FACULTAD DE ARQUITECTURA ARQUITECTURA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE ARQUITECTURA ARQUITECTURA
TOPOGRAFIA EL TEODOLITO
ALUMNOS: GAMBOA VILLACORTA, DIANA CAROLINA GONZALO WILFREDO ALVAREZ ROSALES POLO GALLOSO SANDRA IVONNE RODRÍGUEZ VIDAL ALEXANDRA ENID PAREDES ANTICONA ANTONY GUTIERREZ MONTOYA MARIELA VICTORIA
PROFESOR:
Trujillo – Perú 2014
1. DEFINICION "Un teodolito es un instrumento destinado a ubicar un objeto a cierta distancia mediante la medida de ángulos con respecto al horizonte y con respecto a los puntos cardinales. "Pequeño telescopio, que se usa en geodesia o agrimensura, montado en la plataforma de un trípode de forma tal que sus ángulos de dirección y de inclinación se pueden leer fácilmente en escalas graduadas." Otra forma de definir el teodolito es:"instrumento es:"instrumento Instrumento que se adapta a diferentes usos en el campo de la Topografía." También se podría definir como un "Instrumento óptico de precisión formado por un círculo horizontal y un semicírculo vertical graduados y provistos de anteojos, que sirve para medir ángulos en sus planos respectivos"
2. IMPORTANCIA DEL DESCUBRIMIENTO DEL TEODOLITO El teodolito es importante porque "permite realizar medidas tanto cenitales como acimutales, a diferencia de los llamados teodolitos simples, que no n o miden alturas." El descubrimiento del teodolito es importante por lo siguiente: Porque se utiliza como instrumento de medida en distintos lugares como valles, montes, barrancas, etc. Porque está expuesto a distintas condiciones del medio ambiente, por lo cual es muy práctico. Lo que he mencionado anteriormente sobre el teodolito es importante ya que este instrumento ha ayudado mucho a la humanidad.
3. PARTES DEL TEODOLITO
Círculo vertical
Posición: Es el objeto en forma circular que se encuentra en un plano perpendicular al plato principal del teodolito. En su interior se encuentra el disco vertical o plato vertical de ángulos, sin embargo el movimiento de ambos es independiente ya que el plato vertical de ángulos está fijo. Propósito: Sirve para girar todo el sistema de lentes del teodolito de manera vertical. Utilización: El círculo vertical no es una parte del teodolito que se manipule directamente, pero puede rotarse de manera vertical ya sea manualmente (cuando el tornillo de elevación se encuentra suelto) o girando el tornillo de elevación (cuando se encuentra ajustado).
Cruces
Posición: Se encuentran dentro del tubo del objetivo, en la parte donde sobresalen cuatro redondelas metálicas. Propósito: Sirven para orientar al observador con respecto a la posición de los objetos cuando se mira por el objetivo. Utilización: Las cruces no se manipulan al operar el teodolito. Son muy delicadas y están hechas de materiales como telas de araña o hilo muy delgado. En el caso de que quieran cambiarse las cruces debe desarmarse el objetivo.
Lente de alta magnificación
Posición: Es el objeto en forma de tubo que se encuentra sobre el teodolito y puede girarse. Propósito: Permite hacer un acercamiento para observar mejor el globo lanzado con mayor detalle de lo que se
ve
con
la
baja
magnificación.
Utilización: Se debe utilizar luego de 5 minutos de observación del globo como mínimo. Para utilizar este lente se manipula la perilla de alta-baja magnificación.
Lente de baja magnificación
Posición: Es un lente ubicado al lado izquierdo del tubo del objetivo. Propósito: Permite observar el globo lanzado con un mayor acercamiento de lo que se puede observar con la mira. Utilización: Este lente se utiliza en los primeros minutos de lanzamiento, luego de haber ubicado el globo con
la mira. Para utilizarlo es importante chequear que la perilla de alta-baja magnificación se encuentre en la posición de baja magnificación.
