EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS

Fuente www.ujaen.es/dep/ingcar/Recursos/Historia/insantiguos.htm

La instrumentación topográfica ha variado y avanzado a la par de la electrónica. Podemos recordar las cadenas y cuerdas que los babilonios y egipcios usaban en el año 3000 a. de C., el avance que supuso el Nomon y la dióptria, la introducción de la medida indirectas de distancias sobre el año 1300, el lento y costoso perfeccionamiento de los anteojos y de la medición angular han dado su fruto y resultado.
 

 

Remontándonos alrededor del año 3000 a. de C. los babilonios y egipcios utilizaban ya cuerdas y cadenas para la medición de distancias.

Hasta el 560 a. de C. no se tienen referencias de nueva instrumentación hasta que Anaximando introdujo el "Gnomon".

La "dioptra" o plano horizontal para la medición de ángulos y nivelación tenía su principio en un tubo en U con agua, el cual servía para horizontalizar la plataforma.

El "corobates" o primer aproximación de un nivel, era una regla horizontal con patas en las cuatro esquinas, en la parte superior de la regla había un surco donde se vertía agua para usarla como nivel. Por otro lado Herón mencionaba la forma de obtener un medidor de distancias por medio de las revoluciones de una rueda.

Ptolomeo, hacia el año 150 a. de C. descubrió el cuadrante aplicándolo a observaciones astronómicas. Se puede considerar como antecesor del teodolito a el astrolabio de Hiparco.

Viturvio hace referencia a los carros medidores de distancias por medio de contadores de vueltas, aunque las medidas de precisión se seguían a pasos mediante contadores de pasos. Viturbio también fue el constructor de la primera escuadra aplicando el fundamento del triángulo rectángulo de Pitágoras.

Los árabes apoyándose en los conocimientos de los griegos y romanos, usaban astrolabios divididos en 5 minutos de arco.

 

 

Sobre el año 1300, descrito por Levi Ben Gerson,se conoce un mecanismo para la medida indirecta de distancias, (posteriormente barra de Jacob), mediante el movimiento de una barra perpendicular a otra principal graduada, que proporcionaba así los ángulos paralácticos.

La brújula desde su nacimiento con los Chinos hasta la referencia en 1187 de Alexander Neckman, con el desarrollo posterior introducido por Leonardo Da Vinci y Schmalcalder llegó a ser la precursora del teodolito. Oronzio Fineo, en su libro "Geometría Práctica", aplica la brújula a un semicírculo graduado con dos aliadas, una fija y otra móvil. El siguiente paso hacia el goniómetro actual fue la mejora introducida por Josua Habernel con el teodolito-brújula que data del 1576.

Johan Praetorius perfecciona la plancheta, que durante mucho tiempo fue el instrumento más fino y avanzado con el que podían contar los topógrafos.

Parece ser que anterior a Galileo, existen noticias de que un óptico holandés, Hans Lippershey, ideó una especie de anteojo sin llegar a montarlo; Galileo fue quien montó su telescopio, continuando con el telescopio de Kepler y de este a la mejora introducida por Christian Huygens quien colocó un retículo para realizar punterías. William Gascoigne añadió el tornillo de los movimientos lentos dentro de los teodolitos.

En 1610 aparece la cadena de agrimensor y en 1720 se construyó el primer teodolito como tal, este venía provisto de cuatro tornillos nivelantes, cuya autoría es de Jonathan Sisson.

Tobias Mayer cambió los hilos reales del retículo, hasta la fecha de hilos de araña, por una grabación en la propia lente. Ignacio Porro contribuyó con su telescopio y taquímetro autorreductor a los avances en el campo de la instrumentación.

Pedro Núñez aportó un mecanismo de lectura para un cuadrante, dividiendo en círculos concéntricos en (n-1) del anterior, naciendo así el nonio. Jhon Sisson construyó en 1730 el primer goniómetro, mejorado por Jesé Ramsden quien introdujo microscopios con tornillos micrométricos para las lecturas angulares.

En 1778, William Green descubrió un sistema óptico con hilas horizontales para la medida indirecta de distancia, posteriormente Richenbach añadió hilos estadimétricos en su aliada en 1810.

En 1823, Porro, con ayuda de una lente modificó el ángulo paraláctico, para obtener el que ahora conocemos. En 1839 bautizó a su instrumento "taquímetro", dando paso a la "taquimetría". En la línea de construcción de aparatos autorreductores encontramos en 1866 a Sanguet con su clísimetro o medidor de pendientes. Desde 1765 entró con fuerza en el mercado las "planchetas".

