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“Año del centenario de Machu Picchu para el mundo”
“Año internacional de la química”
UNIVERSIDAD NACIONAL
FEDERICO VILLARREAL
FACULTAD
DE INGENIERIA GEOGRAFICA,
AMBIENTAL Y ECOTURISMOESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA
GEOGRAFICA
“RECONOCIMIENTO E INSTALACION DEL
TEODOLITO”
Profesor: ing. José ValderramaValeriano
Alumna:
Alfaro Garnique, Lizbeth M.
Lima- Perú
2011
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INTRODUCCIÓN
La Topografía es una disciplina básica de la Ingeniería Geográfica, en lamedida que su conocimiento se aplica a las diferentes actividadesproductivas y de planificación del uso y gestión de los recursos naturales. Esuna disciplina básica, cuyo cometido es el trabajo con la Tierra. Dentro delárea de suelos y aguas es tal vez, donde la disciplina está másindisolublemente ligada al Ingeniero Geógrafo.
Es por esto que es una disciplina aplicada que está encargada dedeterminar la posición relativa o absoluta de los puntos sobre la tierra ytiene como objetivo realizar todas las mediciones que determinan laposición relativa de los puntos terrestres, como así también realizar los
cálculos de dichas mediciones, y utilizar los resultados para realizar planos ymapas.
En esta experiencia se conoció el Teodolito. Es un instrumento para medir ángulos. Generalmente el Teodolito es un goniómetro cuya óptica es más evolutiva o más refinada, que tiene también mecanismos más precisos ysobre todo, cuyas lecturas angulares se hacen en círculos hechos sobrecristal y se aproximan mediante un micrómetro de tipo óptico y un microscopio.
El teodolito tiene tres movimientos independientes, dotados cada uno deellos con su correspondiente tornillo de maniobra, dos alrededor de ejesverticales que son el movimiento general y el particular de la aliadaacimutal, y uno alrededor del eje horizontal o movimiento del eclímetro.
Es indispensable que todo teodolito pueda darse a su anteojo la vuelta decampana, con el objeto de poder hacer puntería con el limbo cenital a laizquierda, que suele ser la posición normal o con el limbo a la derecha, queconstituye generalmente la posición invertida. A los goniómetrossusceptibles a revolucionar completamente su anteojo se les denomina detránsito; de hecho, todos los teodolitos deben ser de transito.
Hay teodolitos cuyo movimiento general, en lugar de conseguirse medianteun tornillo de presión y otro de coincidencia, que debería ser lo másfrecuente, van a enfilar a un punto con una lectura determinada y, por ello, la orientación del instrumento únicamente puede conseguirse de unmodo aproximado.
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OBJETIVOS
El objetivo más importante de esta práctica está en aprendizaje de lainstalación y reconocimiento del teodolito. Así podremos realizar mediciones de un objeto, a cierta distancia, mediante la medida de
ángulos, respecto al horizonte y los puntos cardinales.
La práctica de los conocimientos adquiridos en clase, tanto en lo teóricocomo en lo práctico, como así mismo el uso adecuado del teodolito,instrumento propio de la Topografía.
Alcanzar un buen manejo de este instrumento, hecho que probablementeserá de utilidad en algún trabajo posterior y de seguro trascendental en lainterpretación de planos en varias áreas de la ingeniería.
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MARCO TEORICO
Teodolito
El teodolito es un instrumento de medición mecánico-óptico universal quesirve para medir ángulos verticales y, sobre todo, horizontales, ámbito en elcuál tiene una precisión elevada. Con otras herramientas auxiliares puedemedir distancias y desniveles.Es portátil y manual; está hecho con fines topográficos e ingenieriles, sobretodo en las triangulaciones. Con ayuda de una mira y mediantelataquimetría, puede medir distancias. Un equipo más moderno ysofisticado es el teodolito electrónico,y otro instrumento más sofisticado esotro 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 losque se miden los ángulos con ayuda de lentes.
