TOPOGRAFÍA Y ORIENTACIÓN

Transcripción

1 TOPOGRAFÍA Y ORIENTACIÓN QUE ES TOPOGRAFÍA La topografía estudia el conjunto de métodos y procedimientos que tienen por objeto la representación gráfica de una parte de al superficie terrestre, con todas sus formas y detalles. Esta representación se realiza sobre un plano. La topografía puede quedarse dividida en tres partes principales: 1. Planimetría: estudia los procedimientos y métodos empleados para representar la superficie terrestre en un plano horizontal. 2. Altimetría: estudia los procedimientos para calcular las cotas o altitudes de los puntos. 3. Taquimetría: estudia la determinación simultanea de la proyección horizontal y la altitud de los puntos mediante el uso de aparatos específicos que miden ángulos y distancias y que se llaman taquímetros. A veces solo interesa la distancia horizontal entre dos puntos, otras veces la diferencia de cota, pero casi siempre el levamiento topográfico de un plano abarca las dos clases de operaciones, planimétricas y altimétricas. EL RELIEVE EN TOPOGRAFÍA El relieve en topografía viene representado por formas muy variables que podemos clasificar en función de la estructura y de su naturaleza. Por su estructura se agrupan en cuatro clases diferentes: Llano. Ondulado. Montañoso. Escarpado. Por su naturaleza se clasifican en: Monte: Elevación del terreno respecto al que le rodea, su parte más alta se llama cima o cumbre; si la cumbre es alargada se denomina cresta, si es llana meseta y si es puntiaguda pico. Colina o mogote: Es una pequeña elevación del terreno respecto al que le rodea, de forma aproximadamente cónica y roma en su parte superior. Si su forma es alargada se denomina loma y cuando la colina es de terreno peñascoso y de laderas de mucha pendiente se llama cerro.

2 Ladera o vertiente: Son las superficies laterales de toda elevación o depresión del terreno. Vienen representadas por curvas de nivel más o menos paralelas y más o menos juntas, según sea mayor o menor la pendiente que representan. Si las curvas están unas muy junto a otras estamos ante un escarpe que en el caso de que estén muy amontonadas forman un abrupto. Cuando en la vertiente las curvas de nivel pasan de estar muy juntas a estar más separadas existe lo que se denomina ruptura de pendiente, siendo esta donde la pendiente cambia de valor. Rellano: Parte de una ladera de pendiente más suave entre dos partes de pendiente más fuerte. Línea de cumbres: Línea que une los puntos culminantes. Puerto o collado: Es el punto donde la línea de cumbres desciende entre dos puntos más elevados. Un collado siempre da origen a dos vaguadas que se separan en direcciones opuestas. Divisoria: Línea ideal del terreno que señala la separación de agua hacia distintas laderas. Vaguada: Intersección de dos laderas opuestas por su parte inferior donde fluyen las aguas. Si la vaguada es muy encajonada y profunda se denomina barranco. Valle: Terreno más o menos llano comprendido entre dos series de alturas. Si es estrecho recibe el nombre de cañada. Montañas: Son grandes elevaciones constituidas por montes. Macizos: Constituidos por un núcleo de montañas que se extienden en todas direcciones. Una serie de montañas, cuando éstas se extienden en una sola dirección, se denomina sierra. Cordilleras: Son sucesiones de sierras. Ríos y arroyos: Corrientes de agua de mayor o menor importancia. El terreno por el que discurren se denomina cauce o lecho. Cuando sólo circula agua por ellos en tiempo de lluvia en forma impetuosa y turbulenta se denomina torrente. Confluencia: Es el punto de unión de dos cursos de agua. El punto donde las aguas de un río vierten al mar se denomina desembocadura. Costa: Terreno lindante con el mar. Recibe el nombre de playa si está formada por arenales y pendientes suaves y acantilado si es escarpado y está formado por rocas. Los salientes de las costas se denominan cabos, promontorios o puntas y los entrantes golfos, bahías, radas, abras y calas, según su importancia.

