EL TEODOLITO
Un teodolito es
un goniómetro completo perfeccionado, con el que es posible realizar desde las
operaciones más simples hasta levantamientos y replanteos muy precisos, pues
permite medir ángulos con gran precisión, mediante la utilización de una
alidada de anteojo y de limbos complementados con nonios o con micrómetros para
poder alcanzar precisiones de hasta 0,5''.
Una variante del
Teodolito es el Taquímetro autorreductor creado por el Italiano Ignacio Porro
(1801–1875). El taquímetro posee además los elementos del teodolito común.
Un aspecto muy
importante que se debe cuidar es que el aparato esté bien centrado, pues
cualquier desplazamiento se reflejará en errores angulares.
Recibe también
el nombre de instrumento universal por la gran variedad de aplicaciones que
pueden obtenerse con su empleo; puede considerarse como un goniómetro completo
capaz de medir ángulos verticales y horizontales, desniveles y distancias, así
como para prolongar alineaciones con gran precisión.
El bloque
inferior C está constituido por una plataforma nivelante con un cilindro
central hueco en el que se introduce un eje hueco solidario del bloque B, en el
que va fijo el limbo acimutal; de ésta forma, una vez encajado el bloque B en
el C, podrán hacerse solidarios ambos por medio de tornillos de presión, o si
éstos están aflojados podrá girar un bloque respecto al otro, constituyendo lo
que se denomina movimiento general del instrumento.
A su vez en el
eje hueco del bloque B, penetra otro eje solidario al bloque A, en el que se
encuentra el anteojo y los nonios, consiguiéndose igualmente el movimiento
relativo de estos dos bloques por medio de un tornillo de presión,
denominándose a este movimiento relativo entre los dos cuerpos como movimiento
particular del instrumento.
En el bloque A,
o alidada, se encuentra el soporte para el anteojo, que permite el movimiento
del mismo alrededor de un eje horizontal constituyendo este giro el movimiento
cenital del aparato, pudiéndose dejar fijo el anteojo en una posición determinada
por medio del correspondiente tornillo de presión.
Un teodolito
como el descrito, se llama de anteojo central o concéntrico, porque el plano de
colimación contiene al eje principal del instrumento.
PARTES PRINCIPALES DEL TEODOLITO
Si el anteojo se
monta en uno de los extremos del eje horizontal, el aparato se llama excéntrico,
siendo el plano de colimación y el eje principal paralelos. Con el fin de equilibrar
el aparato con el extremo opuesto del eje secundario al que va montado el anteojo,
unas veces se coloca un contrapeso, otras se equilibra el peso del anteojo, colocando
en el lado opuesto a éste el limbo cenital y los nonios correspondientes.
Por esta
constitución del teodolito puede tener tres movimientos independientes:
• Movimiento
general del instrumento: Realizado por el conjunto alidada-limbo sobre
el eje vertical del limbo. En este caso son solidarios los bloques A y B y éste
gira independientemente de C.
• Movimiento
particular del instrumento: Giro efectuado sobre el eje vertical de la
alidada, coaxial e interior al general del limbo, cuando son solidarios los cuerpos
B y C y el A gira independiente del B.
• Movimiento del
anteojo alrededor del eje horizontal:
Movimiento vertical del anteojo y del eclímetro alrededor del eje secundario u
horizontal.
Además de los
tornillos de presión citados, los teodolitos pueden llevar otros de coincidencia,
que permiten los mismos movimientos pero de un modo más lento y limitado.
Partes del
teodolito:
a) Base de
sustentación provista de tres tomillos nivelantes, para lograr su horizontalización.
b) Circulo
graduado fijo azimutal para medición de ángulos horizontales, provisto de un nivel
teórico de burbuja.
c) Parte móvil o
alidada que, girando sobre el círculo azimutal, contiene a su vez el círculo cenital
o de alturas, llamado también eclímetro.
d) Anteojo
situado en la alidada, móvil dentro de ella en un plano vertical, con lo que,
por conjunción de dicho movimiento y el propio de la alidada, puede apuntar (colimar
en lenguaje topográfico) a cualquier punto del espacio.
Todo el conjunto
se sitúa sobre un trípode en el punto de estación o lugar del terreno desde el
que se practican las visuales y mediciones.