Llave tipo hélice
Posición: plataforma
Debajo
de
principal
la del
teodolito. Propósito: Sirve para fijar o permitir el movimiento completo del plato de ángulos, de modo de poder dirigir el ángulo acimutal del punto de referencia hacia este. Utilización: Esta perilla suele encontrarse ajustada, lo que inhabilita el movimiento del plato de ángulos. Sin embargo durante el alineamiento del teodolito es necesario aflojarla para poder girar libremente el plato hasta encontrar que el ángulo acimut conocido del punto de referencia coincida con la posición de este. Cuando esto ocurra esta llave debe ajustarse hasta que el disco de ángulos quede inamovible.
Mira
Posición: Sobre el tubo del lente de alta magnificación. Propósito: Sirve para localizar el globo apenas a simple vista. Utilización: La mira se utiliza para localizar el globo apenas realizado el lanzamiento. El globo se mueve mucho durante los primeros segundos y es imposible seguirlo con alguno de los lentes, por lo que se le sigue con la mira. Cuando existe un movimiento más uniforme se deja de utilizar la mira para utilizar el lente de baja magnificación.
Niveles o burbujas
Posición: Hay dos burbujas que se encuentran en las cápsulas de vidrio sobre la plataforma del teodolito. Propósito: Ayudar a nivelar el teodolito. Utilización: Ajustando los tornillos del teodolito debe conseguirse que cada burbuja se ubique en el medio del tubo. El teodolito estará nivelado cuando se pueda girar 360° y ambas burbujas permanezcan en el centro de su tubo respectivo.
Objetivo
Posición: Al extremo del tubo que se encuentra en el eje del círculo vertical. Propósito: Observar el objetivo (globo) con alta o baja magnificación. Utilización: Cuando se ha ubicado el globo con la mira puede utilizarse el objetivo para seguir el globo con magnificación, lo que se hace mirando a través del lente. El enfoque adecuado se logra girando el objetivo.
Perilla de alta-baja magnificación.
Posición: Se ubica en la parte superior del tubo del objetivo. Propósito: Permite pasar desde el estado de baja magnificación al de alta magnificación y viceversa, permitiendo observar el globo con diferentes acercamientos. Utilización:
Luego
de
haber
localizado el globo con el lente de baja magnificación (generalmente alrededor de 5 minutos después del lanzamiento), puede girarse la perilla
de alta magnificación para poder observar el globo más de cerca. La alta magnificación permite ver de cerca los objetos con la desventaja es que su campo visual es más reducido que el de la baja magnificación.
Plataforma
Posición: Superficie que sostiene a los niveles y la estructura vertical del teodolito. Propósito: Sirve de sostén a toda la parte superior del instrumento que debe moverse durante la medición de ángulos acimutales. Utilización: Se gira manualmente cuando está suelto el tornillo del acimut, y se cuando se ajusta éste puede girarse utilizando este tornillo.
Plato de ángulos
Posición: Llamaremos plato de ángulos o simplemente “plato” al disco que se encuentra
dentro de la plataforma central del teodolito, en el que están marcados todos lo ángulos horizontales. Propósito: Lleva impresos los
ángulos que son leídos con el vernier. Utilización: El plato de ángulos se mantiene fijo durante la operación del teodolito. El único momento en el que es necesario moverlo es a la hora del alineamiento. Este disco se mueve de dos maneras: La primera es aflojando la llave tipo hélice, lo que permite un movimiento veloz. La segunda manera manteniendo ajustada la llave tipo hélice y girando el tornillo de ajuste del plato, lo que permite un movimiento fino, ideal para ajustes precisos.
Plato vertical de ángulos
Posición: Es el disco en el que están impresos los ángulos de elevación. Se encuentra ubicado dentro del círculo vertical pero es independiente de éste. Propósito: Lleva impresos los ángulos que son leídos con el vernier. Utilización: El plato vertical de ángulos es inamovible.
Tornillo de ajuste del plato
Posición: Se encuentra debajo de la plataforma del teodolito. Propósito: Sirve para mover el plato de ángulos de manera fina, con el objetivo de alinear el teodolito con precisión. Utilización: Cuando se alinea el teodolito. Luego de haber localizado el punto de referencia y de haber ajustado la llave tipo hélice, se utiliza este tornillo para un ajuste fino del ángulo acimutal conocido a la posición del punto de referencia.
