Teodolito

Teodolito exposto no Museu Geomineral de Madrid

O teodolito é um instrumento de precisão óptico que mede ângulos verticais e horizontais, aplicado em diversos setores como na navegação, na construção civil, na agricultura e na meteorologia.

Conceitos de operação

Diagrama de um teodolito ótico

Eixos e círculos de um teodolito

Ambos os eixos de um teodolito estão equipados com círculos graduados que podem ser lidos através de lentes de aumento. (R. Anders ajudou M. Denham a descobrir essa tecnologia em 1864.) O círculo vertical que se move sobre o eixo horizontal deve estar a 90° quando o eixo horizontal é visto.

Estrutura física

A estrutura de um teodolito é feita a partir do movimento circular de dois eixos independentes, sendo um fixo e outro móvel (eixo duplo). O eixo móvel é fixado pelos parafusos de pressão. O limbo horizontal permite o travamento em qualquer posição, realizando leitura de graus, como também de minutos e segundos. Para a leitura, é necessário outras como o tripé regulável, o contrapeso, os limbos horizontais e verticais, o nômio, o nível de bolha, o filtro de luz e as lupas oculares.

Componentes do teodolito e suas funções:

Componente:	Função:
Contrapeso	Serve para proporcionar o equilíbrio do instrumento, com a compensação de peso da luneta superior e do círculo vertical.
Limbo ou círculo horizontal e vertical	Região onde se encontra as graduações e as divisões angulares do instrumento.
Luneta	Aplicado na observação de imagens e objetos a uma determinada distância. Ela é composta de um tubo e três lentes: uma objetiva (com capacidade de convergir a maior radiação solar possível para o aparelho observa ângulos em grande distância focal), uma lente analisadora (aplicado para focar a imagem) e um ocular(para a ampliação do foco das lentes objetivas).
Lupas oculares	Instrumento aplicado para a ampliar o foco e a visão das marcações do limbo e aumentar a precisão das medidas dos ângulos.
Nível de bolha	Utilizado a mostrar o nivelamento em relação ao objeto. Para saber o nivelamento é necessário observar se a bolha está em cima do marcador. A manipulação dos tripés proporcionam a regulação do nível de bolha.
Nônio	Sistema de regulagem micrométrica adaptado ao limbo para adquisição de medidas de pequenos ângulos.
Tripé regulável	Estrutura para escorar toda a estrutura do teodolito com a possibilidade de regulação.
Vidro despolido	Material desenvolvido para a minimização da intensidade da intensidade luminosa solar e facilitar a leitura do limbo graduado.
Dados

História

Antes da invenção do teodolito já foram desenvolvidos outros materiais para a mensura dos ângulos. A civilização egípcia utilizava a groma que era uma versão original do teodolito, útil na construção das pirâmides e a civilização romana desenvolveu a dioptra com a mesma finalidade, sendo descrito nos textos antigos como um sinônimo do teodolito. Porém no ano de 1571, Leonard Digges construiu o que seria um teodolito primitivo do qual chamou de "theodolitus". era um instrumento com um círculo dividido e um quadrado com uma bússola no centro sem o telescópio.

Teodolito mecânico

Em 1773, Jesse Ramsden inventou um motor de divisão mecânico viabilizando a ampliação da oferta do dispositivo por ter uma melhor precisão à época, do qual proporcionou a Inglaterra a vanguarda na produção deste instrumento.

Porém a construção do primeiro teodolito foi feita por Jonathan Sisson com quatro parafusos niveladores, apesar de sua invenção ser atribuída a Ignácio Porro, inventor de instrumentos óticos, em 1835. Na época, Ignácio Porro inventou o taquímetro auto-redutor, um instrumento que tinha todos os componentes do teodolito, mas com um dispositivo ótico. A invenção do teodolito tinha o objetivo de substituir o círculo de borda. Conforme o telescópio, o mesmo instrumento que permitia a medição de distância, elevação e direção, reduzindo significativamente o tempo usado para um levantamento topográfico e aumentando a precisão.

Em 1838, o engenheiro inglês William John Macquorn Rankine desenvolveu a integração de todos os dispositivos do teodolito, melhorando significativamente no trabalho nas edificações. Este instrumento foi muito importante para as expedições cartográficas e nas demarcações territoriais como do Planalto Central do Brasil, em 1892, e pela Comissão de Limites entre Brasil e Bolívia. O teodolito não houve desde então alterações significativas até 1950, do qual adiciona-se os processos de automatização e a adotação das medidas eletrônicas. Além disso, foram desenvolvidos novos instrumentos baseados no teodolito, como a estação total.

Tipos

Existe uma diversidade de teodolitos para diversos tipos de usos, precisões e alcances. Originalmente apenas um aparelho óptico, hoje, estão disponíveis no mercado teodolitos automáticos que, por meio de dispositivos eletrônicos, fazem a leitura dos pontos e os armazenam na memória, sendo possível exportá-los por software para confecção de mapas com as características topográficas do local medido.

Uma estação total é um instrumento óptico usado em inspeção moderna. É uma combinação de um teodolito eletrônico (trânsito), um dispositivo de medição eletrônica de distância (EDM) e software que correm em um computador externo. Com uma estação total a pessoa pode determinar ângulos e distâncias do instrumento para pontos a serem inspecionados. Com a ajuda da trigonometria, pode-se usar os ângulos e distâncias para calcular as coordenadas de posições atuais (X, Y e Z ou northing, easting e elevação) de pontos inspecionados ou a posição do instrumento de pontos conhecidos, em condições absolutas. Os dados podem ser carregados do teodolito para um computador e lido por um software de aplicação gerará um mapa da área inspecionada. Algumas estações de totais também têm uma interface de GPS.

Exemplo de uso

Teodolito usado na construção de Brasília

No caso de se calcular a área de um local, primeiramente o teodolito é posicionado no primeiro ponto, de forma que totalmente nivelado com o eixo de gravidade do local e que o 0° do movimento horizontal esteja direcionado a um ponto de referência no polo mais próximo. Depois, o segundo ponto, marcado com uma estaca ou outro ponto (como uma árvore), é mirado através do telescópio, e a angulação obtida é medida na horizontal e na vertical. Usando uma fita métrica, mede-se a distância entre os dois pontos. A partir desse esse raciocínio, a distância e os ângulos vertical e horizontal entre os outros pontos do local a ser estudado são medidos e a área pode ser calculada. Muito usado em metalurgia.

Ver também

• Inclinômetro
• Taqueômetro
• Distanciômetro