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Topografia Ângulos de orientação Norte verdadeiro e Norte magnético Declinação magnética Rumos e Azimutes Rumos e Azimutes, magnéticos e verdadeiros Direções Norte-Sul magnética e verdadeira Parte 1 Ângulos de orientação 3 • A linha que une o polo Norte ao polo Sul da terra é denominada linha dos polos ou eixo de rotação Os polos são denominados geográficos ou verdadeiros Linha que os une também é chamada verdadeira ou geográfica • A Terra, devido ao seu movimento de rotação, gera um campo magnético fazendo com que se comporte como um grande imã Os polos que atraem a agulha de uma bússola são denominados magnéticos Ângulos de orientação • Na topografia são utilizados ângulos para orientação dos alinhamentos Medidos com relação à direção Norte-Sul (N-S) • O grande problema está na e na variação da distância que os separa com o passar do tempo • Em função destas características, é necessário que se compreenda bem que, ao se orientar um alinhamento no campo em relação à direção N-S, deve-se saber qual dos sistemas (verdadeiro ou magnético) está sendo utilizado como referência • A referência verdadeira deveria ser utilizada nos levantamentos de grande extensão e são desejáveis para todos os levantamentos de limites de propriedade Não mudam com o tempo e podem ser restabelecidos décadas depois 4 Norte verdadeiro e Norte magnético 5 • As direções magnética e verdadeira não coincidem, a não ser em certos pontos do globo • O ângulo entre os eixos chama- se declinação magnética (δ) local • Para cada ponto do globo haverá uma declinação magnética, já que ela varia com a posição em que se encontra o ponto Eixo de rotação Eixo magnético δ Declinação magnética 6 • O pólo Norte magnético (PNM) está localizado à esquerda do pólo Norte verdadeiro (PNV) • Observador em A A declinação magnética será α • Observador em B A declinação magnética será β (< α) • Observador em C ou E A declinação magnética será nula, pois C e E estão no prolongamento do PNV e do PNM (ou seja, no mesmo meridiano) • Observador em D (simétrico a A) A declinação magnética também será α Porém, enquanto em A o PNM está a leste do PNV, em D o PNM está a oeste do PNV Convencionou-se que, em A a declinação α é para leste, enquanto em D a declinação é para oeste PNV PNM α A β B C α D E Posição do Polo Norte Magnético 7 • Norte do Canadá Em 2005 o polo norte magnético situava-se próxima da Ilha Ellesmere no norte do Canadá 82°42'00.0"N 114°24'00.0"W A taxa atual de mudança do pólo norte magnético é de cerca de 55 quilômetros por ano https://pt.wikipedia.org/wiki/Ilha_Ellesmere https://pt.wikipedia.org/wiki/Ilha_Ellesmere Mudança da posição do polo norte nos últimos 150 anos e 400 anos 8 Declinação magnética • A posição dos polos magnéticos é variável Portanto, a declinação magnética local também varia Provocado por um fenômeno ainda desconhecido O polo Norte magnético desloca-se em torno do polo Norte verdadeiro Seguindo um movimento aproximadamente circular Aproximadamente constante ao longo dos séculos • A declinação magnética pode ser para oeste (-) ou para leste (+) 9 NV NMNM +E-O Variações da declinação magnética • Variação geográfica Devido a sua posição no globo terrestre, cada ponto da superfície da terra terá uma determinada declinação magnética num dado momento Quando se unem os pontos que têm a mesma declinação magnética, num mesmo período, formam-se as Linhas Isogônicas Os observatórios astronômicos publicam periodicamente Cartas Isogônicas, para um determinado período 10 Carta magnética do Brasil - 2012 11 Variações da declinação magnética • Variações locais periódicas Ocorrem em um mesmo ponto em épocas diferentes Subdividem-se em: Variações diárias Variação anual Variação secular 12 Determinação da declinação magnética • Fator primordial para determinação da declinação