3.3: Mapas Topográficos

Casi toda el área de Estados Unidos ha sido representada en mapas topográficos a diversas escalas. Durante muchos años hubo dos escalas de mapa estándar:

• Mapas, llamados mapas cuadriláteros de quince minutos, que abarcaban 15' de longitud y 15' de latitud a una escala de 1:62 ,500, que es exactamente una pulgada a la milla.
• Mapas, llamados mapas cuadriláteros de siete minutos y medio, que abarcaban 7-1/2' de longitud y 7-1/2' de latitud a una escala de 1:24 ,00.

En los últimos tiempos esos mapas cuadriláteros han sido suplantados por mapas cuadriláteros de siete minutos y medio que son aproximadamente del mismo tamaño en los mapas antiguos 1:24 ,000 pero a una escala ligeramente diferente, pero más racional de 1:25 ,000. Además, existe una serie de mapas con una escala de 1:250 ,000, llamados mapas de cuarto de millón. Estos últimos mapas, más nuevos, utilizan el sistema métrico para distancias de mapa e intervalos de contorno.

Los mapas 1:25 ,000 son lo que los geólogos suelen utilizar como base para mapear la geología de un área local. Los mapas resultantes se denominan mapas geológicos cuadrangulares. Pero a menudo el detalle del mapeo que el geólogo desea requiere una escala mayor: es decir, la escala del mapa es tal que una superficie de tierra más pequeña se representa en una hoja de papel dada. Los mapas geológicos detallados a menudo se encuentran a escalas de entre 1:10 ,000 y 1:5 ,000. La escala del mapa con el que trabajas depende del nivel de detalle que quieras mostrar en el mapa.

Contornos Topográficos

Muchos mapas de áreas terrestres tienen series de líneas curvas, llamadas contornos, que representan la topografía de la zona. Dicho mapa se llama mapa topográfico. Un contorno es una curva horizontal que es el lugar de todos los puntos del mapa con la misma elevación (Figura 3-35). Una buena manera de entender el concepto de contornos es elegir una serie de elevaciones e imaginar pasar una serie correspondiente de planos horizontales por el paisaje (Figura 3-36). Los contornos están formados por la intersección de estos planos con la superficie terrestre.

Figura 3-35. Líneas de contorno topográficas.

Los contornos adyacentes se tocan entre sí solo donde la superficie del terreno es vertical, y se cruzan entre sí solo donde una parte de la superficie terrestre cuelga sobre otra parte (y en tales áreas sobresalientes, por convención los contornos son punteados o punteados para indicar la relación sobresaliente, o simplemente omitidos en conjunto).

Figura 3-36. Visualizar los contornos como los loci de planos horizontales con la superficie terrestre.

Los mapas topográficos son útiles tanto para los técnicos (geólogos; ingenieros ambientales) como para la gente común, como los excursionistas. Un geólogo suele utilizar un mapa topográfico como base sobre la cual trazar la geología en la elaboración de un mapa geológico.

Interpretación de curvas de nivel en mapas topográficos

Para ser un usuario sofisticado de un mapa topográfico, hay que poder visualizar la topografía o “colocación del terreno” examinando las curvas de nivel. O, aunque no puedas hacer un buen trabajo visualizando la topografía, al menos tienes que entender cómo interpretarla desde las curvas de nivel. Aquí hay algunos punteros básicos. La mejor manera de aprender a visualizar la topografía a partir de curvas de nivel es practicar con un mapa real, y lo estarás haciendo en el ejercicio para llevar a casa.

Para un mapa a una escala dada, cuanto más próximas estén las curvas de nivel, más pronunciadas serán las pendientes de la superficie: las curvas de nivel poco espaciadas significan pendientes pronunciadas y las curvas de nivel ampliamente espaciadas significan pendientes suaves (Figura 3-37).

Puede calcular fácilmente la pendiente local de la superficie del terreno, mediante:

1. medir la distancia entre dos puntos en el mapa,
2. usando la escala del mapa para encontrar la distancia real en la superficie terrestre,
3. encontrar la diferencia de elevación entre los dos puntos de las curvas de nivel (en cada punto normalmente hay que interpolar entre curvas de nivel adyacentes),
4. formar un triángulo rectángulo con una pierna la distancia horizontal y una pierna la distancia vertical, y
5. encontrar el ángulo de pendiente por trigonometría.

