Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ - TOPOGRAFIA I - NOTAS DE AULAS - PROF. ROGÉRIO VERAS Março – 2012 2. ESCALAS A necessidade de representar um projeto de engenharia ou o resultado de um levantamento topográfico no papel obriga-nos a fazer uso de uma “ferramenta” que possibilite transportar as observações, medidas executadas do terreno, para o papel, plano horizontal, ou deste para o terreno. A esta “ferramenta” chamaremos de escala. Escala é a relação constante entre as medidas (d) de um modelo e as medidas homólogas (D) do objeto representado por esse modelo. k D d E Como resultado, a relação acima poderá ter: um número igual à unidade (k = 1), quando as dimensões do modelo forem iguais às dimensões homólogas do objeto original (d = D), neste caso teremos uma escala natural; um número maior que a unidade (k >1), quando as dimensões medidas no modelo forem maiores que as dimensões homólogas do objeto original (d > D) , neste caso teremos uma escala de ampliação; ou um número menor que a unidade (k <1) quando as dimensões medidas no modelo forem menores que as dimensões homólogas do objeto original (d < D), neste caso teremos uma escala de redução. Um dos objetivos de um levantamento topográfico é a confecção de uma planta onde todos os detalhes levantados no campo serão representados em um plano horizontal, através de uma projeção ortogonal. Evidentemente essa representação deverá estar em tamanho reduzido para caber no papel, assim, deveremos estabelecer uma relação numérica constante entre as dimensões lineares contidas na planta e suas homólogas do terreno de tal maneira a obtermos uma escala de redução. 2.1. Escala de uma planta Chama-se escala de uma planta, a relação numérica existente entre as grandezas lineares (d) representadas nesta planta e suas “verdadeiras” dimensões (D), que deve ser constante. k D d E <1 (2.1) Onde: d = é a representação gráfica de “D”; D = é a “verdadeira” grandeza representada por “d”; d e D devem estar na mesma unidade de medida. UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ - TOPOGRAFIA I - NOTAS DE AULAS - PROF. ROGÉRIO VERAS Março – 2012 2.2. Notação As escalas são usualmente representadas de maneira que seu numerador seja igual à unidade. Assim, para se conseguir a unidade no numerador, dividiremos os termos da fração pelo mesmo valor “d”. N :1 =E aindaou 1/N=Eou N 1 D/d d/d E Onde: N =D/d é o módulo da escala e corresponde ao fator de redução ( N>1 ) ou ao fator de ampliação ( N<1 ). Dizemos então: - quanto maior o módulo menor será a escala. Nas escalas de redução o módulo da escala (N) representa o número de vezes que a grandeza real (D ) é maior que a grandeza gráfica (d ). Assim: E = 1/500, D é 500 vezes maior que “d” ou D = 500 x d E = 1/1000, D é 1.000 vezes maior que “d” ou D = 1.000 x d Nos dois casos acima, os fatores de redução são respectivamente 500 e 1.000. Os valores mais usuais para N são: múltiplos de 10 – 1:100; 1:1.000; 1:10.000; 1:100.000 múltiplos de 20 – 1: 200; 1:2.000; 1: 20.000; 1:200.000 múltiplos de 50 – 1: 500; 1:5.000; 1: 50.000; 1:500.000 além das escalas 1:250; 1:2.500; 1:25.000; 1:250.000 2.3. Exercícios 1- A distância entre duas cidades é de 30 Km, a medida na planta topográfica entre elas é de 30 cm. Qual a escala da planta? Dados: distância real D=30 Km = 3.000.000 cm distância gráfica correspondente: d = 30 cm Resposta: E = 1/ N N = D/d logo, N = (3.000.000 / 30 ) = 100.000 E = 1/100.000 2- A área de uma figura na planta é de 55 cm 2 . Sabendo que a planta está na escala de 1/500. Qual a área real representada por essa figura? Podemos imaginar que a figura mencionada seja um retângulo de dimensões gráficas “a” e “b”, neste caso, sua área na planta (área do desenho) será : UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ - TOPOGRAFIA I - NOTAS DE AULAS - PROF. ROGÉRIO VERAS Março – 2012 Ad = a x b As medidas reais de “a” e “b”, são: a x N e b x N, assim, a área real (Ar) será : Ar= (a x N)x(b x N) = a x b x N 2 = Ad x N 2 Como “Ad” é a área do desenho, concluímos que o valor real de uma área representada através de uma figura é função da área da figura e da escala em que a mesma está representada. Logo a resposta será: Ar= 55 cm 2 x 500 2 =13.750.000 cm 2 = 1.375 m 2 3- Ao se ampliar duas vezes a escala de uma planta, o que acontece com a área de uma figura ali desenhada? a) ela será ampliada duas vezes; b) ela será ampliada quatro vezes; c) ela não será ampliada. Resposta: Se a escala sofre uma ampliação é porque o seu módulo sofre uma redução de mesma proporção. No presente caso o módulo será reduzido duas vezes, isto é, se a escala original era 1/N, após a ampliação será 1/(N/2). Considerando que a área real (Ar) não muda, podemos estabelecer as seguintes relações: Situação original: Ar = Ad x N 2 ; Após ampliação: Ar = A’d x (N/2) 2 , ou: 4 2 '2 NxAxNA dd ou A´d = 4x Ad ; logo a área da figura será ampliada quatro vezes, isto é, a ampliação da área gráfica será diretamente proporcional ao quadrado da ampliação estabelecida. 