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La diferencia de nivel entre dos puntos ubicados en la superficie terrestre, es la distancia entre los planos horizontales que contienen a dichos puntos, siempre y cuando se desprecie la curvatura terrestre; si se considera, es la distancia vertical entre las superficies de nivel correspondientes.

La cota de un punto es la distancia vertical sobre o bajo una superficie de nivel.

El conjunto de operaciones requeridas para hacer estas medidas de diferencias de nivel se llama Nivelación.

El Plano de referencia mas utilizado es el Nivel Medio del Mar (NMM), para levantamientos menores el plano de referencia es arbitrario.

 Nivelación directa  o geométrica Por medidas directas de distancias verticales.La nivelación geométrica es el método mas preciso y utilizado para la obtención de desniveles entre dos puntos, el método considera la tierra como un plano, y el instrumento que se emplea para realizar tales mediciones es el nivel de ingeniero.

nivelación trigonométrica:Por medidas de distancias horizontales y ángulos verticales, lo que constituye la. Se emplea en terrenos con bastante pendiente, superficies amplias y donde no se requiera gran precisión, el instrumento a usar es el Taquímetro.

 Superficie de Nivel: Si supuestamente pudiéramos eliminar todas las irregularidades de la superficie terrestre se obtendría una superficie imaginaria esferoidal, y cada uno de cuyos elementos sería normal o perpendicular a la dirección de la plomada en el mismo. A este tipo de superficie, que corresponde a la altura media del mar, se llama "nivel medio del mar" y es la superficie de referencia para las nivelaciones y mediciones topográficas. En realidad es un arco, pero para efectos de la topografía se asume como superficie de referencia la cuerda subtendida por él.

Nivel medio del Mar (NMM): Es una superficie de referencia a la que se refieren todas las altitudes topográficas y corresponde a la media de las observaciones de las mareas registradas por un largo periodo de tiempo

 Geoide: También llamada superficie mecánica, corresponde al NMM prolongado a través de los continentes y que esta afectado por distintas atracciones: fuerzas centrípetas, centrifugas, de masas, etc. En todos sus puntos mantiene la perpendicularidad con la dirección de gravedad.

Horizonte: Se define según el punto de vista y lugar donde estemos. Es el plano perpendicular a la vertical en el punto de observación.

 Altitud de un punto: Es la altura de un punto sobre la superficie terrestre respecto delNMM.Es la distancia vertical que existe entre un punto de la superficie terrestre y un plano de referencia. También se denomina cota absoluta.

Desnivel entre dos puntos: Diferencia de cota o altitud entre dos puntos ubicados sobre la superficie terrestre. Distancia vertical que existe entre los planos que contienen dichos puntos.

Curvas de nivel: Son líneas que unen puntos de igual cota o altitud en un plano. Líneas imaginarias cuyos puntos en la superficie terrestre están en una misma altura. A mayor distancia horizontal entre las curvas de nivel, menor pendiente y viceversa.

NIVEL DE INGENIERO 

dos elementos para su total nivelación y que a su vez, determinaran la perfecta instalación de éste, siendo el primero el nivel esférico, que corresponde a una esfera con su parte alta transparente de cristal de vidrio, en la cual existe una graduación circular con una burbuja de aire en su interior, la que una vez centrada permite que el instrumento defina planos horizontales. Sirve como una aproximación debido a su insuficiente sensibilidad.El segundo elemento, siendo de mayor sensibilidad, variando según la marca y el año de fabricación, pudiendo presentar nivel tubular, tornillo de trabajo o los mas modernos un péndulo compensador, con lo cual el instrumento pasa a denominarse automáti

           Elementos geométricos del nivel de ingeniero

 Eje Vertical de Rotación (EVR): Eje imaginario en torno al cual gira el instrumento.

Línea de fe (LF): Es la tangente en el punto medio superior del nivel de burbuja. Si la burbuja está centrada, la línea de fe estará horizontal. En caso de haber un nivel tubular, la línea de fe es la tangente en el centro de las graduaciones del nivel tubular.

