UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN

RESUMEN DE SISTEMA DE MEDICIONES

Gabriel Manrique Postigo

Topografía

Arequipa – Perú

2014

Sistema de medición con teodolito

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. 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.

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 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

´

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. 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.

CENTRAJE Y NIVELACIONES DEL APARATO:

Al colocar el tránsito en una estación para lanzar desde allí visuales o medir ángulos es

necesario que se cumplan dos condiciones fundamentalmente para lograr precisión en los

datos tomados : lo , que el eje vertical del aparato pasa exactamente por el punto que se

toma como estación , y 2º , que el aparato esté perfectamente nivelado , es decir que su

círculo horizontal esté en un plano horizontales están sobre un plano verdaderamente

horizontal y los ángulos verticales en un plano verdaderamente vertical.

La manera de centrar es la siguiente:

1.-Se arma el trípode sobre la estación, procurando que la mesilla quede verticalmente

encima de la estaca o placa y además, que queda aproximado horizontal, para lo cual se

juega con la longitud variable de las patas del trípode.

2.-Se saca el aparato y se colocan sobre la mesilla del trípode, sujetándolo a ésta ya sea

por medio de rosca o de un clip de sujeción.

3.-Se le coloca la plomada al gancho que para tal fin tiene el tránsito, si el aparato tiene

este tipo de plomada.

4.-Una vez que la plomada nos indique que estamos dentro de un radio menor de uno 2cm

del punto estación , nivelamos el aparato con los tornillos de nivelar , como ya se vio .- Si

la plomada cae más de 2cm aparte del punto estación , tenemos que mejorar el centraje

con las patas .

5.-Observamos que tan lejos quedó el eje vertical del punto estación.

Es necesario que la excentridad del eje vertical respecto al punto estación no sea mayor

de dos cm pues el juego que tiene el aparato para desplazarse sobre la mesilla es limitado.

6.-Es probable que se haya desnivelado el aparato y es necesario volver a nivelarlo, ahora

si con bastante exactitud; esta última nivelación puede causar un ligero desplazamiento del

eje vertical, lo cual hace que no esté todavía completamente centrado al aparato.

Sistema de medición con estación total

Se denomina estación total a un instrumento electro-óptico utilizado en topografía, cuyo funcionamiento se apoya en la tecnología electrónica. Consiste en la incorporación de un distanciómetro y un microprocesador a un teodolito electrónico.

Algunas de las características que incorpora, y con las cuales no cuentan los teodolitos, son una pantalla alfanumérica de cristal líquido (LCD), leds de avisos, iluminación independiente de la luz solar, calculadora, distanciómetro, trackeador (seguidor de trayectoria) y la posibilidad de guardar información en formato electrónico, lo cual permite utilizarla posteriormente en ordenadores personales. Vienen provistas de diversos programas sencillos que permiten, entre otras capacidades, el cálculo de coordenadas en campo, replanteo de puntos de manera sencilla y eficaz y cálculo de acimuts y distancias.

Funcionamiento

Vista como un teodolito, una estación total se compone de las mismas partes y funciones. El estacionamiento y verticalización son idénticos, aunque para la estación total se cuenta con niveles electrónicos que facilitan la tarea. Los tres ejes y sus errores asociados también están presentes: el de verticalidad, que con la doble compensación ve reducida su influencia sobre las lecturas horizontales, y los de colimación e inclinación del eje secundario, con el mismo comportamiento que en un teodolito clásico, salvo que el primero puede ser corregido por software, mientras que en el segundo la corrección debe realizarse por métodos mecánicos.

El instrumento realiza la medición de ángulos a partir de marcas realizadas en discos transparentes. Las lecturas de distancia se realizan mediante una onda electromagnética portadora con distintas frecuencias que rebota en un prisma ubicado en el punto a medir y regresa, tomando el instrumento el desfase entre las ondas. Algunas estaciones totales presentan la capacidad de medir "a sólido", lo que significa que no es necesario un prisma reflectante.

Este instrumento permite la obtención de coordenadas de puntos respecto a un sistema local o arbitrario, como también a sistemas definidos y materializados. Para la obtención de estas coordenadas el instrumento realiza una serie de lecturas y cálculos sobre ellas y demás datos suministrados por el operador.

