ENGENHARIA DE DUTOSengdutos.usuarios.rdc.puc-rio.br/TPD/Carto_Topo_1A_Tales.pdf · 2020. 9. 3. · Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres Introdução a Cartografia 5 Sistemas de

ENGENHARIA DE DUTOS

Tópicos em Projetos de Dutos

Engenharia de Faixa de Dutos TerrestresImplantação de Faixa de Dutos

Tales Simões [email protected]

TALES SIMÕES MATTOS- PUC 2020

As Faixas de Dutos delimitam o domínio para a instalação

das linhas (dutos) que transportam produtos e matéria-prima,

tais como:

PETRÓLEO;

ÁLCOOL;

GAS;

GASOLINA;

ETANOL;

DERIVADOS EM GERAL;

ADUTORAS;

FIBRA-ÓTICA.





A implantação de Faixas de Dutos exige a combinação de diversas

disciplinas como:

CARTOGRAFIA;

GEOLOGIA;

GEOTECNIA;

TOPOGRAFIA;

AEROFOTOGRAMETRIA;

ENGENHARIA CIVIL;

ENGENHARIA MECÂNICA;

ENGENHARIA AMBIENTAL;




O curso apresenta a metodologia para a Implantação de Faixas de

Dutos com foco nos seguintes tópicos:

Introdução a Cartografia;

Introdução a Topografia;

Sistema Posicionamento por Satélites;

Aerofotogrametria;

Implantação de Faixa de Dutos;



Introdução a Cartografia

Resumo dos conhecimentos necessários para o entendimento e usoadequado do material cartográfico gerado para a implantação da faixa dedutos (Plantas com ortofotos georreferenciadas – Ortofotocartas).


Engenharia de Faixa de Dutos TerrestresIntrodução a Cartografia

1 Cartografia

– A Cartografia segundo a ICA (Associação Internacional de Cartografia) édefinida como a arte, ciência e tecnologia de produzir mapas, juntamentecom seu estudo com documentos científicos e trabalhos de arte.

Podemos ainda definir a Cartografia como um método científico que se

destina a expressar fatos e fenômenos observados na superfície da

Terra, ou qualquer outra superfície mensurável.



2 Conceitos Cartográficos

• Superfície Terrestre

A superfície terrestre é composta pela superfície dos oceanos, mares,

lagos e rios e também pela superfície topográfica dos continentes.

Sua forma é completamente irregular.




• Superfície Terrestre

• Como a gente representa isso???

A esfera é a forma mais apropriada?




• Modelos de Representação da Superfície Terrestre

– REAL: Este modelo representaria a Terra exatamente como ela é, mas devido a extremairregularidade da superfície terrestre, até o momento não existem definições matemáticascapazes de tal representação.

– GEÓIDE: Representa a superfície terrestre através de uma superfície fictíciacorrespondendo à superfície do nível médio do mar homogêneo (ausência decorrentezas, ventos, variação de densidade da água, etc.) supostamente prolongado porsob continentes. Essa superfície se deve, principalmente, às forças de atração(gravidade) e força centrífuga (rotação da Terra).

A GEODÉSIA é a ciência aplicada que estuda a forma, as dimensões e o campode gravidade da Terra.




• Modelos de Representação da Superfície Terrestre

ELIPSÓIDE DE REVOLUÇÃO: Pela necessidade da simplificação da representação daforma do planeta, adota-se uma superfície conhecida, que é o elipse, onde o Elipsóide é asuperfície de referência utilizada nos cálculos que fornecem subsídios para a elaboração deuma representação cartográfica.

Esfera: É o modelo mais simples, onde a Terra é representada como uma esfera, sendo omodelo que menos se assemelha à forma real da Terra.

Esfera Elipsoide




O elipsóide de revolução é um sólido de

descrição matemática relativamente simples

e que se aproxima muito mais do geóide do

que “uma esfera perfeita”

O geóide é uma superfície de gravidade

constante, que nos oceanos coincide com o

“nível médio dos mares” e nos continentes

seria a posição ocupada pela superfície dos

oceanos “se o relevo não tivesse no

caminho”

O geóide é uma superfície de gravidade

constante, que nos oceanos coincide com o

“nível médio dos mares” e nos continentes

seria a posição ocupada pela superfície dos

oceanos “se o relevo não tivesse no

caminho”

A superfície topográfica é

definida pelo solo, inclusive o

solo do fundo dos rios, lagos,

mares e oceanos.

