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• Prof. M.Sc. • Janilton Maciel Ugulino TOPOGRAFIA Aula 02 Medidas, Escalas e Instrumentos OBJETIVOS • Compreender o que é medir • Compreender o que é precisão de medida • Conhecer as diferentes escalas usadas na topografia • Conhecer alguns dos instrumentos básicos do topógrafo MEDIÇÃO E PRECISÃO O que é medir?!?!?! • Estamos habituados com a ação... – Mas... com definir “medir”? • Medir é o ato de comparar – Compara-se uma grandeza... – Com uma unidade de mesma grandeza... – Obtendo-se um número • Quantas vezes o objeto medido é maior que a grandeza unitária • Ex.: Um corredor de comprimento 10 m – Seu comprimento é igual a 10 vezes 1 metro MEDIÇÃO E PRECISÃO • O que é um metro? – Se a Terra fosse esférica... • 1m = 1/40.000.000 da circunferência da Terra – Mas a Terra não é esférica... • Espaço percorrido pela luz em 1/299 792 458 segundos. • As medidas são exatas? • As medidas são precisas? • O que é ser exato e o que é ser preciso? MEDIÇÃO E PRECISÃO • Precisão Indica o quanto as medidas repetidas estão próximas umas das outras. Visto que repetem várias vezes os mesmos experimentos, os cien]stas fazem uma média ponderada das medidas e, por isso, é muito importante que os valores sejam bem próximos. Se, por exemplo, em três medições uma balança apresentar as seguintes massas, 100 g, 105 g e 95 g, isso significa que a balança não é precisa. Mas o fato de os valores medidos serem próximos, não significa que está tudo correto, pois pode ocorrer, por exemplo, de deixarmos um resíduo sólido que não faz parte do experimento na balança. Assim, apesar de todos os valores das massas saírem próximos uns dos outros, não correspondem ao valor correto e esse erro pode trazer resultados inexatos. É aí que entra a exa0dão. MEDIÇÃO E PRECISÃO • Exatidão Indica o quão próximo do valor real (do valor normalmente aceito como referência), está o valor medido. No exemplo anterior, em que se esqueceu de um resíduo sólido sobre a balança, os valores medidos estavam precisos, mas não estavam exatos, porque o valor da massa média ob]da estava distante do valor verdadeiro. A balança pode, por exemplo, fornecer sempre uma massa de 115 g, quando na verdade o objeto pesa 100 g. MEDIÇÃO E PRECISÃO No primeiro, o a]rador foi exato, mas não foi preciso, porque apesar de estarem perto do alvo central, os dardos estão distantes uns dos outros. No segundo, ele foi preciso, mas não foi exato, porque os dardos estão próximos uns dos outros, mas estão distantes do ponto central. O terceiro está exato e preciso, e, no úl]mo, o a]rador não foi preciso nem exato. Para ilustrar a diferença entre exa]dão e precisão, veja os dardos que foram a]rados nos alvos abaixo, sendo que em cada um foram lançados três dardos: PRECISÃO X EXATIDÃO • Deficiência Exatidão – Erro Grosseiro – Erro Sistemático – Erro Acidental • Problemas na Precisão – Graduação do instrumento de medida • Precisão do Instrumento • Qual a precisão de uma régua graduada em centímetros? • Qual a precisão de uma medida em passos? REPRESENTAÇÕES • GRÁFICAS • ESCALA REPRESENTAÇÃO GRÁFICA • Objetivo do levantamento topográfico – Representação gráfica suficientemente fiel – “Suficientemente fiel” • Faz sentido uma representação gráfica de um terreno em tamanho real? REPRESENTAÇÃO GRÁFICA • Em geral fazemos, representações reduzidas • Escala: medida real x representada • Indicação: 1 : M ou 1/M • Exemplo: Escala 1 : 10.000 – Significa que 1 cm no desenho equivale a 10.000 cm (ou 100m) na realidade REPRESENTAÇÃO GRÁFICA ● Uma escala pode ser apresentada sob a forma de: - fração : 1/100; 1/2000 ou - proporção : 1:100; 1:2000. ● As escalas podem ser de : - de ampliação : quando l > L (Ex.: 2:1) - natural : quando l = L (Ex.: 1:1) - de redução : quando l < L (Ex.: 1:500) ● A topografia se utiliza de escalas de redução. REPRESENTAÇÃO GRÁFICA ● O desenho topográfico é a projeção de todas as medidas obtidas no terreno sobre o plano do papel. Neste desenho, os ângulos são representados em verdadeira grandeza e as distâncias são reduzidas segundo uma razão constante. A esta razão constante denomina-se ESCALA. ● Croqui é um esboço gráfico sem escala definida, que facilita a identificação de detalhes (ABNT – NBR 13133 (1994). REPRESENTAÇÃO GRÁFICA ● Uma escala é