magnética de um ponto é o conhecimento prévio das coordenadas geográficas deste local • De posse das coordenadas do local obtêm-se a declinação magnética e sua variação por: Interpolação em cartas isogônicas e isopóricas Programas de computador Dados de entrada: as coordenadas geográficas e a data Publicações específicas Como são locais, adotam-se os valores da localidade mais próxima 13 Determinação da declinação magnética Site do NRC (Natural Resources of Canada) http://geomag.nrcan.gc.ca/ https://geomag.nrcan.gc.ca/mag_fld/magdec-en.php Calculadoras on-line Site do NGDC (National Geophysical Data Center – NOAA Satellite and Information Center) http://www.ngdc.noaa.gov/geomag-web/#declination Observatório Nacional https://daed.on.br/astro/magnetismo-terrestre Programas Demag Geographic Magnetic Calculator http://www.resurgentsoftware.com/geomag.html 14 http://geomag.nrcan.gc.ca/ https://geomag.nrcan.gc.ca/mag_fld/magdec-en.php http://www.ngdc.noaa.gov/geomag-web/#declination https://daed.on.br/astro/magnetismo-terrestre http://www.resurgentsoftware.com/geomag.html Calculadora de declinação magnética NOAA 15 Exercício - Determinação da declinação magnética e de sua variação anual • Determine o valor da declinação magnética e da variação anual para a cidade de São Carlos utilizando uma das alternativas fornecidas para o dia 13/03/1984 e para a data atual. Latitude: 21° 58’ 53,57” S Longitude: 47° 52’ 43,14” O 16 Exercício – Resposta NGDC 17 Site do NGDC (National Geophysical Data Center – NOAA Satellite and Information Center) http://www.ngdc.noaa.gov/geomag-web/#declination http://www.ngdc.noaa.gov/geomag-web/#declination Rumos e Azimutes Parte 2 Ângulos de orientação • Na Topografia os ângulos de orientação são: AZIMUTE (Az) RUMO (R) • Ambos são ângulos medidos entre um alinhamento e a direção Norte-Sul 19 30º Rumo • Rumo de um alinhamento é o ângulo horizontal entre a direção norte-sul e o alinhamento medido a partir do do na direção do alinhamento • Varia de a N S O E 1 23 4 70º 45º 60º Os alinhamentos tem rumo: O-1: N 70º E O-2: S 45º E O-3: S 30º O O-4: N 60º O O-1: 70º NE O-2: 45º SE O-3: 30º SO O-4: 60º NO ou O 20 Azimute • Azimute de um alinhamento é o ângulo que esse alinhamento faz com a direção norte-sul, medido a partir do , para a (sentido horário) • Varia de a 21 N S O E 70º 210º 1 2 3 4 135º 300º Os alinhamentos têm azimute: O-1: Azimute 70º O-2: Azimute 135º O-3: Azimute 210º O-4: Azimute 300º O Relações entre Azimutes (Az) e Rumos (R) Quadrante Rumo → Azimute Azimute → Rumo 1º Az = R R = Az (NE) 2º Az = 180º - R R = 180º - Az SE 3º Az = 180º + R R = Az - 180º SO 4º Az = 360º - R R = 360º - Az NO 22 N S O E 70º 210º 1 2 3 4 135º 300º 30º N S O E 1 2 3 4 70º 45º 60º O N S O E N S O E N S O E N S O E Azimute inverso ou contra azimute 23 N S O E 70º Az=210º-180=30º 1 2 3 4 135º 300º O Az=70º+180º=250º Az=135º+180º=315º 210º Az=300º-180º=120º Rumos e Azimutes, magnéticos e verdadeiros • Até o momento, quando falamos em rumos e azimutes não especificamos a sua referência, a partir do Norte Verdadeiro ou Magnético • Quando o Rumo (ou Azimute) é medido a partir da linha (ou meridiano) Norte-Sul Verdadeira ou Geográfica, o Rumo (ou Azimute) é Verdadeiro • Quando é medido a partir da Norte-Sul Magnética, o Rumo (ou Azimute) é Magnético 24 Rumos e Azimutes, magnéticos e verdadeiros • A diferença entre os Rumos (ou Azimutes) magnéticos e verdadeiros é a declinação magnética local • A declinação magnética (δ) é sempre medida na ponta Norte e no sentido do NV para o NM 25 NV NM -δ NV NM +δ Exemplo • Dados os Azimutes magnéticos dos alinhamentos a seguir, determine os azimutes verdadeiros considerando uma declinação magnética δ = -20º 26 230º NV S O E NM 1 2 3 4 AZMag = 90º 155º 320º AzVer=AzMag+δ = 90º-20 =70º 90º δ = -20º70º AZMag=155º AzVer=AzMag+δ=155º-20º=135º 135º210º 300º AZMag = 230º