apuntes de cartografia
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Apuntes de introducción a la cartografíaTRANSCRIPT
Cátedra de Introducción a l a Geología Guía de actividades prácticas 2013 - Mapas Geológicos, Perfiles y escala
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MAPAS GEOLÓGICOS, PERFILES Y ESCALA
Generalidades
Los mapas son representaciones gráficas en proyección horizontal de la superficie terrestre
donde queda expresada la situación, relación, tamaño y forma de las características de un área.
El mapa topográfico es una representación gráfica que muestra la forma, dimensiones y
distribución de los caracteres más notorios de una región, proyectados en un plano horizontal
(proyección ortogonal o normal). Los caracteres que se representan son el relieve (cerros,
lomas, valles, planicies, etc.), la red de drenaje y los cuerpos de agua (ríos, arroyos, bañados,
lagos, lagunas, etc.), las costas marítimas y las obras realizadas por el hombre, denominadas
colectivamente “obras de arte” (poblaciones, caminos, puentes, etc.). Todos estos caracteres
se representan mediante signos convencionales acerca de los cuales se da una referencia en el
margen del mapa. También en estos mapas se expresan los límites políticos y la toponimia.
Existen distintos tipos de mapas:
a) Planimétricos, son los que incluyen los detalles naturales o artificiales que
se encuentran en el terreno (rutas, vías férreas, escuelas, vegetación,
hidrografía, etc.).
b) Planialtimétricos, son aquellos donde además de los rasgos anteriores se
representa la morfología del terreno, en cuanto a las formas que componen
el relieve (llanuras, mesetas, serranías, etc.), por ejemplo mapas
topográficos.
Ubicación de una posición en el espacio
Una de las primeras condiciones imprescindibles en el estudio de la superficie terrestre es
poder definir la posición de cualquier punto sobre ella; es decir, situar lugares en la superficie
de la Tierra por medio de determinaciones de latitud y longitud, las cuales conforman un
sistema cartográfico de referencia.
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Latitud, define la posición de un punto con relación al Ecuador, al Polo Norte o al Sur.
De todas las líneas de latitud (paralelos) únicamente el Ecuador es un círculo máximo, o sea el
mayor que puede trazarse alrededor del globo (Fig. 1). La latitud se mide de 0 a 90º hacia el
norte o hacia el sur a partir del Ecuador.
Son condiciones características de los paralelos:
Todo paralelo es paralelo a otro.
Todo paralelo representa una línea Este – Oeste (geográfico).
Todo paralelo intercepta a los meridianos en un ángulo recto (excepto en
los polos).
Infinitos números de paralelos pueden dibujarse en el globo, o dicho de otra
manera, cualquier punto del globo, excepto el Polo Norte y Sur, cae en un
paralelo.
Figura 1.
Longitud, define la posición en relación al meridiano principal. Un meridiano se define
como la diferencia mas corta a lo largo de la semicircunferencia entre dos polos. Todos los
meridianos pasan por ambos polos, de modo que constituyen ejemplos de círculos máximos,
que son círculos que tienen su centro en el centro del globo.
N
S
EO ECUADOR
PR
IMER
MER
I DIA
NO
LATITUD NORTE
LATITUD SUR
LON
GIT
UD
EST
E
LON
GIT
UD
OES
TE
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Cada lugar tiene su propio meridiano medido en grados Este u Oeste en referencia al
meridiano principal, normalmente el meridiano de Greenwich, el que pasa por el Royal
Observatory ubicado en la localidad inglesa del mismo nombre. La longitud varia entre 180º
al E y 180º al O.
Son condiciones características de los meridianos:
Todo meridiano corre en dirección Norte – Sur.
Todos los meridianos convergen hacia un punto en ambos polos.
Infinitos números de meridianos pueden ser dibujados en el globo. Existe
un meridiano para cualquier punto sobre el globo.
Un punto sobre la superficie terrestre tiene un valor de latitud y un valor de longitud, y
por el se cruzan un paralelo con un meridiano.