NIVEL DE BURBUJA:Tubo de vidrio que tiene en la parte superior unas divisiones uniformemente,espaciadas y su superficie inferior tiene forma de barril. El tubo está casilleno de Éter sulfúrico o alcohol, y el resto de aire, formando una burbujaque ocupa el espacio o la parte más alta.El tubo va dentro de una caja metálica que lleva tornillos para fijarle alaparato. Una recta longitudinal tangente a la curva de la cara inferior del
tubo en su punto medio se denomina “eje del nivel” cuando la burbujaestá “centrada” el eje del nivel debe estar horizontal.A mayor radio la
burbuja ocupa desplazamiento de la burbuja fuera de sus Reparos.
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MECANISMO PARA NIVELAR UN APARATO:Esta operación se hace por medio de los tornillos de nivelar y de acuerdocon los niveles del plato. El mecanismo que hace posible esta nivelación sepuede ver esquemáticamente.
La cabeza nivelante se puede inclinar; gracias a la articulación de rótulaque hace flexible su conexión con la base.- La inclinación de la cabezanivelante es regulada por los tornillos de nivelar.
Son 4 los tornillos de nivelar en los aparatos americanos y tres en loseuropeos.
Para nivelar un aparato de cuatro tornillos, se gira el plato hasta que elnivel quede paralelo a dos tornillos opuestos; se encuentra la burbuja denivel moviendo los dos tornillos, en sentido contrario, la misma cantidad. Laburbuja se desplaza de acuerdo con la dirección del movimiento delpulgar de la mano izquierda.Se gira luego el plato a 90o y se hace lo mismo con los otros dos tornillosopuestos. El proceso se repite alternativamente sobre dos partes de tornillosopuesto hasta que la burbuja permanezca centrada en cualquier posicióndel plato.Si el aparato tiene tres tornillos de nivel de nivel, se pone el nivel
primeramente paralelos a dos de ellos.Se debe cuidar que todos los tornillos de nivelar estén siempre en contactocon la base.
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EL ANTEOJO:
Existe 2 tipos de anteojos; el del enfoque externo, y el de enfoque interno.En el primeo el enfoque se hace movimiento al objetivo; en el segundo elobjetivo permanece fijo y el enfoque se logrará mediante un lente interior llamado lente de enfoque.
OBJETIVO:
Es un lente compuesto de un exterior viscoso, de crownglass y otro interior cóncavo convexo, de un cristal. Tiene que ser un lente compuesto, si fuerauno biconvexo tendría el inconveniente de la aberración esférica y la
aberración cromática. El objetivo produce sobre el plano del retículo unaimagen del objeto.
HILOS DE RETÍCULO:
Son un par de hilos, uno horizontal y el vertical, sostenido por un anillometálico llamado retículo. Generalmente son hilos de tela de araña o deplástico. Ahora se usan rayados finamente sobre un vidrio. El retículo puedellevar también otros hilos adicionales para Taquimetría, llamados hilossuperiores e hilos inferiores, equidistantes de hilos horizontales o el hilomedio.
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Sobre el plano de los hilos de retículo debe caer la imagen formada sobreel plano de retículo.
OCULAR:
Hace las veces de un microscopio ampliando la imagen formada sobre elplano del retículo. Hay dos tipos de ocular:El que invierte la imagen que ha formado el objetivo presentándola al ojoen su posición normal; lo usan los anteojos llamados de imagen normal elque no invierte la imagen formada por el objetivo sino que solo la
aumenta. Lo llevan los aparatos llamados de imagen invertida. Este tipo esmás ventajoso por hacer más corto el anteojo y además porque debido aque tiene menos lentes, da una imagen más brillante y clara.
PODER DE AUMENTO DEL OCULAR:
Es la relación existente entre el ángulo bajo en el cual se ve la imagen sinanteojo y el ángulo bajo en el cual se ve la imagen aumentada, El poder de aumento del telescopio varía en los teodolitos de 20 a 40 diámetros,según sea teodolito de tipo de posición.
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El eje óptico es la dirección según la cual un rayo de luz no experimentauna desviación al atravesar un lente.- El eje óptico debe coincidir con lalínea de vista, para lo cual se pueden subir o bajar los hilos del retículo.
