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CONCEPTOS TOPOGRAFICOS
| La topografía
se refiere a la forma tridimensional de un terreno.
Describe los cerros, valles, pendientes, y la
elevación de la tierra. El determinar la topografía
es uno de los pasos iniciales en el diseño de
terrenos ya que indica como puede ser usada la
tierra.
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| Mapas
Topográficos |
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Los mapas topográficos
proporcionan una representación bidimensional
de un terreno tridimensional (Figura 2.1.1).
Típicamente un topógrafo
profesional produce mapas topográficos, utilizando
equipo de medición especial para anotar la elevación
en diferentes lugares comprendidos en un área.
Estas medidas son llamadas elevaciones de punto.
El examinador muestra esta información como un
mapa topográfico o de contorno. Los mapas topográficos
son a veces derivados de fotografías aéreas. Estos
mapas son usados para ayudar a los profesionales
técnicos y a los diseñadores para comprender la
planificación del paisaje, incluyendo los beneficios
de las formas naturales del terreno y su alteración.
Si usted no tiene un mapa, camine por el terreno
para que tenga una idea de su topografía y haga
un bosquejo de su propio mapa. Esto le dará una
idea básica de donde se encuentran las inclinaciones
empinadas para que pueda evitarlas y donde se
encuentran las áreas más planas, las cuales son
mejores para el uso humano. |
| Curvas
de Nivel |
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La topografía se muestra
gráficamente por curvas de nivel. Cada curva de
nivel es una línea continua, la cual forma una
figura cerrada, ya sea dentro o más allá de los
límites del mapa o del dibujo (cuando estas líneas
cruzan una característica vertical hecha por el
hombre, tal como una pared o gradas, esa curva
de nivel se superpondra con esa característica
en la el plano). Todos los puntos de la curva
de nivel están a la misma elevación y todas las
curvas de nivel están separadas en un mapa por
el intervalo de la curva, el cual es la diferencia
en elevación entre las curvas.
Se requiere de dos
o más curvas de nivel para indicar una forma tridimensional
y la dirección de una pendiente. La dirección
de la pendiente es siempre perpendicular a las
curvas de nivel y por lo tanto, cambia de acuerdo
al cambio de dirección de las curvas. El agua
fluye de manera perpendicular a las curvas de
nivel en dirección de bajada.
Generalmente, para
la misma escala e intervalo de nivel, el angulo
de la inclinación se incrementa a medida que la
distancia entre las curvas de nivel disminuye.
Las curvas de nivel igualmente espaciadas indican
una inclinación que se mantiene constante. Las
curvas de nivel nunca se cruzan excepto cuando
existe un precipicio saliente, un puente natural
o alguna forma de tierra similar. Finalmente,
en el paisaje natural, las curvas de nivel nunca
se dividen o se parten (este no es siempre el
caso donde el paisaje natural y el hecho por el
hombre se encuentran). |
| Lectura
de un Mapa Topográfico |
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Para poder saber interpretar
un mapa topográfico, necesita conocer tres factores:
| 1.
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Escala, que puede ser numérica
y/o gráfica (Figura 2.1.2). Permite usar una regla (o escala) para comprender
las distancias reales en el terreno. |
| 2.
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Dirección y grado de la inclinación,
que son las consideraciones más importantes
en una planificación de terreno y diseño debido
a su efecto sobre la estabilidad de la inclinación
y el drenaje del agua de la superficie (Figura 2.1.3). (El método para calcular la inclinación se discute
en la siguiente sección. Esencialmente, en
un mapa topográfico la inclinación es la diferencia
de elevación entre dos curvas de nivel dadas,
expresadas en porcentaje o proporción. |
| 3.
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El intervalo de contorno, es
la diferencia en elevación entre curvas de
nivel. |
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| Cómo
Calcular la Pendiente |
|
| Por
lo general, los cambios de pendiente son descritos
en términos de porcentaje de inclinación, proveyendo
así, un lenguaje uniforme para el entendimiento
de la topografía (Figura 2.1.4). La inclinación, expresada en porcentaje, es el
número de unidades de levantamiento cambio de
elevación vertical) en 100 unidades de distancia
horizontal. La fórmula para determinar el porcentaje
de inclinación es:
S=(DE/L)x100 por
ciento donde
S = porcentaje de
inclinación,
DE = diferencia en
elevación,
L = distancia horizontal.
