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UTILIZACION DEL NIVEL Y TEODOLITO
FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA
INTRODUCCION
UTILIZACION DEL NIVEL Y TEODOLITO
FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA
1. INFORME NO: 04/2014-I/UNPRG
“UTILIZACION DEL NIVEL Y TEODOLITO”
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVOS GENERALES:
Aprender el manejo de los nuevos materiales topográficos para la nueva practica
que realizaremos.
Saber cómo encontrar ángulos horizontales con ayuda de los materiales
adecuados.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conocer las partes del teodolito para su correcta manipulación.
Aplicar el procedimiento adecuado en el estacionamiento del teodolito.
Manejar el sistema de lecturas angulares del teodolito.
Usar loa ángulos verticales y horizontales para hacer un levantamiento
3 DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO DE CAMPO
3.1 RECONOCIMIENTO DEL TERRENO:
a) Lugar:
Dentro de la Ciudad Universitaria Pedro Ruiz Gallo, a espaldas de la
Facultad de Zootecnia a campo abierto.
b) Ubicación:
Campo de la Ciudad Universitaria.
c) Limites Referenciales:
Ciudad Universitaria “Nacional Pedro Ruiz Gallo”
Limita:
- Por el Norte: Colegio de la aplicación de la UNPRG
- Por el Sur: Con la urbanización " las dunas"
- Por el Este: Facultad de zootecnia
- Po el Oeste: Pueblo joven “la Republicana”
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d) Fecha y Hora:
03 de Setiembre del 2014, desde las 2:10 - 5:30 pm.
e) Descripción del terreno:
En el campo de trabajo hemos identificado un
suelo seco, duro y algo de partículas de arena.
Es un terreno casi plano con arbustos, pocos
árboles y con algunos obstáculos.
2.1 TRABAJO DE CAMPO
a) Materiales, equipos e instrumentación empleado:
Para realizar mediciones precisas hemos utilizado los siguientes
instrumentos o materiales:
- 02 jalones
- 01 wincha
- 01 nivel
- 01 teodolito
- 01 libreta topográfica
- 02 trípode
- 01 mira
- 01 eclímetro
- 01 brújula
- 01 GPS
a) Jalón: son bastones metálicos pintados cada 10 cm de colores para
poder visualizar puntos en el terreno y hacer bien las punterías, se
utilizan para marcar puntos fijos en el levantamiento de planos
topográficos, para trazar alineaciones, para determinar las bases y para
marcar puntos particulares sobre el terreno. Normalmente, son un medio
auxiliar al teodolito, la brújula, etc.
b) wincha: es una cinta métrica flexible, enrollada dentro de una caja de
plástico o metal, que generalmente esta graduada en centímetros en un
costado de la cinta y en pulgadas en el otro lado.
c) Libreta topográfica: es una libreta adecuada con divisiones en las
páginas para transcribir los datos recogidos en las mediciones.
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d) 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.
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.
El teodolito también es una herramienta muy sencilla de transportar; es por eso que es
una herramienta que tiene muchas garantías y ventajas en su utilización. Es su precisión
en el campo lo que la hace importante y necesaria para la construcción.
Clasificación:
Teodolito moderno.
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.
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Teodolitos reitera dores
Llamados también discrecionales los cuales son muy importantes de pedo 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 son: la precisión, el número de aumentos en
la lente delobjetivo y si tiene o no compensador electrónico.
Ejes
Ejes principales de un teodolito.
El teodolito tiene tres ejes principales y dos ejes secundarios.
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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 el cual se mueve el visor. En el eje de muñones hay que medir cuando se
utilizan métodos directos, como una cinta de medir, y así se obtiene la distancia
geométrica. Si se mide la altura del jalón, se obtendrá la distancia geométrica elevada y si
se mide directamente al suelo, se obtendrá 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
Partes[editar]
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 sensibles serán; sirven para obtener de forma rápida el
plano horizontal. Estos niveles tienen en el centro un círculo, hay que colocar
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la burbuja dentro del círculo para hallar un plano horizontal bastante aproximado.
