ASIGNATURA: TOPOGRAFA II CAPITULO I EL TEODOLITO, ESTACIN TOTAL Y EL ESCNER LASER DOCENTE ING AGUSTO TICONA BALDRRAGO UNIVERSIDAD CATLICA DE SANTA MARA FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERIAS CIVIL Y DEL AMBIENTE PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVILANTECEDENTES SOBRE LA CREACIN DEL TEODOLITO(Casanova M. Leonardo 2002. Topografa plana - captulo 4) Durantesiglos,elhombrehaideado diferentes instrumentos para la medicin simultneadenguloshorizontalesy verticales,siendoquizslaaparicindel POLIMETRUM,diseadoporelclrigo MartnWaldseemleralrededordelao 1512,elprimerprototipodelosteodolitos actuales. Tambinseleatribuyealmatemtico inglsLeonardDiggeslainvencinenla segundamitaddelsigloXVIdelprimer instrumentodemedidadengulos predecesor del teodolito.EL TEODOLITO CONCEPTO, ESTRUCTURA Y PARTES PRINCIPALES Son instrumentos topogrficos conformados por: Unanteojocondoshilosreticulares,unohorizontalyelotro vertical cuya interseccin de estos hilos forman la cruz filar, que es el puntomediodondeserealizantodaslaslecturasdengulos horizontales y verticales. Doshilosestadimtricos,unsuperioryotroinferiorquepermiten leerdistanciasindirectas,tambinconocidascomodistancias estadimtricas. CONCEPTO, ESTRUCTURA Y PARTES PRINCIPALES La interseccin de los hilos reticulares se conoce como la Cruz filar Hilos estadimtricos para medir distancia Hilos reticulares para medir la altura de nivel Anteojo Estada o mira graduada Teodolitospticosmecnicos:Soninstrumentosquetuvieron grandesaplicacionesdesdesuaparicin,suselementos fundamentales son: El limbo horizontal y el limbo vertical, llamado tambin eclmetro que esta destinado a la medida de ngulos verticales. Pararealizarlalecturadeloslimbossetienequerealizarpor apreciacin y aproximacin a travs del anteojo del ocular. Losteodolitospticosmecnicosmsprecisostienen adicionalmente un vernier llamado tambin micrmetro,. Para iluminacin de los limbos tienen un espejo a un costado en uno de los soportes.TIPOS DE TEODOLITOS Para colocar el teodolito en el punto de estacin algunos teodolitos tienenunaplomadaptica,otrosunbastnconunnivelesfricoy losmsantiguosserealizaconunaplomadadealbail.La nivelacindesubaseserealizamediantelostrestornillos nivelantes segn procedimientos que ms adelante se detalla. Teodolitoselectrnicos:Estosteodolitosadiferenciadelospticos mecnicostienenincorporadounapantalladelitiodondesepuede efectuarlaslecturasdelosnguloshorizontalesyverticales, reduciendo considerablementelos errores de lectura y aproximacin, comolosqueobservamos:TOPCONDT-207,LEICAT105yotrosmas modernosdevariadomodeloymarca,etc.suscaractersticas principales son: Losteodolitoselectrnicosytodossusaccesoriossoncompactos, hermticos, ligeros y de fcil transporte. Lasunidadesylaspiezasmasimportantesdelteodolitoson:los limboshorizontal,vertical,losejesdelanteojo,elnivelyotros,estn protegidos contra la humedad, el polvo y los deterioros de uso. Losteodolitoselectrnicos,estnadaptadosparamedirngulos verticalesdegraninclinacin(tenerunanteojoauxiliaryunprisma ocular), llamado anteojo auxiliar. Losteodolitoselectrnicos,tienenunequipoelctrico,parala iluminacin del limbo horizontal y vertical, para facilitar la lectura. Losteodolitoselectrnicos,tienenunpuntodecontrajellamada plomada ptica y otros como la marca Leica tienen plomada lser , para hacer la estacin correspondiente. CARACTERISTICAS DE LOS TEODOLITOS ELECTRONICOS Elestacionamientoopuestaenestacindelosteodolitos,setiene querealizarconmuchocautelayprecisinenelcentrajedela plomadapticaolsersegnseaelcasoporloquehayquetener muchaprcticaycuidadoenelestacionamiento,paralocualse procede as: 1.Limpiartodoobjetocercanoalaestacin,quepudieraocasionaro perturbar el buen desenvolvimiento del operador. 2. Soltar y extender las patas del trpode a una altura conveniente y al mismo tempo estas formen entre si un tringulo equiltero. 3.Fijareltrpodesobreelpuntodeestacin,tratandoqueest centradoeltornillodesujecinenelplatodeltrpodeseencuentre ms horizontal posible. PUESTA EN ESTACION DEL TEODOLITO 4.Incorporarelteodolito,altrpodepormediodeltornillode sujecin los tornillos nivelantes deben estar a media carrera. 