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• Elian David Gomez

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE MINAS

LABORATORIO DE TOPOGRAFIA

TOPOGRAFIA GRUPO 08

DOCENTE OSCAR ZAPATA

TAREA NÚMERO 5-6

FECHA 12-09-2017

NOMBRE ELIAN DAVID GOMEZ HERNANDEZ

CARNE 1001362488

Tomado de: http://stta-manuelblogpsotocom.blogspot.com.co/2010/06/historia-delteodolito.html “…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 ingeniero suizo Enrique Wild, en 1920, logró construir en los talleres ópticos de la casa Carl Zeiss (Alemania), círculos graduados sobre cristal para así lograr menor peso, tamaño, y mayor precisión, logrando tomar las lecturas con más facilidad. El teodolito, está compuesto por la base nivelante, la alidada, y el anteojo. La base nivelada donde están los tres tornillos nivelantes, se encuentra sobre la meseta de un trípode. En los teodolitos sencillos de tipo antiguo, el círculo horizontal es solidario con este conjunto base, en los instrumentos modernos, este círculo puede desplazarse por medio de un botón o por cualquier otro medio. La alidada, que es una montura en forma de Y, puede girar por su eje vertical (eje de rotación) y sostiene en sus extremos al eje horizontal, al cual van fijados el anteojo y el círculo vertical. El instrumento se centra sobre el punto del terreno por medio de una plomada o cordón o por una plomada óptica, incorporada o por un bastón de centraje. Por los movimientos vertical y horizontal, alrededor de sus respectivos ejes el anteojo puede ser dirigido en cualquier dirección y los tornillos de presión y de movimiento fino permiten apuntarlo exactamente hacia una señal. El teodolito está compuesto de partes ópticas y partes mecánicas. En su parte interna posee prismas y lentes que al desviar el haz de luz permite una rápida y sencilla lectura de los limbos graduados en grados, minutos y segundos…” Tomado de: http://topoalfaror.blogspot.com.co/2013/11/el-teodolito.html “…Todos los eventos históricos, desde la medición de distancias con cuerdas y cadenas (3000 A.C), pasando por la invención del reloj de sol (560A.C), la utilización de chorobates (herramienta de comprobación de niveles, 162 A.C), la creación de máquinas de graduación de círculos hasta el hallazgo de la brújula (1), dieron lugar a la construcción del primer teodolito en 1787 por el óptico y mecánico Ingles Jesse Ramsden (1735-1800) (2). Los antiguos instrumentos eran construidos en bronce, acero u otros metales, éstos eran demasiado pesados y la lectura de sus limbos es decir, los círculos graduados que permiten medir los ángulos en grados, minutos y segundos era muy complicada, larga y

