NIVELACIÓN
Para tener puntos de
referencia y de control a fin de determinar las cotas de los puntos del
terreno, se escogen o construyen puntos fijos, notables e invariables en
lugares estratégicos, estos puntos se llaman Bancos de Nivel (BN) y su cota se
determina respecto a otros bancos conocidos o se les asigna una cota arbitraria
o convencional, según sea el caso.
Los bancos de nivel que
se construyen son generalmente de concreto, consisten en mojoneras con una
varilla al centro que define el punto de elevación y además permite que cuando
se use, se pueda colocar una regla graduada (estadal) para tomar lecturas.
Estos bancos consisten en
realizar un barreno hasta el estrato resistente, colocar una camisa mediante un
tubo de acero y una varilla de pulgada al centro.
Solo en extensiones
cortas el plano de comparación se considera como un plano, siendo realmente una
superficie de nivel.
Se entiende por
superficie de nivel a aquella que en todos sus puntos es normal a la dirección
de la gravedad. Entonces el desnivel entre dos puntos será la diferencia de
alturas entre las superficies de nivel de dichos puntos.
·
La Nivelación Directa O Topográfica
Es la que se ejecuta con
los aparatos llamados niveles, de los cuales hay varios tipos empleados en los
trabajos de ingeniería: de albañil, fijos o topográficos y de mano.
·
La Nivelación Indirecta
Es la que se vale de la
medición de algunos elementos auxiliares para obtener los desniveles y las
cotas. Ejemplos de este tipo de nivelación es la nivelación barométrica, basada
en la medida de la presión atmosférica que cambia según las altitudes de los
lugares y la nivelación trigonométrica, basada en la obtención de los
desniveles a partir de cálculos trigonométricos a partir de distancias y
ángulos verticales.
·
Nivelación Barométrica.
La diferencia de altura
entre dos puntos puede medirse de manera aproximada, según sus posiciones
relativas bajo la superficie de la atmosfera en relación con el peso del aire,
o sea la presión atmosférica, esta presión se determina por medio de un
barómetro.
Los barómetros utilizados
en topografía son instrumentos portátiles, los cuales se calibran previamente
en un banco de nivel de cota conocida.
Con un ángulo vertical y
la distancia entre dos puntos, se obtiene el desnivel.
Desnivel = (tan α) (dist. Horizontal)
Si no se conoce la
distancia o es difícil medirla, mediante la observación de dos ángulos
verticales, en A y C que este al mismo nivel y midiendo la distancia entre
ellos, es posible por procedimientos trigonométricos, determinar el desnivel y
la distancia horizontal al punto B observado.
Equipo topográfico
utilizado en levantamientos altimétricos:
· Niveles
fijos o topográficos
Estos aparatos se llaman
fijos o “montados” porque se fijan sobre un tripíe. Consisten esencialmente de
un anteojo y un nivel de burbuja que van unidos a una barra la cual puede girar
alrededor de un eje que se coloca en posición vertical por medio de los
tornillos niveladores.
Los niveles tienen un
tornillo de presión y otro tangencial. La instalación del nivel es fácil porque
se hace en el lugar que convenga al operador y no sobre un determinado punto,
razón por la cual las patas de los tripíes de los niveles generalmente no son
ajustables.
·
El nivel de mano
Es un instrumento
portátil, consistente en un tubo de aproximadamente 15 cm de longitud que sirve
de anteojo, donde se encuentra montado un nivel de burbuja para la horizontalidad
del tubo. La burbuja se refleja por un prisma dentro del campo visual del
anteojo, la burbuja debe estar al centro al momento de hacer la lectura en el
estadal, el cual no debe colocarse a grandes distancias (mayores a 20 m) porque
el nivel no tiene aumento; se utiliza este instrumento en nivelaciones rápidas
de poca precisión y en secciones transversales.
·
Estadales
Son reglas graduadas de
madera, metal o fibra de vidrio de 2, 3, 4, 5 ó 6 metros de largo. Existen
muchos modelos, para diferentes aplicaciones, su uso general es para ser
utilizados en la nivelación topográfica, colocándolos verticalmente sobre los
puntos a nivelar de tal manera que puedan hacerse lecturas en su
superficie.
·
Errores En La Nivelación
Error por no estar
vertical el estadal, para evitar este error se balancea el estadal (bombeo)
para que el observador tome la mínima lectura, o se utiliza un nivel de
estadal.
