La Topografía tuvo su inicio desde el momento en que la especie humana dejó de ser nómada para convertirse en sedentaria. La necesidad de establecer límites precisos e invariables entre las propiedades hizo surgir los primeros métodos e instrumentos topográficos elementales. Las primeras referencias por escrito sobre el uso de la topografía se remontan a la época del imperio egipcio, hacia el 1.400 a.C., donde fue utilizada para determinar linderos entre propiedades en los valles fértiles del Nilo. Los instrumentos y métodos que los egipcios utilizaban en la topografía fueron adoptados por los romanos, tras su ocupación de Egipto, y completados con la trigonometría, desarrollada por los griegos.
http://www.youtube.com/watch?v=jjTZSFVl_NI
http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/iluis/publicaciones/Topograf%EDa/TEMA_1.pdf
Instrumentos Topográficos
CINTAS MÉTRICAS Y ACCESORIOS
Accesorios utilizados en la medición con cintas métricas:
Plomada metálica: es un instrumento en forma de cono, construido generalmente en bronce, su peso varia entre 225 y 500gr, que al dejarse colgar libremente de la cuerda sigue la dirección vertical del lugar, por lo que con su auxilio podemos proyectar el punto de terreno sobre la cinta métrica.
Termómetro: en el proceso de medida de distancias, las cintas son sometidas a condiciones diferentes de tensión y temperatura, por lo que se hace necesario medir la tensión y la temperatura a las cuales se hacen las mediciones para poder aplicar las correcciones correspondientes. El termómetro utilizado en la medición de distancias con cintas viene graduado en grados centígrados, con lecturas que varían de -40 a +50ºC de grado en grado, colocado para su protección en una estructura metálica de aproximadamente 14 cm de largo, la cual se ajusta a la cinta mediante dos sujetadores.
Tensiómetro: es un dispositivo que se coloca en el extremo de la cinta para asegurar que la tensión aplicada a la cinta sea igual a la tensión de calibración, evitando de esta manera la corrección por tensión y por catenaria de la distancia medida.
Jalones: son tubos de madera o de aluminio, con un diámetro de 2.5 cm y una longitud que varia de 2 a 3 metros. Los jalones vienen pintados con franjas alternas rojas y blancas de unos 30 cm, y en su parte final poseen una punta de acero. El jalón se usa como instrumento auxiliar en la medida de distancias, localizando puntos y trazando alineaciones.
Fichas: son varillas de acero de 30 cm de longitud, pintados en franjas alternas rojas y blancas, su parte superior termina en forma de anillo y su parte inferior en forma de punta. Generalmente viene en un juego de once fichas juntos en un anillo de acero. Las fichas se usan en la medición de distancias para marcar las posiciones finales de la cinta y llevar el conteo de cintadas enteras que se han efectuado.
Nivel de mano (Nivel de Locke): es un pequeño nivel tórico, sujeto a un ocular de unos 12 centímetros de longitud, a través del cual se pueden observar simultáneamente el reflejo de la imagen de la burbuja del nivel y la señal que se esté colimando. El nivel de mano se usa para horizontalizar la cinta métrica y para medir desniveles.
Nivel de Abney: el nivel de Abney consta de un nivel tórico de doble curvatura, sujeto a un nonio, el cual puede girar alrededor del centro de un semicírculo graduado fijo al ocular. al igual que el nivel de Locke, la imagen de l burbuja del nivel tórico se refleja mediante un prisma sobre el campo visual del ocular. Con el nivel de Abney se pueden determinar desniveles, horizontalizar la cinta, medir ángulos verticales y pendientes, calcular alturas y lanzar visuales con una pendiente dada.
Errores que se pueden cometer en las mediciones con cintas:
Escuadras
Son instrumentos topográficos simples que se utilizan en levantamientos de poca precisión para el trazado de alineaciones y perpendiculares.
Ejes
El teodolito tiene tres ejes principales y dos ejes secundarios.
Ejes principales
El eje Vertical de Rotación Instrumental es el eje que sigue la trayectoria del Cenit-Nadir, también conocido como la línea de la plomada, y que marca la vertical del lugar.
El eje óptico es el eje donde se enfoca a los puntos. El eje principal es el eje donde se miden ángulos horizontales. El eje que sigue la trayectoria de la línea visual debe ser perpendicular al eje secundario y éste debe ser perpendicular al eje vertical. Los discos son fijos y la alidada es la parte móvil. El eclímetro también es el disco vertical.
