Conceptos Fundamentales de Topografía y Geodesia

1. La Topografía

La Topografía es la ciencia que estudia el conjunto de principios y operaciones que tienen por objeto la representación gráfica de la superficie de la Tierra con sus formas y detalles, tanto naturales (montañas, ríos, etc.) como artificiales (todos los debidos a la acción del hombre).

Fases del Trabajo Topográfico

El trabajo topográfico se divide en tres fases principales:

1. Levantamiento topográfico: Consiste en todas las mediciones necesarias de la zona de interés, con el objeto, en general, de obtener un plano topográfico de la misma.
2. Gabinete: Consiste en realizar todos los cálculos necesarios para el desarrollo de los planos topográficos y la ejecución de los mismos.
3. Replanteo: Consiste en señalar sobre el terreno, empleando técnicas topográficas, todos los detalles necesarios para el desarrollo de las obras que contemple el proyecto. Estas obras habrán sido diseñadas sobre planos topográficos.

2. Requisitos para los Técnicos

Los técnicos relacionados con el proyecto tendrán que poseer los conocimientos suficientes para determinar:

• Las necesidades del proyecto en cuanto a cartografía: planos de situación, planos de detalle, etc.
• La escala o escalas más adecuadas para cada uno de estos planos, la equidistancia entre curvas de nivel, etc.
• Las tolerancias que pueden exigirse. En función de estas tolerancias deben fijarse los métodos e instrumentos a utilizar en el levantamiento topográfico.

3. La Geodesia

La Geodesia es la ciencia que estudia la forma y dimensiones de la Tierra. Tras diversas aproximaciones, actualmente se admite como forma de la Tierra la superficie de equilibrio materializada por los mares en calma. Esta superficie se denomina Geoide.

El Geoide es una superficie física real, aproximada a un elipsoide de revolución, y sobre la cual la gravedad en todos sus puntos es normal a ella.

El Datum y los Vértices Geodésicos

El Datum se define como el punto tangente al elipsoide y al geoide, donde ambos son coincidentes. Es el punto fundamental, donde las verticales de elipsoide y tierra coinciden. También coinciden las coordenadas astronómicas (las del elipsoide) y las geodésicas (las de la tierra).

La geodesia proporciona los métodos e instrumentos para determinar las posiciones relativas de una serie de puntos, bien elegidos, distribuidos por toda la superficie del globo, con ayuda de los cuales puede deducirse la forma y dimensiones de grandes superficies de la Tierra o de toda ella. Estos puntos se denominan vértices geodésicos.

4. Planimetría y Altimetría

Llamamos Planimetría a la parte del trabajo topográfico consistente en determinar la situación de los puntos del terreno en el plano de proyección XY.

La Altimetría será la parte correspondiente al eje vertical Z, o en definitiva, la que nos determina la altitud de los distintos puntos del terreno.

5. Replanteo

El Replanteo es la tarea que consiste en situar sobre el terreno o construcción la geometría que configura un determinado proyecto o parte de él.

Cartografía y Representación Gráfica

Planos y Mapas Cartográficos

Los planos y mapas cartográficos son dibujos que muestran las principales características físicas del terreno, tales como edificios, cercas, caminos, ríos, lagos y bosques, así como las diferencias de altura que existen entre los accidentes de la tierra (valles y colinas).

Diferencia de Escalas

• Los planos normalmente son dibujos a gran escala.
• Los mapas, en cambio, son dibujos a pequeña escala.

Los mapas topográficos comunes generalmente se realizan con escalas que van de 1:50.000 a 1:250.000 (pequeña escala). Para mostrar mayores detalles, se deben dibujar planos a gran escala, que representen en forma detallada estructuras y áreas de terreno.

La Escala en Planos y Mapas

La escala expresa la relación que existe entre las distancias que aparecen en un dibujo o mapa y las distancias reales en el terreno. Para representar en una hoja de papel las medidas tomadas en el campo, es necesario pasarlas a una cierta escala, reduciendo el tamaño de las distancias en forma proporcional.

