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CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO – UATEC ENGENHARIA DE BIOSSISTEMAS APOSTILA UNIDADE I: PERÍODO 2011.1 TOPOGRAFIA FUNDAMENTOS BÁSICOS PROFESSOR GEORGE DO NASCIMENTO RIBEIRO CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC INTRODUÇÃO A presente apostila compreende os assuntos lecionados na I Unidade para os discentes do período 2011.1, relacionado à disciplina de Topografia, ministrada para o curso de Engenharia de Biossistemas. Nela, há a exposição de conceitos sobre a Topografia, informando sobre o conjunto de normas, regras e princípios aplicados aos métodos topográficos gerais, para representar graficamente ou através de coordenadas analíticas, os pontos de uma porção limitada da superfície, em relação a um plano de referência. A apostila servirá de material base para os estudos dos discentes, no qual será compreendida de uma revisão bibliográfica norteada em vários livros e apostilas ministradas nas melhores universidades do Brasil. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC SUMÁRIO 1. Topografia: história e conceitos fundamentais .................................................. 04 1.1. História da Topografia ................................................................................ 04 1.2. Conceitos fundamentais sobre Topografia .................................................... 06 I. Definição ...................................................................................................... 06 II. Ciências correlatas ........................................................................................ 08 III. Diferença entre Geodésia e Topografia ............................................................ 08 IV. Representação ............................................................................................. 08 V. Divisão da Topografia .................................................................................... 09 VI. Dispositivos de segurança e normalização na execução de levantamentos topográficos 10 2. Generalidades sobre a Cartografia .................................................................... 12 2.1. Introdução ................................................................................................. 12 2.2. Conceitos fundamentais ................................................................................. 12 2.3. História da cartografia no Brasil ..................................................................... 13 2.4. Modelos de representação terrestre ............................................................. 14 2.5. As linhas da rede geográfica e elementos básicos ......................................... 16 2.6. Representações cartográficas ......................................................................... 17 2.7. Efeito da curvatura na distância e altimetria .................................................. 19 2.8. Classificação dos mapas ................................................................................ 20 2.9. Formas de apresentação e transformação dos sistemas de coordenadas 21 2.10. Classificação dos erros em topografia ........................................................ 21 2.10.1. Peculiaridades dos erros acidentais ........................................................ 22 2.10.2. Precisão e acurácia ................................................................................ 22 3. Unidades de medidas, grandezas medidas num levantamento topográfico, escala 23 3.1. Unidades de medidas ................................................................................ 23 3.2. Grandezas medidas num levantamento topográfico .................................... 24 3.3. Escalas ....................................................................................................... 26 4. Medidas direta de distâncias: métodos, instrumentos, precisão e erros ........... 29 4.1. Medidas diretas de distância .......................................................................... 29 4.1.1. Acessórios utilizados no auxílio de medidas diretas de distância ................. 31 4.1.2. Cuidados e precisão nas medidas diretas de distância ............................... 33 4.2. Métodos de medidas com trenas ................................................................ 33 4.3. Erros nas medidas diretas de distância .......................................................... 37 5. Medidas indiretas de distância: métodos, instrumentos, precisão e erros ........ 39 5.1. Medidas indiretas de distância ................................................................... 39 5.2. Métodos de medidas indiretas .................................................................... 39 6. Medidas eletrônicas de distância (MED) .......................................................... 43 6.1. Prefácios sobre as medidas eletrônicas de distância ..................................... 43 6.2. Erros nas medidas eletrônicas de distância ................................................... 45 7. Referências Bibliográficas Base ........................................................................ 46 CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC TOPOGRAFIA: FUNDAMENTOS BÁSICOS 1. TOPOGRAFIA: HISTÓRIA E CONCEITOS FUNDAMENTAIS 1.1. HISTÓRIA DA TOPOGRAFIA Desde os primórdios da civilização, ainda em seu estágio primitivo, que corresponde à passagem do ser caçador ao sedentarismo, o homem tratou de demarcar sua posição e seu domínio. Sem saber, ele já aplicava a Topografia. Os babilônicos, os egípcios, os gregos, os chineses, os árabes e os romanos foram os povos que nos legaram instrumentos e processos que, embora rudimentares, serviram para descrever, delimitar e avaliar propriedades tanto urbanas como rurais, com finalidades cadastrais. A partir destes métodos topográficos rudimentares foram obtidos dados que possibilitaram a elaboração de cartas e plantas, tanto militares como geográficas, que foram de grande valia para a época e mesmo como documento histórico para nossos dias. Abaixo estão discriminados alguns exemplos do início dos estudos de demarcação de localidades e de instrumentos utilizados no auxílio aos levntamentos. Figura 1. A GROMA EGÍPCIA, Instrumento primitivo para levantamentos topográficos, era utilizado em áreas planas para alinhar direções até objetos distantes e, então, transferir as linhas de visada para o solo, marcando neles linhas retas. Alternativamente era possível marcas os ângulos necessários para erguer construções como as pirâmedes. Figura 2. O MAPA de Ga-Sur (3.800 a 2.500 AC), é considerado um dos mapas mais antigos, foi encontrado na região da Mesopotâmia. Representa o rio Eufrates e acidentes geográficos adjacentes. É uma pequena estela de barro cozido que cabe na palma da mão e que foi descoberta perto da cidade de Harran, no nordeste do Iraque atual. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC Figura 3. Mapa chinês de Zheng He, é além de um guia de navegação, orelato da última viagem de Zheng He, almirante da frota imperial em meados do século XV. No alto à esquerda, aparecem as costas da Índia, o Sri Lanka à direita e o litoral africano logo abaixo. Atualmente, graças ao avanço tecnológico, os aparelhos modernos e altamente sofisticados, permitem obter uma descrição do modelado terrestre com precisão exigida para projetos de grande complexidade bem como para a locação final desses projetos no terreno. O primeiro mapa-múndi conhecido foi elaborado por Anaximandro de Mileto (611-547 a.C.), discípulo de Tales, que no século VI AC tentou representar o mundo como um disco que flutuava sobre as águas. Algum tempo mais tarde Pitágoras, chegou a conclusão que a Terra era redonda iniciando assim uma nova escola. Em 1500, Juan de la Cosa edita sua famosa carta que contém o traçado da linha Equatorial e a do trópico de Câncer. Figura 4. CARTA DO MUNDO – 1500, carta elaborada por Juan de la Cosa, piloto da 2ª Expedição da Columbus. Gerhardt Kremer (1512-1594), que adota o nome de Mercator, define uma nova projeção cilíndrica na qual as linhas loxodrómicas, direção de rumos constantes que percorrem os barcos em sua navegação, que se apresentem como linhas retas. Uma nova etapa no estuda da figura da Terra nasce com as definições da lei da gravitação universal. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC Figura 5. Gerhardus Mercator (1512-1594), geógrafo, cartógrafo e matemático flamengo. Autor de um planisfério (1569) construído numa projeção por ele concebida, usada até hoje nas cartas náuticas, a Projeção de Mercator. A Topografia estuda, em nível de detalhe, a forma da superfície física da terra com todos seus elementos sejam naturais ou artificiais e como um preenchimento da rede geodésica. Desta maneira a Topografia fica como a responsável pelos trabalhos de levantamento planimétricos e altimétricos. Entretanto, nos últimos anos, com o desenvolvimento da instrumentação eletrônica e da informática que opera neste setor, a exigência de programas ligados a Engenharia que necessitam de modelos digitais do terreno com precisão altimétrica que são questionáveis de serem obtidas por procedimentos fotogramétricos, e a maior versatilidade que nos oferece a nova instrumentação na fase de locação, tem dado um novo protagonismo a Topografia moderna nos campos de aplicação da Engenharia e áreas afins. 