El eje Horizontal de Rotación del Anteojo o eje de muñones es el eje secundario del teodolito, en él se mueve el visor. En el eje de muñones hay que medir cuando utilizamos métodos directos, como una cinta de medir, y así obtenemos la distancia geométrica. Si medimos la altura del jalón obtendremos la distancia geométrica elevada y si medimos directamente al suelo obtendremos la distancia geométrica semielevada; las dos se miden a partir del eje de muñones del teodolito.
El plano de colimación es un plano vertical que pasa por el eje de colimación que está en el centro del visor del aparato; se genera al girar el objetivo.
Ejes secundarios
Perpendicularidad entre el eje de colimación y el eje horizontal del anteojo:
La brújula es un instrumento que sirve de orientación y que tiene su fundamento en la propiedad de las agujas magnetizadas. Por medio de una aguja imantada que señala el Norte magnético, que es diferente para cada zona del planeta, y distinto del Norte geográfico. Utiliza como medio de funcionamiento al magnetismo terrestre. La aguja imantada indica la dirección del campo magnético terrestre, apuntando hacia los polos norte y sur. Es inútil en las zonas polares norte y sur, debido a la convergencia de las líneas de fuerza del campo magnético terrestre.
TELÉMETROS
La Topografía es la ciencia y la técnica de realizar mediciones de ángulos y distancias en extensiones de terreno lo suficientemente reducidas como para poder despreciar el efecto de la curvatura terrestre, para después procesarlas y obtener así coordenadas de puntos, direcciones, elevaciones, áreas o volúmenes, en forma gráfica y/o numérica, según los requerimientos del trabajo. Podemos decir que la topografía es una disciplina cuya aplicación está presente en la mayoría de las actividades humanas y constituye un elemento indispensable en la realización de obras civiles.
Si te interesa saber mas acerca de la historia de la topografía y sus inicios aquí te dejamos un video y mucha información:
http://www.youtube.com/watch?v=jjTZSFVl_NI
http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/iluis/publicaciones/Topograf%EDa/TEMA_1.pdf
Instrumentos Topográficos
CINTAS MÉTRICAS Y ACCESORIOS
Una cinta métrica es
un instrumento de medida que consiste en una
cinta flexible graduada que se puede enrollar, haciendo que el transporte sea más
fácil. También se pueden medir líneas y superficies curvas.
En cuanto a la graduación para su lectura, las cintas métricas se pueden clasificar en:
- a) cintas continuas: divididas en toda su longitud en metros, decímetros, centímetros y milímetros.
- b) cintas por defecto: dividas al milímetro solamente en el primero y ultimo decímetro, el resto de la longitud está divido en metros y decímetros.
- c) cintas por exceso: al igual que las cintas por defecto, están divididas en toda su longitud en metros y decímetros, y solo el ultimo decímetro está medido en centímetros y milímetros.
Accesorios utilizados en la medición con cintas métricas:
Plomada metálica: es un instrumento en forma de cono, construido generalmente en bronce, su peso varia entre 225 y 500gr, que al dejarse colgar libremente de la cuerda sigue la dirección vertical del lugar, por lo que con su auxilio podemos proyectar el punto de terreno sobre la cinta métrica.
Termómetro: en el proceso de medida de distancias, las cintas son sometidas a condiciones diferentes de tensión y temperatura, por lo que se hace necesario medir la tensión y la temperatura a las cuales se hacen las mediciones para poder aplicar las correcciones correspondientes. El termómetro utilizado en la medición de distancias con cintas viene graduado en grados centígrados, con lecturas que varían de -40 a +50ºC de grado en grado, colocado para su protección en una estructura metálica de aproximadamente 14 cm de largo, la cual se ajusta a la cinta mediante dos sujetadores.
Tensiómetro: es un dispositivo que se coloca en el extremo de la cinta para asegurar que la tensión aplicada a la cinta sea igual a la tensión de calibración, evitando de esta manera la corrección por tensión y por catenaria de la distancia medida.
Jalones: son tubos de madera o de aluminio, con un diámetro de 2.5 cm y una longitud que varia de 2 a 3 metros. Los jalones vienen pintados con franjas alternas rojas y blancas de unos 30 cm, y en su parte final poseen una punta de acero. El jalón se usa como instrumento auxiliar en la medida de distancias, localizando puntos y trazando alineaciones.
