EQUIPO TOPOGRÁFICO:
podemos clasificar al equipo en tres categorías:
para medir ángulos.- aquí se encuentran la brújula, el transito y el teodolito
para medir distancias.- aquí se encuentra la cinta métrica, el odómetro, y el distanciometro
para medir pendiente.- aquí se encuentran el nivel de mano, de riel, el fijo, basculante, automático
es común que se piense que un topógrafo resuelve sus necesidades con triángulos, ya que puede dividir cualquier polígono en triángulos y a partir de ahí obtener por ejemplo el área, esto con la ayuda de senos, cosenos y el teorema de Pitagoras, para definir estos triángulos utiliza el teodolito, y es sabido que conociendo 3 datos de un triángulo sabemos todo de él (por ejem 2 ángulos y una distancia, 3 distancias, etc. etc.), esta información es posteriormente procesada para obtener coordenadas y poder dibujar por ejemplo en autocad.
Actualmente existe otro grupo de instrumentos que permiten obtener coordenadas geográficas, estos son los GPS
TRANSITO:
Instrumento topográfico para medir ángulos verticales y horizontales, con una precisión de 1 minuto (1´ ) o 20 segundos (20" ), los círculos de metal se leen con lupa, los modelos viejos tienen cuatro tornillos para nivelación, actualmente se siguen fabricando pero con solo tres tornillos nivelantes.
Para diferencia un transito de un minuto y uno de 20 segundos, en los nonios los de 1 minuto tienen en el extremo el numero 30 y los de 20 segundos traen el numero 20
TEODOLITO ÓPTICO:
es la evolución de el tránsito mecánico, en este caso, los círculos son de vidrio, y traen una serie de prismas para observar en un ocular adicional. La lectura del ángulo vertical y horizontal la precisión va desde 1 minuto hasta una décima de segundo.
TEODOLITO ELECTRÓNICO:
es la versión del teodolito óptico, con la incorporación de electrónica para hacer las lecturas del circulo vertical y horizontal, desplegando los ángulos en una pantalla eliminando errores de apreciación, es mas simple en su uso, y por requerir menos piezas es mas simple su fabricación y en algunos casos su calibración.
Las principales características que se deben observar para comparar estos equipos hay que tener en cuenta: la precisión, el numero de aumentos en la lente del objetivo y si tiene o no compensador electrónico.
DISTANCIOMETRO:
Dispositivo electrónico para medición de distancias, funciona emitiendo un haz luminoso ya sea infrarrojo o láser, este rebota en un prisma o directamente sobre la superficie, y dependiendo de el tiempo que tarda el haz en recorrer la distancia es como determina esta.
En esencia un distanciometro solo puede medir la distancia inclinada, para medir la distancia horizontal y desnivel, algunos tienen un teclado para introducir el ángulo vertical y por senos y cosenos calcular las otras distancias, esto se puede realizar con una simple calculadora científica de igual manera, algunos distaciometros, poseen un puerto para recibir la información directamente de un teodolito electrónico para obtener el ángulo vertical.
Hay varios tipos
Montura en horquilla.- Estos se montan sobre la horquilla del transito o teodolito, el problema de estos es que es mas tardado trabajar, ya que se apunta primero el telescopio, y después el distanciometro
Montura en el telescopio.- Es mas fácil trabajar con estos, ya que solo es necesario apuntar el telescopio ligeramente debajo del prisma para hacer la medición, este tipo de montura es mas especializado, y no todos los distaciometros quedan en todos los teodolitos.
En general ajuste de la puntería, puede resultar un poco engorroso con estos equipos, ya que es muy fácil que se desajuste.
El alcance de estos equipos puede ser de hasta 5,000 metros
También existen distanciometros manuales, estos tienen un alcance de hasta 200 metros, son muy útiles para medir recintos y distancias cortas en general.
Por su funcionamiento existen de dos tipos:
por ultrasonido: son los mas económicos y su alcance no llega a los 50 metros, se debe tener cuidado con estos, ya que si la superficie no esta perpendicular al equipo, o es irregular, puede arrojar resultados incorrectos o no medir en absoluto, hay modelos mas sofisticados que tienen una mira láser, por lo que será importante no confundirlos con los siguientes.
Por láser: son muy precisos y confiables, su alcance máximo es de 200 metros, aun cuando en exteriores y distancias de mas de 50 metros se recomienda contar con mira, ya que a esas distancias o con la luz del día, resulta difícil saber donde esta apuntando el láser
ESTACIÓN SEMITOTAL:
En este aparato se integra el teodolito óptico y el distanciometro, ofreciendo la misma linea de vista para el teodolito y el distanciometro, se trabaja mas rápido con este equipo, ya que se apunta al centro del prisma, a diferencia de un teodolito con distanciometro, en donde en algunos casos se apunta primero el teodolito y luego el distanciometro, o se apunta debajo del prisma, actualmente resulta mas caro comprar el teodolito y el distanciometro por separado.
En la estación semitotal, como en el teodolito ÓPTICO, las lecturas son analógicas, por lo que el uso de la libreta electrónica, no representa gran ventaja, se recomienda mejor una estación total.
Estos equipos siguen siendo muy útiles en control de obra, replanteo y aplicaciones que no requieren uso de calculo de coordenadas, solo ángulos y distancias.
ESTACIÓN TOTAL:
es la integración del teodolito electrónico con un distanciometro.
Las hay con calculo de coordenadas.- Al contar con la lectura de ángulos y distancias, al integrar algunos circuitos mas, la estación puede calcular coordenadas.
Las hay con memoria.- con algunos circuitos mas, podemos almacenar la información de las coordenadas en la memoria del aparto, sin necesidad de apuntarlas en una libreta con lápiz y papel, esto elimina errores de lápiz y agiliza el trabajo, la memoria puede estar integrada a la estacion total o existe un accesorio llamado libreta electronica, que permite integrarle estas funciones a equipos que convencionalmente no tienen memoriao calculo de coordenadas.
