Descripción de los instrumentos básicos en la topografía

1. TOPOGRAFÍA BÁSICA
Instrumentos topográficos
Msc. Izar Sinde González

2. ELEMENTOSY ACCESORIOS DE LOS
INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS
 ELEMENTOS
 ANTEOJOS
 LIMBOS
 ACCESORIOS
 LA BRÚJULA
 TEODOLITO
 ESTACIÓN TOTAL

3. ANTEOJOS
 Son instrumentos ópticos formados por un sistema de lentes dispuestas
de forma adecuada dentro de un tubo, con el cual se obtienen imágenes
aumentadas de objetos lejanos.
 El utilizado en topografía tiene el nombre de ANTEOJO
ASTRONÓMICO,

4. ANTEOJOS
 FUNDAMENTO:
 Está formado por 2 lentes convergentes, montadas en un tubo, en el
cual se puede variar la distancias entre las mismas.
 Recordando óptica, se verifica que:
 1/D +1/d =1/f1

5. ANTEOJOS
 PARTES:
 Ocular: Parte del anteojo que está hacia el ojo. Consta de 2 lentes.
 Objetivo: Es la parte del anteojo que está hacia el objeto. Consta de 2 o
más lentes.
 Retículo: Parte del anteojo situado entre el ocular y el objetivo. Es un
disco de vidrio plano situado en el plano vertical donde se forma la
imagen real.Además lleva grabadas 2 líneas, una vertical y otra
horizontal, llamados hilos, formando un cruz denominada CRUZ FILAR

6. ANTEOJOS
 EJES DE UN ANTEOJO:
 Eje óptico
 La recta que une el centro óptico del objetivo con el centro óptico del ocular
 Eje mecánico
 La recta que asa por el centro óptico del objetivo y es paralela a la recta que describe cualquier
punto del tubo en su movimiento,es decir, el eje geométrico.
 Eje de colimación
 Recta que une el centro óptico del objetivo con el centro del retículo.También se denomina LINEA DE MIRA
 Si el anteojo esta perfectamente corregido, los tres ejes coinciden
 COLIMAR: Es la operación de hacer que la imagen de objetos se forme en el centro
del retículo, o sea, en la cruz filar. Esto se consigue moviendo las lentes del ocular
(ENFOCANDO

7. LIMBOS
 Son elementos que dan la medida gradual de ángulos
 Están constituidos por placas o coronas circulares,
protegidos por cajas cilíndricas
 Las divisiones deben ser iguales y rigurosas.

8. LIMBOS
Tipos
 Acimutales
 Miden ángulos horizontales
 Cenitales
 Miden ángulos verticales
Graduación
 Sexagesimal (360 partes)
 Centesimal (400 partes)

9. ACCESORIOSY EQUIPOS AUXILIARES
Son todos aquellos accesorios que sirven para
poner cualquier instrumento topográfico en el
punto exacto donde se quiere HACER ESTACIÓN.
Estos accesorios son:
 Trípodes
 Plataformas
 Plomadas
 Niveles

10. ACCESORIOSY EQUIPOS AUXILIARES
Trípode:
 Permite manejar los instrumentos con comodidad, permitiendo
situarlo a la altura del operador
 Pueden ser de madera o aluminio y rígidas o extensibles.

11. ACCESORIOSY EQUIPOS AUXILIARES
Plataformas:
 Son las cabezas de los trípodes sobre las cuales se colocan los
instrumentos para su manejo.

12. ACCESORIOSY EQUIPOS AUXILIARES
Plataformas:
 Pueden ser de forma triangular o circular, las cuales llevan una guía
móvil sujeta a ellas mediante un tornillo fijo en uno de sus
extremos.A lo largo de esta guía puede desplazarse un tornillo
mediante el cual se une solidariamente el instrumento al trípode.

13. ACCESORIOSY EQUIPOS AUXILIARES
Plomadas:
 Sirven para la correcta puesta en estación de los
instrumentos topográficos. Gracias a estas se puede
materializar el punto exacto del terreno que
corresponde al centro del instrumento.
 Pueden ser:
 Clásicas
 Ópticas

14. ACCESORIOSY EQUIPOS AUXILIARES
Plomadas clásicas:
 Consisten en un cordón fino con un peso en formad e cono
o cilindro en un extremo
Plomadas ópticas:
 Consisten en un pequeño anteojo que posee un prisma
triangular de reflexión total mediante el cual la visual
efectuada a través del mismo realiza un ángulo de 90°.
 Todos los instrumentos modernos tienen un.

