UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA
TOPOGRAFIA I Tema: MANEJO DEL TEODOLITO
Profesor: Paz Zagaceta, Fernando
Alumno: Bermúdez Reyes, Fredy
Brigada: Nº 4 (martes)
Código: 20041065
La Molina – PERU 2009 1
INDICE
I.
Introducción
1
II.
Objetivos
2
III III.
Revisi visión ón de Lite Litera ratu tura ra
2
IV.
Ubicación del terreno
5
V.
Equipos y materiales
6
VI. VI.
Meto Metod dolog logía y pro proce ced dimie miento nto 6
VII.
Trabajo de gabinete
9
VIII.
Discusión
10 10
IX.
Conclusión
10
X.
Recomendaciones
11
Bibliografía
12
2
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 en las triangulaciones. Con ayuda de medi medirr dist distan anci cias as.. Un equi equipo po más más electrónico, y otro instrumento mas conocido como estación total. total.
fines topográficos e ingenieros, ingenieros, sobre todo una mira y mediante la taquimetría, taquimetría, puede mode modern rno o y sofi sofist stic icad ado o es el teod teodol olit ito o sofisticado es otro tipo de teodolito más
La practica se trato del uso y manejo del teodolito, para lo cual nuestra brigada de trabajo (Nº4), primero estaciono el teodolito en un lugar fijo, alrededor del “El cerrito”, donde cada uno de nosotros tomo medidas en 5 puntos diferentes en el cerrito cerrito;; la mediad mediadas as tomada tomadas s fueron fueron de distan distancia cia y ángulo ángulos s con ayuda del del teodolito Carl Zeiss THEO 080 AC. Luego estos datos fueron registrados en una tabla en gabinete.
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II. • • • •
II III. I.
OBJETIVOS Estacionamiento y operación correcta del teodolito. Reconocer las partes y funciones de un teodolito. Manejo de de los teodolitos (diversas marcas y modelos disponibles) Realizar el registro adecuado de datos obtenidos con el teodolito
EQUI EQUIPO POS S Y MA MATE TERI RIAL ALES ES UTIL UTILIZ IZAD ADOS OS
Equipo: • • • •
Teodolito marca Zeiss THEO 0 080 A Mira de 4m Brújula Wincha
Materiales: • • •
IV.
Libreta de campo. 1 estaca Lápiz y borrador
REVISION DE DE LITERATURA
TEODOLITO Partes de un teodolito optico: El teodolito en forma general se divide en 2 grandes partes: Trípode y alidada. TRIPODE •
Patas del trípode: Son metálicas en su parte parte inferior y están están diseñadas de tal manera que se puedan alargar o acortar de acuerdo al tamaño del usua usuari rio, o, a demá demás s tien tiene e un torn tornil illo lo de pres presió ión n para para bloq bloque uear ar 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: trípode : Es una plataforma horizontal sobre la que descansa la alidada y es sostenida sostenida por las tres patas. patas. Tiene Tiene un tornillo de fijación 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.
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ALIDADA Se denomina así a la estructura que va sobre el trípode. En general la alidada comprende dos partes:
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 en cero del limbo horizontal. Este ángulo ángulo de cero grados va orientado 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 metálico con agua, tiene una burbuja de aire que permite el nivelado del instrumento instrumento haciendo coincidir coincidir la burbuja con el centro de la cara superior. superior. Es decir centrar centrar la burbuja. - Tornillo de seguridad: Se usa en la reparación reparación y mantenimiento mantenimiento del instrumento. No se debe mover mientras mientras se usa el instrumento instrumento porque se se malogra la calibración. Arandela de puesta en ceros ceros del limbo horizontal.
Alidada propiamente dicha 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: horizontal: O nivel tubular. En el que se coloca coloca la burbuja entre sus reparos con la ayuda de los tornillos calantes. • Espejo Espejo de ilumin iluminaci ación: ón: Permite Permite la entrad entrada a de la luz solar solar hacia hacia el microscopio de lectura lectura de ángulos. • Botón para iluminación del retículo: el retículo es una lámina de cristal sobre la cual van van grabadas un trazo vertical y un trazo horizontal. Además Además de un par par de traz trazos os peq pequeño eños horiz orizon onta tale les s que que son los los traz trazo os estadimétricos, 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 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 lente ubicado en el extremo del anteojo, anteojo, permite ubicar la imagen a fin de hacer posible la exactitud de las lecturas. 5
* Colimador: Colimador: Forma parte parte del sistema de puntería puntería exterior exterior del anteojo, anteojo, para la ubicación rápida y e inicial de los puntos visados. * Micr Micros osco copi pio o de lect lectur ura: a: A trav través és de su ocul ocular ar se leen leen los los ángu ángulo los s cenitales y horizontales.