Fichas: son varillas de acero de 30 cm de longitud, pintados en franjas alternas rojas y blancas, su parte superior termina en forma de anillo y su parte inferior en forma de punta. Generalmente viene en un juego de once fichas juntos en un anillo de acero. Las fichas se usan en la medición de distancias para marcar las posiciones finales de la cinta y llevar el conteo de cintadas enteras que se han efectuado.
Nivel de mano (Nivel de Locke): es un pequeño nivel tórico, sujeto a un ocular de unos 12 centímetros de longitud, a través del cual se pueden observar simultáneamente el reflejo de la imagen de la burbuja del nivel y la señal que se esté colimando. El nivel de mano se usa para horizontalizar la cinta métrica y para medir desniveles.
Nivel de Abney: el nivel de Abney consta de un nivel tórico de doble curvatura, sujeto a un nonio, el cual puede girar alrededor del centro de un semicírculo graduado fijo al ocular. al igual que el nivel de Locke, la imagen de l burbuja del nivel tórico se refleja mediante un prisma sobre el campo visual del ocular. Con el nivel de Abney se pueden determinar desniveles, horizontalizar la cinta, medir ángulos verticales y pendientes, calcular alturas y lanzar visuales con una pendiente dada.
Errores que se pueden cometer en las mediciones con cintas:
- cintas no estándar: ocurre cuando la cinta no tiene realmente la longitud que indica.
- alineamiento imperfecto: se presenta cuando el cadenero delantero coloca el piquete fuera del alineamiento, dando como resultado una longitud mayor.
- falta de horizontalidad en la cinta: se produce similar a la del alineamiento imperfecto, dando una longitud mayor que la real.
- cinta no recta: algunas veces la cinta no queda recta debido al viento o a la presencia de obstáculos.
- otros errores accidentales: al leer la cinta; al colocar la plomada y las fichas.
- variaciones de tensión: las cintas están calibradas para una determinada tensión y siendo algo elásticas, se acortan o se alargan a medida que la tensión sea mayor o menor que la estándar.
- Formación de una catenaria: puede ser debido al peso propio de la cinta, esto puede evitarse aplicando una tensión tal que produzca un alargamiento que contrarreste el error cometido por catenaria.
Escuadras
Son instrumentos topográficos simples que se utilizan en levantamientos de poca precisión para el trazado de alineaciones y perpendiculares.
- a) escuadra de agrimensor: consta de un cilindro de bronce de unos 7 cm de alto por 7 cm de diámetro, con ranuras a 90º y 45º para el trazado de alineamientos con ángulos de 90º y 45º entre si. el cilindro se apoya sobre un bastón de madera que termina en forma de punta.
- b) escuadra de prisma: está constituida por un prisma triangular cuyo Angulo de refracción es 90º. Puede apoyarse sobre un bastón metálico o utilizarse con plomada.
- c) escuadra de doble prisma: consta de dos prismas pentagonales ajustados firmemente entre si para asegurar visuales perpendiculares. Se utiliza para el trazado de perpendiculares a alineaciones definidas por dos puntos.
EL TEODOLITO
El primer teodolito fue construido en 1787
por el óptico y mecánico Ramsden; 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 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.
Partes
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 curvaturas
menos sensibles 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.
Partes accesorias
- Trípodes: Se utilizan
para trabajar mejor, tienen la misma X e Y pero diferente Z ya que tiene
una altura; el más
utilizado es el de meseta. Hay unos elementos de unión para fijar el
trípode al aparato. Los tornillos nivelantes mueven la plataforma del
trípode; la plataforma nivelante tiene tres tornillos para conseguir que
el eje vertical sea vertical.
- Tornillo de presión (movimiento general): Tornillo marcado en amarillo, se fija el movimiento particular, que es el de los índices, y se desplaza el disco negro solidario con el aparato. Se busca el punto y se fija el tornillo de presión. Este tornillo actúa en forma radial, o sea hacia el eje principal.
- Tornillo de coincidencia (movimiento particular o lento): Si hay que visar un
punto lejano, con el pulso no se puede, para centrar el punto se utiliza el
tornillo de coincidencia. Con este movimiento se hace coincidir la línea
vertical de la cruz filar con la vertical deseada, y este actúa en forma
tangencial. Los otros dos tornillos mueven el índice y así se pueden medir
ángulos o lecturas acimutales con esa orientación.
