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Nivel topográfico

En topografía se emplean diversos aparatos o instrumentos para tomar datos o medir distancias. Dentro de esos instrumentos se encuentran los niveles topográficos. Asimismo, este instrumento topográfico permite medir el desnivel que hay entre dos puntos. De la misma manera, esto se logra gracias a las visuales horizontales que son dirigidas hacia miras topográficas verticales.

Características de los niveles topográficos

Los diversos modelos de niveles topográficos se diferencian entre sí por su precisión, apariencia y fabricantes. No obstante, sus componentes básicos son los mismos, a saber: la plataforma nivelante, los tornillos calantes. Además, todos tienen el círculo graduado horizontal, ocular del anteojo, tornillo de pequeños movimientos horizontales. También, están el anteojo, prisma, dioptra, entre otros componentes.

Por otro lado, si el nivel topográfico no es automático, también tiene anexado al anteojo astronómico un nivel tubular. De esta forma, se hace paralelo al eje del nivel el eje de colimación. Es así, que el grupo completo va acoplado sobre un trípode a través de un tornillo.

Tipos de niveles topográficos

A continuación se describen los diversos tipos de niveles topográficos.

Niveles topográficos de línea

Estos modelos de niveles topográficos consisten en un nivel tubular, al cual se le debe calar la burbuja antes de hacer las lecturas.

Asimismo, se puede proceder a dar giros al anteojo alrededor de lo que sería un eje horizontal, mediante el uso de un tornillo de cabeceo. Luego de que quede calada la burbuja de nivel, se produce la horizontalidad de la visual.

Niveles topográficos automáticos

En este caso, el anteojo se halla firmemente adherido a la plataforma nivelante del nivel topográfico. Además, la horizontalidad, en estos modelos, del eje de colimación se obtiene a través del mecanismo compensador. A su vez, éste se encuentra ubicado dentro del anteojo, para así proporcionar automáticamente la visual horizontal.

Niveles topográficos digitales

Este artefacto, en su versión digital, cuenta con un procesador digital electrónico. De esta manera, se hace electrónicamente y en automático, la lectura del código de las miras tipográficas.

Por ende, este tipo de niveles topográficos ahorran hasta la mitad del tiempo que se emplea en aquellos trabajos complejos. Por ejemplo, aquellas tareas que tengan que ser levantados una gran cantidad de puntos.

Diferentes condiciones de los ejes del Nivel topográfico

De forma general, el nivel topográfico gozar de 3 ejes distintos: el tubular (NN’), colimación (CC’) y el de rotación o vertical (RR’).

Condición principal

Se establece que el eje del nivel tubular, esencialmente, debe ser paralelo al de colimación. De manera tal que la visual de presente horizontal.

Condición secundaria

Con base en lo anterior expuesto, la rotación del anteojo, en su eje vertical, debe ser perpendicular con respecto al eje del nivel tubular.

Mira de Nivelación

Otro instrumento básico en la nivelación es la mira de nivelación. Ésta es una regla graduada de una longitud aproximada de 3 a 4 metros. Asimismo, en su fabricación ha de mantenerla homogeneidad de su graduación. Así como su inalterabilidad al estar bajo variaciones de temperatura.

Desnivel entre dos puntos

En una superficie, se puede presentar un desnivel o diferencia de altura, entre dos puntos diferentes, tomando como referencia una superficie horizontal. En este tenor, el proceso que permite la medición del desnivel se denomina en topografía: Nivelación. De la misma manera, el instrumento que facilita la obtención de esa mediciones es el nivel topográfico.

Por otro lado, la superficie de referencia, puede ser arbitraria o el nivel medio del mar, dependiendo del caso que se presente. Es así que gracias al nivel topográfico se fijan las visuales horizontales. A su vez, éstas se encuentran en dirección a la mira topográfica colocada en el o los puntos de interés.

Luego, se toma la lectura conforme lo que muestra el hilo medio, del retículo, el cual se encuentra ubicado en el plano focal del ocular. Además, éste último, colocado sobre la graduación de la mira topográfica.

Igualmente, el nivel se debe colocar equidistante a dos puntos. Esto debido a que, es la forma de evitar errores sistemáticos, por condiciones atmosféricas, o errores residuales del eje de puntería.

La metodología general para la nivelación

Primero se ubica el nivel, equidistantemente a los dos puntos de interés.
Luego se sitúa una mira en el punto “A”.
Posteriormente, se coloca de forma vertical el eje RR’ a través del nivel esférico, generando una visual horizontal.
Seguidamente se dirige hacia la mira ubicada en el punto “A”, hasta presentarse. Con esto, se accionan los tornillos a pequeños movimientos acimutales. Después, se enfoca continuamente el retículo y la mira, una vez se logra enfocar, se sigue la bisección de la mira.
Ahora ser considera la lectura del hilo medio, de la mira atrás, ubicada en el punto “A”.
Se procede a girar el nivel, esto sin moverlo del lugar de estación, y a la vez se dirige la mira al punto “B”.
Por último, se requisa la lectura del hilo medio delante en el punto “B”.

De esta forma, la diferencia entre las lecturas atrás y adelante radica en el desnivel existente entre los dos puntos.

Errores del Nivel

Los errores sistemáticos del Nivel se pueden producir cuando no se sigue alguna de las condiciones con que debe gozar los ejes. En estas palabras, entre esos posibles errores se encuentran:

Error de Colimación

Este error se presenta por la la falta de paralelismo entre los ejes: de colimación del anteojo y nivel tubular, verticalmente. En cambio, en forma horizontal se considera como del error de cruce. Es así, que su existencia se consta del siguiente modo:

Primero, se ubica el instrumento de forma equidistante a ambas miras y se realizan las lecturas LE y LF de hilo medio. Y se centra previamente la burbuja. Luego, se evalúa H.
Independientemente de que haya error de colimación, se halla como verdadero el desnivel. Esto de debe a que la equidistancia entre el nivel topográfico y la mira hace que el error sistemático de colimación alcance igual signo y magnitud en las dos lecturas.
Así pues, se muda el nivel a un extremo y se coloca a 2 o 3 metros. Se realiza de nuevo la lectura en ambas miras, verificando que esté centrada la burbuja. Se calcula Hv.

Al admitir que LF está desprovisto de error se suma a ella el valor de Hv. Para de esta manera, poder inferir el de la lectura correcta en E.

En este sentido, se produce la lectura en E al accionar el tornillo de elevación. Por lo tanto, se ha colocado horizontalmente el eje de colimación. Sumado a esto, la burbuja del nivel tubular se ha trasladado, lo que hace que se restablezca su centro. Por ello, la ubicación central de la burbuja asegura la forma horizontal del eje de colimación.

En cuanto a la nivelación desde un extremo, la aparición del error de colimación es importante. Sin embargo, es nula cuando el nivel topográfico equidista de ambas miras. Es por ello que se debe ubicar a esta última posición el nivel en la superficie, anulando así el posible error residual de colimación.

Determinación de la distancia de manera indirecta con nivel y mira

Es otro método o mecanismo, que se utiliza para la determinación de la distancia existente entre dos puntos de forma indirecta. Lo que quiere decir que no se tiene directo contacto con el terreno.

Asimismo, la retícula muestra un hilo superior y otro inferior. Ambos colocados de manera simétrica con respecto al hilo medio. Lo que forma la cruz de la retícula.