TEMA: 5 ALTIMETRÍA, CURVAS DE NIVEL Y VOLÚMENES
ALTIMETRIA,
CURVAS DE NIVEL Y VOLUMENES
Altimetría. Es la parte de la topografía que se
encarga a medir las alturas, estudia los métodos y técnicas para la
representación del relieve del terreno
así como para determinar y representar la altura; también llamada
"cota", de cada uno de los puntos, respecto de un plano de
referencia.
USO
Realiza la medición de las diferencias de nivel o de
elevación entre los diferentes puntos del terreno, las cuales representan las
distancias verticales medidas a partir de un plano horizontal de referencia. La
determinación de las alturas o distancias verticales también se puede hacer a
partir de las mediciones de las pendientes o grado de inclinación del terreno y
de la distancia inclinada entre cada dos puntos. Como resultado se obtiene el
esquema vertical.
OBJETO
DE LA ALTIMETRÍA
La altimetría tiene por objeto representar la
verdadera forma del terreno, es decir, no sólo su extensión, límites y obras
que lo ocupan, sino también la forma se su relieve, haciendo para ello las
operaciones necesarias. Este aspecto tiene mucha importancia para las
aplicaciones de operaciones en el terreno, o sea, son aspectos de fundamental
importancia dentro del contenido de la topografía para el ingeniero de la rama
agropecuaria.
CONCEPTOS
FUNDAMENTALES
·
SUPERFICIE DE NIVEL: Los
levantamientos planimétricos para extensiones relativamente pequeñas se puede
considerar la Tierra como plana. De esta manera, la posición plana en dos
dimensiones queda fácilmente representada sin un error apreciable. Pero los
puntos situados sobre el terreno tienen diversas elevaciones o alturas y es
necesario además de su localización mapear un sistema que facilite su
determinación y representación de sus posiciones altimétrica con relación a una
superficie horizontal sino concéntrica a la tierra. A la superficie concéntrica
a la tierra que se toma como referencia para la determinación altimétrica se
les denomina superficie de nivel, y se define como aquella superficie continua,
situada en cualquier posición, pero perpendicular a la gravedad resultando, por
lo tanto, una superficie equipotencial. Dentro de los límites propios de la
topografía, las superficies de nivel pueden ser consideradas esféricas, y, por
consiguiente, equivalentes y paralelas, pero por tal consideración no puede ser
aceptada en geodesia, ya que son más elípticas y tienden aproximarse más en los
polos que en el ecuador.
·
LINEA DE NIVEL: Es toda línea
perteneciente a una superficie de nivel y por consiguiente, normal a la
dirección de la fuerza de gravedad en cada uno de los puntos.
·
NIVEL MEDIO DEL MAR: La superficie
de los mares en clama tiene que ser siempre perpendicular a la gravedad, y por
tanto, es por definición una superficie de nivel. Esta condición posibilita que
adoptando dicha superficie de nivel como superficie de cota 0 por todos los
países, las elevaciones de la corteza terrestre pueden ser comparadas ente sí,
cualquiera que sea el lugar en que se encuentren localizados. Ejemplo tenemos
que el monte Everest en el Himalaya, tiene mas de 6000 m de alto que el pico
Cuba. La altura del nivel medio del mar se mide con instrumentos llamados
mareó grafos, instalados en aguas razonablemente tranquilas, en las proximidades
de la costa. Para los trabajos geodésicos y topográficos, la determinación del
nivel medio del mar la realizan instituciones especializadas de cada país y los
mismos aparecen indicados en los mapas topográficos nacionales.
·
SUPERFICIE DE REFERENCIA ARBITRARIA: Cuando
se va a realizar un trabajo altimétrico en que se requiere conocer el desnivel
relativo entre puntos característicos puede tomarse una superficie de
comparación arbitraria, asignándole a un punto bien definido sobre el terreno o
establecido con ese fin. Esto debe hacerse cuidando que la altura asignada al
punto que vayan a levantarse queden por encima de la superficie de referencia,
de manera que sus elevaciones sean positivas.