Si se tienen dos variables
de la ecuación anterior usted puede calcular la
tercer variable. Casi siempre podrá calcular la
diferencia en elevación contando las curvas de
nivel a lo largo de la distancia que se quiere
medir. Por ejemplo, si está usando un mapa con
un intervalo de contorno de 1 metro y hay 10 curvas
de nivel entre la cima de una pendiente y su base,
usted puede determinar que la diferencia en elevación
es de 10 metros (10 intervalos de contorno x 1
metro / intervalo de contorno). Y la distancia
horizontal se puede calcular usando la escala
del mapa. Una vez que se tienen estas dos figuras
a mano, entonces se puede calcular la inclinación.
Las inclinaciones también
se pueden expresar como una proporción; la fórmula
para expresar la inclinación como una proporción
es S=L/DE. Por ejemplo, si una inclinación tiene
25 metros de cambio de elevación vertical sobre
una distancia horizontal de 100 metros, tiene
una proporción de inclinación de 4:1 (S = 100/4).
Esto significa que por cada cuatro metros de distancia
horizontal, hay un metro de cambio vertical, bien
sea para arriba o para abajo.
El punto para establecer
los porcentajes relativos de inclinación o proporciones
es para ayudarle a entender las funciones ambientales
y limitaciones del sitio, incluyendo la susceptibilidad
a la erosión, la accesibilidad al potencial de
construcción y otros factores. En general, entre
más empinada la inclinación, es mayor el potencial
para la erosión, deslizamiento y la fuga rápida
de aguas lluvias. Generalmente, un desarrollo
debería estar localizado en un área plana y nunca
en inclinaciones más empinadas que las que se
presentan en la Tabla 2.1.1.
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| Cómo
Dibujar una Sección |
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| Una
sección se dibuja haciendo un plano que corta
verticalmente a través de la tierra, o a través
de un objeto tal como un edificio, o ambas cosas
(Figura 2.1.5). Las secciones ayudan para el análisis de terrenos
e ilustran como pueden interactuar con la construcción.
La línea de base de la sección indica la interconexión
entre el piso y el espacio aéreo y sirve como
una marca para visualizar el relieve topográfico.
Típicamente la línea de base se sitúa al nivel
del mar para análisis de escala mayor, pero cualquier
elevación puede situarse como la línea de base
inicial para análisis de pendiente de sitio de
menor escala. Si se usa una línea de base que
no sea el nivel del mar se le refiere como un
dato artificial. Esta línea de base es la elevación
más baja mostrada en el dibujo de una sección.
Si usted tiene un mapa
de líneas de nivel es muy fácil dibujar una simple
sección. El proceso se ilustra en la Figura 2.1.5.
| 1.
|
Identifique el plano del corte,
la línea a través de la cual usted quiere
ver un corte de sección. |
| 2.
|
Dibuje una línea de base y
líneas horizontales que representen cada contorno.
Usted puede escoger cualquier escala para
este dibujo. Es mejor usar una escala que
sea lo suficientemente grande para poder ver
pero lo suficientemente pequeña para que el
dibujo sea fácil de manejar. Estas líneas
de elevación horizontal deberán coincidir
con las elevaciones del contorno del mapa
a lo largo del plano de corte. |
| 3.
|
Proyecte las líneas desde
la intersección de las curvas de nivel a lo
largo del plano de corte hasta la elevación
correspondiente en el dibujo de la sección.
Marque los puntos apropiados. |
| 4.
|
Conecte los puntos para completar
la sección. |
Este proceso le dará
una idea rápida de cómo se mira una inclinación
en elevación. Se puede utilizar en áreas no desarrolladas
o donde existen edificios. |
| Análisis
y Estabilidad de la Inclinación |
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El análisis de la inclinación
identifica varios terrenos al delinear áreas en
el mapa con diferentes inclinaciones. De esta
manera, la localidad de cerros, valles, mesetas
y áreas con inclinaciones empinadas pueden ser
mejor entendidas. Para cualquier terreno dado,
habrán requerimientos y/o restricciones de inclinación.
