Tipos de Niveles y sus aplicaciones

El nivel de burbuja (conocido también como nivel de aire) es un instrumento de medición diseñado para indicar si un plano o una superficie se encuentran en posición perfectamente horizontal (a nivel) o vertical (aplomado).

El amplio uso del nivel de burbuja se extiende a un sin número de aplicaciones como carpintería, albañilería, herrería, plomería, metalurgia, construcción de maquinaria, herramientas industriales e instrumentos de precisión, topografía, arquitectura, decoración, fotografía, videográfica y hasta diversos trabajos en el hogar. El nivel de burbuja también se encuentra incorporado en el cabezal de las escuadras combinadas.

Nivel de burbuja

Como tantas otras herramientas útiles, el nivel de burbuja es una antigua invención que data de mediados del siglo XVII y se atribuye al científico francés Melchisedech Thevenot. Durante casi tres siglos los niveles conservaron el mismo diseño, que constaba de dos tubos curvos de vidrio (también conocidos como fiolas) en cada punto de observación y eran muy complicados de usar. También, podemos mencionar a la precursora «nivelación con manguera», que fue de los primeros pasos en este tipo de medición. Recién en la década de 1920, el fundador de la compañía estadounidense Empire Level Mfg. Corp., Henry Ziemann, inventó el nivel moderno tal como lo conocemos.

¿En qué consiste un nivel de burbuja?

Básicamente, todos los niveles de burbuja están compuestos de un tubo horizontal de vidrio u otro material resistente, ligeramente curvo y lleno de líquido, con una sola burbuja de aire (de ahí el nombre, nivel de aire o nivel de burbuja). El tubo está alojado en un cuerpo o armazón de madera, metal, aluminio o plástico. Dentro de este último tipo, encontramos los modelos versátiles de plástico de ABS. Se presentan dos o más marcas o, en el caso de los modelos más sofisticados, una escala graduada o un dispositivo electrónico de lectura.

¿Cómo leer un nivel?

Cuando el tubo se coloca sobre una superficie perfectamente nivelada, la burbuja de aire se sitúa exactamente entre las marcas, indicando que existe equilibrio, como vemos en la figura de abajo. Ante cualquier cambio en la inclinación del ángulo, la burbuja se desplaza más allá de su posición central.

Lectura del Nivel

El líquido que rellena el tubo es un alcohol, como etanol, o un éter. Se puede añadir un colorante tal como fluoresceína, típicamente de color amarillo o verde, para incrementar la visibilidad de la burbuja. La razón por la cual no se emplea agua obedece a la desventaja que, en este caso, presentan sus propiedades físicas. A diferencia del agua, tanto los alcoholes como los éteres generalmente tienen muy baja viscosidad y tensión superficial, lo que 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. Si se usara agua, no sólo ésta quedaría adherida a la superficie del vidrio, sino que en mediciones a muy baja temperatura se congelaría y rompería el tubo debido a su expansión en el estado sólido. El etanol, por ejemplo, se congela a -115 ºC, lo que permite el uso de los niveles incluso a temperaturas bajo cero.

Hoy en día existe una gran variedad y complejidad de niveles de burbuja. Aparte de los más simples que comprenden solamente un tubo horizontal con dos marcas, se dispone de niveles con mayor cantidad y disposición de tubos, como se observa en la figura de abajo. También existen niveles que ofrecen lectura digital de la inclinación y otros que proyectan un rayo láser, aprovechando el absoluto paralelismo que este proporciona para efectuar determinaciones con gran precisión.

También existen niveles de burbuja cuyos materiales de fabricación los distinguen de otros, tales como:

Mayor grado de precisión: niveles de aluminio

Este tipo de niveles cuenta con una estructura fabricada en aluminio, lo que les proporciona una mayor resistencia ante golpes y posibles caídas dado su armazón, aunque el fuerte de este instrumento de medición es el alto grado de precisión del que dispone.

Esta particular característica que tienen los niveles de aluminio data de una precisión elevada de 0.5mm/m¹, lo que los destaca de otros tipos de niveles de burbuja.

Algunos modelos poseen tres burbujas permitiendo realizar medidas en sentido vertical, horizontal y oblicua. Para facilitar aún más la lectura del nivel, la base de las burbujas es espejada y el líquido es de color amarillo.

Niveles de burbuja

El líquido de estos niveles es resistente a temperaturas extremas y a los rayos UV, por lo que pueden ser utilizados en ambientes de trabajo exigentes.

Pensando en la seguridad de la herramienta y en el beneficio de los usuarios, el diseño de estos niveles incluyen topes de amortiguación en cada una de sus puntas, para absorber golpes.

Este tipo de niveles gracias a su estructura y diseño, pueden ser utilizados en diversos campos laborales sin ningún tipo de problemas.

Mayor durabilidad y vida útil: ABS

Los niveles fabricados con material ABS brindan una gran resistencia. La esencia del material, es lo que destaca a este tipo de herramientas de medición.

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 le proporciona rigidez y resistencia mecánica a la pieza.

Esta combinación de elementos le conceden al instrumento de medición, nuevos y altos rangos de resistencia y de vida útil.

Nivel de burbuja fabricado con plástico ABS

Poseen burbujas con líquido resistente a los rayos UV y a temperaturas extremas. Pueden contar con 2 o 3 burbujas, horizontal, vertical y oblicua.

