teodolito

Universidad Nacional de IngenieríaFacultad de Ingeniería CivilDepartamento Académico de Topografía y vías de transporte

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El presente trabajo es la prueba de esfuerzo y dedicación de un grupo de estudiantes, que ha demostrado interés en el curso. De igual manera queremos agradecer a la biblioteca de la facultad de Ingenieria Civil, por habernos facilitado bibliografía necesaria para el trabajo.

GRACIAS POR COLABORAR CON EL PROGRESO


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DEDICATORIA

Dedicamos este trabajo monográfico a todos los estudiantes de la facultad de Ingeniería en especial a los de Ingeniería Civil sin olvidarnos de nuestro guía de conocimientos que con sus saberes que nos va guiando en este camino de la Universidad, nos referimos a nuestro amable y respetado profesor.

.Ya que mediante este trabajo monográfico podamos aprender y profundizar un poco más sobre el Teodolito.Espero nos disculpen por algunos errores, y que sea de su agrado el presente trabajo monográfico.


INDICE

I. Resumen……………………………………………………………………………….…………………………. 4

II. Introducción……………………………………………………………………………………….……………... 5

III. Teodolito…………………………………………………………………………………………………………… 6III.1. ¿Qué es un teodolito?III.2. Partes de un teodolitoIII.3. Sistema axial y sus ejes

IV. Clasificación……………………………………………………………………………………………..……… 13

V. Puesta en estación del teodolito………………………………………………………………......... 16

VI. Manejo y cuidado de los instrumentos ………………………………………………………..…. 19

VII. Conclusiones y Recomendaciones……………………………………………………………….…… 21

VIII. Glosario…………………………………………………………………………………………………..………. 22

IX. Bibliografía…………………………………………………………………………………………….……….. 23

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Resumen

Es un aparato que posee múltiples usos en topografía, se usa principalmente para medir ángulos horizontales y verticales, distancias por taquimetría y para trazar alineamientos rectos.

Hay tres clasificaciones principales: Teodolitos concéntricos/excéntricos (la cual es la más antigua), Teodolitos repetidores/reiteradores, Teodolito de lectura óptica/lectura de índice

El teodolito contiene conjuntos de ejes imaginarios los cuales tienen que cumplir ciertas condiciones entre si, para poder realizar una buena medición, este sistema está compuesto por tres ejes: Eje Vertical, Eje Horizontal, Eje de Colimación

Partes de un teodolito: base, alidada limbo, nivel tubular, collar para enfocar, el telescopio, tornillos calantes, anteojo, espejo de Iluminación, tornillo macrométrico, tornillos micrométricos, nivel esférico.

Como instalar el teodolito:

1.- Se armó el trípode sobre la estación, instalando el plato lo más horizontal posible, ubicado en una estaca para instalar el teodolito

2.- Se sacó el equipo utilizando uno de los montantes y se ubicó sobre el plato horizontal del trípode sin soltar el teodolito. Luego con el tornillo de sujeción se atornilla el teodolito al trípode.

3.- Una vez que la plomada nos indica que estamos dentro de un radio menor de unos 2 cms. Del punto estación, tenemos que mejorar el centrado con las patas del trípode y nivelar el aparato a través del nivel circular.

4.- Finalmente se verticaliza el eje principal a través de los tornillos nivelantes. Primero se coloca el aparato en tránsito, paralelo a dos tornillos nivelantes; al manipular hacia adentro este cambia la posición quedando perpendicular el tercer tornillo nivelante, al manipular este hacia adentro o hacia afuera se nivela nuevamente el nivel tubular, una vez realizado este procedimiento se comprueba el nivel tubular en todas las direcciones, si el aparato se manifiesta nivelado, la instalación estaría correcta.

Una vez que se llevó a cabo la instalación se procede a medir ángulos horizontales, para lo cual se fija el punto de observación B y se cala cero-cero, después se fija un punto de observación C y se miden los ángulos verticales y horizontales

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Introducción

En este trabajo trataremos el tema de teodolito, ya que para un ingeniero civil es muy importante tener muy en claro: que es un teodolito, como se usa, para que se usa, cuál es su importancia.

