1.4. NIVELACIÓN
UNIDAD DIDACTICA 1.4 NIVELACIÓN:
Nivelación o Altimetría es la parte de la Topografía que tiene por objeto hallar el desnivel entre puntos del terreno.
Desnivel entre dos puntos es la diferencia existente entre sus alturas (cotas) referidas a un mismo plano de comparación, o sea, la distancia vertical entre los puntos.
Altitud es la cota de un punto tomando como plano de comparación el nivel del mar (según el país).
La nivelación se divide en dos tipos: niv. geométrica o por alturas y niv. trigonométrica.
1.4.1 NIVELACIóN GEOMÉTRICA O POR ALTURAS.
Se basa en establecer una visual horizontal mediante la utilización del instrumento conocido como nivel topográfico(anteojo con nivel de burbuja tórico solidario) de forma que una vez estacionado, se dirigen visuales (niveladas) sobre la mira situada en los puntos a nivelar, tomando la lectura del hilo medio. Por diferencia de estas lecturas obtenemos el desnivel.La longitud de las visuales viene limitada por aquella que permita la apreciación de hasta. un milímetro (unos 80 m. en condiciones buenas) siendo usuales las visuales de 20 a 25 m.
-Error de esfericidad: se produce al considerar como plano de comparación para determinar el desnivel, una superficie plana horizontal, o sea, tangente al esferoide de revolución terrestre en el punto de estación del instrumento (habría que tomar una superficie equidistante al esferoide). Fig. 5.1.
-Error de refracción: se produce como consecuencia de la desviación que sufre la visual (rayos de luz) debido a la refracción atmosférica. Es de signo contrario al anterior.Fig. 5.2.
-Corrección conjunta de esfericidad y refracción:
ZR = ZA + ee - er = ZA + K siendo K el coeficiente de corrección de esfericidad y refracción = 6.6 x 10- x D2
Dentro de la altimetría cabe distinguir dos metodologías de trabajo o clases de nivelación distintas:
-Nivelación simple: cuando se trata de hallar el desnivel entre dos puntos o se precise una sola estación para varios puntos.
-Nivelación compuesta: cuando nivelamos más de dos puntos,necesitando varias estaciones para ello.
1.4.2 MÉTODOS DE NIVELACIÓN GEOMÉTRICA.
-NIVELACIÓN SIMPLE: tenemos los siguientes métodos:
*Método del punto medio: consiste en estacionar el nivel en el centro aproximado de la alineación que une los puntos(determinado a pasos) dirigiendo visuales hacia la mira situada primero en el punto A y después en el B, tomando en cada uno la lectura del hilo medio (fig. 5.3). La distancia entre puntos podrá ser de hasta 160 m. (2 x 80).Es el mejor método, debiendo usarse siempre que sea posible ya que compensa los errores de esfericidad y refracción además de todos los errores sistemáticos del instrumento.
*Radiación simétrica: se diferencia del anterior en que el punto de estación está en la mediatriz del segmento que une los puntos a nivelar, presentando las mismas ventajas al ser iguales las distancias estación-puntos. Fig. 5.4.
*Radiación asimétrica: en este caso se estaciona encualquier punto cercano a la alineación definida por los dos puntos, procediéndose como en los métodos anteriores. Fig. 5.5.Así mismo, se puede proceder estacionando en el centro aproximado de una parcela desde donde se vean todos sus vértices(igual que en las radiaciones planimétricas),hallando así el desnivel entre estos puntos.Nótese que en este método no se compensan los errores por ser diferentes las longitudes de las niveladas. Sin embargo, para distancias de 80 m. los errores de esfericidad y refracción son despreciables y si el nivel está en buen estado de mantenimiento su error sistemático será muy pequeño por lo que la aplicación del método es perfectamente factible.Este método y los siguientes están justificados cuando no hay posibilidad de situar el instrumento en el punto medio o en la mediatriz de la alineación por existir algún obstáculo: río,barranco, vía de comunicación, etc.
