Curvas de nivelEl sistema de representación de curvas de nivel consiste en cortar la

superficie del terreno mediante un conjunto de planos paralelos entre sí, separados una cierta distancia unos de otros. Cada plano corta al terreno formando una figura (plana) que recibe el nombre de curva de nivel o isohipsa. La proyección de todas estas curvas de nivel  sobre un plano común (el mapa) da lugar a la representación buscada.

La construcción para representar mediante curvas de nivel una montaña es la siguiente: la montaña es cortada  mediante planos paralelos separados una cierta distancia que se llama equidistancia entre curvas de nivel.

Al observar la figura nos puede quedar la duda sobre qué secciones están por encima de otras. 

El problema anterior se resuelve fácilmente si para cada sección indicamos su altura con respecto a un plano de referencia, y como tal plano se toma el nivel del mar. De este modo la sección mas amplia se ha obtenido cortando la  montaña mediante un plano paralelo al nivel del mar y una altura (o nivel) de 10 metros con respecto a aquél. La  sección continua se ha obtenido mediante la intersección con un plano a 30 metros sobre el nivel del mar (s.n.m.). Y la ultima sección con un plano a 50 metros s.n.m. Para cada curva de nivel indicaremos esa altitud y le denominaremos cota.

La equidistancia entre curvas de nivel se puede deducir ahora con facilidad para el ejemplo dado: 10 metros.

En la siguiente figura se ve como se efectúa la construcción de curvas de nivel de una depresión, que es el caso opuesto al monte de la figura anterior.

Puede observarse que el procedimiento a seguir es exactamente el mismo y que se obtiene la misma representación.

Sin embargo, la acotación de las curvas de nivel no dejan lugar a dudas. Podemos observar que las curvas de mayor cota encierran a las curvas de cota menor, señal inequívoca de una depresión en el terreno. En un monte ocurre justo lo contrario, las curvas de nivel de menor cota encierran a las de cota mayor.

Las curvas de nivel verifican las siguientes premisas de manera general:

Las curvas de nivel no se cortan ni se cruzan (sólo ocurre ésto cuando queremos representar una cueva o un saliente de roca).

Las curvas de nivel se acumulan en las laderas más abruptas y están más espaciadas en las laderas más suaves.

La línea de máxima pendiente entre dos curvas de nivel es aquella que las une mediante la distancia más corta.

Aplicaciones del terreno.

Una de las aplicaciones más importantes de la nivelación es la obtención de perfiles del terreno.Un perfil del terreno es una sección vertical obtenida por intersección de la superficie topográfica con un plano vertical que pasa por una alineación determinada, donde se aprecian claramente las irregularidades del terreno.Los perfiles se obtienen en los lugares donde se va a modificar el terreno natural por la construcción de una obra:carretera, canal, conducción subterránea, tendido eléctrico,vaciado de un solar, etc. Se distinguen dos tipos de perfiles: longitudinales ytransversales.

Perfil longitudinal.

Es una sección vertical a lo largo del eje de la obra a realizar. Los datos necesarios para dibujar este tipo de perfil se adquieren de dos formas diferentes:

Delos planos de curvas de nivel o de los modelos digitales del terreno (MDT) Directamente sobre el terreno mediante:

a) Una nivelación compuesta del eje longitudinal, tomando desniveles en todos los puntos de cambio de pendiente además de los definitorios(planimétricamente) del propio eje, resolviendo la correspondiente libreta (requiere el replanteo previo del eje).

b) Medida de la distancia reducida entre todos los puntos nivelados, marcando con estacas los que no lo estén para servir de referencia en trabajos posteriores (perfiles transversales).El dibujo del perfil se realiza a modo de gráfica donde se representan, en el eje de abscisas, las distancias y en el de ordenadas, las cotas a partir de un determinado plano de comparación horizontal. Hay que tener en cuenta que se suelen emplear escalas diferentes en cada eje:

-La Escala horizontal en el eje de abscisas para representar las distancias entre puntos, normalmente coincidente con la empleada en la representación planimétrica del proyecto.

-La Escala vertical en el eje de ordenadas para representarlas cotas de los puntos (ordenadas del terreno) que suele ser 5 ó 10 veces superior a la escala horizontal con objeto de poder apreciar mejor los desniveles (muy pequeños respecto a las distancias).

