En el campo de la topografía, el estudio y representación de un determinado terreno no es más que la base para poder realizar futuros trabajos y por ende modificaciones del mismo, es entonces que se genera una rama con el fin de obtener una herramienta para el análisis de dichas modificaciones, junto con los procesos relacionados con estas y el terreno mismo. Por lo tanto, entre este conjunto de faces que actúan sobre el terreno y los cambios que se realicen en él, se pueden encontrar ciertas dificultades para las cuales existen métodos, o distintas herramientas desde una visión ingenieril que permite enfrentarles. Todo esto nos lleva entonces a una gama de implementos, que facilitan el trabajo e innovación de un terreno en cuestión junto a las formas de representarle.
Topografía Modificada
El objeto de la topografía es el estudio de los principios y métodos para representar una porción de tierra con todos sus detalles naturales sin embargo, el hombre frecuentemente realiza acciones (movimientos de tierra) que varían o modifican la topografía natural de un área, ésto con el propósito de adaptarla para la ejecución de infraestructuras viales o urbanísticas; la representación en planta de los terrenos que han sido alterados se conoce como Topografía Modificada o Terraceo. En vialidad es común referirse a la topografía modificada como curvas de pavimento y en urbanismo se les conoce como terraceo.
Antes
Después
Importancia de la Topografía Modificada.
Las aplicaciones directas de la topografía modificada recaen en el diseño y ubicación de las estructuras de contención y drenaje así como la determinación de las áreas de influencia del movimiento de tierras, de allí la importancia de ésta puesto que el terraceo permite entonces tener una visión general de las condiciones de estabilidad y resistencia a los trabajos posteriores, la posible deformación del terreno así como la factibilidad económica del proyecto por ende, al tener este conocimiento previo se podría evitar o corregir en el trazado los problemas que se presentan al efectuar los respectivos cortes y rellenos.
Sistema de Proyección que utiliza la Topografía Modificada.
Dado que una de las aplicaciones mas comunes de las curvas de nivel es la elaboración de los planos de la topografía modificada o representación gráfico plano altimetría del proyecto sobre el área en la cual se construirá se puede deducir que el sistema de proyección que utiliza es entonces el sistema de proyección acotada o acotado, fundamentado en la proyección ortogonal.
Sistema de Proyección Acotado
Sistema De Proyección Acotado en Topografía Modificada
La representación final de la topografía modificada se hace sobre un plano de curvas de nivel donde se muestran los cambios que van a sufrir las lineas naturales del terreno, estos cambios son producto de los cortes o bánqueos y de los rellenos o también llamados terraplenes hechos al terreno.
Corte o Bánqueos: Es el rebajamiento o desmonte de un terreno hasta el nivel previsto en el estudio correspondiente.
Corte o Bánqueo
Relleno o Terraplenes: El terraplenado se realiza cuando el terreno se encuentra por debajo del plano de referencia y es necesario llevarlo al mismo nivel.
Relleno o Terraplén
Ejemplo de Topografía Modificada
Vista General de terreno con Taludes de Corte y Relleno
Bosquejo de Topografía Modificada
Topografía Modificada final del terreno
Casos más frecuentes.
Durante los movimientos de tierra es usual encontrarse con problemas como:
a) Deslizamientos o Derrumbes por falta de protección o inclinación de los taludes, filtraciones, variación de humedad y temperatura, inestabilidad ante las cargas o acciones exteriores.
b) Daños en propiedades y vías vecinas
c) Inundaciones
d) Deficiencia en los caminos internos
e) Excesiva erosión por agentes del intemperismo
f) Excesivo Asentamiento debido a la presencia de suelos blandos
Derrumbes/Inundaciones
Excavación en roca Blanda
Datos necesarios.
En la representación de la topografía modificada es preciso el uso de los datos utilizados para la elaboración de los perfiles longitudinales y perfiles transversales del terreno, siendo estos los siguientes:
Cotas y Pendientes de la Rasante
Ancho de la vía
Pendiente de los Taludes de Corte La pendiente de Corte estará fijada por el proyectista considerando el Tipo de terreno y las Cotas de Trabajo
Pendiente de los Taludes de Relleno La pendiente de Relleno está dada por el
ángulo de reposo del material
usado para rellenar
Vídeos de Movimientos de Tierras (Desmontes y Terraplenes).