1.2. CONCEITOS FUNDAMENTAIS SOBRE A TOPOGRAFIA O homem sempre necessitou conhecer o meio em que vive, por questões de sobrevivência, orientação, segurança, guerras, navegação, construção, entre outros. No principio, a representação do espaço baseava-se na observação e descrição do meio. Cabe salientar que alguns historiadores dizem que o homem já fazia mapas antes mesmo de desenvolver a escrita. Com o tempo surgiram técnicas e equipamentos de medição que facilitaram a obtenção de dados para posterior representação. A Topografia foi uma das ferramentas utilizadas para realizar estas medições. I. DEFINIÇÃO Etimologicamente a palavra TOPOS, em grego, significa lugar e GRAPHEN descrição, assim, de uma forma bastante simples, Topografia significa descrição do lugar. A seguir são apresentadas algumas de suas definições: • A Topografia tem por objetivo o estudo dos instrumentos e métodos utilizados para obter a representação gráfica de uma porção do terreno sobre uma superfície plana” DOUBEK (1989). CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC • A Topografia tem por finalidade determinar o contorno, dimensão e posição relativa de uma porção limitada da superfície terrestre, sem levar em conta a curvatura resultante da esfericidade terrestre” ESPARTEL (1987). Em síntese a Topografia é a ciencia que estuda uma área de terra limitada (até 30 km de extensão) com a finalidade de conhecer sua forma quanto ao contorno e ao relevo, sua orientação, sem levar em consideração a curvatura da terra. O objetivo principal é efetuar o levantamento (executar medições de ângulos, distâncias e desníveis) que permita representar uma porção da superfície terrestre em uma escala adequada. Às operações efetuadas em campo, com o objetivo de coletar dados para a posterior representação, denomina-se de levantamento topográfico. A Topografia pode ser entendida como parte da Geodésia, ciência que tem por objetivo determinar a forma e dimensões da Terra. Ela é a base de qualquer projeto e de qualquer obra realizada por engenheiros ou arquitetos. Por exemplo, os trabalhos de obras viárias, núcleos habitacionais, edifícios, aeroportos, hidrografia, usinas hidrelétricas, telecomunicações, sistemas de água e esgoto, planejamento, urbanismo, paisagismo, irrigação, drenagem, cultura, reflorestamento, entre outros, se desenvolvem em função do terreno sobre o qual se assentam. Portanto, é fundamental o conhecimento pormenorizado deste terreno, tanto na etapa do projeto, quanto da sua construção ou execução; e, a Topografia, fornece os métodos e os instrumentos que permitem este conhecimento do terreno e asseguram uma correta implantação da obra ou serviço. O trabalho prático da Topografia pode ser dividido em cinco etapas, como demostrado a seguir: 1) Tomada de decisão, onde se relacionam os métodos de levantamento, equipamentos, posições ou pontos a serem levantados, etc. 2) Trabalho de campo ou aquisição de dados: fazer as medições e gravar os dados. 3) Cálculos ou processamento: elaboração dos cálculos baseados nas medidas obtidas para a determinação de coordenadas, volumes, etc. 4) Mapeamento ou representação: produzir o mapa ou carta a partir dos dados medidos e calculados. 5) Locação: de acordo com a NBR 13133 (ABNT, 1991, p. 3), Norma Brasileira para execução de Levantamento Topográfico, o levantamento topográfico é definido por: “Conjunto de métodos e processos que, através de medições de ângulos horizontais e verticais, de distâncias horizontais, verticais e inclinadas, com instrumental adequado à exatidão pretendida, primordialmente, implanta e materializa pontos de apoio no terreno, determinando suas coordenadas topográficas. A estes pontos se relacionam os pontos de detalhe visando a sua exata representação planimétrica numa escala pré- determinada e à sua representação altimétrica por intermédio de curvas de nível, com eqüidistância também pré-determinada e/ou pontos cotados.” Em diversos trabalhos a Topografia está presente na etapa de planejamento e projeto, fornecendo informações sobre o terreno; na execução e acompanhamento da obra, realizando locações e fazendo verificações métricas; e finalmente no monitoramento da obra após a sua execução, para determinar, por exemplo, deslocamentos de estruturas. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC II. CIÊNCIAS CORRELATAS Dentre as ciencias, as que matêm maior afinidade com a Topografia são as seguintes: • Geodésia: é a ciencia que estuda a superficie da Terra com a finalidadede conhecer sua forma quanto ao contorno e ao relevo e sua orientação, levando em consideração a curvatura da terra. • Cartografia: Estudos e operações científicas, artísticas e técnicas, baseado nos resultados de observações, visando a elaboração e preparação de cartas e mapas. A cartografia se utiliza da topografia pelas técnicas de confecção destes mapas. • Geoprocessamento: É a ciência que estuda a produção de mapas com informações referentes a ele, tudo num só produto e em meio digital. • Geografia: Ciência que estuda a distribuição de fenômenos físicos, biológicos e humanos na superfície terrestre. Estadistribuição é em geral baseada também em mapas. • Geotecnia: Estuda a composição, disposição e condição do solo como produto para utilização em obras. A topografia determina e posiciona os solos de acordo com sua localização na superfície da terra. • Engenhararias em geral. III. DIFERENÇA ENTRE GEODÉSIA E TOPOGRAFIA A Topografia é muitas vezes confundida com a Geodésia pois se utilizam dos mesmos equipamentos e praticamente dos mesmos métodos para o mapeamento da superfície terrestre. Porém, enquanto a Topografia tem por finalidade mapear uma pequena porção daquela superfície (área de raio até 30km), a Geodésia, tem por finalidade, mapear grandes porções desta mesma superfície, levando em consideração as deformações devido à sua esfericidade. Portanto, pode-se afirmar que a Topografia, menos complexa e restrita, é apenas um capítulo da Geodésia, ciência muito mais abrangente. IV. REPRESENTAÇÃO A porção da superfície terrestre, levantada topograficamente, é representada através de uma Projeção Ortogonal Cotada e denomina-se Superfície Topográfica. Isto equivale dizer que, não só os limites desta superfície, bem como todas as suas particularidades naturais ou artificiais, serão projetadas sobre um plano considerado horizontal. A esta projeção ou imagem figurada do terreno dá-se o nome de Planta ou Plano Topográfico. A Figura 6 representa exatamente a relação da superfície terrestre e de sua projeção sobre o papel. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC Figura 6. Superfície topográfica ou planta topográfica (Espartel, 1987). O Plano topográfico é um plano imaginário tangente ao elipsóide de referência no centro da região e sua extensão é limitado até que o efeito da curvatura da Terra não se faça presente. É no plano topográfico que representa-se as operações realizadas em pequenas áreas da superfície continental. V. DIVISÃO DA TOPOGRAFIA Classicamente a Topografia é dividida em Topometria e Topologia. • A Topologia tem por objetivo o estudo das formas exteriores do terreno e das leis que regem o seu modelado. • A Topometria estuda os processos clássicos de medição de distâncias, ângulos e desníveis, cujo objetivo é a determinação de posições relativas de pontos. Não obstante, a Topometría pode ser classificada em duas formas: 1) Quanto à precisão dos levantamentos: • Expedito: levantamento rápido, barato, com equipamentos primários e utilização limitada (pré-levantamentos e/ou terrenos muito simples); • Regular: levantamento com equipamentos sofisticados (mínimo teodolito e trena), com avaliação e ajustamento dos erros, demorado e custoso e utilização generalizada (implantação de obras, regularização fundiária, demarcação de limites...); • Precisão: usado em pequenas extensões, para finalidades especiais (locação de pista de aeroporto, locação de grandes obras, monitoramento de deformações estruturais, monitoramento de movimentos de Terra, ...), com tolerância de erro próximo a zero. 2) Quanto aos dados levantados: • Planimétrico: compreendendo o conjunto de operações necessárias para a determinação de pontos e feições do terreno que serão projetados sobre um plano horizontal de referência através de suas coordenadas X e Y (representação bidimensional); • Altimétrico: compreendendo o conju determinação de pontos e feições do terreno que, além de serem projetados sobre um plano horizontal de referência, terão sua representação em relação a um plano de referência vertical ou de nível através de suas coordena tridimensional); • Planialtimétrico: medição de distâncias e ângulos horizontais e verticais simultaneamente, verificando também tamanho e forma do relevo. Figura 7. Representações de levantamentos VI. DISPOSITIVOS DE SEGUR TOPOGRÁFICOS Durante todo e qualquer levantamento topográfico ou geodésico os cuidados com o equipamento e com o pessoal envolvido são fundamentais para o bom andamento dos serviços. Assim, em alguns países, é obrigatório a utilização de certos dispositivos de segurança que tem objetivo principal de equipamentos e pessoas à áreas urbanas ou em estradas. A Figura 8 a seguir ilus Figura 8. Exemplos de dispositivos utilizados para segurança pessoal e de instrumentos. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o órgão responsável pela normalização técnica no país, tendo sido fundada em 1940 para fornecer a base necessária ao desenvolvimento tecnológico brasileiro. A normalização é o processo de estabelecer e aplicar regras a fim de abordar ordenadamente uma atividade específica e com a participação de otimização da economia, levando em exigências de segurança. Os objetivos da normalização são A CENTRO DE DESENVOLVIMENTO UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO compreendendo o conjunto de operações necessárias para a determinação de pontos e feições do terreno que, além de serem projetados sobre um plano horizontal de referência, terão sua representação em relação a um plano de referência vertical ou de nível através de suas coordenadas X, Y e Z (representação Planialtimétrico: medição de distâncias e ângulos horizontais e verticais verificando também tamanho e forma do relevo. Representações de levantamentos planimétrico (A), altimétrico (B) e planialtimétrico (C). ISPOSITIVOS DE SEGURANÇA E NORMALIZAÇÃO NA EXECUÇÃO DE LEVANTAMENTOS Durante todo e qualquer levantamento topográfico ou geodésico os cuidados com o equipamento e com o pessoal envolvido são fundamentais para o bom Assim, em alguns países, é obrigatório a utilização de certos dispositivos de tem objetivo principal de permitir a visualização e o reconhecimento de equipamentos e pessoas à distância, bem como, de controle e desvio do tráfego e áreas urbanas ou em estradas. a seguir ilustra alguns destes dispositivos. de dispositivos utilizados para segurança pessoal e de instrumentos. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o órgão responsável pela normalização técnica no país, tendo sido fundada em 1940 para fornecer a base desenvolvimento tecnológico brasileiro. A normalização é o processo de regras a fim de abordar ordenadamente uma atividade específica todos os interessados e, em particular, de promover a , levando em consideração as condições funcionais e as normalização são de acordó com a ABNT (2003): B C ESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA OGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC nto de operações necessárias para a determinação de pontos e feições do terreno que, além de serem projetados sobre um plano horizontal de referência, terão sua representação em relação a um plano de das X, Y e Z (representação Planialtimétrico: medição de distâncias e ângulos horizontais e verticais planimétrico (A), altimétrico (B) e planialtimétrico (C). ÇÃO DE LEVANTAMENTOS Durante todo e qualquer levantamento topográfico ou geodésico os cuidados com o equipamento e com o pessoal envolvido são fundamentais para o bom Assim, em alguns países, é obrigatório a utilização de certos dispositivos de a visualização e o reconhecimento de , bem como, de controle e desvio do tráfego em de dispositivos utilizados para segurança pessoal e de instrumentos. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o órgão responsável pela normalização técnica no país, tendo sido fundada em 1940 para fornecer a base desenvolvimento tecnológico brasileiro. A normalização é o processo de regras a fim de abordar ordenadamente uma atividade específica todos os interessados e, em particular, de promover a consideração as condições funcionais e as 2003): CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVELDO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC • Economia: proporcionar a redução da crescente variedade de produtos e procedimentos; • Comunicação: proporcionar meios mais eficientes para a troca de informações entre o fabricante e o cliente, melhorando a confiabilidade das relações comerciais e serviços; • Segurança: proteger a vida humana e a saúde; • Proteção ao consumidor: prover a sociedade de meios eficazes para aferir a qualidade dos produtos; • Eliminação de barreiras técnicas e comerciais: evitar a existência de regulamentos conflitantes sobre produtos e serviços em diferentes países, facilitando assim, o intercâmbio comercial. Através do processo de normalização são criadas as normas. As normas da ABNT são classificadas em sete tipos diferentes: • Procedimento: orientam a maneira correta para a utilização de materiais e produtos, execução de cálculos e projetos, instalação de máquinas e equipamentos e realização do controle de produtos; • Especificação: fixam padrões mínimos de qualidade para produtos; • Padronização: fixam formas, dimensões e tipos de produtos; • Terminologia: definem os termos técnicos aplicados a materiais, peças e outros artigos; • Simbologia: estabelecem convenções gráficas para conceitos, grandezas, sistemas, etc; • Classificação: ordenam, distribuem ou subdividem conceitos ou objetos, bem como critérios a serem adotados; • Método de ensaio: determinam a maneira de se verificar a qualidade das matérias primas e dos produtos manufaturados. As normas da ABNT têm caráter nacional. Outros países têm seus próprios órgãos responsáveis pela normalização, como a ANSI (American National Standards Institute -EUA) e DIN (Deutsches Institut fur Normung - Alemanha). Existem também associações internacionais, como a ISO (International Organization for Standardization), fundada em 1946. Alguns exemplos de normas da ABNT são apresentados a seguir: NBR 10068 – Folha de desenho – leiaute e dimensões NBR 8196 - Desenho técnico - emprego de escalas NBR 10647 – Desenho técnico – Norma geral NBR 10124 – Trena de fibra – fibra natural ou sintética NBR 14166 – Rede de referência cadastral municipal - procedimento NBR 13133 – Execução de levantamento topográfico Particularmente na Topografia são de interesse as normas NBR 13133 e NBR 14166: NBR 13133 – EXECUÇÃO DE LEVANTAMENTOS TOPOGRÁFICOS NBR 14166 – REDE DE REFERÊNCIA CADASTRAL MUNICIPAL – PROCEDIMENTO CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC 2. GENERALIDADES SOBRE A CARTOGRAFIA 2.1. INTRODUÇÃO Nos princípios da civilização, ainda num estágio primitivo, a primeira condição imposta ao homem foi a de habitar a terra. Ao poucos, vi-se diante da necessidade de criar ao seu redor os meios indispensáveis para se estabelecer e apoderar-se do ambiente, onde lhe foi outorgado o direto de subsistir. Tal ambiente, hostil e desconhecido até então, onde instala o seu domínio, fê-lo de imediato e por pura intuição se aperceber das irregularidades físicas que a superfície terrestre apresenta e, através do conhecimento rudimentar que possuía, tirar proveito das vantagens ou vencer as dificuldades que tais aspectos do territorio constituíam. Desde então, limitado pelas possibilidades e exigências da vida primitiva, o homem deu início à prática da Topografia ao preocupar-se em escolher o melhor lugar para estabelecer sua habitação, tendo em vista os acidentes naturais, a proximidade de locais com água e a facilidade de se abastecer dela e do necessário à sua manutenção. Ao substituírem o espaço real por um espaço analógico (processo básico da cartografia), os homens adquiriram um domínio intelectual do universo que trouxe inumeráveis conseqüências. Os mapas precederam a escritura e a notação matemática em muitas sociedades, mas somente no século XIX foram associados às disciplinas modernas cujo conjunto constitui a cartografia. Mas isso não impede que os de épocas anteriores remontem às próprias raízes de nossa cultura. O mapa autêntico mais antigo foi elaborado a cerca de 6000 a.C. Descoberto em 1963, durante uma escavação arqueológica em Çatal Höyük, na região centroocidental da Turquia, representa o povoado neolítico do mesmo nome. O traçado das ruas e casas, conforme os vestígios resgatados, tinham ao fundo o vulcão Hasa Dag em erupção. Esse mapa primitivo guarda alguma semelhança com as plantas das cidades modernas, mas sua finalidade era totalmente distinta. O sítio em que foi encontrado era um santuário ou local sagrado, e ele foi criado como parte de um ato ritual, como um “produto de momento”, sem a intenção de ser preservado após o cumprimento do rito. Todo planejamento, notadamente aquele voltado ao desenvolvimento de um país, estado, município ou área de interesse qualquer, necessita de uma quantidade muito grande de informações. Estas informações devem ser as mais variadas possíveis, confiáveis e estar ao alcance dos planejadores sem o que, os planos não passam de condutas fantasiosas dos “especialistas”. Pela importância e variedade dos dados que oferece, destaca-se de forma especial o mapeamento ou base cartográfica. Sem mapas e sem estatísticas é impossível planejar com seriedade e segurança. 2.2. CONCEITOS FUNDAMENTAIS De acordo com A UNESCO (1966), apresenta-se como o conjunto de estudos e operações científicas, técnicas e artísticas que, tendo por base o resultado de observações diretas ou da análise de documentação, se voltam para a elaboração de mapas, cartas e outras formas de expressão ou representação de objetos, elementos, fenômenos ou ambientes físicos e sócio-econômicos, bem como sua utilização. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC Conceito Moderno de Mapa: “Apresentação ou abstração da realidade geográfica, ferramenta para apresentação da informação geográfica nas modalidades visual, digital e tátil”. Segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT): “Cartografia é a arte de levantamento, construção e edição de mapas e cartas de qualquer natureza”. 2.3. HISTÓRIA DA CARTOGRAFIA NO BRASIL A Cartografia, no Brasil, teve seu desenvolvimento a partir da Segunda Guerra Mundial em função dos interesses militares. Instituições como os atuais Instituto Cartográfico da Aeronáutica (ICA), Diretoria do Serviço Geográfico do Exército (DSG) e Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN), foram as principais responsáveis pela execução da Cartografia Sistemática do País, objetivando mapear todo o território nacional, em escalas de 1:50.000 a 1:250.000. Considerações sobre a Coordenação do Sistema Cartográfico Nacional: • 1922 – Foi organizado o Serviço Geográfico do Exército. Este ano ainda marca o aparecimento da Carta do Brasil ao Milionésimo (primeiro "retrato cartográfico de corpo inteiro" do país), editada pelo Clube de Engenharia, em comemoração ao centenário da Independência. • 1938 – Instituto Nacional de Estatística e o Conselho Brasileiro de Geografia foram incorporados ao Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE. O primeiro projeto do IBGE: "Determinação das Coordenadas das Cidades e Vilas". • 1940 – Pela primeira vez na história da Estatística Brasileira os dados de coleta e tabulações do censo foram referenciados a uma base cartográfica sistematizada, pelo menos quanto às categorias administrativas: Municipais e Distritais – Cidades e Vilas. A partir de então estava assegurado o georreferenciamento das estatísticas brasileiras. • 1962 – O IBGE passa a atuar nas escalas maiores de 1:250.000, ou seja, em paralelo aos trabalhos nas escalas ao milionésimo; 1:500.000 e 1:250.000.Passou a conduzir as atividades necessárias a produção dos documentos nas escalas de 1:50.000 e :100.000, antes restritos a atuação do Serviço Geográfico do Exército. 1966/1967 – O Presidente Castelo Branco estabelece outro grupo de trabalho para definir as Diretrizes e Bases da Política Cartográfica Nacional. Mantém a atuação descentralizada das instituições cartográficas do governo federal e explicita a coordenação da Política Cartográfica Nacional como atribuição da Comissão de Cartografia (COCAR) inserida na estrutura do IBGE. A COCAR foi estruturada de modo a que todos os Ministérios que desenvolvessem ou demandassem serviços cartográficos lá estivessem representados, pois o objetivo principal do Decreto se resumia em Organizar o Sistema Cartográfico Nacional no que dizia respeito a União. O elenco de representantes era complementado por assentos atribuídos à iniciativa privada, através da atual Associação Nacional das Empresas de Levantamentos Aeroespaciais (ANEA), e ao IBGE, que constituíram exceção à representação ministerial. • 1972 – Projeto RADAM – Radar da Amazônia, aplicação pioneira de sensores aerotransportados. Posteriormente o projeto foi estendido a todo território nacional – RADAMBRASIL. Em 1985 o projeto foi extinto. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC • 1975 a 1985 – Pode-se afirmar que foi o período de mais intensa produção cartográfica, fruto da modernização dos equipamentos e processos de produção. • 1994 – O Governo Federal cria a Comissão Nacional de Cartografia (CONCAR) em moldes semelhantes àquela dos anos 60. Mantém a estrutura da representação ministerial com as mesmas exceções, IBGE, como provedor de apoio administrativo, e ANEA. E a subordinação retorna a área do planejamento, agora no Ministério do Planejamento e Orçamento. • 2000 - Mudança sistema referência cartográfica. O IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) estuda uma mudança na elaboração dos mapas no Brasil, substituindo o sistema topocêntrico empregado hoje pelo geocêntrico. 2.4. MODELOS DE REPRESENTAÇÃO TERRESTRE No estudo da forma e dimensão da Terra, podemos considerar quatro tipos de superfície ou modelo para a sua representação. São eles: a) Modelo Real: este modelo permitiria a representação da Terra tal qual ela se apresenta na realidade, ou seja, sem as deformações que os outros modelos apresentam. No entanto, devido à irregularidade da superfície terrestre, o modelo real não dispõe, até o momento, de definições matemáticas adequadas à sua representação. Em função disso, outros modelos menos complexos foram desenvolvidos. b) Modelo Geoidal: permite que a superfície terrestre seja representada por uma superfície fictícia definida pelo prolongamento do nível médio dos mares (NMM) por sobre os continentes. Este modelo, evidentemente, irá apresentar a superfície do terreno deformada em relação à sua forma e posição reais. O modelo geoidal é determinado, matematicamente, através de medidas gravimétricas (força da gravidade) realizadas sobre a superfície terrestre. Os levantamentos gravimétricos, por sua vez, são específicos da Geodésia e, portanto, não serão abordados por esta disciplina. c) Modelo Elipsoidal: é o mais usual de todos os modelos que serão apresentados. Nele, a Terra é representada por uma superfície gerada a partir de um elipsóide de revolução, com deformações relativamente maiores que o modelo geoidal. Entre os elipsóides mais utilizados para a representação da superfície terrestre estão os de Bessel (1841), Clarke (1858), Helmet (1907), Hayford (1909) e o Internacional 67 (1967). No Brasil, as cartas produzidas no período de 1924 até meados da década de 80 utilizaram como referência os parâmetros de Hayford. A partir desta época, as cartas produzidas passaram a adotar como referência os parâmetros definidos pelo Geodetic Reference System - GRS 67, mais conhecido como Internacional 67. O DATUM é um sistema de referência utilizado para o cômputo ou correlação dos resultados de um levantamento. Existem dois tipos de datums: o vertical e o horizontal. O datum vertical é uma superfície de nível utilizada no referenciamento das altitudes tomadas sobre a superfície terrestre. O datum horizontal, por sua vez, é utilizado no referenciamento das posições tomadas sobre a superfície terrestre. Este último é definido: pelas coordenadas geográficas de um ponto inicial, pela direção da CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC linha entre este ponto inicial e um segundo ponto especificado, e pelas duas dimensões (a e b) que definem o elipsóide utilizado para representação da superfície terrestre. O Datum é dividido em: • Datum vertical: é uma superfície de nível utilizada no referenciamento das altitudes tomadas sobre a superfície terrestre (Maregrafo de Imbituba – SC) • Datum horizontal, por sua vez, é utilizado no referenciamento das posições tomadas sobre a superfície terrestre. É definido: pelas coordenadas geográficas de um ponto inicial, pela direção da linha entre este ponto inicial e um segundo ponto especificado, e pelas duas dimensões (a e b) que definem o elipsóide utilizado para representação da superfície terrestre. É escolhido a partir da máxima coincidência entre a superfície geóide e elipsóide. O SAD (South American Datum) foi oficializado para uso no Brasil em 1969, é representado pelo vértice Chuá, situado próximo à cidade de Uberaba-MG. DATUM = SAD 69 (CHUÁ); a = 6.378.160 m; f = 1 - b/a = 1 / 298,25 Onde: a = é a dimensão que representa o semi-eixo maior do elipsóide (em metros); b = é a dimensão que representa o semi-eixo menor do elipsóide (em metros); f = é a relação entre o semi-eixo menor e o semi-eixo maior do elipsóide, ou seja, o seu achatamento. A Figura 9 mostra a relação existente entre a superfície topográfica ou real, o elipsóide e o geóide para uma mesma porção da superfície terrestre. Figura 9. Relação existente entre a superfície topográfica ou real, o elipsóide e o geóide para uma mesma porção da superfície terrestre d) Modelo Esférico: Este é um modelo bastante simples, onde a Terra é representada como se fosse uma esfera. O produto desta representação, no entanto, é o mais distante da realidade, ou seja, o terreno representado segundo este modelo apresenta-se bastante deformado no que diz respeito à forma das suas feições e à posição relativa das mesmas. Um exemplo deste tipo de representação são os globos encontrados em livrarias e papelarias. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC 2.5. AS LINHAS DA REDE GEOGRÁFICA E ELEMENTOS BÁSICOS Uma vez analisados os modelos utilizados para representação da superfície terrestre e tendo como princípio que o Elipsóide de Revolução é o modelo que mais se assemelha à figura da Terra, é importante conhecer os seus elementos básicos. • Meridianos: são semicircunferências de círculos máximos, cujas extremidades são os dois pólos geográficos da Terra. Longitude(λ): de um ponto da superfície terrestre é o ângulo formado entre o meridiano de origem, conhecido por Meridiano de Greenwich (na Inglaterra), e o meridiano do lugar (aquele que passa pelo ponto em questão). Sua contagem é feita de 0º a 180º, positivamente para oeste (W ou O) e negativamente para leste (E ou L). Figura 10. Relação existente entre os meridianos da terra • Paralelos: são circunferências que têm seus planos, em toda sua extensão, a igual distância do plano do Equador, sendo sempre perpendiculares ao eixo da Terra. Latitude(φ): de um ponto da superfície terrestreé o ângulo formado entre o paralelo deste ponto e o plano do equador. Sua contagem é feita com origem no equador e varia de 0º a 90º, positivamente para o norte (N) e negativamente para o sul (S). Trópico de Capricórnio (φ= 23º23'S) e Trópico de Câncer (φ= 23º23'N). Figura 11. Relação existente entre os paralelos da terra • Orientação: Para podermos nos orientar, dividimos o horizonte que nos cerca em quatro direções denominadas de pontos cardeais. Os 04 pontos cardeais são divididos em pontos colaterais: NORDESTE(NE), NOROESTE(NO), SUDESTE(SE), SUDOESTE(SO). Existem ainda os 08 pontos sub-colaterais: NOR-NORDESTE(NNE); NOR- NOROESTE(NNO); SUL-SUDESTE(SSE); SUL-SUDOESTE(SSO); ESTE-NORDESTE(ENE); ESTE-SUDESTE(ESE); OESTE-NOROESTE(ONO); OESTE-SUDOESTE(OSO). CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC • Linha dos Pólos ou Eixo da Terra: é a reta que une o pólo Norte ao pólo Sul e em torno do qual a Terra gira. (Movimento de Rotação); • Equador: é o círculo máximo da Terra, cujo plano é normal à linha dos pólos; • Vertical do Lugar: é a linha que passa por um ponto da superfície terrestre (em direção ao centro do planeta) e que é normal à superfície representada pelo Geóide naquele ponto. Esta linha é materializada pelo “fio de prumo” dos equipamentos de medição (teodolito, estação, nível, etc.), ou seja, é a direção na qual atua a força da gravidade; • Normal ao Elipsóide: é toda linha reta perpendicular à superfície do elipsóide de referência. Esta linha possui um desvio em relação à vertical do lugar; • Pontos da Vertical do Lugar: o ponto (Z = ZÊNITE) se encontra no infinito superior, e o ponto (Z' = NADIR) no infinito inferior da vertical do lugar. Estes pontos são importantes na definição de alguns equipamentos topográficos (teodolitos) que têm a medida dos ângulos verticais com origem em Z ou em Z’; • Plano Horizontal do Observador: é o plano tangente à superfície terrestre ou topográfica num ponto qualquer desta superfície. • Coordenadas Geográficas (φ, λ): é o nome dado aos valores de latitude e longitude que definem a posição de um ponto na superfície terrestre. Estes valores dependem do elipsóide de referência utilizado para a projeção do ponto em questão. As cartas normalmente utilizadas por engenheiros em diversos projetos ou obras apresentam, além do sistema que expressa as coordenadas geográficas referidas anteriormente, um outro sistema de projeção conhecido por UTM – Universal Transversa de Mercator. • Coordenadas UTM (E,N): é o nome dado aos valores de abcissa (E) e ordenada (N) de um ponto sobre a superfície da Terra, quando este é projetado sobre um cilindro tangente ao elipsóide de referência. O cilindro tangencia o Equador, assim dividido em 60 arcos de 6º (60 x 6º = 360º). Cada arco representa um fuso UTM e um sistema de coordenadas com origem no meridiano central ao fuso, que para o hemisfério sul, constitui-se dos valores de 500.000m para (E) e 10.000.000m para (N). A origem do sistema UTM se encontra no centro do fuso. Para o Hemisfério Norte as ordenadas variam de 0 a 10.000 km enquanto para o Hemisfério Sul variam de 10.000 a 0 km. As abscissas variam de 500 a 100 km à Oeste do Meridiano Central e de 500 a 700 km a Leste do mesmo. 2.6. REPRESENTAÇÕES CARTOGRÁFICAS As superfícies de projeção cartográficas mais utilizadas são: • Projeções cilíndricas: obtidas a partir do desenvolvimento da superfície de um cilindro que envolve a esfera e para o qual se faz o transporte das coordenadas esféricas. É uma das mais utilizadas na navegação, pois suas direções marítimas podem ser traçadas em linhas retas sobre o mapa. Possuem as seguintes caraterísticas: deformam as superfícies de altas latitudes; mantém as de baixa em CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC forma e dimensão mais próxima do real; apresentam os meridianos e paralelos retos e perpendiculares; mais conhecida Mercator e Peter. • Projeções Cônicas: obtidas pelo desenvolvimento da superfície de um cone que envolve a esfera. A mais conhecida é a Projeção Cônica de Lambert. Os paralelos são concêntricos em relação ao vértice do cone. São mais utilizadas para representações cartográficas de áreas de altas latitudes-América do Norte, Europa e norte da Ásia. • Projeções Planas ou Horizontais: obtidas pela transposição das coordenadas sobre um pano colocado em posição determinada em relação a esfera. As áreas próximas ao ponto de tangência apresentam menores deformações. As áreas distantes são mais distorcidas ou desaparecem porque abrangem apenas um hemisfério. Figura 12. Exemplo da projeção plana Figura 13. Exemplo da projeção cônica CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC Figura 14. Exemplo da projeção cilíndrica 2.7. EFEITO DA CURVATURA NA DISTÂNCIA E ALTIMETRIA • Distância: ΔS = S3 3.R2 S (km) ΔS 1 0,008 mm 10 8,2 mm 25 12,8 cm 50 1,03 m 70 2,81 m • Altimetria: Δh = S2 2.R S Δh 100 m 0, 8 mm 500 m 20 mm 1 km 78 mm 10 km 7,8 m 70 km 381,6 m Onde: ΔS = efeito da curvatura na distância; Δh = efeito da curvatura na altitude; R = raio aproximado da terra (6370 km) Como pode ser observado através das tabelas anteriores, o efeito da curvatura é maior na altimetria do que na planimetria. Durante os levantamentos altimétricos alguns cuidados são tomados para minimizar este efeito. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC 2.8. CLASSIFICAÇÃO DOS MAPAS O Mapa é uma representação bidimensional da superfície curva da Terra. Para expressar um espaço tridimensional em um mapa bidimensional é necessário projetar as coordenadas de um espaço tridimensional para um espaço bidimensional (plano). É um documento relacionado com escala pequena, representação plana, área delimitada por acidentes naturais e divisões político administrativa, destinação a fins temáticos, culturais ou ilustrativos. Os mapas planos são mais utilizados, pois apresentam facilidade de uso, armazenamento, deslocamento, em representar a superfície terrestre em grandes escalas. Os mapas podem ser classificados em: • GERAL: uma mapa geral é aquele que atende a uma gama imensa e indeterminada de usuários. Ex: mapas do IBGE na escala 1:5.000.000, que apresenta todos os estados, países vizinhos, informações físicas e culturais. • TEMÁTICOS: são mapas, cartas ou plantas em qualquer escala, destinadas a um tema específico, necessária a pesquisa sócio econômica, de recursos naturais e estudos ambientais, exprime conhecimentos particulares para uso geral. • ESPECIAL: são mapas, cartas ou plantas para grandes grupos de usuários muito distinto entre si, e cada um deles, concebido para atender determinada faixa técnica ou científica. Exs: cartas náuticas, aeronáuticas, para fins militares, meteorológicas, etc. Uma Carta é um documento relacionado com escalas médias ou grande, representação plana, desdobramento em folhas articuladas de maneira sistemática; limites das folhas constituídos por linhas convencionais(meridianos e paralelos), destinada à avaliação precisa de direções, distâncias e localização de pontos, áreas e detalhes. As Plantas são documentos relacionados com escalas grandes, representando áreas de pequenas dimensões e se desconsidera a curvatura da Terra. Ex: plantas cadastrais. De acordo com os objetivos os mapas podem ser classificados em:• GERAL: uma mapa geral é aquele que atende a uma gama imensa e indeterminada de usuários. Ex: mapas do IBGE na escala 1:5.000.000, que apresenta todos os estados, países vizinhos, informações físicas e culturais. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC • TEMÁTICOS: são mapas, cartas ou plantas em qualquer escala, destinadas a um tema específico, necessária a pesquisa sócio econômica, de recursos naturais e estudos ambientais, exprime conhecimentos particulares para uso geral. • ESPECIAL: são mapas, cartas ou plantas para grandes grupos de usuários muito distinto entre si, e cada um deles, concebido para atender determinada faixa técnica ou científica. Exs: cartas náuticas, aeronáuticas, para fins militares, meteorológicas, etc. 2.9. FORMAS DE APRESENTAÇÃO E TRANSFORMAÇÃO DOS SISTEMAS DE COORDENADAS • GRAUS SEXAGESIMAIS: • GRAUS DECIMAIS • MINUTOS DECIMAIS 2.10. CLASSIFICAÇÃO DOS ERROS DE OBSERVAÇÃO EM TOPOGRAFIA Por melhores que sejam os equipamentos e por mais cuidado que se tome ao proceder um levantamento topográfico, as medidas obtidas jamais estarão isentas de erros. As fontes de erro poderão ser: • Condições ambientais: causados pelas variações das condições ambientais, como vento, temperatura, etc. Exemplo: variação do comprimento de uma trena com a variação da temperatura. • Instrumentais: causados por problemas como a imperfeição na construção de equipamento ou ajuste do mesmo. A maior parte dos erros instrumentais pode ser reduzida adotando técnicas de verificação/retificação, calibração e classificação, além de técnicas particulares de observação. • Pessoais: causados por falhas humanas, como falta de atenção ao executar uma medição, cansaço, etc. Os erros, causados por estes três elementos apresentados anteriormente, poderão ser classificados em: grosseiros, sistemáticos, aleatórios. • Erros grosseiros: Causados por engano na medição, leitura errada nos instrumentos, identificação de alvo, etc., normalmente relacionados com a desatenção do observador ou uma falha no equipamento. Cabe ao observador cercar-se de cuidados para evitar a sua ocorrência ou detectar a sua presença. A CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC repetição de leituras é uma forma de evitar erros grosseiros. Alguns exemplos de erros grosseiros: Anotar 196 ao invés de 169; Engano na contagem de lances durante a medição de uma distância com trena. • Erros Sistemáticos: são aqueles erros cuja magnitude e sinal algébrico podem ser determinados, seguindo leis matemáticas ou físicas. Pelo fato de serem produzidos por causas conhecidas podem ser evitados através de técnicas particulares de observação ou mesmo eliminados mediante a aplicação de fórmulas específicas. São erros que se acumulam ao longo do trabalho. Exemplo de erros sistemáticos, que podem ser corrigidos através de fórmulas específicas: Efeito da temperatura e pressão na medição de distâncias com medidor eletrônico de distância; Correção do efeito de dilatação de uma trena em função da temperatura. Um exemplo clássico apresentado na literatura, referente a diferentes formas de eliminar e ou minimizar erros sistemáticos é o posicionamento do nível a igual distância entre as miras durante o nivelamento geométrico pelo método das visadas iguais, o que proporciona a minimização do efeito da curvatura terrestre no nivelamento e falta de paralelismo entre a linha de visada e eixo do nível tubular. • Erros acidentais ou aleatórios: São aqueles que permanecem após os erros anteriores terem sido eliminados. São erros que não seguem nenhum tipo de lei e ora ocorrem num sentido ora noutro, tendendo a se neutralizar quando o número de observações é grande. De acordo com GEMAEL (1991, p.63), quando o tamanho de uma amostra é elevado, os erros acidentais apresentam uma distribuição de freqüência que muito se aproxima da distribuição normal. 2.10.1. PECULIARIDADES DOS ERROS ACIDENTAIS • Erros pequenos ocorrem mais freqüentemente do que os grandes, sendo mais prováveis; • Erros positivos e negativos do mesmo tamanho acontecem com igual freqüência, ou são igualmente prováveis; • A média dos resíduos é aproximadamente nula; • Aumentando o número de observações, aumenta a probabilidade de se chegar próximo ao valor real. Exemplo de erros acidentais: • Inclinação da baliza na hora de realizar a medida; • Erro de pontaria na leitura de direções horizontais. 2.10.2. PRECISÃO E ACURÁCIA A precisão está ligada a repetibilidade de medidas sucessivas feitas em condições semelhantes, estando vinculada somente a efeitos aleatórios. A acurácia CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC expressa o grau de aderência das observações em relação ao seu valor verdadeiro, estando vinculada a efeitos aleatórios e sistemáticos. O seguinte exemplo pode ajudar a compreender a diferença entre eles: um jogador de futebol está treinando cobranças de pênalti. Ele chuta a bola 10 vezes e nas 10 vezes acerta a trave do lado direito do goleiro. Este jogador foi extremamente preciso. Seus resultados não apresentaram nenhuma variação em torno do valor que se repetiu 10 vezes. Em compensação sua acurácia foi nula. Ele não conseguiu acertar o gol, “verdadeiro valor”, nenhuma vez. 3. UNIDADES DE MEDIDA, GRANDEZAS MEDIDAS NUM LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO, ESCALA 3.1. UNIDADES DE MEDIDA Em Topografia, são medidas duas espécies de grandezas, as lineares e as angulares, mas, na verdade, outras duas espécies de grandezas são também trabalhadas, as de superfície e as de volume. A seguir encontram-se as unidades mais comumente utilizadas para expressar cada uma das grandezas mencionadas. O sistema de unidades utilizado no Brasil é o Métrico Decimal, porém, em função dos equipamentos e da bibliografia utilizada, na sua grande maioria importada, algumas unidades relacionadas abaixo apresentarão seus valores correspondentes no sistema Americano, ou seja, em Pés/Polegadas. • Linear: A origem do metro ocorreu em 1791 quando a Academia de Ciências de Paris o definiu como unidade padrão de comprimento. Sua dimensão era representada por 1/10.000.000 de um arco de meridiano da Terra. Em 1983, a Conferência Geral de Pesos e Medidas estabeleceu a definição atual do “metro” como a distância percorrida pela luz no vácuo durante o intervalo de tempo de 1/299.792.458 s. O metro é uma unidade básica para a representação de medidas de comprimento no sistema internacional (SI). SISTEMA ANTIGO CONVERSÃO EM METROS 1 polegada 0,0275 m 1 polegada inglesa 0,0254 m 1 palmo 0,22 m 1 braça 2,2 m 1 milha marítima 1.851,85 m 1 légua métrica 5.500 m 1 légua brasileira 6.600 m CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC 1 jarda 0,9144 m 1 milha terrestres inglesa 1.609,31 m 1 pé 0,3048 m Figura 15. Régua métrica com sua unidade básica (m), seus múltiplos e submúltiplos. • Angular (Radianos, Sexagesimal e Decimal): Radianos: Um radiano é o ângulo central que subentende um arco de circunferência de comprimento igual ao raio da mesma. É uma unidade suplementar do SI para ângulos planos. 2πR — 360º arco = R = raio Sexagesimal: Grau DENOMINAÇÃO NOTAÇÃO EQUIVALÊNCIA 1 grau 1° 1/360 da circunferência grau ° 1° (π /180) rad minuto ’ 1’ = 1°/60 (π/10800) rad segundos ” 1” = 1°/3600 (π/648000) rad Decimal: Grado DENOMINAÇÃONOTAÇÃO EQUIVALÊNCIA 1 grado 1 g 1/400 da circunferência Um grado é dividido em 100’ e cada minuto tem 100”. Relação para as medidas angulares: onde ¶ = 3,141592. 360º = 400g = 2¶ • Unidades de Medida de Superfície: as usuais no Brasil, em relação ao Sistema Métrico Decimal, são m2, seus múltiplos e submúltiplos. are = 100 m2 acre = 4.046,86 m2 hectare (ha) = 10.000 m2 alqueire paulista (menor) = 2,42 ha = 24.200 m2 alqueire mineiro (geométrico) = 4,84 ha = 48.400 m2 • Unidades de Medida de Volume: 1 m3 = 1.000 L 1 litro = 0,001 m3 = 1 cm3 CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC 3.2. GRANDEZAS MEDIDAS NUM LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO As grandezas medidas em um levantamento topográfico podem ser de dois tipos: angulares e lineares. • Grandezas Angulares: Ângulo Horizontal (Hz): é medido entre as projeções de dois alinhamentos do terreno, no plano horizontal. A figura a seguir exemplifica um ângulo horizontal medido entre as arestas (1 e 2) de duas paredes de uma edificação. O ângulo horizontal é o mesmo para os três planos horizontais mostrados. Ângulo Vertical (α): é medido entre um alinhamento do terreno e o plano do horizonte. Pode ser ascendente (+) ou descendente (-), conforme se encontre acima (aclive) ou abaixo (declive) deste plano. A figura a seguir exemplifica ângulos verticais medidos entre a aresta superior (Parede 1) e inferior (Parede 2) das paredes de uma edificação e o plano do horizonte. Os ângulos medidos não são iguais e dependem da posição (altura) do plano do horizonte em relação às arestas em questão. O ângulo vertical, nos equipamentos topográficos modernos (teodolito e estação total), pode também ser medido a partir da vertical do lugar (com origem no Zênite ou Nadir), daí o ângulo denominar-se Ângulo Zenital (V ou Z) ou Nadiral (V’ ou Z’). A figura abaixo mostra a relação entre ângulos verticais e zenitais. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC • Grandezas Lineares: Distância Horizontal (DH): é a distância medida entre dois pontos, no plano horizontal. Este plano pode, conforme indicado na figura a seguir (GARCIA, 1984), passar tanto pelo ponto A, quanto pelo ponto B em questão. Distância Vertical ou Diferença de Nível (DV ou DN): é a distância medida entre dois pontos, num plano vertical que é perpendicular ao plano horizontal. Este plano vertical pode passar por qualquer um dos pontos A/A’ ou B/B’ já mencionados. Distância Inclinada (DI): é a distância medida entre dois pontos, em planos que seguem a inclinação da superfície do terreno. É importante relembrar que as grandezas representadas pela planimetria são: distância e ângulo horizontais (planta); enquanto as grandezas representadas pela altimetria são: distância e ângulo verticais, representados em planta através das curvas de nível, ou, através de um perfil. 