Informe de Topografia

INFORME N 004-2015-UNA/FICA/EPIC/CURSO DE TOPOGRAFA/GRUPO GPS

PARA: ING. NESTOY ELOY GONZALES S.

Docente de Topografa I-B

DE: GRUPO GPS

- Huaman Casaperalta Edwar Denis

- Condori Tito Pedro

- Machaca Salluca Guido

- Montesinos Mamani Arthur

- Catachura Alanguia Juan Lider

ASUNTO: Informe de manejo del Nivel de Ingeniero

FECHA: 03 de junio de 2015.

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CONTENIDO

I. PRESENTACIONPg.3

II. OBJETIVOS...pg.4

III. FUNDAMENTO TERICO

A. La Nivelacin .....pag.4

1. Clases De Nivelacin..pg.4

2. Nivelacin Directa o Geomtrica....pg.5

2.1 Casos Generales En Una Nivelacin

Geomtrica.pg.5

2.2 Elementos Importantes En Una Nivelacin

Geomtrica.....pg.6

3. Tipos de Nivelacin Geomtrica.pg.7

A. Nivelacin Geomtrica Simple.....pg.7

B. Nivelacin Geomtrica

Compuesta...pg.8

C. Nivelacin Geomtrica Reciproca..pg.8

4. Comprobacin de Una Nivelacin

Geomtrica...pg.10

IV. INSTRUMENTOS Y MATERIALES UTILIZADOS

a) Nivel de ingeniero.pg.15

b) La mira .......pg.16

c) El trpode ......pg.17

d) Cinta mtrica..........pg. 18

e) Estacaspg. 18

V. DESARROLLO DE LA PRIMERA FASE:NIVELACION DEL

EQUIALTMETRO Y HACER LECTURAS EN LA

MIRA...pg.19

Pgina 2

VI. DESARROLLO DE LA SEGUNDA FASE:REALIZAR UNA

NIVELACION SIMPLE O DIFERENCIAL...pg.22

VII. CALCULOS.pg.30

VIII. CONCLUSIONES ..pg. 35

IX. ANEXOS...pg. 36

X. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .pg. 38

Pgina 3

I. PRESENTACIN

El presente trabajo tiene como objetivo comprender la importancia de la

nivelacin en el rea de la topografa, para lo cual es necesario conocer en

su complejidad a un instrumento llamado nivel de ingeniero o nivel

topogrfico.

La prctica est constituida de dos fases: la primera fase trata sobre

como nivelar el nivel de ingeniero y; en la segunda fase se realiz

una nivelacin simple o diferencial.

El lugar en el que se llev a cabo esta prctica fue el en el bosque de la

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO.

La nivelacin ha estimulado de una forma muy importante al desarrollo de

la humanidad, ya que las construcciones de caminos, conductos de agua o

canales, las grandes obras de arquitectura, entre otras, son una prueba

notable.

No se sabe con exactitud el origen de esta rama de la topografa, pero se

piensa que desde que el hombre quiso protegerse tanto del clima, de los

fenmenos naturales, como de las bestias, se tuvo una idea de la

nivelacin; desde aplanar materiales y dar cierta estabilidad a ese terreno,

pensando incluso ya en las pendientes. Lo cual condujo a la fabricacin de

ingeniosos instrumentos, desarrollndose las tcnicas, los estudios, lo que

origin las nuevas teoras, desarrollo tecnolgico y cientfico, originando

los nombres que utilizamos cotidianamente en estos das.

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II. OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERAL

En esta ocasin el objetivo es saber utilizar el nivel de ingeniero y

hacer lecturas en la mira.

Conocer sus partes del nivel de ingeniero.

Aprender sus aplicaciones de nivel de ingeniero.

Saber medir con el nivel de ingeniero

III. FUNDAMENTO TERICO:

A. LA NIVELACION

Es el proceso mediante el cual se determina la altitud de un punto

respecto a un plano horizontal de referencia. La nivelacin como todos

los trabajos topogrficos, se puede efectuar por diversos

procedimientos y de distintos grados de precisin, dependiendo del

instrumental que se use y los mtodos que se apliquen. (Jorge

Mendoza Dueas, Topografa tcnicas modernas, pag. 63)

1. Clases de Nivelacin:

Nivelacin Geomtrica.