O elipsóide de revolução é um sólido de

descrição matemática relativamente simples

e que se aproxima muito mais do geóide do

que “uma esfera perfeita”

A superfície terrestre é composta

basicamente pela superfície dos

oceanos, mares, lagos e rios e

também pela superfície topográfica

dos continentes acima dos mares,

lagos e rios




DATUM – É um sistema de referência utilizado para o cômputo ou

correlação de um levantamento. Existem dois tipos de Datum: O vertical e

o horizontal

• Vertical – é uma superfície de nível utilizada no referenciamento das

altitudes.

• Horizontal – é definido pela forma e tamanho de um elipsóide, assim

como sua posição relativa ao geóide. (concêntrico com a Terra ou

não).

No caso brasileiro adotava-se o Sistema

Geodésico Sul Americano - SAD 69 que

será aceito até 2015.

A partir desta data deverá ser utilizado o

SIRGAS 2000.



3 Projeções Cartográficas

Para aplicações práticas necessitamos de uma representação plana da

Terra.

A maior dificuldade está na transferência de tudo que existe na

superfície curva (Terra) para uma representação plana (Mapa)

As projeções que minimizam as imperfeições são as projeções sobre

superfícies facilmente desenvolvidas, como o cilindro e o cone.



4 Sistemas de Coordenadas

• 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.

• Equador – É o círculo máximo da Terra, cujo plano é normal à linhas dos pólos.

• Paralelos – São os círculos cujos planos são paralelos ao plano do equador. A

medida que se afastam do Equador os paralelos vão diminuindo de tamanho até se

transformarem num único ponto em cada pólo.

• Meridianos – São as seções elípticas cujos planos contém as linhas dos pólos e

que são normais aos paralelos. Todos os meridianos se cruzam entre si e o

meridiano de origem é o de GREENWICH (0º).

• Coordenadas Cartesianas

– É um sistema de eixos ortogonais no plano ou no espaço, constituído de duas ou três

retas orientadas X Y (Z) perpendiculares entre si, onde a origem é o cruzamento entre os

eixos. A posição de um ponto neste sistema de coordenadas é definida , de forma

unívoca, pelas coordenadas cartesianas retangulares P(x, y, z).




• Coordenadas Esféricas

– Um ponto pode ser determinado de forma unívoca, pelo afastamento r entre a origem do

sistema e o ponto R considerado, pelo ângulo b formado pelo segmento OR e a projeção

ortogonal deste sobre o plano XY e pelo ângulo a que a projeção do segmento OR sobre

o plano xy forma com o semi-ieixo OX.




• Coordenadas Geográficas

– Cada ponto da superfície terrestre está situado na interseção entre um meridiano

e um paralelo.

– As medidas são feitas em ângulos e representadas por Latitude e Longitude

– Latitude –

• É o arco contado sobre o meridiano do lugar indo do

Equador até o lugar considerado. Sendo, por

convenção, positiva no hemisfério Norte e negativa no

hemisfério Sul. Sua variação é de:

• 0º a 90º N ou 0º a + 90º;

0º a 90º S ou 0º a - 90º

– Longitude –

• É o arco de equador contado desde o meridiano de

origem (GREENWICH) até o meridiano do ponto

considerado. Por convenção a longitude varia de 0º a

+ 180º no sentido leste de Greenwich e de 0º a - 180º

no sentido oeste de Greenwich.







• Altitude

– A determinação da altitude de um ponto está associada ao referencial adotado,

conforme representação abaixo:

Onde:

H – altitude ortométrica;

h – altitude geométrica;

N – ondulação do geóide



5 Sistemas de Projeções UTM

– O sistema de projeções mais utilizado é o sistema UTM – Universal

Transversa de Mercator, desenvolvido na 2ª Guerra Mundial.

– Sua principal vantagem é a propriedade da conformidade, onde os

ângulos das figuras representadas não se alteram, mantendo a forma

das figuras representadas.




