Levantamientos Topográficos y su Aplicación en Ingeniería

Levantamientos Topográficos

Definición de la Topografía

Existen varias definiciones de lo que es la Topografía:

• Ciencia que estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la representación gráfica de la superficie de la Tierra, con sus formas y detalles, tanto naturales como artificiales. De topos, que significa “lugar”, y grafos que significa “descripción”. Esta representación tiene lugar sobre superficies planas, limitándose a pequeñas extensiones de terreno, utilizando la denominación de geodesia para áreas mayores. De manera muy simple, puede decirse que para un topógrafo la Tierra es plana, mientras que para un geodesta no lo es. Para eso se utiliza un sistema de coordenadas tridimensional, siendo la X y la Y competencia de la planimetría, y la Z de la altimetría.
• 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. La topografía explica los procedimientos y operaciones del trabajo de campo, los métodos de cálculo o procesamiento de datos y la representación del terreno en un plano o dibujo topográfico a escala.
• Ciencia que estudia los métodos necesarios para llegar a representar un terreno con todos sus detalles naturales o creados por la mano del hombre, así como el conocimiento y manejo de los instrumentos que se necesitan para tal fin.
• Es la ciencia que nos enseña a hacer un levantamiento topográfico. Levantamiento topográfico es el conjunto de métodos y operaciones mediante las cuales podemos representar gráficamente en un plano y a escala reducida una determinada extensión del terreno, señalando todos los puntos notables que nos interesen. Según el campo de aplicación de ese levantamiento topográfico, nos interesará destacar unas formas o detalles más que otras o un tipo de representación o un tipo de trabajo. Para conseguir esos objetivos necesitaremos determinar los medios y los métodos más adecuados.

Tipos de Levantamientos Topográficos

Entre los levantamientos topográficos, podemos destacar por su importancia los siguientes:

• Levantamientos urbanos
• Levantamientos catastrales: muestra los límites de la propiedad.
• Levantamientos batimétricos
• Levantamientos de apoyo fotogramétrico
• Levantamientos subterráneos
• Levantamientos mineros
• Levantamiento de vías de comunicación

Levantamientos Urbanos

Podemos definir levantamiento urbano a todo trabajo topográfico realizado en zonas urbanas con el fin de limitar la propiedad y uso del suelo, distinguir las diferentes construcciones, viales, redes de distribución, elementos singulares, etc.

Particularidades de los Levantamientos Urbanos

Las particularidades más importantes que diferencian a este tipo de levantamientos son:

• Normalmente los trabajos están a escalas menores de 1:1000.
• Muy laboriosos, ya que se deben de incluir todo tipo de registros y redes de distribución y conducciones como gas, electricidad, agua, teléfono, señalizaciones de tráfico, etc.
• Es habitual tener también conducciones subterráneas e incluso cloacas y galerías de servicio que deben de ser también situadas de forma correcta.
• Suelen tener ya una red básica situada por los Ayuntamientos en la cual nos apoyaremos para nuestro trabajo.
• Es habitual tener que reposicionar puntos de la red básica debido al continuo trabajo y obras que existen, que hace que se pierdan algunos puntos y deben de ser recolocados en el mismo lugar o definir uno nuevo próximo.
• Se deben de planificar bien los trabajos en zonas muy pobladas para evitar horas de mucho tráfico.
• Si se utiliza técnica GPS se debe de tener en cuenta la visibilidad limitada al cielo cerca de edificios que puede que nos imposibilite ese método o que debamos de seleccionar a priori con precisión los mejores horarios de trabajo.
• Es muy importante disponer de un correcto sistema de codificación de los puntos con el fin de diferenciar a qué tipo de elemento se corresponde, ya que en muchos casos tendremos muchos puntos juntos, que deben de ser luego enlazados de forma correcta.

Apoyo Fotogramétrico

En fotogrametría aérea es necesario contar con el apoyo de la topografía con el fin de definir puntos de control en el terreno que nos ayuden a precisar las coordenadas, la escala y la orientación de nuestro trabajo.

Podemos definir apoyo fotogramétrico como el conjunto de procedimientos necesario para definir los puntos de apoyo en un trabajo fotogramétrico; entendiendo como puntos de apoyo a los puntos de control que hemos definido sobre el terreno dotándolos de coordenadas en el sistema de referencia del trabajo y que sirven para precisar la escala y orientación del trabajo fotogramétrico aéreo.

Características de los Puntos de Apoyo

Los puntos de apoyo deberán de estar claramente definidos en el terreno y fácilmente identificables y situables con la mejor precisión en las fotos, evitando zonas de sombra y de desniveles acusados.

En el caso de que no existan puntos fácilmente identificables en el terreno, deberemos de situar señales artificiales (dianas), las cuales deben de tener colores que contrasten con el terreno y faciliten su identificación en la foto y de tamaño acorde con la escala del vuelo que permita también su identificación con precisión.

Aunque en cada par de fotos serían suficientes dos puntos planimétricos y tres altimétricos para definir la escala y giros, es conveniente tener al menos tres planimétricos y cuatro altimétricos que permitan comprobaciones y reducción de errores. Estos puntos de apoyo deberán de estar lo más alejados posible unos de otros y uniformemente distribuidos, aunque en muchas ocasiones puede que la orografía del terreno y los accesos nos limiten en su situación idónea.

A la hora de dotar de coordenadas a los puntos de apoyo, deberemos de tener en cuenta la tolerancia permitida en nuestro trabajo tanto en planimetría como en altimetría y que dependerá de la escala del vuelo. El trabajo se puede realizar por métodos convencionales, técnica GPS o ambos. Para este tipo de trabajo donde el área de trabajo es normalmente extensa, podemos elegir la situación de puntos y podemos buscar zonas de amplia visual al cielo, la técnica GPS se adapta perfectamente.

Batimetría y Sonar

Sonar

1. Tipos de Sonar

Monohaz: emite un único haz acústico, es el que se utilizó hasta principios de los años setenta. Dado que únicamente emite un haz acústico, abarca una zona muy pequeña del fondo y necesita mucho tiempo para poder estudiar zonas amplias, por lo que hoy día, excepto para aplicaciones especiales, apenas es utilizado.

Multihaz: este tipo de ecosonda emite varios haces acústicos simultáneos en distintas direcciones formando un abanico que barre el fondo marino y permitiendo el estudio simultáneo de zonas amplias. Las frecuencias a las que trabajan las ecosondas multihaz depende de la profundidad en la que se quiera operar, normalmente a mayor profundidad menor será la frecuencia emitida.

Laterales (Side Scan Sonar): se basa en una sonda que emite lateralmente ecos en una banda de anchura constante, que se desplaza con el avance del barco. La emisión de este eco caracteriza las irregularidades del terreno permitiendo crear una batimetría de precisión. La imagen obtenida nos da una visión muy fiel de cómo es el fondo marino. Mediante las sondas laterales también se miden la reflectividad del fondo, permitiendo conocer la textura o tipo de roca midiendo la relación entre la energía emitida y la devuelta. La construcción conjunta de sonar de barrido lateral y multihaz favorece la interpretación, dado que permite identificar si los cambios en la reflectividad del fondo son debidos a variaciones de relieve o de textura. Las sondas laterales normalmente van sumergidas y arrastradas por un barco, evitando así que le transmita los movimientos de la nave.