fatigosa. Para 1920 el ingeniero suizo Enrique Wild, logró construir en los talleres ópticos de la casa Carl Zeiss (Alemania), círculos graduados sobre cristal para así lograr menor peso, tamaño y mayor precisión, logrando tomar las lecturas con más facilidad (3). Con el paso de los años, los teodolitos se han ido perfeccionando teniendo equipos mucho más modernos y sofisticados como el teodolito electrónico o los teodolitos conocidos como estaciones totales que son equipos mucho más precisos que los teodolitos comunes…” Tomado de: http://tierradetopos.blogspot.com.co/2009/11/el-teodolito.html “…El primer teodolito fue diseñado por Leonard Digges y aparece descrito en su libro póstumo "Pantometría", publicado en 1571 por su hijo Thomas. En esta obra aparece descrito un instrumento al que Digges denomina "theodolitus", que consta de un círculo horizontal graduado en 360º que podía girar y con el que se pueden medir ángulos horizontales, Digges también describe lo que él denomina "Topographicall instrument" que lleva montado un semicírculo graduado con una aliada, con el que también se pueden medir ángulos verticales. En este tratado Digges no solo describe el teodolito, también hace referencia a un instrumento que él denomina "Gafas de perspectiva" que es en realidad un telescopio de refracción y que le permitía hacer observaciones a larga distancia. Este libro trata extensamente temas de geometría práctica, planimetría y agrimensura (ver fotos). Podría considerarse el primer libro sobre topografía. Humphrey Cole fabricó en Londres el primer teodolito del que se tiene constancia, en el año 1574, siguiendo los planos de Digges. Cole era el fabricante de instrumentos de precisión más famoso de su época, él es el primero en fabricar y vender teodolitos. Este aparato se popularizo rápidamente en Inglaterra ya que permitía medir a la vez ángulos verticales y horizontales y así se podían realizar triangulaciones entre objetos situados a ras de suelo y a la vez medir alturas. En 1720 Jonathan Sisson construyó el primer teodolito como tal, este incluía un telescopio montado en el lado abierto del semicírculo, y estaba provisto de cuatro tornillos nivelantes, (número de tornillos que casi hasta la actualidad, se siguen usando en los teodolitos americanos, en lugar de los tres que usamos aquí). Desde ese momento se produjeron continuos avances en el desarrollo del teodolito. Christian Huygens, en el año 1657, colocó un retículo con cruz filar, para poder apuntar (anteojo de colimación). Modificó también la lente ocular, mediante una combinación de lentes (ocular de Huygens), para eliminar la aberración cromática. Tobías Mayer, autor del primer sistema de coordenadas para la luna, desarrolló una lente que tenía grabados en tinta dos líneas que formaban los hilos del retículo. Ignacio Porro (el inventor del prismático) fue un topógrafo y constructor de instrumentos de precisión italiano. Contribuyó con su telescopio y taquímetro autorreductor a los avances en el campo de la instrumentación. Pedro Núñez aportó un mecanismo de lectura para un cuadrante, dividiendo los círculos concéntricos en (n-1) del anterior, naciendo así el nonio.

En 1787 Jesse Ramsden terminó su famoso teodolito telescópico, que en 1787 uso el General Roy para el primer cierre de la triangulación entre Londres y París. Ramsden era un óptico y mecánico británico que había desarrollado una técnica para dividir escalas angulares con una precisión de un segundo. Se dedicó a la construcción y al perfeccionamiento de instrumentos de precisión, tales como anteojos, teodolitos y círculos graduados. Ramsden tardó casi 3 años en construir el teodolito, pesaba 96 kilos y la base era de casi un metro de diámetro. Pese a su gran tamaño este teodolito era llevado a cimas de montañas o a torres (la torre construida en Greenwich media 12m de altura) especialmente construidas para poder realizar medidas a grandes distancias. Era tan preciso que los datos aportados no fueron mejorados hasta 150 años después. Reichenbach invento en 1803 la primera máquina para graduar círculos o limbos, basado en el sistema de copias, principio que actualmente seguimos usando; en 1804 el propio Reichenbach introdujo su teodolito repetidor y el centrado forzoso. 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 ingeniero suizo Enrique Wild, en 1920, logró construir en los talleres ópticos de la casa Carl Zeiss (Alemania), círculos graduados sobre cristal para así lograr menor peso, tamaño, y mayor precisión, logrando tomar las lecturas con más facilidad. El teodolito, está compuesto por la base nivelante, la alidada, y el anteojo. La base nivelada donde están los tres tornillos nivelantes, se encuentra sobre la meseta de un trípode. En los teodolitos sencillos de tipo antiguo, el círculo horizontal es solidario con este conjunto base, en los instrumentos modernos, este círculo puede desplazarse por medio de un botón o por cualquier otro medio. La alidada, que es una montura en forma de Y, puede girar por su eje vertical (eje de rotación) y sostiene en sus extremos al eje horizontal, al cual van fijados el anteojo y el círculo vertical…” Tomado de: https://www.clubensayos.com/Tecnolog%C3%ADa/Historia-DelTeodolito/1345171.html “…El origen del teodolito data de aproximadamente el año 10 d. C. Su primer diseño fue creado por Herón o Hero de Alejandría, un destacado ingeniero griego de la provincia romana de Egipto a cuyo invento llamó Eolípila de Herón. La empresa Choperena Inc., de origen estadounidense, tuvo sucursales en distintas partes del mundo. Desde su fundación, en abril de 1840, se dedicó a la venta y renta de aparatos topográficos. A mediados de 1940 cambió su razón social, dejó de ser Choperena Inc., para convertirse en UNYK, Interprise World. A partir de ese año, la empresa cerró la mayoría de sus sucursales. En el acervo de Bienes Muebles Históricos existen teodolitos y niveles mecánicos antiguos que se consideran no sólo piezas únicas, sino verdaderas obras de arte. Algunos de ellos fueron fabricados durante la última década del siglo XIX por diferentes empresas en su totalidad en bronce. La mayoría de los aparatos que están bajo resguardo de este departamento cuenta cada uno de estos teodolitos con un estuche de madera de cedro…”

