1. Introducción

Este texto fue elaborado como resultado del ejercicio de docencia e investigación en el área de topografía y vías de los proyectos curriculares de Tecnología en Topografía e Ingeniería Topográfica de la Facultad del Medio Ambiente y Recursos Naturales de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas.

Este documento reúne los conceptos teóricos y prácticos del área de Altimetría, presenta la descripción y el desarrollo de los diferentes métodos para la ejecución de levantamientos topográficos altimétricos, y determina en cada uno de ellos sus bases teóricas, aplicaciones y especificaciones. Para cada método se desarrolla un ejemplo, y además se plantean ejercicios en cada capítulo que complementan el desarrollo de cada tema.

Muchas personas ayudaron a la elaboración de este libro, familiares, amigos y sobre todo estudiantes que validaron el material presentado aquí. A todos ellos nuestro más sincero agradecimiento.

Con este texto esperamos apoyar a docentes y estudiantes en el desarrollo de las clases, y con ello contribuir al proceso de aprendizaje de la topografía.

Para garantizar el desarrollo individual de los ejercicios planteados, los datos iníciales están encadenados con los cuatro últimos números del documento de identidad de cada estudiante, con el número correspondiente a cada letra se deben completar los datos iníciales de cada uno de los ejercicios.

Nombre del estudiante: ______________________________________

Código del estudiante: _______________________________________

2. Conceptos generales

2.1 Altimetría

La altimetría (también llamada hipsometría) es la parte de la topografía que estudia el conjunto de métodos y procedimientos para determinar y representar la altura, o cota, de cada uno de los puntos, respecto de un plano de referencia. Con la altimetría se consigue representar el relieve del terreno (planos de curvas de nivel, perfiles, etc.)

2.2 Cota o altura

La diferencia principal entre cota y altura es el plano de referencia del cual se mide la distancia vertical. Se habla de altura cuando el plano de referencia es el nivel medio del mar y se habla de cota cuando el plano de referencia es un punto o plano arbitrario (ver gráfica 2.1).

Gráfica 2.1: cota o altura

Fuente: elaboración propia.

2.3 Nivel medio del mar

Según la organización internacional Permanent Service for Mean Sea Level, el nivel medio del mar (Mean Sea Level, MSL) se define como el nivel de las aguas tranquilas del mar, promediado durante un periodo determinado de tiempo (meses, años), de tal forma que los efectos provocados periódicamente por mareas y por otras causas frecuentes como las olas queden compensados.

Los mareógrafos han sido históricamente los aparatos más comunes para medir el nivel del mar. La forma de medición difiere dependiendo del tipo de mareógrafo utilizado. Todos ellos miden el nivel del mar instantáneo en un lugar concreto de la línea de costa, de forma continua. De esta manera, no se obtiene la información de los cambios del mar en toda su extensión, sino que se limitan a los valores de ciertos puntos de la línea de costa. En muchos países se ha utilizado el nivel medio del mar extraído de uno de sus mareógrafos como cero altimétrico, al cual está referida su red de nivelación nacional.

En Colombia el Datum fue colocado en Buenaventura, se le asignó una altura de 0.000 m. y se materializó un mojón desde el cual parte el traslado de altura para todos los puntos del país.

El Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC) ha ubicado puntos de altura conocida por todas las vías principales del país, materializados en incrustaciones horizontales o mojones, de los cuales se puede consultar la altura en el mismo instituto.

2.4 Nivelación

La Nivelación es el procedimiento utilizado para determinar la distancia vertical entre dos puntos, regularmente de uno al cual se le conoce el valor de la cota o altura, a otro de cota desconocida. Existen varios tipos de nivelación de acuerdo con el método y el equipo utilizado, como se relaciona en la tabla 2.1.

Tabla 2.1: tipos de nivelación

Fuente: elaboración propia.

Nivelación con cinta: consiste en determinar la distancia vertical directamente por medio de la cinta métrica. En este procedimiento se debe garantizar la verticalidad del instrumento utilizado.

Nivelación barométrica: la presión atmosférica disminuye con la altura. Consiste en determinar la distancia vertical con las comparaciones de las alturas dadas por un altímetro, el cual es un instrumento que permite medir esta altura con respecto al nivel del mar por comparaciones de presión; generalmente su apreciación es de 10 m. Este tipo de nivelación se utiliza para alturas notables (mayores a 50 m), por lo cual no se considera una nivelación topográfica.

Nivelación trigonométrica: consiste en determinar la distancia vertical con base en el ángulo vertical y la distancia horizontal; el ángulo puede ser de elevación o depresión.

Nivelación geométrica: es el procedimiento mediante el cual se determina la distancia vertical directamente, con la medición de alturas desde un nivel de precisión sobre una regla llamada mira.

En los siguientes capítulos se realiza una descripción más detallada de cada nivelación topográfica.

2.5 Equipos empleados en nivelación

2.5.1 Teodolito

El teodolito es un instrumento de medición mecánico-óptica universal que sirve para medir ángulos verticales y, sobre todo, horizontales, el cual tiene una precisión elevada. Con otras herramientas auxiliares puede medir distancias y desniveles. Básicamente, el teodolito actual es un telescopio montado sobre un trípode y con dos círculos graduados, uno vertical y otro horizontal, con los que se miden los ángulos con ayuda de lentes.

Gráfica 2.2: teodolito

Fuente: elaboración propia.

La estación total es, por así decirlo, una versión mejorada de un teodolito, ya que además de medir ángulos verticales y horizontales permite la medición remota de distancias. Lo que facilita significativamente los procedimientos.

2.5.2 Nivel

El nivel topográfico, también llamado nivel óptico o equialtímetro, es un instrumento que tiene como finalidad la medición de desniveles entre