miércoles, 30 de marzo de 2022

La georreferenciación en los catastros

 Introducción 

Por medio del presente artículo, se ofrece un repaso a los avances ocurridos en los catastros de la región a nivel de la integración de la documentación gráfica catastral a los marcos de referencia geodésicos. Dentro de este tema se presentan las siguientes variantes según se encuentre relacionado con: i) aspectos cartográficos, o con ii) aspectos referentes a la definición de los objetos a los que aplican derechos de propiedad o derechos de expresión territorial en general. Lógicamente que ambos enfoques pueden aparecer conjugados, atendiendo fundamentalmente a las diferencias entre formación y mejoramiento de la parte gráfica o geoespacial de la base de datos con respecto al mantenimiento de la información catastral.

Para ampliar o detallar estos aspectos digamos que se puede tratar del desarrollo del marco espacial para formar un mapa catastral continuo, o bien para mejorar la exactitud posicional de uno existente, mientras que el segundo enfoque apunta a la inclusión de la georreferenciación en la documentación catastral (planos de mensura, planos perimétricos, planos de agrimensura, levantamientos planimétricos prediales, mensuras catastrales, etc.).

En los dos primeros casos, se trata de un trabajo de ubicación masivo y aproximado en el continuo del territorio de las parcelas y otros objetos territoriales legales que, partiendo de la digitalización de planos antecedente y con el apoyo geométrico de puntos de control medidos en el terreno o mosaicos de ortofotos o imágenes satelitales de alta resolución, posibilita ir armando como un “rompecabezas” la base geoespacial del catastro y mejorando en forma continua la calidad del aspecto posicional de la misma.

El último caso, apunta a la georreferenciación de inmuebles en forma individual, ajustada a estándares y procedimientos establecidos por las normas catastrales de cada jurisdicción o país. Estos procesos están dirigidos principalmente al registro de los cambios en la configuración geométrica de las parcelas por subdivisión, unificación, redistribución, etc.. En la siguiente figura se incluye un gráfico explicativo del rol del marco de referencia en cada una de las variantes y objetivos para cada uno de los casos mencionados.

Variantes de la georreferenciación en catastro

Por otro lado, los conocimientos asociados a estas tareas son indisociables del contexto al cual se debe aplicar, lo cual nos fuerza a ver al catastro como un sistema socio-técnico (Stubjkaer, E., 2006), dónde los elementos sociales como la codificación que regula al derecho de propiedad inmueble, la legislación catastral y las normas reglamentarias deben confluir armónicamente con los elementos técnicos, como la geodesia y la combinación entre la topografía clásica y el posicionamiento satelital GNSS para cumplir con los objetivos y funciones derivadas de los mandatos institucionales. 

Siendo que la georreferenciación puede verse como una interpolación de las coordenadas definidas por un marco de referencia, su existencia resulta indispensable y es inherente a todas las actividades asociadas con la determinación de la posición, captura, integración, uso e interoperabilidad de datos geoespaciales.


El marco de referencia  

En la geodesia actual se diferencian los conceptos de sistema y marco, siendo el primero un conjunto de convenciones y variables geométricas y físicas, como la posición del origen y orientación de los ejes de coordenadas, la escala, unidad de medida junto a la evolución del sistema en el tiempo. A través de dichos acuerdos es posible definir con sentido universal la posición de los objetos situados sobre la superficie terrestre. 

Por otro lado, el marco de referencia constituye la materialización del sistema de referencia por medio de mediciones, a través de un conjunto de puntos y/o instrumentos que forman una red, cada uno con sus coordenadas geocéntricas tridimensionales y geodésicas dadas convencionalmente.  

Desde el punto de vista de los usuarios, el marco de referencia puede verse como un catálogo de puntos con sus coordenadas precisamente definidas, una infraestructura compuesta por mojones y/o estaciones GNSS permanentes, un conjunto aplicaciones web, herramientas, metadatos y archivos de observación, que permiten acceder o vincularse al mismo a fin de georreferenciar los objetos de interés.  

Relación entre sistema de referencia y marco de referencia

Los marcos de referencia actuales son geocéntricos y se caracterizan por: 

  • tener alcance mundial,
  • estar realizado en base a técnicas geodésicas espaciales,
  • ser tridimensionales, y
  • estar referidos a una época de referencia determinada, dado que la superficie terrestre se encuentra sujeta a variados movimientos de la corteza terrestre.

