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).