Introducción a la Topografía

Topografía

Se encarga de medir extensiones de tierra en el Planeta, tomando los datos para su representación gráfica en un plano a escala, independientemente de la forma y accidente que esta posea.
Mediciones angulares y de distancia entre puntos de interés.


Def. ''La ciencia, el arte y la tecnología para encontrar o determinar las posiciones relativas de puntos situados por encima de la superficie de la Tierra, sobre dicha superficie y debajo de ella''.

P. Wolg & C. Ghilani.

Levantamiento Topográfico

El conjunto de operaciones necesarias para determinar las posiciones de puntos y posteriormente su representación en un plano es lo que se conoce como levantamiento.

 

Clases de Levantamiento

• Topográficos: son aquellos que por abarcar superficies reducidas, puedem hacerse despreciando la curvatura de la Tierra, sin error apreciable.

• Geodésicos: son levantamientos de grandes extensiones que hacen necesario considerar la curvatura de la Tierra.

 

Usos de los Levantamientos Topográficos

• Elaborar mapas de la superficie terrestre, arriba y debajo del nivel del mar.
• Trazar cartas de navegación.
• Deslindar propiedades privadas y públicas.
• Crear bancos de datos con información sobre recursos naturales y uso de suelo, para ayudar a la mejor administración y aprovechamiento de nuestro medio ambiente.
• Preparar datos sobre tamaño. forma, gravedad y campos magnéticos de la Tierra.
• Preparar mapas de la Luna y otros Planetas.
• Mapas y Planos Topográficos

Nos permiten conocer la topografía del terreno a través de sombreados, curvas de nivel normales y otros sistemas de representación gráfica. Asimismo señalan localizaciones generales, límites administrativos y las características especiales de un área.

 

Tipos de Planos

• Situación y emplazamiento.
• Topografía y replanteo.
• Geología y Geotecnia.
• Planta General.
• Parcelarios y dominio público.
• Accesos.
• Plantas y secciones horizontales.
• Alzados.
• Perfiles transversales y secciones
• Perfiles longitudinales.
• Definiciones geométricas.
• Detalles.
• Perspectiva y maquetas.
• Seguridad e higiene.
• Componentes básicos de un Mapa
• Título.
• Escala Gráfica.
• Leyenda.
• Plano Ubicación.
• Orientación.
• Rótulo.
• Tipos de medida utilizada en Topografía
• Ángulos Verticales.
• Ángulos Horizontales.
• Distancias Verticales.
• Distancias Horizontales.
• Distancias Inclinadas.
• Unidades para medición de Ángulos

 

Existen tres sistemas de medición angular:

• Sexagesimal: en la graduación sexagesimal la circunferencia se divide en 360 partes iguales, denominadas Grados, distribuidos en cuatro cuadrantes de 90°, cada grado se considera dividido en 60 minutos a su vez, un minuto en 60 segundos. (ejemplo: 36°15'25'')
• Centesimal: la circunferencia se divide en 400 grados distribuidos en cuatro cuadrantes de 100 grados; cada grado comprende 100 minutos y cada minuto 100 segundos. Los grados, minutos y segundos centesimales se designan con las letras g, m, s respectivamente. (ejemplo: 36g25m36s)
• Radian: es una circunferencia de Radio, una vuelta completa son 2pi radianes; un cuarto de vuelta son pi/2 radianes; y media vuelta pi radianes.

- La relación entre ambas unidades es 360° = 2pi radianes (6,28 rad.). - 1 (un) ángulo mide 1 (un) radian cuando su ''longitud'' es 1 (un) radio.
- Un radian equivale aproximadamente a 57,3°.

