EL TEODOLITO

INTRODUCCION

En este trabajo se puede dar a conocer el tema del teodolito como ser sus antecedentes para mayor conocimiento sobre este, su definición, sus partes principales y su clasificación.

1.    ANTECEDENTES.

1.1.        HISTORIA DEL TEODOLITO.

Alrededor del año 3000 a.C, los babilones y egipcios utilizaban cuerdas y cadenas para la medición de distancias.

Fue entonces hasta 560 a.C que con la influencia de estos grupos se creó el "Gnomon", el cual servía para la determinación de norte y la circunferencia de la tierra respectivamente.

Años más tarde se creó la "Dioplata" o plano horizontal para la determinación de ángulos y nivelación. Este fue el invento más antiguo más parecido a un teodolito, ya que presentaba como base un tubo en U, el cual servía para horizontalizar la plataforma, de hecho, el término dioptrías se utiliza a veces en textos antiguos como sinónimo de teodolito.

"Antes del teodolito, se utilizaron instrumentos como las geométricas círculos y semicírculos graduados, cuadrados y varios para obtener cualquier cantidad de mediciones de ángulos verticales u horizontales. Era sólo cuestión de tiempo antes de que alguien puso dos dispositivos de medición en un solo instrumento que podía medir ambos ángulos al mismo tiempo.

El primer instrumento más parecido a un verdadero teodolito fue probablemente construido por Joshua Habermel en Alemania en 1576, siendo complementado con la brújula y el trípode.

Los instrumentos altacimutales primeras consistían en una base graduada con un círculo completo en la extremidad y un dispositivo de medición del ángulo vertical, normalmente, un semicírculo. Una alidada en la base se utiliza para la vista un objeto para la medición de ángulo horizontal, y una segunda alidada se monta en el semicírculo vertical. Más tarde instrumentos tenían un solo alidada en el semicírculo vertical y todo el semicírculo se montan de manera que se utiliza para indicar directamente ángulos horizontales. Con el tiempo, la simple alidada, abierto-vista fue reemplazado con un telescopio avistamiento. Esto se hizo por primera vez por Jonathan Sisson en 1725.

El teodolito se convirtió en un instrumento moderno, exacto en 1787 con la introducción del famoso grande teodolito de Jesse Ramsden, que creó usando un motor de división muy precisa de su propio diseño. La demanda no se pudo cumplir por teodolitos extranjeros debido a su falta de precisión, por lo tanto, todos los instrumentos que satisfagan las exigencias de precisión se realizaron en Inglaterra. A pesar de los muchos constructores de instrumentos alemanes en el cambio de siglo, no había teodolitos alemanes utilizables disponibles. Una transición se produjo por Breithaupt y la simbiosis de Utzschneider, Reichenbach y Fraunhofer. Mientras que la tecnología avanzaba, en la década de 1840, el círculo vertical parcial fue sustituido por un círculo completo, y los círculos verticales y horizontales fueron finamente graduada. Este fue el teodolito de tránsito. Teodolitos fueron posteriormente adaptadas a una variedad más amplia de elementos de montaje y usos. En la década de 1870, una versión a base de agua interesante del teodolito fue inventado por Edward Samuel Ritchie. Fue utilizado por la Marina de los EE.UU. a dar los primeros estudios de precisión de los puertos estadounidenses en el Atlántico y las costas del Golfo."

"Los antiguos instrumentos, eran demasiado pesados y la lectura de sus limbos (círculos graduados para medir ángulos en grados, minutos y segundos) muy complicada, larga, y fatigosa. Eran construidos en bronce, acero, u otros metales.

El ingeniero suizo Enrique Wild, en 1920, logró construir en los talleres ópticos de la casa Carl Zeiss (Alemania), círculos graduados sobre cristal para así lograr menor peso, tamaño, y mayor precisión, logrando tomar las lecturas con más facilidad."      "En la primera parte del siglo 20, Heinrich Wild produjo teodolitos que se hizo popular con los inspectores. Su Wild T2, T3, y los instrumentos A1 se hicieron durante muchos años."