·
COTAS ALTIMÉTRICAS: Son las
elevaciones de los puntos con respecto a una superficie que se toma como
referencia. Las superficies de referencia pueden ser el nivel del mar u otra
superficie arbitraria , por eso es necesario distinguirla denominándose cotas
altimétricas relativas a las elevaciones de los puntos sobre una superficie de
comparación elegida arbitrariamente y cotas altimétricas absolutas o altitudes
a las que se encuentran referidas al nivel medio del mar. En los trabajos
técnicos se emplean más comúnmente la denominación de cotas absolutas, y en los
trabajos y documentos de carácter científicos la denominación de altitudes.
·
PUNTOS DE COTA FIJA (PCF): Son
aquellos puntos cuyas altitudes han sido determinadas y ajustadas, sirviendo
estos valores como superficies de nivel de referencia para los diversos
trabajos topográficos y su control. Estos puntos se encuentran distribuidos por
todo el territorio nacional, en mayor o menor número, en dependencia del grado
de desarrollo e importancia técnica-económica de cada zona, constituyendo lo
que se denomina redes de apoyo y control altimétrico.
·
PLANO HORIZONTAL: Es el plano
normal a la dirección de la fuerza de gravedad en ese punto, por lo tanto es
tangente a la superficie de nivel que pasa por dicho punto. En topografía
técnica, el plano horizontal y la superficie de nivel correspondiente pueden
considerarse coincidentes dentro de las distancias a las cuales se realizan las
visuales de nivelación.
·
LINEA HORIZONTAL: Es toda línea
contenida en el plano horizontal, siendo tangente a la respectiva línea y tiene
la misma dirección.
·
LINEA VERTICAL: Es la línea
recta bajada hacia el centro de la tierra, lo cual corresponde a la dirección
de la gravedad en dicho punto. Dentro de los límites topográficos se puede
considerar como el hilo de una plomada que pende sobre el punto.
EQUIPOS
Y MATERIALES USADOS
Los instrumentos utilizados en altimetría buscan
perfección a la hora de medir alturas y elevaciones. El instrumento más
importante en la materia es el Nivel, instrumento empleado en la nivelación por
alturas, consiste en la determinación de la altura de los puntos del terreno,
(en realidad de sus puntos característicos), sobre una superficie del nivel que
se toma como superficie de comparación de nivel; esta superficie se puede
elegir arbitrariamente y puede ser cualquiera, con la única condición de que todos
los puntos de la superficie del terreno considerada estén situadas por encima
de ellos.
También se usa una mira graduada, aunque para largas
distancias pueden utilizarse un teodolito y
un blanco. Este último método se denomina nivelación trigonométrica.
MÉTODOS
ALTIMÉTRICOS
Los métodos altimétricos, llamados también métodos
de nivelación, tienen como finalidad la determinación del desnivel entre
dos o más puntos.
En altimetría se utilizan tres métodos para el cálculo
de los desniveles que se denominan:
·
Nivelación geométrica
·
Nivelación
trigonométrica
·
Nivelación
barométrica.
El método más exacto de nivelación es por medio de
la nivelación geométrica, el cual se fundamenta en la obtención del
desnivel por medio de visuales obligadamente horizontales, utilizando para ello
los niveles y las miras. Este método de nivelación, por su exactitud,
constituye el método mas apropiado para establecer puntos de cotas fijas (PCF)
y para otros trabajos de elevada precisión, tales como el replanteo de sistema
de riego y drenaje y de las obras de fábrica requeridas por éstos.
El método de nivelación trigonométrica le
sigue en importancia al de nivelación geométrica y se fundamenta el desnivel
por medio de visuales inclinadas se realizan con un teodolito taquímetro
situado sobre uno de los puntos, a la m ira que se colocará sobre el otro
punto, determinando con esta operación la lectura de los tres hilos del
retículo (hilo superior, medio e inferior) que se proyectan sobre la m ira, así
como el ángulo vertical (α) debido a la inclinación del anteojo con respecto a
su posición horizontal.