Las hay motorizadas.- Agregando dos servomotores, podemos hacer que la estación apunte directamente al prisma, sin ningún operador, esto en teoría representa la ventaja que un levantamiento lo puede hacer una sola persona.
Las hay sin prisma.- Integran tecnología de medición láser, que permite hacer mediciones sin necesidad de un prisma, es decir pueden medir directamente sobre casi cualquier superficie, su alcance esta limitado hasta 300 metros, pero su alcance con prisma puede llegar a los 5,000 metros, es muy útil para lugares de difícil acceso o para mediciones precisas como alineación de maquinas o control de deformaciones etc.
Las principales características que se deben observar para comparar estos equipos hay que tener en cuenta: la precisión, el numero de aumentos en la lente del objetivo, si tiene o no compensador electrónico, alcance de medición de distancia con un prisma y si tiene memoria o no.
Precisión:
es importante a la hora de comparar diferentes equipos, diferenciar entre resolución en pantalla y precisión, pues resulta que la mayoría de las estaciones, despliegan un segundo de resolución en pantalla, pero la precisión certificada puede ser de 3 a 9 segundos, es lo que hace la diferencia entre un modelo y otro de la misma serie, por ejemplo la Set 510 es de 5 segundos y la Set310 es de 3 segundos
GPS:
Sistema de posicionamiento global (Global Positioning System), hay dos tipos:
GPS TOPOGRÁFICOS
Estos equipos tienen precisiones desde varios milímetros hasta menos de medio metro.
Existen GPS de una banda (L1) y de dos bandas (L1, L2), la diferencia es que para los GPS de una banda se garantiza la precisión milimetrica para distancias menores a 40km entre antenas, en los GPS de dos bandas es de hasta 300km, si bien se pueden realizar mediciones a distancias mayores, ya no se garantiza la precisión de las lecturas
El GPS no reemplaza a la estación total, en la mayoría de los casos se complementan. Es en levantamientos de gran extensión donde el GPS resulta particularmente practico, ya que no requiere una línea de vista entre una antena y otra, además de tener el GPS la gran limitante de trabajar solo en espacios con vista al cielo, siendo un poco problemático incluso cuando la vegetación es alta y densa, pero por ejemplo una selva o bosque se abre un claro de unos 5 metros y se hace la medición con la antena, en lugar de abrir una brecha para tener visual entre la estación total y el prisma. Así mismo es común hacer el levantamiento de dos puntos con GPS (línea de control) y posteriormente usar la estación y en lugar de introducir coordenadas arbitrarias introducimos coordenadas geográficas, y todo lo que se levante con la estación estará georeferenciado
OCULAR ACODADO:
Este es un accesorio para teodolitos y estaciones.
Cuando uno esta muy cerca de una estructura muy alta, requerimos apuntar el telescopio hacia arriba para poder ver la parte mas alta de la estructura, es común que ya no sea tan fácil poner el ojo en el ocular por como es el equipo, existe un accesorio que nos permite ver incluso al zenit, este es el ocular acodado, los hay muy sencillos, que puede ser simplemente un pequeño prisma, también hay otros que requieren que se retire el ocular y posteriormente poner esta extensión que junto con el prisma nos permite tener una excelente visual.
El los teodolitos ópticos (vs electrónicos) se requieren dos oculares, uno para ver el objeto y otro para hacer las lecturas del ángulo, en las estaciones totales y teodolitos electrónicos, solo se requiere uno.
NIVELES:
Un nivel es un instrumento que nos representa una referencia con respecto a un plano horizontal.
Este aparato ayuda a determinar la diferencia de elevación entre dos puntos con la ayuda de un estadal.
El nivel mas sencillo es el nivel de manguera, es una manguera trasparente, se le introduce agua y se levantan ambos extremos, por simple equilibrio, el agua estará al mismo nivel en ambos extremos.
El nivel de mano es un instrumento también sencillo, la referencia de horizontalidad es una burbuja de vidrio o gota, el clisimetro es una versión mejorada del nivel de mano incorporando un transportador metálico permitiendo hacer mediciones de inclinación y no solo desnivel.
El nivel fijo es la versión sofisticada del nivel de mano, este en lugar de sostenerse con la mano se coloca sobre un tripie, la óptica tiene mas aumentos y la gota es mucho mas sensible.
Este nivel presenta una problemática, y es que conforme se opera el aparato hay que estar verificando continuamente y sobretodo cuando se gira, que la gota siga centrada, esto se hace con los 4 tornillos niveladores los cuales se mueven en pares, y siempre manteniendo tensión para que el aparato no se mueva..
Este problema se resolvió con el nivel basculante, que sigue siendo un nivel fijo, pero que tiene un tornillo para ajustar la gota cada que se hace una medición, simplificando mucho el uso de 4 tornillos nivelantes, uno de los niveles mas precisos es un nivel basculante, pero debe mayormente su precisión justamente a su gota y a una placa planoparalela..
Un gran adelanto se logró cuando se introdujo el compensador automático, dando lugar al nivel automático, su funcionamiento esta basado en un péndulo que por gravedad, en estado estable este siempre estará en forma vertical, y con la ayuda de un prisma, este nos dará la referencia horizontal que estamos buscando. Este nivel tiene una burbuja circular (ojo de buey) que puede no estar completamente centrada, pero el compensador automático hace justamente eso, compensar, este adelanto resultó tan provechoso, que se incorporó en los teodolitos mas precisos y en las estaciones totales, aun cuando su funcionamiento puede variar, el principio sigue siendo el mismo.
