La topografía en estudios hidrográficos

Caso de estudio: Estudios hidrográficos para proyecto de recuperación de playas frente al hotel Moon Palace

La Topografía se define como la ciencia y el arte de efectuar mediciones necesarias para determinar las posiciones relativas de puntos  de interés situados arriba, sobre, o debajo de la superficie de la Tierra, o de localizar y replantear puntos en una posición especificada. Las operaciones topográficas no están limitadas a tierra firme, se realizan en vastas extensiones de agua y más recientemente también en el espacio extraterrestre.

Desde el punto de vista hidrográfico, el Levantamiento Topográfico consiste de una serie de actividades llevadas a cabo con el propósito de describir la composición de aquellas partes de la superficie de la tierra que sobresalen del agua. Incluye el relieve de la costa y la ubicación de accidentes y características naturales o artificiales permanentes. Tal información es obtenida en parte al determinar la posición de los puntos del terreno, que permiten obtener su forma, como así también los detalles de los accidentes a ser mostrados, permitiendo su ubicación y descripción en un plano.

Pero también el término topografía  tiene otras aplicaciones, por ejemplo en hidrografía se utiliza para representar superficies del fondo  de cuerpos de agua, o límites de algunas características de las masas de agua. Pero siempre comparten como objetivo final la descripción de superficies que cubren un cuerpo físico.

En general el trabajo de topografía puede dividirse en cinco partes:

  1. Toma de decisiones. Selección del método de levantamiento, del instrumental, de la ubicación más probable de vértices, etc.
  2. Trabajo de campo o adquisición de datos. Realización de mediciones y registro de datos de campo
  3. Cálculo o procesamiento de Datos. Elaboración de cálculos con base en los datos registrados para determinar ubicaciones, áreas, volúmenes, etc.
  4. Elaboración de planos o mapas (representación gráfica de los datos). Dibujo o representación de las medidas para obtener un plano, un mapa o un gráfico, o para transcribir datos de un formato numérico o de computadora.
  5. Señalamiento. Colocación de señales (mojoneras y estacas) para delinear o marcas linderos, o bien, guiar trabajos de construcción.

Un levantamiento topográfico dentro de un estudio hidrográfico tiene como principal finalidad recabar información relativa a las características físicas de área cubiertas por agua. La información es esencial para la elaboración de cartas náuticas modernas, que muestran profundidades disponibles, canales, rompeolas, muelles, ayudas a la navegación  y otros detalles de interés. Un levantamiento hidrográfico podría referirse a varios otros tipos de investigaciones subacuáticas que se realizan con el fin de obtener la información necesaria para la construcción, desarrollo y mejoramiento de instalaciones portuarias y pesqueras; para el proyecto de muelles y otras estructuras subacuáticas; para determinar la pérdida de capacidad de lagos o presas debido a la acumulación de sedimentos, o para calcular la cantidades de material dragado.

A continuación se describe el proceso mediante el cual se analiza la parte topográfica en un estudio hidrográfico, siendo el caso de estudio: Estudios hidrográficos para proyecto de recuperación de playas frente al hotel Moon Palace.

El método usado consiste en  conectar una computadora portátil a un GPS Diferencial (Sistema de Posicionamiento Global) y esto a su vez se conecta a una ecosonda con un sensor introducido de 15 a 25 cm en el agua, el cual emite una onda sonora y recibe un eco después de que la onda de sonido rebota en el fondo.

Todo el equipo se monta en una embarcación pequeña capaz de navegar en aguas someras. El GPS indica la posición de la embarcación en la pantalla de la computadora sobre una foto satelital calibrada.

La ecosonda mide la profundidad en un punto, y el GPS registra las coordenadas de dicho punto, de esta manera mientras la embarcación avanza se toman lecturas continuas de profundidad con sus respectivas coordenadas, generando una base de datos que puede ser interpretada en 2 o 3 dimensiones. La batimetría se complementa con la verificación de puntos de control y elevaciones de rasgos importantes del terreno, con equipo RTK (Real Time Kinematic o Lectura en Tiempo Real).

El recorrido se realiza siguiendo los trayectos previamente establecidos. Usando un flexómetro y un peso muerto en una placa metálica se verifica que la profundidad leída sea la real (procedimiento conocido como “bar check”), si hay diferencias se cambia la corrección por hundimiento o velocidad del sonido en la ecosonda.

El levantamiento se debe realizar de tal manera, que la recolección de datos sea en lo posible lo más cercano a la orilla de la playa y así tener datos que puedan ser ligados con el levantamiento topográfico en la playa.

Al desplegar la información recolectada en campo con la corrección de mareas se pueden visualizar gráfica y numéricamente las profundidades obtenidas por el transductor de la ecosonda, así como el recorrido de la embarcación en un pequeño plano. La gráfica muestra las planicies, bordes y depresiones en el fondo. A estos datos se les debe aplicar una corrección por el comportamiento de la marea de ese día.

Estos datos ya corregidos se emplearán para obtener productos finales como modelos en tercera dimensión, contornos o isobatas con líneas batimétricas que se pueden procesar rápidamente con la computadora y que pueden ser exportados a programas CAD. Es importante hacer la observación de que en la computadora se interpolan los datos existentes para obtener las profundidades en los sitios que no fueron cubiertos durante el levantamiento, y así genera una red en tres dimensiones en base a un archivo de tipo XYZ el cual puede proyectarse en 2 o 3 dimensiones.

Uno de los productos finales son las Isobatas, que son curvas batimétricas representadas en el plano y que tienen la misma profundidad a todo lo largo; son ampliamente usadas en cartas marinas para navegación, son muy útiles para localizar áreas de desplante y calcular volúmenes de relleno en caso de recuperación de playas o construcciones marinas.

Para ligar este levantamiento con la topografía de playa, se realiza el levantamiento topográfico de la zona costera usando GPS en modo RTK (tiempo real). Para lograr una mayor cobertura, se ha de poner la antena base en un lugar alto, como este punto donde estará la base será un punto de control, se toman 20 lecturas de forma estática sobre este punto, y se obtienen coordenadas promedio para esta posición. A partir de aquí, se configura la antena Rover para continuar con el levantamiento en sistema RTK.

La antena Rover debe estar situada en una baliza extensible para poder levantarla en caso de ser necesario y establecer así, comunicación con la base. Los GPS toman lecturas de hasta 18 satélites, estableciendo así, las coordenadas con precisión milimétrica durante el levantamiento. Se realiza así, el recorrido del levantamiento de la zona de interés a lo largo de la playa y también dentro del agua hasta una profundidad de 30 a 35 cm.

Con esta información se puede tener la caracterización completa de la morfología del lugar, incluyendo lo que está por debajo del agua y también el área que está en tierra firme, y esta caracterización, se puede a su vez ligar a su vez con otro tipo de estudios, como de medición de corrientes, sedimentaciones, oleaje, etc.

8 Comments

cartografia

about 1 year ago

Excelente artículo, mi hermano se acaba de compra una herramienta como la de la fotografía y me gustaría irme con él algún día pero que sepa que conozco al menos lo básico, lo tendré en cuenta

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blog_tecnoceano

about 1 year ago

Muchas gracias.

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Glen

about 9 months ago

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about 6 months ago

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Chrinstine

about 7 months ago

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about 6 months ago

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