Desde los tiempos mas remotos (mas específicamente, se cree que a mediados del siglo IX), años después de que se utilizara la posición de cuerpos celestes y el uso de sondas para la orientación marítima, se descubrió que el planeta Tierra presentaba un campo magnético que afectaba a los metales (al hierro, especialmente), y que este al ser cargado o "imantado" generaba una línea direccional imaginaria cuyos extremos mas no su alineación, coincidían con el norte geográfico. Y pues, con el objetivo de orientarse bajo ésta linea, se generó un dispositivo que permitiera proporcionar esta alineación, se le conoce como brújula.
Teniendo ahora una noción de como fue originada, y la idea del uso que se le ha dado desde hace años atrás, pero ahora siendo mas específicos:
¿Que es una brújula?
Es un instrumento de navegación constituido principalmente por una aguja imantada que se alinea sobre el campo magnético terrestre, que indica el polo norte magnético (y no el geográfico).
Cabe destacar que la escala que maneja generalmente es acimutal (de 0º a 360º) y que, la aguja suele llevar un contrapeso que evita que la aguja sea atraída hacia abajo (fenómeno que ocurre en un extremo de la aguja que varia según el hemisferio en el que se realice el estudio).
Estos dispositivos suelen tener un mecanismo para mantener fija la aguja, proporcionando precisión al momento de medir. También presentan una serie de niveles para estabilizar la brújula, y un "clinómetro" o un sistema que permite medir ángulos verticales.
Existen diversos tipos de brújula de los cuales tres se conocen como las de mayor importancia en el estudio de la geología de campo. Estas varían en las notaciones que utilizan y los ángulos que miden:
a) Brunton: Se usa generalmente para mediciones del rumbo y manteo. Es decir mediciones del tipo "medio circulo" y del "tipo americano" (uso de la mitad norte o la mitad este u oeste de la brújula). También mediciones del concepto "circulo completo" son posibles. La brújula "Brunton" existe en la versión azimutal (de 0 hasta 360º) y en la versión de cuadrantes (cada cuadrante tiene un rango entre 0-90º) el "rumbero".
b) Freiberger: Funciona para mediciones de círculo completo (dirección de inclinación/ manteo). Con la brújula Freiberger se puede medir en una vez la dirección de inclinación y el manteo. Pero también se puede tomar excepcionalmente datos del tipo americano (Rumbo, Manteo, dirección). Con la brújula Freiberger se mide más rápido y más fácil. Los datos del tipo círculo completo son más rápidos y fáciles de manejar.
c) Geo-Brunton: Esta brújula es una combinación del "Brunton Tradicional" y del Freiberger. Entonces se puede usar con el tipo americano (N 45 E; 65NW por ejemplo) y con la notación del círculo completo (315/65 por ejemplo). Ahora no es necesario para comprarse dos brújulas pues, el "Geo-Brunton" une todas ventajas en un equipo.
Para las explicaciones siguientes, nos basaremos en el tipo de brújula más comúnmente usado (Brunton). Por lo que a continuación se muestra una imagen con las partes que componen a este instrumento:
Ahora que se conoce la brújula, pasamos a la siguiente interrogante:
¿Cómo se realizan mediciones, mediante el uso de la brújula?
Como fue dicho anteriormente, la brújula apunta en dirección al norte magnético, el cual se encuentra desviado en cierta magnitud, del norte geográfico. Esta desviación con respecto a la posición en la que el medidor se encuentra recibe le nombre de declinación y, es la primera variable a tomar en cuenta antes de realizar un estudio de terreno con el instrumento.
Para determinar la declinación, la manera mas sencilla es consultar un mapa topográfico de la zona (de un máximo de 20 años de antigüedad, pues el norte magnético se desvía una cierta magnitud cada año) o mediante el uso de un mapa de líneas isogónicas (de igual declinación magnética).