Por sus ventajas los niveles automáticos son los que mas fácilmente se encuentran en el mercado, dentro de las características que hay que observar al comparar instrumentos es el número de aumentos de la lente que puede ser de 20x hasta 32x, esto representa que tanto aumenta la imagen al ver a través del nivel, si las distancias son cortas (menores a 10 metros) tal vez no resulte algo trascendente, pero al tratar de ver un estadal graduado al milímetro a 100 metros si es importante contar con el nivel con mas aumentos, o si se requiere gran precisión incluso en distancias cortas se recomendaria el de 32 aumentos. Se ve de las especificaciones que el número de aumentos esta ligado con la precisión del equipo, que se expresa en milímetros por kilometro nivelado ida y vuelta, así si por ejemplo un nivel tiene una precisión de ± 1.5 mm/km, significa que en una nivelación de un kilometro ida y vuelta se tiene un error de mas menos un milímetro y medio.
En términos generales se podría decir que el rango de un nivel de 20 aumentos es de 50 mts, 22x.-65mts, 24x.-79mts, 26x.-92mts, 28x.-104mts, 30x.-115mts, 32x.-125mts, pero si usamos un nivel de muchos aumentos a distancias cortas tendremos mayor facilidad para tomar las lecturas en el estadal y eventualmente mas precisión, así si por ejemplo se quiere nivelar una maquinaria, en donde las distancias pueden no superar los 10 mts, se recomendaría usar el nivel de 32 aumentos, para tener la máxima precisión posible.
Si bien el nivel solo sirve para medir desnivel, últimamente se les ha incorporado una graduación en el giro horizontal, permitiendo hacer mediciones de ángulos con una precisión de medio grado, siendo practico en obra para medir o trazar ángulos horizontales que no requieren gran precisión.
Existe un accesorio llamado placa planoparalela o micrómetro este accesorio permite realizar mediciones a la décima de milímetro, si bien se puede colocar en cualquier nivel, se recomienda solo para niveles con 32 aumentos, este accesorio es de gran ayuda para trabajos que requieren mucha precisión., En algunos casos es incluso aconsejable usar estadal inbar para eliminar error por variación en la temperatura y dilatación de los estadales de aluminio.
Los niveles láser fueron y continúan siendo una novedad creyendo alguna personas que son mas precisos, pero la realidad es otra, existen los que solo proyectan una linea en una pared, su nombre correcto es crossliner se usan principalmente en interiores, ya que en exteriores con la luz del sol resulta difícil ver la linea que proyecta en una pared por ejemplo, linea que por cierto tiene entre 1 y 2 milímetros de ancho, así que si precisión. En un kilometro será de 1 centímetro comparando con un nivel óptico, hay también niveles láser que poseen un sensor, este se puede usar en exteriores y a mayores distancias, ya que no depende del ojo humano, si no de un sensor especializado en ver la luz láser, hay equipos de diferentes precios y precisiones, si adquiere un nivel asegurese que este sea de calidad y que este correctamente calibrado, de lo contrario le recomiendo mejor un nivel de manguera.
No todo es malo en los niveles láser, una de sus ventajas es que lo puede usar una sola persona: pone el nivel en un punto céntrico y va a medir directamente en los puntos que requiere, también si tiene varios instaladores (de marcos por ejemplo) trabajando al mismo tiempo, cada uno puede tener un sensor y estar usando la misma referencia al mismo tiempo. También son muy prácticos montados en maquinaria de excavación o aplanado, eliminando la necesidad de detener la maquinaria para poner un estadal y hacer la medición, con un nivel láser el operador de la maquina puede saber instantáneamente si esta por arriba o por abajo del nivel deseado.
Por ultimo están los niveles electrónicos, estos funcionan como los niveles ópticos, y adicionalmente pueden hacer lecturas electrónicamente con estadales con código de barras, esto resulta muy practico, ya que la medición es muy rápida, y se eliminan errores de apreciación o lectura, incluso de dedo, ya que estos tienen memoria para almacenar y procesar los datos, pueden desplegar en pantalla una resolución de décima de milímetro, y medir distancias con una resolución de un centímetro.
Si bien un teodolito o una estación total se puede usar como nivel, las mediciones no serán tan precisas, siendo que el nivel es un instrumento especializado, pero si no requiere gran precisión. Se puede utilizar una estación o un teodolito ajustando el ángulo vertical a 90 grados.
martes, 20 de abril de 2010
DIBUJO DE PLANOS TOPOGRÁFICOS.
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.
SELECCIÓN DE RUTA.
La ruta de una poligonal depende de si se van a localizar puntos ya existentes o a establecer nuevos puntos de acuerdo con algún plan específico. Todas las poligonales deben formar circuitos cerrados, o bien, comenzar y terminar en puntos cuyas posiciones se han fijado por trabajos de control de orden superior. Por lo regular, se seguirán las rutas de caminos y vías férreas, para facilitar el transporte y la realización de mediciones precisas. Las rutas habrán de planearse con cuidado para que los datos obtenidos mediante la poligonal cumplan satisfactoria y económicamente los proposititos que motivaron su ejecución. Esto implica, en general, una conveniente distribución de estaciones bien ubicadas, monumentadas y descritas.
En el caso de algunas poligonales, sobre todo de aquellas destinadas a fijar los ejes de carreteras y vías férreas, las direcciones generales de las líneas estarán predeterminadas por factores, tales como la necesidad de evitar terrenos difíciles, cementerios, y áreas residenciales. La presencia de obstrucciones diversas - como árboles grandes y valiosos - influirá también sobre la localización de las poligonales.