2.4. Tipos de escalas Conforme sua apresentação a escala pode ser: numérica, gráfica ou nominal. A escala numérica apresenta-se sob a forma de um número. Exemplo: 1/500, 1/1.000, 1/2.000, 1/5.000 etc. A escala gráfica apresenta-se sob a forma de um gráfico. É construída às margens das cartas ou das plantas topográficas. É, na realidade, a materialização da escala numérica, e tem a vantagem de deforma-se com a planta, isto é: - se a planta for reduzida ou ampliada por um processo fotográfico, por exemplo, a escala gráfica também o será. As escalas gráficas podem ser simples (lineares) ou compostas (de transversais ) e três elementos podem ser evidenciados: o título – que é a fração 1/N indicativa da escala numérica; a divisão principal ou unidade - grandeza tomada para representar a unidade de comprimento escolhida no desenho; e, o talão – que corresponde à unidade dividida em partes iguais de modo a proporcionar uma leitura mais precisa dos elementos medidos, é representado à esquerda da escala. UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ - TOPOGRAFIA I - NOTAS DE AULAS - PROF. ROGÉRIO VERAS Março – 2012 Seja construir a escala gráfica simples cujo título é 1/2.000 e que possibilite determinações gráficas (leituras) de 40 m em 40 m. O enunciado do problema nos dá as seguintes informações: a escala a ser usada é 1/2.000 e sua divisão principal ou unidade corresponde a 40 m; - o primeiro passo é calcular qual o comprimento gráfico que representa 40 m na escala cujo título é 1/2.000. Este comprimento será: (1/2.000) x 40 m = 0,02 m ou 2 cm. - o talão será obtido dividindo-se a unidade em 10 partes iguais, por exemplo, possibilitando a leitura do décimo da divisão principal. No caso específico, cada divisão do talão (2 mm) representará 4m. Baseada nas mesmas considerações gerais que a escala simples, a escala gráfica composta ou de transversais permite tornar a medida das frações mais minuciosa e precisa. Sua construção é executadacomo sugere a figura seguinte: Constroem-se duas escalas simples paralelas e iguais, separadas de n partes iguais (na figura n = 10 ). Liga-se por semi-retas transversais, os pontos de divisão do talão na seguinte ordem: 0 a 1, 1 a 2, 2 a 3, ... ,9 a 10. Tal construção dá à escala a faculdade de medir ou indicar, em leitura direta, até a fração de 1/n 2 (no caso 1/100) do valor do talão. Vemos na figura 2.2, que o segmento P vale 120 m; N vale 180 m e M vale 149,20 m (120 m+7x4 m+0,3x4 m). A escala nominal exprime a relação entre a dimensão da representação e a dimensão da feição representada. Exemplo: 1 cm 20 m. Escala gráfica Escala numérica Escala nominal 1:2.000 ou 1/2.000 1 cm = 20 m 0 40 160 m 120 80 40 20 talão Fig. 2.1 Escala gráfica simples N M P 160 m 0 40 120 80 40 20 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 5 Fig. 2.2 Escala gráfica composta Q UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ - TOPOGRAFIA I - NOTAS DE AULAS - PROF. ROGÉRIO VERAS Março – 2012 2.5. Precisão gráfica Denomina-se precisão gráfica de uma escala a menor grandeza suscetível de ser representada em um desenho, por meio dessa escala. Segundo estudos experimentais, a menor distância gráfica a ser observada a olho nu (sem auxílio de lentes) é de 1/5 do milímetro, ou seja, 0,2 mm. Em função desse limite, calculamos o erro admissível nas determinações gráficas. Considerando a escala E = 1/ N, a precisão gráfica será dada por: p = 0,2 mm x N ( Que nada mais é, que a distância real representada graficamente por 0,2 mm) Assim nas escalas 1:500, 1:1.000 e 1:5.000 temos as seguintes precisões gráficas: p = 0,2 mm x 500 = 10 cm p = 0,2 mm x 1.000 = 20 cm p = 0,2 mm x 5.000 = 1 m p = 0,2 mm x 10.000 = 2 m Da observação dos valores obtidos acima, concluí-se, por exemplo, que uma distância menor que 20 cm não terá representação gráfica na escala de 1:1.000; e que o erro cometido na avaliação de uma distância nesta escala é da ordem de 20 cm. Assim em uma planta topográfica de escala 1/10.000, as representações ali postas têm dimensões cujas estimativas são compatíveis com a precisão desta escala, ou seja, 2 m, então qualquer distância medida nesta planta estará com erro estimado de 2 m. Do