15. ACCESORIOSY EQUIPOS AUXILIARES
Niveles:
 Indican la horizontalidad del plano sobre el que descansan los
aparatos y la verticalidad del eje alrededor del cual giran.
 Esto se consigue por medio de la superficie libre de un
líquido en reposo, que lleva una burbuja en el mismo, por lo
cual se llaman “niveles de burbuja”.
 Los tipos de niveles que existen son:
 Niveles tóricos
 Niveles esféricos
 Niveles de burbuja partida

16. ACCESORIOSY EQUIPOS AUXILIARES
Nivel tórico:
 Está constituido por un tubo de vidrio de forma tórica,
con escasa curvatura, cerrado por los extremos, relleno
de un líquido de poca viscosidad (Alcohol, éter o
bencina) con una burbuja de aire o vapor del propio
líquido.
 El tubo está dividido por trazos transversales,
equidistantes 2 mm., para la comprobación de la
posición de la burbuja.

17. ACCESORIOSY EQUIPOS AUXILIARES
Nivel tórico:
Cuando la burbuja se sitúa en el centro se dice
que el nivel está CALADO.

18. ACCESORIOSY EQUIPOS AUXILIARES
Nivel esférico:
 Está formado por una caja cilíndrica, cerrada por su parte
superior con una tapa de cristal en forma de casquete
esférico.
 Está llena de un líquido poco viscoso y una burbuja de
aire y vapor en su interior. Son cómodos y rápidos de
manejar, pero con poca sensibilidad. ( s<5’)

19. ACCESORIOSY EQUIPOS AUXILIARES
Nivel esférico:
Llevan grabadas en la tapa superior una o varias
circunferencias para realizar el centrado de la
burbuja.

20. ACCESORIOSY EQUIPOS AUXILIARES
Nivel de burbuja partida:
Consiste en un nivel tórico en el que se suprimen
las divisiones y se sustituyen por un sistema de
prismas, mediante el cual se ven los dos extremos
de la burbuja partidas en dos mitades.
Cuando coinciden las dos mitades el nivel esta
calado. La sensibilidad es mayor en estos niveles,
pasando a ser 1/20 de la del nivel tórico.

21. ACCESORIOSY EQUIPOS AUXILIARES
Nivel de coincidencia:

22. ACCESORIOSY EQUIPOS AUXILIARES
Miras
 Son reglas divididas en unidades del sistema métrico decimal y
pintadas en colores vivos (negro, rojo, blanco) para que se vean
fácilmente.
 Se utilizan como ESTADÍAS para la determinación de distancias
por métodos indirectos (Medición estadimétrica) y para
determinación de desniveles.

23. ACCESORIOSY EQUIPOS AUXILIARES
Prismas
 Están formados por tres superficies reflectantes,
perpendiculares entre si, que reflejan los rayos incidentes
paralelamente a la dirección de incidencia.
 Se suelen colocar en la parte superior de un jalón.

24. INSTRUMENTOS AUTORIENTABLES
 La aguja magnética
 SI se toma una aguja imantada y se suspende por el centro adopta siempre
una dirección determinada, un extremo se dirige hacia el norte y otro hacia
el sur.
 Se debe a que la Tierra se comporta como un gigantesco imán. Los polos
geográficos están próximos a los magnéticos.

25. INSTRUMENTOS AUTORIENTABLES
Declinación magnética
 Es el ángulo que forma la dirección de la aguja magnética con el
meridiano astronómico.
 Este ángulo se debe a que no coinciden los polos magnéticos y
geográficos. Puede ser positiva o negativa.
 No es constante, sufre variaciones, temporales y geográficas.

26. INSTRUMENTOS AUTORIENTABLES
Variaciones de la declinación magnética
 Temporales: son las que sufre a lo largo del tiempo, y las más
importantes son las seculares y las diurnas.
 Las seculares son las que suceden a lo largo de los siglos debido a
una rotación del eje magnético alrededor del eje geográfico de
forma continua y uniforme.
 Las diurnas son las debidas al movimiento de laTierra alrededor del
sol, siendo la variación máxima al mediodía, es mayor en verano y
tiene como valores máximos 18’ y 20’ y mínimos 5’ y 6’

27. INSTRUMENTOS AUTORIENTABLES
Variaciones de la declinación magnética

28. INSTRUMENTOS AUTORIENTABLES
Variaciones de la declinación magnética
 Geográficas son las que sufre según los puntos del terreno,
pueden ser locales o accidentales.
 Locales son las debidas a la presencia de terrenos magnéticos o por
líneas de alta tensión, construcciones metálicas…
 Las accidentales son debidas a tempestades magnéticas, originadas
por auroras boreales, manchas solares. Son muy importantes cuando
se producen.