Dichos movimientos son ocasionados por la deriva continental, variaciones temporales del clima, efectos hidrológicos o discontinuidades por efectos sísmicos (Drewes, H. et. al., 2011), por lo cual las coordenadas son válidas para un momento determinado de tiempo, usualmente coincidente con la fecha media de la campaña en que se realizaron las observaciones GNSS para definir un determinado marco.

El Marco de Referencia Terrestre Internacional (ITRF) es la red global que materializa el Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS). En sus diferentes realizaciones, el ITRF incluye las posiciones de las estaciones junto a sus velocidades, parámetro que expresa el cambio de las coordenadas en función del tiempo (ej: mm/año).

El ITRF se encuentra implementado en el continente a través del Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas (SIRGAS), que constituye la base posicional a partir de la cual se han desarrollado las redes e infraestructuras geodésicas en la gran mayoría de países de la región. 

SIRGAS dispone básicamente de las siguientes realizaciones (SIRGAS, 2022): 

  • SIRGAS95, cuyas posiciones se refieren al ITRF94, época 1995.4;
  • SIRGAS2000, cuyas posiciones están relacionados al ITRF2000, época 2000.4; y
  • Red SIRGAS de operación continua, que es una red de estaciones GNSS permanentes que ofrece coordenadas semanales instantáneas y soluciones multianuales del marco de referencia, vinculadas al ITRF en uso al momento en que son procesados los datos de observación GNSS. 

Red SIRGAS-CON, actualizada a marzo de 2022. Fuente: https://www.sirgas.org/es/sirgas-realizations/sirgas-con-network/

En la figura precedente, los puntos verdes son los correspondientes a las estaciones que conforman la red regional americana, y los puntos rojos a las estaciones de la red global del IGS (International GNSS Service), que es una organización científica voluntaria compuesta por más de 200 organismos de investigación que producen datos para respaldar la realización del marco ITRF (IGS, 2022). 

Las diferentes realizaciones del mismo se encuentran relacionadas por medio de parámetros de transformación, a lo que hay que sumar la reducción de las coordenadas a la misma época de referencia. Dicha reducción puede aplicarse de dos maneras: i) para el caso de estaciones SIRGAS de operación continua con más de dos años de observación se utilizan las velocidades calculadas en la solución multianual más reciente, y ii) para aquellas estaciones, cuyas velocidades no están incluidas en dichas soluciones, se utiliza el Modelo de Velocidades SIRGAS. Las diferentes realizaciones de SIRGAS, reducidas a la misma época de referencia, son compatibles en el nivel de centímetros (SIRGAS, 2022).


Catastros y marcos de referencia

Tomando en consideración el cambio de las coordenadas en función del tiempo, se presentan una serie de cuestiones que deben enfrentar los organismos catastrales, relacionados con la gestión de los marcos de referencia de los cuales dependen las coordenadas, sea sobre el aspecto posicional de la base de datos catastral en su conjunto, como de la documentación de los límites de los inmuebles que definen el contenido material de los derechos de propiedad, que podemos considerarlo extensivo a otros derechos que se ejercen en el territorio.

En ese sentido, si tenemos en cuenta que la función de las coordenadas puede servir al doble propósito de determinar la posición de los vértices o esquineros de los inmuebles y, según sea el caso, de replantearlos o restituirlos, se genera una tensión entre los aspectos técnicos y legales. Esto se da porque los derechos –en principio- son perpetuos o pueden ejercerse durante mucho tiempo, en tanto que la vida de las coordenadas puede durar solo unas décadas o ser aún más corta ante impredecibles terremotos u otros procesos geológicos. 

El impacto de las deformaciones de la superficie terrestre es muy dispar según la zona en la que se encuentren materializados los marcos de referencia. Por ejemplo, en el este de Argentina, Brasil y Uruguay, dónde la placa es más estable, el marco y sus coordenadas pueden mantenerse por mucho tiempo; pero es muy diferente en la región andina y en el caribe, que son zonas más inestables por estar situadas en regiones inter-placa y por consiguiente más susceptibles de producir eventos sísmicos.   

