Topografía | ¿Qué es? Tipos y Ejemplos

Topografía, cuyo nombre proviene de la palabra griega, se refiere a la composición del terreno, es una de las disciplinas cuya aplicación está muy presente en la totalidad de las necesidades del ser humano que requieren el conocimiento de la superficie del terreno donde se desarrollará esta actividad.

En la construcción de obras civiles, los acueductos, los canales, las carreteras, los embalses, etc., en el desarrollo del urbanismo, en el catastro, en el ámbito militar, tanto como en la arqueología, y en distintos otros campos, son ejemplos de topografía que denotan un gran elemento fundamental.

Se supone que la Topografía tuvo un muy buen inicio desde el momento en el que la especie del ser humano dejó de ser nómada para convertirse en la sedentaria. La necesidad de establecer límites precisos e invariables en el tiempo entre las propiedades sin duda dio lugar a los primeros métodos e instrumentos topográficos elementales.

Las primeras menciones escritas sobre el uso de la topografía se encuentran en la época del imperio egipcio, hacia el año 1.400 a.C., donde se utilizaba para determinar los límites entre las propiedades de los fértiles valles del Nilo.

Diferentes tipos de instrumentos y métodos utilizados por los egipcios en la topografía fueron aceptados por los romanos, durante su ocupación de Egipto, y fueron complementados con la trigonometría, hecha por los griegos. Los romanos utilizaron ampliamente esta disciplina en sus obras civiles, como acueductos y carreteras.

Un ingeniero y topógrafo romano, Sexto Julio Frontino, escribió entre otras obras el primer tratado de topografía, del que se han conservado algunas copias de sus partes, ya que el original se extravió.

La actualización de la topografía comenzó a principios del siglo XVII con el desarrollo del telescopio astronómico, creado por el astrónomo alemán Johannes Kepler, y la cadena elaborada por el matemático inglés Edmund Gunter, que estableció el primer estándar en la medición de distancias.

A través de la historia de la topografía, las colaboraciones en métodos topográficos, cálculos numéricos e instrumentos han sido constantes, hasta llegar a la perfección a comienzos del siglo XIX. En el siglo XX, la topografía se enriqueció con la aportación de la Fotogrametría, para el levantamiento de grandes superficies, así como con instrumentos como el ordenador, el distanciómetro electrónico y los niveles láser, además del Sistema de Posicionamiento Global.

Se trata de la ciencia y la técnica que se encarga de medir ángulos y distancias en superficies de terreno lo más reducidas posible para poder descartar el efecto de la curvatura de la tierra, y de transformarlas para obtener coordenadas de puntos, direcciones, alturas, áreas o volúmenes, en forma gráfica y/o numérica, de acuerdo con las necesidades del trabajo. 

La topografía incluye el estudio de los instrumentos que utiliza, sus principios de funcionamiento, sus componentes y su operación. También se estudia la teoría del error, ya que muchos trabajos topográficos requieren ciertos valores de precisión en los resultados, valores que a su vez determinarán los métodos y la precisión de los instrumentos a ser utilizados en el proyecto.

En cuanto a la importancia de la topografía y a los diferentes contenidos que conforman la topografía, se engloban en tres importantes grupos perfectamente diferenciados:

Trata de la teoría de los errores y del cálculo de la regeneración, la cual, forma parte del conjunto de métodos matemáticos que permiten minimizar los inevitables errores cometidos en las mediciones, y que también permiten elaborar los métodos y el instrumental adecuado a utilizar en los distintos trabajos topográficos, para obtener la mejor calidad en los mismos.

Instrumentación: En esta división se analizan los diferentes tipos de equipos que se utilizan en la topografía para realizar mediciones angulares o de distancia, para determinar sus principios de funcionamiento, para realizar su mantenimiento y para lograr su uso en forma óptima.

Métodos topográficos: Son el conjunto de observaciones necesarias para obtener la proyección horizontal y las coordenadas de los puntos medidos sobre el terreno. Por lo general, las proyecciones horizontales se realizan independientemente de las coordenadas de los puntos, diferenciándose entonces en dos grandes grupos.