– O mundo é dividido em 60 fusos, com 6º de longitude cada.

– Os fusos são numerados de um a sessenta começando no fuso 180º a 174º

W Gr. (O Brasil está entre os fusos 18 e 25).

– O quadriculado UTM está associado ao sistema de coordenadas plano-

retangulares.

– Um eixo coincide com a projeção do Meridiano Central do fuso (eixo N

apontando para Norte) e o outro eixo coincide com o do Equador.




– Só o Meridiano Central e o Equador são linhas retas.

– No eixo do Equador a origem do sistema está associada a

coordenada 500.000 metros.

– No eixo do Meridiano Central a origem no sentido norte está

associada a coordenada 0 metros e 10.000.000 metros no sentido

sul.

– Eliminam-se assim coordenadas negativas.




– O Sistema UTM é utilizado entre as Latitudes 84º N

e 80º S.

– Além desses paralelos a projeção adotada

mundialmente é a Estereográfica Polar Universa.

– Em um fuso UTM (tangente) o fator de escala é

igual a 1(um) no meridiano central e

aproximadamente igual a 1.0015 (1/666) nos

extremos do fuso.

– Desta forma, a atribuição de um fator de escala

k = 0,9996 ao meridiano central do sistema UTM (o

que faz com que o cilindro tangente se torne

secante), assegura um padrão mais favorável de

deformação em escala ao longo do fuso.

– O erro de escala fica limitado a 1/2.500 no

meridiano central, e a 1/1030 nos extremos do fuso.




Fusos UTM contados a partir de Greenwich



6 Sistema Geodésico Brasileiro (SGB)

– O Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) é definido a partir de um conjunto de

pontos geodésicos implantados na superfície terrestre delimitada pela

fronteira do país.

– Ele pode ser dividido em duas componentes: os datum horizontal e vertical,

compostos pelos sistema de coordenadas e superfícies de referência

(elipsóide e geóide) e a rede de referência, consistindo das estações

monumentadas, as quais representam a realização física do sistema.

– O IBGE possui a atribuição de estabelecer e manter as estruturas geodésicas

no Brasil.




– Datum Horizontal – SAD 69

Superfície de referência : Elipsóide Internacional de 1967(UGGI67).

semi-eixo maior : 6378160 metros.

achatamento : 1/298.25

Ponto datum : Vértice Chuá,

Coordenadas geodésicas:

latitude 19° 45′ 41″.6527 S

longitude 48° 06′ 04″.0639 W

Azimute (Chuá – Uberaba) 271° 30′ 04″.05

– Datum Vertical –

Marégrafo de Imbituba/SC

Este elipsóide não é concêntrico.

A partir de 2015 o SAD 69 não pode mais ser adotado, sendo

substituído pelo SIRGAS 2000, um elipsóide concêntrico, muito

semelhante ao WGS 84.




– Cartas ao Milionéssimo






7 Representações– GLOBO

• Representação cartográfica sobre uma superfície esférica, em escalapequena, dos aspectos naturais e artificiais de uma figura planetária, comfinalidade cultural e ilustrativa.



7 Representações– CARTA

• É a representação no plano, em escala média ou grande, dos aspectosartificiais e naturais de uma área tomada de uma superfície planetária,subdividida em folhas delimitadas por linhas convencionais - paralelos emeridianos - com a finalidade de possibilitar a avaliação de pormenores,com grau de precisão compatível com a escala.



7 Representações

– PLANTA

• a planta é um caso particular de carta. A representação se restringe a

uma área muito limitada e a escala é grande, consequentemente o

número de detalhes é bem maior.

• É uma Carta que representa uma área de extensão suficientemente

restrita para que a sua curvatura não precise ser levada em

consideração, e que, em conseqüência, a escala possa ser

considerada constante.



7 Representações

• POR IMAGEM

– MOSAICO

• é o conjunto de fotos de uma determinada área, recortadas e montadas

técnica e artísticamente, de forma a dar a impressão de que todo o

conjunto é uma única fotografia.

