

A. TRÍPODE: Patas(03), Tornillos de graduación (03), Cabezal, Tornillo de sujeción (01)

B. ALIDADA:

B.1 Base Nivelante - Tornillos Nivelantes (03) - Limbo graduado (a veces)

B.2

Alidada propiamente dicha - Anteojo - Tornillo de: . Basculamiento (parábola)

. Enfoque

. Rotación (Macrométrico de alidada)

. Aproximación (Micrométrico de alidada)

. Ocular (hilos estadimétricos) - Nivel esférico (ojo de pollo)

- Tubular (parábola)

2. Eje principal horizontal 1. Eje principal

vertical o de rotación





2.2.3 EJES PRINCIPALES DEL NIVEL de INGENIERO

1. Eje principal o de rotación 2. Eje de visual 3. Eje de nivel de tubular o de parábola

2.2.4 USOS DEL NIVEL DE INGENIERO:

Para determinar: cotas de puntos topográficos, diferencia de niveles, pendientes y para obtener: perfiles longitudinales y transversales

2.2.5 CONDICIONES QUE DEBE REUNIR EL NIVEL

1. El eje de rotación debe ser vertical 2. El eje de visual (anteojo) debe ser horizontal y a su vez perpendicular al eje de

rotación. 3. El eje de nivel de burbuja debe ser paralelo al eje de visual y perpendicular al

eje de rotación.

2.2.6 FASES DE ESTACIONAMIENTO (Puesta en Estación del Nivel)

1. Estacionamiento (trípode) 2. Nivelado (con 3 tornillos nivelantes) 3. Visado (hacia el objetivo). 4. Lectura y anotación.

3. Eje nivel tubular





2.3 MEDIDA DE ALTURAS Y DISTANCIAS

2.3.1 MEDIDA DE ALTURAS

Se sitúa el nivel en un lugar adecuado y luego del plantado, nivelado y visado, se bascula la parábola hasta que coincidan las dos partes y se efectúa la lectura con el hilo reticular horizontal.

Ejemplo. Lectura en mira: "colocar el cero (0.00) de la mira sobre el punto topográfico" y realizar la lectura Lectura: 1.142

m. NOTA: Con niveles de lectura inversa, los objetos visados y los números de la mira se ven invertidos; tanto vertical como horizontalmente, en cambio usando niveles de lectura directa los objetos y los números se observan normales. Es necesario tener en cuenta que para visuales mayores de 200m se debe

efectuar correcciones por esfericidad y refracción:





2.3.2 MEDIDA DE DISTANCIAS

Al encontrarse nivelado el instrumento, las distancias que se leen son exactamente horizontales, por lo tanto:

D = L.K + e

D = (LM - Lm.). K + e (Ec 10)

Donde: D : Distancia horizontal LM : Lectura mayor K: Constante de multiplicación Lm : Lectura menor e : Constante de adición.

Ejemplo.

En la figura se tiene: Distancia = (1.215 - 1.068) x 100 - 0.20 =

(0.147)x100 - 0.20 = 14.70 - 0.20 =14.5 mt.

2.4 TIPO DE NIVELACIÓN - REGISTRO DE DATOS

Existen 3 tipos de Nivelación: a. Nivelación BAROMÉTRICA : con el ALTÍMETRO b. Nivelación TRIGONOMÉTRICA : con el TEODOLITO c. Nivelación GEOMÉTRICA : con el NIVEL DE INGENIERO

2.4.1 Nivelación BAROMÉTRICA o Nivelación

Indirecta.

Consiste en medir la diferencia de presiones en varias estaciones mediante observaciones BAROMÉTRICAS. Se puede realizar dichas mediciones con el altímetro. Se basa en las leyes de la física. A mayor altura, menor presión (altura,presión).

2.4.2 Nivelación TRIGONOMÉTRICA o por PENDIENTE: Es aquella que se realiza por medio del teodolito y la mira y consiste básicamente en medir los ángulos verticales (elevación y depresión) y distancias (visuales) inclinadas (hipotenusa) del triángulo rectángulo, que forman las visuales del teodolito y una línea horizontal.





2.4.3. Nivelación GEOMÉTRICA: Es una nivelación directa, se realiza mediante el Nivel de Ingeniero (Equialtímetro) y consiste básicamente en leer alturas de la visual del nivel en la mira. Es el método más preciso, también se llama Nivelación por Alturas

Existen los siguientes sub tipos de NIVELACIÓN GEOMÉTRICA (N.G): Diferencial, Recíproca, Múltiple, Compuesta y Mixta

A. N.G. DIFERENCIAL

Es aquella que tiene lugar entre DOS PUNTOS, su objeto es directamente la diferencia de alturas (niveles) entre los puntos.