La nivelación barométrica se
fundamenta en la variación que experimenta la presión atmosférica debido a la
diferencia de altitud de los puntos que se consideren. Por lo que puede
deducirse el desnivel basándonos en la diferencia de presión que registra un
barómetro cuando nos situamos sobre dicho punto. Este método es incierto por
los desniveles, las variaciones meteorológicas y la densidad del aire no es
constante. Su aplicación se limita a reconocimientos en zonas montañosas y
exploraciones
MIRAS
Instrumento que se usa en todos los procesos, pero en
altimetría la menor división es el centímetro, y en el caso de tener que usar
el milímetro debe ser estimado por el instrumentista. Existen diferentes miras
de acuerdo a la operación a realizar y su precisión.
LEVANTAMIENTOS
TAQUIMÉTRICOS
El levantamiento debe comenzar haciendo un recorrido
por el terreno para conocer sus peculiaridades topográficas, y además, para ir
marcando por medio de estacas los vértices de la poligonal taquimétrica los
cuales ser situarán atendiendo a la extensión y características topográficas
del terreno. Al mismo tiempo, se irá confeccionando un croquis general que
muestra, además de la poligonal, las zonas, líneas y puntos característicos del
relieve. En base al croquis general, el jefe de comisión entrega a cada
ayudante portamira un croquis parcial de la zona dentro de la cual se moverá
para seleccionar los puntos de mira, instruyéndolos además, sobre las zonas y
líneas en las que se requiere tomar una mayor densidad de puntos altimétricos.
Si la poligonal taquimétrica es cerrada y su
levantamiento se realiza simultáneamente al de los puntos de relleno
altimétricos con un teodolito taquimétrico, el orden de las operaciones será el
siguiente:
·
Se estaciona el
instrumento en el primer vértice de trabajo y se determina su altura.
·
Con coincidencias de
ceros se dirige la visual a la mira colocada en el vértice anterior (que será
la última estación del levantamiento), haciendo coincidir la lectura del hilo
medio con el valor de la altura del instrumento para efectuar la lectura de los
hilos estadimétricos y del ángulo vertical. Como en cada visual deberá fijarse
el instrumento para maniobrar con los tornillos de aproximación los ángulos,
tanto horizontales como verticales, se leerán mientras el portamira se mueve a
ocupar otra posición.
·
A continuación se
libera la alidada y si dirige la visual a la mira situada en el vértice
siguiente al de trabajo, haciendo coincidir la lectura del hilo medio con la
altura del instrumento, en cuyas condiciones se logran los hilos
estadimétricos, el ángulo de dirección y al ángulo vertical. Si el instrumento
está provisto de brújula, deberá medirse también el acimut magnético de una de
las líneas, aunque esta operación podrá realizarse en cualquier otra línea o al
finalizar el levantamiento.
·
Después de realizadas
estas operaciones, con las cuales se define l a posición relativa planimétrica
y altimétrica de tres de los vértices de la poligonal taquimétrica, se procede
a levantar los puntos de relleno altimétrico, comprendidos dentro de los
límites radiales planificados por el Jefe de la Comisión para cada portamira;
éstos realizarán su recorrido en sentido opuestos hasta encontrarse próximo al
instrumento. En la medida del ángulo horizontal de los puntos de relleno
altimétrico, la lectura de los minutos podrá efectuarse por aproximación para
mayor rapidez.
·
En el segundo y
siguiente vértice de la poligonal, se procederá de la forma explicada
anteriormente, con la excepción de la medición del acimut, si éste ya fue
medido en otro vértice, hasta el cierre de la poligonal.
Si el área es demasiado extensa para una sola
poligonal, se podrán trazar dos o mas poligonales que cubran el área deberán
tener lados comunes y concurrir en un punto central (nudo de poligonales).
Para los levantamientos taquimétricos de zonas llanas,
suelen emplearse los llamados niveles taquímetros, los cuales son niveles de
línea o automáticos que están provistos de hilos estadimétricos en el anteojo y
de círculo horizontal. Con estos instrumentos se aplica el método taquimétrico
de levantamiento, con la diferencia de que los desniveles se determinan por
nivelación geométrica.
CURVAS DE NIVEL
Se denominan curvas de nivel a las líneas que marcadas
sobre el terreno desarrollan una trayectoria que es horizontal. Por lo tanto
podemos definir que una línea de nivel representa la intersección de una
superficie de nivel con el terreno. En un plano las curvas de nivel se dibujan
para representar intervalos de altura que son equidistantes sobre un plano de
referencia.