dita grande quando apresenta o denominador pequeno (por exemplo,1:100, 1:200, 1:50, etc.). Já uma escala pequena possui o denominador grande (1:10.000,1:500.000, etc.). ● O valor da escala é adimensional, ou seja, não tem dimensão (unidade). Escrever 1:200 significa que uma unidade no desenho equivale a 200 unidades no terreno. Assim, 1 cm no desenho corresponde a 200 cm no terreno ou 1 milímetro do desenho corresponde a 200 milímetros no terreno. REPRESENTAÇÃO GRÁFICA Para maior facilidade e precisão gráfica, costuma-se utilizar as escalas decimais cujos denominadores são 100, 200, 500, 1000, etc. Por exemplo, numa escala 1:200, tem-se as seguintes relações: Desenho 1 cm 1 cm 1 cm Terreno 200 cm 2 m 0,002 km REPRESENTAÇÃO GRÁFICA É importante ressaltar que os tamanhos de folhas mais utilizados para a representação da superfície terrestre seguem as normas da ABNT, que variam do tamanho A0 (formato básico utilizado internacionalmente) ao tamanho A6 . ESCOLHA DA ESCALA A escolha de uma escala deve ter em vista a verificação de alguns critérios: 1. Tamanho do objeto a representar; 2. As dimensões do Papel; 3. A clareza do desenho e seus elementos; Cada uma dessas condições devem ser respeitada, pois tem grande peso na boa apresentação do desenho ESCOLHA DA ESCALA Vejamos como representar em escala uma grandeza de 20 metros. Vamos supor que possuímos um papel de formado A3; isso é, 297 mm x 420 mm; sendo a maior dimensão 420 mm e tendo ainda menos 20 mm de margem, teremos somente 400 mm úteis. Sabemos assim que podemos representar os 20 m por uma grandeza 5, 10, 20, 50 ou 100 vezes menor que a realidade, e que no nosso caso temos um limite que é a dimensão do papel. Se a fizéssemos 10 vezes menor, teríamos 20 m representados por uma dimensão 10 vezes menor, ou seja, 2 m, o que não seria possível, pois o papel tem no máximo 400 mm ou 40 cm. Se fizéssemos para 20, teríamos 1m e para 50 teríamos 40cm, o que já é aceitável para os limites do papel. Assim teríamos uma escala de 1:50 ou 1/50 onde lê-se um para cinquenta. Para evitar constantes cálculos na conversão de medidas a uma determinada escala, é conveniente o uso de escalas gráficas. CONSTRUÇÃO DE ESCALA Vamos tomar como exemplo de construção a escala de 1:50 Temos assim: 1m ou 100cm representada por uma grandeza 50 vezes menor, ou seja 2cm. Obtém-se esse resultado 1m/50 = 0,02m ou 100cm/50 = 2cm. ERRO DE GRAFICISMO (e.g.) O erro de graficismo (eg) é uma função da acuidade visual, habilidade manual e qualidade do equipamento de desenho. De acordo com a NBR 13133 (Execução de Levantamentos Topográficos), o erro de graficismo admissível na elaboração do desenho topográfico para lançamento de pontos e traçados de linhas é de 0,2 mm e equivale a duas vezes a acuidade visual. PRECISÃO DE ESCALA O erro admissível na determinação de um ponto do terreno diminuiu à medida em que a escala aumenta • TOPOGRAFIA • Etapas de uma obra civil genérica: 1. Representar fielmente o terreno 2. Projetar obra sob o terreno representado 3. Locar obra no terreno real 4. Construir • Topografia esta relacionada diretamente às etapas 1 e 3 • Fundamental emobras viárias e loteamentos • ATUAÇÃO DO ENGENHEIRO • O engenheiro raramente realiza • levantamentos topográficos pessoalmente – Equipes de técnicos especializados • O engenheiro, entretanto, deve: – Saber especificar levantamentos topográficos – Especificar métodos/equipamentos de • levantamento – Avaliar a qualidade de levantamentos realizados EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO 1. Um desenho na escala 1:10.000, o comprimento de 2 km no terreno corresponde a quantos centímetros no papel? 2. Na escala de 1:1000, um trecho de 150 mm medido na planta, corresponde a quantos metros no terreno? 3. Um alinhamento de 5 km no terreno corresponde a 20 cm na planta. Qual a escala da planta? 4. Escolher o formato do papel para o desenho de uma área de 50 m x 80 m, na escala 1:200; 5. Supondo o papel de formato A4 (21,o cm x 29,7 cm) e a área de 50 m x 80 m, qual a escala adequada? EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO 1. As dimensões de um terreno foram medidas em uma carta e os valores obtidos foram: 250mm de comprimento por 175 mm de largura. Sabendo-se que a escala do desenho é de 1 :2000, qual é a área do terreno em hectares ? 