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1 2016.2 GRUPO 3 UEPB 2016.2 Estudo topográfico 2 UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA CENTRO DE CIÊNCIAS, TECNOLOGIA E SAÚDE – CAMPUS VII TOPOGRAFIA APLICADA À ENGENHARIA CIVIL Estudo Topográfico – Levantamento Planimétrico DIOGO FERREIRA MARTINS JOÃO LUIZ DA SILVA NETO MATHEUS EDUARDO SANTOS MADRUGA SIXTO GUTERRES DA SILVA TASSO BISMARCK TAVARES HENRIQUES Araruna – PB Agosto – 2017 3 DIOGO FERREIRA MARTINS JOÃO LUIZ DA SILVA NETO MATHEUS EDUARDO SANTOS MADRUGA SIXTO GUTERRES DA SILVA TASSO BISMARCK TAVARES HENRIQUES Estudo topográfico “levantamento planimétrico” apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Topografia Aplicada à Engenharia civil, no Curso de Engenharia Civil, na Universidade Estadual da Paraíba. PROF. MSC. ALAN BARBOSA CAVALCANTI Araruna – PB Agosto - 2017 4 Sumário 1. MAPA DE SITUAÇÃO ........................................................................................................6 2. INTRODUÇÃO .....................................................................................................................7 3. LEVANTAMENTO TOPOGRAFICO .................................................................................7 3.1 POLIGONAÇÃO ...............................................................................................................8 3.2 EQUIPAMENTOS ..........................................................................................................11 3.3 CÁLCULO DE ÁREA ...................................................................................................12 4. VERIFICAÇÃO DO ERRO DE FECHAMENTO L I N E A R ...............................13 5. CORREÇÃO DO ERRO LINEAR ..............................................................................14 6. CÁLCULO DA AREA DA POLIGONAL ................................................................14 7. METODOLOGIA EMPREGADA .....................................................................................15 7.1 LEITURAS DE FIOS ESTADIMÉTRICOS. ...................................................................17 7.2 CÁLCULO DA DISTÂNCIA HORIZONTAL ..................................................................17 7.3 CÁLCULO DE ÁREA ........................................................................................................18 7.3.1 Processo computacional ............................................................................................18 7.3.2 Processo gráficos ........................................................................................................18 7.3.3 Processo analíticos ......................................................................................................19 7.3.4 Processo mecânico ......................................................................................................19 8. MEMÓRIA DE CÁLCULO: PLANILHA DE CÁLCULO ..............................................20 8.1 CALCULO DO ERRO ANGULAR ( Ea) ................................................................21 8.2 CALCULO DA TOLERÂNCIA ANGULAR ( Ea) ..........................................................21 8.3 CALCULO DOS AZIMUTES ........................................................................................23 8.4 CALCULO DAS PROJEÇÕES RELATIVAS .......................................................24 8.5 CORREÇÃO DAS PROJEÇÕES .............................................................................25 5 8.6 CÁLCULO DAS COORDENADAS .........................................................................27 8.7 CÁLCULO DOS AZIMUTES CORRIGIDOS ........................................................28 8.8 CÁLCULO DA ÁREA ........................................................................................................29 8.9 CÁLCULO DOS DESNÍVEIS VERTICAIS ....................................................................30 9. RELATÓRIO FOTOGRÁFICO: .......................................................................................32 10. BIBLIOGRAFICAS............................................................................................................34 11. ANEXOS: ............................................................................................................................35 6 1. MAPA DE SITUAÇÃO Os mapas abaixo são referentes as localizações de onde