MANEJO DEL TEODOLITO ZEISS Características: Aumento Precisión Aproximación Abertura Longitud del anteojo Campo visual Distancia mínima visual Constante aditiva a despreciar
: : : : : : : :
25x 5” 1” 35mm 150mm 3m (para 100m) 1.2m 3.5m
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 cabezal del trípode con ayuda 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 tr ípode lo más nivelado posible, esto quiere deci decirr que que la plat plataf afor orma ma supe superi rior or en dond donde e va a colo coloca cars rse e el teod teodol olit ito o posteriorme posteriormente, nte, debe estar lo más horizontal horizontal posible. 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.
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Centrado: Consiste en hacer coincidir la plomada óptica con la estaca (su eje vertical). En este este caso caso se real realiz iza a aflo afloja jand ndo o su torn tornil illo lo de suje sujeci ción ón hast hasta a hace hacerr los los desplazamientos, y lograr el centrado sin salir del cabezal del trípode. •
Nivelación: Inicialmente debe verificarse que la plataforma teodolito-trípode esté lo más horizo horizonta ntall posibl posible. e. Luego Luego se proced procede e a nivela nivelarr el teodo teodolito lito manipu manipulan lando do los tornillos que se encuentran en la parte inferior. El objetivo es que las burbujas de los 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 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 crea conv conven enie ient ntem emen ente te como como dire direcc cció ión n de refe refere renc ncia ia a cual cualqu quie ierr punt punto o establecido en el terreno. •
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LECTURAS Es necesario contar con una mira o estadía, que es una regla graduada en cm para medir distancias distancias y alturas en trabajos con con instrumentos topográficos. topográficos. Estas miras miras son de longi longitud tud varia variable ble,, pudie pudiendo ndo ser ser de dos o cuatr cuatro o metros. metros. Son Son plegables y cada metro esta 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 al 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 estadimétrico superior y pelo estadimétrico inferior.
Pelo superior
Cruz filiar
Pelo 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 tornil tornillo lo tangen tangencia ciall de la alidad alidada. a. Luego Luego pasar pasar la palanc palanca a de asigna asignació ción n de movimiento a la posición de limbo (posición de no barrido de ángulos sino de fijación de posición).
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Medición de ángulos: - Los ángulo ángulos s horiz horizont ontale ales s se miden miden con un trans transito ito,, accion accionand ando o el tornil tornillo lo 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 tangencial se emplean emplean para ajustar ajustar a 0°00’ 0°00’ los puntos antes antes de visar a lo largo de la línea de referencia referencia;; y para la obtención de un movimiento movimiento diferencial entre la alidada 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'
TRABAJO DE CAMPO: Las lecturas se realizan tomando dos mediciones, la del pelo superior e inferior a través del lente. También se real realiz izó ó las las medi medici cion ones es de ángu ángulo los s verti vertica cale les s (zenitales) y horizontales. - Para tomar las lecturas del pelo superior e inferior; prim primer ero o medi medimo mos s la altu altura ra del del teod teodol olit ito, o, la cual cual buscaremos en la mira con el lente, después de este paso recién tomaremos las mediciones del los pelos. - Tomar las medidas del ángulo zenital y horizontal.
Lectura superior Cruz filiar Lectura inferior
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V.
TRAB TRABAJ AJO O DE DE CAM CAMPO PO REAL REALIZ IZAD ADO O POR POR LOS LOS ALU ALUMN MNOS OS Ubicación geográfica del terreno
El área en la cual se realizó la práctica de manejo del teodolito, se llama el cerrito y se encuentra ubicado en el departamento de Lima, provincia de Lima y distrito de La Molina, en el campus de la Universidad Nacional Agraria La Molina a una latitud sur de 12° 05’ 6”, una longitud oeste de 76° 57’9” y a una altitud de 243.7 m.s.n.m. el día martes 15 de septiembre del 2009 a las 11:30 a.m.
