UNIVERSIDAD PRIVADA“SAN PEDRO”

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

“MANEJO Y USO DEL TEODOLITO Y BRÚJULA”

INFORME N ° 05

DOCENTE : CABELLO CHAVEZ VICTOR

ALUMNO : Fernandez Gamarra Henry.

CURSO : TOPOGRAFÍA I

CODIGO : 2008209307

Agosto de 2009

HUARAZ – PERÚ

I. OBJETIVOS:

Aprender los usos y manejo del teodolito (medir ángulos:

Horizontales, azimut; y verticales).

Conocer las partes y distintos tipos de teodolito.

Conocer más acerca del uso y utilidad de la brújula.

II. INSTRUMENTOS:

01 Teodolito.

Trípode de teodolito.

Brújula.

III. FUNDAMENTO TEORICO:

EL TEODOLITO

Instrumento que se adapta a diferentes usos en el campo de la Topografía.

Usado principalmente para mediciones de ángulos horizontales y verticales, para

medir distancias por Taquimetría o estadía y para trazar alineamientos rectos.

Es un instrumento que tiene grandes aplicaciones. Sus elementos

fundamentales son: El limbo horizontal (Azimutal) y el vertical llamado también

eclímetro, que está destinado a la medida de los ángulos verticales. Los

modernos teodolitos vienen montados sobre trípodes perfeccionados que

permiten, después de instalado el instrumento, imprimir las pequeñas

traslaciones sobre la vertical del punto de estación, lo que se preocupara lograra

de primera intención al situar el trípode.

Otra parte importante de los teodolitos es el anteojo, el cual puede estar

montado en dos collares o en dos cojines que permiten el movimiento vertical

del mismo, cuando el anteojo puede dar la vuelta de campana completa se llama

transito. Por la manera de operar los teodolitos pueden ser reiteradores y

repetidores, es decir aptos la medida de los ángulos por el método respectivo.

En ambos casos el limbo azimutal está dispuesto de tal manera que puede girar

independientemente de la aliada; pero mientras en los primeros esta rotación

puede hacerse a mano, puesto que se afirma la puntería de las visuales hasta

que el limbo se hace solidario al basamento. En los repetidores hace falta la

existencia de un tornillo de coincidencia para los pequeños movimientos del

limbo citado, porque hay que explicar con precisión también el anteojo, cuando

gira conjuntamente con la alidada. En los teodolitos los movimiento de todo el

aparato, así como también los movimientos particulares de la alidada horizontal

y vertical de los mismos, se verifica mediante la acción de mandos o tornillos de

precisión y de coincidencia o movimiento lento (tangenciales), igualmente llevan

uno o dos niveles sobre el platillo del limbo, sobre la placa de los nonios o

montados en los soportes que sustentan la alidada vertical, llevando también

algunos un nivel fijado por encima o debajo del anteojo.

Las partes de los teodolitos y especialmente los mandos y tornillos de operación

suelen ser designados por varios nombres que vienen a significar lo mismo.

CARACTERÍSTICAS DEL TEODOLITO COMUN:

Los tránsitos están diseñados para tener un equilibrio adecuado entre la

amplificación y la resolución del anteojo, la aproximación micrométrica

del vernier y la sensibilidad de los niveles de burbuja de la aliada y del

anteojo. Se supone en el diseño una longitud media de visual de

alrededor de unos 90 m (300 pie).

En consecuencia, un instrumento estándar de 1’tiene las siguientes

propiedades.

Amplificación, 18 a 28 diámetros

Campo visual, 1° a 1°30’

Resolución, 4’’ a 5’’

Enfoque mínimo, aproximadamente a 1.5 a 2.1 m (5 a 7 pie)

Sensibilidad de los niveles del anteojo por división de 2 mm, 30’’ a 60’’

Peso del instrumento sin el tripié, 5 a 7.5 Kg.