3.3. ESCALAS É comum em levantamentos topográficos a necessidade de representar no papel uma certa porção da superfície terrestre. Para que isto seja possível, teremos que representar as feições levantadas em uma escala adequada para os fins do projeto. De forma simples, podemos definir Escala com sendo a relação entre o valor de uma distância medida no desenho e sua correspondente no terreno. A NBR 8196 (Emprego de escalas em desenho técnico: procedimentos) define Escala como sendo a relação da dimensão linear de um elemento e/ou um objeto apresentado no desenho original para a dimensão real do mesmo e/ou do próprio objeto. Nos desenhos topográficos, os ângulos são representados em verdadeira grandeza (VG) e as distâncias são reduzidas segundo uma razão constante. A escala de uma planta ou desenho é definida pelas seguintes relações: E = 1/M E = d/D 1/M = d/D Onde: M = denominador da escala; d = distância no desenho; D = distância no terreno. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC 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 mm no terreno. Como as medidas no desenho são realizadas com uma régua, é comum estabelecer esta relação em centímetros. Outro exemplo, se uma feição é representada no desenho com um centímetro de comprimento e sabe-se que seu comprimento no terreno é de 100 metros, então a escala de representação utilizada é de 1:10.000. Ao utilizar a fórmula (3.2) para o cálculo da escala deve-se ter o cuidado de transformar as distâncias para a mesma unidade. A escala pode ser apresentada das seguintes formas: fração 1/100, 1/2000 proporção: 1:100, 1:2000. A classificação da escala pode ser procedida da seguinte forma: de ampliação : quando d > D (Ex.: 2:1) natural : quando d = D (Ex.: 1:1) de redução : quando d < D (Ex.: 1:50) 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.). É comum medir-se uma área em um desenho e calcular-se sua correspondente no terreno. O cálculo será procedido da seguinte forma: At = Ad ⋅⋅⋅⋅ M2 • Critérios para a escolha da Escala de uma planta: Se, ao se levantar uma determinada porção da superfície terrestre, deste levantamento, resultarem algumas medidas de distâncias e ângulos, estas medidas poderão ser representadas sobre o papel segundo: a) O Tamanho da Folha Utilizada: Para a representação de uma porção bidimensional (área) do terreno, terão que ser levadas em consideração as dimensões reais desta (em largura e comprimento), bem como, as dimensões x e y do papel onde ela (a porção) será projetada. Assim, ao aplicar a relação fundamental de escala, ter-se-á como resultado duas escalas, uma para cada eixo. A escala escolhida para melhor representar a porção em questão deve ser aquela de maior módulo, ou seja, cuja razão seja menor. É importante ressaltar que os tamanhos de folha mais utilizados para a representação da superfície terrestre seguem as normas da ABNT, que variam do tamanho A0 (máximo) ao A5 (mínimo). Folha Largura (mm) Altura (mm) A0 841 1189 A1 594 841 CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC A2 420 594 A3 297 420 A4 210 297 A5 148 210 b) O Tamanho da Porção de Terreno Levantado: Quando a porção levantada e a ser projetada é bastante extensa e, se quer representar convenientemente todos os detalhes naturais e artificiais a ela pertinentes, procura-se, ao invés de reduzir a escala para que toda a porção caiba numa única folha de papel, dividir esta porção em partes e representar cada parte em uma folha. É o que se denomina representação parcial. A escolha da escala para estas representações parciais deve seguir os critérios abordados no item anterior. c) O Erro de Graficismo ou Precisão do Levantamento: Segundo DOMINGUES (1979) o Erro de Graficismo (є), também chamado de Precisão Gráfica, é o nome dado ao raio do menor círculo no interior do qual se pode marcar um ponto com os recursos do desenho técnico. O valor de (є), para os levantamentos topográficos desenhados manualmente, é da ordem de 0,2mm (1/5mm). Para desenhos efetuados por plotadores automáticos, este erro, em função da resolução do plotador, poderá ser maior ou menor. É uma função da acuidadevisual, habilidade manual e qualidade do equipamento de desenho. Cálculo da Precisão da escala: pe = eg . M Escala p.e. 1:10.000 2m 1:2.000 40cm 1:1.000 20cm 1:500 10cm 1:250 5cm d) A escala gráfica A escala gráfica é utilizada para facilitar a leitura de um mapa, consistindo-se em um segmento de reta dividido de modo a mostrar graficamente a relação entre as dimensões de um objeto no desenho e no terreno. Segundo JOLY (1996) é um ábaco formado por uma linha graduada dividida em partes iguais, cada uma delas representando a unidade de comprimento escolhida para o terreno ou um dos seus múltiplos. Para a construção de uma escala gráfica a primeira coisa a fazer é conhecer a escala do mapa. Por exemplo, seja um mapa na escala 1:4000. Deseja-se desenhar um retângulo no mapa que corresponda a 100 metros no terreno. Aplicando os conhecimentos mostrados anteriormente deve-se desenhar um retângulo com 2,5 centímetros de comprimento: 1/M = d/D 1/4000 = d/10000 d = 2,5 cm CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC Também é possível definir o tamanho do retângulo no desenho, como por exemplo, 1 centímetro. A construção de uma escala gráfica deve obedecer os seguintes critérios: 1) Conhecer a escala nominal da planta. 2) Conhecer a unidade e o intervalo de representação desta escala. 3) Traçar uma linha reta AB de comprimento igual ao intervalo na escala da planta. 4) Dividir esta linha em 5 ou 10 partes iguais. 5) Traçar à esquerda de A um segmento de reta de comprimento igual a 1 (um) intervalo. 6) Dividir este segmento em 5 ou 10 partes iguais. 7) Determinar a precisão gráfica da escala. Exemplo: supondo que a escala de uma planta seja 1:100 e que o intervalo de representação seja de 1m, a escala gráfica correspondente terá o seguinte aspecto: A figura a seguir mostra outros tipos de representação da escala gráfica. Existe também uma parte denominada de Talão, que consiste em intervalos menores, conforme mostra a figura abaixo. • Principais Escalas e suas Aplicações: A seguir encontra-se um quadro com as principais escalas utilizadas por engenheiros e as suas respectivas aplicações. É importante perceber que, dependendo da escala, a denominação da representação muda para planta, carta ou mapa. Aplicação Escala Detalhes de terrenos urbanos 1:50 Planta de pequenos lotes e edifícios 1:100 e 1:200 Planta de arruamentos e loteamentos urbanos 1:500 1:1.000 Planta de propriedades rurais 1:1.000 1:2.000 1:5.000 Planta cadastral de cidades e grandes propriedades rurais ou industriais 1:5.000 1:10.000 1:25.000 Cartas de municípios 1:50.000 1:100.000 Mapas de estados, países, continentes etc 1:200.000 a 1:10.000.000 Talão CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC 4. MEDIDA DIRETA DE DISTÂNCIAS: MÉTODOS, INSTRUMENTOS, PRECISÃO E ERROS 4.1. MEDIDA DIRETA DE DISTÂNCIAS A distância horizontal (DH) entre dois pontos, em Topografia, é o comprimento do segmento de reta entre estes pontos, projetado sobre um plano horizontal. A medida de distâncias de forma direta ocorre quando a mesma é determinada a partir da comparação com uma grandeza padrão, previamente estabelecida, através de trenas ou diastímetros; outros autores, porém, afirmam que a medição é direta quando o instrumento de medida utilizado é aplicado diretamente sobre o terreno. a) Principais dispositivos utilizados na medida direta de distâncias I – Fita e trena de aço São feitas de uma lâmina de aço inoxidável. A trena é graduada em metros, centímetros e milímetros só de um lado; a fita é graduada a cada metro; o meio metro (0,5m) é marcado com um furo e somente o início e o final da fita são graduados em decímetros e centímetros; a largura destas fitas ou trenas varia de 10 a 12mm; o comprimento das utilizadas em levantamentos topográficos é de 30, 60, 100 e 150 metros; o comprimento das de bolso varia de 1 a 7,50 metros (as de 5 metros são as mais utilizadas); normalmente apresentam-se enroladas em um tambor (figura a seguir) ou cruzeta, com cabos distensores nas extremidades; por serem leves e praticamente indeformáveis, os levantamentos realizados com este tipo de dispositivo nos fornecem uma maior precisão nas medidas, ou seja, estas medidas são mais confiáveis; desvantagens: as de fabricação mais antiga, enferrujam com facilidade e, quando esticadas com nós, se rompem facilmente. Além disso, em caso de contato com a rede elétrica, podem causar choques; as mais modernas, no entanto, são revestidas de nylon ou epoxy e, portanto, são resistentes à umidade, à produtos químicos, à produtos oleosos e à temperaturas extremas. São duráveis e inquebráveis. II – Trena de Fibra de Vidro A trena de fibra de vidro é feita de material resistente (produto inorgânico obtido do próprio vidro por processos especiais). A figura a seguir ilustra alguns modelos de trenas. Estes equipamentos podem ser encontrados com ou sem invólucro, os quais podem ter o formato de uma cruzeta, ou forma circular e sempre CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC apresentam distensores (manoplas) nas suas extremidades. Seu comprimento varia de 20 a 50m (com invólucro) e de 20 a 100m (sem invólucro). Comparada à trena de lona, deforma menos com a temperatura e a tensão, não se deteriora facilmente e é resistente à umidade e a produtos químicos, sendo também bastante prática e segura. Apesar da qualidade e da grande variedade de diastímetros disponíveis no mercado, toda medida direta de distância só poderá ser realizada se for feito uso de alguns ACESSÓRIOS especiais. 