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GENERALIDADES SOBRE PLANOS TOPOGRÁFICOS.

La topografía es la ciencia y arte de efectuar las mediciones necesarias para determinar las posiciones relativas a puntos situados arriba, sobre o debajo de la superficie de la tierra o bien de establecer tales puntos en una posición especificada. Las operaciones topográficas no esta limitada a tierra firme. Se realizan sobre vastas extensiones de agua, así como de espacios extraterrestres. Las mediciones de la topografía son, esencialmente, las de distancia - tanto horizontal como vertical - y las de dirección.

La etapa de obtención de datos topográficos se reconoce como el trabajo de campo, puesto que virtualmente todos esos datos deben ser analizados, reducidos a una forma útil, mediante cálculos matemáticos, ajustados y con frecuencia convertidos a modalidades graficas de expresión, como cartas y planos, es usual hablar de esa actividad conexa como el trabajo de gabinete de la topografía. Ambas etapas constituyen las actividades topográficas.

Pueden efectuarse varias divisiones o agrupamientos de tales estudios, como base en una gran variedad de elementos distintivos. Probablemente la clasificación más sencilla es aquella que identifica tres clases principales de ellos, descritos como sigue:

MEDICIONES DE PREDIOS: Que son aquellas asociadas al establecimiento de linderos, al calculo de pareas de terrenos, y a la transferencia de propiedad raíz de un propietario a otro. Los levantamientos más antiguos conocidos fueron mediciones de predios.

ESTUDIOS DE INGENIERIA: Que comprenden las operaciones de recabar los datos necesarios para planear y proyectar una obra de ingeniería y de proporcionar el necesario control de posición y dimensiones en el sitio, de manera que el puente, edificio o carretera sean construidos en el lugar adecuado y como se proyectaron.

LEVANTAMIENTOS INFORMATIVOS: Ejemplificados por aquellos estudios gubernamentales que obtiene datos concernientes a la topografía, drenaje e instalaciones construidas por el hombre, en una gran área. Estos datos se presentan por medio de mapas y cartas.

TOPOGRAFIA PLANA.

Es la rama de la topografía que considera a la superficie de la tierra como un plano. Por tanto la curvatura es ignorada y los cálculos se efectúan usando las formulas de la trigonometría plana. Todos los meridianos son paralelos, y se supone que la dirección de la línea de plomada es siempre la misma, o sea perpendicular al plano en todos los puntos, dentro de los límites del levantamiento.

Los principios de la topografía plana se aplican a levantamientos de limitada extensión, o en aquellos casos en que la precisión requerida es tan baja que las correcciones por curvatura resultarían despreciables al compararlas con los errores de las mediciones. Para pequeñas áreas, pueden esperarse que los métodos de la topografía plana, produzcan resultados precisos pero la calidad decrecerá a medida de que se incremente el tamaño del área del proyecto. No es posible especificar en forma absoluta la distancia máxima, desde un origen a la cual puede ser extendido un levantamiento plano, con resultados satisfactorios.

Existe una característica muy importante que es común tanto a la topografía geodesica como a la plana. Ambas ramas de la topografía expresan la posición vertical de los puntos en términos de altura sobre una superficie curva de referencia, usualmente la del nivel medio del mar.

TIPOS DE LEVANTAMIENTOS.

LEVANTAMIENTO DE PROPIEDADES: Los levantamientos de propiedades incluyen trabajos como la determinación de linderos, la localización de esquinas, la ejecución de levantamientos de derecho de vía para carreteras y ductos, y la adquisición de los datos requeridos para la elaboración de planos oficiales de subdivisión de tierras.

LEVANTAMIENTOS CATASTRALES: Los levantamientos catastrales son aquellos ejecutados por el gobierno federal en relación con la disposición de vastas áreas de terreno conocidas como de propiedad pública.

ESTUDIOS DE RUTAS: Se realizan con objeto de proyectar y construir una amplia variedad de obras de ingeniería asociadas con el trasporte y la comunicación. Abarcan carreteras, vías férreas, ductos, canales y líneas de transmisión.

LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS: Se efectúan con el fin de obtener los datos del terreno necesarios para la elaboración de planos o cartas topográficas. Involucran una amplia gama de trabajos de campo y gabinete que culminan en la edición e impresión de cartas multicolores, con curvas de nivel, que representan el terreno, lagos y ríos, así como carreteras, vías férreas, puentes y otras obras construidas por el hombre.

ESTUDIOS HIDROGRAFICOS: Comprenden las operaciones requeridas para representar las cartas y planos las líneas costeras de cuerpos de agua, para trazar las áreas de fondo de corrientes, lagos, bahías y aguas costeras, para medir el escurrimiento de los ríos, y para valorar otros factores que afectan a la navegación y a los recursos hidráulicos del país.

LEVANTAMIENTO DE MINAS: Resultan indispensables para determinar la posición de las obras subterráneas y estructuras superficiales de las minas, para fijar las posiciones y direcciones de túneles y pozos, y para definir los linderos superficiales de todas las propiedades.

