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Niveles Digitales

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Niveles de Burbuja Digitales

Foto de un nivel magnético

Los niveles son instrumentos de medición que sirven para determinar la horizontalidad o la verticalidad de un bloque, pieza, componente, etc.

Son utilizados en topografía, agrimensura, construcción, carpintería, herrería, etc… También se usan en trabajos domésticos de bricolaje y montaje.

Los nuevos niveles digitales están construidos, básicamente, en plástico ABS, aluminio o acero fundido de gran precisión.

Muchos disponen de dos burbujas para calcular ángulos, tienen retroiluminación, medición absoluta y relativa, función de "mantener encendido" y apagado automático después de unos minutos, etc…

En esta sección puedes encontrar una completa selección de niveles digitales fabricados por las marcas que ofrecen una mayor garantía de calidad y, como siempre, a los mejores precios.

El nivelado

La invención del nivel de burbuja data de mediados del siglo XVII y se atribuye al científico francés Melchisedech Thevenot.

Durante casi tres siglos los niveles tuvieron el mismo diseño, que constaba de dos tubos curvos de vidrio, llamados fiolas, en cada punto de observación. Su uso era muy complicado y poco preciso.

También hay que mencionar a la “nivelación con manguera”, otra pionera en la medición de niveles.

La nivelación con manguera consiste en transportar o pasar puntos o referencias de nivel, valiéndose de una manguera de plástico transparente llena de agua.

Este sistema aún se utiliza en la construcción, por la necesidad de determinar los puntos de nivel partiendo de una referencia establecida y a una distancia cuya medición, realizada con un nivel de burbujas, sería más dificultosa y menos precisa.

En la década de los años 20 del pasado siglo Henry Ziemann, fundador de la compañía estadounidense Empire Level Mfg. Corp., inventó el nivel moderno tal como lo conocemos.

Desde entonces el nivel de burbuja es un elemento imprescindible en cualquier caja de herramientas para su uso en la construcción, fontanería, carpintería, decoración, ingeniería, etc…

Qué es un nivel digital

Los diversos avances tecnológicos han traído hasta nuestros días una herramienta de uso sencillo, enorme precisión y empleon obligado en casi todos los oficios industriales, mecánicos y de construcción: los niveles de burbuja digitales.

Estas máquinas constan de dos partes principales:

  • Un pequeño tubo transparente de cristal o de plástico lleno de líquido, que contiene una burbuja de aire en su interior.

    Como en los niveles de burbuja convencionales, cuando la burbuja se encuentra entre dos marcas, el instrumento está en disposición de calcular el ángulo exacto en que se encuentra el objeto o superficie a medir.

  • Un display digital electrónico que muestra el resultado de la medición.

Su precisión suele variar entre más o menos 1 o 2 milímetros cada metro y entre 1 grado o 2  en mediciones angulares.

Composición de sus elementos

El tubo transparente puede ser cristal o plástico.

El líquido que rellena el tubo es un alcohol, como etanol, o un éter. A este líquido se le suele añadir un colorante como la fluoresceína, típicamente de color amarillo o verde, para incrementar la visibilidad de la burbuja.

Se usa este tipo de alcoholes porque, a diferencia del agua, poseen muy baja viscosidad y tensión superficial.

Esto permite el rápido desplazamiento de la burbuja a lo largo del tubo con una mínima interferencia con la superficie del vidrio.

Además, los alcoholes y éteres conservan el estado líquido en un rango de temperatura mucho más amplio que el agua.

El etanol, sin ir más lejos, se congela a -115 ºC, lo que permite el uso de este tipo de niveles con garantías incluso a temperaturas bajo cero.

En cuanto al tubo transparente, éste lleva dos trazos grabados que sirven de referencia y patrón para leer e interpretar la posición de la burbuja.

La burbuja, por su parte, es de tamaño inferior a la distancia entre los dos trazos.

Debido a la burbuja de aire contenida en el líquido, la herramienta también es conocida como nivel de aire.

El nivel de burbuja puede presentar un margen natural de error que suele ser de 5 milímetros por metro de distancia.

