INTRODUCCIÓN A LA TOPOGRAFÍA

INTRODUCCIÓN A LA TOPOGRAFÍA

 INTRODUCCIÓN. La Topografía, nos sirve para la descripción del terreno, es una disciplina cuya aplicación está presente en la mayoría de las actividades humanas que requieren tener conocimiento de la superficie del terreno donde tendrá lugar el desenvolvimiento de esta actividad. En la realización de obras civiles, tales como acueductos, canales, vías de comunicación, embalses etc, en la elaboración de urbanismos, en el catastro, en el campo militar, así como en la arqueología, y en muchos otros campos,

DEFINICIÓN DE TOPOGRAFÍA. Es la ciencia y la técnica de realizar mediciones de ángulos y distancias en extensiones de terreno lo suficientemente reducidas como para poder despreciar el efecto de la curvatura terrestre, para después procesarlas y obtener así coordenadas de puntos, direcciones, elevaciones, áreas o volúmenes, en forma gráfica y/o numérica, según los requerimientos del trabajo. Dentro de la Topografía se incluye el estudio de los instrumentos usados por ella, sus principios de funcionamiento, sus componentes y su operación. También se estudia teoría de errores, ya que en muchos trabajos topográficos se exigen determinados valores de

Exactitud en los resultados, valores que a su vez determinarán los métodos y la precisión de los instrumentos a utilizar en el proyecto.

RELACIÓN DE LA TOPOGRAFÍA CON OTRAS CIENCIAS.

 Actualmente, la topografía está englobada dentro de la Geodesia, donde se le conoce también con el nombre de geodesia común [Wahl, 1964]. Dentro de aquella ciencia general, conformada por diversas disciplinas, la topografía interactúa con las mismas, principalmente con: - Cartografía: para levantamientos topográficos requeridos en la producción y actualización cartográfica con diferentes fines. - Fotogrametría: como base para el control de fotografías y modelos aerofotogramétricos. - Geodesia: para la densificación de redes geodésicas con fines de control en levantamientos catastrales, localizaciones petroleras etc. - Astronomía Geodésica. Es importante destacar que la topografía es una valiosa herramienta desde el punto de vista del Derecho, ya que se utiliza para determinar límites entre propiedades y entre distintas zonas administrativas de la Nación.

 DIFERENCIA ENTRE TOPOGRAFÍA Y GEODESIA. Estas dos ciencias difieren entre sí en cuanto a las magnitudes consideradas en cada una de ellas y por consiguiente en los métodos empleados. La topografía opera sobre porciones pequeñas de terreno, no teniendo en cuenta la verdadera forma de La Tierra, sino considerando la superficie terrestre como un plano. En error cometido con esta hipótesis es despreciable, cuando se trata de extensiones que no sean excesivamente grandes, si se considera un arco en la superficie terrestre de 18 km de longitud es tan sólo 1,5 cm más largo que la cuerda subtendida, y que sólo se comete un error de 1” de exceso esférico en un triángulo que tenga un área de 190 km2. Cuando se trata de medir grandes extensiones de tierra, como por ejemplo, para confeccionar la carta de un país, de un estado o de una ciudad grande, no se puede aceptar la aproximación que da la topografía, teniéndose entonces que considerar la verdadera forma de La Tierra y por consiguiente su superficie ya no se considera un plano sino se toma como parte de la superficie de un elipsoide y tendremos que acudir a la geodesia.

1.2 Levantamientos. Son el conjunto de operaciones necesarias para determinar posiciones sobre la superficie de la Tierra, de las características naturales y/o artificiales de una zona determinada y establecer la configuración del terreno.

El procedimiento a seguir en los levantamientos topográficos comprende dos etapas fundamentales: - El trabajo de campo, que es la recopilación de los datos.

Esta recopilación fundamentalmente consiste en medir ángulos horizontales y/o verticales y distancias horizontales o verticales.

- El trabajo de gabinete o de oficina, que consiste en el cálculo de las posiciones de los puntos medidos y el dibujo de los mismos sobre un plano. La mayor parte de los levantamientos, tienen como objeto el cálculo de superficies y volúmenes, y la representación de las medidas tomadas en el campo mediante perfiles y planos, por lo cual estos trabajos también se consideran dentro de la topografía, donde reciben el nombre de topometría.

CLASES DE LEVANTAMIENTOS [MIGUEL MONTES DE OCA. 1970].

 Topográficos (Topografía común). Se realizan en áreas pequeñas, no se considera la curvatura terrestre, lo que genera la representación sobre un plano horizontal, el cual es normal a la dirección de la gravedad y tangente a la superficie en un punto. Geodésicos (Geodesia). Se realizan en grandes áreas de la superficie terrestre y se toma en cuenta la curvatura terrestre. Además de las características anteriores, se distinguen de los topográficos por la técnica y el uso que se les da. Entre estos tenemos: - Redes de mediciones de ángulos y distancias, para controlar todo el levantamiento de una gran área (por ejemplo, un país completo). - Técnicas de medición de alta precisión. - Modelos matemáticos que consideran la curvatura terrestre.

LA FORMA DE LA TIERRA: La superficie de la Tierra es irregular, por lo que no es posible tomarla como una superficie de referencia. Por ello se adoptan las siguientes figuras aproximadas a la superficie terrestre:

1.- Esfera: primera aproximación matemática a la forma de la esfera. R = 6370 km. 2.- Esferoide: superficie de referencia imaginaria, conveniente para proyectar detalles de la superficie terrestre. Tiene una ecuación bien definida, basada en su definición geométrica (Datum Horizontal).