Adrien Bordalouë fabricó la primera mira para nivelación, hecho que potenció el estudio y fabricación de autorreductores. En 1858 se midió la base fundamental Geodésica Española, base de Madridejos (entre Bolos y Carbonera).

A finales del siglo XIX vieron la luz los primeros telémetros de imagen partida dentro del mismo ocular, dando lugar a los telémetros artilleros o de base fija y a los topográficos o de base móvil; entre ellos se pueden citar los fabricados por Ramsden (1790) y el de Barr & Stroud (1888).

En 1880 apareció el precursor de la actual estadía invar, con una barra de madera. En 1906 Carl Zeiss usó una barra de tubo de acero para su estadía, pasando al invar. En 1923. En 1886, Sanguet inventó el principio que en un futuro dio lugar al prisma taquimétrico. Este principio fue fabricado por Wild en el año 1921 con mira vertical. Hemos de esperar hasta 1923 para encontrar este sistema empleado con nuestra conocida mira horizontal, fabricado por Breithaupt.

En 1908, Heinrich Wild, colaborador entonces de Carl Zeiss, introdujo un anteojo de enfoque interno, también le debemos el nivel de coincidencia, el micrómetro de coincidencia y la estadía invar como ahora la conocemos. Los limbos de cristal fueron fabricados en serie poco antes del 1936, mejorando así la graduación en el propio limbo. El DKM3 de Kern apareció en 1939. En el 1862 apareció el THEO 010 de Carl Zeiss. Desde 1950 aparecen el T3 de Wild Heerburgg y de Carl Zeiss Jena el Theo 002 con registro fotográfico. A todo esto por estas fechas, se seguían usando para trabajos de agrimensura la alidada de pínulas, la cuerda y la cadena de agrimensor.

Se hicieron estudios e intentos para obtener el primer nivel automático, teniendo que esperar hasta 1946, año en el que el ruso Stodolkjewich puso en práctica estos principios. En el año 1950, Carl Zeiss fabrico el Ni2, instrumento que poseía un compensador mecánico en lugar de burbuja tubular, precursor de los actuales sistemas de compensación por gravedad.

El primer distanciómetro se fabricó en Rusia en 1936. Este tipo de instrumento se empleó en el distanciómetro AGFA, fabricado en Estocolmo en 1948. En 1957, Wadley obtuvo un distanciómetro de microondas, el Telurometer. Hasta 1968 no aparecerán los distanciómetros electro-óticos de láser. Wild fabricará del DI-10.

A partir de estas fechas el avance ha sido poco menos que vertiginoso, pasando rápidamente a los distanciómetros montados en excéntrica a los montados sobre el propio anteojo o bien sobre un puente en la misma carcasa del aparato. Esto se pudo hacer gracias a la reducción de tamaño y peso con un solo movimiento horizontal (en el caso del puente) o con una sola puntería vertical (en el caso del montaje sobre el anteojo). Hace más de una década, aparecieron las semi-estaciones, que eran un distanciómetro montado sobre el mismo teodolito, compartiendo carcasa con él, pero con el teodolito analógico; la electrónica solo podía conocer los resultados de la medida de la distancia, debiendo teclear a mano los ángulos para que el aparato pudiera realizar los cálculos deseados. Con la aparición de los sistemas electrónicos de captación de ángulos, la carrera contra el tiempo ha sido aún más rápida y efectiva, obteniendo teodolitos digitales más precisos que antaño e incluso abaratando los precios del mercado. De la captación electrónica de ángulos, tanto en su versión incremental como absoluta, pasamos casi sin darnos cuenta a la concepción de la actual estación total, mejorando la lectura angular así como la medida de distancias. También la electrónica permite sistemas compensadores de uno, dos o tres ejes par la verticalidad del instrumento. El siguiente paso que mejora la captación de datos son los colectores de datos, apareciendo paulatinamente los colectores externos (libretas con software propio que manejaban el funcionamiento de la estación), colectores de tarjetas de registro, como los colectores internos en la propia estación. Los distanciómetros funcionan por medida de fase o por medidas de tiempo, lo cual permite leer la distancia a sólido, con tal de que este no sea un material que absorba la onda emitida. Podemos hacer referencia a los últimos modelos de las estaciones motorizadas, en sus dos versiones, tanto para replanteo de puntos y robotizadas que mediante un sistema de búsqueda y seguimiento del prisma puede ir tomando datos sin operador. Por último indicar que los Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) nos permiten la captura de datos en tiempo real.

Basado en el Boletín del Instituto de Estudios Giennenses "Evolución Histórica de la instrumentación topográfica" realizado por: José Luis de la Cruz González, José Luis Mesa Mingorance, Aurora Cuartero Sáez.

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