Un nivel de burbuja , nivel de burbuja o simplemente nivel , es un instrumento diseñado para indicar si una superficie está horizontal (nivelada) o vertical ( a plomo ). Existen dos diseños básicos: tubular (o lineal ) y de ojo de buey (o circular ) . Los carpinteros , albañiles , trabajadores de otros oficios de la construcción, topógrafos , mecánicos y otros trabajadores del metal pueden utilizar distintos tipos de niveles de burbuja.
La historia del nivel de burbuja se discutió brevemente en un artículo de 1887 que apareció en Scientific American . [1] Melchisédech Thévenot , un científico francés, inventó el instrumento algún tiempo antes del 2 de febrero de 1661. [ cita requerida ] Esta fecha se puede establecer a partir de la correspondencia de Thévenot con el científico Christiaan Huygens . Un año después de esta fecha, el inventor circuló detalles de su invención a otros, incluidos Robert Hooke en Londres y Vincenzo Viviani en Florencia . [ cita requerida ] Ocasionalmente se argumenta que estos "niveles de burbuja" no se generalizaron hasta principios del siglo XVIII, siendo los primeros ejemplos sobrevivientes de esa época, pero Adrien Auzout había recomendado que la Académie Royale des Sciences llevara "niveles del tipo Thévenot" en su expedición a Madagascar en 1666. [ cita requerida ] Es muy probable que estos niveles estuvieran en uso en Francia y en otros lugares mucho antes del cambio de siglo. [ cita requerida ]
El nivel de precisión Fell All-Way, uno de los primeros niveles de ojo de buey fabricados en Estados Unidos para uso en máquinas herramienta, fue inventado por William B. Fell de Rockford, Illinois en 1939. [2] El dispositivo era único porque se podía colocar en la bancada de una máquina y mostrar la inclinación en los ejes xy simultáneamente, eliminando la necesidad de girar el nivel 90 grados. [ cita requerida ] El nivel era tan preciso que se restringió su exportación durante la Segunda Guerra Mundial . [ cita requerida ] El dispositivo estableció un nuevo estándar de resolución de 0,0005 pulgadas por pie (cinco decenas de mil por pie o cinco segundos de arco de inclinación). [ cita requerida ] La producción del nivel se detuvo alrededor de 1970 y se reinició en la década de 1980 por Thomas Butler Technology, también de Rockford, Illinois, pero finalmente terminó a mediados de la década de 1990. Sin embargo, todavía existen cientos de dispositivos. [ cita requerida ]
Los primeros niveles de burbuja tubulares tenían viales de vidrio ligeramente curvados con un diámetro interior constante en cada punto de observación. Estos viales se llenaban, de forma incompleta, con un líquido, generalmente un licor o alcohol coloreado , que dejaba una burbuja en el tubo. Tienen una ligera curvatura hacia arriba, de modo que la burbuja se asienta naturalmente en el centro, el punto más alto. Con ligeras inclinaciones, la burbuja se aleja de la posición central marcada. Cuando un nivel de burbuja también debe poder usarse boca abajo o de lado, el tubo curvado de diámetro constante se reemplaza por un tubo en forma de barril sin curvatura con un diámetro ligeramente mayor en su parte central.
A menudo se utilizan alcoholes como el etanol en lugar de agua. Los alcoholes tienen una viscosidad y una tensión superficial bajas , lo que permite que la burbuja recorra el tubo rápidamente y se asiente con precisión con una interferencia mínima de la superficie del vidrio. Los alcoholes también tienen un rango de temperatura del líquido mucho más amplio y no romperán el vial como podría hacerlo el agua debido a la expansión del hielo. Se puede agregar un colorante como la fluoresceína , generalmente amarillo o verde, para aumentar la visibilidad de la burbuja.
Una variante del nivel lineal es el nivel de ojo de buey : un dispositivo circular de fondo plano con el líquido bajo una cara de vidrio ligeramente convexa con un círculo en el centro. Sirve para nivelar una superficie en sentido transversal, mientras que el nivel tubular sólo lo hace en la dirección del tubo.
Para comprobar la precisión de un nivel de carpintero no es necesaria una superficie perfectamente horizontal. El nivel se coloca sobre una superficie plana y aproximadamente nivelada y se anota la lectura del tubo de burbuja. Esta lectura indica hasta qué punto la superficie es paralela al plano horizontal, según el nivel, que en esta etapa es de precisión desconocida. A continuación, se gira el nivel de burbuja 180 grados en el plano horizontal y se anota otra lectura. Si el nivel es preciso, indicará la misma orientación con respecto al plano horizontal. Una diferencia implica que el nivel es inexacto.
El ajuste del nivel de burbuja se realiza girando sucesivamente el nivel y moviendo el tubo de burbuja dentro de su carcasa para compensar aproximadamente la mitad de la discrepancia, hasta que la magnitud de la lectura permanezca constante cuando se gira el nivel.
Un procedimiento similar se aplica a instrumentos más sofisticados, como un nivel óptico de topografía o un teodolito , y es algo que se hace siempre que se instala el instrumento. En este último caso, el plano de rotación del instrumento se nivela, junto con el nivel de burbuja. Esto se hace en dos direcciones perpendiculares horizontales.