Error por reverberación,
se produce por el efecto de la refracción de los rayos luminosos del sol al
subir el aire caliente que está en contacto con el suelo. Para evitar estos
efectos, se recomienda no leer menos de 1m en el estadal.
Error por curvatura y
refracción atmosférica, son los efectos de la curvatura terrestre debido a que
los rayos luminosos del sol son desviados por la refracción atmosférica, aunque
en distancias cortas, menores a 100 m este error no es apreciable, para evitar
que se haga acumulativo conviene al ir trabajando mantener distancias iguales
en las visuales atrás y adelante.
·
Nivelación Diferencial
La nivelación diferencial
tiene por objeto determinar la diferencia de nivel entre dos puntos, generalmente
bancos de nivel.
La nivelación diferencial
puede ser simple o compuesta, según si se hace una sola puesta de aparato o
varias puestas a fin de determinar el desnivel entre dos puntos.
·
Nivelación simple, cuando los extremos de
la línea por nivelar están separados por una distancia no mayor de 200 m y el
desnivel entre los mismos no excede de la longitud del estadal, se puede
determinar el desnivel entre los extremos de la línea haciendo solamente una
estación con el instrumento.
·
Nivelación Compuesta, Cuando los puntos a
nivelar estén muy distantes, existan obstáculos intermedios o el desnivel entre
los mismos excede de la longitud del estadal, el desnivel se obtiene repitiendo
la operación cuantas veces sea necesario, utilizando puntos intermedios llamados
puntos de liga (PL).
La nivelación se va
llevando así por la mejor ruta posible, hasta llegar al punto final. Como los
PL ligan una posición del aparato con la siguiente, deben ser puntos fijos,
invariables, cuando menos mientras se cambia el aparato a la siguiente posición
para leer atrás al mismo PL.
Los PL deben establecerse
en puntos fijos, o colocarse sobre estacas con clavos o grapas, nunca deben
colocarse sobre el terreno natural, pues no se garantiza su inmovilidad.
Comprobación de las nivelaciones
La nivelación como todo
trabajo topográfico debe comprobarse. La comprobación de una nivelación es otra
nivelación, esta se efectúa preferentemente por el método de ida y regreso, ya
sea que se utilicen los mismos o diferentes puntos de liga.
·
Tolerancia para nivelaciones por el método
de ida y regreso
Para la nivelación de
regreso se realiza la comprobación aritmética para verificar el cálculo; se
determina el error Eh de la nivelación determinado la diferencia entre la cota
de llegada menos la cota de partida, el cual se compara con la tolerancia T,
que se calcula aplicando la formula correspondiente.
·
Nivelación reciproca
Cuando en una nivelación
se cruza un cuerpo de agua, una hondonada o algún accidente o zona que no
permita situar el instrumento en el punto medio entre estadales, es necesario
emplear visuales más largas que las comúnmente permisibles, en tales
circunstancias, los efectos por curvatura, refracción y desajuste del instrumento
requieren de un procedimiento especial llamado nivelación recíproca.
·
Nivelación de perfil
La nivelación de perfil
tiene por objeto determinar las cotas de puntos a distancias conocidas sobre un
eje de trazo para obtener el perfil de ese trazo. El trazo sobre el terreno y
las distancias entre los puntos se marcan de antemano. La obtención de perfiles
del terreno posibilita al diseñador la definición de niveles de proyecto.
Por convención y
facilidad las distancias entre los puntos se toman iguales, según el módulo que
convenga, 20 m en vías de comunicación (caminos, ferrocarriles, canales, etc.),
aunque esta modulación puede ser de 2, 5, 10 m, etc. según se requiera en cada
caso en particular.
La nivelación de perfil
es semejante en su procedimiento a la diferencial y deben seguirse las mismas
indicaciones y precauciones.
La diferencia estriba en que, en cada posición
del aparato entre los puntos de liga, se toman también lecturas en los puntos
de trazo establecidos, estas lecturas se toman al centímetro, a diferencia de
los PL’ s y BN ‘s que son para el
control de la nivelación y las lecturas se hacen al milímetro y bombeando el
estadal.
Los PL’S pueden ser
puntos del trazo si reúnen los requisitos para ello.
CONCLUSION
Para realizar la
nivelación es necesario saber la inclinación, distancia, ángulos, etc., para
así obtener un trabajo más preciso.
BIBLIOGRAFÍA
Topografía
Principios básicos para
el estudiante universitario
Arq. H.J. Daniel Mercado Dávila