AzVer=230º-20º=210º AZMag=320º AzVer=320º-20º=300º Exemplo • Dados os Azimutes magnéticos dos alinhamentos a seguir, determine os azimutes verdadeiros considerando uma declinação magnética δ = 10º 27 200º NV S W E NM 1 2 3 4 AZMag = 60º 125º 290º AzVer=AzMag+δ=60º+10º=70º 60º δ = 10º 70º AZMag = 125º AzVer=AzMag+δ=125º+10º=135º 135º210º 300º AZMag = 200º AzVer=200º+10º=210º AZMag = 290º AzVer = 290º+10º=300º Rumos e Azimutes, magnéticos e verdadeiros • As bússolas fornecem os rumos ou azimutes magnéticos • Para transformá-los em verdadeiros é necessário que se conheça a declinação magnética local e fazer a operação aritmética adequada Conforme discutido, considerando-se –δ para e +δ, respectivamente, para declinação a oeste e leste, o azimute verdadeiro pode ser calculado por: 28 Verdadeiro MagnéticoAz Az δ= + Rumos e Azimutes, magnéticos e verdadeiros • A posição do norte verdadeiro pode ser conhecida, diretamente, através de: Observações aos astros (sol e estrelas) Uso de GNSS (GPS, GLONASS, GALILEO e etc..) 29 Rumos e Azimutes, magnéticos e verdadeiros • Uma planta orientada pelo rumo, ou azimute magnético, deve ter os valores reajustados após passados diversos anos, para a época atual, já que se sabe que a declinação magnética varia anualmente • Este procedimento de ajuste é chamado de aviventação 30 Exercícios 1) O azimute magnético de um alinhamento é 87º 43’ 20”, determinado em 20/08/1987. As coordenadas geográficas do local em questão são: Latitude 21º 58’ 54” S e Longitude 47º 52’ 43” O. Calcule o azimute verdadeiro. Qual seria a declinação magnética do local hoje, e o azimute magnético determinado em campo para o mesmo alinhamento. 31 Exercícios 32 AZMag = 87º 43’ 20” W AzVer = AzMag + δ = 87º 43’ 20” – 17° 29’ = 70º 14’ 20” Site do NGDC (National Geophysical Data Center – NOAA Satellite and Information Center) http://www.ngdc.noaa.gov/geomag-web/#declination http://www.ngdc.noaa.gov/geomag-web/#declination Exercícios 33 AZMag = 87º 43’ 20” W AzMagr = AzVer − δ = 70º 14’ 20” + 21° 38’ = 91º 52’ 20” δ1987 = 17º 29’ δ2023 = 21º 38’ δ1987 − δ2023 = − 03º 51’ = 03º 51’ W Exercícios propostos 2) Determine o azimute correspondente ao rumo de: a) 27º 38’ 40” SO = 180° + 27° 38’ 40” = 207° 38’ 40” b) 89º 39’ 45” SE = 180° - 89° 39’ 45” = 207° 38’ 40” c) 39º 35’ 36” NO = 360° - 39° 35’ 36” = 320° 24’ 24” 3) Determine o rumo e a direção correspondente ao azimute de: a) 156º 10’ 37” = 23° 49’ 23 SE” b) 197º 35’ 43” = 17° 35’ 43 SO” c) 277º 45’ 01” = 54° 14’ 59 NO” 34 Quadrante Rumo → Azimute Azimute → Rumo 1º Az = R R = Az (NE) 2º Az = 180º - R R = 180º - Az (SE) 3º Az = 180º + R R = Az - 180º (SO) 4º Az = 360º - R R = 360º - Az (NO) N S O E 1 2 3 4 O Topografia Ângulos de orientação Norte verdadeiro e Norte magnético Declinação magnética Rumos e Azimutes Rumos e Azimutes, magnéticos e verdadeiros Topografia� Direções Norte-Sul magnética e verdadeira Ângulos de orientação Ângulos de orientação Norte verdadeiro e Norte magnético Declinação magnética Posição do Polo Norte Magnético Mudança da posição do polo norte nos últimos 150 anos e 400 anos Declinação magnética Variações da declinação magnética Carta magnética do Brasil - 2012 Variações da declinação magnética Determinação da declinação magnética Determinação da declinação magnética Calculadora de declinação magnética�NOAA Exercício - Determinação da declinação magnética e de sua variação anual Exercício – Resposta�NGDC Rumos e Azimutes Ângulos de orientação Rumo Azimute Relações entre Azimutes (Az) e Rumos (R) Azimute inverso ou contra azimute Rumos e Azimutes, magnéticos e verdadeiros Rumos e Azimutes, magnéticos e verdadeiros Exemplo Exemplo Rumos e Azimutes, magnéticos e verdadeiros Rumos e Azimutes, magnéticos e verdadeiros Rumos e Azimutes, magnéticos e verdadeiros Exercícios Exercícios Exercícios Exercícios propostos Topografia