Por su parte, el cilindro acrílico que contiene la burbuja es a prueba de golpes y de pérdidas. Su burbuja horizontal incluye tornillos de calibración de ajuste, y base espejada para facilitar la lectura.

Este conjunto de características, permite que los niveles de burbujas fabricados con plástico ABS puedan ser empleados en cualquier ambiente laboral, para una gran gama de superficies.

Tipos de Niveles de Burbuja

Como siempre, los distintos tipos de niveles cubren las más diversas necesidades. Veamos los tipos más comunes.

Nivel de Carpintería (de madera, metálica o materiales compuestos)

El nivel tradicional de carpintero frecuentemente tiene un cuerpo de madera ancho para asegurar la estabilidad y garantizar que la superficie se esté midiendo correctamente. Su longitud varía entre 46 y 122 cm (18″ a 48″) y hasta dos modelos más largos, especiales para trabajos de albañilería, aunque generalmente se prefiere el nivel de 61 cm (24″) para la mayoría de los trabajos. Casi todos estos niveles incorporan tres burbujas: una burbuja central longitudinal para superficies horizontales, una de extremo alineada en posición perpendicular con los bordes para comprobar la plomada y una burbuja de 45° en el otro extremo para comprobar ese ángulo con exactitud.

Nivel de carpintería

Nivel de Albañilería

Los niveles de burbuja usados en la construcción son muy similares al nivel de carpintero, aunque suelen ser más largos y generalmente vienen construidos en aluminio o plástico.

Nivel de albañilería

Nivel Torpedo

Es mucho más corto, generalmente de una longitud de 23 cm (9″), se construye en aluminio o plástico y resulta adecuado para trabajar en lugares reducidos que no permiten un nivel largo. Por lo general incluye tres burbujas, como los niveles de carpintero, con lectura superior y lateral, y su característica más importante es que está dotado de una base magnética, que posibilita sujetar la herramienta sobre superficies de hierro o acero (como tuberías) dejándole al operario las manos libres para facilitar el trabajo y marcar su posición correcta.

Nivel torpedo

Nivel de Línea

Es aún más corto que los anteriores, de aproximadamente 7,5 cm (3″), es de cuerpo liviano y en la parte superior tiene dos ganchos para poder colgarse de una línea o cuerda bien estirada a través de una amplia extensión. Constituye una buena herramienta de referencia al nivelar terrenos o efectuar el trazado de cimientos, así como para comprobar trabajos de carpintería y mampostería de gran extensión. Es importante considerar dentro de esta categoría a los niveles de láser de líneas que presentamos en este artículo.

Nivel de línea

Nivel de Poste o de Fijación

El diseño de “manos libres” de este nivel es diferente al de los anteriores. Su forma es angular constituida por dos brazos abisagrados en esquina a 90º y posee una cubierta trasera magnética y una correa de goma que permiten sujetarlo a cualquier superficie ferrosa o, incluso, de madera. Este diseño lo hace ideal para su uso en postes, tuberías, columnas o barandillas de diverso diámetro. Algunos modelos permiten el despliegue de los brazos hasta 180º para su uso como un nivel convencional. Está construido en plástico y generalmente va provisto de 3 burbujas, 2 horizontales y 1 vertical.

Nivel de poste

Nivel de Precisión para Ingeniería

Este tipo de instrumentos permite nivelar elementos con un mayor grado de precisión que un nivel de burbuja simple. Sus longitudes varían entre 10 y 45 cm, y poseen la burbuja principal rectificada y graduada, con entre 5 y 7 líneas de aproximadamente 80-90 segundos ó 0,4mm por metro a cada lado de la burbuja. Los niveles de mayor longitud incorporan una burbuja transversal, que permite nivelar simultáneamente en ambas direcciones para evitar imprecisiones en la lectura de la burbuja principal, y una o dos burbujas de plomada. Se utilizan para nivelar cimientos, bases de máquinas y piezas cilíndricas, como tubos y ejes.

Nivel de precisión para ingeniería

Nivel de Ojo de Buey

Nuevamente, el diseño de este nivel de burbuja difiere de todos los demás. Es redondo, de aproximadamente 35 mm de diámetro y posee fondo plano con un líquido bajo una cara de vidrio ligeramente convexa que indica el centro con claridad. A diferencia de los niveles tubulares que hemos visto, que nivelan una superficie en la dirección del tubo, el nivel de ojo de buey sirve para nivelar una superficie a través de un plano. Esta característica le permite medir y nivelar cámaras, máquinas, herramientas, mesas de billar, instrumentos de precisión como básculas, balanzas, así como artefactos pequeños.

Nivel Ojo de Buey

Nivel de Topografía

Este nivel se presenta en detalle en esta página.

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

Muchos niveles electrónicos permiten, además, la medición de ángulos e inclinaciones. Cuentan con la función de inclinómetro (por medio de un sensor de inclinación integrado), nivel y medidor de ángulos, con la precisión que aporta su funcionamiento electrónico y digital, que ofrece medidas en grados, % o mm/m, las cuales pueden visualizarse en una pantalla.

Los niveles electrónicos láser de burbuja que además cuentan con láser pueden tener el diseño tradicional o el del nivel de poste, y la proyección del láser es sumamente útil para diversos usos, como el que vemos en el siguiente video.