Mapa de lineas isogónicas
Un método mas impreciso es la alineación mediante la ubicación de Polaris (cuerpo celeste, también llamado "Estrella del norte")
Una vez determinada la declinación, se procede a realizar las medidas de campo.
Al realizar dichas mediciones, se debe (o puede) empezar por medir el Acimut, que es el ángulo entre el norte magnético y un punto determinado.
Para realizar esta medida se deben seguir los siguientes pasos:
1) Abrir la brújula de manera que la tapa (el espejo) presente una inclinación de aproximadamente 140º, debe girarse la pinula de manera que quede totalmente horizontal, y se gira la punta de ésta verticalmente hacia arriba.
2) Debe permanecerse erguido y con los pies ligeramente separados entre si, se debe colocar la brújula a nivel de la cintura y sostenerla con la mano izquierda y colocando la mano derecha debajo de ella.
3) Centrar la burbuja en el nivel circular u "Ojo de pollo" y ajustar el espejo con la mano derecha hasta que el punto situado al final de la pinula sea visible en el.
4) Con la brújula aún nivelada, se rota (en torno a un eje vertical imaginario) hasta que el punto a observar y la punta de la pinula se superpongan en la linea axial del espejo (linea negra).
5) Leer el ángulo indicado por la aguja blanca que debe estar estabilizada.
6) Revisar si la linea de observación es la correcta y la brújula sigue nivelada.
7) Anotar los datos adquiridos.
La siguiente medición a realizar es la del Rumbo o ángulo entre una linea horizontal del plano y el norte geográfico. Para hallarlo se debe colocar el lateral de la brújula sobre el plano en estudio, y tomar nota de los datos que muestra la aguja, se recomienda utilizar siempre la mitad norte de la brújula al realizar esta medición.
(Dip = Buzamiento ; Strike = Rumbo)
Otra medición importante es la del Manteo o Buzamiento, que se define como el angulo horizontal entre el plano medido y el plano vertical, su dirección es perpendicular al rumbo.
En otras palabras, el buzamiento es el ángulo de la linea de máxima pendiente, con respecto a un plano horizontal imaginario. Este ángulo se mide colocando el lateral de la brújula sobre el plano en estudio y ajustando el clinómetro para que coincida con la dirección de la linea de máxima pendiente
Teniendo todo esto en mente: debe saberse como realizar las mediciones al momento de ser anotados, esto es, la notación rumbo y buzamiento, visto en la brújula.
Por lo que ahora la siguiente pregunta es:
¿Como se toma la lectura de la brújula?
Sabiendo que generalmente la brújula se lee por medio de acimuts que con una sencilla relación, se pueden leer y reescribir como rumbos es entonces que, para la medición de rumbos (tomando en cuenta que se utiliza la lectura de la mitad norte del instrumento) se tienen los dos casos siguientes:
Caso 1: La aguja apunta al cuadrante norte-este, por lo que su ángulo sería entre 0 y 90º acimutal y se denota de la siguiente manera:
N (Angulo) E
Caso 2: La aguja apunta al cuadrante norte-oeste mostrando valores entre 270º y 360º acimutal, por lo que se denota:
N (360 - ángulo) W
Puede observarse esto en la siguiente figura:
Para el buzamiento, el ángulo que se toma siempre estará entre 0 y 90º y su notación sera dada por el angulo determinado.
Los otros tipos de brújulas que fueron mencionadas anteriormente no difieren mucho en la medición, mas si en las ventajas o en la facilidad que proporciona al tomar las mismas medidas.
Un ejemplo de esto es la "Freiberger" que mide los ángulos tomando el cuadrante norte o sur (de preferencia) y posee un clinómetro externo que funciona como una "bisagra graduada". La notación de los datos tomados de esta forma es la siguiente:
Angulo aguja / Angulo de buzamiento
Para una comprensión un tanto más gráfica, se les presenta un grupo de vídeos referentes al uso del instrumento que fue explicado en esta entrada:
Por ser la topografía la ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones relativas de puntos sobre la superficie terrestre así como los ángulos y las distancias que se forman entre ellos, es necesario el conocimiento de los instrumentos topográficos que permiten el logro de estos objetivos; entre los mas importantes tenemos el teodolito del cual se desarrollaran puntos interesantes en la siguiente entrada.
