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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES DISCIPLINA: TOPOGRAFIA PROFESSOR: Msc. RENATO ABREU MAIA Relatório de levantamento planimétrico Diego Rodrigues Nascimento Gabriela de Almeida Ribeiro Walter Saldanha da Cruz Junior Brasília - DF Dezembro/2022 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES DISCIPLINA: TOPOGRAFIA PROFESSOR: Msc. RENATO ABREU MAIA SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO 3 2. OBJETIVOS 3 3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS 4 4. METODOLOGIA 5 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 9 6. CONCLUSÃO 13 7. REFERÊNCIAS 14 2 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES DISCIPLINA: TOPOGRAFIA PROFESSOR: Msc. RENATO ABREU MAIA 1. INTRODUÇÃO A topografia é um dos principais serviços utilizados na construção civil, permitindo a obtenção de dados/informações como limites, áreas e posições a serem representados na superfície terrestre por meio de plantas ou mapas; em escala definida a depender do tipo de empreendimento/estudo. Essa obtenção de dados em campo, com fins de medição de distâncias, ângulos e alturas se chama levantamento topográfico. De acordo com BRINKER (1977; apud VIEIRA, 2012), o trabalho prático de Topografia pode ser dividido em cinco etapas: a) a tomada de decisão por métodos, equipamentos, posições e pontos a serem levantados; b) a aquisição de dados em campo; c) processamento e cálculos dos dados obtidos em campo; d) representação em mapa, carta ou planta; e) locação. Por meio da execução dessas etapas é possível fornecer dados que embasam planejamento e projetos de engenharia, como locação de obras grandes ou pequenas; serviços de terraplanagem, serviços de drenagem e planejamento urbanos, monitoramento de estruturas (movimentação de terra ou deslocamento de estruturas), estradas, obras especiais, dentre diversos outros. 2. OBJETIVOS Este trabalho é parte avaliativa didática e prática da componente de Topografia do Curso Técnico em Edificações do IFB Samambaia e tem como objetivos: ● Executar os procedimentos adequados para levantamento planimétrico de área definida pelo docente da disciplina de Topografia; ● Manusear adequadamente equipamentos e ferramentas utilizados para o levantamento; ● Apresentar os resultados obtidos do levantamento feito pelo grupo e discuti-los. 3 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES DISCIPLINA: TOPOGRAFIA PROFESSOR: Msc. RENATO ABREU MAIA 3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS Figura 1 – Teodolito Fonte: https://www.ruide.xyz/theodolite ● Teodolito eletrônico marca Ruide ET-2, registrado e calibrado ● Trena fibra de vidro 30 metros ● Baliza topográfica com nível de bolha ● Tripé em alumínio para nível topográfico Figura 2 – Baliza topográfica Figura 3 – Tripé 4 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES DISCIPLINA: TOPOGRAFIA PROFESSOR: Msc. RENATO ABREU MAIA 4. METODOLOGIA A coleta de dados foi realizada no Campus IFB Samambaia, estacionamento. Previamente, foram demarcados, pelo docente, quatro pontos dentro da área amarela, sendo esses pontos localizados aproximadamente nos locais indicados na Figura 4. Figura 4 – Local de estudo, ao lado do prédio principal do IFB Samambaia Fonte: Google Maps, 2022 O levantamento da poligonal em questão foi realizado pelo método do caminhamento, no qual são percorridos pontos pré-definidos, medindo-se todos os ângulos, lados (distâncias) e uma orientação inicial. Esse método é utilizado, por exemplo, para definir pontos de apoio a levantamentos topográficos mais complexos, nos quais são determinadas coordenadas de outros pontos a partir do levantado previamente (VEIGA et al, 2012). A seguir, os passos executados em campo: 1.No ponto 1, foi posicionado o tripé, procurando-se deixar o centro e onde seria colocado o teodolito o mais posicionado possível com a marcação do chão (ponto 1). 