La retícula está constituida generalmente por la cruz filiar (los hilos

centrales vertical y horizontal) y dos hilos de estadía.

a. TEODOLITOS DE PRECISION DIRECCIONAL:

Un teodolito direccional es un tipo instrumental no repetidor que no tiene

movimientos horizontales. Se lee con “direcciones “mas que ángulos.

Los recuadros que se presentan en pantalla negra para cada figura

muestran el sistema de lectura de los círculos del instrumento. Los

círculos vertical y horizontal del instrumento DKM2-a.

El sistema de lectura del instrumento Th-2, que se ilustra en la figura 12

es similar al del aparato DKM2-A. Una perilla selectora permite ver él

círculo horizontal o el vertical a trabes del visor; no pueden verse ambos

círculos simultáneamente. La ventanilla central de la figura 12 muestra

las graduaciones en partes diametrales opuestas del círculo. El

micrómetro ya ha sido ajustado para leer haciendo que coincidan las

graduaciones opuestas, y en esa posición, él numero correspondiente a

un múltiplo de 10’ en la lectura aparece indicada en la ventanilla

izquierda, directamente al lado de numero graduados. Las posiciones

adicionales de minutos y segundos de la lectura se toman de la

ventanilla situada a la derecha. El ángulo así indicado en el instrumento

Th-2 es 125°, mas 4x10’ (ambos de la ventanilla izquierda), mas 7’36.0’’

(en la ventanilla de la derecha), lo cual da una lectura final de

125°47’36.0’’.

PROCEDIMIENTO PARA LA UTILIZACIÓN DE LAS PARTES DEL

TEODOLITO

1. NIVEL DE BURBUJA:

Tubo de vidrio que tiene en la parte superior unas divisiones

uniformemente, espaciadas y su superficie inferior tiene forma de barril.-

El tubo está casi lleno de Éter sulfúrico o alcohol, y el resto de aire,

formando una burbuja que ocupa el espacio o la parte más alta.

El tubo va dentro de una caja metálica que lleva tornillos para fijarle al

aparato. Una recta longitudinal tangente a la curva de la cara inferior del

tubo en su punto medio se denomina “eje del nivel” cuando la burbuja

está “centrada” el eje del nivel debe estar horizontal.

A mayor radio la burbuja ocupa desplazamiento de la burbuja fuera de

sus Reparos.

MECANISMO PARA NIVELAR UN APARATO:

Esta operación se hace por medio de los tornillos de nivelar y de

acuerdo con los niveles del plato. El mecanismo que hace posible esta

nivelación se puede ver esquemáticamente.

La cabeza nivelante se puede inclinar; gracias a la articulación de rótula

que hace flexible su conexión con la base.- La inclinación de la cabeza

nivelante es regulada por los tornillos de nivelar.

Son 4 los tornillos de nivelar en los aparatos americanos y tres en los

europeos.

Para nivelar un aparato de cuatro tornillos, se gira el plato hasta que el

nivel quede paralelo a dos tornillos opuestos; se encuentra la burbuja de

nivel moviendo los dos tornillos, en sentido contrario, la misma

cantidad.- La burbuja se desplaza de acuerdo con la dirección del

movimiento del pulgar de la mano izquierda.

Se gira luego el plato a 90o y se hace lo mismo con los otros dos

tornillos opuestos.- El proceso se repite alternativamente sobre dos

partes de tornillos opuesto hasta que la burbuja permanezca centrada

en cualquier posición del plato.

Si el aparato tiene tres tornillos de nivel de nivel, se pone el nivel

primeramente paralelos a dos de ellos.

Se debe cuidar que todos los tornillos de nivelar estén siempre en

contacto con la base.

2. EL ANTEOJO:

Existe 2 tipos de anteojos; el del enfoque externo, y el de enfoque

interno.- En el primeo el enfoque se hace movimiento al objetivo; En el

segundo el objetivo permanece fijo y el enfoque se logrará mediante un

lente interior llamado LENTE DE ENFOQUE.