3 MAPAS, CARTAS, PLANOS Y CROQUIS Carta: descripción gráfica o representación de partes más o menos extensas de la superficie del globo terrestre sobre un plano, que da a conocer la configuración de las costas, islas, cabos y canales. Mapa: representación de una gran extensión en la que se carece de detalles planimétricos y altimétricos. Plano o mapa topográfico: representación gráfica de una superficie terrestre en la cual se aprecian con detalle las formas del terreno. Croquis: representación del terreno donde la escala es aproximada. ESCALAS, CURVAS DE NIVEL. EQUIDISTANCIAS Y SIGNOS CONVENCIONALES Curvas de nivel: Para determinar la forma y dimensiones de una superficie de terreno se utiliza la proyección de diversos puntos del terreno sobre un plano horizontal, que será el plano topográfico.. Los puntos tendrán dos coordenadas, la planimétrica u horizontal y la altimétrica, que nos da la cota o altitud. La visión de los puntos de igual cota nos da las curvas de nivel, de tal modo que una curva de nivel no es más que una línea de altitud.

4 En las curvas de nivel se supone que cortamos el terreno con una serie de planos paralelos entre sí y a una distancia en altura equivalente unos de otros. Estos planos imaginarios al cortar el terreno determinan una línea que es la que trasladamos al plano. En el piano no pintamos todas las curvas de nivel, o sea, todas las actitudes posibles, sino unas altitudes determinadas; cada metro, cada cinco, cada diez, etc., a fin de dar una claridad al mismo o, es lo que se llama diferencia de cota entre dos curvas de nivel contiguas. Las curvas de nivel son siempre cerradas aunque a veces no pueda apreciarse dentro de un plano por su pequeña extensión. Las curvas no deben cortarse nunca, excepto en el caso de cuevas o túneles donde curvas de menor cota pasan por debajo de otras de superior cota. Varias curvas pueden llegar a ser tangentes cuando corresponden a una parte vertical del terreno. Equidistancia: separación vertical constante entre las curvas de nivel en una misma escala. Escalas: Escala es la relación constante que existe entre las líneas de] plano y sus homólogas del terreno. Esta reducción se representa mediante una fracción cuyo numerador es la unidad y su denominador un múltiplo de diez, a fin de facilitar las operaciones de multiplicación o división necesarias para pasar de las magnitudes del plano a las del terreno o viceversa. Así. si tenemos la escala del plano 1/1000, significa que un centímetro del plano equivale a 1000 centímetros de la realidad, oque un metro equivale a 1000 metros. La unidad de medida es indiferente, lo importante es la proporcionalidad. Las escalas varían según el objeto del plano: así, para representaciones de edificios y pequeñas parcelas de terreno se usan escalas 1/100, 1/200, 1/500. Para mayores extensiones: 1/1000, 1/2000, 1/5000 y 1/ Los mapas cartográficos se publican a escalas / y 1/ Escalas gráficas: con el fin de determinar más rápidamente que por el procedimiento numérico la equivalencia entre la distancia del plano y la del terreno se emplean escalas gráficas que permiten realizar medidas con rapidez mediante una simple comparación. Escala 1: Signos convencionales: existen muchos detalles de importancia que no pueden representarse, como por ejemplo; puentes, postes, fuentes,... Estos detalles no pueden ser representados a escala, por ello se emplean unos signos convencionales, cada uno de los cuales representa un detalle determinado, pero cuyas dimensiones no están a escala.

5 Signos convencionales

6 CALCULO SOBRE UN PLANO DE DISTANCIAS REALES, PENDIENTES Y ALTITUDES La distancia real entre dos puntos es la existentes entre los mismos, teniendo en cuenta las diferentes irregularidades del terreno. La distancia llamada natural es la existente entre esos mismos puntos si los uniéramos mediante un cable tenso, es decir en línea recta sin tener en cuenta las irregularidades del terreno. La distancia horizontal o reducida es la proyección sobre un plano horizontal de la distancia real o natural, ya que en este caso es lo mismo, entre los dos puntos. DISTANCL4S: cuando medimos en un plano la distancia que separa dos puntos estamos midiendo su distancia reducida. El cálculo de la distancia real se hará teniendo en cuenta el teorema de Pitágoras (H 2 U + C 2 ). La mejor forma de medir la distancia real seria realizar un levantamiento topográfico, de esta forma se tendrán en cuenta las distintas pendientes que presenta el itinerario. PENDIENTES: la pendiente entre dos puntos no es más que su diferencia de cota. La pendiente se suele expresar en tanto por ciento, ej. una pendiente del 25% nos quiere decir que por cada 100 metros horizontales subimos 25 metros en altura.