Con la incorporación de la fotografía aérea a los trabajos cartográficos y a varios tipos de estudios de ingeniería, la poligonación ha venido desempeñando un papel muy importante al proporcionar el control para tales fotografías. De aquí que, en la actualidad, las poligonales medidas con transito se empleen cada vez con mayor frecuencia como control para los trabajos fotogramétricos. Por ello es evidente que el ingeniero necesita contar con un juego de fotografías aéreas que lo ayude a seleccionar e identificar sitios convenientes para las estaciones de la poligonal a lo largo de la ruta general que va a seguirse.
ESTACIONES.
Se denomina ESTACION DE POLIGONAL, a cada uno de los puntos en los que se fija un transito o teodolito y se mide el cambio de dirección angular. Sin embargo, no todos esos puntos estarán monumentazos. De la naturaleza de la poligonal dependerá que sus estaciones queden marcadas permanentemente o solo en forma transitoria.
PLANO TOPOGRÁFICO DE UN PREDIO.
El levantamiento predial, se ocupa de los linderos o límites de los predios. Si se emplea el término levantamiento de límites, su uso suele restringirse al levantamiento de líneas limítrofes entre divisiones políticas.
Un límite predial es una línea de demarcación entre predios colindantes. Por lo regular, se marca en el terreno mediante varias clases de monumentos colocados específicamente para tal fin. Un límite entre parcelas de propietarios privados se denomina levantamiento de propiedad. Por tanto, el termino levantamiento de propiedad, (Deslinde) se considera sinónimo de levantamiento predial. Un límite entre terrenos contiguos en una subdivisión de una ciudad, población o localidad se conoce como línea de lotificiacion.
Un término más amplio y algo clásico, que abarca toda clase de levantamientos prediales es levantamiento catastral. Se deriva del antiguo “catastro” romano, que es un registro oficial de las dimensiones, valor y propiedad de los bienes raíces. Básicamente, los levantamientos catastrales crean, marcan, definen y restablecen límites prediales.
El levantamiento de predios comprende la localización de límites prediales y el dibujo de planos que contengan la subdivisión de áreas en parcelas más pequeñas. Incluyen la elaboración e interpretación de descripciones prediales para su incorporación en contratos de arrendamientos, escrituras y otros instrumentos legales. Ciertos levantamientos como los requeridos para la plantación, proyecto y construcción de carreteras, vías férreas, puentes y otras obras de ingeniería, no se consideran levantamientos prediales. Sin embargo como los límites de edificios y los derechos de vía deben ser cuidadosamente trazados antes de que comiencen los trabajos de construcción, el levantamiento predial se conceptúa como una labor de apoyo importante.
LINDEROS.
La función de todo lindero es definir áreas de jurisdicción. Sirven como líneas divisorias, ya sean límites internacionales y estatales, o sencillas líneas de lotificaciòn en un área urbana. Obviamente, solo los linderos bien marcados y descritos pueden satisfacer la finalidad para la que fueron establecidos.
Se requieren los límites de propiedad para definir la extensión en área de derechos patrimoniales y sus obligaciones; son esenciales para la conservación de la buena voluntad y de las relaciones cordiales en la vida de la comunidad. El trazo confiable de tales límites es una función primordial del levantamiento predial. Linderos indefinidos pueden ser fuente de disputa y controversia, especialmente para los residentes de sus propios predios.
CLASES DE LEVANTAMIENTOS PREDIALES.
Los levantamientos prediales, se ocupan de la medición, establecimiento y descripción de los límites de la propiedad raíz.
Se realizan para diversos fines específicos, como localizar sobre el terreno linderos ya descritos, obtener datos para la descripción en una escritura, calcular áreas y recabar información requerida para testamentos, hipotecas, arrendamientos, cálculos de impuestos y expropiaciones. En general, los levantamientos prediales se clasifican en levantamientos originales y replanteos o relocalizaciones a saber:
LEVANTAMIENTOS ORIGINALES: Los levantamientos originales, se ejecutan para definir el tamaño, la forma y la localización relativa de un predio cuyos linderos generales evidenciados por la ocupación y el uso, y definidos por rasgos como ríos, cercas, muros y árboles, han sido generalmente aceptados por los propietarios adyacentes o colindantes. Es necesario marcar o monumental los vértices de la propiedad y determinar las distancias y rumbos de los linderos, antes de elaborar la descripción. también se ejecutan levantamientos originales con el fin de crear nuevas parcelas (más pequeñas) a partir de un predio mayor. Estos trabajos que suelen denominarse levantamientos de parcelación, se realizan para subdividir un área de terreno conforme a un plan.
REPLANTEOS O RELOCALIZACIONES: Las relocalizaciones se efectúan con el fin de ubicar linderos de predios ya descritos en documentos existentes. Tales relocalizaciones resultan esenciales antes de la transferencia de propiedad de una persona a otra. Son mas necesarios en el caso de levantamientos urbanos para determinar si las calles quedan íntegramente entre linderos y si las edificaciones o estructuras de los lotes colindantes no invaden la propiedad.
La ejecución de relocalizaciones de buena calidad puede ser difícil y laboriosa. Con frecuencia no abr una solución única. Dos topógrafos titulados e igualmente competentes pueden tener diferencias autenticas al evaluar las mismas evidencias respecto a la localización del lindero, y ello conducirá a conclusiones distintas. El dictamen final es emitido por los tribunales.
DIBUJO DE PLANOS TOPOGRÁFICOS
A veces los levantamientos prediales se clasifican en rurales (rústicos), y urbanos. Las consideraciones legales que afectan a ambos tipos de levantamientos son esencialmente las mismas, aunque hay diferencias en los aspectos técnicos debidas al tamaño del predio, su localización y topografía, el equipo empleado en el levantamiento, métodos de trabajo, material utilizado para fijar los vértices, la exactitud de los resultados y otros factores.
