TOPOGRAFIA: INSTRUMENTOS
Jegovi278 de Octubre de 2012
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CAPITULO 2
INSTRUMENTOS
TOPOGRÁFICOS
2.1. Instrumentos simples
2.1.1. Cintas métricas y accesorios
2.1.2. Escuadras
2.1.3. Clisímetro
2.1.4. Brújula
2.1.5. Miras Verticales
2.1.6. Miras Horizontales
2.1.7. Planímetro
2.2. Instrumentos principales
2.2.1. Teodolitos
2.2.2. Teodolitos Electrónicos
2.2.3. Estación total electrónica
2.2.4. Estaciones robóticas
2.2.5. Niveles
2.2.6. Distanciómetros electrónicos
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Leonardo Casanova M.
Instrumentos Topográficos
CAPITULO 2
2.1 INSTRUMENTOS SIMPLES
2.1.1 CINTAS MÉTRICAS Y ACCESORIOS
Medir una longitud consiste en determinar, por comparación, el número de veces
que una unidad patrón es contenida en dicha longitud.
La unidad patrón utilizada en la mayoría de los países del mundo es el metro, definido
(después de la Conferencia Internacional de Pesos y Medidas celebrada en París en 1889) como
la longitud a 0oC del prototipo internacional de platino e iridio que se conserva en Sèvres
(Francia).
Esta definición se mantuvo hasta la Conferencia General de Pesos y Medidas celebrada en
la misma ciudad en 1960, en donde se definió al metro como 1’650.763,73 veces la longitud de
onda en el vacío de radiación anaranjada del criptón 86.
En octubre 20 de 1983 el metro fue redefinido en función de la velocidad de la luz
(c=299'792.792 m/s) como la longitud del trayecto recorrido por la luz en el vacío durante un
intervalo de tiempo de 1/299’792.458 de segundo.
Una cinta métrica es la reproducción de un número determinado de veces (3,5,30,50,100)
de la unidad patrón.
En el proceso de medida, las cintas son sometidas a diferentes tensiones y temperaturas,
por lo que dependiendo del material con el que han sido construidas, su tamaño original variará.
Por esta razón, las cintas vienen calibradas de fábrica para que a una temperatura, tensión y
condiciones de apoyo dadas, su longitud sea igual a la longitud nominal.
Las cintas métricas empleadas en trabajos topográficos deben ser de acero, resistentes a
esfuerzos de tensión y a la corrosión. Comúnmente, las cintas métricas vienen en longitudes de
30, 50 y 100 m, con una sección transversal de 8 mm x 0,45 mm para trabajos fuertes en
condiciones severas o de 6 mm x 0,30 mm para trabajos en condiciones normales.
En cuanto a su graduación para la lectura, las cintas métricas se pueden clasificar en:
Cintas continuas, divididas en toda su longitud en metros, decímetros, centímetros y
milímetros como se muestra en la figura 2.1.a.
Para medir una distancia AB con cinta continua, se hace coincidir el cero con un extremo
“A” y se toma la lectura de la coincidencia de la graduación con el otro extremo “B” (11,224 m),
tal y como se muestra en la figura 2.2.a. Luego la distancia entre A y B es:
DAB = 11,224m
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Instrumentos Topográficos
0
10
30 1 METRO
30 1 METRO
20
20
1 METRO
a. Cinta continua
10
0
20
b. Cinta por defecto
10
0
10
c. Cinta por exceso
Figura 2.1. Diferentes tipos de cintas
0
10
20
20
11
B
A
20
11
a
Detalle
Lectura en B
0
10
B
30
20
11
A
B
10
0
A
Detalle
Lectura en A
b
0
10
20
10
11
A
B
0
10
c
Detalle
Lectura en A
A
Figura 2.2. Mediciones con diferentes tipos de cintas
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Leonardo Casanova M.
Instrumentos Topográficos
Cintas por defecto (substracción), divididas al milímetro solamente en el primero y
último decímetro, el resto de la longitud está dividido en metros y decímetros, tal y como se
muestra en la figura 2.1.b.