está situado o local de estudo. O Mapa 1. Refere-se ao estado da Paraíba, estado com relevos: planícies litorânea, depressão na região do oeste e planalto área central do estado. O Mapa 2. É referente ao município de Araruna, onde encontra-se em destaque a UEPB – CAMPUS – VIII. Mapa 1. Mapa Do Estado Da Paraíba Mapa 2. Mapa Do Município De Araruna A Figura 1. Mostra a vista aérea do campus da UEPB, ficando evidente a localização e a disposição dos piquetes. Figura 1. Vista Aérea Do Campos E A Disposição Dos Piquetes ARARUNA UEPB 7 2. INTRODUÇÃO A topografia é a ciência aplicada que designa um papel de suma importância na metodologia e descrição local de uma parcela da superfície terrestre, levando em consideração a curvatura terrestre. Atualmente para representar uma porção de terreno no papel, é feito um levantamento topográfico dessa região. Permitindo, assim, que suas características sejam detalhadas desde limites dessa porção, como por exemplo: construções, cercas, entre outras particularidades do interior e arredores dessa localidade. Os discentes do curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB), localizada no município de Araruna, na região do Curimataú paraibano, realizaram um estudo topográfico, dentro da instituição, na poligonal pré- definida pelo docente Me. Alan Barbosa Cavalcanti da disciplina de Topografia. Esse levantamento planimétrico tem o objetivo de apresentar detalhadamente a metodologia, os instrumentos utilizados, as etapas do levantamento, os dados coletados organizados em planilhas e a discussão de resultados. 3. LEVANTAMENTO TOPOGRAFICO A topografia divide-se em topometria e topologia. A topometria encarrega-se das dimensões e características do terreno, principalmente quando se pretende representa-lo graficamente em uma superfície plana. E a topologia encarrega-se das formas exteriores da superfície terrestre e as leis que a regem. De acordo com VERAS (2003, p.3) a planimetria faz parte da topometria à qual é responsável por estudar os instrumentos, processos e métodos usados na representação gráfica de uma porção qualquer de terreno sobre uma superfície plana, sem dar importância ao revelo do solo (representado em duas dimensões). O resultado final dessa sondagem gera uma planta planimétrica. 8 Conforme o CLICKREFORMA (2016) O levantamento planimétrico é um documento que contém detalhadamente características exatas de terreno e nele são anotadas as medidas planas, ângulos e diferenças de nível (aclive e declive). Para ALVARENGA (2016) a planimetria trata do levantamento (ou medida) de distâncias e ângulos horizontais e a representação destas distâncias e ângulos sobre um plano horizontal de referência. A extensão destes levantamentos, bem como da porção da precisão obtida é função do tipo levantamento, do método e dos equipamentos empregados. Trata do levantamento dos limites e confrontações de uma propriedade, pela determinação de seuperímetro, incluindo, quando houver, o alinhamento da via ou logradouro com o qual faça frente, bem como sua amarração a pontos materializados no terreno de uma rede de referência cadastral, ou, no caso de sua inexistência, a pontos notáveis e estáveis nas suas imediações. Quando este levantamento se destina à identificação dominial do imóvel, são necessários outros elementos complementares, tais como: perícia técnico- judicial, memorial descritivo, etc. (NBR 13.133 apud ALVARENGA, 2016). Segundo VEIGA, ZANETTI e FAGGION (2007) ao longo de um levantamento topográfico, geralmente são determinados pontos de apoio ao levantamento, a começar destes, são levantados os demais pontos que possibilita representar a área levantada. Primeiramente pode-se estabelecer a etapa do apoio topográfico e a segunda de levantamento de detalhes. Conforme a NBR 13133 (1994, p.35) os pontos de apoio são definidos por: “pontos, convenientemente distribuídos, que amarram ao terreno o levantamento topográfico e, por isso, devem ser materializados por estacas, piquetes, marcos de concreto, pinos de metal, tinta, dependendo da sua importância e permanência”. O levantamento é um recurso utilizado para fins acadêmicos e comerciais, tornando-se, assim, indispensável para a topografia. 