Orientación
Para conocer la situación de un rasgo natural o artificial (sea ésta una línea de ribera o un
edificio) es necesario hacer referencia a los puntos cardinales Norte, Sur, Este y Oeste (Fig.
2), como así también a puntos de referencia auxiliares.
La herramienta más común para determinar la posición del norte magnético es la brújula.
En la mayoría de los mapas, el rumbo de la brújula suele estar indicado por una flecha
debidamente orientada hacia el norte verdadero. El ángulo entre el norte geográfico y el
magnético se denomina declinación magnética.
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Figura 2
Orientación del mapa
Los mapas topográficos se orientan mayormente con el norte geográfico (NG), pero
también pueden ser orientados de acuerdo al norte magnético (NM), y/o el norte de cuadrícula
(NC).
Figura 3
Norte geográfico, es la dirección del meridiano geográfico del lugar, el cual queda
definido por la dirección del sol en el mediodía astronómico (que en la República Argentina
no coincide con el mediodía civil de la hora oficial). Este dato, complicado de obtener, en el
mapa queda materializado por la dirección de los meridianos.
N
S
EO
NE
SO SE
NO
NNE
ENE
ESE
SSESSO
OSO
ONO
NNO
NG NMNC
= declinación magnética
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Norte magnético, es la dirección del meridiano magnético del lugar, materializado por la
orientación que toma la aguja magnética de la brújula. En las hojas topográficas del Instituto
Geográfico Militar (IGM) se expresa la declinación magnética (Fig. 3), es decir, el ángulo que
forma el NM con el NG a la fecha de la confección del plano.
Norte de cuadrícula, Es la dirección de las líneas verticales del reticulado de las hojas
topográficas del IGM, las cuales son paralelas al meridiano central de la hoja 1:500.000, pero
difieren en un pequeño ángulo de cualquier otro meridiano contenido en la hoja. En la
práctica se puede asimilar (si la precisión no es la forma) el norte de la cuadrícula al norte
geográfico.
Escala
Representa la relación constante entre las medidas del mapa y las medidas reales (las del
terreno), que permiten trasladar proporcionalmente todas las dimensiones de la superficie al
mapa.
Esta relación dimensional queda expresada con el cociente E=l/L, donde l es la longitud
medida sobre la carta y L es la longitud medida sobre el terreno.
Por ejemplo, si dos puntos distan en el terreno 4 km y sobre el mapa 10 cm, la escala será:
E=10cm ; 10 cm ; 1 o bien 1:40.000
4 km 400000cm 40.000
Entonces, si un mapa indica una escala 1:240.000, querrá expresar que por cada unidad de
medida en el mapa existen 240.000 unidades en el terreno.
A las escalas citadas se las denomina numéricas pero también puede efectuarse una
representación gráfica a partir de una recta dividida en partes iguales, donde cada una de ellas
es la unidad de longitud de la escala del mapa. Habitualmente la unidad es el kilómetro. Se la
representa como un segmento de recta graduado de izquierda a derecha (Fig. 4); en ocasiones
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se le agrega un segmento más a la izquierda del cero, dividido en fracciones menores, llamado
talón.
Figura 4
Estudio de mapas topográficos
El mapa topográfico es el que expresa la forma, dimensiones y distribución de los rasgos
morfológicos de la superficie terrestre expresados en dos dimensiones, es decir, proyectado
sobre un plano. Como plano de proyección se toma el horizontal y sobre él se proyectan los
puntos del relieve que están situados a la misma altitud (Fig. 5).
Las líneas que unen los puntos que tienen la misma altitud sobre el nivel del mar se llaman
curvas de nivel; la altitud de un punto se llama cota.
La diferencia de altitud entre dos curvas consecutivas es constante para cada mapa y recibe
el nombre de equidistancia. Si en un mapa leemos que la equidistancia es de 5 m, indica que
dos puntos situados en curvas contiguas se encuentran separados 5 m verticalmente.