2.    DEFINICION.

El teodolito es un instrumento de medición mecánico-óptico que se utiliza para obtener ángulos verticales y horizontales, en la mayoría de los casos, 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 para 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.

2.1.        ¿COMO FUNCIONA EL TEODOLITO?

Un teodolito es un artilugio complejo pero básico por así decirlo, se trata de un trípode que tiene un telescopio acoplado encima con dos círculos que están graduados y uno va colocado en vertical y el otro en horizontal. Gracias a estos círculos y a las lentes se pueden medir los ángulos A pesar de decir que es un instrumento simple, la realidad es que es una pieza muy útil en el sector de la construcción porque su precisión es difícil de encontrar en otros materiales.

3.    PARTES DE UN TEODOLITO.

Niveles: El nivel es un pequeño tubo cerrado que contiene una mezcla de alcohol y éter y 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 el medio minuto; los modernos, que tienen una precisión de entre 10", 6", 1" y hasta 0.1".

Nivel esférico: Es una 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 la burbuja dentro del círculo para hallar un plano horizontal bastante aproximado. Tienen menor precisión que los niveles tóricos; su precisión está en 1´ como máximo, aunque lo normal es 10´ o 12´.

Nivel tórico: Si está descorregido 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 se ha determinado. Se puede trabajar estando descorregido, pero hay que cambiar la constante que da el fabricante. Para trabajar estando descorregido se necesita un plano paralelo. Para medir hacia el norte geográfico (se miden acimuts; si no se tienen orientaciones) se utiliza el movimiento general y el movimiento particular. Sirven para orientar el aparato y si se conoce el acimutal se sabrán las direcciones medidas respecto al norte.

Plomada: Se utiliza para que el teodolito esté en el mismo vertical que el punto del suelo.

Plomada de gravedad: Bastante incómoda en su manejo, se hace poco precisa sobre todo los días de viento. Era el método utilizado antes de aparecer la plomada óptica.

Plomada óptica: es la que llevan hoy en día los teodolitos; por el ocular se ve el suelo y así se pone el aparato en el mismo vertical que el punto buscado.

Limbos: Discos graduados que permiten determinar ángulos. Están divididos de 0 a 360 grados sexagesimales, o de 0 a 400 grados centesimales. En los limbos verticales se pueden 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 permite aumentar o disminuir la precisión de un limbo. Se dividen 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: Es el mecanismo óptico que permite hacer la función de los nonios, pero de forma que permite ver una serie de graduaciones y un rayo óptico mediante mecanismos; esto aumenta la precisión.

Partes accesorias

Trípodes: Se utilizan para trabajar mejor; tienen la misma X e Y pero diferente Z, ya que tienen 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): Es el 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 radial, 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.

4.    ¿COMO SE USA UN TEODOLITO?

·         Escogemos un lugar desde el cual queramos medir un ángulo ya que el punto en el que coloquemos el instrumento marcará la diferencia.

·         Lo siguiente sería regular la altura del teodolito para poder ver a través del visor, este punto es importante por la comodidad más que por un desajuste que pueda surgir. De paso también podrás ubicar mejor el enfoque y el lado.

·         Revisamos el teodolito y vemos que en la parte de abajo hay una plomada, con ella adaptaremos y nivelaremos el teodolito hasta que quede perfecto.

·         Toca revisar el visor, en él verás que destaca una línea roja que sirve para indicar cuál es la línea que se está midiendo, si no está correcto podrás mover el visor de arriba a abajo hasta dar con el punto exacto que necesitas medir.

5.    DIFERENCIA ENTRE TAQUIMETRO Y TEODOLITO.

Tanto el teodolito como el taquímetro vienen del mismo invento, su predecesor se llamaba goniómetro y la verdad es que los siguientes artilugios han evolucionado mucho.

El teodolito es un instrumento que se utiliza para triangulaciones o incluso para lo mismo que el taquímetro, mientras que el taquímetro mide los itinerarios entre dos cotas.