Un poco de historia sobre el teodolito...
Todos los eventos históricos, desde la medición de
distancias con cuerdas y cadenas (3000 A.C), pasando por la invención del reloj
de sol (560A.C), la utilización de chorobates (herramienta de comprobación de
niveles, 162 A.C), la creación de maquinas de graduación de círculos hasta el
hallazgo de la brújula (1) , dieron lugar a la construcción del primer teodolito en
1787 por el óptico y mecánico Ingles Jesse Ramsden (1735-1800) (2). Los antiguos
instrumentos eran construidos en bronce, acero u otros metales, éstos eran
demasiado pesados y la lectura de sus limbos es decir, los círculos graduados que
permiten medir los ángulos en grados, minutos y segundos era muy complicada,
larga y fatigosa. Para 1920 el ingeniero
suizo Enrique Wild, logró construir el los talleres ópticosde la casa Carl Zeiss (Alemania), círculos
graduados sobre cristal para así lograr menor peso, tamaño y mayor precisión,
logrando tomar las lecturas con mas facilidad (3). Con el paso de los años, los
teodolitos se han ido perfeccionando teniendo equipos mucho mas modernos y sofisticados como el teodolito electrónico o los teodolitos conocidos como estaciones totales que son equipos mucho mas precisos que los teodolitos comunes.
Teodolito Antiguo
Teodolito Óptico-Mecánico
Estación total
Teodolito Electrónico
¿Qué es un teodolito?... ¿Para que se usa?
El teodolito (del vocablo griego Theao “mirar” y Hodos “camino”) es un instrumento de medición óptico-mecánico considerado como la herramienta topográfica más universal debido a la gran
variedad de usos que se le dan (4). Directa o indirectamente, con el teodolito se
pueden medir y trazar ángulos horizontales como verticales, direcciones,
diferencias de elevación así como también establecer alineamientos
(prolongación de líneas rectas) y determinar distancias (5). Es portátil y manual; está hecho con fines topográficos o ingenieriles (6).
¿Cuáles son las partes de un teodolito?
Aunque los teodolitos difieren mucho entre sí en detalles de construcción, sus partes esenciales son análogas en todos. El teodolito está formado por cuatro partes: a) la base nivelante; b) la parte inferior; c) la alidada y d) el anteojo. Cada una de ellas conformada por elementos esenciales que le permiten al conjunto desarrollar su función de manera correcta (7)
a) La base nivelante:es el soporte del instrumento, esta base nivelante se encuentra conformada por: la placa base, los tornillos calantes, el nivel esférico y el botón aliforme.
A: Placa Base: Es la parte de la base nivelante que se encuentra distal al instrumento, la placa base tiene en su centro un orificio roscado que permite fijar al instrumento sobre la base del trípode. Se encuentra unida a los tornillos calantes por medio de una placa elástica.
B:Tornillos calantes o niveladores generales del aparato: Son utilizados para poner vertical el eje de rotación regulando el nivel de alidada. Dichos tornillos pueden variar de 3 a 4 dependiendo de la marca del instrumento.
C: Nivel Esférico: Llamado también ojo de pescado u ojo de Buey, permite tener un control sobre la horizontalidad de la placa base. Con el nivel esférico se determina si un desplazamiento del instrumento sobre la base del trípode, es realizado sobre un mismo plano horizontal, esto ultimo de vital importancia en la operación del centrado del instrumento sobre un punto determinado. El Nivel Esférico es regulado mediante el alargamiento o acortamiento de las patas extensibles del trípode.
D: Botón aliforme o cerrojo giratorio: Es un botón que fija o libera la base nivelante del instrumento. Bajo condiciones normales de trabajo debe permanecer en posición de fijado, únicamente liberado cuando la base nivelante es utilizada para la instalación de algún equipo de accesorio, por ejemplo señales de puntería, reflectores o plomada Zenit−Nadir.
b) Parte inferior:La parte inferior del instrumento esta conformada por la brida de centraje, el anillo arillado, el tornillo macrométrico del movimiento horizontal y el tornillo micrométrico del movimiento horizontal.