Empezaremos por su definición, así mismo proseguiremos con la descripción de sus componentes, su estacionamiento, la lectura de sus ángulos, medidas de distancias, qué hacer con dichos ángulos.

Este aparato debido a que contiene múltiples usos, entre ellos el más resaltante que es el de medir ángulos horizontales y verticales, por ejemplo; podemos usarla para conocer los ángulos de una poligonal de un terreno en estudio, ya que esta influirá en la ejecución de cualquier obra que se decida realizar en dicha en dicho terreno.

Dichas lecturas de ángulos se usan también, para alineación de puntos en un plano horizontal o vertical, así como también para hallar la medida aproximada de distancias por medio del principio de estadía.

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Teodolito

¿Qué es un teodolito?

El teodolito es un instrumento utilizado en la mayoría de las operaciones que se realizan en los trabajos topográficos.El teodolito, también denominado taquimétrico, es un instrumento topográfico que sirve para medir direcciones a puntos del terreno, como también la inclinación de estos puntos respecto de un plano horizontal de referencia. Este plano horizontal que pasa por el punto de observación, se define mediante la nivelación del instrumento. De las direcciones medidas se deducen ángulos horizontales y verticales (Angulo central o altura sobre el horizonte)Directa o indirectamente, con el teodolito se pueden medir ángulos horizontales, ángulos verticales, distancias y desniveles.

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Partes de un teodolito

Base: Macizo metálico con un hueco en forma cilíndrica o cónica, el cual sirve de asiento para el limbo alidada.

Alidada: Tiene una plataforma donde se ubican los tornillos calantes determinados para vertical izar los ejes verticales (V-V). La parte inferior está vinculada con el trípode. Aquí se ubican anteojo, espejo, iluminación, plomada óptica, tornillos macrometricos y micrométricos.

Limbo: Se determina como el círculo horizontal del teodolito, es el círculo donde se miden los ángulos horizontales de 0 a 360 grados.

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Nivel Tubular: También llamados niveles de plataforma, van montados en ángulos rectos, sobre la plataforma superior y sirven para nivelar los teodolitos, de modo que el eje vertical tome realmente esta posición al hacer las observaciones.

Collar Para Enfocar El Telescopio: Permite enfocar el objeto, para tomar con más precisión los ángulos con que se van a trabajar.

Tornillos Calanteso tornillos nivelantes: El pie del aparato puede llevar tres o cuatro tornillos niveladores o tornillos calantes que tienen sus puntas apoyadas sobre la placa de la base del instrumento, cuando giran estos tornillos el teodolito de inclina, la función de los tornillos calantes es de nivelar el teodolito con la ayuda del nivel tubular.

Nivelación con tres tornillos

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Tornillos nivelantes

Anteojo: Va fijado a un eje horizontal que su aleja en cojinete dispuesto sobre soportes. El anteojo puede girar alrededor de este eje telescopico horizontal y puede girar verticalmente apretando el tornillo de fijación que corresponde.

Espejo De Iluminación: permite la entrada de luz, para leer la imagen del limbo y el eclímetro.

Tornillo Macrometrico: Permite tener mayor moviendo al teodolito y fijar el instrumento para tomar ángulos, limbo, alidada, anteojo.

Tornillo micrométrico

Tonillos Micrométricos: Permite hacer pequeños movimientos para girar el punto en el cual se va a trabajar, cruz del retículo y moviendo horizontal y vertical.

Nivel Esférico: Permite nivelar el teodolito con los trípodes, después de nivelar el instrumento con este nivel se va a utilizar el nivel tubular.

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Sistema axial y sus ejes

Son conjuntos de ejes imaginarios los cuales tienen que cumplir ciertas condiciones entre sí, para poder realizar una buena medición, este sistema está compuesto por tres ejes:

Eje Vertical: Se materializa en el teodolito cuando el nivel azimutal (circuito vertical) se encuentra colocado y coinciden con la vertical del punto estacionario V-V.

Eje Horizontal: Se materializa en el centro del eclímetro o circulo vertical H-H.

