En la topografía se requiere la utilización de adecuados equipos de tipografía para la realización de los diferentes trabajos. En este sentido, el topógrafo no podría medir ni llevar a cabo sus proyectos sin estos equipos. Algunos de los instrumentos o aparatos que forman parte del equipo de topografía de un topógrafo son los descritos a continuación.
Algunos instrumentos de los equipos de topografía
Los topógrafos tienen en su equipo, instrumentos de uso convencional y específico. Dentro de los convencionales se encuentran la brújula, chaleco reflectante, niveles esféricos y trípodes de meseta. Sumado a estos equipos, también se encuentran los de telecomunicaciones: ordenadores y tablets.
Por otro lado, los equipos de topografía específicos para el área son los siguientes:
Estación total
Es un instrumento con funcionamiento electrónico. De la misma manera, se trata de la incorporación, a un teodolito eléctrico, de un microprocesador y distanciómetro.
Igualmente, cuentan con una pantalla alfanumérica de cristal líquido, también llamada LCD, calculadora, leds de avisos, entre otros. Asimismo, su función electrónica tiene como ventaja que permite que sea utilizado en ordenadores posteriormente.
A este tenor, este instrumento del equipo de topografía se emplea en medición de ángulos. A su vez, esto se realiza mediante marcas establecidas en discos transparentes.
Es así, que las lecturas de distancias se basan en ondas electromagnéticas con diversos frecuencias. De esta manera, las ondas rebotan en un prisma topográfico que se sitúa en el punto de interés a medir y regresa. Por lo tanto, el instrumento topográfico, toma el desfase que hay entre dichas ondas.
Sin embargo, hay estaciones totales que tienen la capacidad de medir sin empleo de un prisma. Por esto, se le conoce como medidas “a sólido”.
Goniómetro
He aquí otro de los instrumentos específicos que forman parte de los equipos de topografía. En este caso, la medición de ángulos se hace de forma manual. De hecho, esa función de basa a un dial giratorio que está integrado al círculo de 360°, el cual está contenido en este instrumento.
En cuanto a la composición de este instrumento, su característica principal es un semicírculo de 180° o un círculo de 360°. Incluso, existen diversos tipos de goniómetros, donde puede que tengan solo el círculo graduado. También, hay los que poseen una regleta graduada, lo que permite medir distancias. Igualmente, para tomar medidas más efectivas y precisas, hay los que cuentan con el dial giratorio.
Por otro lado, la lectura en este instrumento es, básicamente, igual que todos los que usan escalas nonio. Por ejemplo, el cero representa el valor de la escala principal. Así, se debe localizar la línea que concorda con la escala principal, siendo el segundo valor. Es así, que la escala principal y la del nonio, son en grados y minutos respectivamente.
Láser-Scanner 3D
Es el más efectivo de los instrumentos de medición en 3D. Además, produce nubes compactas de millones de puntos, los cuales suministran las imágenes en 3D. Así, las imágenes brindadas por este instrumento son completamente exactas y detallan los más enrevesados escenarios.
Asimismo, este aparato del equipo de topografía se suele colocar junto a la estación total y teodolito. De hecho, son instrumentos fundamentales en ingeniería. Así, se emplea para la medición de las geometrías de las ya construidas estructuras.
En otras palabras, este instrumento capta las coordenadas geográficas, en un radio limitado, de todas las superficies a su alrededor. Además, esto ocurre en tan solo unos minutos y no requiere de contacto con los elementos a medir.
De la misma manera, posee cámaras fotográficas incorporadas para el registro de la información de lo que está visible. Aportando así, una infinita información del objetivo.
Por otro lado, la nube de puntos 3D, se trata de muchísimas coordenadas (x,y,z). Así, se posicionan y representan de forma efectiva las superficies escaneadas.
Ahora bien, el tipo de láser-scanner 3D a utilizar va a depender de la precisión y escala requerida por el proyecto en cuestión.
Principios de medición de láser-scanner 3D
Actualmente, los principios de medición de los diferentes láser-scanner 3D se basan en los siguientes 3 puntos, a saber:
- Triangulación.
- Tiempo de vuelo mediante pulsos.
- Tiempo de vuelo mediante diferencia de fase.
