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topografia
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
“MANEJO Y USO DEL TEODOLITO Y BRÚJULA”
INFORME N ° 05
DOCENTE : CABELLO CHAVEZ VICTOR
ALUMNO : Fernandez Gamarra Henry.
CURSO : TOPOGRAFÍA I
CODIGO : 2008209307
Agosto de 2009
HUARAZ – PERÚ
I. OBJETIVOS:
Aprender los usos y manejo del teodolito (medir ángulos:
Horizontales, azimut; y verticales).
Conocer las partes y distintos tipos de teodolito.
Conocer más acerca del uso y utilidad de la brújula.
II. INSTRUMENTOS:
01 Teodolito.
Trípode de teodolito.
Brújula.
III. FUNDAMENTO TEORICO:
EL TEODOLITO
Instrumento que se adapta a diferentes usos en el campo de la Topografía.
Usado principalmente para mediciones de ángulos horizontales y verticales, para
medir distancias por Taquimetría o estadía y para trazar alineamientos rectos.
Es un instrumento que tiene grandes aplicaciones. Sus elementos
fundamentales son: El limbo horizontal (Azimutal) y el vertical llamado también
eclímetro, que está destinado a la medida de los ángulos verticales. Los
modernos teodolitos vienen montados sobre trípodes perfeccionados que
permiten, después de instalado el instrumento, imprimir las pequeñas
traslaciones sobre la vertical del punto de estación, lo que se preocupara lograra
de primera intención al situar el trípode.
Otra parte importante de los teodolitos es el anteojo, el cual puede estar
montado en dos collares o en dos cojines que permiten el movimiento vertical
del mismo, cuando el anteojo puede dar la vuelta de campana completa se llama
transito. Por la manera de operar los teodolitos pueden ser reiteradores y
repetidores, es decir aptos la medida de los ángulos por el método respectivo.
En ambos casos el limbo azimutal está dispuesto de tal manera que puede girar
independientemente de la aliada; pero mientras en los primeros esta rotación
puede hacerse a mano, puesto que se afirma la puntería de las visuales hasta
que el limbo se hace solidario al basamento. En los repetidores hace falta la
existencia de un tornillo de coincidencia para los pequeños movimientos del
limbo citado, porque hay que explicar con precisión también el anteojo, cuando
gira conjuntamente con la alidada. En los teodolitos los movimiento de todo el
aparato, así como también los movimientos particulares de la alidada horizontal
y vertical de los mismos, se verifica mediante la acción de mandos o tornillos de
precisión y de coincidencia o movimiento lento (tangenciales), igualmente llevan
uno o dos niveles sobre el platillo del limbo, sobre la placa de los nonios o
montados en los soportes que sustentan la alidada vertical, llevando también
algunos un nivel fijado por encima o debajo del anteojo.
Las partes de los teodolitos y especialmente los mandos y tornillos de operación
suelen ser designados por varios nombres que vienen a significar lo mismo.
CARACTERÍSTICAS DEL TEODOLITO COMUN:
Los tránsitos están diseñados para tener un equilibrio adecuado entre la
amplificación y la resolución del anteojo, la aproximación micrométrica
del vernier y la sensibilidad de los niveles de burbuja de la aliada y del
anteojo. Se supone en el diseño una longitud media de visual de
alrededor de unos 90 m (300 pie).
En consecuencia, un instrumento estándar de 1’tiene las siguientes
propiedades.
Amplificación, 18 a 28 diámetros
Campo visual, 1° a 1°30’
Resolución, 4’’ a 5’’
Enfoque mínimo, aproximadamente a 1.5 a 2.1 m (5 a 7 pie)
Sensibilidad de los niveles del anteojo por división de 2 mm, 30’’ a 60’’
Peso del instrumento sin el tripié, 5 a 7.5 Kg.
La retícula está constituida generalmente por la cruz filiar (los hilos
centrales vertical y horizontal) y dos hilos de estadía.
a. TEODOLITOS DE PRECISION DIRECCIONAL:
Un teodolito direccional es un tipo instrumental no repetidor que no tiene
movimientos horizontales. Se lee con “direcciones “mas que ángulos.