Ejes
El teodolito tiene tres ejes principales y dos ejes secundarios.
Ejes principales
•Eje Vertical de Rotación Instrumental S - S (EVRI).
•Eje Horizontal de Rotación del Anteojo K - K (EHRA).
•Eje Óptico Z - Z (EO).
•Eje Horizontal de Rotación del Anteojo K - K (EHRA).
•Eje Óptico Z - Z (EO).
El eje Vertical de Rotación Instrumental es el eje que sigue la trayectoria del Cenit-Nadir, también conocido como la línea de la plomada, y que marca la vertical del lugar.
El eje óptico es el eje donde se enfoca a los puntos. El eje principal es el eje donde se miden ángulos horizontales. El eje que sigue la trayectoria de la línea visual debe ser perpendicular al eje secundario y éste debe ser perpendicular al eje vertical. Los discos son fijos y la alidada es la parte móvil. El eclímetro también es el disco vertical.
El eje Horizontal de Rotación del Anteojo o eje de muñones es el eje secundario del teodolito, en él se mueve el visor. En el eje de muñones hay que medir cuando utilizamos métodos directos, como una cinta de medir, y así obtenemos la distancia geométrica. Si medimos la altura del jalón obtendremos la distancia geométrica elevada y si medimos directamente al suelo obtendremos la distancia geométrica semielevada; las dos se miden a partir del eje de muñones del teodolito.
El plano de colimación es un plano vertical que pasa por el eje de colimación que está en el centro del visor del aparato; se genera al girar el objetivo.
Ejes secundarios
•Línea de fe.
•Línea de índice.
Clasificación
Los
teodolitos se clasifican en teodolitos repetidores, reiteradores, brújula y
electrónicos.
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.
Teodolito repetidor con bússola.
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
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.
Teodolito óptico: Instrumento de origen europeo, es la evolución de
el tránsito mecánico, en este caso, los círculos son de vidrio, y traen una
serie de prismas o espejos para observar en un ocular adicional. La lectura del
ángulo vertical y horizontal la precisión va desde 1 minuto hasta una décima de
segundo.
Errores instrumentales y su compensación.
Perpendicularidad entre el eje de colimación y el eje horizontal del anteojo:
En todo teodolito ésta condición debe cumplirse, y de
ser así, al girar el anteojo, el eje de colimación describirá un plano
perpendicular al eje horizontal; de lo contrario, el primer eje describirá un
cono de revolución al ser rotado. Por tanto con este procedimiento se visará la
coincidencia del eje de colimación con el eje óptico, y a su vez se podrá
determinar si ambos son perpendiculares al eje horizontal o eje secundario o de
moñones.
Como
el eje de colimación es la visual que pasa por la intersección de los hilos
perpendiculares a la retícula, la prueba que se desarrollará, es de mucha
importancia, debido a que si éste no coincide con el eje óptico EO y no es
perpendicular al EH, se producirán errores en las observaciones.
Supóngase un
teodolito en estación enfocando a un punto muy lejano en una porción
cualquiera. Al cumplir las condiciones nombradas, al dar vuelta de campana al
anteojo, el objetivo pasará a ocupar la posición del ocular y el anteojo
quedará en dirección opuesta; luego sí giramos el anteojo 200º, volverá
nuevamente a la posición originaria, ubicando al punto tan solo cabeceando el
anteojo, sin actuar sobre el movimiento acimutal; de lo contrario, se podrá
verificar de alguna de las siguientes formas:
a) Se
enfilará un punto A y se dará vuelta campana al ante ojo, de modo que quedará
enfilado hacia otro punto A', dando entonces un giro de 200º a la aliada y con
ella el anteojo, quedando éste enfilado hacia A”, que es opuesto a A'. Si este
punto A” no coincide con el punto A, el error de colimación será la mitad de
ATA”. A veces resulta más fácil, después de dar la vuelta de campana al
anteojo, volver a enfilar el punto A, y ver el circulo acimutal, si el giro ha
sido exactamente de 200º; ejemplo: al observar el punto A, se leerá el circulo
acimutal con un solo de los nonios, supongamos que nuestra observación arrojó
127º16'0” ; se da vuelta al anteojo, se vuelve a mirar el punto A y se lee
nuevamente el circulo acimutal ya observado, si ésta nueva observación fuera de
327º19'0”, querría decir que el doble del error de colimación es 3'0”;
corrigiendo éste, al poner el nonio en el punto 127º17'5” y corriendo
lateralmente la cruz filar hasta enfilar otra vez el punto A. Lo anterior se ve
inmediatamente al hacer dos tomas a un mismo punto después de dar la vuelta al
anteojo y haciendo la diferencia entre estos puntos, los cuales deben dar entre
sí 200º; Siendo lo anterior suficiente para detectar el error y no es necesario
hacerlo en terreno.
