Teodolito: o que é e como usar

O teodolito é um instrumento óptico de medida utilizado para realizar medidas de ângulos verticais e horizontais. Basicamente é um telescópio com movimentos graduados na vertical e na horizontal, e montado sobre um tripé centrado (norteado) e verticalizado. Muito utilizado em topografia, navegação e em meteorologia, segue um tutorial do uso de um teodolito mecânico da primeira metade do século XX (atualmente existem teodolitos eletrônicos e digitais, mas os conceitos e metodologia são basicamente os mesmos, sendo essa uma forma até mais didática de entender seu funcionamento).

teodolito

O teodolito utilizado tem uso voltado para seguir balões de radiossondagem, devido ao disco de papel preparado para receber furos com a marcação do posicionamento do balão e o disco de inclinação só permitir medidas acima do horizonte, mas as características principais são comuns a todos os teodolitos. Funciona com um telescópio (no caso dois, cada um com um alcance diferente), fixado em um tripé, com indicadores de nível, e permite uma total liberdade de rotação horizontal ou vertical. Ambos os eixos perpendiculares de um teodolito estão equipados com círculos graduados para leitura dos valores de azimute e elevação (veja figura abaixo para entender esses conceitos).

Representação esquemática do sistema horizontal local de coordenadas, onde fi é o azimute, contado a partir do norte verdadeiro no sentido "para leste" e h é a elevação, contado a partir do horizonte nivelado. Fonte: Apostila de Meteorologia Física II, Marcia A. Yamasoe http://www.dca.iag.usp.br/www/material/akemi/fisicaII/apostila_cap_03.pdf

Representação esquemática do sistema horizontal local de coordenadas, onde φ é o azimute, contado a partir do norte verdadeiro no sentido “para leste” e h é a elevação, contado a partir do horizonte nivelado. Fonte: Apostila de Meteorologia Física II, Processos radiativos na Atmosfera, Marcia A. Yamasoe.

Deve-se fixar o teodolito, encontrar o norte verdadeiro utilizando-se uma bússola e incluindo a declinação magnética do lugar, apontar para esse norte ou para uma referência e nivelar com o horizonte – valores de declinação magnética para qualquer lugar do planeta podem ser consultados nesse link. O observador faz leituras olhando através do telescópio e ajustando a mira horizontal (azimute) e vertical (elevação) para encontrar a localização do objeto em estudo, anotando os ângulos obtidos. Veja esse vídeo mostrando sua montagem e utilização sobre a caixa d’água do Parque Cientec (USP) para marcação da elevação dos topos das árvores, torres e prédios do entorno:

Um dos conceitos em trigonometria implementados na utilização de um teodolito é a triangulação. Esse tipo de estudo, baseado na medição de ângulos e distâncias, desenvolve uma série de triângulos ligados, dos quais as coordenadas do plano são derivadas. Veja como construir um teodolito caseiro e um exemplo de exercício de matemática envolvendo o cálculo da altura de um objeto à distância:

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