Figura 3-37. Contornos en superficies suavemente inclinadas vs. contornos en superficies inclinadas pronunciadas.

Supongo que no necesito insultar su inteligencia señalando (Figura 3-38) que se ubican cerros o crestas donde las curvas de nivel a ambos lados del cerro o cresta aumentan en elevación hacia la cima del cerro, y se ubican valles donde las curvas de nivel a ambos lados del valle disminuyen en elevación hacia el fondo del valle.

Los valles suelen inclinarse en una dirección u otra porque están ocupados por arroyos, que, como saben, fluyen cuesta abajo. Tal valle aparece en el mapa topográfico como una serie de torceduras en forma de V en las sucesivas curvas de nivel. Esas “V” apuntan hacia arriba en el valle (Figura 3-39A). Por el contrario, las crestas suelen tener crestas que se inclinan hacia abajo en una dirección u otra, y las curvas de nivel en ese caso forman “V” s que apuntan hacia abajo por la cresta o espolón (Figura 3-39B).

Figura 3-38. Líneas de contorno para crestas y valles.

Figura 3-39: A) Las “V” s de las curvas de nivel apuntan hacia arriba valles. B) Las “V” s de las curvas de nivel apuntan hacia abajo crestas.

¿Cómo se sabe la elevación de una colina a partir de un mapa de contorno? La respuesta es: ¡no lo haces, de verdad, a menos que esa información se suministre por separado al estar impresa en el mapa! Eso se debe a que la punta superior en general se encuentra en el intervalo de contorno “incompleto” por encima del contorno cerrado superior. Pero al menos puedes corchete la elevación de la cumbre para que esté dentro de un intervalo de contorno (Figura 3-40).

Figura 3-40. Estimación de la elevación de una colina a partir de un mapa de contorno.

Las depresiones cerradas en la superficie terrestre son lo opuesto a las cimas, pero en la mayoría de las áreas son poco comunes o incluso inexistentes. Los contornos cerrados para los que la elevación disminuye hacia adentro se denotan de manera especial, poniendo pequeñas marcas de garrapatas perpendiculares en el lado de pendiente descendente del contorno cerrado (Figura 3-41).

Los voladizos (tampoco comunes) también se tratan de manera especial: los segmentos oscurecidos de las curvas de nivel se ignoran o se dibujan como curvas discontinuas en lugar de como curvas sólidas (Figura 3-42).

Ahora piensa en términos de sillas de montar o papas fritas con curvas, o, para aquellos matemáticamente inclinados, paraboloides hiperbólicos (Figura 3-11). En todos estos casos, se trata de una superficie curva tal que la intersección entre la superficie y un plano vertical es convexa hacia arriba en una dirección y cóncava hacia arriba en una dirección aproximadamente en ángulo recto con la primera. Tales rasgos en los mapas topográficos se denominan sillas de montar o pases. Las sillas de montar son comunes a lo largo de crestas donde los valles de arroyos sangran la cresta desde dos lados opuestos.

Figura 3-41. Cómo representan las curvas de nivel las depresiones.

Figura 3-42. Cómo representan las curvas de nivel los voladizos.

Localizarte en el mapa

Cuando se trabaja al aire libre con un mapa topográfico, es probable que el mapa sea mucho más útil cuando pueda ubicar dónde se encuentra en el mapa. Esa es una habilidad que no podremos practicar en este curso, desgraciadamente. A continuación te presentamos algunas consideraciones a tener en cuenta, en caso de que estés llamado a trabajar al aire libre con un mapa topográfico.

Una forma de localizarse es simplemente elegir estar en algún lugar que corresponda a una característica fácilmente identificable en el mapa, como una intersección de carreteras, una confluencia de un arroyo o una cima de una montaña. Pero eso es demasiado restrictivo: ¿supongamos que necesitas estar en algún lugar no cerca de tal característica?

Figura 3-43. Un paraboloide hiperbólico (una especie de “silla de montar”) (De Burington, 1948.)

Una técnica, que es útil en regiones áridas y semiáridas con relieve sustancial (por relieve me refiero a diferencias locales en la elevación de un lugar a otro) es mirar de un lado a otro de un mapa a otro, varias veces, para relacionar la topografía mostrada en el mapa con la topografía se puede ver en el suelo. Es un don que uno adquiere, generalmente fácilmente y sin mucha dificultad, por la práctica.