– ORTOFOTOCARTA

• é uma ortofotografia - fotografia resultante da transformação de uma foto

original, que é uma perspectiva central do terreno, em uma projeção

ortogonal sobre um plano - complementada por símbolos, linhas e

georreferenciada, com ou sem legenda, podendo conter informações

planimétricas.



7 Representações

• POR IMAGEM

– ORTOFOTOCARTA



8 Escala

• É definida como a razão entre a medida representativa de uma distância na

carta e a medida real desta distância no terreno.

distância na carta d

ESCALA = _________________________________ = ____ = d / D

distância no terreno D

• Por exemplo em uma carta de escala 1/50.000 a distância de 1 cm na carta

corresponde a distância no terreno de:

1 cm 1

________ = _______ => D = 1 cm x 50.000 / 1 = 0,01 m x 50.000 = 500 m

D 50.000

• As escalas podem ser de redução (1:n), ampliação (n:1) ou naturais (1:1).

• Seu valor é adimensional, ou seja, não tem dimensão (unidade). Escrever 1:100

significa que uma unidade no desenho equivale a 100 unidades no terreno.



8 Escala

• A escala deve constar na carta, podendo ser representada de duas formas:

– Numérica

• Representada por frações, cujo denominadores representam as

dimensões naturais e os numeradores representam as dimensões

correspondentes na carta.

» 1 / 25.000

» 1 : 25.000

– Gráfica.

• É um segmento de reta dividido de modo a permitir a medida de

distância na carta. O uso da escala gráfica possui a vantagem de ser

reduzida ou ampliada juntamente com a carta.



8 Escala



8 Escala

• Principais escalas e suas aplicações



8 Escala

• Como interpretar uma escala:

– 1: 1.000 - quer dizer que o elemento está representado 1000 vezes menor do que ele realmente é.

– 1:1 - o elemento está representado em tamanho natural.

– 1:100 - o elemento é representado 100 vezes menor.

• Cuidado com o emprego dos termos “menor”e “maior”! Entre as escalas seguintes, qual pode ser considerada “maior”? E “menor”?

– Por que?

– 1:100 1:1.000 1:250.000



8 Escala

Em todos os desenhos o quadrado representado possui 1 km de lado.



9 Precisão Gráfica

• É a menor grandeza medida no terreno, capaz de ser representada em desenho

na mencionada Escala.

• A experiência demonstrou que o menor comprimento gráfico que se pode

representar em um desenho é de 1/5 de milímetro ou 0,2 mm, sendo este o erro

admissível.

• Fixado esse limite prático, pode-se determinar o erro tolerável nas medições

cujo desenho deve ser feito em determinada escala. O erro de medição

permitido será calculado da seguinte forma:



9 Precisão Gráfica

• Qual a menor dimensão que pode ser medida no desenho?

e = 0,0002 metros x 10.000 = 2 metros

LOGO........

ESQUECE....

Você não vai ver NADA MENOR QUE 2 METROS na escala de 1:10.000



10 Orientação

Para o posicionamento relativo de direção ficam definidos três vetores

associados a cada ponto:

•Norte Verdadeiro ou de Geográfico - Com direção tangente ao meridiano

(geodésico) passante pelo ponto e apontado para o Pólo Norte.

•Norte Magnético - Com direção tangente à linha de força do campo

magnético passante pelo ponto e apontado para o Pólo Norte Magnético.

•Norte da Quadrícula - Com direção paralela ao eixo N (que coincide com

o Meridiano Central do fuso) do Sistema de Projeção UTM no ponto

considerado e apontado para o Norte (sentido positivo de N).



10 Orientação

• Azimute: É o ângulo formado entre a direção Norte-Sul e a direção considerada,

contado a partir do Pólo Norte, no sentido horário.

• Rumo: É o menor ângulo que uma direção faz com a Direção Norte- Sul.

Após o valor do rumo deve ser indicado o quadrante geográfico a que o mesmo

pertence, ou seja: NO, NE, SO ou SE.

Azimute Rumo




Engenharia de Faixa de Dutos TerrestresIntrodução a Topografia

Introdução a Topografia

Resumo dos conhecimentos necessários para o entendimento e usodas técnicas de levantamento e descrição do terreno para aaplicação na implantação da faixa de dutos.