La cota de cualquier curva de nivel se calcula conociendo el valor de una de ellas y la
equidistancia. Se debe recalcar que las curvas de nivel nunca se cortan. Esto se ve reflejado en
la figura 5 en donde se representa a las curvas de nivel por la intersección de un plano
horizontal con la superficie del terreno. Si esta superficie es interceptada por planos
horizontales, las líneas que resulten de esto jamás podrían cortarse por ser paralelos.
En los mapas topográficos se suele representar también la red hidrográfica, vías férreas,
carreteras, caminos, vegetación, etc.
1000 m 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 km
ESCALA 1:100.000
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Figura 5
Las curvas de nivel se pueden dividir en (Fig. 6):
Principales, que son directrices a partir de las cuales se dibujan las restantes. Son
curvas de equidistancias que responden a cifras enteras y se dibujan con líneas más
gruesas que las restantes. Además de ser las guías, se utilizan para facilitar la lectura y
dar expresión al relieve.
Intermedias, son curvas de equidistancia representando el valor unitario de variación
de nivel de curvas contiguas. Se dibujan con líneas continuas y delgadas.
Auxiliares, representan el relieve local de las intermedias, que no alcanzan la
equidistancia. Se utilizan excepcionalmente, dibujándose con líneas punteadas.
60
40
20
60
40
20
60
4020
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Figura 6
Propiedades de las curvas de nivel
Para visualizar las formas del terreno mediante curvas de nivel se debe realizar la lectura
del mapa topográfico donde se tendrá presente que:
a) Todas las curvas de nivel son cerradas, aunque a veces no se observa esto
dadas las dimensiones del mapa.
b) Si la traza de la curva es suave, la superficie topográfica será también
suave; por el contrario, cuanto mas irregulares son las curvas, mas irregular
es el terreno.
c) A mayor separación de las curvas, menor será la pendiente y viceversa.
d) En los valles, las curvas de nivel se inflexionan formando una V cuyo
vértice apunta aguas arriba.
500
500
625
LomaBola
Lomas de San pedro
Curva auxiliar
Curva directriz
Curvaintermedia
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e) Las curvas presentan también forma de V en espolones, escarpas y
promontorios (terminaciones de serranías, cabos, etc.). En estos casos el
vértice de la V apunta a la menor altitud.
f) Cuando las curvas de menor altura rodean a las de mayor altitud tenemos
una elevación.
g) Si las curvas de mayor altura rodean a las de menor altitud, tendremos una
depresión.
h) Cuando la pendiente es uniforme las curvas son equiespaciadas y la
separación será en función de la pendiente pero no de la equidistancia.
i) Cuando las curvas se superponen hasta dar casi una línea tenemos un
acantilado o un barranco. Esto se marca en el mapa con trazos
perpendiculares a las curvas.
j) Cuando las curvas se aprietan en la dirección que disminuye la altura la
pendiente es convexa. Donde se acercan al aumentar la altura, ésta es
cóncava.
Trazado de curvas de nivel
La precisión de un mapa topográfico dependerá del número de puntos determinados en el
levantamiento y de la escala; es decir, que cuanto mayor es la escala tanto mayor será la
posibilidad de detalle. Estos conceptos se hacen extensivos al trazado de las curvas de nivel,
dado que materialmente es imposible medir cada punto a lo largo de la curva, efectuándose el
trazado de las mismas a través de una densidad de puntos acotados, convenientemente
distribuidos en el terreno, interpolándose los restantes. Es obvio que cuanto mas densa es la
red altimétrica, mas precisa será la representación del relieve.
Método
En la figura 7 se han representado una serie de puntos acotados, según la equidistancia de
10 m. La interpolación de las curvas se puede realizar de la siguiente manera:
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Figura 7
1- Se marcarán las curvas directrices en las cotas 100, 150 y 200 m, empezando por la de
menor altitud. Así, para trazar la curva de 100 m se habrán de considerar los siguientes
pares de puntos acotados: 80 y 110, 80 y 120, 90 y 120, 90 y 130, los que se unen por
segmentos.