Eje de Colimación: Es el que pasa por el centro del eclímetro C-C. Condición.

El V-V sea vertical.

V-V perpendicular H-H. Error inclinación.

H-H perpendicular C-C. Error colimación.

Ejes de un teodolito

Representación esquemática de un teodolito

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La base del teodolito (A) se apoya directamente sobre el trípode mediante los tornillos nivelantes (B). Sobre la base, para horizontalizar la misma, va colocado un nivel esférico de burbuja (C).En los teodolitos repetidores, el circulo horizontal (D) puede girar alrededor del eje vertical. Para la fijación del circulo a la base se dispone de tornillos de presión (E), y para pequeños movimientos de colimación se utiliza el tornillo e coincidencia (F).En los teodolitos reiteradores, el circulo horizontal esta fijo a la mase y puede ser deslizado o rotado un tornillo de corrimiento (G).Para la fijación del círculo a la alidada y para los pequeños movimientos de colimación, existen los tornillos de fijación (H). La alidada (J) gira alrededor del eje vertical de rotación. Sobre la alidada van los índices de lectura (K) y el nivel torico (L) del circulo horizontal.Sobre los montantes de la alidada se apoyan el círculo vertical y el anteojo (N). el anteojo se fija a la alidada mediante el tornillo de fijación (O), y los pequeños movimientos de colimación se realizan con el tornillo de coincidencia (P).

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Clasificación

Teodolitos repetidores

Está constituida por dos ejes:- El eje de rotación de la base; alrededor de cual puede girar la estructura que contiene el

transportar la horizontal conjuntamente con este. Para bloquear dicho movimiento, basta ajustar el tornillo de fijación de la base. para activar el movimiento lento de la base, primero se ajusta el tornillo de fijación respectivo para luego girar el tornillo tangencial correspondiente.

- El eje de rotación de la alidada, alrededor del cual puede girar la alidada. Para bloquear el movimiento de rotación de la misma, basta ajustar el tornillo de fijación de la alidada. Para activar el movimiento lento, primero se ajusta el tornillo de fijación de la alidada para luego girar el tornillo tangencial correspondiente.

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.

Teodolitos reiteradores

Llamados también direccionales, los teodolitos reiteradores tienen la particularidad de poseer un limbo fijo y sólo se puede mover la alidada.Está constituido por un eje:

- El eje de rotación de la alidada; alrededor de la cual puede girar la alidada. Para bloquear el movimiento de rotación de la misma, basta ajustar el tonillo de fijación de la alidada. Para activar el movimiento lento, primero se ajusta el tornillo de fijación de la alidada ara luego girar el tornillo tangencial correspondiente.

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. El desarrollo de la electrónica y la aparición de los microchips han hecho posible la construcción de teodolitos electrónicos con sistemas digitales de lectura de ángulos sobre pantalla de cristal líquido, facilitando la lectura y la toma de datos mediante el uso en libretas electrónicas de campo o de tarjetas magnéticas; eliminando los errores de lectura y anotación y agilizando el trabajo de campo. . Es más simple en su uso, y, por requerir menos piezas, es más simple su fabricación y en algunos casos su calibración.

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Las principales características que se deben observar para comparar estos equipos que hay que tener en cuenta: la precisión, el número de aumentos en la lente del objetivo y si tiene o no compensador electrónico.

Los teodolitos difieren entre sí en cuanto a los sistemas y métodos de lectura. Existen teodolitos con sistemas de lectura sobre vernier y nonios de visual directa (figura 2), microscopios lectores de escala (figura 3), micrómetros ópticos (figuras 4 y 5), sistemas de lectura de coincidencia (figura 6).

Fig. 2. Teodolito con lectura directa de nonio

Fig. 3. Teodolito con microscopio lector de escala

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Fig. 4. Teodolito con micrómetro óptico

Fig. 5. Teodolito con micrómetro óptico

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Fig. 6. Teodolito con sistema de lectura de coincidencia

Puesta en estación del teodolito

A continuacion, se van a dar una serie de recomendaciones para realizar el estacionamiento de un aparato topografico(taquimetrico, teodolito, estacion total). Debe tenerse en cuenta que un buen estacionamiento es la abse primordial para un buen trabajo topografico.

