TEODOLITO 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. El ángulo de elevación es el ángulo con respecto al horizonte. Cero grados indica la posición del horizonte y 90° indica la posición del cenit o punto ubicado verticalmente sobre el observador. El ángulo azimutal es el ángulo con respecto al norte geográico. Este ángulo es igual a cero hacia el norte! 90° hacia el este! "#0° hacia el sur y $%0° hacia el oeste. &bservar la igura ".
1.2.4
PARTES DEL TEODOLITO: TEODOL ITO: •
C'rculo vertical
•
Cruces
•
(ente de alta magniicación
•
(ente de baja magniicación
•
(lave tipo h)lice
•
*ira
•
+iveles o burbujas
•
&bjetivo
•
,erilla de alta-baja magniicación
•
,lataorma
•
,lato de ángulos
•
,lato vertical de ángulos
•
ornillo de ajuste del plato
•
ornillo de nivelación
•
ornillo del acimut
•
ornillo de elevación
•
ornillo de eno/ue para alta magniicación
•
ernier
•
1nstalación del teodolito.
Es necesario instalar el teodolito antes de realizar cada medición. Esto se hace siguiendo los siguientes pasos2
2.1.1
Instalación del trípode.
El tr'pode debe colocarse para montar encima el teodolito. (as tres piernas deben colocarse a una distancia suiciente como para /ue tenga estabilidad. ,ero esta distancia tampoco debe ser lo suicientemente grande como para /ue aecte la movilidad de los observadores. &bservar en la 3igura "#.
Forma adecuada de colocar el trípode. 4simismo se recomienda colocar el tr'pode lo más nivelado posible! esto /uiere decir /ue la plataorma superior en donde va a colocarse el teodolito posteriormente! debe estar lo más horizontal posible. Conviene colocar una piedra pe/ue5a u otro objeto debajo del tr'pode de modo de marcar el lugar e6acto en donde se armó ya /ue para siguientes mediciones debe armarse en el mismo lugar.
2.1.2
Montado del teodolito.
El teodolito se enrosca en la parte superior del tr'pode hasta /ue /uede irme. En algunas ocasiones va a ser necesario contar con un adaptador ya /ue no todos los tr'podes tienen roscas compatibles con las de los teodolitos.
2.1.3
Nivelación del teodolito.
1nicialmente debe veriicarse /ue la plataorma teodolito-tr'pode est) lo más horizontal posible 7como se mencionó anteriormente8. (uego se procede a nivelar el teodolito manipulando los tornillos /ue se encuentran en la parte inerior. El objetivo es /ue las burbujas de los dos niveles ubicados en la plataorma del teodolito se localicen en el centro de los tubos. En la igura "9 se ilustra este procedimiento.
2.1.4
Alineamiento del teodolito: Fijación de un ánulo acimutal.
Cuando el teodolito est) completamente nivelado debe alinearse! es decir! orientarse con respecto a los puntos cardinales. ,ara ello debe conocerse el ángulo acimut de algn punto del horizonte! ya sea un punto de reerencia conocido o un punto cardinal 7por ejemplo! el norte geográico tiene un ángulo acimut de 0° mientras el sur de "#0°8. *ás inormación de cómo deinir un punto de reerencia en el horizonte puede encontrarse en el punto $.$ en este mismo manual. Cuando ya se conoce el ángulo acimutal de un punto de reerencia este debe fijarse en el teodolito. Esto se hace siguiendo los siguientes pasos.
Aflojar la llave tipo hélice 7ubicada en la parte inerior del teodolito8. Esto permite alojar el plato. :e este modo puede rotarse hasta /ue el ángulo acimut coincida aparezca en el vernier. 4lojar el tornillo de ajuste ino para el ángulo acimut. Esto permitirá liberar tambi)n la plataorma y as' girar con mayor libertad los lentes.
;acer /ue el vernier apunte e6actamente en el ángulo acimut del punto de reerencia.
