Teodolito ¿Qué es y cómo funciona? ¿Se puede hacer casero?

Si de alguna manera estás vinculado con la oficio de la construcción, seguro has escuchado hablar del teodolito. Incluso es probable que lo hayas visto sin saber exactamente de lo que se trata.

El teodolito es un instrumento esencial en la ingeniería civil y la topografía, utilizado principalmente para la evaluación de terrenos destinados a la construcción. Su aplicación está orientada a determinar los ángulos de inclinación de superficies horizontales o hacer mediciones de las estructuras verticales con gran precisión.

Esta breve descripción pudo haberte dado una idea general sobre esta herramienta, pero en caso que tengas necesidad de utilizarla en tus estudios o profesión, te ofrezco información más detallada sobre el uso y funcionamiento del teodolito.

¿Qué es un teodolito y cuál es su utilidad?

El teodolito entra en la categoría de los instrumentos de medición con precisión óptica capaz de ubicar puntos y trazar alineamientos a ciertas distancias. Cumple la función de determinar los ángulos horizontales y verticales de objetos de gran tamaño.

La interpretación de sus datos se basa en la fijación de los ángulos de elevación con relación al horizonte como declives o pendientes, establecer la orientación de infraestructuras respecto de los puntos cardinales y medir los grados de inclinación de los objetos en función del eje vertical.

Además, en combinación con otros elementos auxiliares, los teodolitos también son capaces de establecer desniveles y distancias entre dos elementos, lo que habla de su gran versatilidad y utilidad en el campo.

Toda esa información recabada durante la medición tiene utilidad en el área de la ingeniería civil, para el estudio topográfico de terrenos o en la taquimetría para la elaboración de planos de construcción.

Aplicación en obras civiles

La importancia del uso del teodolito en la construcción civil radica en la precisión de sus datos, ya que aporta información vital para el desarrollo de la obra sin incurrir en errores de cálculo.

De esta manera se puede realizar el respectivo levantamiento topográfico antes, durante y después de la ejecución de carreteras, edificios, puentes o estadios entre tantas otras obras.

Esto incluye la planimetría sobre la poligonal para el planeamiento de obras, el replanteo de proyectos, así como controlar su ejecución.

En altimetría se utiliza para medir las diferencias de elevación, determinar las alturas y distancias verticales, y para representar un terreno destinado a operaciones de construcción.

Tipos de teodolitos

Existen diferentes modelos de teodolitos en referencia con sus usos para la construcción de obras, levantamientos topográficos de poligonales, estudios geodésicos y hasta astronómicos.

Algunos equipos son mecánicos y realizan las mediciones de manera analogica, mientras que otros son más sofisticados y digitales. Según la lectura efectuada, los teodolitos se clasifican en cuatro tipos.

1. Repetidores. Permiten registrar una serie de medidas sobre un mismo ángulo horizontal, las cuales se pueden acumular de manera sucesiva en el disco graduado. Esto permite al operador hacer tantas mediciones como desee y sacar sus cálculos al dividir el ángulo acumulado respecto al número de vistas realizadas.
2. Reiteradores. Con su disco horizontal fijo, no tienen movimiento inferior. Esta característica permite hacer lecturas en serie a partir de en un mismo punto referencial en diferentes direcciones con solo mover la alidada. También se conocen como teodolitos direccionales debido a que calcula los ángulos horizontales a partir de las diferencias obtenidas entre todas las direcciones medidas.
3. Brújula. Llevan incorporados una brújula con características muy especiales que permite hacer las mediciones con  gran precisión. Los cálculos se realizan sobre el diámetro de hasta 180 grados en el círculo horizontal con el que está alineada una brújula imantada.
4. Electrónicos. Se sirven de la electrónica para hacer las lecturas de ángulos en vertical y horizontal visibles directamente en una pantalla. Por su practicidad y facilidad de uso, es muy popular entre topógrafos ya que hace mediciones digitales, se calibran con un botón, pueden variar el valor del círculo horizontal y compensar el eje vertical electrónicamente, eliminando los errores de apreciación. Aporta los datos de manera automática, arroja promedios y realiza repeticiones en diferentes direcciones.

¿Cómo funciona el teodolito?

El teodolito es en esencia un dispositivo óptico provisto de dos discos graduados, uno dispuesto en posición vertical y el otro en horizontal que permite realizar los diferentes movimientos de inclinación para captar los ángulos con precisión.

