UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO – PUNO PUNO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
INFORME: “PRACTICA DE MANEJO Y USO DE TEODOLITO” CURSO:
TOPOGRAFIA I
DOCENTE: ING. RUBEN VALCONA FLORES PRESENTADO POR:
EDGAR RAUL MACHACA MAYTA
CODIGO:
143993
I.INTRODUCCIÓN El teodolito es un instrumento de medición mecánico-óptico universal que sirve para medir ángulos verticales y, sobre todo, horizontales, ámbito en el cual tiene una precisión elevada. Con otras herramientas auxiliares puede medir distancias y desniveles. Es portátil y manual; está hecho para fines topográficos e ingenieros, sobre todo en las
triangulaciones. Con ayuda de una mira y mediante la taquimetría, puede medir distancias. Un equipo más moderno y sofisticado es el teodolito electrónico, y otro instrumento más sofisticado es otro tipo de teodolito más conocido como estación total. La práctica se trato del uso y manejo del teodolito, para lo cual nuestra brigada de trabajo, primero estaciono el teodolito en un lugar fijo, alrededor del “El camino inclinado”, donde cada uno de nosotros tomo medidas en 5 puntos diferentes en el camino; la mediadas tomadas fueron de distancia y ángulos con ayuda del teodolito Carl THEO 080 AC. Luego estos datos fueron registrados en una tabla en gabinete.
HISTORIA DEL TEODOLITO
Gracias a la historia se sabe que alrededor del año 3000 a.C, los babiloneos y egipcios utilizaban cuerdas y cadenas para la medición de distancias. Fue entonces hasta 560 a.C que con la influencia de estos grupos se creó el "Gnomon", el cual servia para la determinación de norte y la circunferencia de la tierra respectivamente. Años más tarde se creó la "Dioplata" o plano horizontal para la determinación de ángulos y nivelación. Este fue el invento más antiguo más parecido a un teodolito, ya que presentaba como base un tubo en U, el cual servía para horizontalizar la plataforma, de hecho el término dioptrías se utiliza a veces en textos antiguos como sinónimo de teodolito. "Antes del teodolito, se utilizaron instrumentos como las geométricas círculos y semicírculos graduados, cuadrados y varios para obtener cualquier cantidad de mediciones de ángulos verticales u horizontales. Era sólo cuestión de tiempo antes de que alguien puso dos dispositivos de medición en un solo instrumento que podía medir ambos ángulos al mismo tiempo. El primer instrumento más parecido a un verdadero teodolito fue probablemente construido por Joshua Habermel en Alemania en 1576, siendo complementado con la brújula y el trípode. Los instrumentos altacimutales primeras consistían en una base graduada con un círculo completo en la extremidad y un dispositivo de medición del ángulo vertical, normalmente, un semicírculo. Una alidada en la base se utiliza para la vista un objeto para la medición de ángulo horizontal, y un segundo alidada se monta en el semicírculo vertical. Más tarde instrumentos tenían un solo alidada en el semicírculo vertical y todo el semicírculo se monta de manera que se utiliza para indicar directamente ángulos horizontales. Con el tiempo, la simple alidada, abierto-vista fue reemplazado con un telescopio avistamiento. Esto se hizo por primera vez por Jonathan Sisson en 1725.
El teodolito se convirtió en un instrumento moderno, exacto en 1787 con la introducción del famoso grande teodolito de Jesse Ramsden, que creó usando un motor de división muy precisa de su propio diseño. La demanda no se pudo cumplir por teodolitos extranjeros debido a su falta de precisión, por lo tanto, todos los instrumentos que satisfagan las exigencias de precisión se realizaron en Inglaterra. A pesar de los muchos constructores de instrumentos alemanes en el cambio de siglo, no había teodolitos alemanes utilizables disponibles. Una transición se produjo por Breithaupt y la simbiosis de Utzschneider, Reichenbach y Fraunhofer. Mientras que la tecnología avanzaba, en la década de 1840, el círculo vertical parcial fue sustituido por un círculo completo, y los círculos verticales y horizontales fueron finamente graduada. Este fue el teodolito de tránsito. Teodolitos fueron posteriormente adaptados a una variedad más amplia de elementos de montaje y usos. En la década de 1870, una versión a base de agua interesante del teodolito fue inventado por Edward Samuel Ritchie. Fue utilizado por la Marina de los EE.UU. a dar los primeros estudios de precisión de los puertos estadounidenses en el Atlántico y las costas del Golfo."(1) "Los antiguos instrumentos, eran demasiado pesados y la lectura de sus limbos (círculos graduados para medir ángulos en grados, minutos y segundos) muy complicada, larga, y fatigosa. Eran construidos en bronce, acero, u otros metales.