 

Precisión y Tolerancia

El proceso de ejecutar observaciones (mediciones), así como el de realizar los cálculos y análisis subsecuentes, son tareas fundamentales de los topógrafos. Sin embargo, no importa con cuánto cuidado se hagan, las mediciones nunca son exactas y siempre tendrán errores.
Incertidumbre y Tolerancia
La incertidumbre juega un papel muy importante a la hora de afirmar si un producto cumple o no con unas determinadas especificaciones. Para ellos, debe comprobarse si el resultado analítico está dentro o no de una ''Tolerancia'' o intervalo de valores definido en las especificaciones.
En la topografía, la tolerancia es el valor máximo (sea positivo o negativo) del error que se está dispuesto a aceptar, lo cual sirve como criterio de decisión.
El valor de la tolerancia se ve influenciado por la precisión de los aparatos e instrumentos utilizados con base en las condiciones de operación en campo.
La exactitud de medida se define como la proximidad existente entre un valor medido y un valor verdadero de un mensurado. Así pues, una medida es más exacta cuando ofrece una incertidumbre de medida más pequeña.
La precisión de medida se define como la proximidad existente entre las indicaciones o los valores medidos obtenidos en mediciones repetidas de un mismo objeto o de objetos similares, bajo condiciones específicas.
Una importante distinción entre exactitud y precisión es que la exactitud puede determinarse con una sola medida, mientras que para evaluar la precisión se necesitan varias medidas.

- El error forma parte de la propia medida.

- La topografía se basa en medidas y cálculos.

>>Los errores, su alimentación o tratamiento forman parte del trabajo topográfico.

E = Vm - Vv ; donde: Vm valor medido. Vv valor verdadero.

• Posibles equivocaciones

1. Errores del observador cometidos por diversos motivos.
2. Un concepto erróneo del problema.
3. Descuidos.
4. Fatiga.
5. Error de comunicación.
6. Aprobación equivocada.

Ejemplo: se hace una lectura de 86,250 [m.] y anotamos 68,250 [m.]

• Causas de Errores al Medir

1. Errores Naturales: causados por variaciones del viento, temperatura, humedad, presión atmosférica. 
2. Errores Instrumentales: imperfecciones en la construcción o ajuste de los instrumentos.
3. Errores Personales: limitaciones propias de los sentidos humanos (vista y tacto). 

• Tipos de Errores

1. Errores Sistemáticos: también se conocen como sesgos, resultan de factores que comprenden el ''Sistema de Medición'' e incluyen el medio ambiente, los instrumentos y el observador.
2. Errores Aleatorios: son los que quedan luego de haber eliminado los errores sistemáticos, el observador no tiene control sobre ellos. Suelen llamarse errores accidentales. Están presentes en todas las mediciones topográficas.

• Límite de la Percepción Visual.

Se admite que la visión humana normal puede alcanzar a percibir sobre un papel magnitudes de hasta 1/4 de milímetro con un error en la percepción no superior a 1/5 de milímetros (0,2 mm).

Tipos de Instrumentos

En la topografía, existen una gran cantidad de instrumentos para realizar distintos tipos de mediciones y precisiones requeridas por el mandante.

De esto dependerá la elección del instrumento a utilizar.

Niveles son instrumentos utilizados para la medición de distancias verticales relativas a una línea de visada horizontal.

• Tipos de niveles:

1. De burbuja: se usan para orientar muchos instrumentos topográficos diferentes con respecto a la dirección de la gravedad.
2. Basculante: se usan para trabajos de mayor precisión.
3. Automático: cuenta con un dispositivo de autonivelación. En ña mayoría de los equipos se logra una nivelación aproximada usando una base con tres tornillos niveladores que centran una burbuja circular.
4. Digital: pueden ser considerados como la fusión de una cámara digital y un nivel automático. Poseen un telescopio que proporcionan una imagen derecha y un compensador para estabilizar la línea de visada.

Teodolito Es un instrumento de precisión, utilizado en topografía principalmente para la medición de ángulos horizontales y verticales (o de elevación) relativos al plano topográfico.

Estación Total durante épocas, la Estación Total fue ampliamente utilizada solo para el almacenamiento de las observaciones, coordenadas y cálculos matemáticos sencillos, no obstante, hoy se ha convertido en una potente e integrada computadora de campo.

GPS (Sistema de Posicionamiento Global) es una tecnología que le permite al usuario obtener su posición las 24 hrs del día en cualquier punto de la Tierra. Originalmente desarrollado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, su uso se ha extendido al ámbito civil.

El rango de precisión de una posición va de los 10 metros a unos pocos milímetros. El sistema GPS está formado por una constelación de 24 satélites, que obtienen una altura de 20200 kilómetros, emitiendo constantemente señales de radio.