LEVANTAMIENTOS AEREOS: Hacen uso de fotografías tomadas con cámaras especialmente diseñadas, montadas en aeronaves. Estas fotografías resultan muy valiosas para complementar la información obtenida mediante otros trabajos topográficos, y sirven para una gran variedad de propósitos. Los resultados del levantamiento aéreo son, por lo regular, mosaicos de fotografías verticales traslapadas, vistas oblicuas del paisaje, y cartas o planos topográficos trazados a partir de fotografías. Los levantamientos aéreos, que utilizan los principios de fotogrametría, tienen varias importantes ventajas en relación con los levantamientos terrestres, y se emplea extensamente.

MEDICIONES TOPOGRAFICAS.

Todas las operaciones topográficas están sujetas a las imperfecciones de los instrumentos y a los errores inherentes a su manejo. Por eso, NINGUNA MEDICION TOPOGRAFICA ES EXACTA. En consecuencia, la naturaleza y magnitud de los errores del trabajo topográfico deberán ser bien comprendidas si se desea asegurar buenos resultados.

Obviamente, hay varios grados de precisión posible en cualquier medición. Así la distancia entre dos esquinas de una cerca puede ser estimada a ojo, medida a pasos, con estadía, o con cinta. Cada uno de estos métodos puede ser el mejor para un propósito dado ya que, por lo regular, constituye una perdida de tiempo y dinero obtener una exactitud innecesariamente elevada.

Por otra parte, si las mediciones no son lo bastante precisas, el resultado es un trabajo defectuoso. El mejor topógrafo no es aquel que realiza las mediciones mas precisas, sino el que es capaz de seleccionar y aplicar el grado apropiado de precisión que se requiere para el propósito.

SIMBOLOGIA HIDROGRAFICA, TOPOGRAFICA Y DE VEGETACION.

En los mapas se representan o se indican todos o casi todos los detalles mediante símbolos convenidos; si se representaran tal y como son en realidad, muchos resultarían microscópicos. En un mapa topográfico corriente, una carretera de 8 metros de ancho, quedaría representadas por una línea de 0.1 milímetro; pero en tales mapas, se ven las carreteras como dos líneas separadas 0.5 milímetros entre si, lo cual quiere decir que se trata de un símbolo. La mayoría de estos símbolos provienen de mapas antiguos o que son usados desde hace mucho tiempo, y son pequeños, claros y fáciles de dibujar,

Según sea la escala del mapa, se pueden variar los símbolos, en los mapas de escala reducida, las carreteras se presentan ordinariamente por una sola línea en vez de hacerlo por una doble, como en los mapas de mayor escala. Al emplear los símbolos se comete con frecuencia el error de utilizar los de mapas de gran escala en los de escala reducida, lo cual hace que el mismo se sobrecargue y sea confuso.

Los símbolos de un mapa pueden clasificarse en los siguientes grupos: obras y construcciones (en color negro), agua o hidrográficos (en color azul), relieve u orografía (en color café) y vegetación o cultivo (en color verde); aparte de estos símbolos, se emplean otros muchos especiales en los mapas científicos y estadísticos.

Los símbolos convencionales de las líneas limítrofes consisten en una serie de rayas y puntos, o cruces tan artificiales como la línea que representa. Según el grosor y el numero de líneas será la importancia del símbolo, ya que puede delimitar municipios, estados, naciones, etc., ordinariamente se trazan en negro a menos que coincidan con algún otro elemento natural, ya sean hidrográficos u orográficos, ya que puede suceder que la línea limite pase en realidad por el eje del Rio -que es muy frecuente-.

Cuando se ha de elaborar una serie de mapas uno de los principales cuidados es presentar un cuadro de signos para evitar confusiones, al dibujar los signos se deben elaborar tal y como aparecen en dicho cuadro, en muchos planos especiales es muy difícil unificar los signos. En estos casos interviene mucho el ingenio del cartógrafo y del lector del mapa.

ESCALAS.

Una escala es la relación matemática que existe entre la realidad y el dibujo que de ella se hace sobre un plano. Normalmente tiene la apariencia de 1:50.000 ó 1/50.000 que, en este caso, quiere decir que 50.000 unidades lineales de la realidad en el mapa están representadas como una sola. Estas unidades pueden ser de cualquier magnitud de longitud: kilómetros, millas, etc. Es decir, dos centímetros lineales son 100.000 centímetros en la realidad (50.000 x 2), es decir 1000 metros o 1 kilómetro. Atención, que si lo que se desea medir del dibujo es una superficie, habrá que tener en cuenta la relación de áreas de figuras semejantes, por ejemplo un cuadrado de 1cm de lado en el dibujo estará representado un cuadrado de 50.000 cm. de lado en la realidad, lo que es una superficie de 50.000 * 50.000 cm cuadrado. Además, en los mapas suele aparecer una escala gráfica, que es un pequeño dibujo lineal, semejante a una regla graduada, con la equivalencia de la distancia.