Los recuadros que se presentan en pantalla negra para cada figura
muestran el sistema de lectura de los círculos del instrumento. Los
círculos vertical y horizontal del instrumento DKM2-a.
El sistema de lectura del instrumento Th-2, que se ilustra en la figura 12
es similar al del aparato DKM2-A. Una perilla selectora permite ver él
círculo horizontal o el vertical a trabes del visor; no pueden verse ambos
círculos simultáneamente. La ventanilla central de la figura 12 muestra
las graduaciones en partes diametrales opuestas del círculo. El
micrómetro ya ha sido ajustado para leer haciendo que coincidan las
graduaciones opuestas, y en esa posición, él numero correspondiente a
un múltiplo de 10’ en la lectura aparece indicada en la ventanilla
izquierda, directamente al lado de numero graduados. Las posiciones
adicionales de minutos y segundos de la lectura se toman de la
ventanilla situada a la derecha. El ángulo así indicado en el instrumento
Th-2 es 125°, mas 4x10’ (ambos de la ventanilla izquierda), mas 7’36.0’’
(en la ventanilla de la derecha), lo cual da una lectura final de
125°47’36.0’’.
PROCEDIMIENTO PARA LA UTILIZACIÓN DE LAS PARTES DEL
TEODOLITO
1. 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 casi lleno de Éter sulfúrico o alcohol, y el resto de aire,
formando una burbuja que ocupa el espacio o la parte más alta.
El tubo va dentro de una caja metálica que lleva tornillos para fijarle al
aparato. Una recta longitudinal tangente a la curva de la cara inferior del
tubo en su punto medio se denomina “eje del nivel” cuando la burbuja
está “centrada” el eje del nivel debe estar horizontal.
A mayor radio la burbuja ocupa desplazamiento de la burbuja fuera de
sus Reparos.
MECANISMO PARA NIVELAR UN APARATO:
Esta operación se hace por medio de los tornillos de nivelar y de
acuerdo con los niveles del plato. El mecanismo que hace posible esta
nivelación se puede ver esquemáticamente.
La cabeza nivelante se puede inclinar; gracias a la articulación de rótula
que hace flexible su conexión con la base.- La inclinación de la cabeza
nivelante es regulada por los tornillos de nivelar.
Son 4 los tornillos de nivelar en los aparatos americanos y tres en los
europeos.
Para nivelar un aparato de cuatro tornillos, se gira el plato hasta que el
nivel quede paralelo a dos tornillos opuestos; se encuentra la burbuja de
nivel moviendo los dos tornillos, en sentido contrario, la misma
cantidad.- La burbuja se desplaza de acuerdo con la dirección del
movimiento del pulgar de la mano izquierda.
Se gira luego el plato a 90o y se hace lo mismo con los otros dos
tornillos opuestos.- El proceso se repite alternativamente sobre dos
partes de tornillos opuesto hasta que la burbuja permanezca centrada
en cualquier posición del 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
contacto con la base.
2. 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 el objetivo permanece fijo y el enfoque se logrará mediante un
lente interior llamado LENTE DE ENFOQUE.
3. OBJETIVO:
Es un lente compuesto de un exterior viscoso, de crown glass y otro
interior cóncavo convexo, de un cristal. Tiene que ser un lente
compuesto, si fuera uno biconvexo tendría el inconveniente de la
aberración esférica y la aberración cromática.- El objetivo produce sobre
el plano del retículo una imagen del objeto.
4. HILOS DE RETÍCULO:
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 un vidrio.- El retículo
puede llevar también otros hilos adicionales para Taquimetría , llamados
hilos superiores e hilos inferiores , equidistantes de hilos horizontal o el
hilo medio.
Sobre el plano de los hilos de retículo debe caer la imagen formada
sobre el plano de retículo.
5. OCULAR:
Hace las veces de un microscopio ampliando la imagen formada sobre
el plano del retículo. Hay dos tipos de ocular:
El que invierte la imagen que ha formado el objetivo presentándola al
ojo en su posición normal; lo usan los anteojos llamados de imagen
normal el que no invierte la imagen formada por el objetivo sino que solo
la aumenta. Lo llevan los aparatos llamados de imagen invertida.- Este
tipo es más ventajoso por hacer más corto el anteojo y además porque
debido a que 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
sin anteojo 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.