Nivelacin Baromtrica.

Nivelacin Trigonomtrica.

Nivelacin Taquimtrica.

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2. NIVELACIN DIRECTA O GEOMTRICA

Este mtodo determina directamente el desnivel entre dos puntos con la

obtencin de un plano horizontal, es el ms preciso y el ms usado.

En esta figura es fcil entender que con la ayuda del equialtmetro o nivel de ingeniero se puede obtener la cota de B.

Los instrumentos bsicos de una nivelacin geomtrica son:

El nivel del ingeniero (equialtmetro).

La mira.

2.1 Casos generales en una nivelacin geomtrica

a) Nivelacin relativa:

Cuando solo sea necesario conocer el desnivel entre dos puntos de la zona de

trabajo. Para ello se asume una cota arbitraria a uno de los puntos lo

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suficientemente grande para no tener en el curso de nivelacin cotas negativas,

o bien al punto ms bajo se le da cota cero.

b) Nivelacin absoluta:

Cuando sea preciso trabajar con cotas absolutas. Este caso se ubica el B.M. de

un punto cercano a la zona de trabajo, en el Per, el Instituto Geogrfico Nacional

nos puede proporcionar dicho dato. A continuacin se lleva a cabo una

nivelacin de circuito cerrado entre dicho B.M. y el punto ms cercano a la zona

por nivelar.

Por ltimo se realiza la nivelacin en la zona establecida.

B.M D D

B C

B C

2.2 Elementos Importantes de Una Nivelacin Geomtrica

Puntos de nivel primario (bancos de nivel)

Son los correspondientes a los puntos de control; stas deben estar

monumentadas

Puntos de nivel secundario (puntos de cambio)

Son aquellos puntos que sirven de apoyo para poder enlazar dos puntos

de control, sobre dicho punto de cambio se coloca la mira para efectuar

las lecturas correspondientes.

Se recomienda que los puntos secundarios sean pintados si se tratase de

pavimentos o estacados provisionalmente en los jardines o tierra si fuese

el caso; generalmente estos puntos deben desaparecer al concluir el

trabajo de gabinete.

Nivelacin previa entre el B.M. y el punto ms

cercano a la zona de trabajo

A

E

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Vista atrs L (+)

Es la lectura de la mira correspondiente al punto de cota conocida.

Vista adelante L (-)

Es la lectura de la mira correspondiente al punto de cota no conocida.

Nivel instrumental ( )

Es el nivel correspondiente al eje de colimacin del instrumento.

Tipos de nivelacin geomtrica.

3. TIPOS DE NIVELACION GEOMETRICA

A. NIVELACIN GEOMTRICA SIMPLE

Sirve para encontrar la cota de uno o ms puntos del terreno por medio

de una sola estacin instrumental.

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B. NIVELACION GEOMETRICA COMPUESTA

Es el ms usado ya que generalmente los puntos a nivelar se encuentran a

ms de la distancia mxima en que se puede colocar la mira, y por lo tanto se

deben realizar tantas nivelaciones simples como sean necesarias para

unirlos, para realizar una nivelacin se debe tener en cuenta una distancia

para cada tramo de entre 120 a 180 m y luego dividir la longitud total por

esta distancia para hallar la cantidad de tramos a realizar; los puntos

intermedios entre los dos (o ms) puntos objetos del trabajo, se llamarn

puntos de paso o V-.

C. NIVELACION GEOMETRICA RECIPOROCA

Este mtodo se utiliza cuando:

Se desea comprobar si el eje ptico del anteojo del nivel es paralelo

a la directriz del nivel tubular.

No es posible colocar el instrumento en un lugar intermedio entre

dos puntos de mira, ya sea porque se interponga un ro, un pantano

o cualquier otro obstculo.