Los métodos planimétricos: La planimetría, que comprende una serie de métodos planimétricos, sólo tiene en consideración la detección de la proyección del terreno sobre un plano horizontal e imposible que se supone es la superficie central de la Tierra.

De los métodos altimétricos: La altimetría, que conforma los métodos altimétricos, tiene en consideración las alturas de los diferentes niveles del terreno.

Para la elaboración de un plano topográfico. Es muy necesario conocer tanto la planimetría como la altimetría para poder determinar la posición y la elevación de cada punto del terreno a representar.

Es preciso hacer una pequeña aclaración para poder diferenciar dos ciencias que tienen más o menos la misma finalidad: medir las extensiones de terreno. Estas dos ciencias se diferencian entre sí en cuanto a las magnitudes consideradas en cada una de ellas y, en consecuencia los métodos utilizados.

Se domina topografía si trabaja sobre superficies pequeñas, sin tener en consideración la forma real de la Tierra, pero tomando en cuenta la superficie terrestre como un plano.

El error que se comete con esta hipótesis es insignificante, cuando se trata de extensiones no excesivamente grandes.

Si se tiene en cuenta un arco en la superficie terrestre de 18 km de longitud es sólo 1,5 cm más largo que la cuerda subtendida, y que tan sólo un error de 1" de exceso esférico en un triángulo que tiene una superficie de 190 km2.

A la hora de medir grandes áreas de terreno, por ejemplo, para elaborar la gráfica de un país, un estado o una gran ciudad, no se puede acceder a la aproximación que da la topografía, por lo que hay que considerar la propia forma de la Tierra y, por lo tanto, su superficie ya no se contempla como un plano, sino que se toma como una parte de la superficie de un elipsoide y se deberá recurrir a la geodesia.

Los Levantamientos: Estos son el conjunto de observaciones que permiten determinar las posiciones sobre la superficie terrestre de los componentes naturales y/o artificiales de una zona concreta y establecer la figura del plano. El desarrollo de los trabajos de levantamiento topográfico se compone de dos etapas esenciales:

Trabajo de campo: Abarca la toma de datos esta consiste básicamente en la medición de ángulos horizontales y/o verticales y de direcciones horizontales o verticales.

Este Trabajo de gabinete u oficina: Es el que consiste en calcular las ubicaciones de los puntos medidos y dibujarlos en un plano.

La mayoría de los estudios tienen como objetivo el cálculo de superficies y volúmenes, así como la representación de las mediciones realizadas sobre el terreno mediante perfiles y planos, por lo que dichos trabajos se plantean también dentro de la topografía, en la que reciben el nombre de topometría.

Los Topográficos (Topografía común). Se han realizado en áreas reducidas, no se considera la curvatura de la tierra, que origina la propia representación en un plano horizontal, que es normal a la dirección de la gravedad y tangente a la de la superficie en un mismo punto.

El geodésico (Geodesia). Se efectúan sobre grandes áreas de la superficie terrestre y se tiene en cuenta la curvatura de la tierra. A parte de las características mencionadas, se han distinguido de los levantamientos topográficos por la realización de la técnica y el uso que se ha hecho de ella, entre ellos tenemos:

Redes de detección de ángulos y de distancia, para poder realizar el recorrido completo de una gran zona.

Procedimientos de medición de alta calidad, hay modelos matemáticos que contemplan la curvatura de la tierra. Además, dentro de los levantamientos topográficos se incluyen los siguientes:

Su finalidad es señalar los límites o localizarlos, medir y separar superficies, localizar terrenos en planos generales que enlazan con los levantamientos pasados o que proyectan las obras y las construcciones.

Se utiliza para diseñar y construir carreteras, ferrocarriles, canales, líneas de transporte, sistemas de acueducto, etc.

Su objetivo es fijar y verificar la ubicación de las obras subterráneas y relacionarlas con las obras de superficie.

Se realizan en las ciudades, áreas urbanas y de los municipios, con el fin de establecer los límites o realizar el estudio de las construcciones urbanas.

Se realizan por medio de la fotografía, normalmente realizada desde aviones, y se utilizan como auxiliares de gran valor para todos los demás tipos de levantamientos.