E:Brida de Centraje: Es un conjunto de 3 piezas de sujeción que permiten colocar al instrumento sobre la base nivelante, o bien, sobre un sitio llano.
F: Circulo Horizontal o Anillo Arillado de graduación prefija: Exteriormente se presenta como un circulo plástico en le cual se aprecian algunas marcas de graduación angular en la parte interna la conforman un circulo de cristal sobre el cual van gravados los ángulos horizontales.
G: Tornillo macrométrico del movimiento horizontal: Es un tornillo que mantiene una posición perpendicular al eje de rotación vertical, su función es fijar o liberar el movimiento horizontal del limbo (circulo graduado).
H: Tornillo micrométrico del movimiento horizontal: Se encuentra tangencial al eje vertical de rotación, tiene como función permitir el desplazamiento micrométrico o fino del limbo, son empleados conjuntamente con (G) en el proceso de orientación y localización de puntos. Generalmente de encuentra en el mismo piso altitud dentro del instrumento en (G) c) La alidada: La alidada es el elemento superior y giratorio del instrumento, está conformada por la plomada óptica, el tornillo macrométrico y micrométrico del movimiento azimutal, nivel de la alidada, el cierculo vertical, tornillo macrométrico y micrométrico del movimiento vertical, índice automático vertical, el tornillo minutero, el espejo reflector y el asa de transporte. I: Plomada óptica: Es un elemento por medio del cual se observa la proyección de una visual del centro del eje vertical de rotación, hacia el punto de estación del aparato. Este conformado por el ocular de la plomada y una serie de espejos prismáticos que permiten realizar la observación anteriormente señalada.
J:Tornillo macrométrico del movimiento azimutal: Denominado también como tornillo de sujeción de la rotación de la aliada. Tiene como función fijar o liberar el movimiento horizontal de la alidada del círculo o anillado. Cuando (J) se encuentra en posición de liberado y (G) se encuentra fijo, el desplazamiento horizontal de la alidada representara un ángulo de variación horizontal de la alidada representara un ángulo de variación horizontal correspondiente a la magnitud de tal desplazamiento. La posición de (J) dentro del instrumento es siempre perpendicular al eje vertical de rotación.
K: Tornillo micrométrico del movimiento azimutal: Permite realizar desplazamientos finos o micrométricos de la alidada sobre el círculo horizontal, con lo cual se puede lograr localizar un punto observado exactamente. Se encuentra en el mismo plano latitudinal dentro del plano que (J). El tornillo micrométrico del movimiento horizontal (H) solamente se encuentra en posición de fijados. (K) es siempre tangencial al eje vertical de posición.
L:Nivel de Alidada: Es un nivel tubular localizado en el plano medio del instrumento. Es el encargado de indicar la posición vertical del eje de rotación debido a su posición perpendicular al mismo. El nivel de alidada e manejado mediante el movimiento de los tornillos calantes.
M:Circulo vertical: Es un limbo de cristal en el cual se encuentran grabados los valores angulares verticales, generalmente está diseñado para indicar la posición de 0° sobre la proyección del zenit y 90° sobre la horizontal. Se encuentra protegida por la caja del círculo vertical, siendo esta una parte de la estructura de la aliada.
N: Tornillo micrométrico del movimiento vertical: Tiene como función la liberación del eje de basculamiento del telescopio sobre el circulo vertical (M), con lo cual permite la ubicación de un punto observado sobre el eje vertical de proyección. (M) es siempre perpendicular al eje de basculamiento del telescopio.
Ñ:Tornillo micrométrico del movimiento vertical:Permite la realización de desplazamientos finos del telescopio sobre el eje de basculamiento, al igual que todos los tornillos micrométricos del aparto se encuentran en posición tangencial al eje de rotación correspondiente.