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Pasos a seguir:

Se coloca el instrumento en la zona de cota conocida, mientras se instala

las miras en los puntos A y B, para luego calcular la cota del punto B.

La distancia PA debe ser lo suficiente, tal que permita al operador

visualizar sin dificultad la lectura de la mira en A.

Calculando cota de B:

(100.00 + 1.51) 2.12 = 99.39 m

Se traslada el nivel al punto Q, tal que aproximadamente PA=QB; para

luego calcular nuevamente la cota de B.

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Calculando cota B:

(100.00 + 0.64) 1.23 = 99.41 m

La cota buscada ser el promedio:

Cota B:99.39+99.41

2

Cota B: 99.40 m

4. COMPROBACIN DE UNA NI VELACIN GEOMTRICA

Una vez realizado el clculo en la libreta de campo se debe efectuar la

comprobacin de dicha nivelacin para ello se utilizara lo siguiente:

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a) Comprobacin del clculo matemtico de la libreta

Muchas veces el clculo dela libreta se realiza en campo, por ende est

sujeto a posibles errores, el cual se puede detectar con la siguiente

expresin:

L(+) L() = COTA CONOCIDA COTA INICIAL

b) Comprobacin de la nivelacin propiamente dicha

La comprobacin de la libreta de campo, no indica si la nivelacin es

correcta para ello es necesario verificar que el error accidental debe sea

menor que el mximo tolerable, el cual depender de la precisin

buscada. Existen dos casos:

Cuando solo sea conocido un banco de nivel

Generalmente se utiliza cuando le objetivo es determinar la cota de uno o

varios puntos especficos, partiendo de una cota conocida.

Cota conocida cota por conocer

A B

Para ello es necesario realizar una nivelacin tanto de ida como de

regreso. Tericamente la cota inicial debe ser exactamente igual a la final,

dado que es el mismo punto, en la prctica; siempre existe una diferencia

entre dichas lecturas; a esta diferencia se le llama error de cierre

altimtrico, su aceptacin depender de la precisin que se busca.

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A B

Cuando se conozcan dos bancos de nivel

Generalmente se utiliza cuando el objetivo es determinar la configuracin

altimtrica del terreno a lo largo de una lnea definida planimtricamente

y que enlaza los puntos dados.

Para ello es necesario realizar la nivelacin de realizar la nivelacin de ida

solamente.

Tericamente la cota final calculada, debe ser exactamente igual a la cota

final conocida, dado que es el mismo punto; en la prctica, siempre existe

una diferencia entre dichas lecturas; a esta diferencia se le llama error de

cierre altimtrico, su aceptacin depender de la precisin q se busca.

COTA POR CONOCER

Cota conocida Cota conocida

A 2 4 B

1 3 5

IDA

REGRESO

a

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IV .INSTRUMENTOS Y MATERIALES UTILIZADOS:

A. NIVEL DE INGENIERO

El nivel de ingeniero, es un instrumento que tiene como finalidad la

medicin de desniveles entre distintos puntos que se hallan a distintas

alturas y en distintos lugares, o tambin el traslado de cotas de un punto

conocido a otro desconocido.

El nivel dispone de un anteojo, para efectuar la puntera, y de un nivel

montado sobre la plataforma, manipulado por los tornillos nivelantes.

El nivel de ingeniero es complementado por la mira, mediante la cual se

puede medir la diferencia de alturas o el desnivel entre dos puntos.

Se calcula que el nivel de ingeniero tiene una precisin de +20cm o -20cm

por cada 100m.

CARACTERISTICAS DEL NIVEL DE INGENIERO:

Pueden ser manuales o automticos, segn se deba colocar

horizontalmente el nivel principal en cada lectura, o esto se haga

automticamente al poner el instrumento "en estacin".

Posee una burbuja para poder nivelar el instrumento.

Tiene un anteojo con los suficientes aumentos para poder ver las

divisiones de la mira o estadal.