7 C opuesto Diferencia de cota Pendiente = * = 100 * C contiguo Distancia reducida Cota inferior = 50 m. Cota superior = 115 m. (115 50) Pendiente = 100 * = 29 5 % 220 m PERFIL TOPOGRÁFICO La representación gráfica del terreno, al ser cortado por un plano vertical, recibe el nombre de perfil vertical, y en la práctica, simplemente perfil. Para obtener el perfil del terreno entre los puntos A y B, bastara unir estos puntos con una recta y sobre ella levantar perpendiculares en los puntos de corte con las distintas curvas de nivel, una vez llevados todos estos puntos a la escala horizontal bastara con unirlos para obtener el perfil topográfico. A la hora de representar un perfil topográfico es necesario mantener los valores de

8 las escalas, tanto la escala vertical como la escalo horizontal. Como escala horizontal (EH) se usa la misma que presenta el plano o mapa topográfico, y como escala vertical (E.V) se puede usar la misma del plano, aunque se tiende a usar una mayor para apreciar de esta forma las pendientes. Si pretendemos realizar un perfil topográfico de un plano a escala 1:50.000, la E.H será a 1:50.000, y la E. y será a 1:5.000, diez veces menor que la horizontal. CONOCIMIENTO Y UTILIZACIÓN DE LA BRÚJULA Probablemente la primera brújula utilizada fue un trozo de magnetita flotando sobre un corcho en un recipiente de agua. Su cometido seria el de sustituir al sol y las estrellas en días sin visibilidad y pasarían muchos años antes de comprender su fundamento. El principio de la brújula se basa en la atracción magnética que tiene la tierra, actuando como un gran imán sobre los objetos imantados, haciendo que en la brújula la aguja imantada indique siempre la misma dirección, es decir, el norte magnético. Es importante observar que la intensidad de] magnetismo varía con la altura: es menor a más altura y es mayor a medida que nos acercamos al nivel del mar. Por lo tanto. la brújula señalará al norte con más precisión en mesetas, valles y llanuras que en montañas. Son muchos los modelos que existen en el mercado, si bien se pueden clasificar en dos: de limbo fijo o de base opaca y de limbo móvil o de base transparente. La brújula

9 consta de tres partes fundamentales: 1. Base: es de material plástico transparente y generalmente de forma rectangular. En sus costados aparecen dos pequeñas reglas o escalas para la apreciación de pequeñas distancias. También aparecen impresas unas marcas fluorescentes para determinar más fácilmente la dirección durante la noche, y una marca fila de referencia para introducir los valores numéricos del limbo. 2. Limbo: está colocado sobre la base y rota sobre si mismo. Tiene en su borde exterior una graduación de 360 grados, si está en escala sexagesimal, o 400 si está en escala centesimal, intercalándose los cuatro puntos cardinales. En su interior se encuentra la aguja imantada con la parte en rojo indicando siempre al norte magnético. Está montada sobre un pivote y rodeada de un aceite especial que amortigua los movimientos y facilita su precisión. También se encuentran en el fondo unas finas líneas rojas, llamadas líneas de meridiano de la brújula, paralelas entre sí, y una flecha también roja pero más gruesa. Las dos centrales se encuentran unidas por una flecha que señala al norte de] limbo. Las líneas representan a las líneas de meridiano de los mapas (dirección N S) y la flecha señala el norte de cualquier mapa. La brújula lleva dentro del limbo elementos importantísimos como son la aguja imantada, que representa siempre el norte magnético, el meridiano central que apunta al norte y que se hace coincidir con el norte del mapa, y las líneas norte sur que representan siempre a las líneas de meridiano de los mapas. 3. Mira con espejo: elemento que sirve de tapadera al conjunto. En su parte interior se encuentra un espejo que nos permite visualizar el limbo cuando señalamos a cualquier objeto, encontrándose sobre la tapa y el espejo una línea de referencia llamada alidada. que nos permite la puntería sobre el objeto. La brújula se utiliza para indicar el norte magnético y para medir rumbos, es decir, el ángulo formado por una alineación y el norte magnético. Con estos datos podemos realizar itinerarios diversos, descomponiéndolos en tramos rectos, para poder representar en el plano una forma o itinerario dado en el terreno, como el contorno de un monte o de un enclave. Aplicaciones de la brújula. 1. Dada una dirección en el terreno hallar su rumbo. Si tenemos la dirección AB para determinar su rumbo, se realizarán los siguientes pasos: 1º Situarse en el punto A. 2º Visar por la línea de mira, al punto 8. 3º Sin dejar de visar el punto B, girar al Mismo tiempo el limbo móvil, hasta que la punta y la cola de la aguja coincidan con las referencias de declinación (N S).