También cuenta con una lente teleobjetivo que permite aproximarse para captar los detalles de los elementos evaluados dentro del campo de estudio.

A través del visor se pueden captar los ejes horizontales y verticales de referencia, mientras que la graduación define el valor de inclinación respectivo para tomar las medidas angulares.

¿Como se usa?

Usar el teodolito es bastante sencillo aunque hace falta algo de pericia que se gana con la práctica. Para empezar debes hacer un reconocimiento del área e instalar el equipo donde puedas ver el objeto de estudio sin obstrucciones.

1. La ubicación es estratégica. Posiciónate donde puedas ver todos los vértices de un terreno abierto o en el centro en caso de ser una poligonal cerrada.
2. Instala el equipo de manera que tenga estabilidad, los movimientos inesperados podrían arrojar lecturas erróneas.
3. La comodidad del operador es primordial, por lo que debes ajustar una altura que te permita realizar todos los movimientos angulares y rotatorios, así como el enfoque del visor.
4. La nivelación es crucial. Engancha la plomada y asegúrate de que el instrumento esté perfectamente nivelado ajustando sus dispositivos de burbuja.
5. Finalmente tienes que verificar la alineación. Para eso debes mirar a través del visor para ajustar el ángulo de medición, moviendo hacia arriba y abajo hasta emparejar con la línea de referencia.

De esta forma estará listo para usar y podrás hacer las mediciones que necesites.

Aunque se trate de una herramienta de precisión bastante fiable, debes tener en cuenta que cualquier fallo en la estabilidad, nivelación o alineamiento arrojará datos erróneos que afectarán la obra.

¿Cómo hacer un teodolito casero?

Al considerarse el teodolito un instrumento muy técnico de uso profesional, quizá te sorprenda saber que su mecanismo es bastante básico e incluso podrías fabricarlo en casa.

La teoría es sencilla. Se trata de un telescopio incorporado a un trípode, provisto de dos discos graduados que se ayudan con lentes para medir los ángulos en horizontal y vertical. Además, cuenta con tres ejes de rotación para hacer los movimientos de visión.

Materiales

• Base de madera (25x25cm)
• Listón de madera (50x5cm)
• 3 palos de escoba (1,50m)
• Tubo de PVC (2”x25cm)
• 2 transportadores (medio y completo)
• Nivel esférico
• Lupa
• Alambre fino
• 3 tornillos con tuerca

Pasos para la fabricación

1. Abre un agujero en el punto medio de la base de madera, que servirá de plataforma para el teodolito. Pega el transportador completo en el centro de la tabla para marcar la referencia de los ángulos horizontales.
2. Con los listones de madera, forma una “U” de unos 20cm de altura y el ancho del tubo de PVC. Fija la base de la “U” sobre la plataforma con un tornillo, pero sin apretar demasiado para permitir los movimientos hacia los lados. El eje de esta estructura debe estar alineada con el transportador horizontal para marcar las lecturas en un rango de 360 grados.
3. En uno de los laterales de la “U” pega el transportador medio que servirá de referencia para los ángulos verticales. Entre las puntas superiores de la estructura se coloca el tubo de PVC a manera de telescopio y fijalo a los lados con tornillos sin apretar para facilitar los movimientos verticales. El eje del tubo debe estar alineado con el transportador vertical para marcar las lecturas en un rango de 180 grados.
4. Para hacer la mirilla, atraviesa un alambre fino diametralmente en el extremo del tubo visor. Ayúdate con una lupa para intentar los acercamientos y tener una mayor precisión. Tras hacer la lectura, aprieta un poco los tornillos de los ejes de rotación para fijar la posición del telescopio y anotar los valores marcados en los transportadores.
5. Para la herramienta de nivelación, solo basta con pegar un nivel esférico sobre la base lo que te permitirá conseguir el plano horizontal de manera rápida.
6. Para estabilizar la herramienta se puede adaptar sobre un trípode convencional o hacer uno casero con palos de escoba.

Aunque efectivo, ten en cuenta que se trata de un instrumento rudimentario que tendrá algunas limitaciones en comparación con los dispositivos comerciales. Sin embargo, será sorprendentemente preciso, práctico y de gran utilidad para realizar trabajos de escala menor.