Tornillo de nivelación
Posición: Son cuatro tornillos que se encuentran debajo de la plataforma del teodolito. Propósito: Sirven para nivelar el teodolito. Utilización: Luego de colocar el teodolito sobre el trípode y enroscarlo, se procede a nivelarlo para lo cual se utilizan estos tornillos. El objetivo de la nivelación es lograr que las burbujas de los niveles estén horizontales ante cualquier posición del teodolito.
Tornillo del acimut
Posición: Se encuentra debajo del vernier horizontal, a la derecha. Propósito:
Sirve
para
girar
la
plataforma del teodolito. Utilización: Si se mantiene desajustado, permite un movimiento libre y rápido del la plataforma que sostiene a toda la parte superior del teodolito. Si se ajusta el movimiento de la plataforma estará limitado a el giro del tornillo. Esto es muy útil para movimientos finos y precisos. Para ajustarlo se presiona hacia adentro (hacia el
teodolito). El movimiento de la plataforma debe hacerse cuando el plato de ángulos esté fijo, de este modo podrá leerse el ángulo horizontal a través del vernier.
Tornillo de elevación
Posición: Se encuentra debajo del círculo vertical, a uno de los lados del teodolito. Propósito: Sirve para girar el círculo vertical, y así girar toda la estructura
de
lentes
del
teodolito en forma vertical. Utilización: Si se mantiene desajustado, permite un movimiento rápido del disco o plato vertical de ángulos ubicado en posición vertical que contiene la escala del ángulo de elevación. Si se ajusta permite realizar un ajuste fino del ángulo de elevación, ideal para movimientos mientras se sigue el globo. Se ajusta presionando el tornillo hacia arriba (hacia el disco). También permite leer el segundo decimal del ángulo de elevación. El primer decimal se lee a través del vernier vertical.
Tornillo de enfoque para alta magnificación
Posición: Se encuentra en la parte posterior del tubo del objetivo.. Propósito: Sirve para controlar el enfoque cuando se está observando a través del objetivo con la opción de alta magnificación. Utilización: Para controlar la calidad del enfoque solo debe dirarse este tornillo. Para el enfoque en baja magnificación puede girarse el objetivo.
Vernier
Posición: Hay 2 verniers. El vernier del ángulo acimutal se ubica en el disco principal del teodolito y el del ángulo vertical se ubica junto al círculo vertical. Propósito: Hacer la lectura de los ángulos. Utilización: En el vernier debe leerse el ángulo incluyendo un decimal. El segundo decimal debe leerse en el tornillo respectivo. En la figura de la derecha aparece el vernier horizontal (para el ángulo acimutal). En el la lectura sería 236.0°. El segundo decimal debería leerse en el tornillo del acimut.
TRIPODE
Llamado también la otra mitad del instrumento, está conformada por una plataforma porta instrumentos y un juego de 3 pies acoplados a esta por medio de uniones articuladas. Erradamente el trípode es bastante desatendido y sometido a un trabajo duro, se espera que preste un servicio impecable sin recibir el menor cuidado. Debe ofrecer solidez, rigidez, estabilidad, buena amortiguación de las vibraciones y resistencia a la torsión, además debe satisfacer las exigencias del usuario con aspecto al peso y la posibilidad del transporte. Los trípodes se pueden clasificar atendiendo las siguientes características: ♦
Por su material de construcción
♦
Por su tipo de base
♦
Por sus tipos de pies
Por su material de construcción
Pueden ser de maderas suras tratadas y de aluminio, siendo las primeras las más utilizadas por su robustez, mayor resistencias a la dilatación y a las torsiones, sin embargo, los trípodes de aluminio son recomendados en trabajos realizados en climas cálidos tropicales, especialmente en zonas pantanosas.
Por su tipo de base
Pueden ser de tipo corriente o de tipo centrador. Los primeros se constituyen por un plato sobre el cual quedara fijado el teodolito por medio de un tornillo fijador. Los de tipo centrador se diferencian de los anteriores en que el plato no lleva directamente el teodolito, sino que una cabeza corrediza cuya parte
superior tiene una forma esférica y sobre la cual se asienta la plataforma porta instrumentos. Los trípodes de base corriente permiten la utilización del sistema de plomada óptica o plomada de hilo para efectuar la operación descentrado del aparato sobre una estación, por su parte los trípodes de base centradora utilizan el sistema de bastón centrador para tal fin.
