Inicio de la topografia

Excelente video. nos muestra de forma dinamica como nace esta ciencia que hoy conocemos como Topografia.

Teodolito, Observaciones Azimutales y Cenitales

Teodolito 

Es un instrumento de medicion mecánico-óptico que se utiliza para obtener ángulos verticales y, en el mayor de los casos, 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 topograficos e ingenieriles, sobre todo en las triangulaciones. Con ayuda de una mira y mediante la taquimetria , puede medir distancias. 

Observaciones azimutales:

se admiten que son mas precisas que las cenitales, la punteria estaria bien realizada cuando el vertical divide a la mira en dos mitades aparentemente iguales. el error maximo de punteria en observaciones de este tipo sera: 

 

epa=      (20”/A) x{1+(4A /100)} 

Observaciones cenitales:

se adopta como error maximo visando a una señal de punteria bien definida enrasando el hilo horizontal con la division de la señal:

epc=      (20”/A) x{1+(4A /100)} 

 siendo A el numero de aumento del anteojo, en el caso de visuales lanzadas a una mira topografica , sin enrasar con la separacion de entre divisiones y determinando a estima, por tanto, la fraccion de division, se admite un error maximo mayor: 

epc=      (10”/A) x{1+(4A /100)} 

Ejes y partes principales del teodolito

Eje Vertical de Rotación Instrumental 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.

Eje óptico es el eje donde se enfoca a los puntos. El eje principal es el eje donde se miden ángulos horizontales. 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 decímetro también es el disco vertical.

Eje Horizontal de Rotación del Anteojo 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 semielevada; las dos se miden a partir del eje de muñones del teodolito.

Diferentes tipos de teodolitos

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.

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 incorporado 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, 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. 

Fuentes de error en trabajos con teodolito

 Los errores que se cometen en levantamientos hechos con tránsito o con teodolito de precisión resultan de fuentes o causas instrumentales, naturales o personales. Normalmente es imposible determinar el valor exacto de un ángulo, y por tanto el error que hay en su valor medido. Sin embargo, pueden obtenerse resultados precisos: a) siguiendo procedimientos específicos en el campo, b) manipulando cuidadosamente el aparato, y c) comprobando las mediciones. Los valores probables de errores aleatorios y el grado de precisión alcanzado pueden calcularse.

Los errores instrumentales MÁS comunes SOn:

1. Los niveles de alidada están desajustados.

2. La línea de colimación no es perpendicular al eje de alturas

3. El eje de alturas no es perpendicular al eje acimutal.

4. La directriz del nivel del anteojo no es paralela a la línea de colimación

5. Excentricidad de los vernieres. (Vernier es pequeña escala empleada para obtener partes fraccionarias de las divisiones más pequeñas de la escala principal sin recurrir a la interpolación)

ERRORES naturales comunes son:

Viento, Cambios de temperatura, Refracción, Asentamiento del trípode.

Los errores personales MÁS comunes son:

El instrumento no está centrado exactamente sobre el punto, las burbujas de los niveles no están perfectamente centradas, uso incorrecto de los tornillos de fijación y de los tomillos tangenciales, enfoque deficiente, trípode inestable, aplome y colocación descuidados del estadal.

Brújula, fenómeno de atracción local y su corrección

Brújula 

Es una aguja imantada que responde al campo magnético de la tierra (era conocida y utilizada por los chinos 2.500 años antes de Cristo) orientándose según este. Mide el ángulo horizontal con respecto a la línea de campo magnético en que se encuentra. El norte magnético suele diferir con el norte geográfico, por ello se utiliza el cálculo de la declinación magnética para encontrar las direcciones verdaderas o geográficas. En Venezuela las declinaciones son todas hacia el oeste, por lo que se debe sumar el valor de la declinación al azimut (dirección geográfica), y estas varían según el lugar. Como esta medida varía con el tiempo es necesario saber el correcto cálculo de ella.

Azimut real = medición en brújula +/- declinación magnética.

Es lo mismo decir que si se mide una dirección en la brújula, debemos agregarle a la medida la declinación magnética local, y así obtendremos Azimut real. Para que se tenga una idea de lo importante que puede ser este cálculo, se presenta una tabla,  con estimaciones de errores de objetivo producto de la no utilización de la Declinación Magnética.

Desviación por Declinación Magnética	Error o desviación del Objetivo luego de Caminar 15 Kilómetros en plano
5°	1.307,34 metros
10°	2.604,72 metros
15°	3.882,29 metros

Aplicaciones

El uso más difundido de la brújula entre los senderista es el de señalar direcciones, triangular la posición y crear poligonales (rutas formadas por sucesiones de trayectos rectos de distancias y direcciones conocida).