Otras
formas, es hacerlo en terreno, tal como b y c respectivamente:
b) Mirando
un punto A desde nuestro PR que llamaremos T, se le da la vuelta campana al
anteojo y se enfoca otro punto, que será B. Si los tres puntos ( a, b y t ) no
están en línea recta, lo que se observará desde el punto A o B, el ángulo de
error BTB', será el doble del error de colimación.
c) Se enfoca
un punto que llamaremos A, se da vuelta campana al anteojo, para ver otro punto
que será B, en cuya posición (transito), divisaremos A y divisaremos nuevamente
B pero luego de haber invertido otra vez el anteojo; si apareciera otro punto,
que será B', el ángulo BTB', será igual a cuatro veces el error de colimación.
El error queda anulado, cuando se
observa en posición directa y en transito, y también cuando el ángulo visado en
ambas posiciones se deduce en una sola posición, siempre y cuando dichos puntos
se encuentren en un mismo ángulo vertical; siendo conveniente, mantener el
error lo más pequeño posible, para que dichas lecturas no sean tan desiguales
entre sí.
Perpendicularidad entre el eje secundario o de
muñones y el eje principal:
Con el
instrumento perfectamente nivelado, si se tienen dos puntos, contenidos en un
plano vertical que pasa por el centro del teodolito, y estando fija a la aliada
se observa con el anteojo a uno de ellos, y si se mueve el plano vertical,
deberá aparecer el segundo punto en la cruz filar. En estas condiciones, si el
eje de rotación es perpendicular al vertical, quedará horizontal en cualquier
posición, siendo a su vez el plano del eje de colimación vertical; entonces al
divisar un costado de un edificio, o más preciso aún, al divisar el hilo de una
plomada, la cruz filar debería cubrir totalmente este punto divisado. Si al
cabecear el anteojo se separa la cruz de la vertical, se deberá efectuar lo
siguiente:
Luego de
instalar y nivelar muy bien el instrumento, se enfocará a un punto que
llamaremos A, el cual debe estar muy bien definido y en lo posible bastante
elevado, para continuar con la fijación del movimiento horizontal, para poder
girar el anteojo hacia abajo, visando así un punto muy cercano al instrumento
que llamaremos B. Luego el instrumento se transita para visar nuevamente B, y
fijar seguidamente el movimiento horizontal, para girar el anteojo, esta vez
hacia arriba y observar un punto imaginario que se llamará C. Por consiguiente,
sí C coincidiese con A, esto indicaría que no hay error, de lo contrario habrá
que ajustar tal error, moviendo el eje de colimación a un punto medio entre A y
C, tratamiento que se hará desplazando la retícula con los tornillos de ajuste.
Colimación Vertical:
Este error,
es también llamado error de Eclímetro, y es debido a la falta de
posicionamiento del cero del limbo vertical.
Si el
instrumento está en perfecto estado, al momento seguido de la nivelación,
observamos que al enfocar horizontalmente, nuestra medida sera de 100º, si se
mide distancias; y si medimos ángulos, el valor que se debería ver es 0º, al
ser ángulos de pendientes.
Una ves
estacionado el instrumento, se visualiza un punto bien definido y fijo,para posteriormente
visar dicho punto, pero en transito.Estos puntos deben sumar 400º para estar
sin error nuestro aparato, de lo contrario, se dirá que estamos presente bajo
un error de eclímetro.
Torcedura de eje:
Se comienza por estacionar el
instrumento y efectuar su nivelación; una vez comprobada la perfecta
nivelación, se apretará con cuidado el tornillo de precisión del movimiento
particular de la aliada y se aflojará el del movimiento general, para hacer
girar el instrumento alrededor de éste, para visar si la burbuja de nivel
permanece constante y/o inmóvil; lo que indicará que el eje de giro de la
aliada y limbo respecto de la plataforma nivelante y aliada respecto al limbo y
plataforma nivelante, coinciden y por lo tanto, no existiría torcedura. De lo contrario,
si así no sucediese, será porque el eje de movimiento general no es
perpendicular al eje de la aliada, lo que claramente indica una torcedura de
eje, la que pudo haber sido provocada por algún golpee, mal uso, o desgaste del
instrumento.
