Monografia El Teodolito 5v3s1w

TOPOGRAFIA TEMA : EL TEODOLITO

ALUMNO: WALTER PAREDES ARROYO

PROFESOR: ING. PASTOR CARHUATOCTO G.

TURNO: NOCHE

2012

DEDICATORIA Este trabajo se lo dedicamos a nuestras familias, por su apoyo incondicional en el transcurso de

nuestras vidas personales y

profesionales. A nuestros Docentes por brindarnos las herramientas necesarias para triunfar. INDICE Y a todos aquellos que de alguna forma nos incentivan a salir adelante. A todos ellos muchas gracias.

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INDICE

INTRODUCCION

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CONCEPTO EL TEODOLITO

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EJES PRINCIPALES DE UN TEODOLITO

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OBJETIVO FUNDAMENTAL DE UN TEODOLITO

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USOS Y MANEJOS

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TEODOLITO ELECTRONICO

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COMO SE TRANSPORTA EL TEODOLITO

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ESCALA ESTADIMETRICAS

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CONCLUSIONES

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BIBLIOGRAFIA

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INTRODUCCION

El teodolito es un instrumento de medición mecánico-óptico universal que sirve para medir ángulos verticales y, sobre todo, 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 lataquimetría, 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.

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EL TEODOLITO El teodolito es un tipo de goniómetro completo que miden ángulos azimutales y zenitales sobre limbos respectivamente horizontales y verticales y que con el auxilio de dispositivos de lectura, e inclusive pantallas LCD, pueden proporcionar precisiones hasta en fracciones de segundo.

Con la introducción en el mercado de los teodolitos electrónicos, los mismos que combinan las características mecánicas del teodolito convencional con los avances de la electrónica, los trabajos se han hecho más rápidas y con menor error. Las lecturas horizontales y verticales del ángulo, se ponen al día en tiempo real al momento de visar, lecturas que aparecen en la pantalla de cuarzo líquido. Las otras ventajas que ofrecen este tipo de instrumentos son:  Simplicidad de operación, por cuanto con cualquiera de las teclas, tanto de fijación del cero angular (0°), como la lectura izquierda / derecha pueden ser fácilmente realizados.  Señal de indicador de 90°, cuando se mide el ángulo horizontal, cada cuadrante factor de 90° es indicado mediante un bip sonoro.  Fácil fijación de pendientes, el ángulo vertical es convertido en porcentaje de inclinación entre dos puntos, pulsando la tecla respectiva.  Compensador automático vertical, que compensa la inclinación del instrumento hasta un máximo permisible de rango prefijado.

En cuanto a las mediciones de las distancias, éstas se realizan mediante intersecciones de los hilos estadimétricos sobre la mira. También otras funciones, como la colimación, tornillos de enfoque y de ajuste fino, niveles de aproximación y de precisión, tornillos de fijación de los movimientos horizontal y vertical, tornillos nivelantes, plomada óptica y otras son funciones similares a los existentes a los existentes en los instrumentos convencionales.

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Los elementos esenciales de todo teodolito son: 

El anteojo (generalmente de imagen directa),



La base nivelante.



El trípode.

La conformación óptico-mecánica de los teodolitos son genéricas para todos los equipos sólo varían particularmente detalles como e! sistema de lectura angular,es decir en escalas graduadas de 0° a 360° equivalentes a Og a 390g, incrementados en el sentido de las agujas del reloj.

Entre los elementos y mecanismos para la verificación y corrección de un teodolito; todos los aparatos tienen su anteojo montado de modo que pueda dar la vuelta de campana, por lo tanto obteniéndose lecturas desde dos posiciones, una denominada directa (normal) y el segundo invertido.