Para medir una distancia AB con una cinta por defecto, se hace coincidir el extremo
“B”con el decímetro entero superior mas próximo a la longitud a medir (11,300 m en la figura
2.2.b ), y se toma la lectura en el extremo “A” con el primer decímetro, el cual esta dividido en
centímetros y milímetros (0,076 m en la figura 2.2.b), luego, la distancia entre AB es:
DAB = 11,300 − 0,076 = 11,224m
Cintas por exceso, al igual que las cintas por defecto, están divididas en toda su longitud
en metros y decímetros, y sólo el último decímetro está dividido en centímetros y milímetros.
Este tipo de cintas posee un decímetro adicional graduado en centímetros y milímetros, colocado
anterior al cero de la misma y con graduación creciente en sentido contrario a las graduaciones de
la cinta tal y como se muestra en la figura 2.1.c.
Para medir una distancia AB con una cinta por exceso, se hace coincidir el extremo “B”
con el decímetro entero inferior mas próximo a la longitud a medir (11,200 m en la figura 2.2.c),
y se toma la lectura en el extremo “A” con el decímetro adicional, dividido en centímetros y
milímetros (0,024 m en la figura 2.2.c), luego, la distancia entre AB es:
D AB = 11,200 + 0,024 = 11,224m
Para poder hacer uso correcto y preciso de las cintas de acero en la determinación de las
distancias, es necesario que las medidas se realicen bajo ciertas condiciones ideales de
calibración, especificadas estas por los diferentes fabricantes.
Generalmente las condiciones ideales para medición con cintas de acero son las
siguientes:
Temperatura de 20oC
Tensión aplicada a la cinta de 5 Kg. (10 lb)
Cinta apoyada en toda su extensión
Difícilmente estas condiciones se logran en la medición de distancias, por lo que se hace
necesario la utilización de diferentes accesorios, bien sea para hacer cumplir alguna de las
condiciones o para medir y estimar la variabilidad de la cinta al ser utilizadas en condiciones
diferentes a las ideales.
A continuación se describen algunos de los accesorios utilizados en la medición de
distancias con cintas métricas.
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Instrumentos Topográficos
Plomada metálica. Instrumento con forma de cono, construido generalmente en bronce,
con un peso que varia entre 225 y 500 gr, que al dejarse colgar libremente de la cuerda sigue la
dirección de la vertical del lugar, por lo que con su auxilio podemos proyectar el punto de terreno
sobre la cinta métrica.
Cuerda
Proyección del
punto A sobre
la cinta.
Cinta métrica
Plomada metálica
Punto A
Figura 2.3. Plomada metálica
Termómetro. Como se mencionó
previamente, las cintas métricas vienen
calibradas por los fabricantes, para que a
una temperatura y tensión dada su longitud
sea igual a la longitud nominal. En el
proceso de medida de distancias, las cintas
son sometidas a condiciones diferentes de
tensión y temperatura, por lo que se hace
necesario medir la tensión y temperatura a
las cuales se hacen las mediciones para
poder
aplicar
las
correcciones
correspondientes.
Figura 2.4. Termómetro para cinta
El termómetro utilizado en la medición de distancias con cinta viene graduado en grados
centígrados, con lecturas que varian entre – 40 a + 50 oC de grado en grado, colocado, para su
protección, en una estructura metálica de aproximadamente 14 cm de largo, la cual se ajusta a la
cinta mediante dos sujetadores. Figura 2.4.
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Instrumentos Topográficos
Tensiómetro. Es un dispositivo que se coloca
en el extremo de la cinta para asegurar que la tensión
aplicada a la cinta sea igual a la tensión de
calibración, evitando de esta manera la corrección
por tensión y por catenaria de la distancia medida.
Figura 2.5. Tensiómetro
Jalones. Son tubos de madera o aluminio,
con un diámetro de 2.5 cm y una longitud que varia
de 2 a 3 m. Los jalones vienen pintados con franjas
alternas rojas y blancas de unos 30 cm y en su parte
final poseen una punta de acero.
Fichas
Jalon
Figura 2.6. Jalones y fichas
El jalón se usa como instrumento auxiliar en
la medida de distancias, localizando puntos y
trazando alineaciones.
Fichas. Son varillas de acero de 30 cm de
longitud, con un diámetro φ=1/4”, pintados en franjas
alternas rojas y blancas. Su parte superior termina en
forma de anillo y su parte inferior en forma de punta.
Generalmente vienen en juegos de once fichas juntas
en un anillo de acero.
Las fichas se usan en la medición de
...