El ingeniero suizo Enrique Wild, en 1920, logró construir en los talleres ópticos de la casa Carl Zeiss (Alemania), círculos graduados sobre cristal para así lograr menor peso, tamaño, y mayor precisión, logrando tomar las lecturas con más facilidad." (2) "En la primera parte del siglo 20, Heinrich Wild produjo teodolitos que se hizo popular con los inspectores. Su Wild T2, T3, y los instrumentos A1 se hicieron durante muchos años.
II.OBJETIVOS
Estacionamiento y operación correcta del teodolito. Reconocer las partes y funciones de un teodolito. Manejo de los teodolitos (diversas marcas y modelos disponibles) Realizar el registro adecuado de datos obtenidos con el teodolito
III. EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS Equipo:
Teodolito marca Zeiss THEO 0 080 A Mira de 4m Brújula Wincha
Materiales:
Libreta de campo. 1 estaca Lápiz y borrador
IV.REVISION DE LITERATURA
El teodolito en forma general se divide en 2 grandes partes: Trípode y alidada. 1. TRIPODE • PATAS DEL TRÍPODE: Son metálicas en su parte inferior y están diseñadas de tal manera que se puedan alargar o acortar de acuerdo al tamaño del usuario, además tiene un tornillo de presión para bloquear el desplazamiento. Las patas del trípode constan a su vez de tres partes: estribos; patas del trípode propiamente dicho; tornillo de regulación de las patas. • CABEZA DEL TRÍPODE: Es una plataforma horizontal sobre la que descansa la alidada y es sostenida por las tres patas. Tiene un tornillo de fijación de la alidada. Varían un tanto dependiendo del tipo de teodolito. Algunos tienen un gancho para la plomada de gravedad, como en el caso de los teodolitos Carl Zeiss THEO 080 AC. La cabeza del trípode consta de tres partes: Tornillo de fijación de la alidada, gancho para la plomada de gravedad y tornillos hexagonales para apretar las barras de madera al trípode. 2. ALIDADA Se denomina así a la estructura que va sobre el trípode. En general la alidada comprende dos partes: 2.1.- Base nivelante Estructura fija, es decir que no jira y que consta de las siguientes partes:
TORNILLOS NIVELANTES O CALANTES: Son tres y sirven para nivelar el aparato. En un inicio deben estar a media carrera, es decir a la mitad del desplazamiento total que se les permite. TORNILLOS DE PRECISIÓN DEL LIMBO HORIZONTAL: Se utiliza durante la puesta encero del limbo horizontal. Este ángulo de cero grados va orientado hacia un punto o dirección en particular, a partir del cual van a estar orientados todos los puntos visados. TORNILLOS DE APROXIMACIÓN DEL LIMBO HORIZONTAL: es el tangencial del limbo y se usa para movimientos finos del limbo.
NIVEL ESFÉRICO: Es un cuerpo metálico con agua, tiene una burbuja de aire que permite el nivelado del instrumento haciendo coincidir la burbuja con el centro de la cara superior. Es decir centrar la burbuja. TORNILLO DE SEGURIDAD: Se usa en la reparación y mantenimiento. No se debe mover mientras se usa el instrumento porque se malogra la calibración. Arandela de puesta en ceros del limbo horizontal.