2.O teodolito foi posicionado e fixado no tripé, utilizando o parafuso fixador da base do tripé 3.Ajustou-se o teodolito ao ponto demarcado por meio do prumo óptico, utilizando também o tripé para para regulagem mais fina e exata (um dos pés fixo ao terreno, e segurando as duas pernas restantes, liberando a altura pela borboleta de fixação de cada pé); sempre observando pela lente o momento 5 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES DISCIPLINA: TOPOGRAFIA PROFESSOR: Msc. RENATO ABREU MAIA em que a mira do aparelho coincidisse exatamente com a marcação (Figuras 5 e 6). Figura 5 – Instalação e regulagem do aparelho Figura 6 – Instalação e regulagem do aparelho 4. Em seguida, realizou-se o nivelamento do tripé, por meio do nível de bolha circular, sempre por meio da movimentação das pernas do tripé, como descrito no item 3; em movimentos alternados para os três pés do tripé; até que a bolha do nível estivesse centralizada. 5.Para o nivelamento do teodolito, foi utilizado o nível de bolha cilíndrico (horizontal) como referência. Este nível está posicionado entre dois parafusos calantes, que devem ser manuseados simultaneamente (para “dentro” ou para “fora”), até que a bolha estivesse centralizada (Figura 7). Figura 7 – Esquema mostrando o detalhe do nível de bolha ao centro e nas extremidades os parafusos calantes, que devem ser movimentados ao mesmo tempo Fonte: FERRAZ, 1996 6 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES DISCIPLINA: TOPOGRAFIA PROFESSOR: Msc. RENATO ABREU MAIA 6. O teodolito foi, então, girado 90º em relação à direção anterior, em relação aos dois parafusos calantes, e realizou-se o mesmo movimento dos parafusos calantes - opostos aos dois anteriores, até que a bolha estivesse centralizada novamente. O processo é repetido até que a bolha estivesse centralizada em todas as direções. 7.O prumo óptico foi verificado novamente - para certificar se encontrava-se sobre a marcação no chão. Caso não estivesse, deveria-se movimentar novamente o tripé, repetindo os passos dos itens 3, 4, 5 e 6; até que o prumo e os níveis estivessem corretamente posicionados. 8.Os dados foram obtidos sempre em relação ao ponto vante (posterior) e ao ponto ré (anterior). A baliza foi posicionada a 90º do chão no ponto vante, ou seja, o ponto 2 (ajustada conforme nível de bolha da própria baliza); enquanto o teodolito é ligado e a luneta destravada, posicionada em direção à baliza e ajustada em seu foco até que fosse perceptível nitidamente o objeto posicionado no ponto vante (Figura 8). Figura 8 – Regulagem do aparelho para linha de visada, detalhe para a baliza, que é posicionada nos pontos vante e depois ré. 9. Assim que a baliza no ponto vante foi visualizada nitidamente, o botão OSET do teodolito (Figura 9, seta amarela) foi pressionado até que o ângulo horizontal (Figura 9, seta vermelha) estivesse zerado. 7 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES DISCIPLINA: TOPOGRAFIA PROFESSOR: Msc. RENATO ABREU MAIA Figura 9 – Visor do teodolito 10. Agora no ponto ré (ponto 4), a baliza foi posicionada a 90º do chão (ajustada conforme nível de bolha da própria baliza); enquanto o teodolito foi girado em direção ao ponto ré e a luneta posicionada e ajustada em seu foco até que fosse perceptível nitidamente o objeto posicionado no ponto (Figura 8). Foi anotado o ângulo obtido entre os pontos vante (2) e ré (4) do ponto 1. 11. Os procedimentos foram repetidos exatamente da mesma forma para todos os demais pontos, anotando-se sempre os ângulos obtidos entre os pontos vante e ré de cada estação. 