2. Introducción.
La topografía es una ciencia que resulta ser esencial para el desarrollo de proyectos
de ingeniería y su materialización posterior en la etapa de construcción, ya que esta nos
permite observar, y si es necesario medir, las características del terreno en cuestión. Y de
esta forma localizar y definir las características de la obra a realizar.
En este taller, se determinaron los errores presentes en algunos instrumentos que se
utilizan para realizar levantamientos topográficos. Esta verificación es de suma importancia
al momento de salir a terreno, puesto que si el instrumental no se encuentra en condiciones
apropiadas, la representación que se obtendrá del terreno no será fiel a éste.
Para que esto no ocurra, y la situación descrita en el primer párrafo se cumpla,
veremos también en este taller que se debe hacer para corregir los errores encontrados y
dejar el instrumento en adecuadas condiciones de uso.
2
3. Objetivos.
El objetivo principal de este taller es poner en práctica los conocimientos
aprendidos en clases para que el alumno se familiarice con los instrumentos y técnicas
utilizadas en topografía, ya que estas le serán de gran utilidad en su carrera profesional,
puesto que todo proyecto se tiene que llevar a cabo sobre un terreno.
Los objetivos específicos a tratar en este taller, en el cual se estudiaron los
Taquímetros, fueron los siguientes:
Conocer y entender el funcionamiento de distintos tipos de Taquímetros.
Ser capaces de determinar los errores que estos poseen.
Ser capaces de determinar las constantes del instrumento que luego nos
permiten obtener las distancias.
Saber como llevar a cabo los tres métodos de verificación del buen estado
del taquímetro para realizar un levantamiento.
Saber que se debe hacer para corregir estos errores, dejando el instrumento
en condiciones aceptables de uso.
3
4. Descripción del Instrumento.
Taquímetro Pentax TH-60E:
Taquímetro Wild T-16:
4
Objetivo
Tornillos
nivelantes
Tornillo tangencial
horizontal
Ocular
Ocular para la
lectura de ángulos
Burbuja
Tubular
Tornillo de enfoque
del retículo
Tornillo de enfoque
de imagen
Objetivo
Objetivo
Tornillo
Tangencial
horizontal
Burbuja
esférica
Objetivo
Compartimiento
para pilas
Compartimiento
para pilas
Captador de luz
Plomada óptica
Botón de
encendido de la luz
Tornillo de
fijación del lente
Tornillo
tangencial
vertical
Tornillo de
fijación horizontal
Tornillos
nivelantes
Ocular
Ocular para la
lectura de ángulos
Burbuja
Tubular
Tornillo de enfoque
del retículo
Tornillo de
fijación vertical
Burbuja
esférica
Tornillo de
fijación horizontal
Tornillo
tangencial
vertical
Tornillo de
Trabajo
Burbuja
de Trabajo
Captador de luz
5. estos instrumentos poseen los elementos indicados en la figura. A continuación se
señala la funcionalidad de cada uno de estos elementos:
Ocular: sistema de lentes, que a fin de ampliar la imagen dada por el
objetivo, está en el extremo del instrumento por el cual mira el observador.
Por el ocular se observa también el retículo, el cual se proyecta sobre la
imagen.
Retículo: esta compuesto por un hilo vertical y un hilo horizontal, además
paralelo y equidistante de este último se encuentran dos marcas, llamadas
estadías (estadía superior y estadía inferior).
Tornillo de enfoque del retículo: como su nombre lo dice, este tornillo sirve
para mejorar la nitidez del retículo.
Burbuja esférica: sirve para verificar que el instrumento este bien calibrado.
Tornillo tangencial horizontal: sirve para mover el instrumento ángulos
pequeños sobre el plano horizontal.
Tornillo tangencial vertical: sirve para mover el instrumento ángulos
pequeños sobre el plano vertical.
Tornillos nivelantes: sirven para calibrar el instrumento.
Limbo horizontal: disco en el cual se encuentran graduados los ángulos en
gradianes, y su eje de rotación coincide con el eje de rotación vertical del
instrumento.
