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INTRODUCCIÓN

A lo largo del curso de topografía hemos realizado cierto número de levantamientos haciendo uso de diferentes equipos y material los cuales hemos aprendido a manipular, a conocer todas y cada una de sus características, así como también a reconocer en ellos ventajas y desventajas reflejadas positiva o negativamente a la hora de realizar la práctica y posteriormente de hacer los cálculos respectivos a partir de los datos obtenidos, pues bien, llegó la hora de utilizar uno de los instrumentos más sofisticados, precisos y de elevado costo de la topografía: la estación total. Fue así como en la realización de la práctica tuvimos la oportunidad de darnos cuenta que las estaciones totales pueden realizar todas las tareas de los tránsitos y teodolitos, sin embargo, gracias a los instrumentos electrónicos incorporados, las estaciones totales pueden medir mayores distancias, con mucha más exactitud y precisión, lo que aumenta notablemente su utilidad.

Es preciso y hasta prudente, por así decirlo, que nosotros como estudiantes de ingeniería y futuros profesionales de la construcción estemos a la vanguardia con la manipulación de estos modernos instrumentos y más aún, sabiendo que nos encontramos en una etapa de cambios tecnológicos en ascenso donde la agilidad, habilidad y, sobre todo, el ingenio deben tomar vuelo a partir de las ideas substancialmente revisadas para la construcción de conocimiento, futuro, bienestar y legado.

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1. OBJETIVOS

1.1. OBJETIVO GENERAL:

Aplicar los conocimientos aprendidos en clase para el levantamiento en campo con la estación total y así, calcular el área de las jardineras de la plazoleta del bloque G de la Universidad del Norte.

1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Calcular y describir las características topográficas planas de la plazoleta del bloque G de la Universidad del Norte.

Aprender el funcionamiento de la ESTACIÓN TOTAL. Utilizar correctamente los implementos de topografía necesarios para el

levantamiento. Determinar los puntos a levantar de manera tal que la unión de éstos describan las

características del terreno con la mayor precisión posible. Emplear los conceptos para el llenado de una cartera de campo y oficina para este

tipo de levantamiento. Materializar por medio de un plano los datos obtenidos describiendo las

características del terreno levantado. Relacionar y calcular los posibles errores obtenidos a lo largo del proceso de

levantamiento.

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2. MARCO TEORICO

Con el pasar de los años, se han creado muchos inventos que facilitan el trabajo del hombre, y con ello una serie de modificaciones de estos mismos para la mejora de su funcionamiento y comodidad del usuario. Una magnifica muestra de esto, nos brinda la tecnología a la topografía, ya que mediante el software hubo un cambio drástico con respecto a los teodolitos, los cuales pasaron de ser mecánicos a electrónicos, y de la cinta métrica al distanciometro; y mejor aún, reuniendo todas estas características en un solo equipo, se crea la Estación Total.

ESTACIÓN TOTAL

La estación total es un aparato electro-óptico y su funcionamiento se basa en la tecnología electrónica, que prácticamente consiste en la incorporación de un distanciometro, un microprocesador, y un teodolito electrónico, para leer la distancia desde el instrumento a una serie territorial. El modelo de Estación Total que se encuentra en la universidad incluye el almacenamiento de datos electrónicos internos para registrar la distancia del ángulo horizontal, el de verticalidad, que con la doble compensación ve reducida su influencia sobre las lecturas horizontales y los de colimación e inclinación. Otras características de la Estación Total son una pantalla alfanumérica de cristal líquido, iluminación independiente de la luz solar y calculo de acimuts.

Los ángulos se miden a partir de marcas realizadas en discos transparentes y la lectura de distancias se hace por medio de una onda electromagnética, con distancias frecuenciales que rebota en un prisma ubicado en el punto a medir y regresa, obteniendo así el desfase entre las ondas. La distancia es determinada por la emisión y recepción de múltiples frecuencias, y la determinación del número entero de longitudes de onda a la meta para cada frecuencia. Otra función de este instrumento, es que permite la obtención de coordenadas (x, y, z) de puntos respecto a un sistema local o arbitrario, y para poder obtener estas coordenadas el instrumento realiza una serie de lecturas y cálculos sobre ellas y otros datos que son suministrados por el operador, por medio de trigonometría y

triangulación.