Por lo regular en cualquier levantamiento predial se utilizarán los conceptos y mediciones de un trabajo de poligonación, por que se requieren las distancias y direcciones de las líneas perimetrales del predio. Cuando los linderos están obstruidos, se ejecuta una poligonal de apoyo cercana y se realizan suficientes mediciones de liga a los vértices, de modo que pueden calcularse las distancias y rumbos de los linderos.
Obviamente abra diferencias drásticas entre los procedimientos de campo para el levantamiento de un predio grande, situado en un área remota con un valor económico incierto, y el de un pequeño lote en el centro de una gran ciudad donde va a construirse un edificio, en el ultimo caso, la búsqueda de placas y monumentos que definan los linderos será mas completa; las mediciones, aunque no muchas, serán sumamente precisas, y el establecimiento de los linderos y de las líneas de edificación será muy exacto.
Los términos levantamiento municipal y levantamiento de la ciudad, no suelen tener el mismo significado que el término levantamiento predial urbano. Los primeros que se refieren a amplios programas cartográficos que culminan en la producción de planos topográficos de escalas grandes, que resultan sumamente importantes para la planificación urbana. Estos términos también se emplean para indicar levantamientos de construcción o trazo, como aquellos para nuevas calles o instalaciones públicas. Un aspecto catastral de los levantamientos municipales es la localización de todas las líneas de las calles, en vista del hecho de que tales líneas representan límites de propiedad pública.
ALCANCE GENERAL DE LOS LEVANTAMIENTOS CATASTRALES.
Estos levantamientos pueden diferir en cuanto a marco de referencia, propósito y complejidad, y seria posible describir aquí todas sus frases, aun cuando fuera solo de los tipos más representativos. Sin embargo pueden exponerse ciertos principios generales en cuanto a procedimiento, aplicables a la mayoría de esos levantamientos. La experiencia y el criterio del topógrafo le indicaran la forma de aplicar tales principios.
Un levantamiento predial esta integrado por tres etapas básicas a saber:
ESTUDIO PRELIMINAR: Esta fase abarca la recolección, estudio e interpretación de todos los datos disponibles, incluyendo registros de campo antiguos, plano de subdivisión, descripciones de predios colindantes, documentos legales y otra información. En la práctica topográfica privada, esta etapa debe ir precedida por una plática con el cliente para determinar la naturaleza y extensión del servicio profesional requerido y para hacer una estimación de su costo.
LEVANTAMIENTO DE CAMPO: Comprende la búsqueda de monumentos, el trazo de límites de posesión, la localización de posibles usurpaciones y la ejecución de una poligonal cerrada con todos los vértices monumentazos en forma durable.
ELABORACION DEL PLANO Y LA DESCRIPCION DE LA ESCRITURA: El plano, que es una forma particular de un mapa, contiene los linderos del predio y otra información esencial para la descripción e identificación de la propiedad.
CURVAS DE NIVEL.
La principal característica de un plano topográfico es que representa por algún medio, la forma y elevación del terreno. El medio más común de representar el relieve del terreno son las curvas de nivel. Además de mostrar el relieve, los planos topográficos contienen los rasgos del drenaje y de la actividad humana. Se utilizan símbolos y colores para propiciar la claridad de la expresión cartográfica. Para dibujar los planos o cartas, se requiere obtener la información que contendrán mediante un levantamiento cuyo grado de detalle y exactitud sean apropiados para la escala a la que vayan a publicarse. Estos trabajos se denominan levantamientos topográficos. Como ya se menciono, las curvas de nivel son las características más comunes en un plano topográfico, es que representa la configuración de la superficie terrestre. Se han empleado varios medios para expresar la topografía, pero el más importante son las curvas de nivel.
Una curva de nivel, es una línea que une puntos con la misma elevación. Puede considerarse como la traza de la intersección de una superficie de nivel con el terreno. El intervalo entre curvas de nivel o equidistancia es la distancia vertical, o desnivel entre dos curvas adyacentes. Es probable que las curvas de nivel hayan sido introducidas por vez primera, en relación con sondeos marinos, por el topógrafo Holandés Cruquius, en 1729. Su aplicación a la representación del terreno fue sugerida inicialmente por Laplace en 1816, y en la actualidad se consideran superiores a todos los demás símbolos topográficos para fines de ingeniería.
El datum básico para expresar la localización vertical de detalles terrestres mediante curvas de nivel, lo proporcionan las mareas. Para los planos topográficos, el datum mas satisfactorio es el nivel medio del mar. De ahí que - salvo raras excepciones - las curvas de nivel indiquen la altura sobre este datum.
CARACTERISTICAS.
Para describir bien la topografía de un sitio e interpretar correctamente el plano resultante, es esencial conocer las características de las curvas de nivel. Las principales características son las que siguen:
Las curvas de nivel muy juntas representan una pendiente fuerte. Las muy separadas indican terreno plano.
Si el terreno es accidentado y disparejo, las curvas de nivel tendrán forma irregular. Si la superficie del terreno es pareja como en pendientes de terracerías, las curvas estarán uniformemente esparcidas y paralelas.
las curvas de nivel que indican cimas o depresiones son líneas cerradas. En general, el examen de las curvas adyacentes o la presencia de un charco o lago, revelaran si se trata de una cima o de una depresión, para evitar confusiones, deberá usarse una curva de depresión, que es una curva cerrada con líneas cortas dentro. Puede concluirse que todas las curvas de nivel son líneas cerradas, ya sea dentro o fuera de los límites de un plano.
Las curvas de nivel no se cruzan ni se juntan.
Son perpendiculares a la dirección de la pendiente máxima.
Cruzan los parte aguas en ángulos rectos. El lado cóncavo de la curva se halla hacia el terreno más alto.