10 4º Leer en el limbo de la aguja la graduación correspondiente al R~ 2. Dado Un rumbo, materializar la dirección en el terreno Si tenemos el valor del rumbo de una dirección y queremos materializarla en el terreno, procederemos de forma inversa al apartado anterior. 1º Moveremos el limbo hasta que la graduación del rumbo dado quede frente al índice. 2º Poniendo la brújula lo más horizontal posible, la moveremos hasta que la aguja coincida con las referencias Norte Sur. 3º Visamos por la línea de mira y tomamos una referencia lo más lejana posible, procurando que la aguja no se salga de sus referencias. 4º El rumbo pedido nos lo materializa el punto de estación en que estamos y la referencia lejana visada. 3. Determinar El rumbo de una dirección marcada en el mapa. Cuando se está en punto E y se quiere llegar a o B, no visible desde E, y cuya situación en el no es conocida, se coloca la brújula abierta sobre e como índica la figura 8.9, con su lado más largo paralelo a las líneas Oeste Este del cuadriculado del no, y dc modo que la letra N queda hacia el Norte. Desplazando la brújula paralelamente a sí misma, y girando el limbo móvil, se hace que cualquiera de los bordes del diámetro metálico, que lleva grabada la flecha roja, se adapte a la línea del plano definida por el punto de estación E y el B, de manera que la punta de la flecha esté dirigida hacia B. Queda así determinada la orientación de la dirección a seguir, que no es necesario anotar, y sólo a comprobar si el limbo sufre durante la marcha algún movimiento involuntario, se puede señalar con lápiz un trazo frente al índice y sobre la faja blanca de anillo de maniobra. Para emprender la marcha basta colocar la brújula según se indica en la figura 8.2 y. mediante giros de conjunto, hacer que la aguja quede entre sus referencias; en cuyo momento la línea de mira señala la dirección a seguir. Si la brújula de que disponemos no puede emplearse como transportador, mediríamos, en el mapa, el rumbo de la dirección dada con un transportador y estaríamos en el caso Para medir el rumbo con un transportador trazaríamos, en el punto E, una paralela a las líneas N S de cuadriculado, y otra línea que forme con la anterior un ángulo igual a la declinación UTM. El rumbo será el ángulo que forme la última línea trazada con la dirección LB (fig. 8.10).