Nota

No he podido desarrollar un ejercicio de laboratorio para hacer realidad esa técnica a los alumnos de un aula, aunque desde hace algunos años pretendo poner en práctica una idea que podría ser útil en ese sentido. Quizás uno de ustedes podría ser conmovido para perseguir la idea. Me gustaría construir un pequeño modelo de mesa de alguna pequeña área con topografía escarpada de montaña y valle haciendo estallar el mapa topográfico de la zona, cortando capas sucesivas de un material laminar como las láminas de núcleo de espuma utilizadas para montar impresiones, trazando el contorno de líneas de contorno sucesivas en hojas sucesivas del núcleo de espuma, luego apilando las láminas juntas, pegándolas una a una, y cubriendo toda la masa “aterrazada” con un material moldeable como compuesto para juntas de tablero de yeso, y finalmente lijando la superficie lisa. Con tal modelo, uno podría hacer dos cosas instructivas:

1. marcar puntos particulares en el modelo y pedir a los alumnos que localicen los puntos en el mapa, y
2. marcar puntos particulares en el mapa y pedir a los alumnos que muestren la ubicación correspondiente en el modelo.

Sería una herramienta didáctica sumamente valiosa. Si alguien, quizás con alguna experiencia en esa línea, está interesado en trabajar en tal modelo, házmelo saber.

La otra técnica, que es necesaria en áreas con bajo relieve y/o vegetación pesada, que obstruye la vista, es la topografía. Se inicia desde un punto conocido en el mapa y se ejecuta una línea de levantamiento hasta el punto de interés. Esto puede ser tan crudo como un travesaño brúja-y-ritmo o tan sofisticado como una encuesta profesional.

Visualizando la Lay de la Tierra

Al trabajar con mapas topográficos, una habilidad que necesitas desarrollar es la capacidad de visualizar la disposición del terreno a partir de un mapa de contorno topográfico. Esto implica imaginar, a los ojos de tu mente, cómo sería realmente el área del mapa, en una vista desde un avión de bajo vuelo en un día despejado, solo a partir de la información proporcionada por los contornos topográficos. Para hacer pleno uso de un mapa topográfico, es necesario poder hacerlo.

Visualizar la topografía a partir de mirar los contornos topográficos en el mapa es una habilidad que tienes que desarrollar por ti mismo, por el pensamiento y mucha práctica. Algunas personas pueden hacerlo mucho más fácilmente que otras. Es un ejercicio de usar tu “ojo mental”, que es una habilidad útil en las ciencias de la tierra, así como en la vida cotidiana. (Piensa en el futuro hacia cuándo podrías estar queriendo remodelar tu hogar: ¿puedes imaginarte la forma de tu nueva cocina y cómo encajará todo en ella en tres dimensiones?)

Para desarrollar tu habilidad en la visualización, tendré un ejercicio para llevar a casa para ti en el que tendrás que construir un modelo de la superficie terrestre, a partir de plastilina modelada, con solo mirar un mapa topográfico de la zona.

Perfiles Topográficos

A menudo es útil obtener una vista en sección transversal vertical de la superficie del terreno a lo largo de una línea que se extiende de un punto en el terreno a otro punto. Es fácil construir dicho perfil si ya tienes un mapa topográfico del área disponible. A continuación, le indicamos cómo proceder:

1. Detecta los dos puntos al final del perfil deseado directamente en tu mapa topográfico y dibuja una tenue línea a lápiz entre ellos.
2. Coloque, en una hoja de papel en blanco, una tenue línea de lápiz correspondiente cerca de la parte superior del papel que se extiende desde el punto inicial en la superficie del terreno hasta el punto final. Establezca una relación de conversión entre la escala del mapa y la escala de su línea de sección transversal; luego, a medida que elija puntos del mapa, puede trazarlos fácilmente a lo largo de su línea transversal.
3. Para una gran cantidad de puntos a lo largo de la línea de perfil en el mapa topográfico que caen sobre curvas de nivel topográficas, elija las elevaciones y transfiéralas a su línea de sección transversal en la hoja de papel.
4. Conecte los puntos de elevación en su sección transversal con una curva suave.