Para calcular la distancia real debemos medir la distancia en el mapa y multiplicarla por la escala. Para pasar de la distancia real a la representación sobre el mapa debemos dividirla por la escala. Hay que tener en cuenta que siempre obtendremos resultados en las unidades en las que hayamos tomado las medidas.

Como cuanto mayor sea el denominador más pequeño será el mapa final que obtengamos, decimos que una escala es pequeña cuando obtenemos un mapa pequeño, y grande cuando obtenemos mapas grandes para la representación del mismo elemento.

Las diferentes escalas nos permiten estudiar fenómenos diferentes. A una escala de 1:1000 y 1:5000 se pueden estudiar fenómenos de mucho detalle (se puede dibujar una casa, por ejemplo). Esas representaciones se llaman específicamente planos. Ese nombre se debe a que a una escala tan grande se puede considerar la Tierra plana y no es necesaria una proyección. Con escalas entre 1:5.000 y 1:20.000 podemos representar planos callejeros de ciudades. Entre 1:20.000 y 1:50.000 podemos estudiar comarcas y municipios. Entre el 1:50.000 y el 1:200.000 podemos estudiar regiones y carreteras. Entre 1:200.000 y 1:1.000.000 podemos ver los países y sus divisiones. A escalas inferiores a 1:1.000.000 podemos ver continentes y hasta el mundo entero.

En los mapas pequeños, menores de 1:50.000, la información que aparece sobre ellos no está dibujada a escala, de tal manera que no podemos calcular en ellos la anchura de una carretera, o el radio de una curva, o a extensión de una ciudad con sólo multiplicar el tamaño del dibujo por la escala.

También hay que tener en cuenta que en mapas menores de 1:1.000.000 sólo el centro del mapa mantiene la equivalencia de la escala. Cuanto más al borde nos encontremos más deformaciones encontraremos. El carácter de esas deformaciones depende del tipo de proyección.

CUADRO DE DATOS.

POLIGONALES.

Una poligonal, consiste básicamente en una serie de líneas, cuyas longitudes y direcciones se miden, que conectan puntos cuyas posiciones van a determinarse. Indudablemente, la medición de poligonales o poligonacion es la actividad más común en la ejecución de levantamientos locales de control horizontal. El trayecto de una poligonal puede adaptarse a los obstáculos que presente el terreno accidentado, boscoso o pantanoso, así como a edificios grandes y zonas de transito pesado que pudieran hallarse en la ruta seleccionada. Los conceptos de la poligonacion se emplean en la mayoría de los trabajos topográficos.

El control horizontal se establece con mayor frecuencia mediante poligonales, sobre todo en levantamientos de limitada extensión y cuando los puntos cuyas posiciones se requieren quedan sobre un trayecto accidentado.

Sin embargo, la disponibilidad del equipo electrónico para la medición precisa de distancia ha disminuido considerablemente la superioridad que tenia la triangulación respecto a la poligonacion, y ha dado gran ímpetu al desarrollo de la trilateracion. Por lo tanto, la elección del método para extender el control horizontal no depende solo de la exactitud requerida. Pueden obtenerse datos satisfactorios mediante varios procedimientos. Las consideraciones económicas siguen siendo importantes en la selección del método.

Las poligonales se clasifican e identifican de varias maneras: por los métodos y equipos empleados, por la calidad de resultados, por el propósito al que sirven y por la configuración de las líneas de liga. Las mediciones angulares de las poligonales se hacen con teodolitos y tránsitos.

La poligonacion con transito, constituye el trabajo topográfico mas común y fundamental. Sus principios y prácticas se aplican tanto a los estudios topográficos como a los hidrográficos, urbanos y catastrales, así como a los estudios de ruta para la construcción de carreteras, vías férreas y ductos.

CONFIGURACION DE POLIGONALES.

La forma geométrica o configuración de una poligonal es uno de los criterios más comunes, aunque no siempre el más ilustrativo, de clasificarlas. Sin embargo por lo regular, una poligonal se identifica como cerrada o abierta.

POLIGONAL CERRADA: Es la que comienza y termina en el mismo punto o en puntos cuyas posiciones horizontales se conocen. Estos dos tipos de poligonales cerradas se denominan respectivamente poligonales de circuito y poligonales ligadas en sus dos extremos. Una poligonal de circuito, forma un círculo cerrado continuo. Un ejemplo típico de esta clase de poligonal es el perímetro de un terreno. Se ejecuta a fin de obtener los datos requeridos para representar adecuadamente el predio y calcular su área. Una poligonal ligada en ambos extremos comienza y termina en puntos muy separados cuyas posiciones horizontales se han determinado previamente mediante un levantamiento de cuando menos, igual exactitud o, de preferencia, mayor. Las posiciones horizontales de los puntos extremos se conservan fijas en el cálculo y ajuste de la poligonal de liga.

POLIGONAL ABIERTA. Comienza en un punto de posición conocida o supuesta y termina en una estación cuya posición horizontal relativa se desconoce. En tal caso, no es posible calcular el cierre en posición y, por ende, no puede valorarse la verdadera calidad de la poligonacion. Con frecuencia se utilizan poligonales de este tipo en el estudio preliminar de una carretera.