Por sus tipos de pies
Pueden ser de pies fijos o extensibles. Los primeros recomendados en trabajos de nivelación de alta precisión, mientras que los pies extensibles son utilizados en todo trabajo planimetrico y altimétrico. Los trípodes de pies extensibles poseen en la parte distal de estos un juego de estribos los cuales son utilizados por el operador para poder fijar los pies a la superficie del terreno, así mismo, cada pie extensible posee un tornillo fijador que le permite mantener la extensión requerida de manera fija.
4. TIPOS DE TEODOLITO Teodolitos repetidores
Estos han sido fabricados para la acumulación de medidas sucesivas de un mismo ángulo horizontal en el limbo, pudiendo así dividir el ángulo acumulado y el número de mediciones.
Teodolitos reiteradores
Llamados también direccionales, los teodolitos reiteradores tienen la particularidad de poseer un limbo fijo y sólo se puede mover la alidada.
Teodolito – brújula
Como dice su nombre, tiene incorporado una brújula de características especiales, este tiene una brújula imantada con la misma dirección al círculo horizontal. Sobre el diámetro 0 a 180 grados de gran precisión.
Teodolito electrónico
Es la versión del teodolito óptico, con la incorporación de electrónica para hacer las lecturas del círculo vertical y horizontal, desplegando los ángulos en una pantalla eliminando errores de apreciación, es más simple en su uso, y por requerir menos piezas es más simple su fabricación y en algunos casos su calibración. Un teodolito electrónico realiza la medición de los ángulos empleando un sensor fotoeléctrico, en lugar del ojo del operador. Para esto, los círculos tanto horizontal como vertical, han sido graduados únicamente con zonas oscuras que no reflejan luz y con zonas cubiertas de material reflector. La graduación tradicional de los círculos de los teodolitos óptico mecánicos es omitida.
Cada uno de los círculos es analizado mediante dos sensores ubicados en posiciones diametralmente opuestas, con objeto de eliminar la excentricidad. Los sensores están formados por una fuente de luz infrarroja, un sistema óptico y un sensor. La luz emitida por la fuente infrarroja ilumina el círculo, que la refleja o no según incida en las partes reflectoras o en las partes oscuras. El sensor recibe la luz reflejada, generando corriente eléctrica proporcional a la intensidad de luz. Al girar la alidada, el sensor recibe pulsos de luz, cada vez que se ilumina un sector reflectivo del círculo y por lo tanto genera un tren de pulsos eléctricos proporcional al giro de la alidada. Un microprocesador cuenta los pulsos e interpola el valor del ángulo, presentando el valor de este en forma digital, en una pantalla generalmente de cristal líquido. Estación Total Electrónica
La incorporación de microprocesadores y distanciómetros electrónicos en los teodolitos electrónicos, ha dado paso a la construcción de las Estaciones Totales. Con una estación total electrónica se pueden medir distancias verticales y horizontales, ángulos verticales y horizontales; e internamente, con el micro procesador programado, calcular las coordenadas topográficas (norte, este, elevación) de los puntos visados. Estos instrumentos poseen también tarjetas magnéticas para almacenar datos, los cuales pueden ser cargados en el computador y utilizados con el programa de aplicación seleccionado. La figura muestra la estación total Wild T-1000 con pantalla de cristal líquido, tarjeta de memoria magnética para la toma de datos y programas de aplicación incorporados para cálculo y replanteo. Una de las características importantes tanto los teodolitos electrónicos como las estaciones totales, es que puede medir ángulos horizontales en ambos sentidos y ángulos verticales con el cero en el horizonte o en el zenit.
NIVEL DE INGENIERO En las operaciones de nivelación, donde es necesario el cálculo de las diferencias verticales o desniveles entre puntos, al nivel tórico se le anexa un telescopio, una base con tornillos nivelantes y un trípode. Los niveles difieren entre sí en apariencia, de acuerdo a la precisión requerida y a los fabricantes del instrumento. En la figura se representan los componentes básicos de un nivel.