ATRACCIÓN LOCAL

La dirección de las líneas de fuerza magnética (o sea la dirección señalada por la brújula) se altera por la llamada atracción local, originada por la presencia de objetos de hierro o acero, de algunos otros metales y por corrientes eléctricas que producen atracción magnética sobre la aguja magnética de la brújula, hasta el punto de que en algunos lugares se hace imposible el uso de la brújula por una  atracción local demasiado grande.

El método de detectar y eliminar la atracción local se basa en las siguientes consideraciones:

1. Cuando el rumbo de una recta leído en la brújula tiene el mismo valor que el contrarrumbo (contrarrumbo=rumbo tomado desde su otro extremo), o cuando el azimut es igual al contraazimut, más o menos 180º (contraazimut=azimut en sentido opuesto), se dice que en los puntos extremos de esa recta no hay atracción local.

2. Todos los rumbos o azimuts tomados desde una misma estación están afectados en la misma cantidad, o sea que los ángulos entre rectas tomados desde una misma estación y calculados a partir de esos rumbos o azimuts, no se afectan por la atracción local.

Medición con cinta y teodolito

Medición de distancias topográficas

La medición de distancia entre dos puntos constituye una operación común en la topografía.los elementos seleccionados para dicha medición de distancia dependerá de las precisiones requeridas.es común medir la distancia con telemetro o por conteo de pasos para algunos trabajos geológicos y para la medición de una longitud de una vía es común usar el odómetro, cuando se requiere mayor precisión en levantamientos topográficos se requieren cintas de acero o distanciometros,también podemos nombrar al teodolito y las miras tantos verticales como horizontales para la medición de distancia. Todos los levantamientos topográficos son representados a escala sobre el plano horizontal, por lo que cuando se mide una distancia entre dos puntos sobre la superficie terrestre, esta debe ejecutarse en la proyección horizontal.

Medición directa con cinta 

La medición con cinta de una línea horizontal se basa en aplicar directamente la longitud conocida de un elemento lineal graduado sobre la línea cierto número de veces. La calibración es un factor importante ya que influye en la precisión de las mediciones, en el campo es difícil obtener estas condiciones de calibración.

Medir una longitud consiste en determinar, por comparación, el número de veces que una unidad patrón es contenida en dicha longitud. La medición con cinta se realiza en seis pasos los cuales son los siguientes:

 Alineación

 Aplicación de tensión

 Aplome

 Marcaje de tramos

 Lectura de la cinta

 Registro de la distancia

El equipo que se necesita para realizar las mediciones es el siguiente:

 Cinta métrica

 Jalones

 Piquetes

 Plomada

 Nivel de mano 

                          

En el proceso de medición se introducen unas series de errores sistemáticos y aleatorios que son inevitables pero que podemos reducir al mínimo,otro tipos de errores que podemos cometer son los groseros que se cometen al distraernos en nuestro momento de medición.

Errores sistemáticos

·         Pendiente

·         Graduación

·         Temperatura

·         Tensión

·         Catenaria

Errores aleatorios

·         pendiente

·         Temperatura

·         Tensión

·         Catenaria

·         Alineación

·         Verticalidad del marcado

Errores groseros

·         Confundir marcas en el terreno

·         Errores de lectura

·         Errores aritméticos al sumar distancias parciales

    Error de anotación

Medición indirecta con teodolito

Se utilizan sobre todo cuando las distancias son grandes, para la medición indirecta de distancias se utiliza instrumentos mecánicos ó electrónicos, los teodolitos son los indicados, dentro de ellos existen los teodolitos convencionales, para tomar distancias se hace uso de miras graduadas.Las lecturas se realizan dentro del rango de los hilos estadimétricos, hilo superior (s) e hilo inferior (i), en la ubicación de estos se lee su respectiva altura y se resta (s-i) y multiplicado por 100 (constante estadimétrica de fabricación), será la distancia del punto visado, estas son inclinadas y es necesario reducir al horizonte para representar en el plano, por lo que se tiene que aplicar las fórmulas taquimétricas aproximadas:

Las lecturas se realizan dentro del rango de los hilos estadimétricos, hilo superior (s) e hilo

inferior (i), en la ubicación de estos se lee su respectiva altura y se resta (s-i) y multiplicado

por 100 (constante estadimétrica de fabricación), será la distancia del punto visado, estas son

inclinadas y es necesario reducir al horizonte para representar en el plano, por lo que se tiene

que aplicar las fórmulas taquimétricas aproximadas:

DH = D Cos2(alfa)

DV = ½ D Sen 2(alfa)

Donde: DH = Distancia horizontal.

D = Distancia inclinada.

alfa = Angulo vertical.

DV = Diferencia Vertical