O: Índice vertical automático: Los teodolitos modernos se encuentran provistos del índice vertical automático. El cual sustituye al tornillo nivelador del índice superior, teniendo como función el regular automáticamente la verticalidad del eje de rotación, situación que favorece el proceso de eficiencia del instrumento dentro de la operación de trabajo de estación.
P: Tornillo minutero: Su función es hacer coincidir el valor angular tanto vertical como horizontal registrando por el instrumento, sobre los trazos del índice que aparecen sobre el ocular del microscopio de lectura, logrando con ello utilizarla apreciación del instrumento.
Q: Espejo reflector o de iluminación de los círculos: Es un espejo plano que permite proyectar un rayo lumínico hacia el interior del instrumento, el cual es reflejado por una serie de espejos prismáticos hasta llegar a los círculos verticales y horizontales. La imagen de lecturas registradas por ambos círculos es proyectada hacia el microscopio de lecturas, con lo cual se logra observar la magnitud del ángulo horizontal y vertical que determina la posición de un punto observado.
R: Asa de transporte: Constituye el apéndice distal del cuerpo del instrumento, permite mayor comodidad y seguridad en el transporte o cambio de estación del aparato. El asa del transporte puede ser utilizada para acoplar sobre ella equipo accesorio, tal el caso de una brújula circular.
d)El Anteojo o Telescopio: Es la parte del telescopio por medio de la cual se lanzan las visuales desde la estación hacia los puntos observados. Esta conformado por el ocular del anteojo, los lentes oculares, el anillo de enfoque, el objetivo y montura del objetivo, retícula, visor óptico con punta de centraje y microscopio de lectura.
S:Ocular del anteojo: Es la parte del telescopio por medio del cual el operario recibe la imagen del punto observado. Permite mediante un movimiento giratorio realizar la operación de aclarar los hilos de la retícula (V). El ocular del telescopio puede ser reemplazado por una serie de lentes, los cuales por su gradación de aumento son los responsables de la variación de la escala del objeto observado. Los aumentos de graduación varían desde 19º hasta 40º, siendo los mas comunes los de 30º.
T: Anillo de enfoque:Se encuentra ubicado sobre el cuerpo del telescopio su función es aclarar la imagen del punto observado mediante el acercamiento o alejamiento de la visual.
U: Objetivo y montura del objetivo: El objetivo es un biconvexo en el exterior y cóncavo convexo en su cara interior, su función es formar la imagen invertida del objeto observado. La montura del objetivo es la parte externa y distal del telescopio, sobre ella se puede adaptar equipo accesorios tal el caso de un prisma solar o lentes auxiliares para mejorar distancias mínimas de enfoque.
V: Retícula: Es una lámina de cristal ubicada en la parte interna del telescopio, sobre ella se encuentran grabados un trazo vertical y uno horizontal, representando la intersección de ambos en el centro óptico del objetivo o centro de la visual del anteojo. Generalmente la parte inferior del trazo vertical los constituye una doble línea, la cual permite encuadrar con exactitud las señales muy distantes o bastantes grandes, así mismo siempre sobre el trazo vertical se observan dos marcas horizontales equidistantes del centro óptico, las cuales son denominadas marcas o hilos estadimétricos siendo su utilidad en la determinación de D. H. y D. V. por medio de taquimetría.
W: Visor óptico: Es un lente muy especial que ubicado sobre el cuerpo del telescopio permite una rápida pre−orientación de un punto cualquiera. En los teodolitos antiguos se disponía de las llamadas muras de rifle, las cuales cumplían la misma finalidad.
X: Microscopio de lectura: Es la parte del teodolito por medio de la cual se efectúan las lecturas de los valores angulares medidos. En algunos teodolitos dicho microscopio se encuentra sobre la alidada y no sobre el telescopio.
¿Cuáles son los ejes de un teodolito?
El teodolito posee tres ejes principales (8) (9):
Eje Vertical de RotaciónInstrumental S - S: es el eje que sigue la trayectoria del Cenit-Nadir, también conocido como la línea de la plomada, y que marca la vertical del lugar. Es el eje alrededor del cual gira la alidada y donde se miden los ángulos horizontales.