Puesta en estación del teodolito y lectura de ángulos horizontales La puesta en estación del teodolito es similar al del nivel de ingeniero. Ésta comienza con la colocación adecuada del trípode en el punto prefijado, de modo que su cabezal quede sensiblemente horizontal. Luego se sujeta el teodolito al cabeza del trípode con el tornillo de sujeción, de manera que sus tornillos nivelantes posibiliten la correcta posición de la siguiente forma:

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 Colocar el eje de colimación en dirección paralela al eje de dos tomillos nivelantes; girar éstos hasta lograr que la burbuja quede en posición perpendicular al tercer tornillo nivelante.  Girar el tercer tomillo nivelante hasta encajar la burbuja en posición concéntrica  Girar el instrumento en 90° para comprobar la correcta posición de la bur Volver el aparato a la primera posición en dirección y sentido, calar la burbuja, si es preciso, y repetir las operaciones hasta que en las dos posiciones perpendiculares quede calada la burbuja.  Una vez nivelado el aparato, ya se puede efectuar visualizaciones para obtener las lecturas angulares correspondientes.

EJES PRINCIPALES DE UN TEODOLITO Eje Principal.- Es la linea imaginaria alrededor del cual gira la aliada, ademas de pasar por el centro del limbo horizontal. Eje Horizontal.- Es la linea imaginaria alrededor del cual gira el anteojo, ademas de pasar por el centro del limbo vertical. Eje de colimacion.- Es la linea que une el cruce de los hilos del reticulo con el centro optico de objetivo.

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BASE Constituida por:

(1) Una plataforma que involucra los tornillos nivelantes. (2) El limbo horizontal, que contiene el transportador respectivo, el cual puede girar respecto al eje principal, sin embargo dicho movimiento puede ser bloqueado por el tornillo de fijación de la base.

Aliada Constituida por: Una estmctura en forma de y que vamontada sobrela base y puede girar respecto al eje principal, sin embargo dicho movimiento puede ser bloqueado por el tornillo de fijación de la alidada.

El anteojo (telescopio) que puede girar respecto al eje horizontal; dicho movimiento puede ser bloqueado por el tornillo de fijacion del anteojo.

OBJETIVO FUNDAMENTAL DE UN TEODOLITO La medicion de angulos es la tarea mas importante que se realliza con un teodolito, para dicho efecto se utilizan los llamdos”limbos” que son placas circulares de vidrio de algunos milimetros de espesor en cuya superficie llevan grabados trazos o lineas muy finas que definen la graduacion de l trasportador y por ende del instrumento. Generalmente un teodolito lleva dos limbos, vertical y horizontal.

Un teodolito invertible es un teodolito con un anteojo que puede ser invertido con respecto al resto de la alidada girándolo alrededor de su eje horizontal sin necesidad de sacarlo de sus cojinetes.

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Un teodolito repetidor es aquel que posee un limbo graduado horizontal puede girar con la alidada o permanecer fijo con la plataforma nivelante, de fornique pueda situarse con precisión el anteojo con respecto al limbo. Con este dispositivo, cuando se visa un ángulo horizontal más de una vez girando el conjunto convenientemente después de cada colimación, el valor del ángulo se va acumulandose sucesivamente sobre el círculo graduado. Un teodolito de dirección es aquel en el que ei limbo horizontal no puede con la alidada. Normalmente el círculo horizontal puede hacerse girar con respecté a la plataforma. Un taquimetro es el término general utilizado para un instrumento que mide distancias con una simple observación. Un inslrumenlo equipado con llilos deesladía es el ejemplo más común.

4-3. Empleo normal. Como casi lodos los teodolitos son de anteojo invertible suele denominar, sencillamente, teodolito, un teodolito que sea invertible repetidor. Un teodolito no necesita un nivel en el anteojo, ni un limbo vertical, hilos de estadía, ni brújula, pero los aparatos actuales suelen tener todos estos elementos.

El instrumento puede utilizarse para medir ángulos horizontales y verticales, velar, efectuar medidas con estadía, realizar obseivuciones astronómicas para dele: minar el norte astronómico y colocar señales en alineaciones, curvas, ángulos y dientes. Con él se pueden medir ángulos horizontales, con prácticamente cualquier grado de exactitud deseada,efectuando tantas repeticiones como sean necesarias.