Con respecto a la precisión de las medidas, depende del orden de la diezmilésima de gonios en ángulos y milímetros en distancias y de este modo pudiendo realizar medidas de puntos entre 2 y 5 kilómetros según el aparato y la cantidad de prismas usados.

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COORDENADAS

Un sistema de coordenadas es un conjunto de valores y puntos que permiten definir unívocamente la posición de cualquier punto de un espacio euclídeo o más generalmente variedad diferenciable.

CÁLCULO DE ÁREA

Mediante la estación total, se facilita el cálculo de áreas, ya que por medio de las coordenadas de cada punto que limita el área, se da como resultado un dato más preciso, en comparación con otros aparatos. Luego por medio del método de área de un polígono y utilizando cada una de las coordenadas, se obtiene el área del terreno.

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3. EQUIPOS Y MATERIALES

Estación total: Es un instrumento electro-óptico utilizado en topografía, cuyo funcionamiento se apoya en la tecnología electrónica y consiste en la incorporación de un distanciómetro y un microprocesador a un teodolito electrónico. Mediante una estación total se puede medir la longitud y la dirección en forma muy exacta y rápida; de igual forma sirve para hallar componentes horizontales y verticales del punto buscado. Entre las tantas funciones de la estación total, encontramos la de almacenamiento, la cual es muy útil para prevenir la perdida de información.

Prisma y balizas prismáticas: El alcance y la exactitud de todas las estaciones totales puede ser aprovechado plenamente con el uso de Prismas. Estos prismas son fabricados a partir de vidrio de alta calidad óptica y con un estricto pliego de condiciones. Todas las superficies reflectantes están provistos de un revestimiento resistente a fin de que la reflectividad no se vea perjudicada por la suciedad o la condensación. las balizas prismáticas son soportes que sirven para sostener la cabeza de prisma, parecidos a un jalón.

Trípode: Es un soporte ancho compuesto por tres patas ajustables; pueden ser metálicos y llevar ciertos dispositivos para la nivelación preliminar de la cabeza del trípode; así como para el centrado mecánico que elimina la necesidad de la plomada.

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4. METODOLOGÍA DE CAMPO

1. Se hizo un reconocimiento del terreno (jardineras entre el bloque G, DuNord plaza y express), luego se realizó una representación gráfica o bosquejo de dichas jardineras para tener una idea de la totalidad del terreno y así, proceder a demarcar los puntos a utilizar y el lugar para ubicar la estación total, teniendo en cuenta que pudieran observarse desde dicho lugar la mayor cantidad de puntos en el terreno y que no existiera la necesidad de realizar un punto de cambio.

2. Se montó y niveló la estación total en el lugar escogido.

3. Se programó la estación total para establecer el eje de coordenadas (1000,1000), con el objetivo de que las coordenadas de los puntos tomados en el terreno quedaran todas positivas y así no complicar los cálculos.

4. Se ubicó el prisma en el primer punto.

5. Desde la estación total se observó hacia el prisma para tomar el dato de las coordenadas de dicho punto cuidando que al ver a través del ocular solo se visualizaran las líneas cruzadas del prisma y no el reflejo de la estación total.

6. Se repitió el procedimiento 4 y 5 para tomar los datos de todos los puntos que conforman nuestra jardinera, además, de ciertos detalles relevantes del terreno.

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5. CARTERA DE CAMPO ESTACIÓN TOTAL

POLIGONAL PUNTOCOORDENADASESTE NORTE

A

1 1000,121 1004,0092 996,823 996,8823 1006,038 993,2974 1008,542 1000,398

B

5 99,112 1015,4976 995,833 1020,1537 993,294 1025,8928 999,779 1027,2859 999,993 1022,431

C

10 993,329 1002,511 989,179 997,62112 983,35 999,49813 986,828 1011,24414 982,106 1025,74515 991,831 1019,26616 996,078 1013,04617 996,45 1008,542

D

18 990,682 992,88219 984,867 988,88820 976,827 984,9221 974,191 973,3822 978,108 966,18123 990,072 960,3724 1007,485 968,00425 1003,464 984,994