3.1 POLIGONAÇÃO A poligonação é uma operação tridimensional que permite transportar simultaneamente coordenadas cartográficas e altitudes ortométricas. Como a poligonação é um método de cálculo de coordenadas, que, para a obtenção do mesmo número de pontos de apoio, é de execução muito mais rápida do que a triangulação e as 9 intersecções, em determinados estudos, não sendo a precisão um fator primordial, pode-se utilizar apenas a poligonação para obtenção do apoio necessário. Em alguns tipos de levantamentos, em que é necessário fazer o levantamento de uma faixa de terreno comprida e estreita, como por exemplo, no caso de traçado de estradas, caminhos de ferro, redes de saneamento, linhas de alta tensão, etc., também é normalmente utilizada poligonação. A NBR 13133 (ABNT, 1994) classifica as poligonais em principal, secundária e auxiliar listas abaixo: Poligonal principal: poligonal que determinaos pontos de apoio topográfico de primeira ordem; Poligonal secundária: aquela que, apoiada nos vértice da poligonal principal determina os pontos de apoio topográfico de segunda ordem; Poligonal auxiliar: poligonal que, baseada nos pontos de apoio topográfico planimétrico, tem seus vértices distribuídos na área ou faixa a ser levantada, de tal forma que seja possível coletar, direta ou indiretamente, por irradiação, interseção ou ordenadas sobre uma linha de base, os pontos de detalhes julgados importantes, que devem ser estabelecidos pela escala ou nível de detalhamento do levantamento. Uma poligonal pode ser: Aberta: Parte dos pontos com coordenadas conhecidas e acaba em um ponto cujas coordenadas deseja-se determinar. Não é possível determinar erros de fechamento, portanto deve-se tomar todos os cuidados necessários durante o levantamento de campo para evita-los. Figura 2. Figura 2. Poligonal Aberta 10 Fechada: Parte dos pontos com coordenadas conhecidas e retorna ao mesmo ponto. Sua principal vantagem é permitir a verificação de erro de fechamento angular e linear. Figura 3. Figura 3. Poligonal Fechada Enquadrada: Parte dos pontos com coordenadas conhecidas e acaba em outros dois pontos com coordenadas. Permite a verificação do erro de fechamento angular e linear. Figura 4. Figura 4. Poligonal Enquadrada Um dos elementos necessários para a definição de uma poligonal são os ângulos formados por seus lados. A medição destes ângulos pode ser feita utilizando técnicas como pares conjugados, repetição ou outra forma de medição de ângulos. Normalmente são determinados os ângulos externos ou internos da poligonal como mostra a figura 5. Também, é comum realizar a medida dos ângulos de deflexão dos lados da poligonal. Figura 5. Medição Dos Ângulos Externos (A) E Ângulos Externos (B) 11 Dois conceitos importantes a saber: estação ré e estação vante. No sentido de caminhamento da poligonal, a estação anterior a estação ocupada denomina-se de estação RÉ e a estação seguinte de VANTE. Figura 6. Figura 6. Ilustração Da Ré E Vante Os comprimentos dos lados da poligonal são obtidos utilizando-se trena, taqueometria ou estação total, sendo este último o método mais empregado atualmente. Não se deve esquecer que as distâncias medidas devem ser reduzidas a distâncias horizontais para que seja possível efetuar o cálculo das coordenadas. 3.2 EQUIPAMENTOS Os equipamentos utilizados nas aulas de campo são muito diversificados, variando entre material de sinalização, material de medição do terreno e do tipo de material auxiliar. Os principais Instrumentos utilizados no levantamento topográfico desse estudo foram disponibilizados pela UEPB - CAMPUS VIII - Araruna. A lista abaixo discrimina tais Instrumentos juntamente com suas respectivas fotos. Teodolito: Instrumento destinado a medir ângulos horizontais e verticais. Página 10 Tripé: Instrumento utilizado para a sustentação do teodolito. 10 piquetes: São estacas de madeira com secção transversal quadrada de 4cm x 4cm, com o comprimento de 20 cm a 25 cm, apontados em uma das extremidades. 01 Trena: Instrumento usado para medir distincias diretamente, feito de lona, metal ou fibras de vidro. 01 Régua graduada: Instrumento utilizado para medir a distância vertical de um ponto até o outro plano horizontal do nível. 01 Baliza e nível de cantoneira: Instrumentos que servem para elevar o ponto topográfico com o objetivo de torna-lo visível. O nível de cantoneira é dotado de bolha circular que permite ao auxiliar segurar a baliza na posição vertical sobre o piquete ou sobre o alinhamento a medir. 01 GPS: Instrumento destinado para medição de coordenadas geodésicas via satélite. 