29. INSTRUMENTOS AUTORIENTABLES
Variaciones de la declinación magnética

30. INSTRUMENTOS AUTORIENTABLES
Brújulas
 Son instrumentos basados en la propiedad de la aguja magnética de
señalar una dirección fija.
 Están constituidas por una aguja magnética suspendida por su
centro sobre un pivote (ágata) y colocado el conjunto en una caja
circular que contiene un circulo graduado en el que se pueden leer
los valores de los ángulos.

31. INSTRUMENTOS AUTORIENTABLES
Ventajas
 Es autorientable,
 Práctico, sólido y rápido de utilizar
 No transmite errores.
Inconvenientes
 Su poca precisión (entre 15’ y 60’)
 Apropiado para trabajos a pequeña escala, con distancias de
varios km. entre ejes, donde los errores cometidos no tienen
representación
 Está en desuso

32. EL TEODOLITO
 Es un GONIOMETRO completo capaz de medir ángulos horizontales y
verticales con una precisión grande.
 Permite además medir distancias a través de métodos estadimétricos y
desniveles
 Consta de 3 bloques fundamentales
 Bloque inferior: Constituido por una plataforma nivelante, la cual se ajusta al
trípode mediante un tornillo de presión.
 Bloque intermedio: Contiene el limbo acimutal, y se acopla mediante un eje
hueco. Puede hacerse solidario al inferior.
 Bloque superior: Contiene un anteojo, el limbo vertical y los micrómetros o
índices de lectura. Puede hacerse solidario con el intermedio

34. EL TEODOLITO

35. EL TEODOLITO
Tipos:
 Ópticos:
 Son los que disponen de micrómetros ópticos para realizar la lectura
de los ángulos.
 Electrónicos:
 Los que disponen de sistemas electrónicos de medición de ángulos
para realizar la lectura de los mismo.

36. EL TEODOLITO
Puesta en estación:
 Es el conjunto de operaciones que han de realizarse para colocar el
instrumento sobre el punto del terreno deseado y con el eje
principal vertical. Puede realizarse con :
 Con plomada clásica
 Con plomada óptica.

37. EL TEODOLITO
Puesta en estación:
 1° paso: Se coloca el trípode a la altura de la quijada, liberando los
tornillos de extensión
 2° paso: Se abren las patas del trípode, y se ubica la pata pivote en la
dirección que se va a medir. Siempre lo más nivelado y mejor ubicado
sobre el punto posible.
 3° paso: Se ubica sobre el trípode el teodolito y se atornilla al mismo.
 4° paso: Se visualiza por la plomada óptica si el eje principal del
teodolito se encuentra cerca del punto a estacionarse. De no estarlo, se
agarran dos patas y se mantiene una pivote en el piso y se mueve el
teodolito de forma que la cruz filar de la plomada óptica coincida con el
punto en el que estacionarse.

38. EL TEODOLITO
Puesta en estación:

39. EL TEODOLITO
Puesta en estación:
 5° paso: Se debe calar el nivel esférico. Para lograrlo se debe liberar
el tornillo de extensión de la pata que se encuentre en la posición
opuesta a la dirección de la burbuja y subir o bajar en función de la
necesidad.
 6° paso: Una vez calado el nivel esférico, se procede a calar el nivel
tórico. Para ello, se ubica el teodolito de forma que, dos de los
tornillos nivelantes, formen una línea paralela al nivel tórico.
 7° paso: Se giran los tornillos, SIEMPRE EN DIRECCIONES
OPUESTAS, para lograr ubicar la burbuja en el centro del nivel.

40. EL TEODOLITO
Puesta en estación:

41. EL TEODOLITO
Puesta en estación:
 8° paso: Se gira la estación 90°, y se gira el otro tornillo de
nivelación, hasta que la burbuja se ubica en el centro del nivel. En
ese momento la estación estaría nivelada.

42. EL TEODOLITO
Puesta en estación:
 9° paso: Se comprueba por la plomada óptica si el equipo está
sobre el punto (Tras el proceso de nivelación se muy probable que
se moviera)
 10° paso: De no estar ubicado el eje principal sobre el punto desde
el que se quiere estacionar, se libera la estación del trípode con
media vuelta de tornillo, se mueve la estación sobre la plataforma
hasta que coincide con el punto y se repite todo el proceso desde
el paso número 5.
 Tarea: Realizar un diagrama de flujo del proceso de estacionamiento.

