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Topografia Aula 1 – medida direta de distâncias 1. Definição: A topografia tem como finalidade determinar o contorno, dimensão e posição relativa de uma porção limitada da superfície terrestre. O objetivo é efetuar o levantamento que permita representar uma porção da superfície terrestre em uma escala adequada. Projeção ou imagem figurada do terreno dá-se o nome de planta ou plano topográfico. Levantamento topográfico tem como objetivo coletar dados para a posterior representação. 2. Divisão: Topometria - Planimetria | Altimetria Topologia ou geomorfogema Topografia – Taqueometria Fotogametria - Terrestre | Aéreo Goniomrtria 2.1 – Topometria/Divisão: Estuda os processos de medida de distancias, ângulos e diferença de nível. Objetivando definir o posicionamento relativo dos pontos topográficos. Divide-se em duas vertentes; planimetria e altimetria. 2.1.1 - Planimetria: Operações necessárias para a determinação de pontos do terreno que serão projetados sobre um plano horizontal de referencia através das coordenadas x e y (representação bidimensional). 2.1.2 - altimetria: Operações necessárias para a determinação de pontos do terreno que, alem de derem projetados sobre um plano horizontal de referencia, terão sua representação em relação a um plano de representação vertical, x, y e z (representação tridimensional) Representação do plano topografico com coordenadas (x,y e z). 2.2 – Topologia/Divisão: Utiliza-se dos dados obtidos através da topometria, estuda as formas da superfície terrestre. Os levantamentos planimétricos e/ou altimétricos são definidos e executados em função das especificações dos projetos. 2.3 – Taqueometria/Divisão: Levantamento de pontos do terreno, pela resolução de triângulos retângulos, dando origem às plantas cotadas ou com curvas de nível. Principal aplicação é em terrenos altamente acidentados, por exemplo: morros, montanhas, vales, etc. Trata das medidas indiretas das distâncias horizontais e verticais. 2.4 - Fotogrametria: A Fotogrametria Terrestre é realizada por aparelhos chamados fototeodolitos (fotogrâmetros), que fornecem fotografias orientadas (fotogramas), que permitem levantar com precisão suficiente os detalhes do terreno. A Aerofotogrametria é o método de levantamento utilizado para grandes glebas de Terra, que fornece fotografias orientadas da superfície da Terra. Atualmente está sendo substituída pelas fotos de satélites. 2.5 - Goniometria: Trata da medição do ângulo azimutal (horizontal). Representação dos azimutes Azimutes em um terreno qualquer 3. – Medição de distancias: A medida da distância entre dois pontos = distância horizontal entre eles. Na mensuração, o comprimento de um alinhamento pode ser obtido através de: - Medidas diretas: é considerada “direta” se instrumento usado na medida “apoiar-se no terreno” ao longo do alinhamento; - Medidas indiretas: é considerada ‘indireta’ na obtenção do comprimento de um alinhamento através de medida de outras grandezas (como medida de ângulos). - Medidas eletrônicas: é o caso do comprimento de um alinhamento ser obtido através de instrumento que utilizam o comprimento de onda do espectro eletromagnético ou através de dados emitidos por satélites. 3.1 – Medição Direta de Distância Horizontal Os principais dispositivos utilizados na medida direta de distâncias, também conhecidos por DIASTÍMETROS, são os seguintes: - Trenas de aço: são fitas graduadas em centímetros, seus comprimentos variam de 20 ou 30 metros. Podem ocasionar pequenos erros, corrigidos matematicamente, em função da variação de temperatura, tensão de tração superior à indicada pelo fabricante. Podem enferrujar-se, portanto a necessidade de limpá-las com querosene e untá-las com vaselina ou óleo. - Trenas de fibra de vidro: fabricadas com material sintético, precisão um pouco menor. Recomendadas para serviços onde não se necessita de grande precisão e para medidas secundárias de pouca responsabilidade. Durante a medição é comum o uso de alguns acessórios que têm como finalidade a materialização do ponto topográfico no terreno. Estes acessórios são: - Piquetes: são necessários para marcar os extremos do alinhamento a ser medido. Deve ser cravado no solo, porém, parte dele (cerca de 3 a 5 cm) deve permanecer visível. - Estacas Testemunhas: facilita a localização dos piquetes, são chanfradas na parte superior para permitir uma inscrição. Normalmente a parte chanfrada é cravada voltada para o piquete. - Balizas: utilizadas para manter o alinhamento. Devem ser mantidas na posição vertical, sobre o ponto marcado no piquete, com auxílio de um nível de cantoneira. - Nível de Cantoneira: Equipamento em forma de cantoneira e dotado de bolha circular que permite ao auxiliar segurar a baliza na posição vertical sobre o piquete ou sobre o alinhamento a medir. - Cadernetas de Campo: é um documento onde são registrados todos os elementos levantados no campo. - Lance Único: Na medição da distância horizontal entre os pontos A e B, procura-se, na realidade, medir a projeção de AB no plano horizontal, resultando na medição de A’B’. 