El eje óptico es la dirección según la cual un rayo de luz no experimenta
desviación al atravesar un lente.- El eje óptico debe coincidir con la línea
de vista, para lo cual se pueden subir o bajar los hilos del retículo.
6. ENFOQUE:
Del ocular: se mueve la porta ocular hacia dentro y hacia fuera
hasta que se vean nítidos los hilos del retículo.
Del objetivo: con el tornillo de enfoque y gracias a un sistema
de engranaje que permite deslizar el porte objetivo, se hace
que la imagen caiga sobre el plano del retículo.
Es aconsejable mantener ambos abiertos mientras se esté observando,
pues así se fatigan menos.
7. TORNILLO DE FIJACIÓN Y DE MOVIMIENTO LENTO:
El aparato posee unos mecanismos para poder fijarlo en cualquier
posición e imprimirle pequeños movimientos respecto al eje fijo.-
Cuando está suelto el cono exterior puede girar libremente alrededor.-
Cuando se ajusta la abrazadera presiona y le impide girar; Sin embargo
se le puede imprimir un pequeño giro a todo el conjunto ajustando o
aflojando, el cual actúa directamente sobre tope que permanece fijo.
CORRECIONES AL TEODOLITO:
Se debe cumplir primero lo siguiente:
A. Primero
Comprobación:
Se nivela el aparato, luego se gira 180o sobre su eje vertical, esto si la burbuja
permanece centrada por lo contrario el ángulo formado por el eje de nivel y el eje
vertical del aparato no es recto sino es de 90-ángulo.- Al girar el aparato 180º el
error inicial se duplica razón por la cual tan solo se corrige la mitad del
desplazamiento observado.
Corrección:
Se efectúa sobre la segunda posición corriendo la mitad con los tornillos de ajuste
de nivel y la otra con los tornillos de nivelar.
Es necesario comprobar nuevamente, repitiendo el procedimiento.
B. Segundo. El hilo vertical del retículo debe ser verdaderamente vertical.
Comprobación:
Se coloca una plomada a una distancia aproximada de 50mts del aparato.
Estando la plomada en reposo, se hace coincidir el hilo vertical del retículo con el
hilo de la plomada; si esto coincide exactamente, se cumple el enunciado.
Corrección:
Si ocurre hay necesidad de corregir los hilos del retículo, lo cual se aflojan dos
tornillos consecutivos, y se gira el retículo hasta que suceda lo ilustrado.-
Enseguida se vuelven a ajustar estos tornillos.
C. La línea de vista debe ser perpendicular al eje perpendicular del anteojo.
Comprobación:
Se nivela el aparato en O se coloca una escala en A, a una distancia aproximada
de 100mts se transita el aparato y se coloca otra escala en B a igual distancia
aproximadamente; se gira 180º y se mira nuevamente a, A; se vuelve a transitar y
se la visual pasa por B exactamente, se cumple lo enunciado.
Corrección:
Si la visual no pasa por B, sino por el punto C, hay que corregir corriendo el
retículo con dos tornillos opuestos, hasta que la visual pase por el punto D situado
a ¼ de la distancia CB, a partir del punto C, se corrige solo una cuarta parte, pues
es la distancia CB el error ángulo ha quedado incluido cuatro veces.- Esta
corrección debe efectuarse en un terreno que sea más o menos plano.
D. El eje horizontal debe ser perpendicular al eje vertical del aparato.
Comprobación:
Se coloca el tránsito cerca de un muro sobre el cual se puede localizar un punto A
bajo un ángulo vertical >45º, .- Inclinando el anteojo línea de vista debe sobre el
punto B lo cual confirma lo enunciado.
Corrección:
Si la línea de vista no cae exactamente sobre B sino sobre un punto C, al lado de
B, hay que efectuar la corrección enfocado el punto D, medio entre B y C,
levantando luego el anteojo hasta la altura del punto A y haciendo coincidir la
visual con A por medio del tornillo de corrección que sube o baja un extremo del
eje horizontal.