Limbo vertical: disco en el cual se encuentran graduados los ángulos en
gradianes, y su eje de rotación coincide con el eje de rotación horizontal del
anteojo.
Objetivo: se encuentra en el extremo del instrumento y en él es reflejada la
imagen.
Tornillo de enfoque de imagen: sirve para mejorar la nitidez de la imagen.
Espejo para la lectura de la burbuja: sirve para brindar comodidad en ver la
burbuja esférica al momento de calibrar el instrumento en terreno, en
situaciones desfavorables.
Burbuja de Trabajo: tiene la función de compensar el error de que el eje
óptico no este barriendo un plano horizontal, es decir, cumple una función
similar a la burbuja esférica solo que ésta es más sensible a pequeñas
perturbaciones, y debe ser corregida para cada medición
Tornillo de Trabajo: sirve para corregir la burbuja de Trabajo.
Tornillos de fijación: están los de fijación vertical, los cuales sirven para
dejar fijo el lente y poder moverlo con el tormillo tangencial vertical;
también están los de fijación horizontal que dejan fijo el instrumento,
impidiendo que este rote en torno al eje vertical, pero igualmente si puede
moverse con el tormillo tangencial horizontal.
Plomada óptica: lente por el cual se visa en dirección del eje vertical de
rotación hacia la parte inferior del instrumento.
Captador de luz: es una entrada para la luz, que puede tener o no un espejo
para ayudar a su regulación, y que sirve para poder visualizar el graduado de
los ángulos en los limbos.
5
6. Mira Topográfica:
Este instrumento corresponde principalmente a
una regla de cuatro metros de longitud, la cual posee la
característica de poder ser plegada en cuatro partes, de un
metro cada una, para efectos de comodidad en su traslado
y almacenamiento.
Esta regla esta graduada al centímetro, y va
alternando su color entre rojo y negro, por cada metro,
para facilitar la lectura a grandes distancias. Notemos que
a pesar que la mira esta graduada al centímetro, las
lecturas pueden ser realizadas con precisión al milímetro,
sólo se necesita una buena estimación.
Huincha de medir:
La huincha utilizada es la mostrada en la
figura, de 30 metros de longitud, material
plástico y graduada al centímetro.
Trípode:
Instrumento compuesto en su mayoría
por aluminio, que consta de tres patas
extensibles y articuladas, sobre las cuales se
encuentra el plato del trípode, que es el lugar
físico en el cual se instala el anteojo topográfico,
el cual posee una forma triangular con los
vértices redondeados y esta perforado en su
centro, por donde pasa un tornillo que sirve para
fijar el nivel al trípode. Las patas terminan en
punta para adherirse de mejor forma al terreno.
6
Detalle del graduado de la mira.
Trípode.
Patas
Plato
Huincha de medir.
7. Descripción del Terreno.
El terreno sobre el cual se realizó la determinación de los errores en los
instrumentos en este taller, corresponde un tramo de la calle Talleres de la Casa Central de
la Universidad Técnica Federico Santa María, Valparaíso.
El material que compone este tramo de la calle Talleres es asfalto, además no
presenta mayores desniveles, el decir, es prácticamente horizontal.
Por ser este terreno un tramo de una calle sin salida, no hubo grandes problemas por
el tráfico en el momento de las mediciones, ya que los vehículos que transitaron fueron
pocos.
Podríamos decir que clima al momento de realizar la determinación de los errores
nos fue favorable, ya que no hacia calor, el cual podría producir el fenómeno de la
refracción, y no se presentaron precipitaciones que nos obligaran a suspender el taller por
protección a los instrumentos.