Eje óptico o de colimación (EO)     : Eje imaginario que resulta de la unión entre el centro del lente objetivo y el cruce de los hilos principales del retículo.

Hilo Horizontal del Retículo ( HHR o HH ): Corresponde al hilo medio o hilo principal del retículo.

CONDICIONES GEOMÉTRICAS DEL NIVEL DE INGENIERO 

Todos los instrumentos deben ser sometidos a chequeos  y controles periódicos, para ello debemos verificar que se cumplan las siguientes condiciones geométricas que aseguran que el instrumento está en condiciones óptimas para trabajar. Estas condiciones son:

La línea de fe perpendicular al eje vertical de rotación   ,     El hilo horizontal del retículo perpendicular al eje vertical de rotación  (hhr evr),La línea de fe paralela al eje óptico (eje de colimación)  EO //LF                               

 



VERIFICACIONES

1) La línea de fe es perpendicular al eje vertical de rotación:             

Se centra la burbuja en dirección a dos tornillos de nivelación, y luego se centrará con el tercero, perpendicular a la dirección anterior. La burbuja debe permanecer centrada sin importar la dirección del anteojo. Si el nivel está corregido la burbuja conservará su lugar en el centro de la ampolla de nivel al girar el instrumento. Si esto no ocurre así, después de varias iteraciones, es porque el eje en torno al cual gira el instrumento no es vertical, formándose un ángulo a. La corrección del error se hace eliminando la mitad del desplazamiento de la burbuja por medio de los tornillos de corrección del nivel tubular, y la otra mitad mediante los tornillos de nivelación. El proceso se repite hasta que el ajuste quede perfecto.

2) El hilo horizontal del retículo es perpendicular al eje vertical de rotación:   (    HHR  EVR) Esta condición implica lograr la horizontalidad del instrumento cuando está nivelado. Para lograr este objetivo, se elige o marca un punto que se proyecte sobre el HHR y se hace girar lentamente el instrumento alrededor de su eje vertical. Si el instrumento está corregido, el punto elegido permanecerá sobre el HHR. Si esto no ocurre, existe un desplazamiento del lente retículo, luego, para corregir se debe girar el anillo del retículo usando los tornillos de corrección del retículo, hasta satisfacer la condición.

 3) La línea de fe debe ser paralela al eje óptico o eje de colimación:   EO//LF 

El requisito principal de todo proceso de nivelación, es obtener una línea de colimación horizontal; la cual debe ser paralela a la línea de fe, de manera que cuando la burbuja tubular este nivelada y/o centrada, el eje de colimación sea horizontal.

Para verificar esta condición existen dos métodos: el método por estaciones conjugadas y el método del punto central.

 Método de estaciones conjugadas: Se colocan dos estacas aproximadamente entre 50 y 70 metros, en un suelo lo más horizontal posible, luego se coloca el nivel a poca distancia de la mira A, para realizar las lecturas correspondientes a los puntos ubicados en A y B, respectivamente, repitiéndose de forma análoga para hacerlo desde B, sea e el error presente en las lecturas debido a la falta de paralelismo, entonces, se consideran los valores obtenidos cuando se instala el nivel en A y se lee hacia B y viceversa.

PUNTOS DE NIVELACIÓN

 Punto de Referencia (PR): Punto de cota conocida o asignada que puede ser un punto de partida o llegada de una nivelación.

 Punto intermedio:              Punto de cota desconocida al cual se le realiza una lectura en la mira ubicada sobre él, con la finalidad de obtener su cota. No interviene en la marcha de la nivelación ni acumula error.

 Punto de Cambio: Punto de cota desconocida que sirve de apoyo a un cambio de posición instrumental, con el objeto de avanzar en la marcha de la nivelación. Cualquier error que se produzca en la lectura de estos puntos afecta al resto de la nivelación. Se le identifica porque en él se realizan dos lecturas, una adelante y otra de atrás.