3. OBJETIVO:

Es un lente compuesto de un exterior viscoso, de crown glass y otro

interior cóncavo convexo, de un cristal. Tiene que ser un lente

compuesto, si fuera uno biconvexo tendría el inconveniente de la

aberración esférica y la aberración cromática.- El objetivo produce sobre

el plano del retículo una imagen del objeto.

4. HILOS DE RETÍCULO:

Son un par de hilos, uno horizontal y el vertical, sostenido por un anillo

metálico llamado retículo.- Generalmente son hilos de tela de araña o de

plástico. Ahora se usan rayados finamente sobre un vidrio.- El retículo

puede llevar también otros hilos adicionales para Taquimetría , llamados

hilos superiores e hilos inferiores , equidistantes de hilos horizontal o el

hilo medio.

Sobre el plano de los hilos de retículo debe caer la imagen formada

sobre el plano de retículo.

5. OCULAR:

Hace las veces de un microscopio ampliando la imagen formada sobre

el plano del retículo. Hay dos tipos de ocular:

El que invierte la imagen que ha formado el objetivo presentándola al

ojo en su posición normal; lo usan los anteojos llamados de imagen

normal el que no invierte la imagen formada por el objetivo sino que solo

la aumenta. Lo llevan los aparatos llamados de imagen invertida.- Este

tipo es más ventajoso por hacer más corto el anteojo y además porque

debido a que tiene menos lentes, da una imagen más brillante y clara.

PODER DE AUMENTO DEL OCULAR:

Es la relación existente entre el ángulo bajo en el cual se ve la imagen

sin anteojo y el ángulo bajo en el cual se ve la imagen aumentada, El

poder de aumento del telescopio varía en los teodolitos de 20 a 40

diámetros, según sea teodolito de tipo de posición.

El eje óptico es la dirección según la cual un rayo de luz no experimenta

desviación al atravesar un lente.- El eje óptico debe coincidir con la línea

de vista, para lo cual se pueden subir o bajar los hilos del retículo.

6. ENFOQUE:

Del ocular: se mueve la porta ocular hacia dentro y hacia fuera

hasta que se vean nítidos los hilos del retículo.

Del objetivo: con el tornillo de enfoque y gracias a un sistema

de engranaje que permite deslizar el porte objetivo, se hace

que la imagen caiga sobre el plano del retículo.

Es aconsejable mantener ambos abiertos mientras se esté observando,

pues así se fatigan menos.

7. TORNILLO DE FIJACIÓN Y DE MOVIMIENTO LENTO:

El aparato posee unos mecanismos para poder fijarlo en cualquier

posición e imprimirle pequeños movimientos respecto al eje fijo.-

Cuando está suelto el cono exterior puede girar libremente alrededor.-

Cuando se ajusta la abrazadera presiona y le impide girar; Sin embargo

se le puede imprimir un pequeño giro a todo el conjunto ajustando o

aflojando, el cual actúa directamente sobre tope que permanece fijo.

CORRECIONES AL TEODOLITO:

Se debe cumplir primero lo siguiente:

A. Primero

Comprobación:

Se nivela el aparato, luego se gira 180o sobre su eje vertical, esto si la burbuja

permanece centrada por lo contrario el ángulo formado por el eje de nivel y el eje

vertical del aparato no es recto sino es de 90-ángulo.- Al girar el aparato 180º el

error inicial se duplica razón por la cual tan solo se corrige la mitad del

desplazamiento observado.

Corrección:

Se efectúa sobre la segunda posición corriendo la mitad con los tornillos de ajuste

de nivel y la otra con los tornillos de nivelar.

Es necesario comprobar nuevamente, repitiendo el procedimiento.

B. Segundo. El hilo vertical del retículo debe ser verdaderamente vertical.

Comprobación:

Se coloca una plomada a una distancia aproximada de 50mts del aparato.

Estando la plomada en reposo, se hace coincidir el hilo vertical del retículo con el

hilo de la plomada; si esto coincide exactamente, se cumple el enunciado.