Pto.

V. atrás

Cota Inst.

V. Adel.

COTA

OBSERV.

B.M.

A

1.75

--

2606.99

--

0.93

2605.24 2606.60

En alcantarilla

sobre estaca





B. N.G. RECIPROCA

Es una doble nivelación Diferencial, se usan para comprobar la diferencia de altura entre dos puntos o cuando la distancia es muy grande y no es posible colocar una ESTACIÓN INTERMEDIA

Pto.

V. atrás

Cota Inst.

V. Adel.

COTA de P.

OBSERV.

A B

1.240

211.49

--

0.75

210.25 210.74

B.M. en hito de Concreto. Punto topo. en otra rivera

B A

1.01

211.75

--

1.50

210.74 210.25

Punto topo. en otra rivera B.M. en hito de Concreto.

A B

1.50

21175

--

1.01

210.25 210.74

B.M. en hito de Concreto. Punto topo. en otra rivera

C. N.G. MÚLTIPLE

Se realiza entre 3 ó más puntos. Su objeto es determinar la diferencia de alturas de varios puntos con respecto a un punto ó Cota B.M. conocida y que se toma como BASE.

Pto.

V. atrás

Cota de Inst.

V. Adel.

COTA

OBSERV.

B.M

A B C D E

2.17

1605.31

--

1.03 2.01 1.47 2.75 3.02

1603.14 1604.28 1603.30 1603.84 1603.56 1602.29

Cota de buzon Nº4

Eje de progresiva 2+00 Eje Progresiva 2+02 Eje Progresiva 2+04 Eje Progresiva 2+06





C.4 N.G. COMPUESTA:

Es aquella que se realiza con 3 ó mas puntos y con 2 ó más ubicaciones del instrumento (1 ó más puntos de cambio). Consiste en una serie sucesivas de nivelaciones simples o diferenciales debido a la dificultad topográfica del terreno: accidentado)

Pto.

V. atrás

Cota de Inst.

V. Adel.

COTA

OBSERV.

B.M

A B C D

1.73 2.14 1.96 2.04

1501.73 1502.95 1503.74 1502.72

---

0.92 1.17 3.06 3.92

1500.00 1500.81 1501.78 1500.68 1498.80

Cerco de púas

Vereda Comedero

Esquina tanque Canaleta

C.5 N.G. MIXTA

Se realiza entre varios puntos, combinando la "NG COMPUESTA" con cualquier otro tipo (tipos) de nivelación geométrica.

Pto.

V. atrás

Cota Inst.

V. Adel.

COTA

OBSERV.

B.M

A B C D E

2.75

-- 0.83

2102.75

2103.46

---

1.93 0.12 1.57 2.93 3.51

2,100.00 2,100.82 2,102.63 2,101.89 2,100.53 2,099.95

En el buzón

Sobre estaca Esquina vereda

Sobre estaca Hito concreto Hito concreto





C.6 NIVELACIÓN POR DOBLES VISTAS: Este método consiste en llevar simultáneamente una DOBLE NIVELACIÓN

C.II PRECISIÓN DE LA NIVELACIÓN GEOMÉTRICA

Para condiciones normales y NIVEL bien calibrado el "error MÁXIMO" se pueden establecer dentro de los siguientes límites.

NIVELACIÓN APROXIMADA (ó RÁPIDA) - Se usa en trabajos de reconocimiento o anteproyectos. - Lectura de mira con aproximación de 3mm a 5 mm. - Para los V. Atrás y V. Adelante no es necesario que las longitudes sean

aproximadamente.

- El error máximo tolerable (en mts.), )(10.0 KmDistE máxt

NIVELACIÓN ORDINARIA (MEDIA) - Se usan en construcciones de carreteras, algunos canales vías férreas y construcciones

civiles (edificaciones) - Lectura de mira con aproximación a 0.25 mm. - Centrar la burbuja de Nivelación tubular antes de cada lectura. - Puntos de Cambio (P.C.) señalados sobre objetos firmes (enclavados en el suelo: clavo,

metal ó plantas).

- El error máximo tolerable (en m.) es )(02.0 KmDistE máxt

NIVELACION PRECISA (ALTA) - Se usan en instalación de maquinarias, canales de pendiente pequeña, y construcciones

civiles de precisión. - Lectura de mira con aproximación a 0.15 mm. - Centra la burbuja de Nivelación tubular antes de cada lectura. - Puntos de Cambio (P.C) señalados sobre objetos firmes (enclavados en el suelo: clavo,

metal ó plantas).

- El error máx tolerable (en m.) es )(01.0 KmDistE máxt .



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