Fundamentos de Sistemas de Coordenadas y Replanteo Topográfico

Sistemas de Coordenadas y Replanteo Topográfico

Coordenadas Geográficas

Las coordenadas geográficas definen la posición de un punto sobre la superficie terrestre mediante un sistema de referencia esférico o elipsoidal. Los elementos clave son:

• Longitud (λ): Es el ángulo diedro, medido entre dos planos, que forma el plano meridiano de un punto específico con un plano meridiano de referencia (generalmente el Meridiano de Greenwich).
• Latitud (φ): Es el ángulo que, con respecto al plano del Ecuador, forma la normal al elipsoide considerado en ese punto.
• Altitud o Cota: Representa la elevación de un punto sobre la superficie terrestre.
• Cota (Z): Se refiere a la distancia medida sobre la vertical desde el geoide, sin tener en cuenta las variaciones en la fuerza gravitatoria.

Ángulos y Direcciones en Topografía

Para definir posiciones y orientaciones en el terreno, se utilizan los siguientes conceptos:

• Ángulo Topográfico: El ángulo entre dos direcciones, como AB y AC, se define como el ángulo rectilíneo del diedro formado por los planos que contienen la vertical de A y los puntos B y C que determinan dichas direcciones.
• Azimut (θ): Es el ángulo que una dirección dada forma con la línea Norte-Sur en un punto específico. Se mide en sentido retrógrado a partir del Norte.

Replanteo: Materialización de Proyectos

El replanteo es el proceso de materializar en el espacio físico un conjunto de puntos definidos geométricamente en un proyecto. Estos puntos se especifican mediante sus coordenadas X, Y, Z.

Se considera la operación inversa al levantamiento topográfico: mientras que en el levantamiento se recopilan datos del terreno para crear un plano, en el replanteo se utilizan los datos de un plano para trasladarlos al terreno.

Proceso de Replanteo

El replanteo se realiza en dos fases:

1. Replanteo Planimétrico: Primero se posiciona el punto en el espacio en planta (coordenadas X, Y).
2. Replanteo Altimétrico: Posteriormente, se calcula su diferencia de cota con respecto a la cota de proyecto. La cota roja indica esta diferencia: será positiva si la cota de rasante es mayor que la cota del terreno, y negativa si es menor.

Métodos de Replanteo

Existen diversos métodos para llevar a cabo el replanteo, siendo los más comunes:

• Replanteo por GPS: Utiliza sistemas de posicionamiento global para ubicar los puntos.
• Replanteo Polar: Se basa en el replanteo de un punto a través de su azimut y la distancia reducida desde una estación base de replanteo.

Sistema de Posicionamiento Global (GPS)

El GPS es un sistema que permite determinar la posición de un objeto en cualquier lugar del mundo. Fue desarrollado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

El sistema está compuesto por una red de 24 satélites, denominada NAVSTAR, que orbitan a aproximadamente 20.200 km de la Tierra. Un sector de control, con cinco estaciones de seguimiento, procesa y transmite la información satelital.

Para determinar una posición, un receptor GPS debe localizar al menos cuatro satélites. Cada satélite emite información que el receptor utiliza para calcular su propia posición. Esto se logra midiendo el tiempo que tardan las señales en llegar al equipo y calculando la distancia a cada satélite mediante la trialteración (un método similar a la triangulación).

Sistemas de Información Geográfica (SIG)

Un SIG es un conjunto de herramientas que integra y relaciona diversos componentes para la organización, almacenamiento, manipulación, análisis y modelización de grandes volúmenes de datos georreferenciados del mundo real.

Estas herramientas permiten a los usuarios realizar consultas interactivas, analizar información espacial, editar datos y mapas, y presentar los resultados de estas operaciones.

El SIG funciona como una base de datos geográfica donde la información está asociada a objetos gráficos en un mapa digital mediante un identificador común, facilitando el acceso a los datos.

El sistema permite organizar la información en capas temáticas, almacenando datos de forma independiente para facilitar su interrelación. Los datos en un SIG representan objetos, los cuales se clasifican en:

• Discretos: Objetos puntuales o delimitados (ej. una casa).
• Continuos: Datos que varían de forma continua en el espacio (ej. elevación del terreno).

Los datos en un SIG se pueden almacenar de dos formas principales:

• Raster: Datos organizados en una cuadrícula de celdas.
• Vectorial: Datos modelados digitalmente mediante puntos, líneas y polígonos para representar entidades del mundo real.