Conceptos Fundamentales de Nivelación

La nivelación en topografía se refiere al conjunto de operaciones necesarias para determinar la diferencia de nivel entre dos puntos en la superficie terrestre. Esta diferencia de nivel es la distancia vertical entre los planos horizontales que contienen dichos puntos, despreciando la curvatura terrestre o considerándola según la precisión requerida.

La cota de un punto es la distancia vertical sobre o bajo una superficie de nivel de referencia, comúnmente el Nivel Medio del Mar (NMM).

Superficies de Referencia

• Superficie de Nivel: Superficie imaginaria esferoidal donde cada punto es perpendicular a la dirección de la plomada. El Nivel Medio del Mar (NMM) es una aproximación de esta superficie.
• Nivel Medio del Mar (NMM): Superficie de referencia para altitudes topográficas, basada en la media de las mareas registradas durante un largo periodo.
• Geoide: Extensión del NMM a través de los continentes, afectado por diversas fuerzas gravitacionales.

Términos Clave

• Horizonte: Plano perpendicular a la vertical en el punto de observación.
• Altitud: Altura de un punto sobre el NMM.
• Desnivel: Diferencia de cota entre dos puntos.
• Curvas de Nivel: Líneas que unen puntos de igual cota en un plano.

Nivel de Ingeniero

El nivel de ingeniero es un instrumento fundamental para la nivelación geométrica. Consta de dos elementos principales para su nivelación:

1. Nivel esférico: Permite una aproximación a la horizontalidad.
2. Nivel tubular o péndulo compensador: Proporciona mayor precisión en la nivelación.

Elementos Geométricos del Nivel de Ingeniero

• Eje Vertical de Rotación (EVR): Eje alrededor del cual gira el instrumento.
• Línea de Fe (LF): Tangente al punto medio del nivel de burbuja.
• Eje Óptico o de Colimación (EO): Línea que une el centro del lente objetivo y el cruce de los hilos del retículo.
• Hilo Horizontal del Retículo (HHR): Hilo principal del retículo.

Condiciones Geométricas del Nivel de Ingeniero

Para asegurar mediciones precisas, se deben verificar las siguientes condiciones:

• Línea de fe perpendicular al EVR.
• HHR perpendicular al EVR.
• Línea de fe paralela al eje óptico (EO // LF).

Verificaciones

1. Línea de fe perpendicular al EVR: Se centra la burbuja y se gira el instrumento 180 grados. La burbuja debe permanecer centrada.
2. HHR perpendicular al EVR: Se elige un punto en el HHR y se gira el instrumento. El punto debe permanecer en el HHR.
3. Línea de fe paralela al eje óptico: Se utiliza el método de estaciones conjugadas o el método del punto central.

Tipos de Nivelación

• Nivelación Directa o Geométrica: Utiliza medidas directas de distancias verticales con un nivel de ingeniero.
• Nivelación Trigonométrica: Emplea medidas de distancias horizontales y ángulos verticales con un taquímetro.

Puntos de Nivelación

• Punto de Referencia (PR): Punto de cota conocida.
• Punto Intermedio: Punto de cota desconocida que no afecta la precisión de la nivelación.
• Punto de Cambio: Punto de cota desconocida usado para cambiar la posición del instrumento.

Lecturas

• Lectura de Atrás: Lectura sobre un punto de cota conocida.
• Lectura de Adelante: Lectura sobre un punto de cambio.
• Lectura Intermedia: Lectura sobre un punto intermedio.

Instalación del Instrumento

El trípode debe estar firme y la plataforma aproximadamente horizontal. Se centra la burbuja con los tornillos de nivelación.

Mira

La mira o estadial es una regla graduada utilizada para medir las alturas.

Tipos de Nivelación según Comprobación

• Nivelación Abierta: Sin comprobación, parte de un PR y termina en un punto de cota desconocida.
• Nivelación Cerrada: Con comprobación, parte y termina en un PR.

Error de Cierre

Diferencia entre la cota inicial y final en una nivelación cerrada. Debe estar dentro de la tolerancia permitida.

Perfiles Longitudinales y Transversales

Eje Longitudinal

Línea que sigue la nivelación para el levantamiento de un perfil longitudinal.

Eje Transversal

Plano perpendicular al eje longitudinal.

Perfil Longitudinal

Representación gráfica de la intersección del terreno con un plano vertical que contiene al eje longitudinal.

Perfil Transversal

Representación gráfica de la intersección del terreno con un plano vertical perpendicular al eje longitudinal.

Rasante

Línea del proyecto que define la superficie de contacto.

Traza

Intersección del terreno con los planos verticales del proyecto.

Cubicación

Cálculo del movimiento de tierras (corte, terraplén o mixto).

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