“… El teodolito es una palabra formada por los vocablos griegos Theao, que significa mirar, y Hodos, que quiere decir camino. Como se puede ver, la etimología no se corresponde totalmente al objeto, ya que un teodolito es un instrumento para medir ángulos, es decir, un goniómetro pero no se conoce bien la razón para Ilamarlo así. Este instrumento fue concretado, después de otros intentos, por el inglés Jesse Ramsden (1735-1800) quien fabricó los primeros teodolitos. Posteriormente, introduciendo algunos cambios, el alemán Reichenbach construyó un teodolito que prácticamente es igual a los actuales teodolitos de nonio. El teodolito constituye el más evolucionado de los goniómetros. Con é1 es posible realizar desde las más simples mediciones hasta levantamientos y replanteos muy precisos; y existe una gran variedad de modelos y marcas en el mercado. En este aparato se combinan una brújula, un telescopio central, un círculo graduado en posición horizontal y un círculo graduado en posición vertical. Con estos elementos y su estructura mecánica se pueden obtener rumbos, Ángulos horizontales y verticales. Asimismo mediante cálculo y el apoyo de elementos auxiliares pueden determinarse distancias horizontales, verticales e inclinadas. Una variante del teodolito es el taquimetro autorreductor creado por el italiano Ignacio Porro (1801-1875). El taquimetro, del griego takhyo (rápido) y metrón (medida), posee ademas de los elementos del teodolito normal un dispositivo óptico que permite conocer distancias y desniveles en forma directa, sin hacer ningún cálculo como sucede en un teodolito común. El teodolito, ademas puede ser utilizado como equialtimetro o nivel. Como puede notarse fácilmente, el teodolito es un instrumento muy flexible y fundamental para la práctica de la ingeniería. 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 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.

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. Instrumento mecánico óptico 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. Los ingenieros topógrafos que trabajaron para las distintas empresas ferroviarias utilizaron los teodolitos o tránsitos para trazar y diseñar las curvaturas de la vía durante su tendido.

Teodolito es el aparato topográfico que reúne en un mismo montaje un sistema óptico- mecánico capaz de medir ángulos horizontales y verticales. Al estar construidos para medir básicamente ángulos, estos los miden con mucha precisión. Si el retículo del anteojo dispone de hilos está dimétricos para medir distancias, se le denomina taquímetro o teodolito taquímetro. A la vez estos pueden ser ópticos o electrónicos, en función básicamente de la forma en que miden y presentan los ángulos. Si a los teodolitos o taquímetros electrónicos se les incorpora un sistema para medir las distancias por algún electromagnético, se empieza a hablar ya de Estación total. Además, estas estaciones suelen incorporar programas internos para almacenamiento de datos, replanteos, superficies, etc.., y tiene sistema para transferir de forma semiautomática los datos almacenados a un ordenador. El eje de colimación 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 decímetro también es el disco vertical. El eje de muñones es el eje secundario del teodolito, en el 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. Los limbos son discos graduados, tanto verticales como horizontales. Los teodolitos miden en graduación normal (sentido destrógiro) 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…” Tomado de: http://sebueningeniero.blogspot.com.co/2013/05/el-teodolito-sus-partes-ymodo-de-uso.html “…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: la precisión, el número de aumentos en la lente del objetivo y si tiene o no compensador electrónico...”