3.2 – Métodos de medida com trena Na figura a seguir é possível identificar a medição de uma distância horizontal utilizando uma trena, bem como a distância inclinada e o desnível entre os mesmos pontos. Quando a distância entre os dois pontos é maior que o comprimento da trena, costuma-se dividir a distância a ser medida em partes, chamada de lances. A distância final entre os dois pontos será a somatória das distâncias de cada lance. Analisando a figura a seguir, balizeiro de ré (posicionado em A) orienta o balizeiro intermediário, cuja posição coincide com o final da trena, para que este se mantenha no alinhamento AB. Depois de executado o lance, o balizeiro intermediário marca o final da trena com uma ficha (haste metálica). - Medida de distância entre pontos não visíveis entre si: Para a medida de distâncias entre pontos não intervisíveis, ou seja, em que a mesma não possa ser obtida pela existência de algum obstáculo (edificação, lago, alagado, mata, árvore etc.), costuma-se fazer uso da marcação, em campo, de triângulos semelhantes. Como indicado na figura a seguir, existe uma edificação sobre o alinhamento AB, o que impede a determinação do seu comprimento pelos métodos explicitados anteriormente. Assim, para que a distância AB possa ser determinada, escolhe-se um ponto C qualquer do terreno de onde possam ser avistados os pontos A e B. Medem se as distâncias CA e CB e, a meio caminho de CA e de CB são marcados os pontos D e E. A distância DE também deve ser medida. Após estabelecer a relação de semelhança entre os triângulos CAB e CDE, à distância AB será dada por: 𝐴𝐵 = 𝐶𝐴. 𝐷𝐸 𝐶𝐷 3.3 - Erros na Medida Direta de Distâncias Os erros cometidos durante a medida direta de distâncias, devem-se: - Comprimento (aferição) do diastímetro: afetado pela tensão aplicada em suas extremidades e também pela temperatura ambiente. A correção depende dos coeficientes de elasticidade e de dilatação do material. Portanto, deve-se utilizar dinamômetro e termômetro ou proceder a aferição do diastímetro de tempos em tempos. A distância horizontal correta (DHc) entre dois pontos será dada dividindo-se o comprimento aferido do diastímetro (comprimento momentâneo da trena = la) pelo seu comprimento nominal (comprimento original da trena = l) e multiplicando-se pela distância horizontal medida (DHm): 𝐷𝐻𝑐 = 𝑙𝑎 𝑙 . 𝐷𝐻𝑚 *Exemplo 1: - Um segmento de reta foi medido em um lote. A trena utilizada foi de 20m, mas verificou-seque seu comprimento real era de 19,98m. Sabendo-se que a medida obtida pela trena no segmento de reta foi de 32,42m (foramnecessários 2 lances para medir), qual a distância real do seguimento de reta medido em campo? - Desvio vertical ou falta de horizontalidade: ocorre quando o terreno é muito inclinado. Assim, em campo acaba-se medindo retas inclinadas. Erro de desvio vertical Esse erro é cometido quando o diastimetro não é colocado em nível, ao invés de medirmos a distancia horizontal (DH), estamos medindo a distancia inclinada, o qual sempre é maior, ocasionando um erro positivo. O erro devido ao desvio vertical (Cdv), para um único lance, pode ser encontrado através da relação entre o desnível do terreno (DN) e o comprimento do diastimetro (I) 𝐶𝑑𝑣 = 𝐷𝑁2 2. 𝑙 Assim, a distância horizontal correta (DHc) entre dois pontos será encontrada subtraindo-se da distância horizontal medida (DHm), o desvio vertical (Cdv) multiplicado pelo número de lances (Nl) dado com o diastímetro: 𝐷𝐻𝑐 = 𝐷𝐻𝑚 − (𝐶𝑑𝑣.𝑁𝑙) -Catenária: curvatura que se forma ao tensionar o diastímetro, para evitá-la, é necessário utilizar diastímetros leves, não muito longos e aplicar tensão apropriada. Erro de catenária Este erro é cumulativo, provoca uma redução do diastímetroe, consequentemente, resulta numa medida de distância maior que a real (acaba-se medindo o arco ao invés da reta). Assim, a distância horizontal correta (DHc) entre dois pontos será encontrada subtraindo-se da distância horizontal medida (DHm), o erro da catenária (Cc) multiplicado pelo número de lances (Nl) dado com o diastímetro: 𝐷𝐻𝑐 = 𝐷𝐻𝑚 − (𝐶𝑐.𝑁𝑙) - Verticalidade da baliza: é ocasionado por uma inclinação da baliza quando esta se encontra posicionada sobre o alinhamento a medir. Provoca o encurtamento ou alongamento deste alinhamento caso esteja incorretamente posicionada. Este tipo de erro só poderá ser evitado se for feito uso do nível de cantoneira. Erro de verticalidade de baliza - Desvio lateral do alinhamento: ocasionado por um descuido no balizamento intermediário, mede-se uma linha cheia de quebras em vez de uma linha reta. Para evitar este tipo de erro é necessária maior atenção por parte dos balizeiros. A figura a seguir, indica como o balizeiro intermediário (C) deve se posicionar em relação aos balizeiros de ré (A) e vante (B) para que não haja desvio lateral do alinhamento. Erro de desvio lateral do alinhamento INFORMAÇÕES EXTRAS Quadro 1 – metro e seus múltiplos e submúltiplos Metro, múltiplos e submúltiplos símbolo Equivalência em metro Quilometro Km 1000m Hectômetro hm 100m Decâmetro dam 10m Metro M 1m Decímetro Dc 0,1m Centímetro Cm 0,01m milímetro Mm 0,001m Quadro 2 – outras unidades lineares e sua relação com metro. Outras unidades Equivalência em metro 1 polegada inglesa 0,0254m 1 pé 0,30479m 1 jarda = 2 pés 0,91438m 1 palmo = 8 polegadas 0,22m 1 vara = 5 palmos 1,10m 1 braça = 2 varas 2,20m 1 légua de sesmaria 6600m 1 légua geométrica 6000m 1 corda = 15 braças 33m 1 corrente = 12 jardas 20,117m 1 milha terrestre 1609,34m 1 milha náutica 1852,35m 1 milha (brasileira) 2200m
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