Un campo de juego, por ejemplo, necesita ser relativamente
plano, mientras que una zanja de desagüe, necesita
ser un poco más inclinada, por lo general. El
análisis de la inclinación le ayudará a entender
dónde están localizadas tales características
en el mapa de contorno, cuáles áreas necesitan
ser cambiadas para acomodar el diseño del terreno,
como conectar las áreas desarrolladas a las condiciones
existentes más allá del área de excavación y cuáles
áreas son apropiadas para usos específicos. Sólo
las curvas de nivel le pueden dar un entendimiento
básico de como fluye el agua en la tierra (Figura
2.1.6 y 2.1.7).
Los valles se pueden
identificar fácilmente en un mapa porque las curvas
de nivel hacen una forma de V apuntando hacia
arriba. Los valles forman una depresión alargada
en los espacios entre dos ondulaciones. Las líneas
de elevación son terrenos levantados y alargados.
Por lo general, los contornos a lo largo del lado
de una loma serán aproximadamente paralelos y
habrá uno o más puntos altos o cumbres a lo largo
de la loma. Estos puntos altos son generalmente
contornos cerrados sin ninguna otra línea de nivel
entre ellos. Tanto las loma como las cumbres algunas
veces son llamadas cuenca hidrológica o drenaje
de la división porque ellos dividen el paisaje
en distintas cuencas de drenaje. Estas cuencas
de drenaje recogen toda la lluvia que cae adentro
de las divisiones. Este es un factor importante
en la planificación del terreno que será discutido
en detalle en la Sección 2.4, Hidrología. Las depresiones, como las cumbres,
son contornos cerrados pero tienen señas por dentro,
para indicar una característica cóncava de la
tierra. Las aguas superficiales y tierras pantanosas
se encuentran típicamente en las depresiones,
aunque no todas las depresiones son húmedas.
Cuando se hace un análisis
de inclinación, es importante determinar que categorías
de inclinación son consideradas importantes para
el proyecto de construcción. Por ejemplo, los
porcentajes mínimos y los máximos de la inclinación
deben ser establecidos para diferentes usos de
tierras, teniendo presente el tipo de superficie,
las proporciones de infiltración (las cuales pueden
ser determinadas mediante exámenes de filtración
del terreno; ver la barra lateral que acompaña),
el potencial de erosión y otros factores. Un ingeniero
civil, arquitecto o arquitecto paisajista puede
determinar estas normas. Si usted no tiene asistencia
profesional, la Tabla 2.1.1 provee algunas guías
básicas. Para mayor información, consulte la lista
de referencia. Tenga presente que los factores
importantes a considerar en los análisis son erosión
y prevención de inundación, drenaje alejado de
las estructuras y el uso humano. Por ejemplo,
un 3 por ciento es la inclinación mínima requerida
para conseguir un drenaje positivo lejos de los
edificios.