 Lectura de Atrás: lectura de mira hecha sobre un punto de cota conocida. Es la primera lectura que se registra.

 Lectura de Adelante: lectura de mira hecha sobre un punto de cambio. Corresponde a la última lectura con la cual se finaliza un tramo o una nivelación.

 Lectura intermedia: lectura de mira hecha sobre un punto intermedio, no afecta a la marcha de la nivelación en el sentido de acumular error.

INSTALACIÓN DEL INSTRUMENTO 

El nivel debe ubicarse en la posición deseada con las patas del trípode bien abiertas y firmemente enterradas en el suelo, de manera que la plataforma quede aproximadamente horizontal; luego, se orienta el anteojo en la dirección de dos tornillos de nivelación y se centra la burbuja; enseguida, se gira el anteojo 90º y se repite la misma operación con el tercer tornillo. Una vez bien centrada la burbuja, si el instrumento esta corregido, la visual será horizontal.

Mira (estadal) son reglas cuya longitud puede variar, usualmente, de tres a cinco metros para una nivelación.

 Así, una nivelación será abierta cuando no tiene comprobación; o sea, consiste en partir de un punto de cota conocida (PR) y llegar a un punto de cota desconocida, después de seguir un itinerario topográfico.

 Por el contrario, una nivelación será cerrada cuando tiene comprobación; es decir, se parte de un punto o PR de cota conocida y después de seguir un itinerario topográfico se llega a un PR o punto de cota conocida (puede ser el mismo punto de partida

 Error de cierre: Es la diferencia entre la cota de partida y la cota de llegada en una nivelación, puede ser por exceso o por defecto.

Si este error de cierre es mayor que la tolerancia establecida, la nivelación debe repetirse, de lo contrario, si el error de cierre es menor o igual que la tolerancia las cotas deberán compensarse

PERFILES LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES

Eje Longitudinal: Es la línea que sigue la nivelación para el levantamiento de un “Perfil Longitudinal”, cuando se trata de un trazado definido como, por ejemplo, el trazado de un camino, una vía férrea o un canal, etc. Este eje longitudinal se define como “la línea resultante de la unión sucesiva de la proyección horizontal de los ejes de simetría de las distintas secciones del trazado”.

Eje transversal: Plano perpendicular al eje longitudinal en cualquiera de los puntos o vértices que definen su trazado en planta. Tanto en eje longitudinal, como el eje transversal dan origen respectivamente al perfil longitudinal y al perfil transversal, siendo estas las aplicaciones de la nivelación destinadas a obtener una representación gráfica de la forma de la superficie del terreno por cortes perpendiculares a su superficie.

Perfil longitudinal : Es la representación grafica de la intersección del terreno con un plano vertical que contiene al eje longitudinal, con esto obtenemos la forma altimétrica del terreno a lo largo de la línea de nivelación. Se utilizan 2 escalas una horizontal(dist horz) y una vertical(cotas), siendo por  lo general esta ultima 10 veces mayor  que la horz. 

Perfil transversal: Es la representación grafica de la intersección del terreno con un plano vertical, perpendicular al eje longitudinal en el punto del eje de asimetría (estaca). Se realiza en cada uno de los puntos que definen al eje longitudinal.Se utiliza la misma escala vertical del perfil longitudinal. SE utilizan principakmnete para el càlculo de movimientos de tierra o cubicación en diversas obras de ing.Se toma por lecturas intermedias.

 Rasante: eje del proyecyo, se ve si se va a cortar o rellenar.Línea del  proyecto que define la superfifice de contacto  del elemento incorporado al terreno

Traza: intersección del terreno con los planos verticales que contiene la planta del proyecto.

 Cubicación:  corresponde al càlculo del movimiento de tierras a efectuar en un determinado proyecto.Dicho càlculo se efectua entre cadaperfil trans(en medio de cada dos perfiles trans) y son tres las situaciones que se pueden dar, en el caso màs tìpico que e sla construccion de un camino se tiene:volumen de corte, de terraplèn y mixto.