Tipos de Brújulas

Durante siglos, los viajeros han utilizado brújulas para encontrar su camino, ya sea para orientación en tierra o en mar abierto. Las brújulas han cambiado a lo largo del tiempo, ya sea por la necesidad del hombre o por el propósito en el cual se va a utilizar. Entre los tipos de brújulas tenemos: 

Brújula Antigua:
 La primera brújula del mundo fue elaborada en China, durante la Dinastía Qin. Estaba hecha de piedra imán –un mineral de hierro basado en óxido, que se alinea por sí mismo en dirección norte-sur, directamente hacia el campo magnético de la Tierra- que era usada comúnmente en la geomancia china y en la adivinación.

Brújula Moderna:
 Las brújulas de navegación actuales utilizan una aguja o disco magnetizados dentro de una cápsula llena con algún líquido, generalmente aceite, queroseno o alcohol; dicho fluido hace que la aguja se detenga rápidamente en vez de oscilar repetidamente alrededor del norte magnético. Fue en 1936 que Tuomas Vohlonen inventó la primera brújula portátil llena de líquido, diseñada para uso individual.  Además, algunas brújulas incluyen un transportador incorporado que permiten tomar medidas exactas de rumbos directamente de un mapa.

También, cuando se habla de tipos de brújulas, se pueden clasificar dependiendo del lugar y el uso que se le vayan a dar: 

• Brújula cartográfica: se utiliza para la descripción de mapas y la realización de ellos.
• Brújula para barco, es utilizada especialmente para la utilización en zonas marítimas, ya sea en barcos o en algún vehículo marítimo
• Brújula GPS: Las brújulas GPS utilizan los satélites en órbita sobre la tierra para determinar la ubicación. 

Importancia en la Ingeniería Geológica

Partes principales de la Brújula

¿Que definimos como Brújula? 

Se conoce como el termino de brújula al instrumento a través del cual se puede determinar cualquier dirección de la superficie terrestre por medio de una aguja imantada que siempre marca los polos magnéticos norte -sur

La aguja imantada, entonces señala el norte magnético que sera ligeramente diferente para cada zona del planeta y distinto al del norte geográfico. En tanto es el magnetismo terrestre lo que la hace funcionar. El único lugar en el cual resulta totalmente inútil es en las zonas polares norte y sur, como consecuencia de la convergencia de las lineas de fuerza del campo magnético terrestre.

Funcionamiento de la Brújula 



El funcionamiento básico de una brújula se basa en que, por un lado, el planeta actúa como si tuviera un gran imán en su interior, con sus polos a lo largo del eje de rotación terrestre. Por el otro, la aguja de la brújula esta imantada longitudinalmente. Como los polos magnéticos se atraen, el norte de la brújula va hacia el polo sur magnético de la tierra( que coincide con el norte geográfico), de esta manera la aguja de la brújula acaba señalándonos donde esta realmente el norte. También se puede explicar el movimiento de este instrumento de orientación por el principio físico de la tendencia de los cuerpos magnetizados a orientarse en la misma dirección.

Historia de la Brújula 

Nivelación de un teodolito , importancia en la ingeniería geologica

¿Como nivelamos un Teodolito?

Colocado el Teodolito en la base del trípode, deben tenerse en cuenta dos elementos. El nivel de burbuja tubular y/o el nivel de “ojo de pollo” que tiene el teodolito y los tornillos de nivelación que pueden ser tres  o cuatro .

Inicialmente se suelta el tornillo de fijación de movimiento horizontal o tornillo medio (el cual se describe más adelante) con el fin de que el Teodolito pueda girarse en sentido horizontal. Se mueve el Teodolito de tal manera que el nivel de burbuja tubular quede paralelo a dos tornillos de nivelación.

Posteriormente para una nivelación rápida, se giran los tornillos de nivelación hacia adentro o hacia afuera con el fin de centrar la burbuja del nivel tubular (solo se mueven los tornillos que están paralelos al nivel tubular). Si se desea una nivelación un poco más lenta, basta con girar un solo tornillo.

Seguidamente se gira el Teodolito noventa grados de tal manera que el nivel tubular quede perpendicular a los tornillos con que se niveló anteriormente. Esto implica que el nivel tubular “apunta” hacia el tercer tornillo que no se ha tocado hasta el momento. En seguida se procede a nivelar el teodolito solo con el tercer tornillo hasta que la burbuja quede centrada en el nivel tubular.

Luego se devuelve el Teodolito a su posición inicial; es decir; paralelo a los dos tornillos iniciales, verificando que la burbuja quede centrada en el nivel tubular. Si esto no ocurre se nivela nuevamente y se continua la operación hasta que en cualquiera de las dos posiciones del teodolito, la burbuja quede centrada en el

nivel tubular. Si toda la operación es correcta, al verificar el nivel “ojo de pollo” del

Teodolito se observará que la burbuja está centrada en el círculo de este nivel.

Una vez nivelado el teodolito, si este dispone de plomada óptica como es el caso de los Teodolitos de marca Wild, se verifica que la puntilla de la estaca esté ubicada en el cruce de los hilos del retículo de la plomada óptica. Si esto no ocurriese, se suelta el teodolito de su base aflojando la horquilla de la base del trípode y se mueve el teodolito con movimientos en cruz (hacia la izquierda o derecha y arriba o abajo) de tal manera que la puntilla coincida con el cruce de los hilos de los retículos. Posteriormente se nivela nuevamente el teodolito hasta que quede centrado y nivelado correctamente. En este momento queda estacionado el teodolito.