E. La línea de vista debe ser horizontal cuando la burbuja del anteojo este
encerrada.
Comprobación:
Sobre terreno plano, se elevan dos estacas A y B a una distancia aproximada de
100mts.-El aparato es centra o nivela sobre un punto M equivalente de A y de B.-
Las lecturas de la verdadera diferencia de nivel Ay B.- Luego se sitúa el aparato
detrás de una de las estacas a una distancia menor de 5 mts.; se calcula la
diferencia de nivel y si es igual a la anterior, se cumple el enunciado.
Corrección:
Si la segunda diferencia de nivel no es igual a la primera, hay que hacer la visual
horizontal cuando la burbuja del nivel del anteojo está centrada, para lo cual hay
que corregir el nivel con los tornillos que para tal efecto tiene.
CENTRAJE Y NIVELACIONES DEL APARATO:
Al colocar el transito 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 circulo 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:
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.
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.
Se le coloca la plomada al gancho que para tal fin tiene el tránsito, si el
aparato tiene este tipo de plomada.
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 mas de 2cm aparte del punto
estación , tenemos que mejorar el centraje con las patas .
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.
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.
USOS DEL TEODOLITO
1. Determinación de una distancia entre dos puntos cuando no puede medirse
directamente.
2. Determinación de la intersección de dos líneas.
3. Medición de un ángulo cuando el instrumento no se puede colocar en el
vértice.
4. Prolongación de una línea recta.
5. Trazar una línea recta entre dos puntos.
a. Los dos puntos son visibles.
b. Los dos puntos no son visibles, pero visibles desde un punto
intermedio.
c. Los dos puntos extremos no son visibles, ni visibles desde un
punto intermedio.
6. Medición de ángulo (método de precisión).
LA BRÚJULA
Brújula del tipo Brunton:
La brújula "Brunton" se usa generalmente para mediciones del rumbo y manteo.
Es decir mediciones del tipo "medio circulo" y del " tipo americano". También
mediciones del concepto "circulo completo" son posible. La brújula "Brunton"
existe en la versión azimutal (de 0 hasta 360º) y en la versión de cuadrantes
(cada cuadrante tiene entre 0-90º).
a) Brunton para tipo americano
1. La brújula está en orientación del rumbo, junto a las rocas
2. La burbuja del nivel esférico tiene que ser en el centro
3. La aguja tiene que ser libre
4. 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:
Caso 1: Una de las agujas marca entre 0-90º azimutal (cuadrante I):
Automáticamente se toma N [valor] E. En este caso siempre sale un "E"
Caso 2: Una de las agujas marca entre 270º-360 azimutal (cuadrante IV):
Tenemos usar la distancia entre norte y la aguja o como formula: N [360º-valor]
W. En este caso siempre sale un "W".
5. Se pone la brújula perpendicular al rumbo
6. Se usa el clinómetro
7. La burbuja del nivel tubular tiene que ser en el centro
8. Se toma la lectura del clinómetro como manteo
La lectura del clinómetro se toma en la escala del clinómetro, abajo de la escala
azimutal. Este valor, no mayor de 90º es el manteo:
Entonces: N....E; mt
9. Se estima la dirección de inclinación en letras (N,NW,E,SE,S,SW,W,NW)
Al ultimo se estima con ayuda de la brújula la dirección de inclinación del plano
medido. Pero se usa solo letras como N, NE, E, SE, S, SW, W, NW) para indicar la
dirección de inclinación: N.....E;mt
b) Brunton como círculo completo
1. Se usa el espejo como placa para medir
2. El espejo tiene que ser junto con la roca
3. La burbuja del nivel esférico tiene que ser en el centro
4. La aguja está libre
5. Se fija la aguja
6. Se estima la dirección de inclinación del plano
7. Se elige la aguja más cerca de la estimación como valor de la dirección de
inclinación
Por ejemplo: Se estima una dirección de inclinación del plano alrededor de SW
(entre 270º hasta 180º). La aguja blanca de la brújula Brunton marca hacia 220º, la
aguja negra hacia 40º. La estimación indica que la aguja blanca con 220º es la
aguja correcta.