Tomado de: http://html.rincondelvago.com/teodolitos_1.html “…Este tipo de teodolitos operan en igual forma que los teodolitos de micrómetro óptico. Su diferencia fundamental consiste en el dispositivo electrónico que permite leer a elección ángulos horizontales o verticales en una pantalla (display) en forma digital, habiendo puesto

previamente en ceros la visual de origen por medio del botón correspondiente. Por un impulso eléctrico éste coloca en coincidencia el inclice con la marca de 0°. Tanto los teodolitos de micrómetro óptico como los de lectura a base de sistemas electrónicos se clasifican dentro de los teodolitos denominados modernos; sería imposible presentar toda la variedad que de ellos existe. Asimismo, hacer descripciones detalladas desde el punto de vista de sus componentes y la tecnología de su construcción podría hacer que se omitieran aspectos importantes. Adernás, corno en el caso de los distanciómetros electrónicos y las computadoras, la evolución e introducción de modificaciones hace que la actualización del lector se dé a través de revistas y de folletos de las compañias fabricantes. En ese mismo sentido, las revisiones de la condición geométrica se hacen en forma similar a las de los tránsitos de nonio; para los ajustes será necesario consultar en cada caso el correspondiente manual. Ajustar los niveles no requiere cuidados especiales pues se realizan de la misma manera que para los teodolitos de nonio o tránsitos. Sin embargo, los ajustes a la línea de colimación, verticalidad del hilo o marca de la retícula y de eje de alturas, etc., varían de un fabricante a otro por la disposición de partes y construcción de los aparatos. De hecho corno la mayor parte de piezas que integran un teodolito de este tipo vienen cubiertas, es difícil que sufran desarreglos serios y, cuando esto sucede, lo mejor es recurrir a talleres especializados. Ello no quiere decir que nunca se pueda ajustar un teodolito de micrómetro óptico; pero si es importante destacar que los ajustes deben ser hechos con cuidado y meticulosidad siguiendo el instructivo correspondiente a fin de no dañarlo...” Tomado de: http://www.kollnerlabrana.cl/PDF/438_Historia%20del%20Teodolito.pdf “…El teodolito, está compuesto por la base nivelante, la alidada, y el anteojo. La base Nivelada donde están los tres tornillos nivelantes, se encuentra sobre la meseta de un Trípode. En los teodolitos sencillos de tipo antiguo, el círculo horizontal es solidario con este Conjunto base, en los instrumentos modernos, este círculo puede desplazarse por Medio de un botón o por cualquier otro medio. La alidada, que es una montura en forma de Y, puede girar por su eje vertical (eje de rotación) y sostiene en sus extremos al eje horizontal, al cual van fijados el anteojo y el Círculo vertical. El instrumento se centra sobre el punto del terreno por medio de una plomada o Cordón o por una plomada óptica, incorporada o por un bastón de centraje. Por los movimientos vertical y horizontal, alrededor de sus respectivos ejes el anteojo Puede ser dirigido en cualquier dirección y los tornillos de presión y de movimiento Fino permiten apuntarlo exactamente hacia una señal. El teodolito está compuesto de Partes ópticas y partes mecánicas. En su parte interna posee prismas y lentes que al desviar el haz de luz permite una rápida y sencilla lectura de los limbos graduados en grados, minutos y segundos.…”

Tomado de: https://www.ecured.cu/Teodolito “…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...” “…Los teodolitos se clasifican en teodolitos repetidores, reiteradores y teodolito - brújula. 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 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: la precisión, el número de aumentos en la lente del objetivo y si tiene o no compensador electrónico…” “…El teodolito tiene 3 ejes principales y 2 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) 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 1. Línea de fe 2. Línea de índice…” “… 1. 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. 2. 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". 3. 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´. 4. 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 acimutes, 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. 5. Plomada: Se utiliza para que el teodolito esté en la misma vertical que el punto del suelo. 6. 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. 7. 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. 8. 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. 9. 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.

10. '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.

Otras bibliografías: 

https://prezi.com/ysbcsdyynzfc/historia-del-teodolito/ (en esta página se habla sobre la historia del teodolito)