26 1009,626 979,671

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E

27 1017,493 984,58128 1023,2219 997,903629 1035,595 997,19430 1039,259 993,05531 1040,891 989,28632 1044,339 972,09333 1020,238 966,8734 1012,175 969,416

F

35 1031,605 1001,10636 1022,62 1001,78637 1022,214 1003,81638 1030,194 1008,21

G

39 1021,0822 1008,014140 1014,27 1015,14641 1003,603 1018,63442 1003,866 1030,95143 1015,559 1035,95844 1025,911 1034,60845 1033,236 1026,49546 1032,157 1013,395

6. CÁLCULOS

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Para este levantamiento planimétrico se utilizó estación total la cual nos da las coordenadas de cada punto que limitan cada área a calcular. Aplicando el método de área de un polígono en función de las coordenadas de sus vértices obtenemos el área de cada jardinera.

Tomaremos sin unidades para una mayor facilidad, y al final colocamos metros cuadrados.

Área del punto 1-4. A

1(1000.121, 1004.009)

2(996.823, 996.882)

3(1006.038, 993.297)

4(1008.542,1000.398)

Área del punto 5 – 9. B

5 (999.112,1015.497)

6(995.833,1020.153)

7(993.294,1025.892)

8(999.779, 1027.283)

9(999.993, 1022.431)

Área del punto 10-17. C

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10(993.329, 1002.5)

11(989.179,997.621)

12(983.35, 999.498)

13(986.828,1011.244)

14(982.106, 1025.745)

15(991.831, 1019.206)

16(996.078, 1013.046)

17 (996.450,1008.542)

Área del punto 18-25. D

18(990.682,992.882)

19(984.867, 988.888)

20(976.827,984.920)

21(974.191,973.380)

22(978.108, 966.181)

23(990.072,960.370)

24(1007.485,968.004)

25(1003.464,984.994)

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Área de los puntos 26-34. E

26(1009.626,979.671)

27(1017.493,984.581)

28(1023.2219, 997.9036)

29(1035.595,997.194)

30(1039.259,993.055)

31(1040.891,989.286)

32(1044.339,972.093)

33(1020.238,966.870)

34(1012.175,969.416)

Área del 35-38. F

35(1031.605,1001.106)

36(1022.620,1001.786)

37(1022.214,1003.816)

38(1030.194,1008.210)

Área del 39-46. G

39(1021.0822, 1008.0141)

40(1014.270,1015.146)

41(1003.603,1018.634)

42(1003.866,1030.951)

43(1015.559,1035.958)

44(1025.911,1034.608)

45(1033.236,1026.495)

46(1032.157,1013.395)

El área calculada en auto CAD es 2428.0498 mientras que la sumatoria de las áreas calculada anteriormente es 2428.1919.

7. CARTERA DE OFICINA ESTACIÓN TOTAL

POLIGONAL PUNTOCOORDENADAS

AREAESTE NORTE

A

1 1000,121 1004,009

73,172 996,823 996,8823 1006,038 993,2974 1008,542 1000,398

B

5 99,112 1015,497

44,12986 995,833 1020,1537 993,294 1025,8928 999,779 1027,2859 999,993 1022,431

C

10 993,329 1002,5

213,3406

11 989,179 997,62112 983,35 999,49813 986,828 1011,24414 982,106 1025,74515 991,831 1019,26616 996,078 1013,04617 996,45 1008,542

D

18 990,682 992,882

732,205

19 984,867 988,88820 976,827 984,9221 974,191 973,3822 978,108 966,18123 990,072 960,3724 1007,485 968,00425 1003,464 984,994

E 26 1009,626 979,671737,3

27 1017,493 984,581

28 1023,2219 997,903629 1035,595 997,19430 1039,259 993,05531 1040,891 989,28632 1044,339 972,09333 1020,238 966,8734 1012,175 969,416

F

35 1031,605 1001,106

40,42636 1022,62 1001,78637 1022,214 1003,81638 1030,194 1008,21

G

39 1021,0822 1008,0141

587,62059

40 1014,27 1015,14641 1003,603 1018,63442 1003,866 1030,95143 1015,559 1035,95844 1025,911 1034,60845 1033,236 1026,49546 1032,157 1013,395