3.- Geoide: definido por vez primera en 1828 por Carl Gauss, es la superficie equipotencial de los océanos en estado de reposo, prolongada en forma continúa por debajo de los continentes, por lo cual define el datum vertical.

El geoide constituye la verdadera forma de la Tierra, donde en cada uno de sus puntos, el vector gravedad es perpendicular a su superficie. Como la dirección de la gravedad no tiene una distribución uniforme, se prefiere sustituirla por el elipsoide de revolución, que gira alrededor de su eje menor, ya que esta figura puede ser expresada matemáticamente.

 LONGITUD (λ): valor angular entre dos planos meridianos (Greenwich). Las longitudes se miden de 0º a 180º a uno y otro lado del meridiano origen, añadiendo la denominación Este o positiva u Oeste o negativa, según se cuente en uno u otro sentido. Coordenadas Geográficas Ya que el planeta Tierra es un cuerpo que posee una rotación alrededor de su eje, resulta obvio usar su eje de rotación como datum para definir su geometría. Este eje intersecta la superficie del globo en dos puntos, los cuales son los polos de un gran circulo primario cuyo plano es perpendicular al eje. El gran circulo primario es el ecuador y sus polos geográficos son el polo norte y el polo sur. Los círculos secundarios al ecuador están conformados por dos semicírculos, uno de los cuales recibe el nombre de meridiano, y su complementario el de antimeridiano. Para medir distancias sobre la superficie de la esfera, se utiliza un sistema de coordenadas polares tridimensionales cuyo origen se encuentra en el centro de la esfera. Latitud La latitud de un punto es el ángulo medido desde centro de La Tierra, entre el plano del ecuador y el radio trazado por dicho punto. Se denota con la letra griega ϕ. Longitud La longitud de un punto es el ángulo medido en el plano del ecuador entre el plano del medidiano que contiene el punto y otro mediriano tomado como datum. Generalmente este meridiano de referencia es el meridiano de Greenwich. 

COORDENADAS POLARES Y CARTESIANAS. La topografía se basa en la determinación de la posición de un punto en el espacio y su posterior representación en un plano. La posición de un punto en el terreno se logra mediante la medición de la distancia del punto a un punto de referencia y mediante la medición del ángulo horizontal y el ángulo vertical del punto con respecto al punto de referencia. Cuando la determinación de un punto se realiza de esta manera, es porque se usan las denominadas coordenadas polares. Cuando la posición de un punto se determina por la posición simultánea de tres distancias ubicadas sobre sus respectivos ejes ortogonales, se está trabajando entonces en coordenadas rectangulares o cartesianas (reciben el nombre de cartesianas en honor a su invertor, René Descartes, cuyo nombre latinizado fue Renato Cartesius). Coordenadas Polares. Las coordenadas polares de un punto son la distancia horizontal y el ángulo de dirección , medidos desde un punto inicial dado y a partir de una línea recta fija. El ángulo de dirección se cuenta en el sentido de las agujas del reloj.

COORDENADAS CARTESIANAS, RECTANGULARES U ORTOGONALES.

 Las coordenadas ortogonales de un punto corresponden a las distancias perpendiculares entre éste y tres ejes coordenados, perpendiculares entre sí.

LA ESCALA. Escala es la relación constante que existe entre una distancia entre dos puntos en el plano y su correspondiente distancia horizontal en el terreno. 

ESCALA GRÁFICA.

La escala gráfica es la representación en un plano de la escala geométrica. (Doménech) Esta escala permite tomar mediciones directamente del plano mediante el uso de un compás. La escala gráfica se dibuja al pie del plano y se divide en segmentos cuyo valor depende de la escala numérica del mismo.

SINTESIS PERSONAL

En síntesis, La Topografía es una disciplina cuya aplicación está presente en la mayoría de las actividades humanas que requieren tener conocimiento de la superficie del terreno donde tendrá lugar el desenvolvimiento de esta actividad. En la realización de obras civiles, tales como acueductos, canales, vías de comunicación, embalses etc., en la elaboración de urbanismos, en el catastro, así como en la arqueología, y en muchos otros campos.

La topografía es una ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar las posiciones relativas de los puntos sobre la superficie de la tierra y debajo de la misma, mediante la combinación de las medidas según los tres elementos del espacio: distancia, elevación y dirección.

Explica también los procedimientos y operaciones del trabajo decampo, los métodos de cálculo o procesamiento de datos y la representación del terreno en un plano o dibujo topográfico a escala. El conjunto de operaciones necesarias para determinar las posiciones de puntos en la superficie de la tierra, tanto en planta como en altura, los cálculos correspondientes y la representación en un plano (trabajo de campo + trabajo de oficina) es lo que comúnmente se llama " Levantamiento Topográfico

BIBLIOGRAFÍA CITADA

1.-Montes de Oca, M. 1970. Topografía.S.E.P., México.

 2.- Torres, A., Villate E. 2001. Topografía. Cuarta Edición. Escuela Colombiana de Ingeniería, Pearson Educación de Colombia Ltda.., Bogotá.

3.- Wahl, B. 1964. Topografía para geodestas,

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

1.- Bouchard, Harry. 1959. Surveying. International Textbook Company. Scranton.

2.- Casanova, L. 2002. Topografía plana. Taller de Publicaciones Facultad de Ingeniería ULA, Mérida.

 3.-Dominguez, F. 1963. Topografía general y aplicada. Editorial Dossat, S.A. Madrid.4

4.- Valdés Doménech, Francisco. 1991. Topografía. Ediciones CEAC, Barcelona. 5.- Wolf, P. 1998. Topografía. Alfaomega S.A., Colombia.