12. Ao final dos procedimentos com o teodolito e a baliza, os equipamentos foram guardados e prosseguiu-se com a medição das distâncias entre os pontos demarcados, anotando-as (Figura 10). Figura 10 – Utilização da trena para medida entre os pontos 8 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIACURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES DISCIPLINA: TOPOGRAFIA PROFESSOR: Msc. RENATO ABREU MAIA 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os dados da Tabela 1 foram obtidos pelas medições obtidas em campo: Tabela 1 - Dados obtidos em campo Estação Ponto a ré Ponto a vante Distância a vante (m) Ângulo horizontal 1 4 2 22,67 80°30’33” 2 1 3 42,30 97°45’58” 3 2 4 22,14 110°34’15” 4 3 1 53,26 71°10’03” 5.1. Tolerância angular A tolerância angular é determinada em função da precisão nominal pela finalidade do trabalho. Neste caso, com base na NBR 13.133 (ABNT, 2021) a precisão nominal adotada é ≤ 10”. O cálculo do erro máximo permitido se deu pela Equação 5.1: 𝑇𝛼 = (3 𝑥 𝑝 𝑥 √𝑛) + 10" (Equação 5.1) Sendo: T = tolerância angular;𝛼 n = número de estações; p = precisão nominal (≤ 10”) Aplicando-se a equação 5.1, tem-se: 𝑇𝛼 = (3 𝑥 10" 𝑥 √4) + 10" 𝑇𝛼 = (30" 𝑥 2) + 10" 𝑇𝛼 = (60") + 10" 𝑇𝛼 = 70" 𝑜𝑢 1'10" 9 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES DISCIPLINA: TOPOGRAFIA PROFESSOR: Msc. RENATO ABREU MAIA O somatório dos ângulos internos de um polígono qualquer é dado pela seguinte Equação: 𝑆𝑖 = (𝑛 − 2) 𝑥 180 (Equação 5.2) Sendo: = somatória dos ângulos internos;𝑆𝑖 n = número de lados do polígono. Como foram utilizados 4 pontos, formando então um quadrilátero, tem-se: °𝑆𝑖 = (4 − 2) 𝑥 180 °𝑆𝑖 = (2) 𝑥 180 𝑆𝑖 = 360° Ou seja, o somatório dos ângulos internos para a área medida em campo deve ser exatamente igual a 360º. Realizando o somatório dos ângulos medidos em campo, tem-se: 𝑆𝑖 = 80°30'33" + 97°45'58" + 110°34'15" + 71°10'03" 𝑆𝑖 = 360°00'49" Assim, a soma dos ângulos internos medidos em campo ultrapassa o ângulo total em 49“, sendo esse o erro angular obtido. Como o erro máximo tolerado é de 70”; pode-se inferir que as medições de ângulos foram realizadas de forma satisfatória, não sendo necessário ajustes e repetição das medidas. 5.2. Tolerância linear A NBR 13.133 (ABNT, 2021) determina como tolerância mínima de 1:12.000 para todas as finalidades de levantamentos topográficos; podendo ser ajustada em casos especiais e de acordo com as necessidades do contratante do serviço. Para realizar o cálculo do erro máximo permitido para a situação deste trabalho, é necessário primeiramente determinar o perímetro da área, por meio do somatório das distâncias medidas, que são os lados dessa área. Dessa forma, tem-se: 10 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES DISCIPLINA: TOPOGRAFIA PROFESSOR: Msc. RENATO ABREU MAIA 𝑃 = 22, 67 + 42, 30 + 22, 14 + 53, 26 𝑃 = 140, 37 𝑚 Sendo: = perímetro da área demarcada (m).𝑃 A referência da norma, que é de 1:12.000, significa que para cada 12.000 unidades medidas, é aceitável 1 unidade de erro. Neste caso, para cada 12.000 metros medidos, o erro tolerável seria de 1 metro. Portanto, para determinação desse erro máximo (emáx), foi realizada a regra de três simples a seguir: 1 m ------------- 12.000 m emáx ------------ 140,37 m emáx = 0,0117 m (ou 11,7 mm) A partir do lançamento das distâncias e ângulos medidos, no software AutoCAD, será possível discorrer sobre as tolerâncias calculadas. 11 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES DISCIPLINA: TOPOGRAFIA PROFESSOR: Msc. RENATO ABREU MAIA 5.3. Definição da poligonal De acordo com os dados obtidos em campo, a poligonal definida está representada na Figura 11 a seguir, na qual os vértices se referem aos pontos de medição, identificados em amarelo: Figura 11 – Definição da poligonal Comparando a poligonal final com os dados obtidos, são percebidos visualmente os erros que foram abordados nos itens anteriores. A começar pela tolerância linear, que foi calculada em 0,0117m (ou 11,7mm), que foi ultrapassada pelos trechos de “fechamento” da área; representados em vermelho na Figura 11; que foram de 0,11 e 0,12 metros. O erro obtido pela obtenção das distâncias em campo ultrapassou cerca de 10 vezes o tolerável, o que invalidaria um relatório topográfico profissional. De acordo com VEIGA (2012), erros com medição e leitura errada dos instrumentos utilizados são classificados como grosseiros, ou seja, estão diretamente ligados a desatenção do observador ou falha