PROCEDIMIENTO:
TRABAJO EN CAMPO:
Lo que se hizo en la práctica fue colocar el teodolito en una estación para
lanzar desde allí visuales o medir ángulos, es necesario que se cumplan dos
condiciones fundamentales para lograr precisión en los datos tomados:
1. Que el eje vertical del aparato pase exactamente por el punto que se toma
como estación.
2. Que el aparato este perfectamente nivelado, es decir, que su circulo
horizontal este en un plano horizontal, con lo cual los ángulos horizontal
ángulos verticales en un plano verdaderamente vertical.
La manera de centrar (hacer pasar el eje vertical sobre el punto estación) y
nivelar (dejar horizontal él circulo) es la siguiente:
a. Se arma el trípode sobre la estación, procurando que la masilla
queda verdaderamente encima de la estaca o palca y además,
quede aproximadamente horizontal, para lo cual se juega con la
longitud variable de las partes del trípode.
b. Se saca el aparato del estuche y se coloca sobre la masilla del
trípode, sujetándole a esta ya sea por medio de rosca o de un clip de
sujeción.
c. Se le coloca la plomada al gancho que para tal fin tiene él transito. Si
el aparato tiene plomada óptica o plomada de bastón se procede a
accionarla para saber en que momento el aparato esta centrado.
d. Una vez que la plomada nos indique que estamos dentro de un radio
menor de unos 2cms, del punto estación, procedemos a nivelar,
como ya se vio si la plomada cae mas de 2cms, aparte del punto
estación, tenemos que mejorar el centraje por medio por medio de
las patas del trípode acortándolas y alargándolas, según para el lado
que se quiera desplazar el eje vertical, esta señalando por la
plomada.
e. Teniendo él aparto nivelado, observando que tan lejos queda el eje
vertical (o sea la plomada) del punto estación. Si esta a una distancia
menor de unos 2cms, podemos soltar él aparto (cada aparato tiene
un sistema particular para esto, pero por lo general, es muy similar
en todos) y, deslizándolo sobre la masilla, hacemos que el eje
vertical pase por el punto estación.
IV. CONCLUSIONES:
En la presente práctica se logra aprender a asentar bien el trípode y nivelar
el teodolito midiendo ángulos horizontales principalmente, azimuts; como
también las partes y la variedad del teodolito que hay actualmente,
cumpliéndose de esta manera con los objetivos trazados.
El teodolito es un instrumento de un uso muy importante para medir
ángulos horizontales, y verticales, este instrumento se usa para poder medir
las distancias por taquimetría.
Existen varios tipos de teodolitos en la actualida como electronico y
mecánicos este ultimo de un bajo costo.
La Brújula tipo brunton (llamada también teodolito de bolsillo), en la cual se
combinan las características principales de una brújula con pinuelas, una
brújula con prisma, un nivel de mano y un clinómetro.
La brújula es un dispositivo exacto y conveniente para levantamientos
ortográficos y preliminares de todas clases. Puede usarse como
instrumento de mano, o bien, apoyada en un báculo o soporte de pértiga, o
en un tripie. La brújula brunton lo utilizan mucho los geólogos.
V. RECOMENDACIONES:
Tener cuidado en la de no visar o centrar sobre un punto equivocado y de
dictar o anotar el valor correcto.
El cuidado en la lectura en la mira con el teodolito habrá más exacto la
medida de la distancia verdadera.
Hacer bien el centrado y nivelar del teodolito antes de dar anotar la lectura,
para reducir los errores de medida que suelen cometerse.
VI. BIBLIOGRAFÍA Y/O PAGINAS WEB:
BRINKER, RUSSELL; WOLF, PAUL/ TOPOGRAFÍA MODERNA
NARVÁEZ; E, LLONTOP, L/ MANUAL DE TOPOGRAFÍA I Y II.
http://webs.sinectis.com.ar/mcagliani/hbrujula.htm
http://www.Instrumentos de Medición.com