Placas tectónicas. Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Placa_tect%C3%B3nica

Para la primera situación, las deformaciones son continuas y se acumulan en el tiempo, por lo que sus efectos resultan despreciables en cuanto a la incertidumbre relativa de los levantamientos parcelarios y su alcance a pequeñas áreas del territorio. No obstante, esas deformaciones pueden traer consecuencias a largo plazo, cuando se producen actualizaciones del marco de referencia y en la consecuente gestión del cambio de sus coordenadas.

Para la segunda situación, varios terremotos ocurridos en Chile, Colombia, Ecuador, Perú, Costa Rica, etc., producen desplazamientos co-sísmicos que son aquellos que se generan durante el sismo y relajaciones post-sísmicas que suceden luego de ocurridos los terremotos. Estos cambios se determinan a través del análisis de las series temporales que ofrecen las redes de estaciones GNSS permanentes, que vienen registrando las velocidades en el período previo al evento o inter-sísmico. A partir del análisis de esas tres etapas, es posible modelar la deformación de la corteza y el cambio de las coordenadas antes y después de ocurridos estos eventos, de modo de actualizar en todo o en parte el marco de referencia. Un ejemplo explicativo de estos procesos, puede ser consultado en el siguiente enlace

Lo señalado precedentemente, pone de manifiesto la necesidad de desarrollar intercambios entre los organismos encargados de administrar la infraestructura geodésica (generalmente institutos geográficos) y los catastros, como una manera de abordar los cambios en los marcos de referencia y los parámetros matemáticos que permitan relacionarlos, todo lo cual tiene consecuencias en el correcto empleo del dato posicional como elemento útil para definir los límites en el terreno y, asimismo para ajustar posicionalmente las capas de datos en la base de datos catastral.

Todo esto no hace más que poner de manifiesto que los beneficios que pueden derivarse de la georreferenciación en el catastro, requieren de la compresión fundamental de la naturaleza de las coordenadas. Dada la existencia a largo plazo de los límites de los inmuebles, puede verse con claridad la necesidad e importancia que adquiere el mantenimiento físico y matemático del marco de referencia en el tiempo. 

 

Breve revisión del tema a nivel regional

A modo de organizar el tema se ha elaborado la siguiente tabla en la cual se indica país por país, el organismo con competencia para ejecutar la infraestructura geodésica, el marco de referencia en uso, la proyección cartográfica, el acceso a los datos geodésicos y la norma catastral asociada a la georreferenciación que, en varios países, no es específica sino que está incluida en disposiciones, resoluciones o reglamentaciones de  mayor amplitud.

Cabe aclarar en primer lugar que no ha sido posible incluir a todos los países de la región, porque la información de alguno de ellos no se encuentra disponible o no es accesible y, en segundo lugar, porque en aquellas jurisdicciones dónde la función catastral es atribución de los estados sub-nacionales o municipales y/o se encuentra desdoblada según se trate de áreas urbanas o rurales, no ha sido posible ser exhaustivo por lo que sólo se han incluido aquellas normas consideradas más representativas. 

La información sobre el marco de referencia se ha extraído de la página web de SIRGAS, sección redes nacionales, y las normas catastrales han sido obtenidas de los respectivos sitios web de los organismos catastrales.

La gran mayoría de los marcos de referencia se encuentran vinculados a diferentes realizaciones de SIRGAS y están materializados a través de estaciones GNSS permanentes, lo cual facilita, simplifica y confiere consistencia a los resultados de las tareas de georreferenciación, siempre que se sigan unos estándares básicos en materia de instrumental utilizado, método aplicado, tiempo de observación y procesamiento de datos GNSS, todo lo cual depende de los niveles de exactitud requeridos. 

En el ámbito de las proyecciones cartográficas, predomina el uso de la Mercator Transversa Universal (UTM) y, en todos los casos son utilizadas proyecciones conformes, que son aquellas que mantienen los mismos ángulos en el elipsoide que en la representación plana, conservando así las formas para superficies de pequeño tamaño. Sin embargo, no sucede lo mismo con las medidas lineales (y con ello las medidas de superficie) que presentan deformaciones que usualmente exceden las tolerancias utilizadas en los catastros. Es posible ampliar sobre esta cuestión en la siguiente entrada

Lo cierto es que muy poco se ha debatido acerca de la pertinencia de utilizar la proyección UTM en catastro, cuando la misma fue originalmente diseñada para la producción de cartografía en papel a escalas iguales o menores que 1:25.000, de manera que el impacto de las deformaciones sean despreciables pero en el plano de la percepción visual.