Tienen menorprecisión 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 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.
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.
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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 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.
Movimientos del teodolito
Este instrumento, previamente instalado sobre el trípode en un punto del terreno que se
denomina estación, realiza los movimientos sobre los ejes principales.
Movimiento de la alidada
Este movimiento se realiza sobre el eje vertical (S-S), también presente en los
instrumentos de todas las generaciones de teodolito. Permite al operador girar el anteojo
horizontalmente, en un rango de 360.
Movimiento del anteojo
Este movimiento se lo realiza sobre el eje horizontal (K-K) y permite al operador girar
desde el punto de apoyo hasta el Cenit, aunque estos casos son muy raros ya que
mayormente se abarca un rango promedio de 90º. y otro...
Características constructivas fundamentales
Para realizar un buen levantamiento topográfico se deben considerar las siguientes
condiciones:
Cuando el teodolito se encuentra perfectamente instalado en una estación, el eje
vertical (o eje principal) (S-S) queda perfectamente vertical.
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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).
Tipos de teodolitos
1. THEO-80A
2. WILLTIAX-084355
e) Nivel: El nivel topográfico, también llamado nivel óptico o
equialtímetro es un instrumento que tiene como finalidad la medición
de desniveles entre puntos que se hallan a distintas alturas o el traslado de cotas de un punto conocido a otro desconocido.
Características
Pueden ser manuales o automáticos, según se deba calibrar horizontalmente el nivel
principal en cada lectura, o esto se haga automáticamente al poner el instrumento "en
estación"
El nivel óptico consta de un anteojo similar al del teodolito con un retículo estadimétrico,
para apuntar y un nivel de burbuja muy sensible (o un compensador de gravedad o
magnético en el caso de los niveles automáticos), que permita mantener la horizontalidad
del eje óptico del anteojo, ambos están unidos solidariamente de manera que cuando el
nivel está desnivelado, el eje del anteojo no mantiene una perfecta horizontalidad, pero al
nivelar el nivel también se horizontaliza el eje óptico.
En los últimos treinta años se ha producido un cambio tal en estos instrumentos, que por
aquella época, principios de la década del ´80 casi todos los instrumentos que se utilizaban
eran del tipo "manual" pero en este momento es raro encontrar uno de aquellos
instrumentos, incluso son raras la marcas que aun los fabriquen ya que las técnicas de
fabricación se han perfeccionado tanto que los automáticos son tan precisos y confiables
como los manuales, a pesar de la desconfianza que despertaban en los
viejos topógrafos los primeros modelos automáticos.
Este instrumento debe tener unas características técnicas especiales para poder realizar
su función, tales como burbuja para poder nivelar el instrumento, anteojo con los
suficientes aumentos para poder ver las divisiones de la mira, y un retículo con hilos para
poder hacer la puntería y tomar las lecturas, así como la posibilidad de un compensador
para asegurar su perfecta nivelación y horizontalidad del plano de comparación.
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Precisión
La precisión de un nivel depende del tipo de nivelación para el que se lo utilice. Lo normal
es un nivel de entre 20 y 25 aumentos y miras centimetradas o de doble milímetro. Con
este nivel y la metodología apropiada se pueden hacer nivelaciones con un error de
aproximadamente 1.5 cm por kilómetro de nivelada.
Para trabajos más exigentes existen niveles con nivel de burbuja partida, retículo de cuña,
placas planoparalelas con micrómetro y miras de INVAR milimetradas, con los cuales se
pueden alcanzar precisiones de unos 7 mm por kilómetro de nivelada con la metodología
apropiada.