∑ 2428,19

8. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Todo levantamiento topográfico se caracteriza por sus mediciones tanto de área como de volumen, y además esto lleva un complemento muy importante como lo es el plano. Anteriormente y aún se utilizan aparatos como el teodolito, nivel y cinta métrica, pero gracias a la evolución de la tecnología, todas las características de las herramientas nombradas anteriormente se reúnen en la Estación Total, que si se utiliza de una manera adecuada puede arrojar unos datos casi perfectos de las medidas y puntos que se necesitan para realizar los cálculos.

Para llevar a cabo este levantamiento planimetrico, donde el objetivo era calcular el área y la ubicación de las jardineras que se encuentran por el bloque G de la Universidad del Norte, fue necesario el uso de la Estación Total. Primero ubicamos la estación total en un punto estratégico donde se tuviera visibilidad a cada uno de los puntos que limitan cada jardinera, luego se tomaron las coordenadas de la jardinera donde se encontraba situada la estación total. Las coordenadas son tomadas con distancias frecuenciales que rebota en un prisma ubicado en el punto a medir y regresa, obteniendo así el desfase entre las ondas; en este caso se tomaron cuatro datos, ya que la jardinera era redonda, y así sucesivamente se hizo lo mismo con las que estaban alrededor, claro que esta vez los prismas se ubicaban en las esquinas, en la mitad de las curvaturas y de espacios largos.

A cada jardinera se le asignaron números, los cuales correspondían a las coordenadas de cada punto; como por ejemplo, la primera que es llamada Área del punto 1-4 A. Luego aplicando el método de área de un polígono obtenemos el área de cada jardinera, donde

la más pequeña tiene un área de 40.426 y las más grande un área de 737.30 . La

sumatoria de todas las áreas es de 2428.1919 , y la sumatoria calculada en autocad es

de 2428.0498 , donde se ve claramente una diferencia de decimales. Con respecto al

plano, como en todos se tendría en cuenta el norte, y luego la ubicación de cada coordenada, las cuales se ubican con facilidad en autocad. En este plano, no solo se mostrarían la forma, el área y la ubicación de las jardineras, sino, un atractivo visual como lo son las zonas verdes y estructuras u objetos que se encuentran alrededor.

En este levantamiento se hizo lo posible, por tomar los datos con la mayor exactitud, aún sabiendo que hay muchos factores que impiden tener los precisos; teniendo a favor el uso de la estación total, y que es un levantamiento planimetrico ya que este aparato no es muy recomendado para levantamientos de altimetría.

9. CONCLUSION

Para concluir, es importante recalcar que tener una buena coordinación con el equipo de trabajo es sumamente importante a la hora de la práctica del levantamiento, de ésta manera se logra optimizar el proceso logrando así la disminución de los posibles errores que se cometen en planta.

Durante el levantamiento pudimos notar las bondades que tiene la Estación total y las ventajas que tiene frente al teodolito que pese a que su manejo es bastante similar, los trabajos se realizan con mayor facilidad.

La dificultad de este tipo de levantamiento es el manejo del Prisma Reflector, ya que éste debe ser colocado en el lugar exacto y de una manera completamente vertical, sin ningún tipo de inclinación, de no ser así las coordenadas del punto de referencia pueden sufrir alteraciones produciendo errores en campo. Es por ello que se debe tener especial cuidado al colocar el prisma y así lograr mayor precisión en nuestro levantamiento.

Este tipo de levantamiento es uno de los más usados para el estudio de suelos por la facilidad que existe a la hora de calcular áreas de extensas fajas de terreno.

10.BIBLIOGRAFÍA

TORRES NIETO, Álvaro & VILLATE BONILLA, Eduardo, Topografía, Cuarta Edición, PEARSON, Prentice Hall.

WOLF & BRINKER, Topografía, Novena Edición, Alfaomega Grupo Editor. WIRSHING, James & WIRSHING, Roy. Teoría y problemas de introducción a la

Topografía. McGRAW-HILL. http://es.geocities.com/topografia_uts/ACTUALIDAD.htm