Rasante: Una vez dibujado el perfil, nos encontramos con una línea sinuosa que representa altimétricamente al terreno. En la construcción de determinadas obras, p. ej. carreteras, calles, conducciones, etc., la configuración natural del terreno se modifica para obtener un perfil que se amolde a las necesidades del nuevo uso. A este nuevo perfil se le denomina rasante y estará formado por distintos tramos cuya característica principal será su pendiente.

A los tramos ascendentes se les llama rampas, a los descendentes,pendientes y horizontales a los que así sean. De la comparación de la rasante con el perfil del terrenose obtienen los datos básicos para el replanteo altimétrico y para el movimiento de tierras por lo que se dibujan superpuestos, facilitando así el cálculo de los distintos valores.

Para proceder de una forma clara y ordenada se usa el "modelo oficial del perfil longitudinal" que consta de dos partes:

Una gráfica donde se representan el terreno y la rasante. Y otra conocida como "estadillo guitarra" situada bajo la anterior, donde

aparecen todos los valores numéricos relativos al perfil, a la derecha de su epígrafe correspondiente.

PERFILES TRANSVERSALES.

Son secciones verticales producidas por planos perpendiculares al eje longitudinal de la obra. Se ha de obtener, al menos,uno en cada punto de cambio de pte. del terreno (puntos del longitudinal) aunque lo usual es añadir a éstos otros cada cierta distancia: a 20, 25, 30... metros, numerándo los correlativamente (progresiva).

La extensión de estos perfiles, igual a ambos lados del eje, varía en función del tipo de obra, siendo mínima en conducciones subterráneas (agua, gas) y

máxima en autopistas. Se obtienen por nivelación según el métedo del punto extremo, estacionando el instrumento (nivel norm.) en los puntos correspondientes del eje (señalados cuando se hizo el longitudinal) y sobre una alineación perpendicular se toman niveles de los puntos significativos a ambos lados, midiendo seguidamente sus distancias a la estación (con cinta métrica norm.) anotando los datos en un croquis (o libreta).

Con estos datos se procede a dibujar los perfiles transversales con empleo de una sola escala (h = v) que normalmente es la vertical usada en el longitudinal, disponiéndolos de forma secuencial uno debajo de otro, alineados por el eje longitudinal e identificados cada uno con su número.

Seguidamente se dibuja sobre ellos la sección tipo de la obra, teniendo en cuenta la ordenada de la rasante, con lo que nos aparecerán los típicos casos de perfiles transversales:

Perfil en cortante: aquel en que la rasante queda por debajo del terreno natural.

Perfil en terraplén: aquel en que la rasante queda por encima del terreno natural.

Perfil a media ladera: aquel en que una parte de la rasante queda por encima del terreno natural y la otra parte, por debajo.

Finalmente, con estos dibujos podremos calcular las áreas. Correspondientes a cada perfil (distinguiendo si es área de corte o de terraplén) que se rotularán debajo del mismo, completando el dibujo con la indicación de la distancia entre cada dos perfiles consecutivos.

MOVIMIENTO DE TIERRAS:

La modificación de la configuración natural del terreno conlleva operaciones de extracción y/o aporte de tierras. Al conjunto de estos trabajos se le conoce como movimiento de tierras y se especifica en volumen de tierras a mover (en m3),desglosado en dos apartados:

Volumen de desmonte: m2 de tierras a extraer. Volumen de terraplén: m2 de tierras a aportar.

En los movimientos de tierras se debe procurar compensar los volúmenes de desmonte y terraplén con objeto de no tener que transportar tierras sobrantes a vertederos o necesitar "préstamo"de tierras para terraplenado, pero siempre queda un residuo como diferencia entre los vol. de des. y ter. que especificaremos al final.

Cálculo de volúmenes.

El cálculo del mov. de t. se hace de forma simplificada según las áreas de cada dos perfiles transversales y la distancia que los separa, distinguiendo 3 casos distintos:

Dos perfiles de corte o en terraplén. Un perfil de corte y otro en terraplén. Un perfil o los dos a media ladera.