En valles y barrancos, las curvas suben hacia el valle por un lado, cruzan el cauce en ángulo recto y bajan por el otro lado. La porción que se curva a medida que se cruza el valle, es convexa hacia el terreno más alto.
El sistema de colores, se emplea en las cartas de navegación aérea y el mapamundi a escala pequeña. Si elige una escala en tonos de un color o un sistema de colores diferentes para mostrar zonas de distinta elevación. Cada zona esta limitada por curvas de nivel que usualmente aparecen en el mapa. Si se utilizan los colores junto con las curvas de nivel, se obtiene un efecto pictórico que acentúa las áreas de diferente elevación.
SISTEMAS DE PUNTOS PARA LA CONFIGURACION.
Al elaborar un plano topográfico, se pueden trazar las curvas de nivel si se conocen la posición horizontal y la elevación de algunos puntos del terreno convenientemente escogidos. La manera de obtener los datos necesarios es la base para definir cuatro sistemas de puntos para el trazo de curvas, son los siguientes:
SISTEMA A: Este sistema consiste en una cuadricula estacada en el terreno. Se determinan las elevaciones de las esquinas para formar un sistema de puntos de coordenadas a partir de los cuales pueden dibujarse las curvas de nivel.
SISTEMA B: Si se localizan en el terreno una serie de puntos con la misma elevación y se dibujan en un plano, la línea que los une será una curva de nivel. Por lo tanto, si se dibuja una serie de puntos que tienen la elevación 914 metros, la curva de nivel 914 se determina uniendo los puntos con una línea continua.
SISTEMA C: Aunque este sistema proporciona curvas de nivel muy precisas, requiere de la localización de muchos puntos. Si no se necesita tanta precisión puede emplearse un método más rápido consistente en localizar algunos puntos de control y después interpolar las curvas para representar la superficie del terreno. Tales puntos corresponden a cimas, depresiones, cambios de pendientes, y especialmente puntos a lo largo de cauces y parte aguas.
SISTEMA D: En este sistema, primero se traza una poligonal con transito, clavando trompos cada 20 mts., sobre los que se efectúan nivelaciones de perfil. En estos puntos se levantan secciones transversales para localizar los puntos para la configuración, los fondos de los escurrideros, etc. A partir de este sistema de puntos ya es posible dibujar las curvas de nivel.
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.
SELECCIÓN DE RUTA.
La ruta de una poligonal depende de si se van a localizar puntos ya existentes o a establecer nuevos puntos de acuerdo con algún plan específico. Todas las poligonales deben formar circuitos cerrados, o bien, comenzar y terminar en puntos cuyas posiciones se han fijado por trabajos de control de orden superior. Por lo regular, se seguirán las rutas de caminos y vías férreas, para facilitar el transporte y la realización de mediciones precisas. Las rutas habrán de planearse con cuidado para que los datos obtenidos mediante la poligonal cumplan satisfactoria y económicamente los proposititos que motivaron su ejecución. Esto implica, en general, una conveniente distribución de estaciones bien ubicadas, monumentadas y descritas.
En el caso de algunas poligonales, sobre todo de aquellas destinadas a fijar los ejes de carreteras y vías férreas, las direcciones generales de las líneas estarán predeterminadas por factores, tales como la necesidad de evitar terrenos difíciles, cementerios, y áreas residenciales. La presencia de obstrucciones diversas - como árboles grandes y valiosos - influirá también sobre la localización de las poligonales.
Con la incorporación de la fotografía aérea a los trabajos cartográficos y a varios tipos de estudios de ingeniería, la poligonación ha venido desempeñando un papel muy importante al proporcionar el control para tales fotografías. De aquí que, en la actualidad, las poligonales medidas con transito se empleen cada vez con mayor frecuencia como control para los trabajos fotogramétricos. Por ello es evidente que el ingeniero necesita contar con un juego de fotografías aéreas que lo ayude a seleccionar e identificar sitios convenientes para las estaciones de la poligonal a lo largo de la ruta general que va a seguirse.
ESTACIONES.
Se denomina ESTACION DE POLIGONAL, a cada uno de los puntos en los que se fija un transito o teodolito y se mide el cambio de dirección angular. Sin embargo, no todos esos puntos estarán monumentazos. De la naturaleza de la poligonal dependerá que sus estaciones queden marcadas permanentemente o solo en forma transitoria.
PLANO TOPOGRÁFICO DE UN PREDIO.
El levantamiento predial, se ocupa de los linderos o límites de los predios. Si se emplea el término levantamiento de límites, su uso suele restringirse al levantamiento de líneas limítrofes entre divisiones políticas.
Un límite predial es una línea de demarcación entre predios colindantes. Por lo regular, se marca en el terreno mediante varias clases de monumentos colocados específicamente para tal fin. Un límite entre parcelas de propietarios privados se denomina levantamiento de propiedad. Por tanto, el termino levantamiento de propiedad, (Deslinde) se considera sinónimo de levantamiento predial. Un límite entre terrenos contiguos en una subdivisión de una ciudad, población o localidad se conoce como línea de lotificiacion.
Un término más amplio y algo clásico, que abarca toda clase de levantamientos prediales es levantamiento catastral. Se deriva del antiguo “catastro” romano, que es un registro oficial de las dimensiones, valor y propiedad de los bienes raíces. Básicamente, los levantamientos catastrales crean, marcan, definen y restablecen límites prediales.
El levantamiento de predios comprende la localización de límites prediales y el dibujo de planos que contengan la subdivisión de áreas en parcelas más pequeñas. Incluyen la elaboración e interpretación de descripciones prediales para su incorporación en contratos de arrendamientos, escrituras y otros instrumentos legales. Ciertos levantamientos como los requeridos para la plantación, proyecto y construcción de carreteras, vías férreas, puentes y otras obras de ingeniería, no se consideran levantamientos prediales. Sin embargo como los límites de edificios y los derechos de vía deben ser cuidadosamente trazados antes de que comiencen los trabajos de construcción, el levantamiento predial se conceptúa como una labor de apoyo importante.