Cada instrumento tiene su utilidad y su diferencia radica precisamente en eso, en que cada uno ayuda a cada necesidad.

6.    CLASIFICACION DEL TEODOLITO.

Se clasifica en tres:

o         Mecánicos. - El teodolito mecánico es un utensilio más simple que hace la misma función que el electrónico, pero de manera analógica, al no tener pantalla es necesario contar con un visor que nos da el ángulo y las medidas.

o         Electrónicos. - La principal ventaja y diferencia de los teodolitos electrónicos frente a los mecánicos es la pantalla, gracias a los digitales podemos ver en la pantalla todos los datos que antes teníamos que calcular de forma manual.

o         Antiguos. - Los teodolitos antiguos se han convertido en una pieza de colección.

6.1.        TIPOS DE TEODOLITOS SEGÚN SU USO.

·         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.

·         Teodolitos reiteradores. Llamados también direccionales, los 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. Este 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, mostrando 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.

·         Estación total.  Se denomina estación total a un instrumento electro-óptico utilizado en topografía, cuyo funcionamiento se apoya en la tecnología electrónica. Consiste en la incorporación de un distanciómetro y un microprocesador a un teodolito electrónico. Algunas de las características que incorpora, y con las cuales no cuentan los teodolitos, son una pantalla alfanumérica de cristal líquido (LCD), leds de avisos, iluminación independiente de la luz solar, calculadora, distanciómetro, trackeador (seguidor de trayectoria) y la posibilidad de guardar información en formato electrónico, lo cual permite utilizarla posteriormente en ordenadores personales. Vienen provistas de diversos programas sencillos que permiten, entre otras capacidades, el cálculo de coordenadas en campo, replanteo de puntos de manera sencilla y eficaz y cálculo de acimutes y distancias.

·         Estación semitotal. En este aparato se integra el teodolito óptico y el distanciometro, ofreciendo la misma línea de vista para el teodolito y el distanciometro, se trabaja más rápido con este equipo, ya que se apunta al centro del prisma, a diferencia de un teodolito con distanciometro, en donde en algunos casos se apunta primero el teodolito y luego el distanciometro, o se apunta debajo del prisma, actualmente resulta más caro comprar el teodolito y el distanciometro por separado.

·         Teodolito de vernier. Es un instrumento utilizado para medir el ángulo, que no es exclusivo de los equipos de topografía. Desde el siglo 17, los teodolitos han sido la principal herramienta utilizada en las inspecciones geodésicas. El teodolito emplea una escala Vernier, que con un poco de práctica, puede medir con precisión los ángulos a los minutos.

·         Escaner Lidar. Estación lídar Leica utilizado para el escaneo de edificios, formaciones rocosas, etc. con el objetivo de generar modelos 3D. Un lídar o lidar​ (un acrónimo del inglés LIDAR, Light Detection and Ranging o Laser Imaging Detection and Ranging) es un dispositivo que permite determinar la distancia desde un emisor láser a un objeto o superficie utilizando un haz láser pulsado. La distancia al objeto se determina midiendo el tiempo de retraso entre la emisión del pulso y su detección a través de la señal reflejada. En general, la tecnología lídar tiene aplicaciones en geología, sismología y física de la atmósfera.

CONCLUSION.

En conclusión el uso del teodolito es muy importante para la realización de levantamientos topográficos con medidas exactas, debido a que nos van a permitir ubicar un objeto a cierta distancia mediante la medida de ángulos ya que se puede obtener medidas con mayor precisión tanto vertical como horizontal al realizar el levantamiento topográfico.

BIBLIOGRAFIA.

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http://centrodeartigos.com/articulos-noticias-consejos/article_135862.html

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http://yoanli2.blogspot.com/

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

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http://www.ehowenespanol.com/tipos-teodolitos-lista_70873/

DISPONIBLE EN LA RED: https://construadictos.wordpress.com/2008/12/05/topografia/