*Método de la estación en la alineación: consiste en estacionar el nivel en la alineación de los puntos pero a distinta distancia de uno que de otro. Fig. 5.6.Presenta los mismos inconvenientes que el anterior por lo que igualmente requiere comprobaciones periódicas del nivel.
*Método de las estaciones equidistantes: consiste en repetir del método de la estación en la alineación pero de forma simétrica, es decir, situando el nivel a igual distancia del punto B que la primera vez del punto A. Requiere, por tanto, la medida de esta distancia(aunque sea a pasos). Fig. 5.7. Su utilidad está en que así se corrigen los errores de esfericidad,
refracción y sistemáticos del instrumento, debiendo usarlo en lugar del anterior.
*Método del punto extremo: consiste en estacionar el nivel sobre uno de los puntos y visar la mira situada en el otro. En esta ocasión es imprescindible medir la altura de instrumento por lo que se suma un nuevo error a los ya habituales. Fig. 5.8.
*Método de las estaciones recíprocas: se trata también de repetir del método del punto extremo de forma simétrica, o sea,estacionando el nivel en segundo lugar en el punto B. Fig. 5.9.Así mismo, su utilidad viene dada porque se corrigen todos los errores,siendo de empleo preferente sobre el anterior.
-NIVELACIóN COMPUESTA: cuando los puntos a nivelar se encuentran muy distantes o el desnivel entre ellos es relativamente grande, es necesario tomar una serie de puntos intermedios,obteniendo el desnivel entre cada dos consecutivos empleando el método del punto medio (preferentemente) haciendo un recorrido(itinerario de nivelación) a partir de uno de sus extremos. De estos desniveles parciales deducimos el desnivel entre el primer y el último punto. Fig. 5.10.
Por otra parte, a veces se trata de nivelar varios puntos que definen un polígono cerrado, resultando de mayor precisión realizar un itinerario de nivelación empezando y terminando en el mismo punto, que una radiación asimétrica.Según el recorrido del itinerario, denominaremos:
*lectura de espaldas a la que realicemos sobre el punto anterior a la estación. *lectura de frente a la que realicemos sobre el punto siguiente a la estación. *punto de cambio a todo punto intermedio sobre el que se realicen dos lecturas: una de de frente y otra de espaldas.
-Clasificación de los itinerarios de nivelación: atendiendo a la naturaleza de los puntos inicial y final los itinerarios pueden ser:
-Itinerarios Abiertos: terminan en distinto punto al de inicio. Dentro de éstos, se incluye el siguiente tipo:
*Itinerario Encuadrado: es el it. abierto en el que se conocen las cotas del punto inicial y del punto final.
*Itinerarios Cerrados: terminan en el punto de inicio. Se pueden presentar los siguientes casos:
-It. cerrado de ida y vuelta por los mismos puntos: es el caso en que llegados al último punto, regresamos sobre nuestros pasos volviendo a nivelar los mismos puntos intermedios. De esta forma, además de cerrar el itinerario,cerramos parcialmente entre cada dos puntos facilitando la detección de posibles equivocaciones por lo que es el más preciso de los itinerarios.Requiere dejar marcados los puntos hasta la vuelta al inicial.
-It. cerrado con recorrido de ida distinto al de vuelta:es el caso más general de itinerario y sin ser tan preciso como el anterior, presenta la ventaja de no tener que marcar los puntos además de poder determinar mayor número de ellos.
-It. cerrado con punto de cota conocida: en los itinerarios cerrados determinamos desniveles entre puntos,osea,cotas relativas. Pero si además conocemos la altitud del punto inicial,obtendremos cotas absolutas (altitudes) para todos los puntos.En el caso que nos ocupa lo que conocemos es la altitud de un punto intermedio del itinerario con lo que podemos referirtodo el trabajo al mismo plano de comparación que este punto.