43. EL TEODOLITO
Usos:
 Se utiliza para la medición de ángulos acimutales y cenitales.
 Obtención de desniveles
 Antiguamente se utilizaba para triangulaciones a grandes distancias.
 Permite medir distancias con la ayuda de una mira.
 Se pueden obtener coordenadas a partir de las mediciones
realizadas.
 Por lo tanto, el principal uso es la realización de levantamientos
topográficos.

44. EL TEODOLITO
Cuidados:
 No situar las patas muy juntas
 Manejarlo con cuidado, sobre todo al sacarlo del estuche
 Sujetarlo bien en la meseta del trípode
 No desatenderlo en campo
 No colocarlo al hombro al pasar por sitios difíciles
 Apretar los tonillos de presión al realizar las observaciones, pero sin pasarse
 No tocarlo al realizar las observaciones
 Triangulaciones a grandes distancias.
 Tener siempre a mano una capucha impermeable en caso de lluvia
 Colocar la tapa del objetivo para protegerlo y colocarlo bien en el estuche

45. EL TEODOLITO
Características de cualquier equipo
topográfico:
 Precisión
 Apreciación
 Sensibilidad de los niveles
 Aumentos
 Precisión del distanciometro
Especificaciones técnicas de los siguientes equipos. 1ft = 0,3048 m.

46. EL TEODOLITO
Calculo de desniveles
Visual ascendente
𝒛 = 𝒕 + 𝒊 − 𝒎

47. EL TEODOLITO
Visual ascendente
𝒛 = 𝒕 − 𝒊 + 𝒎

48. EL TEODOLITO
Libretas taquimétricas
Los datos se recogen en libretas taquimétricas
del tipo:

49. EL TAQUÍMETRO
Cálculos
 Los cálculos que se llevan a cabo son los siguientes:

50. EL TAQUÍMETRO
Ejercicio cálculo de desniveles
 En una finca como la del croquis se realizó un levantamiento utilizando un
taquímetro de graduación directa centesimal y una mira de cms,
Estacionando en A, se visó a 1, 2, 3 y 4.
1
2
3
4
A

51. EL TAQUÍMETRO
Ejercicio cálculo de desniveles
 En una finca como la del croquis se realizó un levantamiento utilizando un
taquímetro de graduación directa centesimal y una mira de cms,
Estacionando en A, se visó a 1, 2, 3 y 4.
PUNTOS LECTURAS DE HILOS L. DE ÁNGULOS DISTANCIAS TÉRMINOT DESNIVEL ALTITUD
ESTAC OBS Axial Sup. Inf Horizontal Cenital Inc. Red. <90 >90 Pos Neg Cotas
A(1,40)
1 1,525 1,275 145,9500 87,1815
2 1,695 1,105 240,6650 83,2305
3 2,105 1,495 299,9150 108,1735
4 1,89 1,71 0,0000 115,1475

52. ESTACIÓN TOTAL
Constitución
 Tiene tres bloques fundamentales:
 Un teodolito electrónico
 Mide ángulos
 Un distanciómetro
 Mide distancias con rayos infrarrojos
 Microprocesador de datos
 Presentación inmediata de resultados, con posibilidad
de guardar los mismos.

53. ESTACIÓN TOTAL
Partes

54. ESTACIÓN TOTAL
Características
 Compensación automática vertical (Coloca el 0 en el
cenit)
 Selección de medición angular (Directo o inverso)
 Selección de unidades (Centesimal o sexagesimal)
 Códigos de error
 Baterías (Internas o externas)

55. ESTACIÓN TOTAL
Estacionamiento
 Igual que un taquímetro
 Primero nivel esférico.
 Después se sitúa la plataforma del trípode casi
horizontal y centrada en el punto con la plomada óptica.
 De ahí se nivela con el nivel esférico, el tórico y los
tornillos de nivelación

56. ESTACIÓN TOTAL
Puesta a cero
 Se puede indexar el cero en la dirección que señalemos.
 Esto permite realizar trabajos orientados.
Correcciones de esfericidad y refracción
 Se pueden introducir valores de temperatura y presión a
la estación para que esta calcule las correcciones
automáticamente.

57. ESTACIÓN TOTAL
Medición de coordenadas
 Es capaz de calcular automáticamente coordenadas
cartesianas a partir de coordenadas polares.
 Permite introducir las coordenadas del punto de
estación para realizar esta operación

58. ESTACIÓN TOTAL
Ventajas:
 Eliminación de muchos errores producidos en el manejo
de datos y realización de cálculos posteriores.
 Tratamiento integrado de datos sin manipulación
externa
 Mayor velocidad de trabajo.
 Posibilidad de resolver problemas en campo
 Precisión alta en el trabajo.

59. ESTACIÓN TOTAL