Introducción a las Ciencias de la Representación Terrestre
A continuación, se definen los conceptos fundamentales que rigen la representación y medición de la superficie terrestre:
- 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.
- Geodesia: Ciencia que se ocupa del estudio de la forma y dimensiones de la Tierra.
- Cartografía: Ciencia que se encarga del trazado y el estudio de mapas geográficos.
Mapas, Cartas y Planos
La representación plana de la superficie terrestre se clasifica según el área y el objeto representado:
- Mapa: Toda representación plana de una parte de la superficie terrestre.
- Cartas: Si las superficies representadas son las del mar y sus costas, a estos mapas se les llama Cartas.
- Planos: Si la representación corresponde a superficies pequeñas, entonces se denominarán Planos.
Características Principales de un Mapa
- Es una representación reducida (a escala) del territorio.
- Es una representación resumida del territorio. No aparecen en él todos los detalles, solo los que se han considerado importantes o de interés.
- Es una representación esquemática. Se usan signos convencionales para indicar los detalles (leyenda).
- Orientación: Saber dónde está el Norte permite orientar el mapa.
Mapa Topográfico
Representación bidimensional de la superficie tridimensional terrestre mediante una serie de normas, códigos y unidades.
La Escala en la Cartografía
La Escala es la relación existente entre una distancia medida sobre el mapa y la correspondiente distancia medida sobre el terreno.
Hay muchos tipos de escalas, pero las más utilizadas en los mapas geográficos son las escalas numéricas y gráficas. Las escalas no tienen unidades, aunque la más utilizada habitualmente es el centímetro.
- Escala Gráfica: Es una línea dividida en segmentos. Cada uno de ellos se corresponde con un centímetro del mapa.
- Escala Numérica: Indica la relación entre una unidad del mapa y la realidad, ya sea en forma de número fraccionario cuyo numerador es siempre la unidad (ej. 1/50000) o en forma de división indicada (ej. 1:50000).
La Forma de la Tierra y la Red Geográfica
La superficie de la Tierra es irregular. Las figuras aproximadas a la superficie terrestre son: Esfera, Esferoide y Geoide.
Latitud y Longitud
Para localizar un punto sobre la Tierra, se parte de dos puntos fijos que son los dos polos terrestres: Norte y Sur, por los que pasa el eje de rotación de la Tierra. A partir de los polos, se traza una cuadrícula o red de líneas imaginarias formadas por los paralelos y los meridianos.
Meridianos y Paralelos
- Meridianos: Son semicírculos imaginarios trazados de polo a polo. El meridiano 0º es el Meridiano de Greenwich.
- Paralelos: Son círculos imaginarios que rodean la Tierra, paralelos al ecuador y perpendiculares a los meridianos.
Paralelos Importantes
- Ecuador: Es el paralelo 0º y divide a la Tierra en dos hemisferios: Norte y Sur.
- Trópicos de Cáncer y de Capricornio: Son las regiones de la Tierra donde en los solsticios de invierno o de verano, según corresponda, los rayos del sol caen verticalmente sobre un observador.
- Círculos Polares: Ártico y Antártico.
Coordenadas Geográficas
A partir de la red geográfica, se puede ubicar un punto cualquiera de la superficie terrestre gracias a las coordenadas geográficas: latitud y longitud.
- Latitud: Es la distancia medida en grados desde cualquier punto de la Tierra al ecuador. Puede ser Norte o Sur. Se mide en grados sexagesimales. La latitud equivale a 0º en el Ecuador y a 90º en el Polo.
- Longitud: Es la distancia medida en grados desde cualquier punto de la Tierra al meridiano de Greenwich, medida sobre el paralelo que pasa por dicho punto. Puede ser Este u Oeste. También se mide en grados sexagesimales. La longitud equivale a 0º en el meridiano de Greenwich y a 180º en el lado opuesto.
Origen de las Coordenadas Geográficas
Es la intersección del Meridiano de Greenwich con el Ecuador. En dicho lugar, tanto la latitud como la longitud son 0º.
Sistemas de Referencia y Localización
Sistema Sexagesimal
Es un sistema de numeración posicional que emplea como base el número 60. El sistema sexagesimal se usa para medir tiempos (horas, minutos y segundos) y ángulos (grados) principalmente. Es decir, que cada grado se divide en 60 minutos y cada minuto en 60 segundos. Se utiliza para mejorar la precisión en la localización de un punto.
