INFORME N° 001-2014-UNA-PUNO/FICA/T
DE: KEYLA PAMELA ALAVE ARACA
A: ING. NESTOR ELOY GONZALES SUCASAIRE
ASUNTO: TRABAJO SOBRE RECONOCIMIENTO DE INSTRUMENTOS TOPOGRAFICOS
FECHA: 17 de SETIEMBRE del 2014
Es grato dirigirme a usted, con la finalidad de hacer de su conocimiento, que se realizó el informe correspondiente al tema de reconocimiento de instrumentos topográficos. Que corresponde al curso de topografía I. Para lo cual detallo a continuación:
TEMA: RECONOCIMIENTO DE LOS INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS.
INTRODUCCION:
La topografía es la ciencia que estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la representación gráfica de la superficie terrestre, con sus formas y detalles; tanto naturales como. Esta representación tiene lugar sobre superficies planas, limitándose a pequeñas extensiones de terreno, utilizando la denominación de «geodesia» para áreas mayores. De manera muy simple, puede decirse que para un topógrafo la Tierra es plana (geométricamente), mientras que para la geodesia no lo es.
Para eso se utiliza un sistema de coordenadas tridimensional, siendo la x y la y competencia de la planimetría, y la z de la altimetría.
Los mapas topográficos utilizan el sistema de representación de planos acotados, mostrando la elevación del terreno utilizando líneas que conectan los puntos con la misma cota respecto de un plano de referencia, denominadas curvas de nivel, en cuyo caso se dice que el mapa es hipsográfico. Dicho plano de referencia puede ser el nivel del mar, y en caso de serlo se hablará de altitudes en lugar de cotas.
INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS:
Los instrumentos topográficos, son de gran ayuda en el campo de acción de la topografía, tenemos entre ellos distintas clasificaciones:
Alineación
Para medir longitud
OBJETIVOS:
El objetivo principal de este informe, es detallar los instrumentos que usaremos en el transcurso de este curso.
Por otro lado, tener un conocimiento previo y asi poder guiarnos de buena manera al momento del uso de cada uno de ellos
Impulsar la investigación sobre el tema correspondiente.
MARCO TEORICO:
ALINEACIÓN:
JALONES Y BANDEROLAS:
Los jalones son cilindros metálicos de 2m. de longitud acabados en punta para clavar y pintados en franjas blancas y rojas. Las banderolas son jalones con un trozo de tela blanca/roja que se colocada en su parte superior, haciéndolos visibles a mayor distancia.
ALIDADA DE PÍNULA:
Antiguo dispositivo de puntería que permite establecer una alineación al hacer coincidir visualmente el hilo vertical que hay en un extremo con una estrecha ranura en el otro.
PLOMADA:
Instrumento compuesto de un cuerpo cilíndrico pesado unido por una cuerda a la nuez, que al ser aplicado lateralmente sobre una regla, permite establecer un plano vertical.
NIVEL DE AGUA:
Es un tubo flexible transparente parcialmente lleno de agua que, por el principio de vasos comunicantes, mantiene a nivel la superficie del agua en los dos extremos, permitiendo la definición de una alineación horizontal.
NIVEL DE BURBUJA TÓRICO:
Es una ampolla de vidrio en forma de segmento tórico (habichuela) parcialmente lleno de agua, dejando encerrada en su interior una burbuja de aire que tiende a ocupar la posición más elevada respecto del agua. Gracias a unas marcas grabadas en el vidrio y al montaje sobre un soporte adecuado, permite establecer una alineación horizontal cuando la burbuja está calada (perfectamente centrada entre las marcas).
NIVEL DE BURBUJA ESFÉRICO:
ídem al anterior, diferenciándose en que la forma de la ampolla es de casquete esférico y la marca es una pequeña circunferencia. Define planos horizontales.
PARA MEDIR LONQITUDES:
RODETE:
Rueda dotada de un mango y un contador de vueltas que al hacerla rodar por una superficie, cuantifica la longitud recorrida.
CINTAS MÉTRICAS:
Medir una longitud consiste en determinar, por comparación, el número de veces que una unidad patrón es contenida en dicha longitud.
La unidad patrón utilizada en la mayoría de los países del mundo es el metro, definido (después de la Conferencia Internacional de Pesos y Medidas celebrada en París en 1889)
En cuanto a su graduación para la lectura, las cintas métricas se pueden clasificar en:
Cintas continuas: divididas en toda su longitud en metros, decímetros, centímetros y milímetros .