Se debe tener un cuidado
particular cuando se está haciendo una construcción
en o cerca de pendientes, aún cuando sean relativamente
graduales. Una inclinación se puede correr o deslizar
si se coloca demasiada presión sobre ella. La
presión excesiva puede ser causada al aumentar
el peso en la cima de una pendiente o por excavación
y/o erosión al pie de la pendiente. Estas presiones
serán incrementadas cuando el contenido de humedad
del suelo es alto. De manera general, el suelo
de grano fino contiene más humedad y usualmente
es más susceptible a la erosión. Todos los suelos
son susceptibles a la erosión, especialmente durante
el proceso de construcción cuando se ha removido
la vegetación. Por lo tanto, hay que tener cuidado
de no alterar demasiado el suelo. La erosión crea
problemas, incluyendo la sedimentación de cuerpos
acuáticos y la desestabilización de las estructuras,
incrementando la amenaza de inundación. Como regla
general, se debe evitar construir cerca o sobre
pendientes. Si es necesario construir sobre pendientes,
es esencial estabilizar el suelo utilizando vegetación
y/o muros de retención (los muros de retención
están descritos en la sección de nivelación más
adelante). |
| PROCEDIMIENTO
PARA LA PRUEBA DE FILTRACIÓN DEL SUELO |
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| A continuación
está el procedimiento genérico que puede ser utilizado
para establecer las proporciones de filtración
con el propósito de diseñar sub superficies convencionales
de sistemas de absorción usados como redes de
eliminación en el sitio. Los diseñadores de sistemas
pueden usar las proporciones de filtración determinadas
en el campo para seleccionar las proporciones
de carga utilizadas para medir las áreas de absorción
durante el proceso del diseño. Los usuarios de
este procedimiento deberían c onsultar con cualquier
agencia local o nacional que pueda regular el
diseño y la instalación de sistemas de tratamiento
de aguas residuales en el sitio para determinar
la aceptabilidad de este procedimiento en lugares
específicos.
General
El propósito principal de hacer pruebas de filtración
es el de determinar las proporciones de aplicación
de aguas residuales para condiciones de suelo
específicas para el sitio. Esto requiere la evaluación
de un agujero de observación profundo (profundidad
mínima de 3 metro, ver figura abajo) por alguien
que esté capacitado para clasificar las texturas
del suelo. Durante este proceso la capa menos
filtrable que afectará el sistema de absorción
del suelo debe de ser identificada basándose en
una prueba de textura del suelo del campo. Esta
es la capa del suelo donde la prueba de filtración
se llevará a cabo de acuerdo con el siguiente
procedimiento.
Procedimiento para
la Prueba de Filtración
| 1.
|
Haga un hoyo a una profundidad
que exponga la capa de suelo encerrada en
el área predeterminada. El hoyo debe de ser
lo suficientemente ancho para proveer espacio
para poder hacer a mano el hoyo de filtración
y para que alguien se pueda parar en el hoyo
y conducir la prueba. |
| 2.
|
Desde este “estante” haga un
hoyo a mano de aproximadamente 30 centímetros
de diámetro y 45 centímetros de profundidad
(Ver Figura 1). Este será el hoyo de prueba
de filtración. |
RECOMENDACIONES
PARA LA PRUEBA
| *
|
Cuando esté dirigiendo pruebas
de filtración en suelos lodosos es recomendable
que el fondo y las paredes del hoyo de prueba
de filtración sean escarificados para minimizar
las manchas del suelo superficial que pudieron
haber ocurrido mientras se hacía el hoyo.
|
| *
|
Cuando esté dirigiendo pruebas
de filtración en suelos arenosos que tienden
a colapsar, es recomendable que las paredes
del hoyo de pruebas de filtración sean sostenidas
mediante la colocación de una red de malla
metálica de pequeño diámetro alrededor del
perímetro del hoyo. |
| *
|
Ponga una regla, de al menos
45 centímetros de largo, adentro del hoyo
de prueba de filtración con el principio
de la regla en el fondo del hoyo y el final
de la regla en la parte de arriba. |
RECOMENDACIÓN
PARA LA PRUEBA
| *
|
Debido a que las reglas de
madera tienden a flotar, se recomiendan
las reglas de metal o algún tipo de sistema
de enganche para mantener la regla en su
lugar mientras se está conduciendo la prueba
de filtración. |
| *
|
Cuidadosamente llene el hoyo
con agua limpia y clara hasta la marca de
los 30-centímetros en la regla. El nivel
del agua se debería de mantener en la marca
de los 30 centímetros en la regla por 15
minutos. A esto se le refiere como “presaturación”.
|
RECOMENDACIÓN
PARA LA PRUEBA
| *
|
Cuando esté dirigiendo pruebas
de filtración en suelos lodosos, se debe
de tener cuidado de no echar el agua de
manera que cause disturbios y asentamiento
de los lodos. Algunos métodos de control
comúnmente usados incluyen guardas para
derrames o el llenar el fondo del hoyo parcialmente
con piedras limpias. |
| *
|
Al final del período de pre-saturación,
hay que regresar el nivel del agua de nuevo
a la marca de 30 centímetros en la regla
y tomar el tiempo en que cae el nivel del
agua. Las lecturas de tiempo deberían de
hacerse en la marca de los 30 centímetros
de la regla, la de los 25 centímetros y
de nuevo cuando el nivel del agua alcanza
la marca de los 20 centímetros en la regla.
