Un nivel es un instrumento óptico que se utiliza para establecer o verificar puntos en el mismo plano horizontal en un proceso conocido como nivelación . Se utiliza junto con una mira niveladora para establecer la altura relativa o los niveles (la separación vertical ) de objetos o marcas. Se utiliza ampliamente en topografía y construcción para medir diferencias de altura y para transferir, medir y establecer alturas de objetos o marcas conocidos.
También se le conoce como nivel de topógrafo, nivel de constructor, nivel de tolva o el histórico nivel "Y". Funciona según el principio de establecer una relación de nivel visual entre dos o más puntos, para lo cual se utiliza un telescopio óptico incorporado y un nivel de burbuja de alta precisión para lograr la precisión necesaria. Tradicionalmente, el instrumento se ajustaba completamente de forma manual para garantizar una línea de visión nivelada, pero las versiones automáticas modernas compensan por sí mismas los pequeños errores en la nivelación aproximada del instrumento y, por lo tanto, son más rápidas de usar.
El nivel óptico no debe confundirse con un teodolito , que también puede medir ángulos en el plano vertical.
La unidad completa se monta normalmente sobre un trípode y el telescopio puede girar libremente 360° en un plano horizontal. El topógrafo ajusta el nivel del instrumento mediante un ajuste grueso de las patas del trípode y un ajuste fino utilizando tres tornillos de nivelación de precisión en el instrumento para hacer que el plano de rotación sea horizontal. El topógrafo hace esto con el uso de un nivel de ojo de buey integrado en el soporte del instrumento.
El topógrafo mira a través del ocular del telescopio mientras un asistente sostiene una mira vertical graduada en pulgadas o centímetros. La mira se coloca con su base en el punto en el que se desea medir el nivel. El telescopio se gira y se enfoca hasta que la mira se ve claramente en la cruz. En el caso de un nivel basculante, el ajuste fino del nivel se realiza mediante un tornillo de altura, utilizando un nivel de burbuja de alta precisión fijado al telescopio. Esto se puede ver en un espejo mientras se ajusta, o se pueden ver los extremos de la burbuja en una pantalla de "burbuja dividida" dentro del telescopio. Esto también permite garantizar la nivelación precisa del telescopio mientras se toma la observación. Sin embargo, en el caso de un nivel automático, el ajuste de la altura se realiza automáticamente mediante un prisma suspendido debido a la gravedad, siempre que la nivelación gruesa de la base del instrumento sea precisa dentro de ciertos límites.
Una vez nivelado, se registran las lecturas de graduación de la mira en la cruz y en las marcas estadimétricas, y se coloca una marca o marcador de identificación donde descansaba la mira sobre el objeto o la posición que se estaba inspeccionando.
En 1832, el ingeniero civil e inventor inglés William Gravatt , a quien se le encargó examinar un esquema para la ruta del Ferrocarril del Sudeste de Londres a Dover , se sintió frustrado por el funcionamiento lento y engorroso del nivel "Y" durante el trabajo de inspección, e ideó el nivel "dumpy" más transportable y fácil de usar, [1] [2] llamado así por su apariencia más corta. [3]
El telescopio del nivel "Y" histórico se sostiene sobre dos brazos de latón, que forman parte de la montura, y el telescopio se puede quitar fácilmente para permitir una inversión de la orientación de 180 grados o una rotación axial del telescopio; ambas cosas para compensar los errores de colimación óptica . Como el telescopio no está fijado al mecanismo de ajuste del nivel, el instrumento "Y" se monta y desmonta para cada estación de observación. Sin embargo, el nivel dumpy está fijado permanentemente a sus dos brazos de soporte y al mecanismo de nivelación, lo que reduce la incertidumbre de la medición y reduce considerablemente el tiempo necesario para configurar el instrumento. El dumpy utiliza el mismo principio básico de observación a nivel.