No obstante algunos países como Costa Rica y Guatemala, han buscado superar este inconveniente creando una proyección cartográfica “a medida”, que utiliza las mismas fórmulas matemáticas que la Mercator Transversa, pero modificando la posición del meridiano central que ha sido llevado al centro geográfico del área a representar, junto al valor del factor de escala, a fin de compensar las deformaciones y reducir significativamente la anamorfosis lineal (y superficial) en el plano de proyección.

Existen otros casos particulares como los de Brasil y Colombia. En el primer caso y para el Catastro Nacional de Inmuebles Rurales, no se utiliza una proyección cartográfica sino un sistema de coordenadas geodésico local, que es una traslación y rotación del sistema de coordenadas cartesianas tridimensionales X,Y,Z al área de levantamiento, cuya principal ventaja es que mantiene una relación natural con la realidad física.

En tanto que para el caso colombiano, se ha adaptado una proyección de tipo Mercator Transversa de origen único, siguiendo los mismos criterios que Costa Rica y Guatemala, pero con la diferencia que esos países tienen aproximadamente 3° de extensión en sentido Este-Oeste, mientras que Colombia tiene alrededor de 15° (considerando la parte insular), lo cual genera un impacto significativo en la deformación lineal. Sin embargo la idea detrás de este desarrollo fue unificar la proyección que anteriormente tenía 6 orígenes diferentes, de manera de posibilitar la representación del territorio en forma continua y sin superposiciones (IGAC, 2020).

Respecto al acceso a los datos geodésicos se observa una tendencia a su apertura, lo cual parece bastante lógico, dado que se trata de un conjunto de datos básico o fundamental entre los datos geoespaciales y que, al mismo tiempo, constituyen un prerrequisito para la georreferenciación precisa, integración e interoperabilidad de las demás capas de datos geoespaciales. 

La referida apertura no solo está relacionada con la información documental contenida en monografías o planillas de descripción de los puntos geodésicos, sino además con el acceso a los archivos de observación de las estaciones GNSS permanentes y servicios de corrección en tiempo real cuando están disponibles.

En cuanto a las normas catastrales, pueden tener un alcance masivo para formación o actualización o alcance puntual para mantenimiento pero, en cualquier caso, tienen por finalidad regular las condiciones, métodos, criterios y otras especificaciones que permitan la generación de información estandarizada para su incorporación a la base de datos catastral.

Por ello la georreferenciación presenta enfoques de los más variados, que van desde normas dónde el tema es solo una parte de las mismas hasta otras que son específicas, y desde normas que contienen procedimientos relativamente detallados para vincular las parcelas y otros objetos territoriales legales a las redes geodésicas, hasta otras que solamente indican que los vértices de las parcelas deben ser georreferenciados respecto a un determinado marco de referencia, sin ninguna otra información adicional o complementaria.

La indicación de un procedimiento puede ser ventajoso, ya que su aplicación contribuye a garantizar el cumplimiento de las especificaciones técnicas en cuanto a la exactitud posicional. Por otro lado, no deja de llamar la atención, que en algunos instrumentos legales no se indique referencia alguna a las tolerancias o exactitudes que debe observar el proceso de georreferenciación. Al respecto, debe tenerse en cuenta cuál es el ancho nominal de la incertidumbre que sea aceptable por los propietarios, de modo que éstos puedan disponer como garantía un umbral de error en el que puedan tener plena confianza en el ejercicio y reconocimiento de sus derechos.

Representación de la tolerancia e incertidumbre

Otros aspectos singulares de las normas tienen que ver con su alcance, es decir a que universo de inmuebles aplica (parcelas urbanas, parcelas rurales, loteos, etc.), y con la información complementaria que deben aportar los profesionales a la administración, que se encuentra relacionada con la presentación de archivos de observación GNSS, archivos en formatos CAD o SIG, planilla de coordenadas a incorporar en el plano, etc. 