4justar el tornillo de ajuste ino para el ángulo acimut. Esto ija el plato con respecto a la plataorma. Cuando el plato está suelto 7ya /ue la llave tipo h)lice est) suelta8! al girar la plataorma el ángulo acimutal /ue aparece en el vernier no se modiicará. :e este modo /ueda ijado el ángulo acimutal del punto de reerencia.
4puntar el teodolito hacia el punto de reerencia. :ebe identiicarse con la mira el punto de reerencia y apuntar hacia el.
4justar la llave tipo h)lice. Esto permite ijar nuevamente el plato. 4 partir de este momento el plato /ueda ijo y la nica orma de mover la plataorma será a trav)s del tornillo del acimut.
(ocalizar nuevamente el punto de reerencia utilizando el tornillo de ajuste ino para el ángulo acimut. El teodolito debe apuntar hacia )l con la mayor precisión posible.
3ijar el ángulo acimutal con precisión. Esto se hace manipulando el tornillo de ajuste ino del plato hasta /ue el vernier apunte hacia el ángulo acimutal con la mayor precisión posible. Culminado este procedimiento! el teodolito debe encontrarse correctamente alineado con los puntos cardinales y se encontrará listo para iniciar las mediciones.
2.1.!
Ajustes "inales.
,ara dejar al teodolito totalmente listo para el lanzamiento debe veriicarse /ue la mira est) desplegada! /ue los tornillos del acimut y de elevación se encuentren alojados y /ue el el teodolito se encuentre ijado en la opción de baja magniicación. (uego de estos ajustes inales! el teodolito debe encontrarse listo para el lanzamiento del globo.
2.2 2.2.1
Alineamiento inicial del teodolito # el punto de re"erencia. $u% es alinear el teodolito &
4linear el teodolito consiste en orientarlo con respecto a los puntos cardinales. El ángulo de 0° del disco horizontal del teodolito debe estar orientado hacia el norte! el de 90° hacia el este! el de "#0° hacia el sur y el de $%0° hacia el oeste. &bservar la igura $0.
JALONES:
=on de metal o de madera y tienen una punta de acero /ue se clavan en el terreno. =irven para indicar la localización de puntos o la dirección de l'neas.
MIRA O ANTEOJO: En el siglo >1 se diundió el uso del anteojo aun/ue el invento hab'a sido anterior. :espu)s ?epler en "@"" inventó el Aanteojo astronómicoA! /ue es el usado en topogra'a. Este anteojo nos
daba una imagen invertida. En los ltimos a5os los avances de la óptica han permitido conseguir una imagen directa intercalando más lentes y sin /ue apenas se pierda claridad en la imagen. Un anteojo astronómico consta de $ lentes convergentes 7en la actualidad $ sistemas de lentes convergentes8 montadas en un tubo! con separación variable2 ocular y objetivo. (a primera imagen es real! invertida y más pe/ue5a. M' N'. (a segunda es virtual invertida y ampliada. ,ara conseguir e=te eecto la lente ocular debe estar situada de orma /ue la primera imagen se orme entre la lente ocular y su oco 7para /ue uncione como anteojo astronómico8. * N'! El resultado es /ue el objeto lejano lo vemos invertido y ampliicado a la distancia de la visión distinta! unos $B cm ,osteriormente se a5adió el ret'culo -cristal con $ hilos de la cruz ilar y otros $ hilos para la medida estadim)trica de distancias. =u imagen debe superponerse con la imagen del objeto.