Ejes principales
El aparato tiene
tres ejes principales:
a) Eje principal
o vertical, alrededor del cual gira la alidada, es el eje donde se miden ángulos
horizontales.
b) Eje
secundario u horizontal, alrededor del cual gira el anteojo.
Eje de
colimación, o de puntería, coincidente con el eje geométrico del anteojo, es el
eje donde se enfoca a los puntos.
El eje que sigue
la trayectoria de la línea visual debe ser perpendicular al eje secundario y
éste debe ser perpendicular al eje vertical. Los discos son fijos y la alidada
es la parte móvil. El declímetro también es el disco vertical.
El eje de
muñones es el eje secundario del teodolito, en el se mueve el visor. En el eje de
muñones hay que medir cuando se utilizan métodos directos, como una cinta de medir
y así se obtiene la distancia geométrica. Si se mide la altura del jalón se
obtiene la distancia geométrica elevada y si se mide directamente al suelo se
obtiene la distancia geométrica semi-elevada; las dos se miden a partir del eje
de muñones del teodolito.
El plano de
colimación es un plano vertical que pasa por el eje de colimación que está en
el centro del visor del aparato; se genera al girar el objetivo.
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.
En resumen: Cuando
el eje principal es vertical, el eje secundario está horizontal, y ambos ejes
se cortan en un punto, por el cual pasa el eje de colimación; por tanto, los tres
ejes se cortan en un punto. Se dice que el aparato está en estación cuando se realizan
las operaciones conducentes a lograr que físicamente se materialice el condicionado
anterior, con la circunstancia adicional de que el eje principal pase por el punto
del terreno previamente marcado, o punto de estación.
Descripción
Consiste
fundamentalmente en una plataforma superior o alidada, que lleva unidos dos soportes
para el anteojo, y en otra plataforma inferior o círculo acimutal, a la que va fijado
un círculo graduado. La plataforma superior y la inferior son solidarias, respectivamente,
de un gorrón interior y de un eje exterior, ambos verticales, cuyos ejes
geométricos coinciden y pasan por el centro del circulo graduado. El eje
exterior va alojado dentro del pie nivelante del teodolito. Cerca del fondo de
este pie va una articulación de rótula que une el instrumento con su base pero
permitiendo que este se pueda mover a su alrededor.
Al hacer girar
la plataforma inferior gira también el eje exterior en su alojamiento del pie nivelante;
este eje con la plataforma inferior unida al mismo, se puede fijar en una posición
cualquiera por medio del tornillo inferior de sujeción. Del mismo modo el eje interior,
o gorrón, unido a la plataforma superior, se puede hacer solidario con el eje exterior
apretando el tornillo superior de sujeción. Después de apretados ambas tornillos
de sujeción, se pueden dar pequeños movimientos al eje interior mediante el tornillo
de llamada o coincidencia correspondiente. El eje alrededor del cual gira el gorrón
o espiga interior se llama eje vertical del instrumento.
Los niveles
tubulares, llamados “niveles de plataforma”, van montados en ángulo recto, sobre
la plataforma superior, y sirven para nivelar el teodolito, de modo que el ejevertical
tome realmente esta posición al hacer las observaciones. El pie del aparato lleva
tres o cuatro tornillos nivelantes, que tienen sus puntas apoyadas sobre la
placa base del instrumento; cuando giran estos tornillos, el teodolito se
inclina, moviéndose alrededor de la articulación de rótula. Cuando se aflojan todos
los tornillos nivelantes, cesa la presión entre la base y la placa de sujeción,
y el teodolito puede moverse lateralmente sobre su base. Del extremo de la
espiga o eje interior, y en el centro de curvatura de la rótula, va suspenda
una cadenilla con un gancho para la plomada. El teodolito se monta sobre un
trípode, al que se sujeta atornillando la base sobre la cabeza de este último.
El “anteojo” va
fijado a un “eje horizontal” que se aloja en cojinetes dispuestos sobre los soportes
en A. El anteojo puede girar alrededor de este eje horizontal y puede fijarse
en la posición que se quiera, dentro de un plano vertical. Apretando el
tornillo de fijación correspondiente se le pueden dar movimientos reducidos
alrededor de su eje horizontal por medio de su tornillo de llamada. El eje
horizontal lleva unido el “círculo vertical”, mientras que en uno de los
soportes está dispuesto el nonio vertical. Debajo del anteojo y unido al mismos
va el “nivel de anteojo”.