5. Centrar el punto de la estacin con su respectiva plomada. 6.Nivelarelinstrumentosiguiendoprocedimientosconocidos,es decirprimeronivelarcondostornillosalavezyelanteojodebe encontrarseperpendicularadichostornillos,luegogirar90y nivelarconeltercertornillo;verificarycorregireldesplazamiento delaplomada.Conlosteodolitoselectrnicosdedoblenivel tubular , uno en cada eje no es necesario girar los 90. 7.Elpasoanteriorsernecesariorepetirvariasveceshasta conseguirqueelpuntodecentraje(centrodelaplomada)del instrumento y el punto de estacin coincidan. 8.Luego,girarelinstrumentolos360parachequearelpaso anterior,siestbien,debeobservarsequeelpuntodelaestacin debecoincidirconelpuntodecentrajedelinstrumentoyadems est debe permanecer nivelado. 9.Medirlaalturadeinstrumento,desdeelpuntodeestacinhasta la altura del anteojo del teodolito. 10.Conloanunciadohastaaquestaremosaptosparaefectuarlas medidas de ngulos y distancias. Pararealizarlamedidadedistanciasestadimtricasconteodolito yestada,estaserealizaconloshilosestadimtricosdelanteojo del teodolito, mediante diferentes mtodos. Siendolosmtodosmasusualeslossiguientes:considerandola alturadesealcasisiemprediferentealaalturadeinstrumento, considerando la misma altura de instrumento, etc. Desdemipuntodevistalosmtodosmasusualessonlosquea continuacin los describo. Por diferencia del hilo superior menos el hilo inferior 1. Colocar el hilo medio de la cruz filar en la estada, a la misma altura que la del instrumento. 2. Leer con el hilo superior el nmero que marca la estada y se anota en la libreta. 3.Sinmovereltangencialverticalseleeconelhiloinferiorlaotra lectura que marca la estada. 4.Ladiferenciadeestaslecturasmultiplicadaporcienesla distancia estadimtrica medida. En el campo solo se puede realizar la lectura del hilo superior y el hilo inferior, puesqueengabinetesepuederealizarladeterminacindeladistancias, haciendousodeunacalculadoraoenunapequeaplantillaenexceluotro lenguaje de programacin. ESTACION: MARYALT. INST. = 1.40PUNTO ANG. HORIZ. ANG. VERT. H.S. H.I. D. I. D.H. D.V. ALTITUD OBS.1 12 40' 00'' 84 16' 00'' 1.800 1.000 80.00 quebrada2 45 31' 00'' 84 34' 00'' 1.625 1.175 45.00 quebrada3 136 36' 00'' 85 21' 00'' 1.920 0.880 104.00 quebrada4 256 26' 00'' 90 31' 00'' 2.150 0.650 150.00 acequia5 341 16' 00'' 78 30' 00'' 1.551 1.249 30.20 acequiaConsiderando la altura de seal de la estada Dentrodelosdiferentesmtodosdelecturasdedistancias estadimtricasyngulosverticalessepuedenutilizarladealtura de seal que consiste en: Colocargeneralmenteelhiloinferiorestadimtricoaunnmero entero en la mira, (recomendable un metro). Luego leer automticamente el hilo superior estadimtrico. Determinarmentalmenteladiferenciadeestosdoshilos, multiplicarloestadiferenciaporcienobtenemosladistancia estadimtrica medida. ESTACION: MARYALT. INST. = 1.40PUNTO ANG. HORIZ. ANG. VERT. D. I. D.H. D.H. D.V. ALTITUD OBS.1 12 40' 00'' 84 16' 00'' 80.00 1.40 quebrada2 45 31' 00'' 84 34' 00'' 45.00 1.23 quebrada3 136 36' 00'' 85 21' 00'' 104.00 1.52 quebrada4 256 26' 00'' 90 31' 00'' 150.00 1.75 acequia5 341 16' 00'' 78 30' 00'' 30.20 1.15 acequia NOTA:Esteprocedimientoserealizamentalmenteenuncorto tiempo, para ello se requiere bastante prctica. Enesemismoinstanteconelhilodelmedio,(cruzfilar),seleela alturadelaseal;sialalecturadeseallerestamosunmetroylo multiplicamospordoscientos,obtendremosautomticamentela distancia estadimtrica y de esta manera verificamos de algn error de distancia que se pudiera haber cometido. Unavezrealizadaslaslecturasdedistanciasyalturadeseal,sin moverningnbotnotornillodesujecinserealizalalecturade ngulos verticales y anotacin correspondiente MEDIDA DEANGULOS HORIZONTALES Medicindengulosaladerecha:Consiste en estacionarse en un punto (estacin B) y hacer vista atrs en otro punto (A), luego soltar el limbo horizontal y visar a otro punto (C). Elngulogeneradotendrqueserenelsentidodelasagujasdel