Miras ECLÍMETRO O NIVEL DE MANO. 4ntes de deinir lo /ue es un ecl'metro o nivel de mano! se van a deinir unos conceptos básicos! para comprender mejor la unción de )ste instrumento. En la topogra'a! cuando se realiza un trabajo! es primordial el procedimiento de medición de los ángulos! y para ello se utilizan instrumentos de medición /ue reciben el nombre gen)rico de goniómetros. +ormalmente! los goniómetros van a asociados con anteojos estadim)tricos para poder medir tambi)n las distancias! constituyendo los ta/u'metros. (os ángulos a medir pueden ser2 horizontales! tambi)n llamados ángulos acimutales! o verticales! conocidos como ángulos cenitales. (os goniómetros /ue miden ángulos acimutales se llaman acimutales y los /ue miden ángulos cenitales! ecl'metros. 4hora se e6plicará más lo /ue es un Ecl'metro o un +ivel de *ano
'l 'clímetro: es un goniómetro /ue se utiliza para medir ángulos cenitales. ,odemos distinguir dos tipos de ecl'metros como son2 'clímetros de (lano: cuando el limbo del aparato va ijo. 'clímetros de )ínea 2 son a/uellos /ue permiten eectuar la lectura cenital ya corregida! van provistos de un nivel de gran sensibilidad /ue calamos en cada visual girando el limbo! para hacer coincidir el cero de la graduación en la posición en coincidencia con el cenit. 4ctualmente se utilizan ecl'metros automáticos /ue dan la lectura corregida directamente mediante un sistema compensador. ,or ejemplo2 El Eclímetro !tico "e Ma#o 2 está apropiado para mediciones rápidas y cómodas de ángulos de inclinación! permitiendo! la determinación de alturas por ejemplo de árboles o ediicios! para la determinación de inclinaciones necesarias para el montaje de el control de antenas directivas y móviles! para la determinación de alturas de paredes e inclinación de peroraciones en canteras! estudios agr'colas! levantamientos de periles longitudinales y transversales para la reducción de distancias inclinadas! etc. Este instrumento nos permite! además! obtener una lectura rápida y segura de las escalas con un error m'nimo en la medición y se puede utilizar como nivel automático o a mano para nivelaciones! por/ue la l'nea cero oscila automáticamente a la posición horizontal.
4hora deinamos lo /ue es un +ivel de *ano
EL NIVEL es un instrumento de medición utilizado para determinar la horizontalidad o verticalidad de un elemento. E6isten distintos tipos y son utilizados por agrimensores! carpinteros! alba5iles! herreros! trabajadores del aluminio! etc
ecl'metro óptico de mano
+ivel para nivelaciones sencillas! levantamientos ta/uim)tricos y jalonamientos especialmente para el entrenamiento y ense5anza de estudiantes.
'l nivel de mano! es un instrumento de mirar /ue se caracteriza por su manejo sencillo y la rapidez con /ue se pueden determinar los ángulos de elevación y de depresión. =e utiliza para mediciones preliminares! construcciones de carreteras y l'neas errocarriles! secciones transversales! gradientes e e6ploraciones de pendientes! para mediciones geológicas y orestales! etc.
. El +ivel de *ano
. +ivel de burbuja.
. :etalle de la burbuja
ESTACIN TOTAL =e denomina estaci$# total a un aparato electro-óptico utilizado en topogra'a! cuyo uncionamiento se apoya en la tecnolog'a electrónica. Consiste en la incorporación de un distanciómetro y un microprocesador a un teodolito electrónico. 4lgunas de las caracter'sticas /ue incorpora! y con las cuales no cuentan los teodolitos! son una pantalla alanum)rica de cristal l'/uido 7(C:8! leds de avisos! iluminación independiente de la luz solar ! calculadora! distanciómetro! tracDeador 7seguidor de trayectoria8 y la posibilidad de guardar inormación en ormato electrónico! lo cual permite utilizarla posteriormente en ordenadores personales. ienen provistas de diversos programas sencillos /ue permiten! entre otras capacidades! el cálculo de coordenadas en campo! replanteo de puntos de manera sencilla y eicaz y cálculo de acimutes y distancias
%&#cio#amie#to ista como un teodolito! una estación total se compone de las mismas partes y unciones. El estacionamiento y verticalización son id)nticos! aun/ue para la estación total se cuenta con niveles electrónicos /ue acilitan la tarea. (os tres ejes y sus errores asociados tambi)n están presentes2 el de verticalidad! /ue con la doble compensación ve reducida su inluencia sobre las lecturas horizontales! y los de colimación e inclinación del eje secundario! con el mismo comportamiento /ue en un teodolito clásico! salvo /ue el primero puede ser corregido por sotare! mientras /ue en el segundo la corrección debe realizarse por m)todos mecánicos.