Tipos de niveles:
1) CSTVERGEL32X
2) CSTVERGEL28X
3) NIKONNAC-25
4) TOPTONAT-66
f) Mira: En topografía, una estadía o mira estadimétrica, también
llamado estadal en Latinoamérica, es una regla graduada que permite
mediante un nivel topográfico, medir desniveles, es decir, diferencias
de altura. Con una mira, también se pueden medir distancias
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con métodos trigonométricos, o mediante untelémetro
estadimétrico integrado dentro de un nivel topográfico, un teodolito, o
bien un taquímetro
Hay diferentes modelos de mira:
Las más comunes son de aluminio, telescópicas, de 4 o 5 metros; son generalmente
rigídas
De madera vieja, pintada; que son más flexibles
Para obtener medidas más precisas, hay miras en fibra de vidrio con piezas
desmontables para minimizar las diferencias debido a Juegos inevitables al
sostenerlas;
Para una mayor precisión, hay miras de Invar, para ser utilizadas con los niveles de
precisión con micrómetro placa paralela: son de una sola pieza, disponible en
diferentes longitudes, por ejemplo, 3 metros para usos corrientes, o de un metro para
mediciones bajo tierra.
Los niveles empleados hasta 1970, invertían la imagen, por este motivo las miras se
pintaban entonces en simetría especular para que las cifras se pudieran leer, pero hoy día
ya no es el caso. Regularmente las miras o estadales están graduadas en metros,
decímetros y centímetros, la lectura se realiza precisando hasta el milímetro.
En las miras destinadas a ser usadas con niveles electrónicos, las graduaciones son
reemplazadas por un código de barras. Suelen llevar un nivel de burbúja para comprobar
su verticalidad durante la medida.
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g) Trípode: es el soporte para diferentes instrumentos de medición
como teodolitos, estaciones totales, niveles o tránsitos. Cuenta con
tres pies de madera o metálicas que son extensibles y terminan en
regatones de hierro con estribos para pisar y clavar en el terreno.
Deben ser estables y permitir que el aparato quede a la altura de la
vista del operador 1,40 m - 1,50 m. Son útiles también para aproximar
la nivelación del aparato.
h. Brújula: o compás magnético es un instrumento que sirve de orientación,
que tiene su fundamento en la propiedad de las agujas magnetizadas. Por
medio de una aguja imantada señala el norte magnético que es ligeramente
diferente para cada zona del planeta, y distinto del Norte geográfico. Utiliza
como medio de funcionamiento el magnetismo terrestre. La aguja imantada
indica la dirección del campo magnético terrestre, apuntando hacia los polos
norte y sur. Únicamente es inútil en las zonas polares norte y sur, debido a l a
convergencia de las líneas de fuerza del campo magnético terrestre.
El tránsito de bolsillo se puede ajustar para el ángulo de declinación de acuerdo a su localización
en la Tierra. Se utiliza para obtener mediciones de grados direccionales (azimut) mediante el
campo magnético de la Tierra. Sosteniendo la brújula a la altura de la cintura, el usuario mira el
espejo integrado y se alinea la línea objetivo, guiando la aguja que está en el espejo. Una vez que
estas tres están alineadas y la brújula está a nivel, se pueden hacer la lectura de azimut.
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Como usarla
- La burbuja del nivel esférico tiene que ser en el centro.
- La aguja tiene que ser libre.
- Se toma el valor del rumbo N.....E o N.....W
- Para tomar el valor del rumbo se usan solo los cuadrantes I
(entre 0 hasta 90º) o el cuadrante IV (entre 270º hasta 360º).
Significa la aguja que marca entre 0-90º o entre 270-360º es
la aguja de la lectura. Puede ser la aguja negra o la aguja
blanca. Existen dos posibilidades:
- Una de las agujas marca entre 0-90º azimutal (cuadrante I):
Automáticamente se toma N [valor] E. En este caso siempre
sale una "E"
- Una de las agujas marca entre 270º-360 azimutal (cuadrante
IV): Tenemos que usar la distancia entre norte y la aguja o como fórmula: N [360º-valor]
W. En este caso siempre sale una "W".
g. Eclímetro: Es un goniómetro que se utiliza para medir ángulos cenitales. Podemos distinguir dos tipos de eclímetros como son:
o Eclímetros de Plano: cuando el limbo del aparato va fijo.
o Eclímetros de Línea: son aquellos que permiten efectuar la lectura cenital ya
corregida, van provistos de un nivel de gran sensibilidad que calamos en cada visual girando el limbo, para hacer coincidir el cero de la graduación en la posición en
coincidencia con el cenit.