2. Determinar qual a escala de uma carta sabendo-se que distâncias homólogas na carta e no terreno são, respectivamente, 225 mm e 4,5 km. 3. Se a avaliação de uma área resultou em 2575 cm2 na escala 1:500, a quantos hectares corresponderá esta mesma área, no terreno? ESCALAS USUAIS • Plantas Topográficas: até 1 : 10.000 – Construção Civil: (1:) 20, 50, 100 e 200 – Obras de grande porte: (1:) 500, 1.000, 2.000 e 10.000 ESCALAS USUAIS • Plantas Cadastrais: – PC: (1:) 2.000 e 10.000 ESCALAS USUAIS • Cartas: de 1:10.000 até 1:100.000 – Planejamento regional – IGC e EMPLASA: 1:10.000 – IBGE: (1:) 50.000, 100.000 e 250.000 ESCALAS USUAIS • Mapas: de 1:100.000 ou mais – Estados Brasileiros: 1:100.000 – Brasil: 1:1.000.000, 1:5.000.000, 1:10.000.000 EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO 1. Fornecidas as dimensões de diferentes levantamentos, determine o tamanho do papel a ser usado: N (máx) N (mín) E (máx) E (mín) Escala 98,25 0,00 58,32 0,00 250 1.458,00 1.253,30 10.180,50 9.983,20 500 6.681,00 5.730,00 350,00 -880,00 1.000 16.070,00 10.240,00 17.090,00 9.170,00 10.000 Formato x (mm) y (mm) Área (m2) A4 210 297 1/16 A3 297 420 1/8 A2 420 594 1/4 A1 594 841 1/2 A0 841 1.189 1 EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO 1. Fornecidas as dimensões de diferentes levantamentos, determine o tamanho do papel a ser usado: N (máx) N (mín) E (máx) E (mín) Escala 98,25 0,00 58,32 0,00 250 1.458,00 1.253,30 10.180,50 9.983,20 500 6.681,00 5.730,00 350,00 -880,00 1.000 16.070,00 10.240,00 17.090,00 9.170,00 10.000 Escal a (M) ΔN (m) ΔE (m) ΔN/M (mm) ΔE/ M (mm ) Papel (ABNT ) Direção 250 98,25 58,32 393(a) 233(b) A3 V 500 204,70 197,30 410(b) 395(a) A2 H ou V 1000 951,00 1230,00 951(a) 1230(b) 2A0 H 10000 5830,00 7920,00 583(a) 792(b) A1 H RES OLVI DO EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO 2. Qual a melhor escala para a representação de um terreno de 600m x 1000m nas folhas A1 e A2? Formato x (mm) y (mm) A2 420 594 A1 594 841 EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO RES OLVI DO 2. Qual a melhor escala para a representação de um terreno de 600m x 1000m nas folhas A1 e A2? • A1 – Representar 600.000 em 594 • M ≥ 600000/594 = 1010 • A1 – Representar 1.000.000 em 841 • M ≥ 1000000/841 = 1189 • A1 – 1 : 2000 • INSTRUMENTOS Instrumentos comuns usando na topográfica • Há uma infinidade de equipamentos usados • Variam em finalidade e precisão • Para medida de distância – Pernas (passos) – Corrente de Agrimensura – Metro de bambu – Trena/Fita (aço, fibra, plástico etc.) – Trena de Ultrassom – Teodolito – Distanciômetro Eletrônico – Estação Total INSTRUMENTOS • Para medida de distância – Pernas (passos) INSTRUMENTOS • Para medida de distância – Corrente de Agrimensura elo+haste+elo = 20 cm INSTRUMENTOS • Para medida de distância – Metro de bambu INSTRUMENTOS • Para medida de distância – Trena/Fita (aço, fibra, plástico etc.) INSTRUMENTOS • Para medida de distância – Trena de Ultrassom INSTRUMENTOS • Para medida de distância – Teodolito INSTRUMENTOS • Para medida de distância – Distanciômetro Eletrônico INSTRUMENTOS • Para medida de distância – Estação Total prisma refletor INSTRUMENTOS • Para medida de diferença de nível – Nível de mangueira – Taqueômetro – Teodolito com Retículos • Para medida de ângulos horizontais – Bússola – Teodolito – Estação Total INSTRUMENTOS • Para medida de diferença de nível – Nível de mangueira INSTRUMENTOS • Para medida de diferença de nível – Taqueômetro – Teodolito com Retículos INSTRUMENTOS • Para medida de ângulos horizontais – Bússola INSTRUMENTOS • Alguns instrumentos auxiliares são usados – Tripé – Balizas – Fichas – Piquetes – Mira – Nível de cantoneira – Cadernetas de Campo INSTRUMENTOS • Alguns instrumentos auxiliares são usados – Tripé INSTRUMENTOS • Alguns instrumentos auxiliares são usados – Balizas INSTRUMENTOS • Alguns instrumentos auxiliares são usados – Fichas INSTRUMENTOS • Alguns instrumentos auxiliares são usados – Piquetes e Estacas (madeira) INSTRUMENTOS • Alguns instrumentos auxiliares são usados – Mira INSTRUMENTOS • Alguns instrumentos auxiliares são usados – Nível de cantoneira INSTRUMENTOS • Alguns instrumentos auxiliares são usados – Cadernetas de Campo BOA NOITE A TODOS
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