Esta diferencia de altura entre curvas recibe la denominación de “equidistancia”
Esta diferencia de altura entre curvas recibe la denominación de “equidistancia”
De la definición de las curvas podemos citar las siguientes
características:
1. Las curvas de nivel no se cruzan entre si.
1. Las curvas de nivel no se cruzan entre si.
2. Deben ser líneas cerradas, aunque esto no suceda
dentro de las líneas del dibujo.
3. Cuando se acercan entre si indican un declive mas pronunciado y viceversa.
4. La dirección de máxima pendiente del terreno queda en el ángulo recto con la curva de nivel
3. Cuando se acercan entre si indican un declive mas pronunciado y viceversa.
4. La dirección de máxima pendiente del terreno queda en el ángulo recto con la curva de nivel
TIPOS DE CURVA DE NIVEL.
CURVA CLINIGRAFICA: Diagrama de curvas que representa
el valor medio de las pendientes en los diferentes puntos de un terreno en
función de las alturas correspondientes.
CURVA DE CONFIGURACION: Cada una de las líneas utilizadas para dar una idea aproximada de las
formas del relieve sin indicación numérica de altitud ya que no tienen el
soporte de las medidas precisas.
CURVA DE DEPRESION: Curva de nivel que mediante
líneas discontinuas o pequeñas normales es utilizada para señalar las áreas de
depresión topográfica.
CURVA DE NIVEL: Línea que, en un mapa
o plano, une todos los puntos de igual distancia vertical, altitud o cota.
Sinónimo: isohipsa.
CURVA DE PENDIENTE GENERAL: Diagrama de curvas que representa la inclinación de un terreno a partir
de las distancias entre las curvas de nivel.
CURVAS HIPSOMETRICAS: Diagrama de curvas
utilizado para indicar la proporción de superficie con relación a la altitud.
Sinónimo complementario: curva hipsográfica. Nota: El eje vertical representa
las altitudes y el eje horizontal las superficies o sus porcentajes de
superficie.
CURVA INTERCALADA: Curva de nivel que se
añade entre dos curvas de nivel normales cuando la separación entre éstas es
muy grande para una representación cartográfica clara. Nota: Se suele
representar con una línea más fina o discontinua.
CURVAS MAESTRAS: Curva de nivel en la
que las cotas de la misma son múltiples de la equidistancia.
MARCACIÓN DE UNA CURVA DE NIVEL
El relieve de la superficie terrestre se suele
representar métricamente sobre un plano a través de las curvas de nivel, unas
isolíneas que unen puntos situados a la misma altitud y que se trazan
generalmente con un intervalo determinado y equidistante para todo el terreno a
cartografiar. Una de cada cuatro o cinco curvas se dibuja con un mayor grosor y
se rotula su altitud correspondiente; son las llamadas curvas maestras y, entre
ellas, se describen las curvas de nivel intermedias. Actualmente, las curvas se
trazan a partir de las fotografías aéreas, consiguiendo una precisión mucho
mayor que cuando tenían que delinearse en el campo con la ayuda de una red de
cotas. A pesar de que las curvas de nivel no proporcionan una imagen visual del
relieve tan clara como la técnica del sombreado, su análisis facilita tal
cantidad de información que hace que sea el método más útil de representación
del relieve en los mapas topográficos.