Después de configurar cuidadosamente el nivel, la altura de la cruz se determina apuntando desde un punto de referencia conocido con una altura conocida determinada por un estudio previo o se utiliza un punto arbitrario con una altura supuesta.
La observación se realiza con un asistente del topógrafo que sostiene una mira graduada verticalmente en el punto que se está midiendo. El topógrafo gira el telescopio hasta que la mira graduada se encuentra en la cruz y registra la lectura. Esto se repite para todas las observaciones a partir de ese punto de referencia. Si el instrumento se mueve a otra posición dentro de la distancia de observación, se nivela nuevamente y se toma una observación de un nivel conocido en el estudio anterior. Esto relaciona cualquier nivel nuevo con los niveles anteriores.
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El nivel Y o nivel en Y es el más antiguo y voluminoso de los instrumentos ópticos de estilo antiguo. Se coloca un telescopio de baja potencia en un par de monturas de abrazadera y luego se nivela el instrumento utilizando un nivel de burbuja , que se monta en paralelo al telescopio principal.
El término nivel dumpy (también nivel de constructor ) perdura a pesar de la evolución en el diseño. Pueden ser manuales o automáticos, siendo estos últimos mucho más rápidos de instalar.
Un nivel basculante es una variante que tiene un tornillo de ajuste vertical de precisión que inclina tanto el telescopio como el nivel de burbuja de alta precisión que lleva acoplado para nivelarlos. Esto reduce la dependencia total de la precisión de nivelación del soporte inferior de los instrumentos, y la pantalla de "burbuja dividida" proporciona una seguridad adicional de que el telescopio está nivelado mientras se realiza la observación. Esto permite una operación más rápida ya que el soporte inferior no necesita estar realmente nivelado, aunque introducirá un pequeño error ya que el eje vertical del soporte no coincide completamente con el centro del telescopio. La burbuja dividida funciona mostrando la mitad de ambos extremos de la burbuja uno al lado del otro en el telescopio, y cuando los extremos curvos están alineados, está nivelado.
Un nivel automático , nivel autonivelante o nivel automático de construcción incluye un mecanismo compensador interno (un prisma oscilante ) que, cuando se coloca cerca del nivel, elimina automáticamente cualquier variación restante. Esto reduce la necesidad de colocar la base del instrumento verdaderamente nivelada, como con un nivel irregular. Los instrumentos autonivelantes son los instrumentos preferidos en sitios de construcción, construcción y durante topografía debido a su facilidad de uso y tiempo de configuración rápido.
Un nivel electrónico digital también se coloca sobre un trípode y lee una mira con código de barras mediante métodos de láser electrónico. La altura de la mira donde el rayo del nivel la cruza se muestra en una pantalla digital. Este tipo de nivel elimina la interpolación de la graduación por parte de una persona, eliminando así una fuente de error y aumentando la precisión. Durante la noche, el nivel con voladizo se utiliza junto con un láser cruzado automático para obtener lecturas precisas de la escala.
Un nivel de tránsito también tiene la capacidad de medir tanto la altitud como el acimut de un objeto objetivo con respecto a una referencia en el plano horizontal. El instrumento se gira para apuntar al objetivo y los ángulos verticales y horizontales se leen en escalas calibradas [4].
En el primer capítulo de la novela de Thomas Hardy de 1887 , The Woodlanders , [5] el narrador afirma: "Conocía cada pendiente sutil de las diez millas de terreno entre Abbot's Cernel y Sherton (la ciudad de mercado a la que viajaba) con tanta precisión como cualquier topógrafo podría haberla aprendido con un nivel Dumpy".
En el juego en línea World of Warcraft , el Surveyor Thurdan ofrece una misión en Wetlands para recuperar el nivel de dumpy que perdió. Incluso comenta el nombre y dice: "No le puse nombre a esa maldita cosa, ¿de acuerdo? ¡Vayan a buscarlo!".
Nivel mejorado de Gravatt, comúnmente llamado (por su apariencia) el nivel Dumpy.
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