7
8. Procedimiento.
Una vez escogido el terreno de trabajo, se nos entrego el primer Taquímetro a
revisar, el cual correspondía a un Taquímetro marca PENTAX. En primera instancia se
instaló el instrumento sobre el trípode, y se procedió a calibrar éste mediante el centrado de
la burbuja esférica para verificar la condición de línea de fe perpendicular al eje vertical de
rotación, la cual se cumplió exitosamente en éste y el siguiente instrumento a revisar. Para
realizar la calibración mencionada se procedió de la siguiente forma: primero se instaló el
trípode, verificando que este se encuentre firmemente adherido a la superficie del terreno,
para luego posicionar el instrumento atornillándolo firmemente al plato del tripode teniendo
el cuidado de dejar los tornillos nivelantes coincidiendo con los vértices del plato del
trípode. Posteriormente se realizará la calibración propiamente tal del instrumento, lo cual
se hará en una primera etapa con la ayuda de dos de las patas extensibles del trípode,
colocando el eje óptico del instrumento paralelo a una línea imaginaria que une dos puntos
homólogos de dichas patas. Así se irán ajustando la longitud de éstas fijándonos en la
burbuja esférica, la cual deberá quedar lo más centrada posible. Luego, para los últimos
ajustes, dejando el nivel en la misma posición señalada anteriormente, se utilizarán los dos
tornillos nivelantes que se encuentran sobre las patas utilizadas, moviéndolos a la vez.
Luego se gira el instrumento en noventa grados para ajustar el tercer tornillo nivelante. Y
Finalmente se gira en ciento ochenta grados y se verifica que la burbuja permanezca
centrada. Si esto no se cumpliera, se debe contrarrestar la mitad del error girando el tercer
tornillo nivelante con el instrumento en la última posición descrita, y la otra mitad del error
se compensa usando los tornillos de la burbuja. Posteriormente se gira el instrumento en
ciento ochenta grados para verificar que la burbuja permanezca centrada, si esto no es así,
se debe repetir la operación anterior las veces necesarias (normalmente 2 a 3 veces).
Teniendo el instrumento en posición, se procedió a determinar las constantes de
éste, para lo cual se midieron desde el eje vertical de rotación dos distancias de 10 y 15
metros cada una, con la ayuda de la huincha de medir, en donde se instalaron los
operadores con las miras y se realizaron las lecturas correspondientes a la estadía superior e
inferior, para facilitar los cálculos se impuso un zenit de cien gradianes. Luego los datos
obtenidos se entraron en un sistema de ecuaciones (ver cálculos y mediciones).
Luego se procede a la verificación de la condición de que el eje óptico debe ser
perpendicular al eje horizontal de rotación del anteojo, para lo cual se instala una mira de
forma horizontal en el piso a una distancia dada, que en nuestro caso fueron 10 metros
desde el instrumento. Hecho esto se procede a enfocar en directa un punto A claramente
definido en el sentido opuesto al que se
encuentra la mira (ver figura), luego se
gira el lente en torno al eje horizontal de
rotación del anteojo y se realiza una
lectura del hilo vertical y del ángulo
horizontal sobre la mira. Obtenidos estos
datos, se rota ahora el instrumento en
torno al eje vertical de rotación de este
instrumento para enfocar, esta vez en
transito, nuevamente el punto A definido
anteriormente, ahora se gira en torno al eje horizontal de rotación del anteojo para enfocar
la mira, y se impone el ángulo obtenido la vez anterior para realizar una nueva lectura sobre
la mira del hilo vertical y se registra con el fin de determinar el error. Si el punto C
obtenido la segunda vez coincide con el punto B, entonces quiere decir que el error es cero,
si esto no es así entonces el error obtenido pude ser compensado siguiendo el siguiente
8
A
Vista en
Planta
lB
Taquímetro
Mira
volteada
B
C lC
D
C
9. procedimiento: se determina un punto D localizado a un cuarto del tramo B-C desde el
punto C en dirección B (ver figura arriba), y luego con los tornillos antagónicos se desplaza
el retículo horizontalmente hasta que coincida con el punto C. Finalmente se repite todo y
se comprueba.
Posteriormente se procedió a verificar la condición de que la Línea 100-300 sea
perpendicular al eje vertical de rotación del instrumento, para lo cual se definió un punto
cualquiera sobre una pared y se realizo la lectura del cenit en directa y en transito de dicho
punto, luego con estos datos y una relación matemática se determina el error, si existe. Este
error puede ser corregido desplazando el retículo verticalmente con los tornillos
antagónicos.
Todo el procedimiento descrito anteriormente se repitió para el siguiente
Taquímetro utilizado, un T-16 marca Wild.