Lo primero que se debe hacer es extender el tripode de forma que la vertical imaginaria pase lo más cerca posible del punto a estacionar. Las patas deben abrirse lo suficiente para conceguir una buena estabilidad: si estan muy cerradas, el tripode es muy inestable y tendera a caerse; si estan muy abiertas, tendremos dificultado el movimiento en torno al tripode

Tripode excesivamente cerrado Tripode excesivamente abierto Tripode bien posicionado

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El siguiente paso sera colocar el teodolito sobre la plataforma del tripode, sujetandola fuertemente con el tornillo de fijacion del tripode. Debe asegurarse de que la estacion esta siempre unida al tripode, ya que una caida del instrumento a esta altura afectara con seguridad seriamente a sus elementos mecanicos, opticos y/o electronico.

Plataforma del tripode plataforma del teodolito

Teodolito estacionado

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Una vez que el aparato esta sujeto al tripode, vemos a travez de la plomada optica donde esta el punto de estacion. Sin dejar de mirar a traves de la plomada optica, sujentado una pata con cada mano. Levantamos el tripode con cada mano, levantamos el tripode girando y hacemos coincidir el punto de estacion son la señal de la plomada. Una vez echa esa coincidencia, posamos suavemente las patas del tripode y fijamos firmemente el tripode.

Base nivelante con plomada optica Plomada optica

Obseravmos el nivel esferico y la situacion del la burbuja; ahora nivelaremos el nivel esferico subiendo o bajando las patas del tripode. Cuando este la burbuja centrada en el nivel esferico, empezaremos a nivelar el nivel de la alidada o principal del instrumento.

Nivel esferico Nivelacion con

patas

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Colocamos el nivel de la alidada en direccion a dos tornillos, y girandolos en sentidos contrarios, centramos la burbuja, despues giramos el aparato y tocando el tercer tornillo, centramos la burbuja del nivel.

Comprobamos el centrado del instrumento optico con la plomada optica, y si es necesario se afloja el tornillos de sujeccion del aparato al tripode, desplazando suavemente el instrumento, o con los tornillos nivelantes centramos la señal de la marca y subiendo o bajando las patas del tripode se centra la burbuja del nivel esferico.

Repetimos la operación hasta que este perfectamente nivelado el aparato.

Una vez que está el intrumento estacionado, podemos hacer lecturas en el teodolito.

Manejo y cuidado de los instrumentos

A continuacion se dan una serie de recomendaciones de tipo genral, pero que deberan ser tenidas siempre muy en cuenta.

Tratar el instrumento con sumo cuidado, en especialcuando lo sacamos o intrucimos en la caja, que debera estar situado en un lugar seguro. Al introducirlos. Comprobar que los tornillos de presion esten sueltos.

Al montar el instrumento sobre el tripode comprobar que quede bien asegurado el tornillo se sujeccion, sin exagerar, que quede bien centrado y que los tornillos nivelantes esten a la mitad de s recorrido, para lo cyal, la myor parte llevan una muesca.

Transportar el conjunto aparato- tripode, tomando todas las precauciones necesarias. En general, si se llevan con las patas cerradas, siempre en posicion vertical, si se llevan con las patas abiertas, sera de forma que quede sobre el hombre el tornillo de sujeccion al tripode, de forma que quede el aparato a la altura de la cabeza.

Los tornillos de presion se apretaran cuando sea necesario, aunque no muy a fondo para no pasarlos y para poder liberarlos con facilidad.

No abandonar el instrumento estacionado donde exista la posibilidad de acidente o robo.

Realizar el estacionamiento del instrumento de forma que no deban situarse las patas del tripode demasiado juntas, asegurandose, ademas que queden firmementes apoyadas en el suelo.

Al mirar por el anteojo, previamente enfocado, puede observarse falta de nitidez. Nunca debe limpiarse el ocular ni el objetivo ni con las manos ni con un paño basto, a falta de material mas apropiado, usar preferentemente un pañuelo de papel.