DISTANCIOMETROS ELECTRONICOS DISTANCIOMETROS ELECTRONICOS Aunque parezca un proceso sencillo, la medición distancias con cintas métricas es una operación no solo complicada sino larga, tediosa y costosa. Como se mencionó previamente, las cintas se fabrican con longitudes de hasta 100 m, siendo las de 50 m las de mayor uso en los trabajos de topografía.
5. PUESTA EN ESTACION DE UN TEODOLITO
Al poner en estación un instrumento debe cumplir dos condiciones: 1.
que el eje del aparato pase por el punto de estación, y
2.
que sea vertical
Para hacer cumplir la primera condición se emplea, generalmente, una plomada, colgada del gancho que lleva el trípode o el elemento de unión de este al aparato, haciendo que la vertical señalada por la misma pase por la señal del terreno que materializa el punto de estación. Esta coincidencia se realiza moviendo los pies del trípode hasta lograrla, hincándolos después fuertemente en el suelo, procurando al efectuar esta operación que la plataforma nivelante quede aproximadamente horizontal. Es importante que las patas del trípode queden bien abiertas y clavadas en el terreno, para evitar que el instrumento pueda desnivelarse fácilmente por tener poca base de sustentación, o pueda caerse al menor tropiezo. Una vez conseguida la coincidencia de la plomada con la señal del terreno, se coloca el eje principal del aparato en posición vertical, siguiendo el procedimiento de comprobación y corrección del nivel fijo, aunque si no se desea corregir el nivel, caso mas frecuente, sino solo poner vertical dicho eje, una vez calada la burbuja en la primera posición dando el giro de 200º y eliminando con los tornillos nivelantes la mitad del desplazamiento de la misma, se vuelve a la posición primitiva, y si la burbuja no se mueve, es señal de que la línea que ha calado el nivel es horizontal. Se toma nota de la posición en que ha quedado la burbuja y se lleva el nivel en dirección del tercer tornillo nivelante, y valiéndose de éste, se hace que la burbuja quede de nuevo en la graduación anotada. De esta forma se ha colocado vertical el eje sin necesidad de tocar los tornillos de corrección del nivel, cosa que por otra parte no es conveniente realizar con demasiada frecuencia para evitar el desgaste de los mismos.
Ventajas de los teodolitos electrónicos
Fácil lectura del los ángulos, ya que estas magnitudes son mostradas en forma digital y con indicación de las unidades. Mejora de la precisión respecto a un teodolito óptico mecánico del mismo error instrumental, ya que se elimina el error de estimación. Posibilidad de conexión directa con un distanciómetro electrónico. Posibilidad de realizar cálculos de distancias reducidas y coordenadas, al instante de realizar las mediciones angulares y de distancia. Registro de los valores medidos y calculados en la memoria del instrumento, tarjetas de memoria o colectores externos, eliminando los errores de escritura en la Libreta de Campo. Los datos son transferidos directamente a la PC para su posterior procesamiento. Manejo de Códigos de Campo, para la automatización del proceso de levantamiento. Programas para realizar cálculos en el campo, tales como Orientación del Círculo, Estación Libre, etc. Programas de prueba, que ayudan a verificar la calibración y estado del equipo.
6. MEDICIONES MEDICIÓN INDIRECTA DE DISTANCIAS Tradicionalmente, las distancias se han medido por comparación directa con alguna unidad de longitud establecida, como en las mediciones con cadena o cinta. Pero pueden emplearse otros procedimientos que implican la medición de magnitudes de las que se obtiene la distancia en forma indirecta, mediante cálculo.
TAQUIMETRÍA La palabra taquimetría se deriva del griego y significa “medición rápida”.
Generalmente se aplica a la obtención de distancias desde una posición del instrumento –por lo regular, un teodolito- mediante la medición de un ángulo pequeño, opuesto a su base conocida. Los principios matemáticos de la taquimetría fueron establecidos en 1639 por el astrónomo inglés William Gascogine. Los instrumentos taquimétricos pueden tener base dentro de sí, o hacer uso de una base externa.