La topografía como ciencia

Para hablar de la topografía se debe tener un conocimiento previo para no perderse al hacer referencia de su información, es por ello que se realiza este documento, con la finalidad de dejar en claro algunos conceptos básicos y a su vez servir como una fuente rápida para las personas que se interesen o necesiten obtener información acerca de los temas que esta maneja.

Como estudiante de ingeniería civil la topografía se ha convertido en un estudio fundamental para mi formación académica así como para la de mis compañeros, ya que tanto ingeniería civil como la topografía van de la mano para realizar diferentes tipos de trabajos. Ejemplos de ellos son nivelaciones y levantamientos que hablaremos posteriormente en este documento.

Topografía

• Definición de topografía

Cuando escuchamos la palabra topografía lo primero que se nos viene a la mente es algo referido a la tierra y sus estudios, pero no algunas personas tienen un pensamiento erróneo de lo que es la topografía, ya que piensan que se trata más de algo relacionado con el campo haciendo referencia a la agricultura, y si, en parte la topografía también ayuda en eso, pero está aún más ligada a la ingeniería civil y de esto hablaremos a continuación.

Para Wolf (2015), la definición de topografía es "la disciplina que comprende todos los métodos para medir y recopilar información física acerca de la tierra…"

La palabra topografía viene del griego topos que quiere decir "lugar" y graphein que es "describir" decir, es el estudio o ciencia de los puntos y posiciones en la superficie terrestre, hablando coloquialmente.

Toma datos recabados por diferentes estudios para facilitar la modificación del relieve y usarlo para beneficio humano, como construcción de caminos como lo son calles, carreteras o la nivelación de terrenos para edificar las estructuras de los nuevos asentamientos modernos como casas o edificios. Se relaciona con la geometría, trigonometría, álgebra y cálculo debido a que necesita la aplicación de las matemáticas para los trabajos de campo.

Con el paso del tiempo y al igual que todas las ciencias, la topografía ha sufrido cambios para bien, es decir, que ahora con la ayuda de la tecnología se ha hecho mucho más fácil ejercer los trabajos que hasta hace unos años se hacían con instrumentos mecánicos y tomaban más tiempo realizarse.

El topógrafo

Este término es referido para las personas que tomaron la topografía como profesión, aunque resulte muy obvio, es importante recalcar como debe de ser el perfil de un topógrafo para que pueda desempeñar este trabajo. Primero un topógrafo debe de poder tener una idea de la medición de planos y espacios tanto en el área terrestre como la marítima y con la ayuda de las medidas recabadas poder llevar a cabo una planeación para el mejor aprovechamiento de los espacios y darle sustentabilidad a la edificación o trabajo que se desee realizar ahí.

Es importante también que el topógrafo este actualizado con su trabajo, ya que como habíamos mencionado anteriormente la topografía cambia conforme la tecnología lo permita, ahora vemos topógrafos con equipos más sofisticados que pueden realizar mejores trabajos debido a la precisión de los instrumentos que se usan.

Ahora bien, en la hora del estudio hay opiniones divididas acerca de esto, debido que hay personas que dicen que los métodos e instrumentos que se usaban antes son mejores para educar a los futuros topógrafos, basan su argumento diciendo que debido a la dificultad que representa realizar una medición o un cálculo con estos hace que el estudiante gane una mayor experiencia que si utiliza uno moderno.

También hay quienes defienden el uso de los equipos modernos para la enseñanza y ellos argumentan que al momento de buscar algún trabajo en la actualidad a un topógrafo le darían equipos de nueva generación y ya estarían más familiarizados con estos, pero todo es en pro de la educación del estudiante para formar a una persona preparada académicamente.

Instrumentos topográficos básicos

Así como es importante saber acerca de un topógrafo también es importante conocer las herramientas o instrumentos con los que este trabaja. Mencionaremos algunos de los básicos al momento del estudio de la topografía, es decir los más básicos para trabajar.

Teodolito: es un instrumento ya sea mecánico o electrónico que se usa para medir los ángulos en los planos de un terreno por medio del uso de un lente de aumento y un sistema de conteo angular.