Características constructivas fundamentales
- Cuando
el teodolito se encuentra perfectamente instalado en una estación, el eje
vertical (o eje principal) (S-S)
queda perfectamente vertical.
- El
eje de colimación (Z-Z)
debe ser perpendicular al eje horizontal (K-K).
- El eje horizontal (K-K) debe ser perpendicular al eje vertical( 2S-S).
LA BRÙJULA
Fue
inventada en China,
aproximadamente en el siglo IX con el fin de determinar las direcciones en mar
abierto, e inicialmente consistía en una aguja imantada flotando en una vasija
llena de agua.
Más adelante fue mejorada para reducir su tamaño e incrementar su practicidad,
cambiándose la vasija de agua por un eje rotatorio, y añadiéndose una «rosa de los vientos» que sirve de guía para
calcular direcciones. Actualmente las brújulas han recibido pequeñas mejoras
que, si bien no cambian su sistema de funcionamiento, hacen más sencillas las
mediciones a realizar. Entre estas mejoras se encuentran sistemas de iluminación para toma de datos en entornos oscuros,
y sistemas ópticos
para mediciones en las que las referencias son objetos situados en la lejanía.
La brújula es un instrumento que sirve de orientación y que tiene su fundamento en la propiedad de las agujas magnetizadas. Por medio de una aguja imantada que señala el Norte magnético, que es diferente para cada zona del planeta, y distinto del Norte geográfico. Utiliza como medio de funcionamiento al magnetismo terrestre. La aguja imantada indica la dirección del campo magnético terrestre, apuntando hacia los polos norte y sur. Es inútil en las zonas polares norte y sur, debido a la convergencia de las líneas de fuerza del campo magnético terrestre.
Usos
- sirve para medir los rumbos (ángulos con respecto al norte magnético) en la que se encuentran referencias que podemos observar en el terreno.
- para indicar la dirección de un rumbo dado.
- para marchar en una dirección constante.
- para medir distancias en el terreno (mediante cálculos trigonométricos).
Partes
- base.
- anillo giratorio.
- aguja magnética.
- flecha orientadora.
- punto de lectura.
- flecha de dirección de viaje.
Fenómeno de atracción local
La dirección de las líneas de fuerza magnética (es decir la dirección señalada x la brújula) se altera por la llamada atracción local, originada por la presencia de objetos de acero o hierro, de algunos otros metales y por corrientes eléctricas que producen atracción magnética sobre la aguja magnética de la brújula, hasta el punto de que en algunos lugares se hace imposible el uso de la brújula por una atracción local demasiado grande.
El método para detectar y eliminar el fenómeno de la atracción local se basa en las siguientes consideraciones:
- cuando el rumbo de una recta leído en la brújula tiene el mismo valor que el contra rumbo (rumbo tomado desde su otro extremo) o cundo el azimut es igual al contra azimut (azimut en sentido opuesto), más o menos 180º, se dice que en los puntos extremos de esa recta no hay atracción local.
- todos los rumbos o azimutes tomados desde una misma estación están afectados en la misma cantidad, es decir que los ángulos entre rectas tomados desde una misma estación y calculados a partir de esos rumbos o azimutes no se afectan por la atracción local.
Posibles errores en levantamiento con brújula
- aguja doblada (no recta), se elimina leyendo ambos extremos, encontrando el error y promediándolo.
- soporte de la aguja doblado, es decir que el punto de giro no coincide con el centro geométrico del circulo. se elimina leyendo ambos extremos, encontrando el error y promediándolo.
- aguja lenta, la aguja al detenerse no queda señalando el N-S magnético; hay que golpear ligeramente el vidrio para producir vibración y hacer que la aguja tome su verdadera posición.
- falta de habilidad del observador, para leer el punto que sobre el circulo, señala la aguja.
- las variaciones magnéticas son la principal fuente de error.