Curvas de nivel, líneas que, en un mapa, unen puntos
de la misma altitud, por encima o por debajo de una superficie de referencia,
que generalmente coincide con la línea del nivel del mar, y tiene el fin de
mostrar el relieve de un terreno. Las curvas de nivel son uno de los variados
métodos que se utilizan para reflejar la forma tridimensional de la superficie
terrestre en un mapa bidimensional. En los modernos mapas topográficos es muy
frecuente su utilización, ya que proporcionan información cuantitativa sobre el
relieve. Sin embargo, a menudo se combinan con métodos más cualitativos como el
colorear zonas o sombrear colinas para facilitar la lectura del mapa. El
espaciado de las curvas de nivel depende del intervalo de curvas de nivel
seleccionado y de la pendiente del terreno: cuanto más empinada sea la
pendiente, más próximas entre sí aparecerán las curvas de nivel en cualquier
intervalo de curvas o escala del mapa. De este modo, los mapas con curvas de
nivel proporcionan una impresión gráfica de la forma, inclinación y altitud del
terreno. Las curvas de nivel pueden
El operador comienza a nivelar partiendo de una cota
conocida, efectuando una nivelación compuesta, desde la estación de arranque
debe marcar los puntos del terreno que tienen igual lectura de mira. Cuando
cambia la estación tomara como diferencia el ultimo punto de la estación
anterior y efectuada la lectura de mira se procede a buscar sobre el terreno
puntos de igual cota que proporcionen la misma lectura y así hasta terminar con
esa curva. De esta manera se marca sobre el terreno una línea de nivel, es
decir que no sube ni baja, para esto se van colocando estacas de madera las que
demarcan su trayectoria.
DESARROLLO
El trazado de una curva de nivel en el terreno, se
puede realizar con un nivel óptico, un teodolito, con una manguera, etc.
Nosotros tomaremos el caso del nivel óptico, ya que con él, hemos realizado las
prácticas con el profesor.
Para emplear el nivel necesitamos una “mira parlante”,
sobre la cual realizaremos la lectura. El nivel se afirmará sobre el terreno,
sobre un trípode el cual tiene en la parte superior un tipo de rosca para que
el nivel sea ajustado. El nivel tiene dos burbujas, una en la parte superior y
otra en el costado, las cuales sirven para que el nivel esté nivelado con
respecto al suelo.
También tiene una lente a través de la cual
realizaremos la lectura de mira. Tiene una perilla al costado que aclara la
imagen que tendremos de la mira parlante. Una perilla permite acercar o alejar
la imagen que tengamos. En la parte inferior del nivel, hay una especie de rosca
para girar el nivel hacia una dirección determinada, la cuál nos permite medir
ángulos, para encuadrar una plantación. El operador tendrá que tener en cuenta
que los números de la mira parlante están al revés, ya que al mirar por la
lente del nivel se invertirán los mismos. Los niveles ópticos sirven para
distintos fines como por ejemplo: La marcación para una plantación determinada,
para encuadrarla y determinar así sus ángulos etc.
PASOS A SEGUIR PARA LA MARCACIÓN DE UNA CURVA DE NIVEL
Para hacer la marcación de una curva de nivel, se
procede:
1º Se debe determinar la zona de desagüe.
2º Se elige la zona de mayor pendiente, debido a que
este lugar es el de mayor deterioro, por la acción directa de las lluvias y se
saca la pendiente promedio, para ello9 se recurre a una tabla de intervalos
verticales y horizontales.
El intervalo vertical es la diferencia de nivel que existe entre una curva y
otra.
El intervalo horizontal es la distancia que existe entre una curva y otra.
El intervalo horizontal es la distancia que existe entre una curva y otra.
3º Se realiza la tabla de intervalos verticales y
horizontales.
4º Se hace la marcación de arranque, que es el lugar
donde nace la curva de nivel, cuya marcación se realiza por el lado opuesto de
la zona de desagüe.
5º Se realiza la primer lectura para saber en que
lugar estamos, operando a este valor se le suma 3cm la que comúnmente se
denomina pendiente del 3x mil y se desplaza 10m cortando la pendiente y así
sucesivamente.
6º Suavización de las curvas y se hace para que la
curva sea mas o menos proporcional.
7º Es la construcción de camellones.
La curva de nivel evita que los suelos se deterioren y
de esta forma se pueden aprovechar los terrenos con mucha pendiente.
BIBLIOGRAFIA
Enciclopedia
Microsoft Encarta 2000
Topografía
Valdez, Doménech
Geociencia autor
Anónimo
Artículo Altimetría.
Disponible en: "www.buenastareas.com". Consultado: 28 de octubre de
2011.
Oscar Arango Andreu.
Topografía. La Habana: Editorial Pueblo y Educación. Impresión. 1983. p.100-120.
Comentarios
Publicar un comentario