dito acima, não cabe ampliar uma planta na tentativa de “melhorar” sua precisão gráfica, afinal, o que deixou de ser representado continua sem representação. Questionamento: Dá para representar um alinhamento de 10 m na escala de 1:100.000? Resposta: na escala 1:100.000 a precisão gráfica é de 0,2 mm x 100.000 = 20.000 mm ou 20 m. Logo não é cabível a representação de grandezas menores que 20 m. Em casos onde for necessário evidenciar a existência de detalhes que sejam menores que as estabelecidas pela precisão gráfica da escala usada, lançam-se mão de símbolos ou convenções que facilitarão a leitura ou entendimento da carta ou do mapa topográfico. Exemplos de convenções: Vértice poste estrada pavimentada farol cerca de arame UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ - TOPOGRAFIA I - NOTAS DE AULAS - PROF. ROGÉRIO VERAS Março – 2012 Fig. 2.3 – Convenções Cartográficas UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ - TOPOGRAFIA I - NOTAS DE AULAS - PROF. ROGÉRIO VERAS Março – 2012 2.6. Escolha da escala Não existe norma rígida para a escolha das escalas. Compete ao profissional sua determinação de acordo com a natureza do trabalho. Em alguns casos, porém, a escala já é determinada. Todavia, a escolha de uma escala nos desenhos topográficos depende: a) da extensão da área a ser representada comparada com as dimensões do papel que deve receber o desenho. Já que em determinados casos temos que atender a especificações predefinidas em projetos; b) da natureza e do número de detalhes que se pretende figurar na planta com clareza e precisão; c) da precisão gráfica, com que o desenho deve ser executado; d) da menor distância ou da menor área a ser representada. Exemplos: 1- Determinar a escala de um mapa urbano visualizando as seguintes condições: a) a menor largura de rua a ser representada no mapa tem de 7 m; b) a quadra de menor área tem como menor dimensão 60 m. Considere que: a) a menor largura de rua será representada por 6 mm, para permitir colocar os nomes com fonte de 4 mm de altura; b) a menor dimensão da quadra deverá ser representada por 12 mm, para permitir no seu interior o uso de símbolo, com no máximo 8 mm de diâmetro, representativo de uma escola ou hospital existente na quadra. Para as condições acima, montamos a seguinte tabela: Feições Menor dimensão Representação Escala calculada Escala a ser usada Rua 7 m 6 mm 1/1.167 1/1.000 Quadra 65 m 12 mm 1/5.417 1/5.000 Das respostas acima adotaremos a maior escala (1/1.000), pois ela permitirá representar a rua e a quadra nas condições postas. 2 – Determinar a escala para representar um imóvel rural cujas dimensões que separam os pontos extremos são: no sentido norte-sul = 500 m; no sentido leste-oeste = 360 m. A área útil para desenho tem as seguintes dimensões: no sentido norte-sul = 21 cm e no sentido leste-oeste = 18 cm. Direção/sentido Dimensão “real” Tamanho do papel Escala calculada Escala a ser usada norte-sul 500 m 21 cm 1/2.381 1/2.500 leste-oeste 360 m 18 cm 1/2.000 1/2.000 Neste caso adotaremos a menor escala (1/2.500), pois com ela permitirá o desenho do imóvel dentro das limitações do papel. A escala 1/2.000 não permite a representação dos 500 m na direção norte-sul. UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ - TOPOGRAFIA I - NOTAS DE AULAS - PROF. ROGÉRIO VERAS Março – 2012 2.7. Principais escalas usadas e seu emprego TABELA 2.1 - Principais escalas usadas e seu emprego Escala EQUIVALÊNCIA Emprego 1 km (terreno) 1 cm (desenho) Desenho: Terreno: 1/100 1/200 1/250 10 m 5 m 4 m 1 m 2 m 2,5 m Detalhes de projetos civis; Terraplanagem, etc. 1/500 1/1.000 1/2.000 2 m 1 m 0,5 m 5 m 10 m 20 m Planta de propriedade urbana; Planta de uma fazenda, vila; Carta cadastral, etc. 1/5.000 1/10.000 0,20 m 0,10 m 50 m 100 m Mapa de zoneamento urbano; Mapas cadastrais rurais; Planta de grande propriedade; Planta de cidade pequena. 1/50.000 1/100.000 1/200.000 0,02 m 0,01 m 0,005 m 500 m 1.000 m 2.000 m Mapas sistemáticos de países e estados; mapeamento de áreas isoladas; Cartas de grandes países; Cartas aeronáuticas; Mapas regionais. 1/500.000 0,002 m 5.000 m Cartas reduzidas de grandes regiões, estados ou país. 1/1.000.000 0,001 m 10.000 m Carta internacional do mundo Fonte: Lélis Espartel UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ - TOPOGRAFIA I - NOTAS DE AULAS - PROF. ROGÉRIO VERAS Março – 20121: 50.000 1: 100.000 1: 250.000 Fig. 2.3 Representação de um mesmo tema (distância) em diferentes escalas UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ - TOPOGRAFIA I - NOTAS DE AULAS - PROF. ROGÉRIO VERAS Março – 2012
Compartilhar