4.1.1. ACESSÓRIOS UTILIZADOS NO AUXÍLIO DAS MEDIDAS DIRETAS DE DISTÂNCIAS a) Piquetes: os piquetes são necessários para marcar convenientemente os extremos do alinhamento a ser medido. Estes apresentam as seguintes características: - fabricados de madeira roliça ou de seção quadrada com a superfície no topo plana; - assinalados (marcados) na sua parte superior com tachinhas de cobre, pregos ou outras formas de marcações que sejam permanentes; - comprimento variável de 15 a 30cm (depende do tipo de terreno em que será realizada a medição); - diâmetro variando de 3 a 5cm; - é cravado no solo, porém, parte dele (cerca de 3 a 5cm) deve permanecer visível, sendo que sua principal função é a materialização de um ponto topográfico no terreno. b) Estacas testemunhas: são utilizadas para facilitar a localização dos piquetes, indicando a sua posição aproximada. Estas normalmente obedecem as seguintes características: - cravadas próximas ao piquete, cerca de 30 a 50cm; - comprimento variável de 15 a 40cm; - diâmetro variável de 3 a 5cm; - chanfradas na parte superior para permitir uma inscrição, indicando o nome ou número do piquete. Normalmente a parte chanfrada é cravada voltada para o piquete. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC c) Fichas: são utilizadas na marcação dos lances efetuados com o diastímetro quando a distância a ser medida é superior ao comprimento deste. Características: - são hastes de ferro ou aço; - seu comprimento é de 35 ou 55cm; - seu diâmetro é de 6mm; Conforme figura a seguir, uma das extremidades é pontiaguda e a outra é em formato de argola, cujo diâmetro varia de 5 a 8 cm. d) Balizas: são utilizadas para manter o alinhamento, na medição entre pontos, quando há necessidade de se executarvários lances. Características: - construídas em madeira ou ferro, arredondado, sextavado ou oitavado; - terminadas em ponta guarnecida de ferro; - comprimento de 2 metros; -diâmetro variável de 16 a 20mm; -pintadas em cores contrastantes (branco e vermelho ou branco e preto) para permitir que sejam facilmente visualizadas à distância; Devem ser mantidas na posição vertical, sobre o ponto marcado no piquete, com auxílio de um nível de cantoneira. e) 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. f) Nível de mangueira: uma mangueira d'água transparente que permite, em função do nível de água das extremidades, proceder a medida de distâncias com o diastímetro na posição horizontal. Este tipo de mangueira é também muito utilizado na construção civil em serviços de nivelamento (piso, teto, etc.). CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC g) Cadernetas de campo: é um documento onde são registrados todos os elementos levantados no campo (leituras de distâncias, ângulos, régua, croquis dos pontos, etc.); normalmente são padronizadas, porém, nada impede que a empresa responsável pelo levantamento topográfico adote cadernetas que melhor atendam suas necessidades. 4.1.2. CUIDADOS E PRECISÃO NA MEDIDA DIRETA DE DISTÂNCIAS Os cuidados que se deve tomar quando da realização de medidas de distâncias com diastímetros são: • os operadores se mantenham no alinhamento a medir; • se assegurem da horizontalidade do diastímetro; e • mantenham tensão uniforme nas extremidades. A precisão com que as distâncias são obtidas depende, principalmente de: • do dispositivo de medição utilizado; • dos acessórios; e • dos cuidados tomados durante a operação. TRENA PRECISÃO Fita e trena de aço 1cm/100m Trena plástica 5cm/100m Trena de lona 25cm/100m 4.2. MÉTODOS DE MEDIDA COM TRENAS I - Lance Único - Pontos Visíveis Analisando a figura a seguir, na medição da distância horizontal entre os pontos A e B, procura-se, na realidade, medir a projeção de AB no plano topográfico horizontal HH'. Isto resulta na medição de A'B', paralela a AB. Para realizar esta medição recomenda-se uma equipe de trabalho com: - duas pessoas para tensionar o diastímetro (uma em cada extremidade); - uma pessoa para fazer as anotações (dispensável). A distância DH (entre os pontos A' e B') é igual à fração indicada pelo diastímetro. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC II - Vários Lances - Pontos Visíveis Quando não é possível medir a distância entre dois pontos utilizando somente uma medição com a trena (quando a distância entre os dois pontos é maior que o comprimento da trena), costuma-se dividir a distância a ser medida em partes, chamadas de lances. A distância final entre os dois pontos será a somatória das distâncias de cada lance. A execução da medição utilizando lances é descrita a seguir. O balizeiro de ré (posicionado em A) orienta o balizeiro intermediário, cuja posição coincide com o final do diastímetro, para que este se mantenha no alinhamento. Depois de executado o lance, o balizeiro intermediário marca o final do diastímetro com uma ficha. O balizeiro de ré, então, ocupa a posição do balizeiro intermediário, e este, por sua vez, ocupará nova posição ao final do diastímetro. Repete-se o processo de deslocamento das balizas (ré e intermediária) e de marcação dos lances até que se chegue ao ponto B. É de máxima importância que, durante a medição, os balizeiros se mantenham sobre o alinhamento AB. Para realizar esta medição recomenda-se uma equipe de trabalho com: - duas pessoas para tensionar o diastímetro (uma em cada extremidade). - um balizeiro de ré (móvel). - um balizeiro intermediário (móvel). - um balizeiro de vante (fixo). - uma pessoa para fazer as anotações (dispensável). A distância DH será dada pelo somatório das distâncias parciais (contagem do número de fichas pelo comprimento do diastímetro) mais a fração do último lance. Ao ponto inicial de um alinhamento, percorrido no sentido horário, dá-se o nome de Ponto a Ré e, ao ponto final deste mesmo alinhamento, dá-se o nome de Ponto a Vante. Balizeiro de Ré e Balizeiro de Vante são os nomes dados às pessoas que, de posse de uma baliza, ocupam, respectivamente, os pontos a ré e a vante do alinhamento em questão. Os balizeiros de ré e intermediário podem acumular a função de tensionar o diastímetro. Para terrenos inclinados, os cuidados na medição devem ser redobrados no que se refere à horizontalidade do diastímetro. CENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO - CDSA UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO - UATEC III – Traçados de perpendiculares O traçado de perpendiculares é necessário: a) À amarração de detalhes em qualquer levantamento topográfico, e b) Na determinação de um alinhamento perpendicular em função de um outro já existente. Ex.: locação de uma obra. a) Amarração de Detalhes: A amarração de detalhes (feições naturais e artificiais do terreno) é realizada utilizando-se somente diastímetros. Para tanto, é necessário a montagem, no campo, de uma rede de linhas, distribuídas em triângulos principais e secundários, às quais os detalhes serão amarrados. A esta rede de linhas denomina-se triangulação. Nesta triangulação, observa-se que os triângulos maiores englobam os menores. O objetivo da formação de triângulos principais (ABC e ACD) e secundários (ABE, BEG, EGF, EFH, FCD, GCF, DFH, AEH e AHI) é atingir mais facilmente todos os detalhes que se queira levantar. A amarração dos detalhes pode ser feita por: • Perpendiculares tomadas a olho: É o caso da figura abaixo, onde se deve medir os alinhamentos Aa, ab, bc, cd, de, eB e, também, os alinhamentos aa’, bb’, cc’, dd’ e ee’ para que o contorno da estrada fique determinado. • Triangulação: Devendo-se medir os alinhamentos a e b, além do alinhamento principal DB, para que o canto superior esquerdo da piscina representada na figura a seguir fique determinado. A referida piscina só estará completamente amarrada se os outros cantos também forem triangulados. para que a amarração não resulte errada, a base do triângulo amarrado deve coincidir com um dos lados do triângulo principal ou secundário, e, o vértice daquele triângulo será sempre um dos pontos definidores do detalhe levantado b) Alinhamentos perpendiculares É possível levantar uma perpendicular a um alinhamento, utilizand diastímetro, através do seguinte método: • Triangulo retângulo: Este método consiste em passar por um ponto A, de um alinhamento AB conhecido, metros de uma trena, dispõe triângulo retângulo. Como indicado na figura abaixo (GARCIA, 1984), o 0 e 12o metros estariam coincidentes em C, situad (soma dos lados 3 e 4) e representado pelo ponto D, se ajusta facilmente em função dos pontos A e C já marcados c) Transposição de obstáculos Para a medida de distâncias entre pontos não intervisíveis, ou seja, em mesma não possa ser obtida pela existência de algum obstáculo (edificação, lago, alagado, mata, árvore etc.), costuma triângulos semelhantes. Como indicado na figura a seguir, existe uma edificação sobre o alin AB, o que impede a determinação do seu comprimento pelos métodos explicitados anteriormente. Assim, para que a distância qualquer do terreno de onde possam ser avistados os pontos distâncias CA e CB e, a meio caminho de CENTRO DE DESENVOLVIMENTO
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