Eje Horizontal de Rotacióndel Anteojo K - K: o eje de muñones es el eje secundario del teodolito, en el se mueve el visor. En el eje de muñones hay que medir cuando utilizamos métodos directos, como una cinta de medir y así obtenemos la distancia geométrica. Si medimos la altura del jalón obtendremos la distancia geométrica elevada y si medimos directamente al suelo obtendremos la distancia geométrica semi-elevada; las dos se miden a partir del eje de muñones del teodolito.
Eje ÓpticoZ – Z: también llamado eje de colimación o de punteríaes 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 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.
¿Qué es un trípode?
El trípode llamado tambien la otra mitad del instrumento, es el soporte del aparato con 3 pies de madera o meálicos, con patas extensibles o telescópicas que terminan en regatones de hierro con estribos para pisar y clavar en el terreno. Deben ser estables y permitir que el aparato quede a la altura de la vista del operados 1.40 -1.50 metros. Tambien se utilizan para aproximar la nivelación del aparato(10).
(11)
Por el material de construcción:Suelen ser de aluminio o madera siendo estos últimos los más utilizados por ser mas resistentes a la dilatación y a las torciones. Sin embargo, los de aluminio son recomendados en climas calidos tropicales.
Trípode de Aluminio
Trípode de Madera
Por el tipo de pies: Pueden ser fijos o extensibles; los fijos son utilizados para trabajos de gran precisión en la nivelación y los extensibles se utilizan en cualquier tipo de trabajo planimétrico y altimétrico.
Tornillo fijador de los teodolitos con pies extensibles
Por el tipo de base: Las bases tipos corrientes son aquellas que tienen un plato sobre el cual quedará fijado directamente el teodolito por medio de los tornillos fijadores por su parte, la base tipo centradora posee una cabeza corrediza cuya parte superior tiene forma esférica donde se coloca la plataforma porta instrumentos.
Base corriente Base centradora Tipos de teodolitos
Teodolito Astronómico
Teodolitos de obra: Son instrumentos de escasa precisión (+/- 30'), se los
utiliza en replanteo de obra vial y civil, están diseñados para resistir el
trato en obra.
Teodolitos topográficos: Son instrumentos de gran precisión (+/- 1") se los
utiliza en replanteos y levantamientos topográficos. Es la gama mas variada y
de mayor cantidad de modelos se les construye en acero y aluminio para mayor
duración.
Teodolitos geodésicos: Son teodolitos de altísima precisión leen hasta la
décima de segundo pudiéndose apreciar la centésima. Los últimos modelos son
exclusivamente electrónicos. Se les utiliza en poligonales y triangulaciones,
posicionamiento de puntos, etc.
Teodolitos astronómicos: Son los mas precisos de la gama leen igual que los
anteriores la décima apreciando la centésima pero con muchos mas aumentos y
mayor nitidez y captación de luz estelar. Son de gran peso ya que generalmente
se les debe colocar sobre bases estables de hierro o cemento. Se les utiliza en
astrometría, geodesia astronomía, etc. (12)
Teodolito de Brújula
Teodolitos
de brújula:Como dice su nombre
tiene incorporada una brújula de características especiales, la brújula está
imantada con la misma dirección del circulo horizontal, sobre el diámetro 0 a
180 grados de gran precisión.
Teodolitos electrónicos: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, es más simple en su uso, y por requerir menos piezas es
más simple su fabricación y en algunos casos su calibración. Es la gama mas moderna, se benefician de la tecnología
electrónica incorporan pantallas alfanuméricas de cristal líquido (LCD), leds
de avisos, iluminación independiente del sol, calculadoras,
electrodistanciómetros y trackeadores (seguidores de trayectoria) incorporados,
y la posibilidad de guardar información para utilizar luego esta en
computadoras personales. Genéricamente se los denomina estaciones totales pues dadas sus capacidades reemplazan la
totalidad de los instrumentos topográficos. (13)
Teodolito Electrónico
Clasificación de los teodolitos Podemos dividir los teodolitos en dos grandes grupos:
Teodolitos Concéntrico: Es el mas común, se llama de anteojo central o concéntrico, porque el plano de colimación contiene el eje principal del instrumento.
