Empleo de instrumentos
Todos los trabajos de campo necesarios para llevar a cabo un levantamiento topográfico. Consisten en esencia en la medida de ángulos y de distancias.
En ciertos trabajos puede ser suficiente medir sólo ángulos, o sólo distancias, pero en general, suele ser necesario medir ambas magnitudes. En algunas operaciones elementales de agrimensura puede bastar con medir ángulos rectos. Utilizando las escuadras y las distancias con cintas metálicas. Pero en general, este tipo de mediciones no gozan de la suficiente precisión. En topografía la medida de ángulos se hace con instrumentos llamados genéricamente goniómetros y la medida de distancias se hace por métodos indirectos (estadimétricos) o más recientemente por métodos electromagnéticos (distanciometros electrónicos).
Los ángulos a medir, pueden ser horizontales (acimutales), los cuales miden el ángulo de barrido horizontal que describe el aparato entre dos visuales consecutivas, o verticales (cenitales), que miden el ángulo de inclinación del anteojo al lanzar una visual a un punto concreto.
EL TEODOLITO
Teodolito es una palabra formada por los vocablos griegos Theao, que significa mirar, y hodos, que quiere decir camino. Como se puede ver la etimología no se corresponde en su totalidad con el instrumento, ya que un teodolito es un instrumento para medir ángulos. Generalmente Teodolito es un goniómetro cuya óptica es más evolutiva o más refinada, que tiene también mecanismos más precisos y sobre todo, cuyas lecturas angulares se hacen en círculos hechos sobre cristal y se aproximan mediante un micrómetro de tipo óptico y un
microscopio.
Este instrumento fue concretado después de otros intentos por él ingles Jesse Ramsden (1735-1800), quien fabricó los primeros teodolitos. Posteriormente introduciendo algunos cambios, el alemán Reicheback llego a confeccionar un teodolito demasiado parecido a los teodolitos de nonio actuales.
Partes principales de un teodolito
1. Base Nivelante.- Descansa sobre la meseta del trípode y se cala en posición
horizontal por medio de cuatro o tres tornillos nivelantes, para el calado aproximado del instrumento, la base nivelante va provista de un nivel esférico.
2. Base Interior.- Se encuentra el circulo horizontal solidario con este conjunto base,
pero en los instrumentos modernos este círculo puede desplazarse por medio de un botón o cualquier otro medio.
3. La Alidada.- Puede girar sobre su eje vertical (eje de rotación), esta alidada
comprende, los montantes que sustenta el eje horizontal (eje de basculacion), al cual van fijados el anteojo con el eje de puntería y el circulo vertical. También forma de la parte de la alidada el dispositivo de lectura del círculo horizontal, y para el calado preciso va acompañado de un nivel tubular, que es más preciso y más sensible.
Dos montantes verticales del tipo U, para soportar el eje horizontal del telescopio en cojinete. El telescopio gira verticalmente con relación a la línea central del eje. A esta línea se le llama eje horizontal o transversal del telescopio. El telescopio es semejante al nivel montado y tiene un ocular lente de enfoque, una retícula con hilos verticales y horizontales, y el sistema de lentes del objetivo.
TORNILLOS DE PRESION Y DE MOVIMIENTO LENTO
Estos instrumentos topográficos poseen unos mecanismos para poder fijarlos en cualquier posición e imprimirle pequeños movimientos respecto a un eje fijo.
El circulo vertical o arco esta sostenido por una cruceta y gira al mismo tiempo que el telescopio; el círculo horizontal es fijo o movible a la base.
CIRCULO GRADUADO O LIMBO
(Horizontal o Vertical)
A la corona circular, cuyo contorno está dividido con trazos finos.
LIMBOS METALICOS y LIMBOS DE CRISTAL.- Para los teodolitos económicos se graba la
división directamente sobre. el borde de un disco de bronce porta-limbo, plateando luego la parte ocupada por la división.
LIMBOS DE CRISTAL.- En el año de 1924, el Ingeniero suizo H. Wild, logró construir en los
talleres ópticos, limbos de cristal. Debido a la homogeneidad de este material, la graduación puede ejecutarse sobre el mismo con gran fineza y nitidez.
Debido a la transparencia del vidrio es posible hacer pasar. a través del limbo los haces de luz, obteniendo así para la observación de la graduación una claridad de las imágenes tal que permite emplear aumentos mucho más fuertes que los que resultan practicables para lecturas de limbos metálicos.