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Al visar la mira o punto o punto a colimar, debe verse perfectamente el retículo, exento de error de paralaje.

No apoyar las manos sobre el tripode. Solo accionar los tornillos.

Al moverse alrededor del tripode, procurar no tropezar con las patas del mismo.

Antes de comenzar las observaciones hay que comprobar:- Origen de los angulos verticales (posicion del 0o) - Sentido de las horizontales.- Graduacion de los limbos.- Perfecto calado de los niveles.

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CONCLUSIONES

El teodolito es un instrumento que posee múltiples usos en topografía, principalmente para medir ángulos horizontales y verticales. Otros usos son alineación de puntos en un plano horizontal o vertical y medición de distancias aproximadas (distancia estadimétrica).

La medición de ángulos con el teodolito se basan en los limbos, que son placas circulares de vidrio en cuya superficie llevan grabados líneas muy finas que definen la graduación del instrumento.

Para obtener una medición de ángulos precisa debemos realizar una buena estación del teodolito.

RECOMENDACIONES

Antes de ir al campo se deberá tener ciertos conocimientos sobre el manejo, el estacionamiento y los principios en los que se rige el teodolito. Esto nos permitirá un mejor desempeño en campo y ahorro de tiempo.

Al terminar de estacionar el teodolito se debe revisar si el eje vertical está centrado respecto al punto topográfico en cuestión, caso contrario se deberá corregir con los tornillos nivelantes o con el tornillo de sujeción.

Para una mejor precisión se recomienda aplicar la regla de Bessel. Así obtenemos un promedio de medidas angulares que se aproximará más al valor real.

GLOSARIO

ACIMUT:

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Ángulo formado entre una línea y un meridiano. Normalmente nos referimos con este término a la orientación geográfica.

LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO:

Conjunto de operaciones ejecutadas sobre el terreno, con los instrumentos adecuados, el levantamiento topográfico necesita una serie de mediciones y triangulaciones, que luego nos permitirá la elaboración del Plano de ese lugar o terreno.

TAQUIMETRÍA:

Es la operación de medir alturas, distancias y ángulos horizontales o verticales de puntos sobre el terreno.

REPLANTEO:

Es el proceso inverso a la toma de datos, y consiste en plasmar en el terreno detalles representados en planos, como por ejemplo el lugar donde colocar pilares de cimentaciones, anteriormente dibujados en planos.

ALTURA INSTRUMENTAL:

Es la medida desde el piso al anteojo.

DISTANCIA ESTADIMÉTRICA:

Es la distancia que se calcula realizando el “Corte de mira”, es decir se leen los hilos estadimétricos superior e inferior, se restan las medidas y se multiplica por una constante que generalmente es 100.

PUNTO TOPOGRÁFICO

Es el punto de referencia sobre un objeto fijo con su elevación conocida y desde donde se pueden determinar otras elevaciones. Se lo llama también Banco de Nivel o Cota Fija.

POLIGONAL

Es la línea quebrada y cerrada que liga las distintas estaciones desde dónde se harán y a las cuales estarán referidas las mediciones para los puntos del levantamiento.

MICRÓMETRO

Unidad de longitud equivalente a la millonésima parte de un metro.

BIBLIOGRAFIA

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Libros y textos:

TOPOGRAFÍA TÉCNICAS MODERNAS: MSc. Ing. Jorge Mendoza Dueñas – Universidad Nacional de Ingeniería – Lima, Perú – 2011.

TOPOGRAFÍA: Jack McCormac – Limusa Wiley, Mexico – 2004

TOPOGRAFÍA, teoría y problemas: Ing. Néstor Huamán Guerrero – Universidad Nacional de Ingeniería – Lima, Perú – 1978.

Páginas Web:

http://es.wikipedia.org/wiki/Teodolito

http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/modulo-iv-planimetria-con-teodolito1.pdf

http://www.unirioja.es/servicios/sp/catalogo/online/topografia.pdf

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http://www.unirioja.es/servicios/sp/catalogo/online/topografia.pdf

http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/modulo-iv-planimetria-con-teodolito1.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Teodolito

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