Teodolito Excéntrico: El instrumento 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 van montado el anteojo se coloca un contrapeso, otras veces se equilibra el peso del anteojo, colocando en el lado opuesto a éste el limbo cenital y los nonios correspondientes. (14)
A su vez éstos dos se dividen en dos clases mas de teodolitos que son:
Teodolitos repetidores: Se llama teodolito repetidor, cuando posee movimiento general lento, es decir, que una vez solidarios el limbo acimutal y sus índices o microscópios correspondientes, se le puede dar al conjunto un movimiento lento, mediante un tornillo de coincidencia, para apuntar a un punto determinado. De ésta forma el aparato es capaz de acumular lecturas sucesivas del círculo horizontal, que después se dividen por el número de repeticiones, dando lugar al llamado método de repetición en la medida de ángulos.
Teodolitos reiteradores: Llamados también direccionales, los teodolitos reiteradores tienen la particularidad de poseer un limbo fijo y sólo se puede mover la alidada. Estos teodolitos proporcionan una precisión mayor que los teodolitos repetidores. (15) (16)
Instalación de un teodolito
Para instalar correctamente un teodolito se deben cumplir cuatro (4) pasos básicos:
1.- Instalación del trípode: El trípode debe colocarse para montar encima el teodolito. las tres piernas deben colocarse a una distancia suficiente como para que tenga estabilidad, pero esta distancia tampoco debe ser lo suficientemente grande como para que afecte la movilidad de los observadores. Así mismo, se recomienda colocar el trípode lo mas nivelado posible, esto quiere decir que la plataforma superior en donde va a colocarse el teodolito posteriormente, debe estar lo mas horizontal posible.
2.- Montado del teodolito: El teodolito se enrosca en la parte superior del trípode hasta que quede firme. En algunas ocasiones va a ser necesario contar con un adaptador ya que no todos los trípodes tienen roscas compatibles con las de los teodolitos.
3.- Nivelado del Teodolito: Inicialmente debe verificarse que la plataforma teodolito-trípode esté lo más horizontal posible (como se mencionó anteriormente). Luego se procede a nivelar el teodolito manipulando los tornillos que se encuentran en la parte inferior, el objetivo es que las burbujas de los dos niveles ubicados en la plataforma del teodolito se localicen en el centro de los tubos.
4.- Alineamiento del teodolito: Cuando el teodolito esté completamente nivelado debe alinearse es decir, orientarse con respecto a los puntos cardinales. Este alineamiento puede hacerse de tres formas básicamente: utilizando GPS, utilizando información de la posición de los astros o utilizando un punto de referencia con ángulo acimutal desconocido. Hay otras maneras de realizar este alineamiento como utilizando una brújula, observando la dirección hacia la que apunta la caseta meteorológica, entre otros, sin embargo estas opciones no son confiables ni muy exactas, por lo que se recomienda recurrir a las tres opciones ya mencionadas.
Para dejar al teodolito totalmente listo para el lanzamiento de las visuales debe verificarse que la mira esté desplegada, que los tornillos del acimut y de elevación se encuentren aflojados y que el teodolito se encuentre fijado bajo la opción de baja magnificación. Luego de estos ajustes finales, el teodolito debe encontrarse listo para su uso. (17) (18)
Errores en las mediciones con teodolito
Los errores que se comenten en levantamientos
hechos con teodolitos resultan de fuentes o causas instrumentales, naturales o
personales. Normalmente es imposible calcular el valor exacto de un ángulo, y
por tanto el error que hay en su valor medido. Sin embargo, pueden obtenerse
resultados mas precisos si se siguen los procedimientos específicos en el
campo, se manipula cuidadosamente el instrumento y se comprueban las mediciones. (19) (20)
Cotas y Pendientes de la Rasante
La pendiente de Corte estará fijada por el proyectista considerando el Tipo de terreno y las Cotas de Trabajo
La pendiente de Corte estará fijada por el proyectista considerando el Tipo de terreno y las Cotas de Trabajo
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