Sobre la
plataforma superior se encuentra la “declinatoria”, cuyos detalles son los mismos
que los de la brújula de agrimensor; una vez fijado el círculo graduado de las brújulas
su línea NS está en el mismo plano vertical que el eje visual del anteojo. La brújula
de algunos teodolitos está dispuesto de tal modo que su círculo graduado puede girar
sobre la plataforma superior, de modo que puede tomarse la declinación para
leer directamente rumbos verdaderos. Junto a la declinatoria hay un tornillo
que sirve para soltar o sujetar la aguja en su pivote.
PARTES DEL TEODOLITO
Características
principales de los teodolitos
a) El centro del
instrumento puede colocarse exactamente sobre un punto del terreno aflojando
los tornillos nivelantes y corrientes lateralmente el teodolito en la dirección
necesaria.
b) El aparato
puede nivelarse por media de los tornillos nivelantes.
c) El anteojo
puede girar alrededor de un eje horizontal y uno vertical.
d) Cuando se
afloja el tornillo de sujeción superior y se gira el anteojo alrededor del eje vertical
no se produce movimiento relativo alguno entre los nonios y el círculo
acimutal.
e) Cuando se
aprieta el tornillo de sujeción inferior, y se afloja el superior, todo giro
del anteojo alrededor del eje vertical hace que gire también el círculo portanonios,
pero el círculo acimutal no cambia de posición.
f) Cuando se
aprieten ambos tornillos de sujeción, el anteojo no puede girar alrededor del eje
vertical.
g) El anteojo
puede girar alrededor del eje horizontal, y puede fijarse en cualquier dirección
dentro de un plano vertical, por medio de sus tornillos de sujeción y de coincidencia.
h) Se puede
nivelar el anteojo mediante el nivel tubular unido al mismo, por lo cual puede emplearse
como equialtimetro (nivelación geométrica).
i) Por medio del
círculo vertical y del nonio se pueden medir, ángulos verticales, y de aquí que
el teodolito pueda emplearse para hacer nivelaciones trigonométricas.
j) Valiéndose de
la declinatoria, pueden determinarse rumbos magnéticos.
k) Por medio del
círculo acimutal y su nonio se pueden medir ángulos horizontales.
Manejo y
aplicaciones del teodolito
El teodolito
permite realizar levantamientos de itinerarios y medición de ángulos, tanto horizontales
como verticales. También puede servir para hacer nivelaciones geométricas (por
alturas), de igual manera que con un equialtímetro, calando la burbuja del
nivel del anteojo cada vez que se hace una lectura de mira.
El modo de tomar
rumbos magnéticos con el teodolito es el mismo que con la brújula de
agrimensor.
El anteojo puede
dar la vuelta completa alrededor de su eje horizontal; este giro se denomina
“vuelta de campana”. Cuando el nivel del anteojo está abajo, se dice que este
último está en “posición normal o directa”, y cuando el nivel está arriba, se
dice que el anteojo está invertido.
Clasificación de
los teodolitos
Son muchas las
variaciones que estos aparatos presentan tanto en su construcción como en sus
aplicaciones, pero todas ellas son de poca importancia para el estudio general
del instrumento, no variando unos modelos de otros más que en su tamaño, alcance
de los anteojos, precisión de lectura y algún otro pequeño detalle. Existe un teodolito
que podemos llamar especial, es el fototeodolito, especialmente construido para
la fotogrametría terrestre.
Podemos dividir
los teodolitos en dos grandes grupos:
a) Concéntricos:
Llevan el anteojo en el centro del eje horizontal.
b) Excéntricos:
Llevan el anteojo en un extremo del eje secundario.
Elementos necesarios para el manejo del teodolito
MIRAS
PLOMADA Y ESTACA
TRÍPODE
El siguiente video muestra la forma en que se coloca un teodolito para realizar la respectiva práctica topográfica:
ARMADO DEL TEODOLITO
A continuación se muestra un video para conocer la forma en que se opera con el teodolito
FUNCIONAMIENTO DEL TEODOLITO
Puedes conocer más sobre este artículo en: http://ocw.upm.es/expresion-grafica-en-la-ingenieria/dibujo-de-construccion/contenidos/Topografia/dc3_instrumentos_topograficos_v2007.pdf
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