Corrección:

Si ocurre hay necesidad de corregir los hilos del retículo, lo cual se aflojan dos

tornillos consecutivos, y se gira el retículo hasta que suceda lo ilustrado.-

Enseguida se vuelven a ajustar estos tornillos.

C. La línea de vista debe ser perpendicular al eje perpendicular del anteojo.

Comprobación:

Se nivela el aparato en O se coloca una escala en A, a una distancia aproximada

de 100mts se transita el aparato y se coloca otra escala en B a igual distancia

aproximadamente; se gira 180º y se mira nuevamente a, A; se vuelve a transitar y

se la visual pasa por B exactamente, se cumple lo enunciado.

Corrección:

Si la visual no pasa por B, sino por el punto C, hay que corregir corriendo el

retículo con dos tornillos opuestos, hasta que la visual pase por el punto D situado

a ¼ de la distancia CB, a partir del punto C, se corrige solo una cuarta parte, pues

es la distancia CB el error ángulo ha quedado incluido cuatro veces.- Esta

corrección debe efectuarse en un terreno que sea más o menos plano.

D. El eje horizontal debe ser perpendicular al eje vertical del aparato.

Comprobación:

Se coloca el tránsito cerca de un muro sobre el cual se puede localizar un punto A

bajo un ángulo vertical >45º, .- Inclinando el anteojo línea de vista debe sobre el

punto B lo cual confirma lo enunciado.

Corrección:

Si la línea de vista no cae exactamente sobre B sino sobre un punto C, al lado de

B, hay que efectuar la corrección enfocado el punto D, medio entre B y C,

levantando luego el anteojo hasta la altura del punto A y haciendo coincidir la

visual con A por medio del tornillo de corrección que sube o baja un extremo del

eje horizontal.

E. La línea de vista debe ser horizontal cuando la burbuja del anteojo este

encerrada.

Comprobación:

Sobre terreno plano, se elevan dos estacas A y B a una distancia aproximada de

100mts.-El aparato es centra o nivela sobre un punto M equivalente de A y de B.-

Las lecturas de la verdadera diferencia de nivel Ay B.- Luego se sitúa el aparato

detrás de una de las estacas a una distancia menor de 5 mts.; se calcula la

diferencia de nivel y si es igual a la anterior, se cumple el enunciado.

Corrección:

Si la segunda diferencia de nivel no es igual a la primera, hay que hacer la visual

horizontal cuando la burbuja del nivel del anteojo está centrada, para lo cual hay

que corregir el nivel con los tornillos que para tal efecto tiene.

CENTRAJE Y NIVELACIONES DEL APARATO:

Al colocar el transito en una estación para lanzar desde allí visuales o medir

ángulos es necesario que se cumplan dos condiciones fundamentalmente para

lograr precisión en los datos tomados : lo , que el eje vertical del aparato pasa

exactamente por el punto que se toma como estación , y 2º , que el aparato esté

perfectamente nivelado , es decir que su circulo horizontal esté en un plano

horizontales están sobre un plano verdaderamente horizontal y los ángulos

verticales en un plano verdaderamente vertical.

La manera de centrar es la siguiente:

Se arma el trípode sobre la estación, procurando que la mesilla quede

verticalmente encima de la estaca o placa y además, que queda

aproximado horizontal, para lo cual se juega con la longitud variable de las

patas del trípode.

Se saca el aparato y se colocan sobre la mesilla del trípode, sujetándolo a

ésta ya sea por medio de rosca o de un clip de sujeción.

Se le coloca la plomada al gancho que para tal fin tiene el tránsito, si el

aparato tiene este tipo de plomada.

Una vez que la plomada nos indique que estamos dentro de un radio menor

de uno 2cm del punto estación , nivelamos el aparato con los tornillos de

nivelar , como ya se vio .- Si la plomada cae mas de 2cm aparte del punto

estación , tenemos que mejorar el centraje con las patas .