Adems, posee de un retculo conformado por 3 pelos (a, b, c), para poder hacer la puntera y tomar las lecturas, as como la posibilidad de un compensador para asegurar su perfecta nivelacin y horizontalidad del plano de comparacin. PARTES DEL NIVEL: PARTES CONSTITUTIVAS DEL NIVEL:

1. Plato de la base

2. Crculo Horizontal

3. Control del compensador

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4. Ocular

5. Cubierta del ocular

6. Nivel esfrico

7. Punto marcado el centro del instrumento

8. Visor

9. Objetivo

10. Botn de enfoque

11. Tornillo tangencial horizontal

12. Tornillos nivelantes

Dependiendo del tipo y de la marca, el nivel de ingeniero podr presentar

distintos elementos que lo caracterizan y, a la vez, diferenciarse de otros

modelos. En tal sentido, es la tecnologa la que ha sido marcando

tendencias en funcin de los avances y de las necesidades del usuario. Al

margen del tipo, marca o modelo de nivel, todos poseen dos elementos

para su total nivelacin y que a su vez, determinan la perfecta instalacin

de este, siendo el primero el nivel esfrico, que corresponde a una esfera

con su parte alta transparente de cristal de vidrio, en la cual existe una

graduacin circular con una burbuja de aire en su interior, la que a una

vez centrada permite que el instrumento defina planos horizontales. Sirve

como una aproximacin debido a su insuficiente sensibilidad.

El segundo elemento, siendo de mayor sensibilidad variando segn la

marca y el ao de fabricacin, pudiendo presentar nivel tubular, tornillo

de trabajo o los ms modernos un pndulo compensador, con lo cual el

instrumento pasa a denominarse automtico.

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USO DEL NIVEL

Es aplicable en asimetra, principalmente en lo referente a nivelacin en

proyectos de: carreteras, vas frreas, canales para riego, calcular

elevaciones para movimiento en terracera, para elaborar mapas y planos

que muestren la configuracin.

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B. LA MIRA

Se puede describir como una regla de cuatro metros de largo, graduada

en centmetros y que se pliega en la mitad para mayor comodidad en el

transporte. Adems de esto, la mira consta de una burbuja que se usa para

asegurar la verticalidad de sta en los puntos del terreno donde se desea

efectuar mediciones, lo que es trascendental para la exactitud en las

medidas. Tambin consta de dos manillas, generalmente metlicas, que

son de gran utilidad para sostenerla.

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C. EL TRPODE

.

Es un instrumento que tiene la particularidad de soportar un equipo de

medicin como un taqumetro o nivel, su manejo es sencillo, pues consta

de tres patas que pueden ser de madera o de aluminio, las que son

regulables para as poder tener un mejor manejo para subir o bajar las

patas que se encuentran fijas en el terreno. El plato consta de un tornillo

el cual fija el equipo que se va a utilizar para hacer las mediciones.

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D. CINTA MTRICA :

Es una cinta mtrica flexible, enrollada dentro de una caja de plstico o

metal, que generalmente est graduada en centmetros en un costado de

la cinta y en pulgadas en el otro.

E. ESTACAS:

Una estaca es un objeto largo y afilado de madera que clavamos en el

suelo. Tiene muchas aplicaciones, como demarcador de una seccin de

terreno. En nuestra prctica las estacas tuvieron una longitud de 20 cm.

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V .DESARROLLO DE LA PRIMERA FASE:NIVELACION DEL

EQUIALTMETRO Y HACER LECTURAS EN LA MIRA

Comenzamos la prctica con las pautas y explicaciones que el profesor a cargo

nos brind acerca del nivel de ingeniero, sobre sus partes, su uso y sus

aplicaciones. Luego nos hizo una demostracin de cmo nivelar este

instrumento, despus de esto, cada uno de nosotros realiz la nivelacin de este

instrumento siguiendo los siguientes pasos:

1. Se sueltan los tornillos de las patas del trpode, se colocan las patas juntas

tal como hasta que el nivel de la plataforma coincida aproximadamente

con el de la quijada del operador. En esta posicin se ajustan los tornillos

antes mencionados.