2.2. Alidada propiamente dicha Consta de:
Tornillo de presión para sujetar la alidada. Ocular de la plomada óptica. Tornillo de aproximación para ajuste central o tangencial cenital. Botón del micrómetro: Para obtener lecturas de grados y minutos. Nivel de puesta horizontal: O nivel tubular. En el que se coloca la burbuja entre sus reparos con la ayuda de los tornillos calantes. Espejo de iluminación: Permite la entrada de la luz solar hacia el microscopio de lectura de ángulos. Botón para iluminación del retículo: el retículo es una lámina de cristal sobre la cual van grabadas un trazo vertical y un trazo horizontal. Además de un par de trazos pequeños horizontales que son los trazos esta dimétricos, llamados también hilos o pelos inferior y superior. Tornillo de presión parea ajuste cenital. Fijador de la brújula. Anteojo: Se denomina así a toda estructura compuesta de: Ocular de anteojo: A través del cual se observan todos los puntos deseados. Para poder aclarar la imagen del retículo. Anillo de enfoque: Sirve para hacer nítida la imagen del punto visado. Objetivo: Es el lente ubicado en el extremo del anteojo, permite ubicar la imagen a fin de hacer posible la exactitud de las lecturas.
Colimador: Forma parte del sistema de puntería exterior del anteojo, para la ubicación rápida y e inicial de los puntos visados.
Microscopio de lectura: A través de su ocular se leen los ángulos cenitales y horizontales.
V. MANEJO DEL TEODOLITO ZEISS CARACTERÍSTICAS: Aumento:
25x
Precisión:
5”
Aproximación:
1”
Abertura:
35mm
Longitud del anteojo:
150mm
Campo visual:
3m (para 100m)
Distancia mínima visual:
1.2m
Constante aditiva a despreciar :
3.5m
VI. ESTACIONAMIENTO Consiste en la fijación del aparato en un punto del terreno haciendo que el eje vertical pase perpendicularmente al eje del terreno.
FIJADOR DEL TRÍPODE: Para este se deben seguir lo siguiente pasos:
Soltar la correa que mantiene las patas del trípode juntas. Soltar con los tornillos reguladores las patas del trípode. Llevar el cabezal hasta la altura del mentón del operador. Fijar el trípode con la ayuda de los estribos con centros en estaca, a una distancia aproximada de 50 cm del centro, formando un triángulo equilátero. Fijar la alidada sobre el cabezal del trípode con ayuda del tornillo de fijación o de sujeción.
RECOMENDACIÓN: El trípode debe colocarse para montar encima el teodolito. Las tres piernas deben colocarse a una distancia suficiente como para que tenga estabilidad. Pero esta distancia tampoco debe ser lo suficientemente grande como para que afecte la movilidad de los observadores. Observar en la figura. Asimismo se recomienda colocar el trípode lo más nivelado posible, esto quiere decir que la plataforma superior en donde va a colocarse el teodolito posteriormente, debe estar lo más horizontal posible. Conviene colocar una estaca debajo del trípode de modo de marcar el lugar exacto en donde se armó. FORMA ADECUADA DE COLOCAR EL TRÍPODE.
CENTRADO: Consiste en hacer coincidir la plomada óptica con la estaca (su eje vertical).En este caso se realiza aflojando su tornillo de sujeción hasta hacer los desplazamientos, y lograr el centrado sin salir del cabezal del trípode. NIVELACIÓN: Inicialmente debe verificarse que la plataforma teodolito-trípode esté lo más horizontal posible. Luego se procede a nivelar el teodolito manipulando los tornillos que se encuentran en la parte inferior. El objetivo es que las burbujas delos dos niveles ubicados en la plataforma del teodolito se localicen en el centro de los tubos. En la figura se ilustra este procedimiento. Para nivelar debe colocarse uno de los niveles paralelo al plano de dos tornillos opuestos (observar nivel A en la figura). Luego manipular dichos tornillos hasta que la burbuja quede en el centro del nivel y los tornillos ajustados. Cuando esto
suceda debe repetirse lo mismo con el nivel A pero con los otros dos tornillos. Al final ambas burbujas deben quedar en la mitad de sus respectivos niveles sea cual sea la posición del disco del teodolito. NIVELACIÓN DEL TEODOLITO
PUESTA EN CEROS: En caso del teodolito Zeiss, llevar a 00’00” significa girara el limbo hasta ubicar la graduación 0° que a la vez corresponde a 00’00”. VISADO: Significa trasladar el anteojo (alidada) a la dirección de partida que el operador crea convenientemente como dirección de referencia a cualquier punto establecido en el terreno.