Además, al depender del ojo humano para determinar la simetría de la burbuja entre las marcas, el margen de error en las medidas se puede incrementar.

Por esta razón, cuando se trate de medir el nivel de una superficie de gran longitud, si se requiere exactitud y precisión, se debe recurrir a herramientas de medición complementarias.

Cómo probar la precisión de un nivel

El uso del nivel de burbuja es bastante intuitivo, aunque siempre conviene tener presentes algunos conceptos antes de elegir uno:

Esta pruebas demuestran la precisión y el ajuste de un nivel:

Medición de Horizontalidad

Sitúa el nivel en el plano horizontal que quieras medir.

Si la burbuja queda a la derecha o izquierda de las dos líneas, coloca un trozo de cartón debajo del extremo derecho o izquierdo del nivel.

Continúa agregando trozos de cartón hasta que la burbuja quede perfectamente centrada entre las dos líneas.

Una vez que la burbuja esté centrada, coloca el nivel cabeza abajo sobre los mismos trozos de cartón. Si la medición está bien hecha, la burbuja debería quedar también centrada.

Ahora gira el nivel 180 grados y vuelve a colocarlo sobre los mismos trozos de cartón. La burbuja todavía debería estar centrada.

Si la burbuja se ha desplazado en cualquiera de las posiciones de la prueba, significaría que el nivel no es preciso y, por tanto, su medición no es fiable.

Esto podría ser grave en según qué tareas: la medición de un suelo, por ejemplo.

Medición de Verticalidad

Si el nivel viene provisto de una burbuja para aplomar (medir la verticalidad), coloca el perfil estrecho del nivel sobre una pared o superficie vertical.

Si la burbuja se desplaza en dirección hacia la pared, pon un trozo de cartón por debajo del extremo inferior del nivel y asegúralo con cinta adhesiva.

Si la burbuja se desplaza en dirección contraria a la pared, fija entonces el trozo de cartón en el extremo superior del nivel. Si es necesario, agrega más trozos de cartón hasta que la burbuja quede centrada.

Ahora dale la vuelta al nivel y prueba a medir de nuevo. La burbuja debe seguir centrada.

A continuación gira el nivel 180° s y repite el proceso de medición. La burbuja todavía debería estar centrada.

Al igual que sucede con la medición horizontal, si al dar la vuelta o girar el nivel 180 grados, la burbuja no está centrada, significará que la herramienta no es la adecuada para realizar la medición.

Medición de Inclinación

Podemos realizar una comprobación similar si el nivel también contiene una burbuja para medir ángulos de 45°.

En todos los casos, el perfecto centrado de la burbuja indica una buena precisión del nivel.

Con este nivel podríamos asegurarnos mediciones fiables a la hora de evaluar la horizontalidad, verticalidad o inclinación a 45° de un elemento o estructura.

Materiales

Los niveles de burbujas suelen estar fabricados en material ABS o aluminio.

Nivel de burbuja de ABS

Los niveles fabricados con material ABS son herramientas con una gran vida útil, porque se tratanm de un material muy resistente a los impactos.

El ABS es un plástico conformado por tres monómeros:

  • El acrilonitrilo; Proporciona rigidez al instrumento, resistencia a los químicos, dureza y estabilidad frente a altas temperaturas.
  • El butadieno: Brinda resistencia a temperaturas extremadamente bajas, impidiendo que el plástico se quiebre.
  • El estireno: Da rigidez y resistencia mecánica a la pieza.

También llamado plástico de ingeniería, el ABS garantizará, pues, rigidez, una gran resistencia a sustancias químicas y también a altas o bajas temperaturas.

El nivel de burbuja fabricado en ABS mantiene, por tanto, la precisión en condiciones extremas de frío, calor o humedad.

Su líquido interior es altamente resistente a los rayos UV, por lo que también soporta temperaturas extremas.

Sus 2 o 3 burbujas -horizontal, vertical y oblicua- están fabricadas con material acrílico a prueba de golpes.

Su burbuja horizontal incluye tornillos de calibración de ajuste y base espejada para facilitar la lectura.