11 Si no disponemos de transportador, emplearemos la brújula para medir el rumbo de la dirección EB, como se explicó en el punto Dado un rumbo, materializar la dirección que representa en el mapa Este problema es inverso al anterior. Si queremos trazar en el mapa el rumbo desde el punto E, trazamos en éste una paralela a las líneas N S del cuadriculado; convertimos el rumbo en orientación y con este nuevo ángulo lo materializamos en el mapa, tomando como vértice el punto E y como origen de ángulos la paralela que hemos trazado en el punto. 5. Orientación del plano con brújula Uno de los métodos de orientar un plano es mediante el empleo de la brújula. Para esto, colocamos la brújula sobre el mapa, de tal manera que sus aristas sean paralelas a los ejes de la cuadrícula, de forma que el origen de ángulos quede hacia el Norte de] mapa. Movemos el conjunto hasta que la aguja nos marque la graduación correspondiente, teniendo en cuenta la declinación UTM MÉTODOS EXPEDITOS DE ORIENTACIÓN Cuando no se dispone de ningún aparato con declinatorio ni brújula y no se tienen datos topográficos que poder utilizar para orientarse, y sea necesario hacerlo, se recurre a otros procedimientos que sin dar gran precisión, definen la dirección Norte Sur, pudiéndole relacionar después con alguna del terreno. Entre los procedimientos expeditos más corrientes se encuentran los astronómicos, que son sencillos de aplicar y no necesitan de conocimientos especiales de astronomía para su utilización. Los motivos o las circunstancias por las que haya que orintarse pueden ser muy diversas, pero todos ellos se reducen a determinar la dirección Norte Sur del terreno. En el caso de disponer de un plano de la zona y desear orientarlo, bastará con trazar en el plano la dirección homóloga de una del terreno, ya orientada, o referida a la N S conocida. Una vez conocida la dirección Norte Sur es fácil determinar los otros dos puntos o direcciones cardinales Este y Oeste. 1. UTILIZACIÓN DEL SOL PARA ORIENTARSE: DISTINTOS MÉTODOS FUNDAMENTO De todos los procedimientos astronómicos de orientación los más conocidos y sencillos son los que utilizan el Sol para esta finalidad. Se basan en el Movimiento aparente del sol alrededor de la tierra y en la regularidad de este movimiento.

12 No ay que olvidar que la orientación obtenida por estos procedimientos es aproximada y que en algún método se puede mejorar, si interesa, empleando tablas que nos aumentan la precisión ORIENTACIÓN POR EL SOL Aunque es la tierra la que gira alrededor del Sol, aparentemente es éste el que gira alrededor de la Tierra, saliendo por el Este, pasando por el Sur al mediodía y poniéndose por el oeste. Sí se tiene en cuenta que entre la salida y puesta del sol (orto y ocaso) transcurre 12 horas y que el astro recorre 1800, se verá que en cada hora el sol recorre 150; por lo tanto, sabiendo la hora. será fácil deducir, por el numero de grados, donde se encontrará el Sur,y una vez localizado este, tendremos la dirección N S y, por consiguiente, habremos conseguido orientarnos. Otro factor a tener en cuenta en este procedimiento es la hora o dos horas que se llevan de adelanto en la hora oficial respecto de la hora solar.

13 1.3. ORIENTACIÓN POR El RELOJ. Al fijarse en a distribución del as horas en la esfera del reloj, se ve que en 6 horas, por ejemplo, de las 9 a las 3, la manecilla horaria recorre 1 80º, esto es, 30º por hora, mientras que el sol en ese mismo tiempo habrá recorrido 9ºº. El sol va a la mitad de velocidad que la manecilla horaria por lo que se puede establecer una relación entre ambos movimientos. En un reloj la determinación de la línea N.S, no se hará contando el ángulo hasta las doce, sino la mitad de dicho ángulo, es decir, su bisectriz. La operación se efectúa colocando el reloj horizontalmente, de forma que la manecilla horaria señale la dirección del sol (fig. 9.4). La bisectriz del ángulo que esta aguja forma con la dirección de lis doce nos determinará la dirección Sur. Esta operación se hace lo mismo por la mañana que por la tarde (hg. 9.4 b). Hay que tener presente que estas operaciones están realizadas con la hora solar y no con la oficial, por lo que previamente se habrá tenido que retrasar el reloj una o dos horas, según sea el adelanto de la hora oficial en el día en cuestión. 2. ORIENTACIÓN POR LA LUNA Por ser periódico el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra, nos permite orientar aproximadamente una dirección, teniendo en cuenta las fases lunares. Conviene recordar que la fase creciente de la luna es la que presenta forma de D, esto es, los cuernos a la izquierda, mientras que la fase decreciente tiene forma de C, o lo que es lo mismo, presenta los cuernos a la derecha. En la figura 9.5, en la que la Luna está en su fase creciente, se ve que a las 18 horas