Las lecturas que se obtienen con este instrumento son las de ángulos verticales, horizontales y distancias. Otra particularidad de este instrumento es la posibilidad de

incorporarle datos como coordenadas de puntos, códigos, correcciones de presión y temperatura, etc. La precisión de las medidas es del orden de la diezmilésima de gonio en ángulos y de milímetros en distancias, pudiendo realizar medidas en puntos situados entre 2 y 5 kilómetros según el aparato y la cantidad de prismas usada.

Posibles aplicaciones:

Las posibles aplicaciones de la estación total son:

El determinar distancias horizontales es importante en todo trabajo topográfico, ya que siempre es y será necesario calcular las longitudes de diversas distancias, lo que la estación total hace es calcular automáticamente el azimut, la distancia horizontal, la distancia inclinada, y la diferencia de alturas de los puntos medidos. También utilizaremos el teodolito para la medición de ángulos horizontales, lo cual será necesario por ejemplo para la ubicación de un punto en un terreno, necesario para alguna actividad topográfica.

Para realizar los alineamientos también será necesaria la utilización de la estación total pues necesitaremos conocer tanto longitudes como ángulos para poder realizar dichos alineamientos, también para realizar replanteos, el azimut entre dos puntos, las nivelaciones de terrenos, para las poligonaciones, los cálculos de áreas, las líneas de referencia, las alturas remotas, etc.

El replanteo nos permite replantear en el terreno los puntos de las coordenadas conocidas, dichos valores pueden ser recuperadas de la memoria interna de la estación total o pueden ser introducidos de forma manual y luego ubicados con la ayuda de dicho instrumento.

De modo que podemos concluir que la utilización de una estación es fundamental para el campo de la topografía pues realiza mediciones longitudinales de grandes distancias con altos grados de precisión al igual que las mediciones angulares horizontales y puede almacenarlas. Así también concluimos que dicho instrumento es importante pues de fácil de transporte y se puede utilizar expuesto a distintas condiciones del medio ambiente.

En el campo de topografía realizado hicimos mediciones angulares horizontales lo cual es de gran importancia pues de ese modo podemos calcular desde un punto la medida angular de otro.

Sistema de medición con mixto

La brújula es un instrumento de orientación que utiliza una aguja imantada para señalar el norte magnético terrestre. Su funcionamiento se basa en el magnetismo terrestre, por lo que señala el norte magnético en vez del norte geográfico y es inútil en las zonas polares norte y sur debido a la convergencia de las líneas de fuerza del campo magnético terrestre.

USOS DE LA BRÚJULA

Se emplea para levantamientos secundarios, reconocimientos preliminares,

Para tomar radiaciones en trabajos de configuraciones, para polígonos apoyados en otros levantamientos más precisos.

Levantamientos de Polígonos con Brújula y Cinta. El mejor procedimiento consiste en medir, en todos y cada uno de los vértices,

rumbos directos e inversos de los lados que allí concurran, pues así, por diferencia de rumbos se calcula en cada punto el valor de ángulo interior, correctamente, aunque haya alguna atracción local. Con esto se logra obtener los ángulos interiores de polígono, verdaderos a pesar de que haya atracciones locales, en caso de existir, sólo producen desorientación de las líneas.

PROCEDIMIENTO:

1. Ubicamos correctamente el terreno a medir

2. Una vez se tiene el terreno ubicado, se inicia la selección de las cuatro estaciones al demarcarlas con cuatro estacas hincadas.

3. Tomamos la primera estación e iniciamos a calcular con la brújula y la plomada los ángulos formados entre la estación y cada detalle designado.

4. De la estación tomada calculamos los ángulos formados entre la estación siguiente y la estación anterior.

5. Estos dos procedimientos anteriores se deben hacer con mucha exactitud ya que la plomada tiene que estar punteando a la estaca, y al mismo tiempo la brújula debe mirar el detalle y la estación a evaluar.

6. Cogemos la cinta y comenzamos a medir la distancia situada entre la estación y cada detalle designado. Así mismo medimos la distancia entre la estación siguiente y la distancia entre la estación anterior.

Emplazamiento

Mapa

Curvas De Nivel