• Author / Uploaded
• Bryan Kelevra

Citation preview

Universidad San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Practica de campo topografía 1 Ing. Alfredo Beber

“Uso y Conocimiento del Teodolito” Topografía 1

Bryan Alejandro Castañón Martínez

201212998

Jacobo Isaí Ruano Castillo

201123121

Jhimirson Ovidio López Vásquez

201025393

Guatemala, 10 de Septiembre del 2,013.

Introducción El teodolito es tal vez el más universal de los instrumentos topográficos, empleados por topógrafos e ingenieros, se utiliza principalmente para la medición o el establecimiento de ángulos horizontales o ángulos verticales. Los componentes principales de un teodolito son un anteojo telescópico, dos círculos graduados montados mutuamente perpendiculares entre sí, dos niveles de burbuja. Antes de comenzar a medir ángulos el aparato se debe colocar en un plano horizontal que generalmente es un plato montado sobre un trípode. Además de eso por medio de los niveles de burbuja se perfecciona la nivelación del equipo. Cabe aclarar que actualmente coexisten otros instrumentos más modernos derivados del teodolito clásico como el teodolito electrónico y la estación total, que básicamente son teodolitos con la diferencia de que poseen un display para la lectura digital del ángulo y un electro-distanciómetro incorporado para la medida de las distancias. El teodolito está concebido para diferentes géneros de trabajos o aplicaciones como: la triangulación, levantamiento de polígonos, levantamientos de detalles y nivelación trigonométrica; siendo éstas, operaciones las más importantes para transportar coordenadas. Está compuesto principalmente de dos partes: e l conjunto base y la alidada que contiene al anteojo astronómico.

Objetivos General Manipular el manejo y uso del teodolito como herramienta fundamental en las Mediciones topográficas. Específicos Conocer las partes del teodolito para su correcta manipulación. Aplicar un procedimiento adecuado en la estación del teodolito. Nivelar el teodolito conforme a sus ángulos horizontales y verticales.

Investigación Topografía La topografía se encarga de estudiar el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones de puntos sobre la superficie de la tierra. También tienen por objeto realizar todas las mediciones que determinan la posición relativa de puntos terrestres, como así también realizar los cálculos de dichas mediciones, y utilizar los resultados para realizar planos y mapas. Teodolito En el teodolito o taquímetro se combinan 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 ángulos horizontales y verticales. Asimismo mediante cálculo y con el apoyo de elementos auxiliares se pueden determinar distancias horizontales, verticales e inclinadas, cuando a los teodolitos se le incorpora un sistema para medir las distancias por un sistema electromagnético se habla ya de estación total. Además, estas estaciones suelen incorporar programas internos para almacenamiento de datos, replanteos, superficies y tienen sistemas para transferir de forma semiautomática los datos almacenados a una computadora. Con este instrumento es posible realizar desde las más simples mediciones hasta levantamientos y replanteos muy precisos. Clasificación Los teodolitos se clasifican en teodolitos repetidores, reiteradores, brújula y electrónicos. Teodolito moderno Estos han sido fabricados para la acumulación de medidas sucesivas de un mismo ángulo horizontal en el limbo, pudiendo así dividir el ángulo acumulado y el número de mediciones vistas. Teodolitos reiteradores Llamados

también 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.

Ejes

Ejes principales de un teodolito 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) El eje Vertical de Rotación Instrumental es el eje que sigue la trayectoria del CenitNadir, 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 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.

Ejes secundarios Línea de fe Línea de índice

Partes principales del Teodolito: Base: Es un macizo metálico con un orificio en forma cilíndrica o cónica que sirve de asiento al limbo, tiene una base nivelante donde están ubicados los tornillos nivelantes o calantes utilizados para verticalizar el eje vertical del teodolito. La base se fija al trípode enroscándose o por medio del tonillo de fijación. Limbo o Círculo Horizontal: Es el círculo graduado del teodolito donde se miden los ángulos horizontales. Este puede estar graduado en grados sexagesimales (0° a 360°) o centesimales (0° a 400°) La Alidada: La constituyen un conjunto de elementos situados en la parte superior del teodolito entre los que se encuentran el círculo vertical y el anteojo. Nivel Tubular: También llamados niveles de plataforma, van montados en ángulos rectos, sobre la plataforma superior y sirven para nivelar los teodolitos, de modo que el eje vertical tome realmente esta posición al hacer las observaciones.