Se dice del eclímetro que es un aparato que sirve para medir inclinaciones, en mediciones
topográficas, consta de una mira y un visor donde hay una línea horizontal que debe ser
situada justo sobre el punto del cual queremos medir su inclinación, para esto debemos
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mover el semicírculo metálico, hasta que la burbuja se ubique en el centro del aparato,
para luego tomar el Angulo de elevación o depresión según sea el caso.
Este instrumento nos permite, además, obtener una lectura rápida y segura de las escalas
con un error mínimo en la medición y se puede utilizar como nivel automático o a mano
para nivelaciones, porque la línea cero oscila automáticamente a la posición horizontal.
Es un instrumento de mirar que se caracteriza por su manejo sencillo y la rapidez con que
se pueden determinar los ángulos de elevación y de depresión. Se utiliza para mediciones
preliminares, construcciones de carreteras y líneas ferrocarriles, secciones transversales,
gradientes e exploraciones de pendientes, para mediciones geológicas y forestales, etc.
h. NAVEGADORES GPS (SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL):
Hay dos tipos:
Estos son más para fines recreativos y aplicaciones que no requieren gran precisión,
consta de un dispositivo que cabe en la palma de la mano, tienen la antena integrada, su
precisión puede ser de menor a 15 mts, pero si incorpora el sistema WAAS el error en
posicionamiento puede ser menor a 3 mts.
Además de proporcionar nuestra posición en el plano horizontal pueden indicar la
elevación por medio de la misma señal de los satélites, algunos modelos tienen también
barómetro para determinar la altura con la presión atmosférica.
Los modelos que no poseen brújula electrónica, pueden determinar la “dirección de
movimiento” (rumbo), es decir es necesario estar en movimiento para que indique
correctamente para donde está el norte.
3. Conclusiones
Podemos decir que el nivel junto con el teodolito son instrumentos muy
necesarios, que nos van a permitir ubicar un objeto a cierta distancia mediante la
medida de ángulos.
Al hacer uso de estos instrumentos en especial con el nivel y el teodolito,
obtuvimos una gran información de lo que es, hace y como funciona.
Se comprendió la metodología necesaria para obtener datos con el teodolito;
especialmente el cálculo de la distancia horizontal desde el teodolito hasta el jalón
que se puso como punto de referencia.
Es de mayor facilidad trabajar con el teodolito a comparación con el nivel; ya que
con el primero podemos obtener medidas mas aproximadas tanto vertical como
horizontal para el levantamiento de terrenos.
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4. Recomendaciones
El trípode tiene que estar bien posicionado a la hora de colocar el nivel y el
teodolito para tener un mejor resultado en nuestra practica.
Tener una posición adecuada a la hora de tomar las medidas del nivel y teodolito
para obtener una medida aproximada de cada punto.
Se recomienda, hacer un buen uso de los materiales, tratando de tomar todas las
medidas con cuidado para evitar posibles errores, así como cuidar los
instrumentos para poder realizar nuestras futuras prácticas.
Todos los estudiantes deben colaborar para hacer una práctica efectiva y así
culminar más rápido.
5. Linkografias
http://es.wikipedia.org/wiki/Teodolito
http://es.wikipedia.org/wiki/Nivel_topogr%C3%A1fico
http://es.wikipedia.org/wiki/Mira_(topograf%C3%ADa)
http://www.buenastareas.com/ensayos/Levantamiento-Topografico-De-Un-Eje-
De/51787328.html
http://www.buenastareas.com/ensayos/Topografia-Trazado-De-Una-Poligonal-
Abierta/31316677.html