Cintas por defecto (substracción): divididas al milímetro solamente en el primero y último decímetro, el resto de la longitud está dividido en metros y decímetros.
Cintas por exceso: al igual que las cintas por defecto, están divididas en toda su longitud en metros y decímetros, y sólo el último decímetro está dividido en centímetros y milímetros. Este tipo de cintas posee un decímetro adicional graduado en centímetros y milímetros, colocado anterior al cero de la misma y con graduación creciente en sentido contrario a las graduaciones de la cinta.
FLEXÓMETRO:
El flexómetro es un instrumento de medición el cual es coincido con el nombre de cinta métrica, con la particularidad de que está construido por una delgada cinta metálica flexible, dividida en unidades de medición, y que se enrolla dentro de una carcasa metálica o de plástico. En el exterior de esta carcasa se dispone de disponen de un sistema de freno para impedir el enrollado automático de la cinta, y mantener fija alguna medida precisa de esta forma.
Se suelen fabrican en longitudes comprendidas entre uno y cinco metros. La cinta metálica está subdividida en centímetros y milímetros enfrente de escala se encuentra otra escala en pulgadas.
INSTRUMENTOS COMPUESTOS: ELEMENTOS.
BRÚJULA O COMPÁS MAGNÉTICO:
Dispositivo que señala la dirección del Norte Magnético y que al poder acoplarse a la alidada, permite el alineamiento del eje de colimación con ésta dirección.
TRÍPODE:
Elemento que posibilita situar el instrumento de forma estable sobre el terreno y a una altura de trabajo cómoda. Consiste en tres patas de dos elementos extensibles de madera o aluminio sobre las que se apoya el soporte al que se fija el instrumento mediante un tornillo.
Pueden ser de varios tipos:
De meseta: El soporte es una plataforma que permite un pequeño desplazamiento del aparato en torno a su centro.
Una variante de este tipo es el denominado trípode con bastón centrador que dispone de una especie de jalón central dotado de nivel esférico que hace las veces de plomada a la vez que permite hallar la altura de instrumento.
De cabeza basculante: El soporte es una rótula que permite bascular el instrumento para nivelarlo aproximadamente.
Centrador: Combinación de los dos anteriores que, por tanto, además de bascular, posibilita el desplazamiento del aparato.
INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS.
TEODOLITO:
El teodolito es un instrumento de medición mecánico-óptico que se utiliza para obtener ángulos verticales y, en el mayor de los casos, horizontales, ámbito en el cual tiene una precisión elevada. Con otras herramientas auxiliares puede medir distancias y desniveles.
Es portátil y manual; está hecho con fines topográficos e ingenieriles, 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.
Básicamente, el teodolito actual es un telescopio montado sobre un trípode y con dos círculos graduados, uno vertical y otro horizontal, con los que se miden los ángulos con ayuda de lentes.
El teodolito también es una herramienta muy sencilla de transportar; es por eso que es una herramienta que tiene muchas garantías y ventajas en su utilización. Es su precisión en el campo lo que la hace importante y necesaria para la construcción.
TIPOS DE TEODOLITOS:
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 vistas.
Teodolitos reiteradores: Llamados también discrecionales los cuales son muy importantes de pedo teodolitos reiteradores tienen la particularidad de poseer un limbo fijo y sólo se puede mover la alidada.
Teodolito – brújula: Como dice su nombre, tiene incorporada una brújula de características especiales. Éste 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.
Las principales características que se deben observar para comparar estos equipos que hay que tener en cuenta son: la precisión, el número de aumentos en la lente del objetivo y si tiene o no compensador electrónico.
PARTES PRINCIPALES:
Niveles: El nivel es un pequeño tubo cerrado que contiene una mezcla de alcohol y éter; una burbuja de aire, la tangente a la burbuja de aire, será un plano horizontal. Se puede trabajar con los niveles descorregidos.
Precisión: Depende del tipo de Teodolito que se utilice. Existen desde los antiguos que varían entre el minuto y medio minuto, los modernos que tienen una precisión de entre 10", 6", 1" y hasta 0.1".
Nivel esférico: Caja cilíndrica tapada por un casquete esférico. Cuanto menor sea el radio de curvatura menos sensible serán; sirven para obtener de forma rápida el plano horizontal. Estos niveles tienen en el centro un círculo, hay que colocar la burbuja dentro del círculo para hallar un plano horizontal bastante aproximado. Tienen menor precisión que los niveles tóricos, su precisión está en 1´ como máximo aunque lo normal es 10´ o 12´.