01 Fio de prumo: Instrumento para facilitar o encaixe do teodolitico no ponto. Imagem de equipamentos citados acima: Página 12 3.3 CÁLCULO DE ÁREA O cálculo de áreas é utilizado para várias áreas, como: Arquitetura, Urbanismo, Engenharia Civil, e em outras profissões. Este estudo é fundamental para a Topografia, Cartografia e em outras ciências que estudam a Terra com grande aplicação em projetos, levantamentos cadastrais para avaliações, compra e venda de terrenos, desapropriações, levantamento de impostos, partilhas, escrituras, etc. Onde para a realização de qualquer projeto é necessário conhecer a forma, as dimensões, o relevo, como também a área do terreno onde será implantado o projeto. A partir dos dados medidos em campo (ângulos e distâncias), orientação inicial e coordenadas do ponto de partida, é possível calcular as coordenadas de todos os pontos da poligonal. Inicia-se os cálculos a partir dos pontos de partida (costuma-se empregar a nomenclatura OPP para designar o ponto de partida). Figura 6. Figura 7. Ponto De Partida A partir da coordenada do ponto P1 será possível cácular a coordenada do próximo ponto e assim por diante. Página 13 4. VERIFICAÇÃO DO ERRO DE FECHAMENTO L I N E A R A partir do ponto de (OPP), calculam-se as coordenadas dos demais pontos até retornar ao ponto de partida. A diferença entre as coordenadas calculadas e as fornecidas para este ponto resultará no chamado erro planimétrico ou erro linear cometido. Comoalguns ângulos foram ajustados, este erro será decorrente de imprecisão na medição das distâncias. Figura 7. Figura 8. Erro Planimétrico O erro planimétrico pode ser decomposto em uma componente na direção X e outra na direção Y. Figura 8. Figura 9. Cálculo Do Erro Planimétrico É necessário verificar se este está abaixo de uma determinada tolerância linear. Normalmente esta é dada em forma de escala, como por exemplo: 1:1000. O significado disto é, em uma poligonal com 1000 m de erro aceitável seria de 1 m. para calcular o erro planimétrico em forma de escala utilizam-se as seguintes fórmulas: Figura 9. Figura 10. Fórmula De Calcular O Erro Planimétrico Em Forma De Escala Página 14 Onde Σd é o perímetro da poligonal (somatório de todas as distâncias da poligonal). 5. CORREÇÃO DO ERRO LINEAR Se o erro cometido for menor que o permitido, parte-se então para a distribuição do erro. As correções às coordenadas serão proporcionais às distâncias medidas. Quanto maior for a distância, maior será a correção. Será aplicada uma correção para as coordenadas X e outra para as coordenadas Y, conforme mostra a figura 10 com as equações abaixo: Figura 11. Equações De Correção do Erro Linear As coordenadas corrigidas serão dadas por (Figura 11.): Figura 12. Equação De Correção Das Coordenadas 6. CÁLCULO DA AREA DA POLIGONAL A área da poligonal é determinada conforme o seguinte procedimento: Fórmula da área → S = 0,5 x |D(X,Y)| A Tabela 8. Com os respectivos valores calculados, encontra-se neste mesmo arquivo, no memorial de cálculo. Página 20 7. METODOLOGIA EMPREGADA O levantamento topográfico planimétrico foi realizado em uma área localizada dentro da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB) Campus IIIV no município de Araruna-PB onde essa área e os vértices da poligonal (imagem 1) foram estabelecidos pelo professor Alan Barbosa Cavalcanti que estabeleceu diferentes critérios de levantamento, dessa poligonal, para os cinco grupos existentes, com o proposito de colocar em prática os conhecimentos adquiridos durando a disciplina de Topografia aplicada à Engenharia Civil. Exigências para todos os grupos - Todas observações das direções devem ser realizadas nas posições direta e inversa do teodolito (leituras conjugadas). - Medição das distâncias através de trenas (utilizar para cálculos); - Medição das distâncias através de Taqueometria (fios estadimétricos); Exigências para o Grupo 3 Piquete inicial: 5 - Sentido do Levantamento: anti-horário; - Ângulos a serem medidos: internos a poligonal; - Precisão do equipamento: verificar no manual; - Erro de fechamento máximo: 1/70000; - Azimute inicial: a partir do norte geográfico. Imagem 1 – Vértices da Poligonal levantada Fonte: sites.google.com/site/profalancavalcanti Página 20 Iniciou-se o levantamento topográfico pelo ponto 5, posteriormente foi posicionado em cada ponto da poligonal seguindo o sentido anti-horário, para efeitos de praticidade renomeou-se os pontos de acordo com o sentido de caminhamento e então foram visados todos os pontos na posição direta (PD) e inversa (PI) do teodolito para o posterior calculo de leituras conjugadas com o intuito de minimizar os erros de medição de direção. Basicamente seguiu-se para medir os ângulos horizontais as operações de campo: 1. Estacionar, nivelar e zerar o teodolito em relação à origem Norte Verdadeiro com o teodolito estacionado no vértice 1 ou ponto 1 (P1). 