DIFERENTES TIPOS DE MIRAS
Miras verticales: son reglas graduadas en metros y en decímetros, generalmente fabricadas de madera, metal o fibra de vidrio. Usualmente, para trabajos normales vienen graduadas con precisión de 1 cm y apreciación de 1 mm. Comúnmente, se fabrican de longitud 4 metros dividida en 4 tramos plegables para facilidad de transporte y almacenamiento. existen también miras telescópicas que facilitan el almacenamiento de las mismas.
Miras horizontales: la mira horizontal de invar es un instrumento de precisión empleado en la medición de distancias horizontales. La mira está construida de una aleación de acero y níquel con un coeficiente termal de variación de longitud muy bajo, prácticamente invariable, característica que da origen al nombre de miras de INVAR.
La aparición de los distanciometros electrónicos, mas rápidos y precisos en la medición de distancias, ha ido desplazando el uso de las miras de invar.
DISTANCIOMETROS ELECTRONICOS.
Dispositivo electrónico para medición de
distancias, funciona emitiendo un haz luminoso ya sea infrarrojo o láser, este
rebota en un prisma o directamente sobre la superficie, y dependiendo del
tiempo que tarda el haz en recorrer la distancia es como determina esta.
En esencia un distanciometro solo puede
medir la distancia inclinada, para medir la distancia horizontal y desnivel,
algunos tienen un teclado para introducir el ángulo vertical y por senos y
cosenos calcular las otras distancias, esto se puede realizar con una simple
calculadora científica de igual manera, algunos distaciometros, poseen un
puerto para recibir la información directamente de un teodolito electrónico
para obtener el ángulo vertical.
Hay varios tipos
Montura en horquilla.- Estos se montan
sobre la horquilla del transito o teodolito, el problema de estos es que es mas
tardado trabajar, ya que se apunta primero el telescopio, y después el
distanciometro.
Montura en el telescopio.- Es más fácil
trabajar con estos, ya que solo es necesario apuntar el telescopio ligeramente
debajo del prisma para hacer la medición, este tipo de montura es más
especializado, y no todos los distaciometros quedan en todos los teodolitos.
En general ajuste de la puntería, puede
resultar un poco engorroso con estos equipos, ya que es muy fácil que se
desajuste.
El alcance de estos equipos puede ser de
hasta 5,000 metros
También existen distanciometros
manuales, estos tienen un alcance de hasta 200 metros, son muy útiles para
medir recintos y distancias cortas en general.
Por su funcionamiento existen de dos
tipos:
Por ultrasonido: son los más económicos
y su alcance no llega a los 50 metros, se debe tener cuidado con estos, ya que
si la superficie no está perpendicular al equipo, o es irregular, puede arrojar
resultados incorrectos o no medir en absoluto, hay modelos más sofisticados que
tienen una mira láser, por lo que será importante no confundirlos con los
siguientes.
Por láser: son muy precisos y
confiables, su alcance máximo es de 200 metros, aun cuando en exteriores y
distancias de más de 50 metros se recomienda contar con mira, ya que a esas
distancias o con la luz del día, resulta difícil saber donde está apuntando el
láser.
Tipos
Óptico
Consta
de dos objetivos separados una distancia fija
conocida (base). Con ellos se apunta a un objeto hasta que la imagen
procedente de los dos objetivos se superpone en una sola. El telémetro calcula
la distancia al objeto a partir de la longitud de la base y de los ángulos
subtendidos entre el eje de los objetivos y la línea de la base. Cuanto mayor
es la línea de la base, más preciso es el telémetro.
.
Ultrasónico
Se
basa en un principio totalmente diferente. El telémetro emite un ultrasonido
que se refleja en el blanco y el telémetro recibe el eco. Por el tiempo
transcurrido y la fase del eco, calcula la distancia al blanco.
Se puede encontrar este tipo de telémetro en algunas cámaras
"Polaroid".
Láser
El
telémetro láser
es capaz de realizar medidas de distancia de forma automática como el
ultrasónico, pero con mayor exactitud que el telémetro óptico. Esto se debe a
que el rayo se refleja en una zona muy reducida del blanco y va modulado, de
modo que puede combinar las dos técnicas anteriores.
Prof. Leonardo Casanova Matera."Innumerables son las situaciones en las que los ingenieros, arquitectos, geógrafos, geólogos, planificadores y urbanistas necesitan conocer con cierta exactitud, la forma y tamaño de un determinado sector de la superficie terrestre" .
Excelente pag
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