2. Se instala el equipo en la plataforma del trpode con ayuda del tornillo de

sujecin, este proceso debe realizarse con mucho cuidado para evitar que

el nivel del ingeniero caiga al suelo.

Se extienden las patas del trpode, teniendo en cuenta las siguientes

condiciones:

La base de las patas del trpode deben formar aproximadamente

un tringulo equiltero.

La plataforma del trpode deben estar a la vista del operador en

posicin horizontal.

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3. Se realiza el calado del nivel esfrico. para este proceso Se ubica el

telescopio paralelo a la lnea recta que une los dos tornillos nivelantes

cualesquiera, luego se giran simultneamente los dos tornillos, ya sea

hacia fuera o hacia dentro segn el caso.

4. Se dirige la vista hacia el alineamiento elegido.

5. Se realiza el centrado definitivo, para calar la burbuja, se hace del tornillo

nivelante que ms se acerque al eje directriz del nivel tubular.

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LECTURAS EN LA MIRA

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VI.-DESARROLLO DE LA SEGUNDA FASE:

REALIZAR UNA NIVELACIN GEOMTRICA SIMPLE

En esta nivelacin tuvimos que seguir los siguientes pasos:

Se coloca la mira en el punto de cota conocida (BM)

Se ubica el punto de cota por conocer (B)

Se instala el nivel en un punto equidistante a los antes

mencionados.

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La distancia nivel-mira no debe sobrepasar 120 metros; sin

embargo es recomendable trabajar con una distancia mxima de

50 metros. En nuestro caso hemos trabajado con una distancia de

20 m.

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Con la ayuda del nivel se visa la mira en el punto de cota conocida

y se anota en la libreta de campo.

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Se coloca la mira en el punto de cota por conocer.

Con la ayuda del nivel se visa en el punto de cota por conocer y se

anota en la libreta de campo.

TODOS LOS PASOS ANTERIORES SE REPITEN EN CADA ESTACION.

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HILOS ESTADIMTRICOS

Se presentan generalmente en los telescopios de equipos topogrficos tal como

el teodolito.

Estos hilos son lneas muy finas paralelas y simtricos respecto al hilo horizontal

del retculo.

Estas lneas generalmente (en los equipos modernos) se montan en la misma

retcula y en el mismo plano que la cruz filar; de manera que la distancia entre

ellos es constante.

ESTADIMETRA

La estadimetra es un mtodo que sirve para medir distancias y diferencias de

elevacin indirectamente, es rpido pero su precisin no es muy alta.

Este procedimiento se emplea cuando no se requiere de mucha precisin o

cuando las caractersticas del terreno hacen imposible el uso de la cinta.

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Se utiliza principalmente para el levantamiento de detalles, pero tambin para

nivelaciones trigonomtricas y comprobacin de mediciones realizadas con

mtodos ms precisos.

Para realizar medidas por medio de este mtodo se requiere de una mira y un

instrumento que tenga en su retcula los hilos estadimtricos (teodolito o nivel),

estos hilos se encuentran sobre el hilo vertical por encima y por debajo del hilo

horizontal.

En la actualidad para realizar la medicin de distancias se utiliza los receptores

GPS, pero la estadimetra an es de mucha utilidad para algunas aplicaciones.

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Principio de la estadimetra:

Este mtodo se basa en el principio de los tringulos semejantes, en el que los

lados correspondientes son proporcionales.

Del grafico vamos a determinar la distancia horizontal entre dos puntos (D).

Si O es el ocular de un observador y asumimos conocidos los elementos del

instrumento P e I as como la longitud m; geomtricamente se tiene:

=

De donde:

= (

) m

Dado que P e i son elementos fijos del instrumento y por tanto constantes,

podemos hacer; k=(P/i), luego:

=

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Concluyendo que la distancia D es proporcional a la distancia vertical m.

Los puntos 1; 2 y 1; 2, toman el nombre de extremos estadimtricos.