VII. LECTURAS Es necesario contar con una mira o estadía, que es una regla graduada en (cm) para medir distancias y alturas en trabajos con instrumentos topográficos. Estas miras son de longitud variable, pudiendo ser de dos o cuatro metros. Son plegables y cada metro está marcado de color diferente.
Lectura de distancias: Girar el ocular del anteojo hasta que la cruz del retículo hasta que se vea bien nítida y en trazos negros. Dirigir el anteojo hacia la mira colocada verticalmente sobre el punto que se vaya a medir o nivelar, utilizando el visor o dispositivo de puntería. Girar el tornillo o anillo de enfoque hasta que la imagen de la mira aparezca nítida, es decir que permanezca fija con relación a la cruz del retículo. El operador de la mira debe tener a esta nivelada con la burbuja de que se encuentra en la parte posterior.
Hallar la altura del instrumento, ésta será visualizado en la mira. En la figura, la altura del instrumento es 1.2 y debe coincidir con la cruz filiar. Tomar las lecturas de pelo esta dimétrico superior y pelo esta dimétrico inferior.
Puesta en ceros:
Colocar la palanca de asignación de movimiento a alidada y limbo en posición de alidada (es decir en posición de barrido de ángulos), soltar la palanca de bloqueo de movimiento, luego observando a través del ocular de lectura de ángulos, girar el instrumento hasta visualizar el cero en la ventana de ángulos horizontales, luego ajustar la palanca de bloqueo y afinar el cero mediante el tornillo tangencial de la alidada. Luego pasar la palanca de asignación de movimiento a la posición de limbo (posición de no barrido de ángulos sino de fijación de posición).
Medición de ángulos: Los ángulos horizontales se miden con un transito, accionando el tornillo superior de fijación, el tornillo inferior de fijación y los tornillos tangenciales. El tornillo fijador del anteojo y su tornillo tangencial se emplean para llevar el objeto visado al centro del campo visual. El tornillo inferior de fijación y su tornillo tangencial se emplean para ajustar a 0°00’ los puntos antes de visar a lo largo de la línea de referencia; y para la obtención de un movimiento diferencial entre la alidada y el limbo al visar según la línea de un ángulo. La lectura se realiza directamente. Por ejemplo: Angulo zenital = 89º35'Angulo horizontal = 196º30'
VIII. TRABAJO DE CAMPO Las lecturas se realizan tomando dos mediciones, la del pelo superior e inferior a través del lente. También se realizó las mediciones de ángulos verticales (zenitales) y horizontales.- Para tomar las lecturas del pelo superior e inferior; primero medimos la altura del teodolito, la cual buscaremos en la mira con el lente, después de este paso recién tomaremos las mediciones de los pelos.- Tomar las medidas del ángulo zenital y horizontal.
IX. DISCUSIONES
La toma de las medidas del pelo superior y el pelo inferior, no son fáciles y exactas, debido a que el operario que se encuentra con la mira no está quieto y por eso dificulta la toma de estos pelos. La ubicación de la cruz filiar en un inicio es exacta, pero al tomar los valores de los pelos superior e inferior, ya la cruz no está en el punto de la altura tomada con respecto a la estaca ya que el operario no está quieto, dificultándose así la toma de datos. En el campo.
X. CONCLUSIONES
Este instrumento es de gran importancia porque facilita enormemente los trabajos de topografía en el campo. Ya no hay necesidad de medir grandes distancias en el campo utilizando wincha o de medir radios unitarios y cuerdas en vértices para hallar los ángulos. Los resultados de las distancias horizontales y verticales de cualquier lugar serán variables, ya que, se tomaron lecturas en diferentes puntos a diferentes distancias y altitudes.
XI. RECOMENDACIONES
Es necesario ser muy cuidadoso en el uso de los teodolitos, porque son equipos muy costosos y delicados. No deben ser forzados o manejados bruscamente durante su uso porque pueden estropearse fácilmente. Al momento de la lectura de datos como el pelo superior e inferior hay que ubicar bien la cruz filiar para que estos datos no sean erróneos y tengan un margen de error mínimo.