no equipamento (como exemplo, a horizontalidade da fita). Fatores como o material da trena (foi utilizada a de fibra de vidro) não interferem nesse caso, pois o próprio material utilizado é considerado resistente a temperatura, umidade e produtos químicos. Recomenda, ainda, a repetição de leituras como forma de evitar esse tipo de erro; com auxílio de piquetes e balizas. A respeito da tolerância angular, foi constatado que o erro obtido (49”) encontra-se dentro do limite de tolerância calculado (70”), portanto pode ter seu 12 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES DISCIPLINA: TOPOGRAFIA PROFESSOR: Msc. RENATO ABREU MAIA resultado validado. No entanto, o que se observa na Figura 11 é que, ainda que dentro do previsto, esse erro interferiu também no “fechamento” correto da poligonal; pois o ângulo correto, medido em campo, foi de 80º30’33”, diferente do ângulo que está em azul na Figura 11. Tal interferência pode ter ocorrido também no momento de medição, como desatenção à verticalidade da baliza, incidência de vento e de sol. Por fim, pode-se inferir que erros humanos tendem a acontecer, pois apesar de ser mediado por instrumentos de precisão, a obtenção de dados depende diretamente da visão do observador; o que pode variar de pessoa para pessoa. Ainda que o erro angular tenha sido aceitável; observou-se que tanto os ângulos como as distâncias medidas são interdependentes; o que pode ser observado pela distância entre o ponto 4 e o ponto 1 (em azul), que também apresentou diferenças do que foi aferido in loco. 6. CONCLUSÃO Para a determinação de coordenadas de pontos em topografia, principalmente para a definição de pontos de apoio planimétricos; existem diversos métodos, sendo utilizado o método do caminhamento para este estudo. A partir de uma orientação inicial e de uma série de pontos, é possível delimitar poligonais mais simples (principais) ou ainda definir pontos de apoio para outras poligonais (denominadas secundárias, que originam outros pontos, segundo VEIGA, 2012. Pode-se concluir que o método utilizado pode ser considerado relativamente simples de ser executado, pois se utiliza de equipamentos móveis que podem ser deslocados entre as estações definidas. No entanto, apesar da precisão de seus instrumentos, é totalmente dependente da visão do observador; ou seja, passível de erros. Sendo ainda que, se empregados observadores diferentes pelas estações, as visadas ou medições podem ser interpretadas de formas diferentes, o que também pode ter interferido no resultado deste estudo. Ainda que os resultados esperados tenham sido parcialmente atingidos, conclui-se que os objetivos da atividade proposta foram totalmente cumpridos, uma vez que foi possível compreender as instruções, executar o método e as medições e interpretar os resultados obtidos, na prática. Percebe-se a importância do levantamento topográfico planimétrico para áreas, especialmente de obras; pois este serve como apoio para levantamentos altimétricos e demais estudos realizados para planejamento e execução de obras; obedecendo os limites e otimizando o aproveitamento de lotes e propriedades que serão utilizados para obras de construção civil. 13 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE BRASÍLIA CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES DISCIPLINA: TOPOGRAFIA PROFESSOR: Msc. RENATO ABREU MAIA 7. REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). ABNT NBR 13.133: Execução de levantamento topográfico - Procedimento . Rio de Janeiro: ABNT, 2021. FERRAZ, A. S.; DANTONINO, L.C.. Teodolito e níveis óticos - verificações e ajustes. 1996. Disponível em: <https://www.ufpe.br/documents/801160/801815/verif.pdf/>.Acesso em: 16/12/2022. VEIGA, L. A. K.; ZANETTI, M. A. Z.; FAGGION, P. L.. Fundamentos de Topografia. Engenharia Cartográfica e de Agrimensura da Universidade Federal do Paraná. Paraná: UFPR, 2012. Disponível em: <http://www.cartografica.ufpr.br/docs/topo2/apos_topo.pdf>. Acesso em: 18/12/2022. 14