2. Visar o vértice 2 (P2 vante) e registrar o primeiro azimute da primeira linha (P1- P2), Obs: Operações de orientação da poligonal em relação ao Norte verdadeiro. 3. Estacionado no vértice 1 (P1), zerar na origem ré (P10); visar em seguida à vante (P2) e registrar o ângulo interno correspondente (P10-P2). 4. Com a orientação da luneta no vértice à vante (P2) medir a distância do alinhamento P1-P2. Repetir as operações 3 e 4 nos demais pontos de vértices, sempre zerando o teodolito na origem ré, visando a seguir à vante, registrando o ângulo interno correspondente e com o auxílio da luneta à vante, medir a distância do alinhamento. As leituras conjugadas seguem o mesmo raciocínio diferindo apenas em alguns detalhes, pois ainda estacionado no vértice 1 (P1), não necessita zerar na ré (P10) apenas: a) Visar o mesmo ponto ré (P10) o mais preciso possível e travar a rotação horizontal e anotar o ângulo que geralmente difere do 0°0’0” na casa dos minutos ou segundos; b) Girar a luneta do teodolito para que a ocular fique apontada para a ré; c) Após isso, destrava-se a rotação do teodolito e direcionara ocular para a vante, o mais preciso possível, no sentido anti-horário e registra-se o ângulo interno correspondente (P10-P2). Página 20 Após ter os dados obtidos do levantamento em campo, foram realizados os cálculos, determinados e corrigidos os erros e então feito o desenho da planta topográfica. Essas medições dos ângulos horizontais juntamente com as coordenadas geográficas e altitude, e as distancia horizontal dos pontos e a altura do instrumentotodos os dados foram registrados na caderneta de campo, e ao mesmo tempo foi feito o croquis da planta topográfica (imagem 2). 7.1 LEITURAS DE FIOS ESTADIMÉTRICOS. Depois de ter feito o procedimento de leitura dos ângulos externos, é feita a visada dos fios estadimétricos através do teodolito e com auxílio da régua. 7.2 CÁLCULO DA DISTÂNCIA HORIZONTAL Para o cálculo da distância horizontal utiliza-se os fios estadimétricos (superior e inferior) e o ângulo vertical e aplica-se na equação: 𝐷𝐻 = 100. 𝐻. cos² ∝ eq.(1) Onde; DH é a distância horizontal H é a diferença entre Fio estatimétrico superior (Fs) e Fio estadimétrico inferior (Fi) Como o ângulo vertical obtido no teodolito é descendente, subtrai 90° do ângulo vertical para obter∝. Com os dados obtidos em campo foi feita a tabela 1: Estação (Fs) cm (Fi) cm H (m) Ângulo vertical α (graus, min, seg) cos²α P1>P2 94,8 85,5 1,33 90°24'30'' 0°24'30'' 0,999949 P2>P3 96 84 1,37 95°46'46'' 5°46'46'' 0,98986 P3>P4 119 127 1,37 98°5'14'' 8°5'14'' 0,980209 P4>P5 122,7 113 1,41 97°30'25'' 7°30'25'' 0,982932 P5>P6 99,2 84,2 1,44 96°41'7'' 6°41'7'' 0,986447 P6>P7 96,7 81,2 1,28 100°21'48'' 10°21'48'' 0,96764 P7>P8 104,5 92 1,41 96°20'54'' 6°20'54'' 0,987774 P8>P9 105,5 90,8 1,37 94°16'00'' 4°16'00'' 0,994465 P9>P10 105,2 91,3 1,37 95°11'9'' 5°11'9'' 0,99183 P10>P1 121,2 111,2 1,35 95°57'43'' 5°57'43'' 0,989211 Página 20 Com os dados obtidos podemos calcular a distância horizontal. Na tabela 2 temos as medidas de DH por taqueometria e utilizando a trena que são respectivamente medições indiretas(MI) e diretas(MD): Estação DH. (Taqueométrica) DH (trena) Diferença MI e MD P1>P2 9,57899566 9,58 -0,0192533 P2>P3 12,5604868 12,21 0,04892297 P3>P4 9,80209013 9,88 0,07790986 P4>P5 7,54758971 7,54 0,25068471 P5>P6 12,1333039 9,94 -0,1533032 P6>P7 15,1003634 15,12 0,06241028 P7>P8 15,4725282 15,505 0,02292013 P8>P9 12,3569778 12,33 -0,0203673 P9>P10 14,8856644 14,71 0,03744718 P10>P1 15,0001438 15 -0,0051432 SOMA 120,817772 121,185 1,1933378 Foi notado que 1mm de erro na medição dos fios estadimétricos ocasiona 10 cm de erro na medição horizontal da menor distância e de 5cm na medição da maior distância. 