Nivel de burbuja de aluminio

Este tipo de nivel es el preferido de los profesionales por su gran precisión e invariabilidad

Te lo recomendamos vivamente en el caso de que tu negocio sea de carpintería, albañilería, enmarcado, construcción de hormigón, colocación de ventanas, construcción de carreteras o trabajos de jardinería.

El aluminio le dará a tu nivel un perfil robusto y resistente y una exactitud de medición de 0.5 mm/m.

Estos niveles de burbuja de aluminio suelen estar disponibles desde 10 cm, para medir tuberías o superficies angostas, hasta los 200 cm de largo, para áreas de medición más grandes y despejadas.

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Como elegir un nivel

Si estás pensando en adquirir un nivel de burbuja, conviene que prestes atención a estos detalles relacionados con el uso que vas a darle a tu herramienta:

Tolerancia de fabricación

Vendría a ser la suma de todos los errores que pudieran cometerse durante el proceso de facturación del nivel.

Por un lado, serían el radio del tubo y su montaje en el armazón.

Por el otro el paralelismo y la rectitud del armazón.

Cuanto más baja sea la tolerancia de fabricación de estos elementos, más preciso será el nivel.

Por lo general, los niveles de precisión se fabrican sujetos a la norma ISO 9001.

Armazón

La resistencia del armazón se puede ver comprometida principalmente por dos causas:

  • El tamaño del orificio para el tubo: Cuanto mayor sea el orificio, menor será la durabilidad.
  • El grosor del armazón: Cuanto más gruesas sean las paredes del armazón, mayor será la durabilidad.

También hay que tener en consideración que el armazón de los niveles largos no se tuerza ni deforme.

El aluminio otorga al armazón de un nivel una durabilidad adicional sin añadirle un peso apreciable.

Longitud del nivel de burbuja

Este dato también es muy relevante.

Cuanto más largo sea el nivel de la burbuja, mayor será la precisión del nivel.

Facilidad de lectura

Aunque, evidentemente, no tendrás que preocuparte por esto si te has decidido por un nivel digital, muchos niveles de burbuja incorporan una lente de aumento para poder distinguir más claramente el desplazamiento de la burbuja.

Otros cuentan con un reflector luminiscente que facilita la lectura, incluso de noche o a oscuras.

Es conveniente, además, que el tubo esté provisto de marcas o graduaciones que se extiendan en todo su alrededor.

De este modo también podrás realizar lecturas cuando el nivel está dado la vuelta.

Sensibilidad

Este es un elemento fundamental en cualquier tipo de herramienta de medición.

En el caso del nivel, la sensibilidad podría definirse como el cambio de ángulo o gradiente necesario para desplazar la burbuja por unidad de distancia.

Sería, por tanto, el parámetro del cual depende la precisión general de la herramienta.

Si el tubo viene equipado con divisiones graduadas, la sensibilidad se referirá al ángulo o cambio de gradiente necesario para desplazar la burbuja de una a otra de estas divisiones.

La sensibilidad se expresa en mm/m y el espaciamiento estándar para las divisiones es de 2 mm.

Por ejemplo, en el caso específico de un nivel de 1 metro de largo, la sensibilidad vendrá dada por la altura a la que se debe elevar un extremo del nivel para que la burbuja se desplace exactamente 2 mm.

Los niveles demasiado sensibles pueden ser muy difíciles de manejar, pero son extremadamente precisos.

Precisión

El radio del tubo determina la precisión de un nivel de burbuja.

Un radio más grande significa que la burbuja puede desplazarse más fácilmente.

La evaluación de la precisión de un nivel de burbuja se realiza simplemente repitiendo varias veces sus lecturas y cambiando la posición del nivel: dándole la vuelta o girándolo.

Si, aunque la medición se haya realizado colocando el nivel en posiciones distintas –normal, girada o volteada-, el resultado de la medición es siempre el mismo, entonces tu nivel tendrá el nivel de precisión necesario para realizar su trabajo de un modo satisfactorio.

Antes de medir…

Antes de usar cualquier nivel de burbuja, deben estar bien limpias tanto la superficie de la herramienta, como la de la superficie a medir.

Si el nivel se ha utilizado previamente en un entorno que hubiera podido dejar sustancias adheridas en su superficie, asegúrate de eliminarlas antes de realizar la siguiente medición.