MEDICIN DE DISTANCIAS HORIZONTALES

Consiste en hacer uso de los hilos estadimtricos del teodolito conjuntamente

con las graduaciones de una mira parlante en posicin vertical.

D = (Lectura hilo superior Lectura hilo inferior)x100

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VII. CALCULOS

PUNTO HILO

SUPERIOR

HILO MEDIO HILO

INFERIOR

DISTANCIA

HORIZONTAL

1 1.618 1.595 1.571 5m

2 1.797 1.75 1.704 10m

3 2.325 2.251 2.176 15m

4 2.720 2.628 2.522 20m

5 3.430 3.310 3.184 25m

6 4.142 4.002 3.849 30m

7 4.820 4.655 4.478 35m

8 4.94 4.81 4.549 40m

9 5.03 4.60 4.587 45m

10 5.12 4.835 4.63 50

CALCULANDO ERRORES

Segn el mtodo de estadimetra

D = (Lectura hilo superior Lectura hilo inferior)x100

Para el punto 1: D=5m

D1 = (1.618-1.571) x100

D1= 4.7 m

Error es igual:

E = 5m - 4.7m

E= 0.3m

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D2 = (1.797-1.704) x100

D2 = 9.3 m

Error es igual:

E = 10m 9.3m

E= 0.7m


D3 = (2.325-2.176) x100

D3 = 14.9 m

Error es igual:

E = 15m 14.9m

E= 0.1m


D4 = (2.720-2.522) x100

D4 = 19.8 m

Error es igual:

E = 20m 19.8 m

E= 0.2m

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D5 = (3.430-3.184) x100

D5 = 24.6 m

Error es igual:

E = 25m 24.6 m

E= 0.4m


D6 = (4.142-3.849) x100

D6 = 29.3 m

Error es igual:

E = 30m 29.3 m

E= 0.7m


D7 = (4.820-4.478) x100

D7 = 34.2 m

Error es igual:

E = 35m 34.2 m

E= 0.8m

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D8 = (4.94-4.549) x100

D8 = 39.1 m

Error es igual:

E = 40m 39.1 m

E= 0.9m


D9 = (5.03-4.587) x100

D9 = 44.3 m

Error es igual:

E = 45m 44.3 m

E= 0.7m


D10 = (5.12-4.632) x100

D10 = 48.8 m

Error es igual:

E = 50 m 48.8 m

E= 1.2 m

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PUNTO HILO

SUPERIOR

HILO

MEDIO

HILO

INFERIOR

DISTANCIA

HORIZONTAL

ERROR

CALCULADO

1 1.618 1.595 1.571 5m 0.3m

2 1.797 1.75 1.704 10m 0.7m

3 2.325 2.251 2.176 15m 0.1m

4 2.720 2.621 2.522 20m 0.2m

5 3.430 3.307 3.184 25m 0.4m

6 4.142 3.996 3.849 30m 0.7m

7 4.820 4.649 4.478 35m 0.8m

8 4.94 4.745 4.549 40m 0.9m

9 5.03 4.809 4.587 45m 0.7m

10 5.12 4.875 4.63 50 1.2 m

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VIII CONCLUSIONES

Como nos podemos dar cuenta, el nivel de ingeniero es un

instrumento fundamental en la topografa igual que la mira,

ambas son fundamentales y bsicas en lo que es la

nivelacin.

Gracias a la nivelacin simple o diferencial podemos

trasladar un BM a una zona de trabajo.

Gracias al nivel topogrfico, es posible determinar la

diferencia de alturas de diferentes puntos.

La mira debe estar vertical para evitar errores por la

inclinacin de esta.

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IX. ANEXOS

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X.-REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Topografa Tcnicas Modernas- Jorge Mendoza Dueas- 2012

Alcntara G., Dante, Topografa y sus aplicaciones. Grupo editorial

Patria primera edicin, Mxico, 2007

lvaro Torres Nieto, Eduardo Villate Bonilla., Topografa. Editorial

escuela colombiana de ingeniera, cuarta edicin, 2001.

Documents

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