La sensibilidad es una especificación importante para un nivel de burbuja, ya que la precisión del dispositivo depende de su sensibilidad. La sensibilidad de un nivel se da como el cambio de ángulo o gradiente necesario para mover la burbuja por unidad de distancia. Si la carcasa de la burbuja tiene divisiones graduadas, entonces la sensibilidad es el cambio de ángulo o gradiente que mueve la burbuja por una de estas divisiones. 2 mm (0,079 pulgadas) es el espaciado habitual para las graduaciones; en un nivel de topógrafo, la burbuja se moverá 2 mm (0,079 pulgadas) cuando el vial se incline aproximadamente 0,005 grados. Para un nivel de precisión de maquinista con divisiones de 2 mm (0,079 pulgadas), cuando el vial se inclina una división, el nivel cambiará 0,04 mm (0,0016 pulgadas) a un metro del punto de pivote, lo que los maquinistas denominan 5 décimas por pie. Esta terminología es exclusiva de los maquinistas e indica una longitud de 5 décimas de 1 milésima de pulgada. [3] [4]
_3,_uses_a_horizontal_level_and_tape_measure.jpg/1280px-thumbnail.jpg)
Existen diferentes tipos de niveles de burbuja para diferentes usos:
Generalmente, en la cabeza de las escuadras combinadas se encuentra un nivel de burbuja .
Un nivel de burbuja de un carpintero tradicional parece una pequeña tabla de madera y, a menudo, tiene un cuerpo ancho para garantizar la estabilidad y que la superficie se mida correctamente. En el medio del nivel de burbuja hay una pequeña ventana donde se monta la burbuja y el tubo. Dos muescas (o anillos) indican dónde debe estar la burbuja si la superficie está nivelada. A menudo, se incluye un indicador para una inclinación de 45 grados. [ cita requerida ]
_1973_(2149089991)_(cropped).jpg/1280px-Measuring_elevation_with_a_line_level._Historical_archaeology_at_the_old_Champoeg_townsite,_Champoeg,_Oregon_(USA)_1973_(2149089991)_(cropped).jpg)
Un nivel de línea es un nivel diseñado para colgarse de una cuerda de albañil. El cuerpo del nivel incorpora pequeños ganchos para permitir que se sujete y cuelgue de la cuerda. El cuerpo es liviano, para no sobrecargar la cuerda, también es pequeño en tamaño ya que la cuerda se convierte en el cuerpo; cuando el nivel se cuelga en el centro de la cuerda, cada "pata" de la cuerda extiende el plano del nivel. [ cita requerida ]
El nivel de precisión de un ingeniero permite nivelar elementos con mayor precisión que un nivel de burbuja común. Se utilizan para nivelar los cimientos o las bases de las máquinas para garantizar que la máquina pueda producir piezas de trabajo con la precisión predefinida en la máquina. [ cita requerida ]
La combinación de un nivel de burbuja con un telescopio óptico da como resultado un nivel basculante o nivel de inclinación . [5] Estos instrumentos de nivelación se utilizan en topografía para medir diferencias de altura en distancias más grandes. El instrumento de nivelación de un topógrafo tiene un nivel de burbuja montado en un telescopio (quizás de 30 aumentos) con cruceta, montado a su vez en un trípode . El observador lee los valores de altura de dos varillas verticales graduadas, una "detrás" y otra "delante", para obtener la diferencia de altura entre los puntos del suelo sobre los que descansan las varillas. Partiendo de un punto con una elevación conocida y avanzando a campo traviesa (los puntos sucesivos pueden estar separados por unos 100 metros (328 pies)) se pueden medir las diferencias de altura de forma acumulativa en largas distancias y se pueden calcular las elevaciones. Se supone que la nivelación precisa proporciona la diferencia de elevación entre dos puntos separados por un kilómetro (0,62 millas) con una precisión de unos pocos milímetros. [ cita requerida ]
Las alternativas incluyen:
Hoy en día, la mayoría de los teléfonos inteligentes cuentan con herramientas de nivelación que utilizan el acelerómetro del dispositivo . Estas aplicaciones móviles vienen con diversas funciones y diseños sencillos. [6] Además, los nuevos estándares web permiten que los sitios web obtengan la orientación de los dispositivos.
Los niveles de burbuja digitales son cada vez más comunes en reemplazo de los niveles de burbuja convencionales, particularmente en aplicaciones de ingeniería civil, como la construcción de edificios tradicionales y el montaje de estructuras de acero, para tareas de alineación y nivelación de ángulos en el lugar de trabajo. Los profesionales de la industria a menudo se refieren a estas herramientas de nivelación como "nivel de construcción", "nivel de servicio pesado", "inclinómetro" o "transportador". Estos niveles electrónicos modernos son capaces de mostrar ángulos numéricos precisos dentro de los 360° con una precisión de 0,1° a 0,05°, se pueden leer a distancia con claridad y tienen un precio asequible debido a su adopción masiva. Proporcionan características que los niveles tradicionales no pueden igualar. Por lo general, estas características permiten que los marcos de vigas de acero en construcción se alineen y nivelen con precisión con la orientación requerida, lo que es vital para garantizar la estabilidad, la resistencia y la rigidez de las estructuras de acero en los sitios de trabajo. Los niveles digitales, integrados con tecnología MEMS angular, mejoran eficazmente la productividad y la calidad de muchas estructuras civiles modernas. Algunos modelos recientes cuentan con características de resistencia al impacto y clasificación IP65 a prueba de agua para entornos de trabajo hostiles. [ cita requerida ]