reloj,esdecirensentidohorario,lagranmayoraseteodolitos pticomecnicoerandeestesistemadelecturadengulos horizontales, lo mismo se repite en las dems estaciones. Medicinporrepeticin:Consisteenestacionarseenunpunto (estacinB)yhacervistaatrsenotropunto(A),luegosoltarellimbo horizontalyvisaraotropunto(C).Elngulogeneradoesenelsentido de las agujas del reloj, una vez visado al punto de la vista de adelante se congelaodetieneelngulohorizontal,regresandonuevamenteal puntodevistaatrs(A),sedescongelaelngulohorizontalysevisa nuevamentealavistadeadelante(C),repitindosevariasveceshasta cuandounoveaporconveniente,finalmenteelnguloseobtiene restando el ngulo de la vista atrs al ngulo de la vista adelante.Estemtodoseutilizaparaobtenerngulosmascercanosala realidad,dondeparaobtenerelngulofinalserealizaelpromedio entre el nmero de repeticiones realizadas. Medicinporreiteracin:Consiste en hacer 0 en una sola vista atrs(A)yvariasvistasadelante,losnguloshorizontalesentre puntosapartirdelaestacinsonobtenidospordiferenciade ngulos. Luegoserealizanuevamentevistaatrsenelsiguientepunto(B)y nuevamentevariasvistasadelante,alfinalserealizaunpromedio para determinar el ngulo horizontal mas prximo a la realidad. Medicinpordeflexiones:Consisteenhacer0gradosdela vistaatrs(A)conelanteojoinvertido,luegosegira180 verticalmente de tal manera que el anteojo este en sentido contrario al de la vista atrs pero el limbo horizontal sigue en 0. Luegosesueltaellimbohorizontalydegeneraelngulohaciala vista adelante (C), pudiendo ser este ngulo hacia la derecha o hacia laizquierda.Mtodomuyutilizadoparadeflexionarcurvas horizontales en los proyectos de carreteras. Medicinporazimutalesmagnticos:Consisteenhacer0de lavistaatrssiempreenelnortemagntico(N.M.)ygirarelngulo horizontalhacialaderechaparalavistaadelante(C).Generalmente estemtodoyanoseutiliza,soloesaplicablecuandoderealiza trabajos con brjula. MEDIDA DEANGULOS VERTICALES Zenitales:Cuandocerogradosdellimboverticalseencuentraenel zenil,ngulosentre0y90sernpositivosyngulosentre90y180 sernnegativosenelsentidodirecto.Enelsentidoinversongulos entre180y270sernnegativosyngulosentre270y360sern positivos. Nadirales:Cuando cero grados del limbo vertical se encuentra en el nadir, ngulosentre0y90sernnegativosyngulosentre90y180sern positivosenelsentidodirecto.Enelsentidoinversongulosentre180y 270 sern positivos y ngulos entre 270 y 360 sern negativos. Normales: Son aquellos ngulos verticales donde 0 se encuentra en el horizonte,pudiendoutilizarsecualquieradelassiguientesfrmulas taquimtricasparalareduccindedistancias,paralareduccindelas distanciasverticalessedebetenerencuentaelsigno,positivocuando losngulosincrementanhaciaelzenilynegativoscuandolosngulos incrementan hacia el nadir. MTODOS DE LEVANTAMIENTO CON TEODOLITO Radiacin:Consisteentomarvariasmediasdesdeunamisma estacin.Elmtododeradiacindotadecoordenadaspolaresapuntos desdeunpuntoconcoordenadasconocidasyunareferenciaquefijela direccin de la meridiana o Norte.Poligonacin o perimetral Consiste en realizar una poligonal, estacionndose en cada uno de sus vrtices.UnaPoligonaloItinerarioesunencadenamientode radiacionesdesdeunpuntoinicialconcoordenadasconocidasyuna referencia hasta otro punto con las mismas caractersticas. Los puntos o vrtices intermedios son a los que dotamos coordenadas. Estemtodotienecomprobacin,"cierre"enelargot,puestoque encadenandoradiacionesdesdeeliniciodebemosllegaralas coordenadasconocidasdelfinal,salvoloserroresaccidentales acumulados.Sistemadeinterseccindevisuales:Consisteenmedir ngulos horizontales y verticales desde dos estaciones diferentes a los mismospuntosquepreviamentetienenqueserbienidentificados. Estasestacionestienenquetenerdatosconocidoscomosonsus coordenadasrectangularesdepreferencia.Estemtodoesmuy utilizado en lugares que no son accesibles fcilmente. TRIANGULACIN Era y enalgunos casos sigue siendoel tipo de levantamiento geodsico msconocido,difieredeloslevantamientostopogrficosenqueusa instrumentosmsprecisos.Elmtodoconsisteenmedirunabasede