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Interpretación de
los Resultados de la Prueba
La proporción de filtración se calcula dividiendo
el tiempo, en minutos, que toma en caer el nivel
del agua de la marca de los 25 centímetros en
la regla a la marca de los 20 centímetros en la
regla cada 5 centímetros. Los resultados de proporción
de filtración se expresan como minutos por 10
centímetros. Por ejemplo, si le toma 10 minutos
al nivel del agua para bajar de la marca de los
25 centímetros en la regla a la marca de los 20
centímetros en la regla, la proporción filtración
resultante sería de 10 minutos/5 centímetros por
10 centímetros. Por lo tanto, la proporción filtración
para este ejemplo sería de 20 minutos/10 centímetros.
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|
La aplicación de las
proporciones, típicamente expresadas como litros
por metro cuadrado por día, pueden ser asignadas
por proporciones de filtración determinadas en
el campo. La siguiente Tabla, tomada de Ingeniería
de Aguas Residuales – Tratamiento, Eliminación
y Reciclaje, Tercera Edición, Metcalf and Eddy,
Inc., 1991, representa las proporciones de carga
típicas para varias proporciones filtración: La
grava y la arena gruesa no son recomendadas debido
a sus características de filtración y los barros
y barros coloidales no son recomendados debido
a su baja permeabilidad.
Seguridad
La seguridad es una cosa importante de considerar
cuando se está conduciendo una evaluación del
suelo. Típicamente puede haber equipo pesado en
el sitio posiblemente haciendo hoyos en áreas
adonde se encuentran enterradas redes de servicios.
Los agujeros de observación profundos, que se
sabe que colapsan y se derrumban, comúnmente,
se dejan abiertos durante la evaluación del suelo.
La siguiente es una lista de algunos procedimientos
de seguridad que deberían ser observados antes
de conducir una prueba de filtración:
| 1.
|
El sitio debería de ser completamente
investigado para asegurarse que no se molestará
ninguna red de servicios subyacente durante
la excavación de un agujero de observación
profundo y un agujero para prueba filtración.
|
| 2.
|
El operador del azadón eléctrico
o excavador debe de estar al tanto de todos
los alambres que hay arriba de él para evitar
apagones y posiblemente daño físico por un
choque eléctrico. |
| 3.
|
Nadie debería de entrar en
un agujero de observación profundo o un agujero
para prueba de filtración de más de 5 pies
de profundidad al menos que el agujero esté
apropiadamente preparado para prevenir un
colapso. Estas son solamente algunas recomendaciones
de seguridad. Todos los involucrados en pruebas
de suelo en el sitio tienen la responsabilidad
de operar su equipo y conducir sus negocios
de manera segura. |
|
| Como
Llegar a la Inclinación Deseada Mediante la Nivelación |
|
|
La nivelación es la
remodelación de la superficie de la tierra para
adquirir las inclinaciones y formas deseadas.
En la nivelación, al suelo que es excavado se
le refiere como corte, mientras que el suelo que
es adherido es llamado relleno. Las áreas de corte
y relleno deben de ser manejadas con mucho cuidado
para mantener la estabilidad de la inclinación
y minimizar los costos de excavación (Figura 2.1.8). Generalmente, cuanto menos excavación sea requerida,
menor será el costo de la construcción del lugar.
Las operaciones de corte y relleno molestan la
vegetación, la estructura del suelo y la flora
y la fauna silvestre de las comunidades. Por lo
tanto, es necesario minimizar la cantidad de corte
y relleno y hacer un esfuerzo para que el diseño
se apegue a la topografía natural. La mejor solución
logra el equilibrio entre la cantidad de corte
y relleno en un sitio, minimizando los cambios
en la superficie.