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USOS Es un aparto que posee multiples usos en topografia, se usa principalmente para medir angulos horizontales y verticales alineacion de puntos en un plano horizontal o vertical, asi como medida aproximada de distancias por medio del principio estadia.

MANEJO

1º

Se sueltan los tornillos de las patas del tripode; para luego juntar estas ultimas tal como se muestra hasta que la superficie de la plataforma coincida aproximadamente con la quijada del operador, en dicha posicion se ajustan los tornillos antes mencionados.

2º

Se extienden las patas del tripode sobre el punto topografico tratando de colocar la plataforma de este en posicion aproximadamente horizontal.

3º

Se instala el teodolito en el tripode con ayuda del tornillo de sujeccion

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4º Se realiza la coincidencia aproximada del eje vertical respecto al punto topografico

5º Llevar a cabo el centrado exacto del eje vertical respecto al punto topografico A) Soltar ligeramente el tornillo de sujecion para luego desplazar el teodolito respecto al tripode lo necesario hasta hacer coincidir el eje vertical con el punto topografico.

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B) Con ayuda de los tornillos nivelantes se consigue el centro exacto.

6º Se realiza el calado del bnivel esferico ( nivelacion aproximada del limbo horizontal) con ayuda de las patas del tripode.

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7º Se lleva el centrado del nivel tubular ( nivelacion precisa del limbo horizontal) con ayuda de los tornillos nivelantes. Final Se ubica la linea recta que une dos tornillos nivelantes cualesquiera paralela al eje longitudinal del nivel tubular, para luego girar simultaneamente ambos tornillos ya sea hacia afuera o hacia adentro hasta centrar la burbuja

Girar la aliada aproximadamente 90° ( 100g) respecto a la posicion inicial, con ello la burbuja volvera a descentrase, coger el tercer tornillo nivelante hasta calar completamente la burbuja

Inicial

Final

Inicial

8º Verificar la posicion topografico en la plomada optica; si el eje vertical se encuentra

en coincidencia con el punto en cuestion, la puesta en estacion a

culminado, de lo contrario es necesario realizar la correccion haciendo uso del 5º paso.

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TEODOLITO Y SUS PARTES

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TEODOLITO ELECTRONICO Permite obtener el valor de la medida angular una pantalla digital de cristal cuarzo. A diferencia de los teodolitos opticos mecanicos, estos poseen limbos codificados acompañados de un sensor electronico que permite convertir los valores analogicos en digitales En la actualidad existen dos sistemas de lectura.

A. El sistema incremental Consiste en medir la diferencia angular entre dos alineamientos , de manera que cuando se coloque el 0°00’00’’ ( si se desease) en un alineamiento, estara realmente marcando una lectura aleatoria , al girar la alidada solidaria al limbo hasta ubicar el alineamiento buscado, el valor angular se habar incrementado, sin embargo el sensor electronico nos dara como medida, la diferencia de lecturas. El limbo de cristal poseen estos aparatos estan codificados mediente franjas trasparentess y oscuras, cuando gira el limbo, la luz atraviesa las zonas claras produciendose un tren de ondas que son contados por el fotosensor. Página 18

En realidad estos teodolitos al igual que los opticos mecanicos tambien poseen una escala adicional siempre compuesta por zonas claras y oscuras que permiten dar mayor precision a las lecturas.

B. El sistema absoluto Esta basado en un limbo codificado, pero con un cero absoluto definido en alguna posicion del disco, de modo que cuando se ordene colocar el 0°00’00’’ en alguna direccion, el limbo girara hasta ubicar dicho valor en el alineamiento establecimiento. Actualmente existen dos tipos del presente sistema.

Sistema estatico

Toma el nombre de estatico (se le llama tambien continuo), porque el fotosensor permace inmovil, mientras el limbo gira solidariamente con la aliada. Al igual que el teodolito optico mecanico, estos tambien llevan consigo un micrometro pero electronico que permite obtener valores finales de minutos y segundos.

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COMO SE TRANSPORTA EL TEODOLITO

Usar con cuidado el instrumento evitando movimientos violentos durante el transporte.