Tornillos Calantes: El pie del aparato puede llevar tres o cuatro tornillos niveladores o tornillos calantes que tienen sus puntas apoyadas sobre la placa de la base del instrumento, cuando giran estos tornillos el teodolito de inclina, la función de los tornillos calantes es de nivelar el teodolito con la ayuda del nivel tubular. Tornillo Macrométrico: Permite tener mayor moviendo al teodolito y fijar el instrumento para tomar ángulos, limbo aliada, anteojo. Tonillos Micrométricos: Permite hacer pequeños movimientos para girar el punto en el cual se va a trabajar, cruz del retículo y moviendo horizontal y vertical. Nivel Esférico: Permite nivelar el teodolito con los trípodes, después de nivelar el instrumento con este nivel se va a utilizar el nivel tubular. Hilos reticulares: Es un conjunto de dos o más hilos cruzados o paralelos que se colocan superpuestos en el campo de visión de una mira u otro aparato óptico para precisar la visual o para efectuar mediciones estadimétricas o de telemetría. Es una parte esencial de un teodolito, de un nivel topográfico o de un taquímetro, aunque también lo llevan otros aparatos ópticos como son: el visor telescópico de un rifle, ciertos tipos de lupa o de microscopio. Son un par de hilos, uno horizontal y el vertical, sostenido por un anillo metálico llamado retículo. Generalmente son hilos de tela de araña o de plástico. Ahora se usan rayados finamente sobre una regla de aluminio.- El retículo puede llevar también otros hilos adicionales para Taquimetría, llamados hilos superiores e hilos inferiores, equidistantes de hilos horizontal o el hilo medio.

Características Principales del Teodolito El centro del instrumento puede colocarse exactamente sobre un punto del terreno aflojando los tornillos nivelantes y corrientes lateralmente el teodolito en la dirección necesaria. El

aparato

puede

nivelarse

por

media

de

los

tornillos

nivelantes.

El anteojo puede girar alrededor de un eje horizontal y uno vertical. Cuando se afloja el tornillo de sujeción superior y se gira el anteojo alrededor del eje vertical no se produce movimiento relativo alguno entre los nonios y el círculo acimutal. Cuando se aprieta el tornillo de sujeción inferior, y se afloja el superior, todo giro del anteojo alrededor del eje vertical hace que gire también el círculo. Pero el círculo acimutal no cambia de posición. Cuando se aprieten ambos tornillos de sujeción, el anteojo no puede girar alrededor del eje vertical. El anteojo puede girar alrededor del eje horizontal, y puede fijarse en cualquier dirección dentro de un plano vertical, por medio de sus tornillos de sujeción y de coincidencia. Se puede nivelar el anteojo mediante el nivel tubular unido al mismo, por lo cual puede emplearse como equialtimetro (nivelación geométrica). Por medio del círculo vertical y del nonio se pueden medir, ángulos verticales, y de aquí que el teodolito pueda emplearse para hacer nivelaciones trigonométricas. Valiéndose de la declinatoria, pueden determinarse rumbos magnéticos.

Equipo Utilizado

Teodolito

Trípode

El trípode es un instrumento que tiene la particularidad de soportar un equipo de medición como un taquímetro o nivel, su manejo es sencillo pues consta de tres patas que pueden ser de madera o de aluminio, las que son regulables para así poder tener un mejor manejo para subir o bajar las patas que se encuentran fijas en el terreno. El plato consta de un tornillo el cual fija el equipo que se va a utilizar para hacer las mediciones.