ENFOQUE:
Del ocular: se mueve el porta ocular hacia dentro y hacia fuera hasta quese vean nítidos los hilos del retículo.
Del objetivo: con el tornillo de enfoque y gracias a un sistema de engranajeque permite deslizar el porte objetivo, se hace que la imagen caiga sobreel plano del retículo.Es aconsejable mantener ambos abiertos mientras se esté observando,pues así se fatigan menos.
TORNILLO DE FIJACIÓN Y DE MOVIMIENTO LENTO:
El aparato posee unos mecanismos para poder fijarlo en cualquier posicióne imprimirle pequeños movimientos respecto al eje fijo. Cuando está sueltoel cono exterior puede girar libremente alrededor. Cuando se ajusta laabrazadera presiona y le impide girar; Sin embargo se le puede imprimir unpequeño giro a todo el conjunto ajustando o aflojando, el cual actúadirectamente sobre tope que permanece fijo.
CLASIFICACIÓN DEL TEODOLITO
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Teodolito moderno.
Los teodolitos se clasifican en teodolitos repetidores, reiteradores, brújula yelectrónicos.
Teodolitos repetidoresEstos han sido fabricados para la acumulación de medidas sucesivas de unmismo ángulo horizontal en el limbo, pudiendo así dividir el ánguloacumulado y el número de mediciones.
Teodolitos reiteradores
Llamados también direccionales, los teodolitos reiteradores tienen laparticularidad de poseer un limbo fijo y sólo se puede mover la alidada.
Teodolito – brújula
Como dice su nombre, tiene incorporada una brújula de característicasespeciales. Éste tiene una brújula imantada con la misma direcciónal 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 parahacer las lecturas del círculo vertical y horizontal, desplegando los ángulosen una pantalla, eliminando errores de apreciación. Es más simple en suuso, y, por requerir menos piezas, es más simple su fabricación y en algunoscasos su calibración.Las principales características que se deben observar para comparar estosequipos que hay que tener en cuenta: la precisión, el número deaumentos en la lente del objetivo y si tiene o no compensador electrónico.
Ejes
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Ejes principales de un teodolito.
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 latrayectoria del Cenit-Nadir, también conocido como la línea de laplomada, y que marca la vertical del lugar.
El eje óptico es el eje donde se enfoca a los puntos. El eje principal esel eje donde se miden ángulos horizontales. El eje que sigue latrayectoria de la línea visual debe ser perpendicular al ejesecundario y éste debe ser perpendicular al eje vertical. Los discosson fijos y la alidada es la parte móvil. El [eclímetro] también es eldisco vertical.
El eje Horizontal de Rotación del Anteojo o eje de muñones es el ejesecundario del teodolito, en él se mueve el visor. En el eje demuñones hay que medir cuando utilizamos métodos directos, comouna cinta de medir, y así obtenemos la distancia geométrica. Simedimos la altura del jalón obtendremos la distancia geométricaelevada y si medimos directamente al suelo obtendremos ladistancia geométrica semielevada; las dos se miden a partir del ejede muñones del teodolito.
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El plano de colimación es un plano vertical que pasa por el eje decolimación que está en el centro del visor del aparato; se genera al girar elobjetivo.
Ejes secundarios
Línea de fe
Línea de índice
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 ratial, 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 seutiliza 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.
Características no constructivas fundamentales
Para realizar un buen levantamiento topográfico se deben considerar lassiguientes condiciones:
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 (S-S).
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PROCEDIMIENTOS
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 fundamentalmentepara 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 las longitudes variables
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.
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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 pto. estación.
Es necesario que la excentridad del eje vertical respecto al pto. 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.
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CONCLUSIONES
El desarrollo de la presente práctica, ha permitido a los alumnos del cursoaprender el reconocimiento y la instalación del teodolito.
Es importante no confundir inconscientemente los tornillos de mando de laaliada acimutal con el general del instrumento, ya que si se moviese y nocoincidieran el cero inicial con la posición al moverse, es decir si se realizauna mala medición con el teodolito quedaría inutilizado el trabajo.