Nivelación topográfica: superficie de nivel, cotas, altitud y métodos altimétricos

Superficie de nivel

Superficie de nivel: son superficies equipotenciales concéntricas a la Tierra. Dentro de la topografía, las superficies de nivel deben considerarse como esféricas, equidistantes y paralelas, cosa que no puede admitirse si se consideran grandes extensiones de terreno.

Conceptos básicos de altimetría

Cotas: es la altura de los puntos característicos sobre la superficie de nivel que se toma como superficie de comparación.

Altitud: es la cota de un punto referida al nivel del mar.

Desnivel: es la cota positiva o negativa, de uno de los puntos, con respecto a la superficie de comparación que pasa por el otro.

Errores en la medición altimétrica

Error de esfericidad

Es aquel que se comete en la apreciación del desnivel provocado por la esfericidad terrestre. Su fórmula es: e_e = d² / 2R, donde d = longitud del arco y R = radio.

Error de refracción

Está motivado por la refracción atmosférica como consecuencia de la distinta densidad de las capas de aire que deben atravesar el rayo visual. Las capas más densas se encuentran más próximas a la Tierra, y por eso la visual se refracta, dando lugar a una línea curva cuya convexidad se dirige hacia el cénit. Su fórmula es: e_r = d² k / R, donde d = distancia entre puntos, k = constante de refracción y R = radio de la Tierra.

Desnivel verdadero y aparente

El desnivel verdadero es el que nos muestra la medición que, según la distancia que ocupa, diferirá en más o en menos del real, al que se incorpora la variación por esfericidad y refracción. El desnivel aparente es el obtenido sin considerar dichas correcciones.

Métodos altimétricos

Nivelación geométrica o por alturas

Es el método más preciso para obtener el desnivel entre 2 puntos por medio de visuales horizontales utilizando niveles.

Nivelación simple

Cuando los puntos de desnivel se pretende hallar están próximos, se determina directamente:

• a) Método del punto medio: elimina todos los errores sistemáticos del nivel, elimina el error de esfericidad y refracción, y es el método más utilizado.
• b) Método del punto extremo: no elimina errores de refracción ni sistemáticos, y no se emplea para distancias superiores a 100 m.
• c) Método de estaciones recíprocas: se eliminan errores sistemáticos del nivel.
• d) Método de estaciones equidistantes: consiste en estacionar en 2 puntos E y E´ de modo que las distancias del primero a A y B sean, respectivamente, iguales a las del 2.º a B y a A.

Nivelación compuesta

Si los puntos están alejados, es indispensable utilizar puntos intermedios, obteniendo el desnivel entre cada 2 consecutivos mediante el método del punto medio.

• a) Itinerario altimétrico: cerrado o encuadrado.

Nivelación trigonométrica o por pendientes

Es una nivelación con visuales inclinadas, y sigue en importancia a la nivelación por alturas:

• En ejes cortos: visuales inclinadas, con esfericidad y refracción sin corregir.
• En ejes largos: se tiene en cuenta la esfericidad terrestre.

Nivelación barométrica

Se realiza utilizando barómetros o altímetros. Es el método menos preciso de todos, útil tan solo en reconocimientos.