Desarrollo de la práctica 1) Extender las patas del trípode y nivelar a ojo la plataforma. 2) Colocar el teodolito sobre la plataforma del trípode y sujetarlo con el tornillo de sujeción. 3) Fijar en el terreno una de las patas del trípode y pivotear con las otras dos patas el instrumento para la fijación de la plomada óptica en la marca de la estaca o clavo de lámina. 4) Ya fijadas las tres patas del trípode en el terreno (con la plomada centrada en el punto) y proceder a calar la burbuja esférica modificando la extensión de las patas y con los tornillos calantes (estos tornillos deben estar previamente a la mitad de su recorrido para evitar que lleguen a su tope al calar el nivel). 5) Una vez efectuado el calado aproximado, se procede a nivelar el teodolito en una forma más precisa para determinar el plano horizontal de referencia. Esto se logra con el nivel tubular siguiendo una serie de posiciones: i) poner el nivel tubular en dirección a dos tornillos calantes y centrar la burbuja moviendo ambos tornillos hacia adentro o hacia afuera al mismo tiempo. ii) una vez centrada la burbuja en la posición de i), se gira la alidada 90º en sentido horario y se nivela la burbuja con los tornillos calantes que resta. iii) para corroborar la nivelación del plano de referencia se vuelve a girar la alidada 90º en sentido horario y la burbuja debería estar centrada o calada, de lo contrario el teodolito está provisto de errores sistemáticos.

Discusión de resultados 1. El teodolito es un instrumento de alta precisión y hay que centrarlo y nivelarlo de tal forma que las medidas a tomar sean correctas, para que cierre el polígono. 2.

Se posiciono el teodolito en diferentes alturas por comodidad de cada persona en el grupo.

3.

Para guardar el teodolito en su estuche se debe estar en línea recta los dos puntos rojos y quitar la batería recargable que tiene.

Análisis de errores cometidos 1. Cuando se procedió a nivelar el teodolito en diversas ocasiones por cada uno de los integrantes del grupo nos pudimos percatar de los errores más frecuentes cometidos durante la práctica. 2. El teodolito inicialmente debe quedar centrado al ojo para evitar desplazarlo mucho sobre el trípode; ya que si esta desplazado demasiado será necesario volver a centrarlo con el procedimiento de nivelación. 3. Los tornillos calantes se deben colocar en la marca media, es decir en medio de su capacidad, puesto que cuando se coloca en su marca correcta el nivel rectangular es necesario poder nivelar los ejes y manipular los tornillos calantes ya sea para arriba o abajo según sea necesario.

Conclusiones El teodolito es hoy día unos de los instrumentos más precisos y utilizados en gran número proyectos a gran escala de ingeniería, estos van desde los más simples replanteos hasta grandes proyectos de construcción. Instrumento que se adapta a diferentes usos en el campo de la Topografía. Usado principalmente como ya se mencionó para mediciones de ángulos horizontales y verticales, para medir distancias por Taquimetría o estadía y para trazar alineamientos. Para tener mediciones precisas es fundamental tener en cuenta el uso correcto del teodolito, para tener datos seguros y confiables.

Recomendaciones Tener

cuidado

al

momento

de

emplear

los

instrumentos.

Tener en cuenta las recomendaciones del docente. Toda duda que exista en la práctica al momento de hacer los trabajos topográficos debe ser despejada y asesorada con el docente de práctica. Tener orden y desempeño en el momento del trabajo. Las patas de trípode, deben quedar lo suficientemente abiertas, para la estabilidad de éste, y los objetivos u objetos, deben observarse desde una posición conveniente y fácil. Para obtener una posición firme en el suelo, se debe hacer presión con el pie a una pata del trípode.

Bibliografía 1. Guía de Estudio, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Civiles Universidad Politécnica de Madrid. Páginas web consultadas: 2. http://www.fcaglp.unlp.edu.ar/referenciacion/images/Poligonacion_teoria.pdf 3. http://yoanli2.blogspot.com/ 4. http://www.unirioja.es/servicios/sp/catalogo/online/topografia.pdf http://es.wiki pedia.org/wiki/Teodolito

5. http://cejm4.blogspot.com/