9
10. Cálculos y Mediciones.
Determinación del error producido por la no perpendicularidad entre el eje óptico y
el eje horizontal de rotación del anteojo.
Taquímetro Pentax TH-60E:
(a) Para la condición de eje óptico perpendicular al eje horizontal de rotación
del anteojo, los datos obtenidos en el taller fueron:
LB = 1356
<H = 294.19 g
LC = 1355
El error es el siguiente:
e
LB LC
4
10
Mira
volteada
A
Taquímetro
Vista lateral
B y C
4e
A
Vista en Planta
lB
Taquímetro
Mira
volteada
B
C
lC
11. e 0.250mm(b) Para la condición de Línea 100-300 perpendicular al eje vertical de rotación
del instrumento, los datos obtenidos fueron:
ZD = 97.19 g
ZT = 302.72 g
El error es el siguiente:
e
ZD ZT 400g
2
e 0.04g
(c) Determinación de las constantes:
Medición con Huincha Estadía Superior Estadía Inferior
10 [m] 1716 [mm] 1616 [mm]
15 [m] 1740 [mm] 1590 [mm]
Con estas mediciones se obtuvo el siguiente sistema:
A 100 103
K Sin100g
10
A 150 103
K Sin100g
15
Y la solución de este sistema es:
A = 0 y K = 100
Taquímetro Wild T-16:
(a) Para la condición de eje óptico perpendicular al eje horizontal de rotación
del anteojo, los datos obtenidos en el taller fueron:
LB = 1620
<H = 389.10 g
LC = 1619
El error es el siguiente:
e
LB LC
4
e 0.250mm(b) Para la condición de Línea 100-300 perpendicular al eje vertical de rotación
del instrumento, los datos obtenidos fueron:
ZD = 96.93 g
ZT = 303.21 g
11
12. El error es el siguiente:
e
ZD ZT 400g
2
e 0.07g
(c) Determinación de las constantes:
Medición con Huincha Estadía Superior Estadía Inferior
10 [m] 1700 [mm] 1600 [mm]
15 [m] 1735 [mm] 1585 [mm]
Con estas mediciones se obtuvo el siguiente sistema:
A 100 103
K Sin100g
10
A 150 103
K Sin100g
15
Y la solución de este sistema es:
A = 0 y K = 100
12
13. Conclusiones.
Bernardo Chavarri
Rol: 2211029-2.
Se puede concluir de este taller que no podemos confiarnos plenamente del buen
estado de los instrumentos al momento de salir a terreno a realizar un levantamiento
topográfico, pues es de suma importancia para el buen desarrollo y posterior representación
del terreno verificar los errores que estos puedan tener para de esta forma corregirlos antes
de realizar cualquier medición.
Es notable señalar también algunos cuidados especiales que se deben considerar al
momento de estas determinaciones, como es por ejemplo realizar una buena medición con
la huincha de medir (lo cual fue materia del primer taller), fijándonos que esta se encuentre
horizontal y estirada lo suficiente.
Este taller resulto ser también de suma importancia por el hecho de que nos permitió
conocer en la practica los taquímetros y su funcionamiento, a veces complejo, para poder
desempeñar una buena tarea en los próximos talleres y en la practica de topografía, en
donde haremos gran uso de ellos.
13
14. Felipe Celis
Rol: 2223039-5.
En este taller comprobamos que es importante verificar que el instrumento este en
buenas condiciones, ya que al realizar un levantamiento debemos representar el terreno de
la mejor forma. Ya que con esta foto instantánea del terreno que se entrega se procede a
realizar el proyecto, y unos centímetros más o menos pueden influir mucho en plata y
tiempo.
Para la verificación del taquímetro realizamos tres condiciones, dándonos en los dos
taquímetros ocupados error.
También de otros talleres, sabemos que es importante medir bien con la huincha, es
decir, tener los cuidados pertinentes (huincha horizontal, tensarla bien, tener cuidado con la
dilatación).
Respecto al terreno se puede decir que el flujo vehicular no nos afecto al momento de
realizar la verificación de el taquímetro. Y con respecto al tiempo, estuvo bueno ya que no
tuvimos problemas por refracción.
14