La nivelación afecta
directamente el grado de drenaje de la superficie,
o la fuga de aguas lluvias. Esté seguro de conocer
la tendencia de drenaje del sitio mediante la
observación visual en el puesto o usando un mapa
hidrológico. Una buena práctica para reducir los
impactos de un sitio en construcción es la de
apegarse en lo posible a la topografía y tendencia
de drenaje existentes, con tal de que los sistemas
ecológicos e hidrológicos existentes estén funcionando
adecuadamente. El drenaje de agua superficial
inadecuado puede causar inundaciones, contaminación,
sedimentación de cuerpos acuáticos, destrucción
del medio ambiente, daños a la propiedad y puede
amenazar la salud y seguridad humana, especialmente
donde el área construida se encuentra con el área
existente o no construida.
El área construida
existente deberá ser analizada para asegurarse
que hay sistemas de drenaje adecuados en el lugar
y las construcciones deberán requerir que tengan
drenaje adecuado. Las cloacas y las zanjas superficiales
pueden dirigir la fuga a canales y desagües predeterminados
(Figura 2.1.9). Las cuencas de recolecta y los estanques pueden
recoger y detener el agua en el sitio por períodos
de tiempo específicos (Figura 2.1.10).
El uso de terrazas,
la vegetación y otros mecanismos de control de
drenaje pueden reducir la erosión y permitir que
el agua recargue las reservas de agua freática.
En general, las superficies impermeables aumentan
la cantidad de escurrimiento mientras que las
superficies permeables, primordialmente la vegetación,
aumenta la filtración del agua y reduce escurrimiento
y la erosión. En cualquier construcción, escurrimiento
pico no deberán de exceder los niveles previos
al momento de la intervención para desarrollar
el sitio.
Para poder minimizar
la erosión, la mayoría de los desarrollos en laderas
requieren algún tipo de terracería para moderar
las inclinaciones (Figura 2.1.11). Los terraplenes pueden ser tallados dentro de
la pendiente (corte), construidos sobre el relleno
o ambos. Tenga cuidado de compactar todas las
áreas para hacerlas estables. Los rellenos no
compactados pueden tener una tendencia a fallar.
Se debe tener cuidado de reducir el grado de alteración
del suelo para poder así minimizar el potencial
para la erosión. Los terraplenes deberán tener
un cruce gradual con la pendiente para permitir
tanto la filtración como escurrimiento gradual
del agua superficial. Generalmente, para mantener
la estabilidad las laderas cubiertas con plantas
no deberán exceder una inclinación del 33 por
ciento. Se puede usar vegetación adicional para
proveer mayor estabilidad a la pendiente (Figura 2.1.12).
Los muros de contención
permiten el mayor cambio vertical en elevación
a través de la menor distancia horizontal (Figura 2.1.13). Los muros altos (aquellos mayores de tres metros)
deberán de ser diseñados por un ingeniero civil
o estructural para asegurarse que son de suficiente
fuerza para contener la tierra detrás de ellos
bajo todas las condiciones. Los muros pueden ser
diseñados para reducir la amenaza de falla permitiéndoseles
la detención de escurrimiento de agua, proveyéndoles
drenajes y utilizando refuerzos de varillas de
acero. Muchos muros de contención se pueden construir
de manera fácil y segura sin la ayuda de un ingeniero.
Los muros de gravedad construidos de piedra o
concreto dependen de su masa para la estabilidad.
Sin importar su tamaño, la proporción del ancho
de la base a la de su altura debe de ser entre
0.40 y 0.45 para un muro de retención cargado
horizontalmente. Los muros de gravedad hechos
de piedra seca son útiles en muchas situaciones
donde las alturas retenidas son de menos de tres
metros. Esto puede ser mucho más barato y atractivo
cuando la piedra se encuentra en o cerca del sitio.
Los muros menores de 1.5 metros de altura son
típicamente construidos de manera vertical en
frente y atrás o con un pequeño declive (con una
pequeña disminución hacia la parte de arriba).
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