14 señalará el Sur, a las 24 horas el Oeste y a las 6 horas el Norte. En la figura 9.6, la Luna está llena y sus posiciones a las 18 h, 24 h y 6 horas, señalarán respectivamente el Este, Sur y Oeste. Cuando se encuentre en cuarto menguante (fig. 9.7), a las 18 h estará en el Norte, a las 24 h en el Este ya las 6 horas en el Sur. Estos datos, tanto las figuras como las horas, están calculados para el comienzo de fase; por lo tanto, para las observaciones que se hagan en días distintos a estos de iniciación, hay que tener en cuenta que la luna se retrasa diariamente una hora, en su paso por un determinado meridiano. Será necesario disponer de un calendario para saber en que día de la fase se encuentre la Luna, a fin de poder deducir el retraso lunar y aplicar el procedimiento. Este procedimiento da muy poca aproximación. 3. ORIENTACIÓN POR LA POLAR Si por el día el procedimiento astronómico de orientación más usado es el que utiliza al Sol, por la noche es el que emplea la Estrella Polar, llamada así por su proximidad al polo de la Esfera Celeste. Si una vez localizada la Polar, se baja una vertical hasta que encuentre al terreno, este punto de encuentro nos marca la dirección Norte, con un error máximo de un grado y medio centesimal La determinación de la Polar es sencilla. Se busca, en primer lugar, la Osa Mayor, constelación muy conocida por su forma de cano, y constituida por 7 estrellas, de las cuales 3 forman la lanza y 4 cl cano. Si prolongamos, imaginariamente las dos últimas estrellas (á 3) 5 veces su separación, nos encontraremos con la Estrella Polar, que es el extremo de la lanza de otro carro de las mismas características que la Osa Mayor pero situado en sentido inverso y que resulta ser la constelación llamada Osa

15 Menor. Se podría localizar la Polar por esta última constelación, pero no se hace así por ser sus estrellas de menor magnitud y ser de mayor dificultad su identificación. Una vez identificada la Polar se puede ver que es la de mayor magnitud brillo de su entorno. 4. ORIENTACIÓN POR INDICIOS En el caso de que el cielo esté nublado y no se pueda, por tanto, hacer uso de los sistemas que hemos visto, la naturaleza o la construcción pueden facilitarnos algunos indicios para determinar aproximadamente los puntos cardinales. Veamos algunos: Muros: Los muros o paredes suelen estar muy secos por la parte que da al SUR. Húmedos por el NORTE. Casas: Para ello tienes la necesidad de saber cual es el viento dominante en la región. Las paredes más sucias y ennegrecidas están del lado donde sopla el viento y cae la lluvia. Árboles: Los árboles aislados pueden facilitarte la orientación: pues su tronco está más desarrollado en la dirección SUR, por ser la parte más expuesta al sol.

16 Vegetales: Me refiero a los musgos y líquenes que recubren las cortezas de los árboles y rocas. Donde se encuentran indican humedad y falta de sol, por lo tanto se reproducen al NORTE y en las partes más atascadas por la lluvia. Nieve: Donde existe, desaparece más rápidamente o está más blanca en las laderas que miran al SUR. Veletas: Es muy frecuente que en las bases de las veletas existan dos flechas en cruz indicando los puntos cardinales. Relojes de Sol: Las paredes en las que haya relojes de sol es muy probable que estén orientadas de ESTE a OESTE. Y que por lo tanto miran al SUR. Molinos de Viento: Las aspas de los molinos de viento, generalmente están en dirección NORTE SUR o de ESTE OESTE. Observar el musgo de las paredes para distinguir una y otra. Iglesias antiguas: Están dispuestas de manera que el altar indique el oriente o el ESTE. De manera que los ejes de la cruz marcan los puntos cardinales. Animales: Las costumbres de algunos seres vivos pueden proporcionar datos para la orientación. Casi todos ellos buscan para guarecerse en invierno ribazos, peñascos o madrigueras que los resguarden de los vientos fríos del NORTE. BIBLIOGRAFÍA Guardas Forestales, Juan Carlos Costa Pérez. Editorial MAD. Topografía nivel 1, Academia General Militar. Apuntes de Vías Forestales (1995), Juan Peña.