Nivel fijo: es un instrumento óptico cuya finalidad más importante es la determinación de desniveles de diferentes puntos en un terreno por medio de cotas y con la ayuda de un "estadal" (que se mencionará más adelante).

Brújula topográfica: es un instrumento que cuenta con una aguja con punta imantada para ubicar los puntos cardinales. Su uso más común en la topografía es la ubicación del norte verdadero y con ello tener la información para los cálculos de "rumbo" y "azimut" de un terreno a medir.

Trípode: es un apoyo utilizado usualmente para la colocación y nivelación de los instrumentos mencionados anteriormente. Como su nombre lo dice tiene tres pies que se pueden manipular de acuerdo a la necesidad para tener a nivel los instrumentos mencionados anteriormente cuando estos se encuentren en terrenos a desnivel.

Baliza: es un instrumento, sea de plástico o madera que sirve para facilitar la ubicación de un punto en la medición de ángulos, o donde sea requerido. Son usualmente de un color resaltante para ayudar al topógrafo a distinguirla a través del teodolito.

Nivel de mano: es un instrumento con la apariencia de un pequeño cilindro que sirve para nivelar distintos objetos o bien determinar alguna desnivelación a través del método óptico.

Estadal: es un instrumento con la apariencia de una regla de medición. Puede estar hecha de madera o de aluminio en el caso de las más modernas. Tienen dos caras, una con conteo de centímetros para mediciones más precisas y otra con conteo de decímetros para que logren ser vistas a distancias mucho más lejanas. Son usadas junto con el nivel fijo (mencionado anteriormente) para el cálculo de desnivelaciones en los terrenos.

Plomada: es un objeto hecho de cobre que sirve para poner a nivel céntrico o alinear los instrumentos con un punto en el plano. Tiene la apariencia de un trompo (de donde viene su sobrenombre).

Las divisiones de la topografía

La importancia del estudio de la topografía la obliga que esta a su vez, se divida en tres partes más. Estas tres partes son: topología, topometría y plananografía.

"Topología que estudia las leyes que rigen las formas del terreno.

Topometría que establece los métodos geométricos de medida.

Planografía que es la representación gráfica de los resultados y constituye el dibujo topográfico." (García, 1980).

Con esto podemos ver que hay temas tan importantes en la topografía que es necesario darles un estudio propio para evitar confusiones y dejar en claro varios conceptos y aplicaciones.

Antecedentes de la topografía

Como se había mencionado anteriormente, la importancia de la topografía es cosa de hace muchos años, no solo las sociedad de ahora la necesita debido al constante crecimiento de la población humana y con ello la exigencia de construir nuevas urbes que satisfagan su necesidad de vivienda, esto viene desde años atrás en las primeras civilizaciones.

A ciencia cierta decir quien o quienes utilizaron por primera vez la topografía sería imposible, pero lo que sí se sabe es que la mayoría debió utilizarla para la delimitación de territorios como por ejemplo la gente de Babilonia utilizó mapas, estos fueron encontrados por arqueólogos, o como las parcelas del antiguo Egipto.

Ahora al hablar de usar la topografía para la construcción, se debe mencionar la antigua Roma, como prueba de ello tenemos las grandes edificaciones que se mantienen al día de hoy y que a primera vista parecen tener una simetría perfecta.

Cabe mencionar que estos últimos también tuvieron sus primeros instrumentos topográficos, que los ayudaron a tener los grandes avances en construcción y planificación.

Cada civilización tuvo un propio aporte a esta ciencia, después de los romanos hubieron mejoras a todas las cosas hasta antes de llegar a la edad media donde hubo un estancamiento de los avances científicos y tecnológicos causado por la época oscura de la iglesia.

Como nos pasa ahora conforme el pasar del tiempo los antiguos instrumentos se fueron modernizando poco a poco con las nuevas invenciones de los científicos de los siglos del renacimiento, así como la aplicación de los nuevos descubrimientos matemáticos para tener poco a poco una topografía más precisa.

La seguridad en el campo

Como ingenieros tenemos la responsabilidad de proteger tanto a nuestra persona como a los que trabajan con nosotros, esa es nuestra ética del trabajo en equipo y no es lo mismo estar en una oficina como correr los riesgos de estar en la intemperie y que algo nos puede causar un daño.