 

Comentarios finales

Tomando en consideración la inclusión de la georreferenciación en la documentación catastral y en el hecho que en algunas leyes se trata de un elemento esencial o definitorio de los inmuebles (ver por ejemplo: Ley Nacional 26.209 de Argentina, art. 5° y Ley 10.267 de Brasil, art. 3° num. 3), se requiere considerar lo siguiente:

  • el mantenimiento del marco de referencia en el tiempo para que los datos posicionales no pierdan su importancia, sea a nivel documental (ej.: planos antecedente) y a nivel de trabajo de campo para establecer o replantear límites de parcelas, zonas de seguridad de servidumbres y otros derechos de alcance territorial;
  • asociado con lo anterior, disponer de parámetros de transformación que permitan relacionar las coordenadas entre el marco anterior y el actual, y que éstos sean determinados con una exactitud suficiente de modo que tengan un impacto despreciable en el nivel de confianza con el que deben determinarse las coordenadas y, por consiguiente, la posición de los límites para aplicaciones catastrales;
  • los instrumentos normativos deben ser claros en los procedimientos, en los métodos y en las tolerancias en la determinación de la posición de los vértices de los polígonos que constituyen objetos de registración catastral;
  • las formas de representación a través de sistemas de proyección convencionales, requiere contemplar la anamorfosis lineal y superficial derivadas de su uso, para documentar los objetos que constituyen la base material de los títulos de propiedad;
  • en conexión con el punto precedente, el modelo matemático debe ser concordante o aproximarse todo lo posible a la realidad física de los inmuebles, para que sea comprensible y aceptado por las personas comunes, sean poseedores o titulares de derechos; y
  • las tolerancias o intervalos de confianza en la determinación de las coordenadas, debe ser realista o adecuada a las necesidades sociales de cada país, de modo tal que brinde la suficiente seguridad en la definición de los objetos de derecho.


Bibliografía y fuentes consultadas: 

Café Geodésico (2011). Glosario de términos geodésicos, http://cafegeodesico.blogspot.com/2011/03/glosario-de-terminos-geodesicos.html 

Comisión Guatemalteca de Normas (2008). Norma Nacional para Sistemas de Proyección para Información Geoespacial para Guatemala GTM – COGUANOR NTG 211001. 

Drewes, Hermann; Sánchez, Laura; Brunini, Claudio & Mackern Virginia (2011). ¿Cómo mitigar el impacto de eventos sísmicos en los marcos de referencia?. Reunión SIRGAS, Heredia, Costa Rica, Agosto de 2011, https://www.sirgas.org/fileadmin/docs/Boletines/Bol16/Drewes_et_al_Mitigar_eventos_sismicos.pdf 

Garrido Villén, Natalia – Blog personal (2014). Redes GNSS de estaciones permanentes. CORS, https://nagarvil.webs.upv.es/redes-gnss-de-estaciones/ 

Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC) (2020). ABC Nueva Proyección Cartográfica para Colombia - Origen Nacional,  https://origen.igac.gov.co/docs/ABC_Nueva_Proyeccion_Cartografica_Colombia.pdf 

International GNSS Service (IGS) (2022), https://igs.org/ 

International Terrestrial Reference Frame (ITRF) (2022), https://itrf.ign.fr/ 

International Earth Rotation and Reference System Service (IERS) (2010). IERS Technical Note N° 36. Terrestrial reference systems and frames, https://www.iers.org/SharedDocs/Publikationen/EN/IERS/Publications/tn/TechnNote36/tn36_031.pdf?__blob=publicationFile&v=1 

Sistema de Referencia Geodésico para las Américas (SIRGAS) (2022),  https://sirgas.ipgh.org/ 

Stubjkaer, Erik (2006). The cadastre as a socio-technical systemhttp://homes.plan.aau.dk/est/Konferencer/KIITO2006/Stubkjaer_CadastreAsSocioTechnicalSystem2006print.pdf

Unidad Ejecutora, Programa de Regularización de Catastro y Registro & Instituto Geográfico Nacional (2008). El Sistema de Referencia CR05 y la Proyección Transversal de Mercator para Costa Rica CRTM05. 

Sitios web de los organismos encargados de ejecutar y mantener la infraestructura geodésica, y organismos catastrales de Argentina, Bolivia, Brasil, Chile, Colombia, Costa Rica, Ecuador, El Salvador, Guatemala, Honduras, Jamaica, México, Nicaragua, Panamá, Paraguay, Perú, Puerto Rico, República Dominicana, Trinidad & Tobago y Uruguay.

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