LINDEROS.
La función de todo lindero es definir áreas de jurisdicción. Sirven como líneas divisorias, ya sean límites internacionales y estatales, o sencillas líneas de lotificaciòn en un área urbana. Obviamente, solo los linderos bien marcados y descritos pueden satisfacer la finalidad para la que fueron establecidos.
Se requieren los límites de propiedad para definir la extensión en área de derechos patrimoniales y sus obligaciones; son esenciales para la conservación de la buena voluntad y de las relaciones cordiales en la vida de la comunidad. El trazo confiable de tales límites es una función primordial del levantamiento predial. Linderos indefinidos pueden ser fuente de disputa y controversia, especialmente para los residentes de sus propios predios.
CLASES DE LEVANTAMIENTOS PREDIALES.
Los levantamientos prediales, se ocupan de la medición, establecimiento y descripción de los límites de la propiedad raíz.
Se realizan para diversos fines específicos, como localizar sobre el terreno linderos ya descritos, obtener datos para la descripción en una escritura, calcular áreas y recabar información requerida para testamentos, hipotecas, arrendamientos, cálculos de impuestos y expropiaciones. En general, los levantamientos prediales se clasifican en levantamientos originales y replanteos o relocalizaciones a saber:
LEVANTAMIENTOS ORIGINALES: Los levantamientos originales, se ejecutan para definir el tamaño, la forma y la localización relativa de un predio cuyos linderos generales evidenciados por la ocupación y el uso, y definidos por rasgos como ríos, cercas, muros y árboles, han sido generalmente aceptados por los propietarios adyacentes o colindantes. Es necesario marcar o monumental los vértices de la propiedad y determinar las distancias y rumbos de los linderos, antes de elaborar la descripción. también se ejecutan levantamientos originales con el fin de crear nuevas parcelas (más pequeñas) a partir de un predio mayor. Estos trabajos que suelen denominarse levantamientos de parcelación, se realizan para subdividir un área de terreno conforme a un plan.
REPLANTEOS O RELOCALIZACIONES: Las relocalizaciones se efectúan con el fin de ubicar linderos de predios ya descritos en documentos existentes. Tales relocalizaciones resultan esenciales antes de la transferencia de propiedad de una persona a otra. Son mas necesarios en el caso de levantamientos urbanos para determinar si las calles quedan íntegramente entre linderos y si las edificaciones o estructuras de los lotes colindantes no invaden la propiedad.
La ejecución de relocalizaciones de buena calidad puede ser difícil y laboriosa. Con frecuencia no abr una solución única. Dos topógrafos titulados e igualmente competentes pueden tener diferencias autenticas al evaluar las mismas evidencias respecto a la localización del lindero, y ello conducirá a conclusiones distintas. El dictamen final es emitido por los tribunales.
DIBUJO DE PLANOS TOPOGRÁFICOS
A veces los levantamientos prediales se clasifican en rurales (rústicos), y urbanos. Las consideraciones legales que afectan a ambos tipos de levantamientos son esencialmente las mismas, aunque hay diferencias en los aspectos técnicos debidas al tamaño del predio, su localización y topografía, el equipo empleado en el levantamiento, métodos de trabajo, material utilizado para fijar los vértices, la exactitud de los resultados y otros factores.
Por lo regular en cualquier levantamiento predial se utilizarán los conceptos y mediciones de un trabajo de poligonación, por que se requieren las distancias y direcciones de las líneas perimetrales del predio. Cuando los linderos están obstruidos, se ejecuta una poligonal de apoyo cercana y se realizan suficientes mediciones de liga a los vértices, de modo que pueden calcularse las distancias y rumbos de los linderos.
Obviamente abra diferencias drásticas entre los procedimientos de campo para el levantamiento de un predio grande, situado en un área remota con un valor económico incierto, y el de un pequeño lote en el centro de una gran ciudad donde va a construirse un edificio, en el ultimo caso, la búsqueda de placas y monumentos que definan los linderos será mas completa; las mediciones, aunque no muchas, serán sumamente precisas, y el establecimiento de los linderos y de las líneas de edificación será muy exacto.
Los términos levantamiento municipal y levantamiento de la ciudad, no suelen tener el mismo significado que el término levantamiento predial urbano. Los primeros que se refieren a amplios programas cartográficos que culminan en la producción de planos topográficos de escalas grandes, que resultan sumamente importantes para la planificación urbana. Estos términos también se emplean para indicar levantamientos de construcción o trazo, como aquellos para nuevas calles o instalaciones públicas. Un aspecto catastral de los levantamientos municipales es la localización de todas las líneas de las calles, en vista del hecho de que tales líneas representan límites de propiedad pública.
ALCANCE GENERAL DE LOS LEVANTAMIENTOS CATASTRALES.
Estos levantamientos pueden diferir en cuanto a marco de referencia, propósito y complejidad, y seria posible describir aquí todas sus frases, aun cuando fuera solo de los tipos más representativos. Sin embargo pueden exponerse ciertos principios generales en cuanto a procedimiento, aplicables a la mayoría de esos levantamientos. La experiencia y el criterio del topógrafo le indicaran la forma de aplicar tales principios.
Un levantamiento predial esta integrado por tres etapas básicas a saber:
ESTUDIO PRELIMINAR: Esta fase abarca la recolección, estudio e interpretación de todos los datos disponibles, incluyendo registros de campo antiguos, plano de subdivisión, descripciones de predios colindantes, documentos legales y otra información. En la práctica topográfica privada, esta etapa debe ir precedida por una plática con el cliente para determinar la naturaleza y extensión del servicio profesional requerido y para hacer una estimación de su costo.