Observamos que tan lejos quedó el eje vertical del pto estación.

Es necesario que la excentridad del eje vertical respecto al pto estación no sea

mayor de dos cm. pues el juego que tiene el aparato para desplazarse sobre la

mesilla es limitado.

Es probable que se haya desnivelado el aparato y es necesario volver a

nivelarlo, ahora si con bastante exactitud; esta última nivelación puede

causar un ligero desplazamiento del eje vertical, lo cual hace que no esté

todavía completamente centrado al aparato.

USOS DEL TEODOLITO

1. Determinación de una distancia entre dos puntos cuando no puede medirse

directamente.

2. Determinación de la intersección de dos líneas.

3. Medición de un ángulo cuando el instrumento no se puede colocar en el

vértice.

4. Prolongación de una línea recta.

5. Trazar una línea recta entre dos puntos.

a. Los dos puntos son visibles.

b. Los dos puntos no son visibles, pero visibles desde un punto

intermedio.

c. Los dos puntos extremos no son visibles, ni visibles desde un

punto intermedio.

6. Medición de ángulo (método de precisión).

LA BRÚJULA

Brújula del tipo Brunton:

La brújula "Brunton" se usa generalmente para mediciones del rumbo y manteo.

Es decir mediciones del tipo "medio circulo" y del " tipo americano". También

mediciones del concepto "circulo completo" son posible. La brújula "Brunton"

existe en la versión azimutal (de 0 hasta 360º)  y en la versión de cuadrantes

(cada cuadrante tiene entre 0-90º).

a) Brunton para tipo americano

1. La brújula está en orientación del rumbo, junto a las rocas

2. La burbuja del nivel esférico tiene que ser en el centro

3. La aguja tiene que ser libre

4. Se toma el valor del rumbo N.....E o N.....W

Para tomar el valor del rumbo se usan solo los cuadrantes I (entre 0 hasta 90º) o

el cuadrante IV (entre 270º hasta 360º). Significa la aguja que marca entre 0-90º o

entre 270-360º es la aguja de la lectura. Puede ser la aguja negra o la aguja

blanca. Existen dos posibilidades:

Caso 1: Una de las agujas marca entre 0-90º azimutal (cuadrante I):

Automáticamente se toma N [valor] E. En este caso siempre sale un "E"

Caso 2: Una de las agujas marca entre 270º-360 azimutal (cuadrante IV):

Tenemos usar la distancia entre norte y la aguja o como formula: N [360º-valor]

W. En este caso siempre sale un "W".

5. Se pone la brújula perpendicular al rumbo

 

6. Se usa el clinómetro

7. La burbuja del nivel tubular tiene que ser en el centro

8. Se toma la lectura del clinómetro como manteo

La lectura del clinómetro se toma en la escala del clinómetro, abajo de la escala

azimutal. Este valor, no mayor de 90º es el manteo:

Entonces: N....E; mt

9. Se estima la dirección de inclinación en letras (N,NW,E,SE,S,SW,W,NW)

Al ultimo se estima con ayuda de la brújula la dirección de inclinación del plano

medido. Pero se usa solo letras como N, NE, E, SE, S, SW, W, NW) para indicar la

dirección de inclinación:  N.....E;mt

b) Brunton como círculo completo

1. Se usa el espejo como placa para medir

2. El espejo tiene que ser junto con la roca

3. La burbuja del nivel esférico tiene que ser en el centro

4. La aguja está libre

5. Se fija la aguja

6. Se estima la dirección de inclinación del plano

7. Se elige la aguja más cerca de la estimación como valor de la dirección de

inclinación

Por ejemplo: Se estima una dirección de inclinación del plano alrededor de SW

(entre 270º hasta 180º). La aguja blanca de la brújula Brunton marca hacia 220º, la

aguja negra hacia 40º. La estimación indica que la aguja blanca con 220º es la

aguja correcta.