7.3 CÁLCULO DE ÁREA Basicamente os processos para determinação de áreas podem ser definidos como analíticos, gráficos, computacionais e mecânicos.7.3.1 Processo computacional A partir de uma mesa digitalizadora acoplada a um computador que disponha de um editor de desenho (AutoCAD ou similar), fornece-se as coordenadas (x,y) de pelo menos dois pontos. O cursor passa a fornecer coordenadas reais. Pelo método computacional foi obtido o seguinte valor de área, 774,55 m² e o seguinte valor de perímetro 121,19 m. 7.3.2 Processo gráficos Consiste em transformar as poligonais regulares em um triângulo de área equivalente. Página 20 7.3.3 Processo analíticos Foram os primeiros métodos desenvolvidos para o cálculo de área de poligonais. São baseados em fórmulas matemáticas. Método de cálculo: |[(𝑋1. 𝑌2 + 𝑋2. 𝑌3 + 𝑋3. 𝑌4 + 𝑋4. 𝑌5 + 𝑋5. 𝑌6 + 𝑋6. 𝑌7 + 𝑋7. 𝑌8 + 𝑋8. 𝑌9 + 𝑋9. 𝑌10) − (𝑌1. 𝑋2 + 𝑌2. 𝑋3 + 𝑌3. 𝑋4 + 𝑌4. 𝑋5 + 𝑌5. 𝑋6 + 𝑌6. 𝑋7 + 𝑌7. 𝑋8 + 𝑌8. 𝑋9 + 𝑌9. 𝑋10)]| = 2. Á𝑟𝑒𝑎 |[(1000,00 .1004,554 + 986,048 .1010,188 + 973,663 .1001,576 + 968,816.993,174 + 963,244 .990,450 + 974,913 .985,956 + 981,056.985,643 + 1004,645.992,418) − (1000,00 . 986,048 + 1004,554 .973,663 + 1010,188 .968,816 + 1001,576 . 963,244 + 993,174 . 974,913 + 990,450 . 981,056 + 985,954 . 988,581 + 985,643 .1004,645 + 977,779 .1009,756)]| = 𝟕𝟕𝟒, 𝟓𝟓 𝐦² 7.3.4 Processo mecânico É feito com uso de um planímetro, que consiste em dois braços articulados, com um ponto fixo denominado de pólo e um cursor na extremidade dos braços, o qual deve percorrer o perímetro do polígono que de deseja calcular a área. Página 20 8. MEMÓRIA DE CÁLCULO: PLANILHA DE CÁLCULO No memorial será descrito de forma minuciosa e precisa como foi realizado todos os cálculos necessários para este levantamento planimétrico. Levantamento no sentido anti-horário; Os ângulos medidos foram internos a poligonal; Erro de fechamento máximo: 1/70000 Azimute inicial: a partir do norte geográfico (Az = 195°15’05,00”) Página 20 8.1 CALCULO DO ERRO ANGULAR ( Ea) No erro de cálculo angular será especificado as fórmulas utilizadas para verificar o erro e expor os resultados das leituras obtidas em campo. Segue abaixo as fórmulas usadas: Os resultados obtidos nas leituras estão listados abaixo. ∑ 𝑎𝑖 = 1440° Sa = 1440°00’1” Ea = 1” 8.2 CALCULO DA TOLERÂNCIA ANGULAR ( Ea) Segue abaixo a fórmula para determinar a tolerância angular. Onde: p = precisão do equipamento; m = número de vértices da poligonal. Foram obtidos os seguintes valores: p = 10” m = 10 Ea = 32” Página 22 Como o erro angular foi maior que a tolerância angular, seria necessário voltar ao campo para refazer o levantamento dos pontos. Contudo, por ser tratar do primeiro levantamento dos discentes, outros fatores contribuíram para o aumento desse erro, como o vento, mudanças no operador do equipamento, entre outros. O erro foi considerado tolerável, tendo em vista que o erro angular foi de minutos. Como a admissão do erro, o mesmo foi dividido entre os ângulos horizontais medidos em pontaria direta. Correção do erro → Ca = Ea / m A correção da leitura foi: Ca = 0,1” Portanto, como a correção angular foi de 0,1”, tem-se que subtrair de todos os ângulos medidos esta quantidade, pois Sa > ∑ 𝑎𝑖. A Tabela 1. Mostra os ângulos medidos e corrigidos. Tabela 1. Ângulos medidos e ângulos corrigidos ESTAÇÃO PONTOS VISADOS ÂNGULO H. MEDIDO ÂNGULO H. CORRIGIDO RÉ VANTE E2 E1 E3 70º35'59,00'' 70º35'58,90'' E3 E2 E4 199º29'26,00'' 199º29'25,90'' E4 E3 E5 160º50'57,00'' 160º50'56,90'' E5 E4 E6 183º17'55,00'' 183º17'54,90'' E6 E5 E7 88º27'52,00'' 88º27'51,90'' E7 E6 E8 109º10'14,00'' 109º10'13,90'' E8 E7 E9 160º31'35,00'' 160º31'34,90'' E9 E8 E10 185º34'58,00'' 185º34'57,90'' E10 E9 E1 87º10'42,00'' 87º10'41,90'' E1 E10 E2 194º50'23,00'' 194º50'22,90'' Página 23 . 8.3 CALCULO DOS AZIMUTES Os azimutes foram calculados da seguinte maneira: Tabela 2. Azimutes ESTAÇÃO PONTOS VISADOS AZIMUTE RÉ VANTE E1 N E2 195º15'05,00'' E2 E1 E3 214º44'30,90'' E3 E2 E4 195º35'27,80'' E4 E3 E5 198º53'22,70'' E5 E4 E6 107º21'14,60'' E6 E5 E7 36º31'28,50'' E7 E6 E8 17º03'03,40'' E8 E7 E9 22º38'01,30'' E9 E8 E10 289º48'43,20'' E10 E9 E1 304º39'06,10'' E1 E10 E2 195º15'05,00'' Página 24 8.4 CALCULO DAS PROJEÇÕES RELATIVAS Projções relativas de xi: Projeções relativas de yi: Tabela 3. Projeções relativas ESTAÇÃO PONTOS VISADOS AZIMUTE DISTANCIAS (m) PROJEÇÃO EM Xi PROJEÇÃO EM Yi RÉ VANTE E1 N E2 195º15'05,00'' 9,58 -2,520063 -9,242601 E2 E1 E3 214º44'30,90'' 12,21 -6,958245 -10,033291 E3 E2 E4 195º35'27,80'' 7,54 -2,026522 -7,262562 E4 E3 E5 198º53'22,70'' 9,94 -3,218038 -9,404671 E5 E4 E6 107º21'14,60'' 15,12 14,431735 -4,509926 E6 E5 E7 36º31'28,50'' 15,505 9,228074 12,459842 E7 E6 E8 17º03'03,40'' 12,33 3,615426 11,788028 E8 E7 E9 22º38'01,30'' 14,71 5,660970 13,577096 E9 E8 E10 289º48'43,20'' 15 -14,112147 5,084025 E10 E9 E1 304º39'06,10'' 9,72 -7,995902 5,526658 Tem-se um erro nas projeções, os quais são mostrados abaixo: ∑ = Δx = -0,335 (erro na direção de x) ∑ =Δy = 0,513 (erro na direção de y) Esses erros são usados no cálculo do Erro Planimétrico (ep). Com base neste erro pode se constatar se o erro de fechamento máximo está sendo satisfeito. Página 25 Onde: ∑ 𝑑 = perímetro ep = ((-0,335)2 + 0,5132 )1/2 = 0,612 m ∑ 𝒅 = 121,63 m Z = 121,63/0,612 = 198,7 Portanto, o erro planimétrico é 1/198,7 8.5 CORREÇÃO DAS PROJEÇÕES A correção para as projeções de xi (Cxi) foi calculada da seguinte maneira: O quociente ∆ 𝑥 𝑝 pode ser representado por uma constante: Onde: P = perímetro da poligonal. ∆𝒙 = erro na direção de xi. Substituindo os valores encontrados, temos: 𝒌𝒙 = (-0,335)/ 121,63 𝒌𝒙 = -2,754 x 10-3 O processo é semelhante para as projeções em Yi. ∆𝒚 = erro na direção de yi. Página 26 Correção para as projeções de yi (Cyi) O quociente ∆𝑦 𝑝 pode ser representado por uma constante: Resultados obtidos através da correção: 𝒌𝒚 =0,513 / 121,63 𝒌𝒚 = 4,217 x 10-3 Tabela 4. Correção nas projeções relativas DISTANCIAS (m) PROJEÇÃO EM Xi CORREÇÃO EM X PROJEÇÃO EM Yi CORREÇÃO EM Y PROJEÇÕES CORRIGIDAS X Y 9,58 -2,520063 0,3067 -9,242601 -0,6286 -2,213 -9,871 12,21 -6,958245 0,3909 -10,033291 -0,8012 -6,567 -10,834 7,54 -2,026522 0,2414 -7,262562 -0,4947 -1,785 -7,757 9,94 -3,218038 0,3182 -9,404671 -0,6522 -2,900 -10,057 15,12 14,431735 0,4841 -4,509926 -0,9921 14,916 -5,502 15,505 9,228074 0,4964 12,459842 -1,0174 9,724 11,442 12,33 3,615426 0,3947 11,788028 -0,8091 4,010 10,979 14,71 5,660970 0,4709 13,577096 -0,9652 6,132 12,612 15 -14,112147 0,4802 5,084025 -0,9843 -13,632 4,100 9,72 -7,995902 0,3112 5,526658 -0,6378 -7,685 4,889 Página 27 8.6 CÁLCULO DAS COORDENADAS O para o cálculo das coordenadas totais foi adotado o referencial (Xinicial , Yinicial) = (0,0). Coordenadas Totais: (xti) → Coordenadas Totais: (xti) →Tabela 5. Coordenadas Coordenadas Topográficas X Y 1.000,000 1.000,000 997,787 990,129 991,219 979,294 989,434 971,537 986,534 961,480 1.001,450 955,978 1.011,175 967,421 1.015,185 978,399 1.021,317 991,011 1.007,685 995,111 Área (m2): 824,55 Página 28 8.7 CÁLCULO DOS AZIMUTES CORRIGIDOS Para a correção dos azimutes foi utilizado o seguinte procedimento; Quadro 1. Fórmulas para correção dos azimutes Onde: Δx = xci Δy = yci Tabela 6. Azimutes corrigidos PROJEÇÕES CORRIGIDAS Az. CORRIGIDOS X Y -2,213 -9,871 192°38’10,70” -6,567 -10,834 211°13’19,30” -1,785 -7,757 192°57’31,00 -2,900 -10,057 196°05’07” 14,916 -5,502 110°14’50” 9,724 11,442 126°11’38,20” 4,010 10,979 40°21’36” 6,132 12,612 20°03’58” -13,632 4,100 25°55’45,00 -7,685 4,889 286°44’22” Para a correção das medidas dos lados da poligonal foi adotado o seguinte procedimento: Cálculo dos lados corrigidos: (D) → 𝐷 = (xc2 + yc2 )1/2 Tabela7. Lados corrigidos ESTAÇÃO PONTOS VISADOS DISTANCIAS (m) PROJEÇÕES CORRIGIDAS DISTANCIAS CORRIGIDAS (m) RÉ VANTE X Y E1 N E2 9,58 -2,213 -9,871 10,11631 E2 E1 E3 12,21 -6,567 -10,834 12,66948 E3 E2 E4 7,54 -1,785 -7,757 7,96006 E4 E3 E5 9,94 -2,900 -10,057 10,46662 E5 E4 E6 15,12 14,916 -5,502 15,89822 E6 E5 E7 15,505 9,724 11,442 15,01649 E7 E6 E8 12,33 4,010 10,979 11,68843 E8 E7 E9 14,71 6,132 12,612 14,02354 E9 E8 E10 15 -13,632 4,100 14,23509 E10 E9 E1 9,72 -7,685 4,889 9,10802 8.8 CÁLCULO DA ÁREA Como foi descrito na seção 7.3, trata-se da disposição dos dados da área da poligonal em suas respectivos colunas. S = x0,5 = 𝟕𝟕𝟒, 𝟓𝟓 𝐦² 𝑚² ou 0,077455 ha X 0 1000 997,78 991,21 989,43 986,53 1001,4 1011,2 1015,1 1021,3 1007,6 Y 0 10000 990,12 979,29 971,53 961,48 955,97 967,41 978,29 99101 995,11 8.9 CÁLCULO DOS DESNÍVEIS VERTICAIS A diferença de nível entre dois pontos, é a diferença de altura entre dois pontos. Existem dois métodos nos quais é possível calcular a diferença de nível, o nivelamento geométrico e o nivelamento trigonométrico. Para este trabalho utilizamos o nivelamento trigonométrico. O nivelamento trigonométrico, é baseado na resolução de um triângulo retângulo, onde a diferença de nível é determinada de forma indireta. A precisão é menor se comparado com o geométrico em cerca de decímetros. Os ângulos de inclinação são obtidos através do teodolito, com o auxílio da mira, esse procedimento é utilizado para determinar a diferença de nível entre dois pontos acessíveis, separados por grande distância. Para calcular os desníveis verticais (DN) da área em que foi realizado o levantamento topográfico, utilizaremos o nivelamento trigonométrico, como todas as visadas foram descendentes, ou seja, o ângulo marcado no teodolito foi maior que 90°, utilizamos a equação da visada descendente, logo: 𝐷𝑁 = 50. 