2- Luego se divide la magnitud que separa cada par de puntos en segmentos iguales,
correspondientes a 10 m de desnivel cada uno, y así sucesivamente se van interpolando las
otras curvas directrices.
3- Posteriormente se interpolan por el método anterior y/o a mano alzada las curvas
intermedias, de acuerdo a la equidistancia.
Determinación de la altitud de un punto
Cuando se desea conocer la cota de un punto intermedio situado entre dos curvas de nivel,
se procede de la siguiente manera:
80
90
110
120
130
140
170
150
160
140
190
150
170200
230
100 m 150 m 200 m
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1- Se traza una línea que contenga el punto buscado lo mas perpendicular posible a las dos
curvas.
2- Se mide la magnitud en cm entre las dos curvas de nivel (AB)= x.
3- Se mide la magnitud en cm entre el punto a determinar © y la curva de menor valor (CB)=
x’.
4- La equidistancia es conocida (y= 10 m).
5- Por semejanza de triángulos se obtiene la cota del punto © buscado, que corresponde al
valor de la ordenada y’.
y = x , luego es: y’ = x’ . y
y’ x’ x
A
B
C
100 m 90 m
YY’
X’X
90
100
AB= x= 3,6 CMCB= x’= 2,2 cmEq= 10 my= 2,2 . 1000 cm= 611,1 cm= 6,11 m 3,6
cota c= 90 m + 6,11 m = 96,11 m
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Pendiente o gradiente
Expresa la inclinación del terreno en forma angular, numérica o porcentual. Representa la
inclinación regional o de una ladera o flanco, tanto de carácter subácueo como subaéreo.
Porcentual, es la pendiente numérica por cien.
A
B
C
h
h
h
h h
Numérica , esta razón se expresa en función de la diferencia de altura ( )y la distancia horizontal (d).
d
d
d
P=
Pendiente (P)= ; Ej. = 5 m y d = 50 mP = 0,1
h
d. 100 ; 0,1 . 100 = 10 %
h
d
Angular, se expresa en función de la tangente del ángulo vertical ( )
tg = sen cos
= = 0,1 ; luego arc tg 0,1 = 5º 48’
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Perfiles topográficos
Un perfil topográfico es un diagrama que muestra la superficie del terreno (o topográfica),
tal como aparece en un plano vertical.
El perfil consta esencialmente de cuatro líneas que cierran el espacio, siendo estas: la base
del perfil (horizontal), las dos extremas (verticales), y la de la superficie topográfica
(irregular). Esta última constituye el perfil propiamente dicho.
La línea horizontal de base se traza a una distancia conveniente por debajo del punto mas
bajo del relieve a representar. La traza del perfil corresponde a la línea que se señala en el
mapa, con el fin de localizar el perfil cuyo relieve se quiere representar.
Todo perfil tiene orientación y escala vertical y horizontal. La escala horizontal se
establece en las mismas unidades planimétricas del mapa, sobre la línea base, y la escala
vertical en unidades convenientes a la representación altimétrica, sobre la línea perpendicular
de la base.
Si ambas escalas son iguales, el perfil se denomina natural y las pendientes aparecerán
con su verdadero valor. En cambio, en terrenos de suave desnivel (planicies), la escala vertical
se exagera a fin de destacar los pequeños accidentes del relieve. Este tipo de perfil se
denomina exagerado o sobrealzado; en cualquier caso es preferible, en lo posible, el uso de la
escala natural.
Construcción de un perfil
1- Se traza en el mapa un segmento de recta (traza de un perfil) entre los puntos A y B (Fig.
8).
2- Se coloca sobre dicha línea el borde recto de una hoja de papel cuadriculado o
milimetrado y se marcan sobre este cada punto en donde una curva de nivel corta la línea
AB, así como cada punto donde un curso de agua corta esa misma línea. Se anotan
también los valores de cota de cada intersección.