Golpes

fuertes

o

repetidos

compromenten

el

correcto

funcionamiento del teodolito. Comprobar el nivel de carga de las baterÍas antes de utilizar el instrumento. Transporte del instrumento: Soltar siempre el teodolito del trípode cuandose vaya a cambiar de luga. Si el equipo se transporta sobre el trípode, hacerlo lo más verticalmente posible y de frente. No tranpsortar nunca horizontalmente sobre el hombro y en traslados largos meterlo siempre e la caja. Evitar exponer el teodolito a la luz del sol durante largos periodos de tiempo. No exponer a condiciones extremas más de lo necesario, podría afectar a las prestaciones del teodolito. Almacenar el instrumento de modo correcto. Se aconseja lugares de baja humedad y temperaturas que no superen los 110°F (45ºC). Extraer siempre las baterías. Mantener limpio el instrumento del polvo. No usar nunca productos químicos y utilizar un paño húmedo.

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ESCALA ESTADIMETRICAS

1. Metodo estadimétrico El principio se fundamenta en la determinacion de la distancia horizontal entre los dos puntos (D) aprovechando la semejanza del triangulo que se presenta. Si “O” es el ocular de un observador y asumimos conocido los elemnetos del instrumento “P” e “i” asi como la longitud m; geometricamenete se tiene:

D m  P i

De donde: P D  ( )m i

Dado que “P” e “i” son elemntos fijos del instrumento y por tanto constantes, podemos hacer; K=(P/i), luego: D= Kxm Concluyendo que la distancia “D” ES PROPORCIONAL A ALA DISTANCIA VERTICAL “M” Los puntos 1;2 y 1; 2, toman el nombre de extremos estadimetricos

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Hilos estadimetricos Se presentan generalmente en los telescopios de equipos topograficos tal como el teodolito. Estos hilos son lineas muy finas paralelas y simetricos respecto al hilo horizaontal del reticulo. Estas lineas generalmente (en los equipos modernos) se montana en la misma reticula y en el mismo plano que la cruz filar; de manera que la distancia entre ellos es constante.

A.) Para visuales horizontales B.) Consiste en hacer uso de los hilos estadimetricos del teodolito conjuntamente con las graduaciones de un a mira parlante en posicion vertical.

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Demostracion Principio de optica geometrica.

-

En el caso del teodolito y la mira.

f Semejanza de triangulos : d  ( )m i

Pero: f: Distancia focal (constante) I= Distancia entre los hilos estadimetricos (constante) f Si hacemos : K  ( )  constante diastimometrica i

d= K x m

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Del grafico: D= ( c+f) +d D= C+K x m Constante de estadia o auditiva ( C) : C= c+f; es un valor que depende de la fabricacion del telescopio; su valor generalmente aparece en la caja del instrumento. Conmunmente, los teodolitos usan este ultimo tipo de telescopio ( C=0) Constante Diastimometrica(K) .- Tambien depende de la fabricacion; si la distancia entre los hilos estadimetricos es grande, K es relativamente pequeño y por tanto mas preciso ( K= 100,200,300) Generalmente K=100 Finalmente: D= C+ K x m = 0 +100 x m D= (Lectura hilo superior – lectura hilo inferior) x 100

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CONCLUSIONES

El ámbito de la topografía hace uso de variedad de instrumentos para ladeterminación de medidas, desde simplesherramientas hasta lasmas avanzadas. El desarrollo tecnológico e informático ha permitido quelas maquinas realicen las labores de los hombres, pero a pesar de su rapidez y eficacio siempre ser ale hombre quien tome la ultima decision.

Un estudiante no debe despreciar los conocimientos antaños, porque son estos los que determinan la decision final frente a un problema tecnico de las maquinas electronicas.

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BIBLIOGRAFIA  TOPOGRAFIA PARA INGENIEROS

PHILIP KISSAM

 TOPOGRAFIA

JORGE MENDOZA

 TOPOGRAFIA Y SUS APLICACIONES

ING WALTER ZUÑIGA DIAZ

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