La topografía como se sabe se realiza siempre en lugares de alto riesgo, es por ello que siempre debemos estar pendientes y extremar precauciones, como lo es usar el equipo de seguridad adecuado y prestar atención a las indicaciones si se nos llegaran a dar.

Por ejemplo en las zonas silvestres los topógrafos usan botas gruesas y además de eso polainas que le protejan la mayor parte de la pierna, esto con el fin de protegerlos de cualquier tipo de animal que pueda llegar a morderlo como serpientes, arañas, escorpiones etc. También se debe usar ropa gruesa y guantes para protegerse de laceraciones o incrustaciones en la piel.

El uso de casco por ejemplo en las zonas donde se esté construyendo ya que podría pasar que algún objeto caiga desde las alturas y le cause al topógrafo un traumatismo que pueda poner en riesgo su vida.

Otro caso importante en la topografía es el uso de un chaleco reflectante que ayuda a ser distinguido a distancia o en la oscuridad, esto porque algunos trabajos son realizados en zonas con una gran afluencia vehicular dejándolo vulnerable a ser atropellado. Los lentes de seguridad o para el sol también son muy recomendados para mantener la integridad de nuestros ojos.

Pero aun usando material para protegernos seguimos corriendo gran riesgo, ya no solo hablando del ambiente creado por el hombre como lo son las construcciones o las avenidas, sino también en el entorno físico natural como lo es el clima o la ubicación de los lugares, también se corren riesgos dependiendo que parte del año se está cursando en ese momento y ahí si se corre más riesgo ya que eso es algo que el ser humano no puede controlar, por eso es esencial tener una planificación previa del trabajo para evitar correr todos estos riesgos y mantenernos seguros en nuestro entorno de trabajo.

Organizaciones topográficas

Al referirnos a la topografía como una ciencia debemos tomar en cuenta que existen instituciones que respalden o ayuden a su estudio para hacerla mucho más fácil para nosotros, a continuación veremos algunas de las más importantes agencias norteamericanas.

U.S. Geological Survey: "…está encargada del Programa de la Cartografía Topográfica Nacional, que cubre Estados Unidos." (Schmidt, 1978).

National Ocean Survey: "Publica cartas náuticas de aguas costeras de los Estados Unidos y sus posesiones territoriales, ejecuta los principales trabajos geodésicos del país, y elabora y distribuye las cartas aeronáuticas requeridas por la aviación civil norteamericana." (Schmidt, 1978).

U.S. Bureau of Land Management: "…es la responsable de efectuar los levantamientos de los terrenos públicos federales. Tales levantamientos están aún siendo realizados en algunos Estados del occidente de los E.U.A. y en Alaska." (Schmidt, 1978).

The American Congress of Surveying and Mapping (ASCM): Es la más importante en los Estados Unidos, esta organización financia varios encuentros en los cuales se reúnen varios topógrafos y presentan artículos que son publicados en diversas revistas.

Geomatics Division de la American Society of Civil Engineers (ASCE): Publica trimestralmente en el Journal of Surveying Engineering y dedica varios temas de la topografía.

Canadian Institute of Geomatics (CIG): Para Wolf (2015), es la organización canadiense más profesional en relación con la topografía. Es la versión de la ACSM canadiense. Difunde la información a través de CGI Journal.

Tipos de levantamientos

A continuación veremos los levantamientos más importantes.

Levantamiento topográfico: De acuerdo con Wolf (2015), son los que se encargan de determinar la ubicación y las características naturales y artificiales al igual que las elevaciones que empleamos en los mapas.

Levantamiento catastral: También conocido como levantamiento de terreno, se usa para realizar levantamientos de terrenos particulares o propiedades privadas.

Levantamiento de propiedades: Según lo escrito por Schmidt (1978), son lo que se usan para la determinación de ductos y carreteras así como de mapas oficiales, es decir que a diferencia del catastral, se entiende como el levantamiento para las obras públicas.

Levantamiento de minas: Para Wolf (2015), son los que se efectúan tanto encima como por debajo de la superficie, empleado usualmente para la construcción de túneles o en apoyo a la ingeniería minera. También se utiliza para la explotación de los minerales y la búsqueda de recursos de energía.