inicio y otra de llegada, luego solo se mide los ngulos y por la ley de los senos se determina la distancia de cada lado. En el mtodo de triangulacin, los errores instrumentales son removidos opredeterminadosdemodoquepuedancompensarsealmomentode losclculos;loserroresobservacionalessereducenempleando procedimientosmuyrigurosos.Otradiferenciamuyimportanteesque todaslasposicionesestablecidasportriangulacinestnrelacionadas entre s matemticamente.ESTACIN TOTAL LA ESTACION TOTAL Instrumento topogrfico conformado por: Un teodolito electrnico para la medicin de ngulos. Una microcomputadora para la ejecucin de instrucciones y programas. Una tarjeta o memoria de almacenamiento de datos. Un distancimetro para medir distancias.Sus caractersticas y ventajas son: Medir distancias lineales y angulares, pudiendo ser estas coordenadas polares y/o coordenadas rectangulares. Realizaralgunastareasespecificassegnlosprogramasyfunciones incorporadas(replanteos,medicionesdeverticalidad,excentricidad, etc). Son verstiles pues el usuario tiene la facilidad de configurar el equipo deacuerdoasusnecesidades,pudiendoelegirunidadesdedistancia, unidades de ngulos, unidades de temperatura y presin, etc. Cubrengrandesdistanciasdependiendodelmodeloylacantidadde prismas,reduciendoaselnmerodeestacionesdandolugarala minimizacin de errores. El trabajo de gabinete es facilitado enormemente porque la informacin de campo se pueda transferir a una Sistemadeescano3Ddealta velocidadparadigitalizacionesy documentacin detalladas. Permiteogeneraencuestinde minutosrplicastridimensionalescon altoniveldedetallesenentornos complejos y geomtricos. Permiterecrearelsuperficiesrealesy lo define dentro de un espacio virtual. ESCANNER LASER O BARREDOR LASER Laimagenresultanteenun levantamientotopogrfico,esuna coleccin de millones de mediciones 3D, queproporcionaunarepresentacin digital precisa del modelo. Con una velocidad de escaneo de miles depuntosporsegundoyunalcance superioralos100m,dependiendodel modelo y la marca, el escner lser es la herramienta ms eficaz para documentar superficies,relievestopogrficosy objetos en tres dimensiones. ESCANNER LASER O BARREDOR LASER MEDICIN PTICA El Sistema Lser Inteligente facilita las mediciones a distancia de grandes reas con una extraordinaria precisin de hasta a 2 mm.ESCANEA (Cptura puntos en 3D) REGISTRA (Geo referencia los puntos) EXTRAE, ANALIZA (modelamiento desuperficies) GENERA MODELOS 3D(base de nuve de puntos) Permiteelescaneodezonas ocultasparahacerunanlisis completoyproducirunaimagen continua.Levantamiento de Laser - PrecisinEstructura real LosescnerLser, hacenposibleyconprecisinlalecturade grandesestructurasen espaciosinterioresoal airelibre,encorto tiempo.Estructura digital Losescnerlser,puedencapturardigitalmentetodalainformacin requeridaparaingeniera,construccineinvestigacin,contotallujode detalles. Losescnerlsersustituyenlacomplejarecolecciondedatosconcintas mtricas,telmetroslser,cmarasdigitales,yestacionestotalesque implican un esfuerzo adicional y riesgo. ARQUITECTURA Y CONTRUCCION En los ltimos aos los edificios pueden sufrir importantes alteraciones y en muchos casos estos alteraciones no se registran en los planos originales de construccin.Conelescnerlser3D,lacapturadedatos,permitela reconstruccin interior de edificios enteros.

Ylautilidaddelosescaneos,puedenservinculadosentresparaconstruir en 3D puntos de vista de determinadas zonas o edificios enterosVENTAJAS DEL ESCANER LSER Tiempo Disminucion de tiempos del proyecto Rapidez en la toma masiva de datos en campo Reduccin de tiempos de construccinCostos Menor tiempo laboralen campo Reduccion en pr-fabricados con ajustes de campoMenor ndice de re-trabajos Disminucin de personal en obra Menos tiempo Calidad Mxima precisin de mm en 3D. Mayor calidad documental (alta definicion de superfcies) Seguridad Trabajo en campo (escaneos) Minimiza interferencias de trabajos en planta.Evita contacto directo con equipos Medicinprecisadeelementosinaccesibles(sinandamiosysinriesgos etc.)