                     Vídeo práctico de nivelación de un Teodolito.© UPV desde Youtube.com

Importancia en la ingeniería geológica

Partes, ejes y movimientos de un teodolito

Partes Principales de un Teodolito

Historia del Teodolito


Gracias a la historia se sabe que alrededor del año 3000 a.C, los babiloneos y egipcios utilizaban cuerdas y cadenas para la medición de distancias.

Fue entonces hasta 560 a.C que con la influencia de estos grupos se creo el "Gnomon", el cual servia para la determinación de norte y la circunferencia de la tierra respectivamente. 

Años mas tarde se creo la "Dioplata" o plano horizontal para la determinación de ángulos y nivelación. Este fue el invento mas antiguo mas parecido a un teodolito, ya que presentaba como base un tubo en U, el cual servia para horizontalizar la plataforma, de hecho el término dioptrías se utiliza a veces en textos antiguos como sinónimo de teodolito. 

"Antes del teodolito, se utilizaron instrumentos como las geométricas círculos y semicírculos graduados, cuadrados y varios para obtener cualquier cantidad de mediciones de ángulos verticales u horizontales. Era sólo cuestión de tiempo antes de que alguien puso dos dispositivos de medición en un solo instrumento que podía medir ambos ángulos al mismo tiempo.

El primer instrumento más parecido a un verdadero teodolito fue probablemente construido por Joshua Habermel en Alemania en 1576, siendo complementado con la brújula y el trípode.

Los instrumentos altacimutales primeras consistían en una base graduada con un círculo completo en la extremidad y un dispositivo de medición del ángulo vertical, normalmente, un semicírculo. Un alidada en la base se utiliza para la vista un objeto para la medición de ángulo horizontal, y un segundo alidada se monta en el semicírculo vertical. Más tarde instrumentos tenían un solo alidada en el semicírculo vertical y todo el semicírculo se montan de manera que se utiliza para indicar directamente ángulos horizontales. Con el tiempo, la simple alidada, abierto-vista fue reemplazado con un telescopio avistamiento. Esto se hizo por primera vez por Jonathan Sisson en 1725.

El teodolito se convirtió en un instrumento moderno, exacto en 1787 con la introducción del famoso grande teodolito de Jesse Ramsden, que creó usando un motor de división muy precisa de su propio diseño. La demanda no se pudo cumplir por teodolitos extranjeros debido a su falta de precisión, por lo tanto, todos los instrumentos que satisfagan las exigencias de precisión se realizaron en Inglaterra. A pesar de los muchos constructores de instrumentos alemanes en el cambio de siglo, no había teodolitos alemanes utilizables disponibles. Una transición se produjo por Breithaupt y la simbiosis de Utzschneider, Reichenbach y Fraunhofer. Mientras que la tecnología avanzaba, en la década de 1840, el círculo vertical parcial fue sustituido por un círculo completo, y los círculos verticales y horizontales fueron finamente graduada. Este fue el teodolito de tránsito. Teodolitos fueron posteriormente adaptadas a una variedad más amplia de elementos de montaje y usos. En la década de 1870, una versión a base de agua interesante del teodolito fue inventado por Edward Samuel Ritchie. Fue utilizado por la Marina de los EE.UU. a dar los primeros estudios de precisión de los puertos estadounidenses en el Atlántico y las costas del Golfo."(1)
"Los antiguos instrumentos, eran demasiado pesados y la lectura de sus limbos (círculos graduados para medir ángulos en grados, minutos y segundos) muy complicada, larga, y fatigosa. Eran construidos en bronce, acero, u otros metales.

El ingeniero suizo Enrique Wild, en 1920, logró construir en los talleres ópticos de la casa Carl Zeiss (Alemania), círculos graduados sobre cristal para así lograr menor peso, tamaño, y mayor precisión, logrando tomar las lecturas con más facilidad." (2)

"En la primera parte del siglo 20, Heinrich Wild produjo teodolitos que se hizo popular con los inspectores. Su Wild T2, T3, y los instrumentos A1 se hicieron durante muchos años."(1)

Clasificación y tipos de Teodolitos

¿Que definimos como Teodolito?



"Un teodolito es un instrumento mecano-óptico universal de medición, hecho con fines topográficos y utilizado a su vez en obras ingenieriles (sobre todo en las triangulaciones)." (1)

El teodolito se encarga de ubicar objetos o zonas precisas que se encuentran a determinadas distancias, mediante la medida de ángulos con respecto al horizonte y a los puntos cardinales. 

"Es como un pequeño telescopio montado en la plataforma de un trípode de forma tal que sus ángulos de dirección y de inclinación se pueden leer fácilmente en escalas graduadas." (2)
Realiza sus medidas con ayuda de un mira y mediante la taquimetría. 

Es un instrumento de gran adaptación en el campo topográfico y de gran uso en las construcciones de obras ya que es portátil y manual, con una gran precisión, y sencillo de utilizar.

Existen versiones mas modernas y sofisticadas del teodolito, como lo son los teodolitos electrónico y las estaciones totales, de los cuales hablaremos mas adelante.

¿Como funciona el Teodolito?