Levantamiento aéreo: Según Schmidt (1978), se realizan por medio de cámaras de alta precisión que son colocadas en aeroplanos y toman fotografías que completan un espacio.

Levantamiento hidrográfico: Para McCormac (2004), son aquellos que se relacionan con los cuerpos de agua, es decir, lagos, ríos, playas, etc. Son usados para definir la forma de la tierra debajo del agua así como información para la navegación y construcciones que se realicen en los cuerpos.

Levantamiento de construcción: De igual forma siguiendo lo escrito por McCormac (2004), se usa para localizar estructuras y establecer las elevaciones por medio de puntos determinados durante la construcción. Este es el más usado en la ingeniería civil.

Levantamiento urbano: De acuerdo con McCormac (2004), son los que se realizan para las ciudades, es decir, para las calles, avenidas y drenajes así como sus planeaciones de construcción.

Levantamiento de control: De acuerdo con Wolf (2015), son usados para establecer líneas horizontales y verticales para su uso en otro levantamiento, ya que su mismo nombre lo dice, sirve para mantener un control topográfico del entorno.

Otras aplicaciones de la topografía

En este escrito la mayor parte del tiempo hablábamos de la topografía en relación con la ingeniería civil, es decir, con las nivelaciones para caminos, construcciones y todo lo referido a esta. Sin embrago cabe aclarar que la topografía también es usada en otras ciencias.

Por ejemplo en la geología o la geodesia, sus estudios permiten tener un amplia gama de conocimientos acerca de los materiales de la tierra que es un uso muy común que se le da a esta ciencia.

Al igual mencionamos casi al inicio se puede utilizar en la agronomía, para saber puntos exacto para colocar ya sean maquinas o saber los mejores lugares para el cultivo de diferentes tipos de hortalizas, vegetales etc.

También vimos en los diferentes tipos de levantamientos otras ramas en las que se puede emplear, como la minería que si hablamos a fondo ayudaría a la detección de los yacimientos de los minerales a explotar y de cómo facilitar su extracción.

Así mismo en los cuerpos de agua ya que ahora no solo se limita a la tierra, sino también a la tierra que se encuentra debajo de los acuíferos. En las vías de comunicación también se puede utilizar, demostrando el bien que nos puede hacer facilitando las redes de comunicación entre distintos puntos

Y aunque sea difícil de creerlo pero la topografía también puede ser utilizada con fines de la defensa militar, ya que puede ser usada como un ciencia táctica para la localización y la planeación de puntos de inteligencia.

El futuro de la topografía

Como ya vimos la topografía va aumentando su importancia conforme el pasar de los años y la necesidad el hombre por conocer a fondo más al entorno terrestre y aprovechar ello.

Por eso no es difícil imaginar a donde llegaría la topografía en unos años más adelante. Se estima que próximamente ayude en la industria espacial mapeando la tierra a través de una red de satélites como los usados ahora en el GPS pero con una mayor complejidad. Por ello esta ciencia aunque no lo parezca es y seguirá siendo de suma importancia para la vida y el desarrollo del hombre en la sociedad.

Conclusión

La topografía es una ciencia de suma importancia para nuestra vida, ya que gracias a ella no solo la ingeniería civil la aprovecha para tener mejores construcciones y caminos más precisos, sino también otras ciencias la requieren para facilitar sus objetivos.

Es por ello que su estudio resulta interesante no solo para los que tienen la obligación o la necesidad de aprenderla, también para las personas que les despierta la curiosidad saber sobre la forma de la tierra y como la usamos a nuestro favor.

Referencias bibliográficas

GARCÍA Márquez, F. (1980). Curso básico de Topografía. Ed. Concepto. México

McCORMAC, J. (2004). Topografía. Ed. Limusa Wisley. México.

SCHMIDT, M. (1978). Fundamentos de topografía. Ed. CECSA. México.

WOLF, P. (2015). Topografía. Ed. Alfaomega. México.

Complementaria

ANDERSON, J. (1988). Introducción a la topografía. Ed. McGraw Hill. México.

SANDOVER, J. (1981). Topografía. Ed. CECSA. México.

Autor:

Manuel J Pacheco Poot