Limpia dichas superficies con un paño húmedo o usa cuidadosamente un cincel para eliminar cualquier sustancia sólida que pudiera haber quedado pegada.

¿Cómo leer un nivel?

Cuando el tubo se coloca sobre una superficie perfectamente nivelada y la burbuja de aire se sitúa exactamente entre las marcas, esto significará que existe equilibrio y que dicha superficie está correctamente nivelada.

Ante cualquier cambio en la inclinación del ángulo, la burbuja debería desplazarse exactamente en dirección al desplazamiento de eje realizado..

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Tipos de Niveles de Burbuja

Como siempre, los distintos tipos de niveles cubren las más diversas necesidades, según las tareas a las que van a ser asignados.

Estos son los tipos más comunes:

Nivel de Carpintería

Se utiliza en labores de carpintería de madera, metálica u otros materiales compuestos.

El nivel tradicional de carpintero tiene frecuentemente un cuerpo de madera ancho para asegurar la estabilidad y garantizar que la superficie se esté midiendo correctamente.

Su longitud varía entre los 46 y 122 cm (18" a 48"), aunque el nivel estándar para la mayoría de los trabajos se establece generalmente en torno a los 61 cm (24").

Hay también modelos más largos para realizar trabajos especiales en albañilería.

Casi todos estos niveles incorporan tres burbujas para mediciones horizontales, verticales y oblicuas.

Nivel de Albañilería

Muy similares a los niveles de carpintero, aunque son más largos y generalmente están fabricados en aluminio o plástico.

Nivel Torpedo

Es mucho más corto, generalmente de una longitud de 23 cm (9").

Fabricado en aluminio o plástico, es muy recomendable para trabajar en espacios reducidos que no permiten realizar mediciones con instrumentos largos.

Por lo general incluye tres burbujas con lectura superior y lateral.

Su característica fundamental es que están dotados de una base magnética para fijarse a superficies de hierro o acero, como podrían ser las tuberías.

Este tipo de sujeción te dejará ambas manos libres para facilitarte el trabajo.

Nivel de Línea

Todavía más corto que el torpedo -aproximadamente 7,5 cm (3")-, posee un cuerpo liviano y en la parte superior lleva dos ganchos para poder colgarse de una línea o cuerda bien estirada a través de una amplia extensión.

Es una herramienta muy útil si tu trabajo consiste en nivelar terrenos o efectuar el trazado de cimientos.

Con él puedes comprobar también trabajos de carpintería y mampostería de gran extensión.

Nivel de Poste o de Fijación

El diseño este tipo de nivel también te deja las manos libres.

Tiene forma angular con dos brazos abisagrados a 90°.

Posee también una cubierta trasera magnética y una correa de goma para facilitar su sujeción a cualquier superficie ferrosa o, incluso, de madera.

Es un nivel muy recomendable usarse en postes, tuberías, columnas o barandillas de diámetros diversos.

Algunos modelos permiten el despliegue de los brazos de hasta 180°.

Están construidos en plástico y generalmente vienen equipados de 3 burbujas: 2 horizontales y 1 vertical.

Nivel de Precisión para Ingeniería

Si lo que buscas son tareas de medición con más precisión que un nivel de burbuja simple, esta es la herramienta más adecuada.

Su longitud oscila entre los 10 y los 45 cm.

Llevan una burbuja principal rectificada y graduada, con entre 5 y 7 líneas de aproximadamente 80-90 segundos o 0,4 mm por metro a cada lado de la burbuja.

Los niveles de mayor longitud incorporan también una burbuja transversal, con la que se puede nivelar simultáneamente en ambas direcciones para evitar imprecisiones en la lectura de la burbuja principal.

También van equipadas con una o dos burbujas de plomada.

Se utilizan para realizar mediciones de nivel en cimientos, bases de máquinas, piezas cilíndricas: tubos, ejes, tuberías, etc…

Nivel de Ojo de Buey

Este nivel de burbuja está diseñado en redondo, tiene aproximadamente 35 mm de diámetro y posee fondo plano con líquido bajo una cara de vidrio, ligeramente convexa, que indica el centro con claridad

El nivel de ojo de buey sirve para nivelar superficies sobre plano, no a lo largo de un tubo.