Medición basada en triangulación
Este principio de medición se basa en calcular el triángulo formado, gracias a los elementos internos del escáner y el objetivo de la medición.
Asimismo, estos instrumentos cuando se basan en triangulación, tienes las siguientes características:
- Gran presión: décima o centésima de mm.
- La distancia del equipo al objeto tiene una máxima de un par de metros.
- Una frecuencia alrededor de 100 MHz.
Medición basada en el tiempo de vuelo mediante pulsos
Con este método, el instrumento calcula la distancia con relación al tiempo que transcurre al ir y venir el haz de luz láser del emisor al objeto. Además, este equipo de topografía posee una serie de objetos rotatorios que direccionan la trayectoria del haz láser. Esto, tanto en el plano vertical como el horizontal.
El instrumento que se base en el tiempo de vuelo tiene como características las descritas a continuación:
- Una frecuencia entre 2-100 MHz.
- Una precisión de unos 6-30 mm.
- Gran alcance, de centenares de metros hasta kilómetros.
Medición basada en el tiempo de vuelo mediante diferencia de fase
Aquí el haz se extiende en forma de ondas sinusoidales y sus longitudes conocidas. Luego se calcula la distancia con base en el número completo de longitudes de onda. Igualmente, en el desfase entre la onda que se emite y la que se refleja en el objeto.
Las características de este equipo de topografía son:
- Tiene un alcance intermedio, generalmente menor a un centenar de metros de distancia.
- Una frecuencia bastante alta, alrededor de 500-600 MHz. Inclusive, pudiendo ser superior.
- Una precisión cerca de 2-10 mm.
Niveles topográficos
Este equipo de topografía es también conocido como equialtímetro. Su uso es exclusivo para la medición de desniveles existentes entre dos puntos. Asimismo, este equipo de topografía puede ser tanto manual como automático.
También, posee un anteojo parecido al del teodolito, con retículo estadimétrico, que sirve para apuntar. Igualmente, tiene un nivel de burbuja preciso, que le permite mantener la horizontalidad del eje óptico. Más aún, los dos están unidos de forma que si el instrumento está desnivelado el eje no mantiene una perfecta horizontalidad. Y, al nivelarlo, también lo hace el eje óptico.
Actualmente, la gran mayoría de estos instrumentos se consiguen en versión automática. Por lo tanto, es muy poco usual conseguir modelos de manipulación manual.
En este sentido este equipo de topografía debe poseer unas características especiales para poder llevar a cabo su función. Por ejemplo, para poder nivelarlo requiere la burbuja. Igual que para ver las divisiones de la mira necesita que el anteojo tenga suficientes aumentos. En este sentido, para puntería y toma de lecturas poder un retículo con hilos. También, necesita poder asegurar una perfecta horizontalidad y nivelación, lo cual lo hace posible un compensador.
Teodolito óptico
Por último, se tiene entre los equipos de topografía al teodolito óptico. Siendo éste uno de los instrumentos topográficos de mayor importancia. Su funcionamiento es mecánico-óptico y emplea para la obtención de ángulos tanto verticales como horizontales. Sin embargo, los horizontales solo en casos limitados.
Actualmente, el teodolito óptico es, de forma general, un telescopio ubicado encima de un trípode. Además, tiene dos círculos con graduación, uno horizontal y el otro vertical. Así éstos, con ayuda de lentes, permiten la medición de ángulos.
Cabe destacar, que el teodolito óptico es un equipo de topografía sumamente fácil de transportar. Aportándole así, la característica de ser una herramienta con muchas ventajas y garantías a la hora de su utilización.
En ese sentido, este instrumento tiene una gran precisión en las tareas, lo que le brinda una imprescindible relevancia para la construcción.
Por otro lado, los teodolitos se encuentran clasificados en tres tipos diferentes, enunciados a continuación:
- Los teodolitos repetidores.
- Los teodolitos reiteradores.
- Los teodolitos brújula.
- Y por último, los teodolitos electrónicos.
Asimismo, los teodolitos están conformados por partes principales y accesorias. Las principales son, entre otras:
- Niveles.
- Nivel esférico.
- Nivel tórico.
- Plomada.
- Limbos.
- Nonius.
- Micrómetro.
Y algunas partes accesorias son los trípodes, tornillos de presión y de coincidencia.