𝐻. 𝑠𝑒𝑛(2𝛼) + 𝐹𝑀 − 𝐼 (Eq. 1) Onde: 𝐷𝑁 = Distância vertical; 𝐻 = 𝐹𝑆 − 𝐹𝐼 = Fio superior – Fio inferior; 𝛼 = 𝜃 − 90° = Para visadas descendentes; 𝐹𝑀 = Fio médio; 𝐼 = Altura do instrumento; Se 𝐷𝑁 > 0, significa que o terreno no sentido da medição está em declive, caso contrário o terreno está em aclive. Observando os dados obtidos em campo, podemos então calcular o DN para todos os pontos. Partindo do piquete 1, no sentido anti-horário, calculamos o 𝐷𝑁1, logo: 𝐷𝑁1 = 50. (0,305𝑚 − 0,160𝑚). 𝑠𝑒𝑛(2. (0,41°)) + 0,234𝑚 − 1,43𝑚 𝐷𝑁1 = −1,094 𝑚 𝐷𝑁2 = 50. (0,257𝑚 − 0,120𝑚). 𝑠𝑒𝑛(2. (5,8°)) + 0,189𝑚 − 1,535𝑚 𝐷𝑁2 = 0,024𝑚 𝐷𝑁3 = 50. (0,185𝑚 − 0,085𝑚). 𝑠𝑒𝑛(2(8,08°)) + 0,135𝑚 − 1,5𝑚 𝐷𝑁3 = 0,035𝑚 𝐷𝑁4 = 50. (0,24𝑚 − 0,14𝑚). 𝑠𝑒𝑛(2(7,5°)) + 0,19𝑚 − 1,56𝑚 𝐷𝑁4 = −0,07𝑚 𝐷𝑁5 = 50. (0,278𝑚 − 0,156𝑚). 𝑠𝑒𝑛(2(6,69°) + 0,217𝑚 − 1,554𝑚 𝐷𝑁5 = 0,1695𝑚 𝐷𝑁6 = 50. (0,163𝑚 − 0,085𝑚). 𝑠𝑒𝑛(2(10,4°)) + 0,124𝑚 − 1,415𝑚 𝐷𝑁6 = 0,074𝑚 𝐷𝑁7 = 50. (0,22𝑚 − 0,10𝑚). 𝑠𝑒𝑛(2(6,35°)) + 0,16𝑚 − 1,415𝑚 𝐷𝑁7 = 0,065𝑚 𝐷𝑁8 = 50. (0,38𝑚 − 0,20𝑚). 𝑠𝑒𝑛(2(4,3°)) + 0,29𝑚 − 1,46𝑚 𝐷𝑁8 = 0,18𝑚 𝐷𝑁9 = 50. (0,256𝑚 − 0,10𝑚). 𝑠𝑒𝑛(2(5,19°)) + 0,178𝑚 − 1,567𝑚 𝐷𝑁9 = 0,015𝑚 𝐷𝑁10 = 50. (0,277𝑚 − 0,15𝑚). 𝑠𝑒𝑛(2(5,96°) + 0,215𝑚 − 1,575𝑚 𝐷𝑁10 = −0,027𝑚 Com esses resultados elaboramos uma tabela para expressar melhor os resultados: Estação Ponto visado Altura do instrumento (m) Ângulos verticais (GMS) Distância horizontal (m) Diferença de Nível (DN) P1 P2 1,43 90° 24' 30'' 9,11 -1,094 P2 P3 1,535 95° 46' 46'' 10,12 0,024 P3 P4 1,5 98° 05' 14'' 12,67 0,035 P4 P5 1,56 97° 30' 25'' 7,96 -0,07 P5 P6 1,554 96° 41' 07'' 10,47 0,1695 P6 P7 1,535 100° 21' 48'' 15,9 0,074 P7 P8 1,415 96° 20' 54'' 15,02 0,065 P8 P9 1,46 94° 16' 00'' 11,69 0,18 P9 P10 1,567 95° 11' 09'' 14,02 0,015 P10 P1 1,575 95° 57' 43'' 14,24 -0,027 9. RELATÓRIO FOTOGRÁFICO: Do dia 25/07/17 ao dia 08/08/17 foi realizado o levantamento topográfico da região citada. O grupo de alunos foi responsável por colher informações, tirar medidas, e fazer os respectivos cálculos para que se obtivesse sucesso no levantamento. Seguem as imagens coletadas para o relatório fotográfico: Medição indireta com trena de fibra de vidro. Leitura dos fios estadimetricos Leitura dos fios estatimetricos outro Angulo. Mira em balisa para achar o ponto. 10. BIBLIOGRAFICAS VEIGA, Luis Augusto Koenig; ZANETTI, Maria Aparecida Z.; FAGGION, Pedro Luis. Fundamentos de topografia. UFPR (Apostila), 2007. CLICKREFORMA. Disponível em: <http://clickreforma.com.br/dicas.php?dicas&dica_id=3>. Acesso em: 19 de outubro de 2016. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 13133: Execução de levantamento topográfico. Rio de Janeiro, 1994. 35p. ALVARENGA, J. C. A. 5.0 – LEVANTAMENTO PLANIMÉTRICO. Disponível em: <https://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact =8&ved=0ahUKEwibvY-rp- bPAhXETZAKHX0sDXIQFggkMAE&url=http%3A%2F%2Fweb.unifoa.edu.br%2Fportal% 2Fplano_aula%2Farquivos%2F01770%2FTopografia%2520Planimetria%25201.doc&usg=A FQjCNFD-0t4p_MGWodzU-zyQ40GKepKAA&sig2=mp9jL0OMKHPUwrBRoLYteA>. Acesso em: 19 de outubro de 2016. CAVALCANTI, Eduardo Valério Amaral. INSTRUMENTOS TOPOGRAFICOS. Amazonas: UFRA. TOPOGRAFIA FUMEC. - CÁLCULO DE ÁREA. Disponível em: < http://topfumec.blogspot.com.br/2014/04/calculo-de-area.html> Acesso em: 21 de outubro de 2016. POLIGONAIS - MÉTODOS PARA DETERMINAÇÃO DE COORDENADAS DO ESQUELETO DE APOIO TOPOGRÁFICO Disponível em: < http://www3.uma.pt/sprada/documentos/aulas/Geologia_de_Engenharia_Topografia/Topograf ia/2012_2013_Topografia_Poligonais.pdf> Acesso em: 21 de outubro de 2016. GPS GARMIN. – ETREX VISTA HCX. Disponível em: <http://www.bikeinn.com/images/pdf/manuales/por_garmin_manu_07703.pdf> Acesso em: 26 de outubro de 2016. 11. ANEXOS: PLANTA DA POLIGONAL. CADERNETA DE CAMPO (ESCANEADA).
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