Datos obtenidos con el teodolito Datos de 5 puntos en el Cerrito: CUADRO: Nº 1
Puntos
Pelo superior
Pelo inferior
Angulo horizontal
Angulo zenital
Punto 1 Punto 2 Punto 3 Punto 4 Punto 5
1.471 1.465 1.482 1.445 1.425
1.251 1.259 1.225 1.289 1.279
316º 24’ 316º 25’ 316º.25’ 316º 24’ 316º.24’
79º 28’ 72º 55’ 91º 30’ 82º 42’ 76º 4’
TOMA DE ANGULOS Y DISTANCIAS
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OPERARIO EN EL CERRITO CON LA MIRA
V I.
TRABAJO DE GA GABINETE
El cálculo de la distancia se realiza aplicando las siguientes fórmulas: Para lecturas de pelos estadimétricos, con anteojos en posición horizontal: 11
G = (Lps – Lpi) K Donde: G: generatriz de distancia o distancia inclinada Puntos
Pelo Pelo Angulo superior inferior horizontal
Angulo zenital
Distancia Generatriz horizontal (m)
Diferencia elevación (m)
Punto 1
1.471
1.251
316º 24’
79º 28’
22
21.26
5.005
Punto 2
1.465
1.259
316º 25’
72º 55’
20.6
18.82
5.784
Punto 3
1.482
1.225
316º.25’
91º 30’
25.7
25.68
-0.673
Punto 4
1.445
1.289
316º 24’
82º 42’
15.6
15.35
1.966
Punto 5
1.425
1.279
316º.24’
76º 4’
14.6
13.75
3.412
Lps: lectura del pelo o hilo estadimétrico superior Lpi: lectura del pelo o hilo estadimétrico inferior K: constante estadimétrica (K = 100) Cuando se desea convertir estas distancias inclinadas a distancias reducidas al horizonte así como determinar la diferencia de altura existente entre el punto de estación y el punto visado se hará uso de las siguientes fórmulas:
D = G cos 2
H = G cos
sen
Donde: D: distancia horizontal H: Diferencia de altura entre la estación y el punto donde fue colocada la Mira. α : 90 - Lectura del áng. Zenital (anteojo, posición directa), ó 270 - Lectura del áng. Zenital Zenital (anteojo, posición posición invertida)
V II.
RESULTADOS
Resultados de 5 puntos: CUADRO: Nº 2
V III.
DISCUSIONES
•
La toma de las medidas del pelo superior y el pelo inferior, no fueron fáciles y exactas, debido a que el operario que se encuentra con la mira no esta 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 esta en el punto de la altura tomada con respecto a la estaca ya que el operario no esta quieto, dificultándose así la toma de datos. En el campo. 12
IX.
CONCLUSIONES
•
Este instrumento es de gran importancia porque facilita enormemente los traba trabajo jos s de topo topogr graf afía ía en el camp campo. o. Ya no hay hay nece necesi sida dad d de medi medir r grandes grandes distan distancias cias en el el campo campo utilizan utilizando do wincha wincha o de medir radios radios unitarios y cuerdas cuerdas en vértices vértices para para hallar los ángulos. ángulos.
•
Los resultados de las distancias horizontales y verticales (CUADRO Nº 2) fueron variable variables, s, ya que, se tomaron lecturas lecturas en diferentes diferentes puntos puntos del cerrito a diferentes distancias y altitudes.
X.
RECOMENDACIONES
•
Es necesario ser muy cuidadoso en el uso de los teodolitos, porque son equipos muy costosos costosos y delicados. delicados. No deben ser forzados o manejados bruscamente durante su uso uso porque porque pueden pueden estropearse 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.
BIBLIOGRAFIA •
Marcelo Portuguez. Apuntes de prácticas de topografía I. UNALM. PERU
•
F. Domínguez García-Tejero. Topografía General y Aplicada .13Edición
•
http://fama2.us.es/earq/md/etsa/libreconfi/procesodigital/manualniveles/U D.03-1_R02-ANGULOS-DISTANCIAS.pdf
•
http://www.nssl.noaa.gov/projects/pacs/salljex/archive/manuals/manualteodolitos-v1.2.html
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