Coordenadas UTM (Universal Transverse Mercator System)
Cualquier punto de la Tierra está determinado por unas coordenadas únicas que lo distinguen de los demás respecto de un sistema de referencia. Las coordenadas UTM indican la posición de un punto en la superficie terrestre tomando como referencia:
- El Huso: Zonas delimitadas cada 6 grados desde el antimeridiano de Greenwich hasta el meridiano de Greenwich. Son 60 husos y se identifican mediante números.
- La Zona: Son áreas de 8 grados que surgen de dividir la superficie de la Tierra entre la latitud 80º Sur y la latitud 84º Norte. Se identifican mediante letras.
- Coordenadas X e Y: Expresadas en metros.
Representación del Relieve: Altitud y Curvas de Nivel
Para representar un relieve se usan los datos de altitud o cota.
Cota
Es la altitud a la que se encuentra cualquier punto del mapa topográfico, en metros, sobre un nivel de referencia que normalmente es el nivel del mar. Para representar las diferentes alturas, se utilizan las curvas de nivel.
Curvas de Nivel
Son isolíneas de altitud; es decir, líneas que unen puntos con igual altitud (de la misma altura).
Características de las Curvas de Nivel
- Son cerradas.
- No se cortan con otras curvas.
Equidistancia
Es la diferencia de altitud que separa las líneas/curvas de nivel contiguas en un mapa topográfico. La equidistancia entre curvas de nivel se expresa en metros sobre el nivel del mar. En un mapa topográfico, no se representan todas las curvas de nivel, se representan únicamente las que corresponden a unas altitudes determinadas.
Tipos de Curvas de Nivel
- Curvas Maestras: Aparecen con un trazo más grueso.
- Curvas Intercaladas.
Cálculos Fundamentales en Topografía
Distancia entre Dos Puntos
Se mide la distancia que hay entre los dos puntos del plano en centímetros y, utilizando la escala, se transformará en metros. Las unidades que se utilizan son metros y kilómetros principalmente.
- Distancia Real: Es la distancia que vamos a recorrer si nos movemos por la superficie del terreno.
- Distancia Geométrica o Natural: Es la que obtenemos si unimos los puntos A y B con una línea recta.
- Distancia Horizontal o Reducida: Es la distancia que se mide en el mapa.
Cálculo de Áreas
Una vez conocida la forma del área que se va a calcular, se utilizará la escala para transformar las distancias en medidas reales y se aplicará la fórmula correspondiente. Las unidades más utilizadas son m², hectáreas (1 ha = 10.000 m²) y km².
Cálculo de Pendiente
La Pendiente es la relación existente entre el desnivel entre dos puntos y la distancia horizontal que hay entre ellos. La pendiente se puede expresar:
- En Porcentaje: Variación de altura en una distancia de 100.
- En Grados: Es el grado de inclinación que presenta con respecto a la línea horizontal.
Fórmulas para el Cálculo de Pendiente
Para hallar la pendiente en porcentaje utilizaremos la siguiente fórmula:
$$Pendiente (\%) = (H/dH) \times 100$$
Para hallar la pendiente en grados utilizaremos la siguiente fórmula:
$$Pendiente = arctg(H/dH)$$
Donde H es el desnivel y dH es la distancia horizontal.
Cortes Topográficos
El corte topográfico consiste en una representación a escala de las altitudes, siguiendo una línea concreta de un mapa. El perfil nos muestra en un gráfico bidimensional cuál es la forma del relieve siguiendo una dirección determinada.
Se construye la escala vertical, que va a ser la que nos va a permitir localizar las alturas de las diferentes curvas de nivel que van a cortar nuestro perfil. La escala vertical, normalmente, será la misma que la escala horizontal. El intervalo representado en la escala debe de tener todas las alturas de las curvas de nivel que corten el perfil. Siempre es conveniente ampliar un poco dicho intervalo (por encima o por debajo) para poder representar bien el perfil. Siempre se tiene que representar la escala horizontal del mapa en el corte, ya sea de forma gráfica o numérica.