Interpretación de Planos y Mapas Topográficos

Cuando se lee un plano o mapa topográfico, se debe prestar atención a las siguientes indicaciones:

• El nombre del área o zona representada, y/o el nombre del tipo de proyecto para el cual se utiliza.
• La exacta localización de la zona.
• El nombre de la persona o de las personas que realizaron los estudios en los cuales se basa el plano o mapa.
• La fecha en la cual se realizó el estudio.
• La dirección del norte magnético.
• La escala en la cual está dibujado el plano o mapa.
• El intervalo de curvas de nivel, si el plano indica el relieve vertical.
• Una descripción o clave de los símbolos utilizados en el dibujo.

Errores y Precisión en la Medición Topográfica

• Error: Diferencia entre la medida real o verdadera y la que nos es posible medir con un útil o instrumento.
• Error Sistemático: Aquellos que se producen invariablemente en la toma de la medida y son de causa permanente.
• Error Aleatorio o Accidental: Aquellos que se producen de forma espontánea y no se tiene posibilidad de control.
• Error de Cierre: Es la diferencia entre el valor final obtenido y el valor verdadero al realizar una medición o una serie de mediciones que convergen.
• Exactitud: Corrección de resultados. Resultados exentos de equivocaciones.
• Equivocación: Tomar como valor de una medida una que no es.
• Tolerancia: Error máximo admitido al realizar una medición.

Representación del Relieve y Curvas de Nivel

Tipos de Planos Topográficos

El Plano Topográfico es la representación gráfica de una parte del terreno de extensión apropiada para ser dibujada sobre una superficie plana. Pueden ser:

• Planimétrico: Solo contiene la proyección del terreno sin indicar cotas o altitudes.
• Altimétrico: Además de la proyección del terreno, se indican las cotas de cada uno de sus puntos.

Las Curvas de Nivel

Las curvas de nivel son curvas de puntos que tienen la misma altitud o cota, contenidas en planos paralelos al de proyección. La separación fija entre cada dos planos secantes se llama EQUIDISTANCIA.

Propiedades de las Curvas de Nivel

• Las curvas de nivel son cerradas, aunque pueden aparecer representadas parcialmente en el plano. Siempre será un número par en el corte con el límite del plano.
• Cuando el número de cota de la curva que engloba crece, se está representando una protuberancia, montaña o colina.
• Cuando el número de la cota de la curva que se engloba decrece, se está representando una vaguada.
• Las curvas de nivel nunca se cortan entre sí.
• Las curvas de nivel se suelen representar en grupos de cinco, siendo la quinta o múltiplo de ella la que llamaremos curva directora e irá rotulada y dibujada con mayor grosor.

Elementos Característicos del Terreno

Divisorias

Son los salientes del terreno, zonas convexas para un observador situado frente a las mismas. Permiten la definición de una línea imaginaria que separa dos vertientes, de manera que una gota de agua que cae a cada lado de la misma acaba siendo recogida en una vertiente.

Vaguadas

Se perciben como entrantes del terreno, zonas cóncavas al ser observadas de frente, en las que las curvas de mayor cota envuelven a las de menor altitud.

Puntos Elevados

También denominados picos, cerros, colinas o altos. Las curvas de nivel se cierran envolviendo el punto elevado, siendo las más interiores las de mayor altitud.

Depresiones Absolutas

Forman las simas u hoyas. Las curvas de nivel son cerradas, y las de menor altitud son las más interiores. Si existe un curso de agua que fluye hacia el mismo, se denomina sumidero.

Crestas o Sierras

Son las líneas imaginarias que resultan al unir puntos elevados consecutivos. Lógicamente, son divisorias. Los puntos bajos existentes entre dos puntos elevados se denominan collados o puertos, y su interés estriba en que constituyen los pasos naturales entre las cuencas vertientes que separan.