Puedes utilizarlo para nivelar cámaras, máquinas, herramientas, mesas de billar, instrumentos de precisión como básculas o balanzas y artefactos cortos y pequeños.

Nivelar en Topografía

La determinación de la diferencia de altura entre dos puntos de un terreno es una de las mediciones topográficas básicas.

Esta nivelación puede llevarse a cabo de distintas maneras.

Una de ellas es la nivelación directa o topográfica.

Este tipo de nivelación supone la medición directa de las distancias verticales entre dos puntos mediante el uso de un nivel topográfico o equialtímetro y una regla de campo denominada estadal, estadía o mira topográfica.

Para realizar este tipo de mediciones hay que acudir al principio básico de la nivelación directa.

Los niveles de topografía cuentan con anteojos y un nivel de burbuja como sus componentes fundamentales.

Estos niveles de anteojo se subdividen, a su vez, en varias categorías, dependiendo de la forma en que se usan:

  • Niveles de plano: Prácticamente en desuso. Se basan simplemente en un nivel de burbuja adosado a un telescopio o anteojo topográfico y un sistema de tornillos nivelantes.
  • Niveles de línea: Estos se dividen a su vez en dos categorías:
    • De inclinación: A diferencia de los anteriores, en estos niveles el anteojo no está sujeto a la plataforma nivelante y la horizontalidad se logra independientemente para cada línea de colimación.

      Cuentan con un nivel de burbuja esférico para la nivelación grosera del aparato con ayuda de tornillos y de un nivel de burbuja de mayor precisión, que se desplaza con el anteojo y cuyo eje debe ser paralelo, por construcción, al eje de colimación.

      Este último nivel de burbuja posee un tornillo basculante fino, que permite que el conjunto anteojo-nivel de burbuja efectúe pequeños giros verticales, posibilitando el calado de la burbuja. Son muy lentos realizando la medición.

    • Niveles Automáticos o auto-nivelantes: Son de una precisión limitada, pero, a cambio, tienen la gran ventaja de su sencillez de uso y su rapidez.

      Los niveles automáticos pueden ser ópticos o digitales/ electrónicos. Estos últimos leen estadales con código de barras, obteniendo la lectura en pantalla y pudiendo almacenarla en una memoria.

Niveles láser

Es el tipo más sofisticado de niveles.

Su funcionamiento incluye la proyección de un rayo láser, tanto vertical como horizontal.

Suelen usarse en mediciones topográficas.

Se dividen en:

  • Niveles de plano: Generan planos verticales, horizontales u oblicuos mediante un sistema giratorio de la emisión del rayo láser.

    Se utilizan principalmente en la nivelación de terrenos agrícolas.

  • Niveles de línea: Emiten un rayo fijo horizontal o vertical que permite efectuar una alineación y destacan su mayor aplicación en el control de alineaciones y pendientes.

Nivel Electrónico Láser

Aunque este término se aplica frecuentemente a los sofisticados niveles topográficos, también existen niveles con los diseños clásicos que hemos visto hasta ahora, de entre 25 y 60 cm de longitud.

No sólo presentan lectura electrónica, sino que también algunos modelos son capaces de proyectar un rayo láser.

Muchos niveles electrónicos permiten, además, la medición de ángulos e inclinaciones, ya que cuentan con la función de inclinómetro por medio de un sensor de inclinación integrado, nivel y medidor de ángulos.

Su funcionamiento electrónico y digital porta una enorme precisión y ofrece medidas en grados, en porcentajes o bien como mm/m, que se pueden visualizar en pantalla.

Los niveles electrónicos láser de burbuja que además cuentan con láser pueden tener el diseño tradicional o de nivel de poste.

Nivel Óptico

Se utilizan para mediciones de nivel topográficas y son los más usados hoy en día por su sencillez, rapidez y relación costo-beneficio.

También se pueden aplicar a la edificación de viviendas, la jardinería, la nivelación de terrazas, las excavaciones e, incluso, el paisajismo.

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