Nivel tórico: Si está descorregido nos impide medir. Hay que calarlo con los tornillos que lleva el aparato. Para corregir el nivel hay que bajarlo un ángulo determinado y después estando en el plano horizontal con los tornillos se nivela el ángulo que hemos determinado. Se puede trabajar descorregido, pero hay que cambiar la constante que nos da el fabricante. Para trabajar descorregido necesitamos un plano paralelo. Para medir hacia el norte geográfico (medimos acimuts, si no tenemos orientaciones) utilizamos el movimiento general y el movimiento particular. Sirven para orientar el aparato y si conocemos el acimutal sabremos las direcciones medidas respecto al norte.
Plomada: Se utiliza para que el teodolito esté en la misma vertical que el punto del suelo.
Plomada de gravedad: Bastante incomodidad en su manejo, se hace poco precisa sobre todo los días de viento. Era el método utilizado antes aparecer la plomada óptica.
Plomada óptica: es la que llevan hoy en día los teodolitos, por el ocular vemos el suelo y así ponemos el aparato en la misma vertical que el punto buscado.
Limbos: Discos graduados que nos permiten determinar ángulos. Están divididos de 0 a 360 grados sexagesimales, o de 0 a 400 grados centesimales. En los limbos verticales podemos ver diversas graduaciones (limbos cenitales). Los limbos son discos graduados, tanto verticales como horizontales. Los teodolitos miden en graduación normal (sentido dextrógiro) o graduación anormal (sentido levógiro o contrario a las agujas del reloj). Se miden ángulos cenitales (distancia cenital), ángulos de pendiente (altura de horizonte) y ángulos nadirales.
Nonius: Mecanismo que nos permite aumentar o disminuir la precisión de un limbo. Dividimos las n - 1 divisiones del limbo entre las n divisiones del nonio. La sensibilidad del nonio es la diferencia entre la magnitud del limbo y la magnitud del nonio.
Micrómetro: Mecanismo óptico que permite hacer la función de los nonios pero de forma que se ve una serie de graduaciones y un rayo óptico mediante mecanismos, esto aumenta la precisión.
TAQUIMETRO:
Básicamente igual al teodolito, las características diferenciadoras son:
Anteojo siempre estadimétrico.
Limbos de menor apreciación angular (sólo hasta minutos)
Construcción más robusta para soportar trabajos más frecuentes y un trato menos delicado.
TEODOLITOS DIGITALES:
Además de los elementos típicos de los Teodolitos convencionales, cuentan con los siguientes adelantos:
Lectura electrónica de ángulos que son mostrados en una pantalla de cristal líquido (LCD).
Elección entre del sistema de medición de ángulos: sexagesimal/centesimal.
Puesta a cero automática del limbo horizontal.
Elección del origen de ángulos verticales: cénit/horizonte.
Elección entre ángulos verticales en grados o pendientes.
Iluminación de la pantalla de lectura angular.
Iluminación del retículo.
Alimentación por pilas convencionales o baterías recargables.
ESTACIONES TOTALES:
Son teodolitos digitales que llevan incorporado un distanciómetro electrónico y una calculadora.
Gracias a ello, permiten la obtención directa de ángulos y distancias por lectura sobre pantallas LCD, o bien, mediante almacenamiento en memoria interna o externa de los datos. Así mismo, posibilitan la transferencia de datos hacia medios informáticos (PC's) a de trazado 'plotter' v también realizan cálculos con ellos, pudiendo hallar distancias reducidas, distancia entre dos puntos, desniveles, alturas remotas, coordenadas parciales o absolutas, etc.
NIVEL:
Instrumento topográfico con el cual se establecen únicamente visuales horizontales gracias a lo cual permiten la obtención de desniveles entre puntos del terreno.
Dentro del grupo de los niveles se distinguen dos tipos: convencionales y automáticos.
Son aparatos de construcción más simple que los teodolitos y cuentan con algunos elementos similares:
Plataforma nivelante.
Anteojo sin posibilidad de vuelta de campana y frecuentemente estadimétrico.
Limbo horizontal de poca apreciación, a veces con nonio.
Niveles de burbuja: esférico y tórico.
Tornillos de presión y coincidencia para el giro horizontal del anteojo.
Plomada convencional.
Trípode de meseta, de cabeza basculante o centrador.
CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS:
Como ya hemos visto, hay muchos instrumentos topográficos, y nosotros como ingenieros civiles tenemos la obligación de conocerlos a detalle y también su funcionamiento.
También hemos podido observar que con el paso del tiempo los insturmentos van mejorando, en su precisión,