PROCEDIMIENTO:

TRABAJO EN CAMPO:

Lo que se hizo en la práctica fue colocar el teodolito en una estación para

lanzar desde allí visuales o medir ángulos, es necesario que se cumplan dos

condiciones fundamentales para lograr precisión en los datos tomados:

1. Que el eje vertical del aparato pase exactamente por el punto que se toma

como estación.

2. Que el aparato este perfectamente nivelado, es decir, que su circulo

horizontal este en un plano horizontal, con lo cual los ángulos horizontal

ángulos verticales en un plano verdaderamente vertical.

La manera de centrar (hacer pasar el eje vertical sobre el punto estación) y

nivelar (dejar horizontal él circulo) es la siguiente:

a. Se arma el trípode sobre la estación, procurando que la masilla

queda verdaderamente encima de la estaca o palca y además,

quede aproximadamente horizontal, para lo cual se juega con la

longitud variable de las partes del trípode.

b. Se saca el aparato del estuche y se coloca sobre la masilla del

trípode, sujetándole a esta ya sea por medio de rosca o de un clip de

sujeción.

c. Se le coloca la plomada al gancho que para tal fin tiene él transito. Si

el aparato tiene plomada óptica o plomada de bastón se procede a

accionarla para saber en que momento el aparato esta centrado.

d. Una vez que la plomada nos indique que estamos dentro de un radio

menor de unos 2cms, del punto estación, procedemos a nivelar,

como ya se vio si la plomada cae mas de 2cms, aparte del punto

estación, tenemos que mejorar el centraje por medio por medio de

las patas del trípode acortándolas y alargándolas, según para el lado

que se quiera desplazar el eje vertical, esta señalando por la

plomada.

e. Teniendo él aparto nivelado, observando que tan lejos queda el eje

vertical (o sea la plomada) del punto estación. Si esta a una distancia

menor de unos 2cms, podemos soltar él aparto (cada aparato tiene

un sistema particular para esto, pero por lo general, es muy similar

en todos) y, deslizándolo sobre la masilla, hacemos que el eje

vertical pase por el punto estación.

IV. CONCLUSIONES:

En la presente práctica se logra aprender a asentar bien el trípode y nivelar

el teodolito midiendo ángulos horizontales principalmente, azimuts; como

también las partes y la variedad del teodolito que hay actualmente,

cumpliéndose de esta manera con los objetivos trazados.

El teodolito es un instrumento de un uso muy importante para medir

ángulos horizontales, y verticales, este instrumento se usa para poder medir

las distancias por taquimetría.

Existen varios tipos de teodolitos en la actualida como electronico y

mecánicos este ultimo de un bajo costo.

La Brújula tipo brunton (llamada también teodolito de bolsillo), en la cual se

combinan las características principales de una brújula con pinuelas, una

brújula con prisma, un nivel de mano y un clinómetro.

La brújula es un dispositivo exacto y conveniente para levantamientos

ortográficos y preliminares de todas clases. Puede usarse como

instrumento de mano, o bien, apoyada en un báculo o soporte de pértiga, o

en un tripie. La brújula brunton lo utilizan mucho los geólogos.

V. RECOMENDACIONES:

Tener cuidado en la de no visar o centrar sobre un punto equivocado y de

dictar o anotar el valor correcto.

El cuidado en la lectura en la mira con el teodolito habrá más exacto la

medida de la distancia verdadera.

Hacer bien el centrado y nivelar del teodolito antes de dar anotar la lectura,

para reducir los errores de medida que suelen cometerse.

VI. BIBLIOGRAFÍA Y/O PAGINAS WEB:

BRINKER, RUSSELL; WOLF, PAUL/ TOPOGRAFÍA MODERNA

NARVÁEZ; E, LLONTOP, L/ MANUAL DE TOPOGRAFÍA I Y II.

http://webs.sinectis.com.ar/mcagliani/hbrujula.htm

http://www.Instrumentos de Medición.com