)a 'stación *otal es un instrumento topográico de ltima generación! /ue integra en un solo e/uipo medición electrónica de distancias y ángulos! comunicaciones internas /ue permiten la transerencia de datos a un procesador interno o e6terno y /ue es capaz de realizar mltiples tareas de medición! guardado de datos y cálculos en tiempo real. 4demás dispone de los elementos ópticos y mecánicos! imprescindibles en todos los ta/u'metros. Una estación total posee básicamente F componentes2
Mec'#ico: el limbo! los ejes y tornillos! el nivel! la base nivelante. !tico2 el anteojo y la plomada óptica Electr$#ico2 el distanciómetro! los lectores de limbos! el sotare y la memoria (os componentes óptico y mecánico no diieren de los /ue llevan los teodolitos y ta/u'metros clásicos de uso en topogra'a. (a gran ventaja de la Estación otal es la componente electrónica en cuanto a memoria interna para almacenar datos de campo! /ue la hace más versátil y rápida /ue los instrumentos clásicos.
+') ,-M(-N'N*' M',NI,- . El es/ueleto de la Estación otal En primer lugar vamos a hacer una división de su estructura en tres blo/ues undamentales2
(. )lo*&e A: Está constituido por la alidada /ue es la componente móvil de la estación y puede girar en torno a un eje vertical 7principal8.
+. )lo*&e ): 4/u' está alojado el limbo horizontal. ,uede moverse solidariamente a la alidada o /uedar ijo con respecto a ella.
,. )lo*&e C: Es la base nivelante. =irve para nivelar la estación y unirla a un tr'pode. a a /uedar siempre ija respecto de los movimientos de la alidada.
Los Ejes "e la Estaci$# total: *ecánicamente tenemos F ejes de movimiento! /ue generan tres planos al producirse la rotación entorno a ellos2
(.Eje -ri#ci!al: Es el eje de giro de la 4lidada /ue es la parte móvil de la estación
+.Eje sec&#"ario o "e M&o#es: =u unción es servir de eje de giro del anteojo. (e permite cabecear describiendo planos verticales. El eje secundario es perpendicular al principal.
,.Eje "e colimaci$#: =e encuentra en el anteojo. ,asa por su centro y lo atraviesa longitudinalmente. Es perpendicular a su vez al eje secundario.
Los tor#illos: El conjunto de giros y movimientos se controlan! en general! con una serie de tornillos /ue mostramos y describimos a continuación
.
') ,-M(-N'N*' /(*I,-.
El 4nteojo El anteojo de la Estación otal está basado en el principio del anteojo astronómico. =u unción es la de poder hacer punter'as a objetos o reerencias para deinir direcciones con precisión. Estos son sus principales componentes2
A.
O/jeti0o: (o orman dos o más lentes! con la inalidad de ormar una imagen real e invertida
del objeto.
).
Oc&lar: =on dos lentes /ue tienen como unción principal la ampliicación de las imágenes.
ambi)n llevan acoplados unos prismas /ue invierten de nuevo la imagen para ser vista en posición normal. &tra unción es la de enocar el ret'culo.
C. Retíc&lo: Es una especie de diaragma situado en el tubo ocular donde está grabada la cr&1 filar. Esta cruz es la /ue permite hacer punter'as con precisión.
(a imagen superior nos muestra la visión /ue se tiene a trav)s del anteojo cuando hace una correcta punter'a con la cruz ilar hacia un prisma.
(o orman tres tubos! donde van montados el ocular y el objetivo! y /ue además llevan un engranaje /ue permite alargar o acortar el anteojo para enocar correctamente.
La !loma"a : Es un dispositivo /ue va incorporado en la base nivelante de la estación! nos permite situar o estacionar el aparato e6actamente sobre el punto /ue /ueramos. (a plomada está materializada por un rayo óptico /ue tiene la dirección de la l'nea de la plomada! o vertical! de manera /ue a trav)s de un pe/ue5o anteojo podemos ver el punto de estación y centrar el instrumento.
')