LEVANTAMIENTO DE CAMPO: Comprende la búsqueda de monumentos, el trazo de límites de posesión, la localización de posibles usurpaciones y la ejecución de una poligonal cerrada con todos los vértices monumentazos en forma durable.
ELABORACION DEL PLANO Y LA DESCRIPCION DE LA ESCRITURA: El plano, que es una forma particular de un mapa, contiene los linderos del predio y otra información esencial para la descripción e identificación de la propiedad.
CURVAS DE NIVEL.
La principal característica de un plano topográfico es que representa por algún medio, la forma y elevación del terreno. El medio más común de representar el relieve del terreno son las curvas de nivel. Además de mostrar el relieve, los planos topográficos contienen los rasgos del drenaje y de la actividad humana. Se utilizan símbolos y colores para propiciar la claridad de la expresión cartográfica. Para dibujar los planos o cartas, se requiere obtener la información que contendrán mediante un levantamiento cuyo grado de detalle y exactitud sean apropiados para la escala a la que vayan a publicarse. Estos trabajos se denominan levantamientos topográficos. Como ya se menciono, las curvas de nivel son las características más comunes en un plano topográfico, es que representa la configuración de la superficie terrestre. Se han empleado varios medios para expresar la topografía, pero el más importante son las curvas de nivel.
Una curva de nivel, es una línea que une puntos con la misma elevación. Puede considerarse como la traza de la intersección de una superficie de nivel con el terreno. El intervalo entre curvas de nivel o equidistancia es la distancia vertical, o desnivel entre dos curvas adyacentes. Es probable que las curvas de nivel hayan sido introducidas por vez primera, en relación con sondeos marinos, por el topógrafo Holandés Cruquius, en 1729. Su aplicación a la representación del terreno fue sugerida inicialmente por Laplace en 1816, y en la actualidad se consideran superiores a todos los demás símbolos topográficos para fines de ingeniería.
El datum básico para expresar la localización vertical de detalles terrestres mediante curvas de nivel, lo proporcionan las mareas. Para los planos topográficos, el datum mas satisfactorio es el nivel medio del mar. De ahí que - salvo raras excepciones - las curvas de nivel indiquen la altura sobre este datum.
CARACTERISTICAS.
Para describir bien la topografía de un sitio e interpretar correctamente el plano resultante, es esencial conocer las características de las curvas de nivel. Las principales características son las que siguen:
Las curvas de nivel muy juntas representan una pendiente fuerte. Las muy separadas indican terreno plano.
Si el terreno es accidentado y disparejo, las curvas de nivel tendrán forma irregular. Si la superficie del terreno es pareja como en pendientes de terracerías, las curvas estarán uniformemente esparcidas y paralelas.
las curvas de nivel que indican cimas o depresiones son líneas cerradas. En general, el examen de las curvas adyacentes o la presencia de un charco o lago, revelaran si se trata de una cima o de una depresión, para evitar confusiones, deberá usarse una curva de depresión, que es una curva cerrada con líneas cortas dentro. Puede concluirse que todas las curvas de nivel son líneas cerradas, ya sea dentro o fuera de los límites de un plano.
Las curvas de nivel no se cruzan ni se juntan.
Son perpendiculares a la dirección de la pendiente máxima.
Cruzan los parte aguas en ángulos rectos. El lado cóncavo de la curva se halla hacia el terreno más alto.
En valles y barrancos, las curvas suben hacia el valle por un lado, cruzan el cauce en ángulo recto y bajan por el otro lado. La porción que se curva a medida que se cruza el valle, es convexa hacia el terreno más alto.
El sistema de colores, se emplea en las cartas de navegación aérea y el mapamundi a escala pequeña. Si elige una escala en tonos de un color o un sistema de colores diferentes para mostrar zonas de distinta elevación. Cada zona esta limitada por curvas de nivel que usualmente aparecen en el mapa. Si se utilizan los colores junto con las curvas de nivel, se obtiene un efecto pictórico que acentúa las áreas de diferente elevación.
SISTEMAS DE PUNTOS PARA LA CONFIGURACION.
Al elaborar un plano topográfico, se pueden trazar las curvas de nivel si se conocen la posición horizontal y la elevación de algunos puntos del terreno convenientemente escogidos. La manera de obtener los datos necesarios es la base para definir cuatro sistemas de puntos para el trazo de curvas, son los siguientes:
SISTEMA A: Este sistema consiste en una cuadricula estacada en el terreno. Se determinan las elevaciones de las esquinas para formar un sistema de puntos de coordenadas a partir de los cuales pueden dibujarse las curvas de nivel.
SISTEMA B: Si se localizan en el terreno una serie de puntos con la misma elevación y se dibujan en un plano, la línea que los une será una curva de nivel. Por lo tanto, si se dibuja una serie de puntos que tienen la elevación 914 metros, la curva de nivel 914 se determina uniendo los puntos con una línea continua.
SISTEMA C: Aunque este sistema proporciona curvas de nivel muy precisas, requiere de la localización de muchos puntos. Si no se necesita tanta precisión puede emplearse un método más rápido consistente en localizar algunos puntos de control y después interpolar las curvas para representar la superficie del terreno. Tales puntos corresponden a cimas, depresiones, cambios de pendientes, y especialmente puntos a lo largo de cauces y parte aguas.
SISTEMA D: En este sistema, primero se traza una poligonal con transito, clavando trompos cada 20 mts., sobre los que se efectúan nivelaciones de perfil. En estos puntos se levantan secciones transversales para localizar los puntos para la configuración, los fondos de los escurrideros, etc. A partir de este sistema de puntos ya es posible dibujar las curvas de nivel.
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