Estos círculos de cristal, tienen un sistema óptico de lectura que permite ver una sola imagen, dos lugares diametralmente opuestos del círculo y de los que suministra una lectura por coincidencia, que se efectúa fácilmente en un microscopio cuyo ocular está al lado del ocular del telescopio. Esta lectura única representa ya la medida que era obtenida anteriormente a partir de las lecturas en el microscopio de la derecha y en el microscopio de la izquierda para poder eliminar error de excentricidad de círculo. Gracias a esta innovación todos los elementos frágiles - han podido colocarse en el interior del instrumento. El poder efectuar sin cambiar de sitio la visual de un punto y la lectura de los círculos no solo proporciona un ahorro de tiempo sino también una mejor precisión de medida. .
GRADUACION y NUMERACION DE LOS LIMBOS.- Los círculos se gradúan en 360 grados
sexagesimales ó 400 g. centesimal. Además pueden estar divididos de varias maneras como de 10, 15,20 ó 30 minutos.
NUMERACION DE LOS LIMBOS HORIZONTALES.- (vista desde arriba) Por comodidad para
efectuar la medición de ángulos a la derecha y ala izquierda, estas graduaciones están numeradas de 0 a 360 en el sentido del movimiento del reloj, y de 0 a 360 en sentido contrario.
Las graduaciones de 0 a 360 en sentido de la marcha del reloj facilitan la lectura de los azimuts y de los ángulos directos.
CLASIFICACION DE LOS TEODOLITOS
Son muchas las variantes que presentan estos instrumentos, tanto en su construcción como en su aplicación:
Teodolitos Mecánicos
Teodolitos Repetidores.- Es aquel teodolito proyectado de modo que se pueden
acumular lecturas sucesivas del circulo horizontal y se dividen después por el número de sucesivas, el teodolito repetidor se utiliza para poligonales y las triangulaciones de 3er orden.
Teodolitos Reiteradotes.- Casi todos los instrumentos de lectura óptica son
reiteradotes y se emplean cuando son varios los ángulos por medir desde una estación, se empieza por girar la alidada al primer punto y se afina al centro. Estos instrumentos proporcionan una precisión mucho mayor que la anterior, no solo por la exactitud que se leen sino por el mayor diámetro del circulo azimutal y le cuidado extremado con que está hecho su graduación.
Teodolitos Electrónicos
Un teodolito electrónico realiza la medición de los ángulos empleando un sensor fotoeléctrico, en lugar del ojo del operador. Para esto, los círculos tanto horizontal como vertical, han sido graduados únicamente con zonas oscuras que no reflejan luz y con zonas cubiertas de material reflector. La graduación tradicional de los círculos de los teodolitos óptico mecánicos es omitida.
Cada uno de los círculos es analizado mediante dos sensores ubicados en posiciones diametralmente opuestas, con objeto de eliminar la excentricidad. Los sensores están formados por una fuente de luz infrarroja, un sistema óptico y un sensor. La luz emitida por la fuente infrarroja ilumina el círculo, que la refleja o no según incida en las partes reflectoras o en las partes oscuras. El sensor recibe la luz reflejada, generando corriente eléctrica proporcional a la intensidad de luz.
Al girar la alidada, el sensor recibe pulsos de luz, cada vez que se ilumina un sector reflectivo del círculo y por lo tanto genera un tren de pulsos eléctricos proporcional al giro de la alidada. Un microprocesador cuenta los pulsos e interpola el valor del ángulo, presentando el valor de este en forma digital, en una pantalla generalmente de cristal líquido.
Ventajas de los teodolitos electrónicos
1. Fácil lectura de los ángulos, ya que estas magnitudes son mostradas en forma digital y con indicación de las unidades.
2. Mejora de la precisión respecto a un teodolito óptico mecánico del mismo error instrumental, ya que se elimina el error de estimación.
3. Posibilidad de conexión directa con un Distanciómetro electrónico.
4. Posibilidad de realizar cálculos de distancias reducidas y coordenadas, al instante de realizar las mediciones angulares y de distancia.
5. Registro de los valores medidos y calculados en la memoria del instrumento, tarjetas de memoria o colectores externos, eliminando los errores de escritura en la Libreta de Campo. Los datos son transferidos directamente a la PC para su posterior procesamiento.
6. Manejo de Códigos de Campo, para la automatización del proceso de levantamiento.
7. Programas para realizar cálculos en el campo, tales como Orientación del Círculo, Estación Libre, etc.
8. Programas de prueba, que ayudan a verificar la calibración y estado del equipo.
Errores más Frecuentes en los Trabajos con el Teodolito
1. Mala Nivelación del equipo
3. Cambios debido a la temperatura y al viento 4. Mala graduación del limbo
5. Enfoque imperfecto
6. Falta de coincidencia exacta de la cruz filar y el eje de simetría de la señal 7. Mala lectura en la mira
8. Mal uso del tornillo de coincidencia 9. Errores de lecturas angulares.