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Figura 8
3- Se traza sobre el papel cuadriculado la línea de base del perfil, y en sus extremos las
perpendiculares a la base (Fig. 9).
4- Sobre el eje vertical de la izquierda se marcan los valores, según la equidistancia y la
escala vertical elegida.
5- En cada valor del eje vertical se trazan paralelas a las líneas de base y desde cada punto de
intersección del eje horizontal anteriormente determinado, se trazan perpendiculares a las
líneas de base, cuya altura será a escala el valor de la curva de nivel correspondiente.
6- Se unen todos los puntos así determinados, obteniéndose la línea de perfil topográfico
buscado. Los cursos de agua que puedan aparecer en un perfil se marcan con una pequeña
muesca.
100 150
A
B
A
B
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
Escala 1: 5.000Equidistancia: 10 m
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Figura 9
Exageración vertical de perfiles topográficos
Los perfiles son comúnmente dibujados con una escala vertical que es diferente a la escala
horizontal. Esta diferencia, generalmente se traduce en una exageración vertical, y sirve para
resaltar algunas características que de otra manera no podría mostrar el perfil. La cantidad de
exageración vertical es determinada por la relación de la escala horizontal del mapa (por
ejemplo, 1 cm es 1 km) con la escala vertical sobre el perfil, (por ejemplo, 1 cm es 100 m).
Para calcular la exageración vertical del perfil, primero se convierte la escala horizontal y
la vertical a las mismas unidades. Por ejemplo:
La escala horizontal es 1 cm ---- 1 km
que es lo mismo que 1 cm ---- 1000 m
La escala vertical es 1 cm ---- 100 m
Lo próximo es dividir el número de m x cm en la escala horizontal (del mapa), por el
número de m x cm de la escala vertical (del perfil):
A BA B100
110
120
130
140
150
160
170
180
19 0
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
Base del perfil
Perfil topográficoA
ltura
s (m
ts)
Escala horizontal 1:5.000Escala vertical 1:2.000
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1 cm (horizontal) = 1000 m = 10
1 cm (vertical) 100 m
La exageración vertical es de 10 veces (10x). Esto significaría, en este ejemplo, que la
distancia que representa una diferencia vertical en elevación de 25 m en un perfil, podría
representar una distancia horizontal de: 25 m x 10 = 250 m, en la escala horizontal.
Que es, y como mirar un mapa geológico
Un mapa es por definición, la proyección a un plano horizontal y a una escala definida, de
alguna particularidad del terreno, como ser su topografía, su red vial, etc. Un mapa geológico
es, por lo tanto, la proyección en un plano horizontal de las características geológicas de una
región, es decir, los distintos tipos de rocas con sus edades, formas geométricas y las
estructuras tectónicas como fallas, pliegues, foliaciones y lineaciones.
El mapa Geológico es el documento básico que el geólogo utiliza para mostrar la geología
de una región. A partir de éste debe ser posible realizar cortes o perfiles geológicos, es decir
una proyección a un plano vertical. La combinación de mapa y corte geológico permite
visualizar la geología de una región en sus tres dimensiones.
Que ver en un mapa geológico?
1- Ubicación: ubicar el mapa en su contexto geográfico y dentro de otro de escala
menor.
2- Coordenadas límites del mapa.
3- Escala del mapa, numérica y gráfica.
4- Referencias del mapa: litológicas, estructurales, topográficas, cartográficas y
abreviaturas.
5- Equidistancia de las curvas de nivel.
6- Tipos de materiales cartografiados (tipos de rocas).
7- Edades de los materiales cartografiados.
8- Tipos de estructuras tectónicas representadas.
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9- Yacimientos de interés económico representados.
10- Perfiles geológicos vinculados al mapa.
11- Distribución topográfica de los materiales (qué hay en las partes altas y qué en las
partes bajas).
12- Columna estratigráfica de la región (ordenamiento en vertical de los materiales
según su edad).