• A palavra TOPOGRAFIA deriva da palavra grega “topos” (lugar) e “graphen”

(descrever), sendo a descrição de um lugar.

• Possui a finalidade de determinar o contorno, dimensão e posição relativa de

uma porção limitada da superfície terrestre, do fundo dos mares ou do interior

de minas, desconsiderando a curvatura resultante da esfericidade da Terra.

• A diferença entre a Topografia e a Geodésia está em que a Topografia abrange

uma superfície muito restrita, desconsiderando as deformações em função da

esfericidade.

1 Definição de Topografia

Plano TopográficoSuperfície Topográfica



2 Levantamentos Topográficos

• O levantamento topográfico pode ser dividido em:

– Levantamento Planimétrico

compreendendo a determinação de pontos e feições do terreno que serãoprojetados sobre um plano horizontal de referência através de suascoordenadas X e Y (representação bidimensional);

– Levantamento Altimétrico

compreendendo a determinação de pontos e feições do terreno que, alémde serem projetados sobre um plano horizontal de referência, terão suarepresentação em relação a um plano de referência vertical ou de nívelatravés de suas coordenadas X , Y e Z (representação tridimensional).

O conjunto de métodos abrangidos pela Planimetria e Altimetria é denominado

de TOPOMETRIA (mais conhecido como Planialtimetria)

A TOPOLOGIA tem por objetivo o estudo das formas da superfície terrestre e

das leis que regem o seu modelado.



2 Levantamentos Topográficos

Durante um levantamento topográfico normalmente são determinados

pontos de apoio ao levantamento (pontos planimétricos, altimétricos ou

planialtimétricos), e partir destes, são levantados os demais pontos que

permitem representar a área levantada.

A primeira etapa pode ser chamada de estabelecimento do apoio

topográfico e a segunda de levantamento de detalhes.

Os pontos de apoio são 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,



3 Grandezas Medidas em Topografia

• 3.1 - GRANDEZAS ANGULARES

– Ângulo Horizontal (Hz)

• É o ângulo medido entre as projeções de dois alinhamentos do

terreno, no plano horizontal.




• 3.1 - GRANDEZAS ANGULARES

– Ângulo Vertical (a)

• É o ângulo 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.

• Nos equipamentos topográficos pode também ser medido a partir da

vertical do lugar (com origem no Zênite ou Nadir) daí o ângulo

denomina-se Ângulo Zenital ou (V ou Z) ou Nadiral (V’ ou Z’).




• 3.2 - GRANDEZAS LINEARES

– Distância Horizontal (DH)

• É distância medida entre dois pontos, no plano horizontal. Este plano

pode, conforme indicado na figura, passar tanto pelo ponto A, quanto

pelo ponto B.

– Distância Vertical ou Diferença de Nível (DV OU DN)

• É distância medida entre dois pontos, num plano vertical, que é

perpendicular ao plano horizontal.

– Distância Inclinada (DI)

• É distância medida entre dois pontos, em planos que seguem a

inclinação da superfície do terreno.



4 Medidas de Distâncias

• 4.1 - Diretas

– Os principais dispositivos utilizados na medida direta de distâncias,

também conhecidos por Diastímetros são:

• Fita e trena de aço;

• Trena de Lona;

• Trena de Fibra de Vidro;




• 4.1 - Diretas

– Acessórios para medição

• Piquetes

• Estacas Testemunhas

• Balizas

• Nível de Cantoneira

Baliza

Nível de Cantoneira




• 4.1 – Diretas

– Cuidados na medida direta de distâncias

• Manutenção do alinhamento a medir

• Horizontalidade da trena

• Tensão uniforme nas extremidades

– A Tabela abaixo fornece a precisão com o uso de diastímetros em um

levantamento, em função dos efeitos da horizontalidade, temperatura,

alinhamento e tensão.




• 4.1 – Diretas

– Métodos de medidas com trena

• Lance único

• Vários Lances – Pontos Visíveis




• 4.1 – Diretas

– Transposição de obstáculos

• Para a medida de distâncias entre dois pontos não intervisíveis, costuma-se fazer

uso da marcação, em campo, de triângulos semelhantes.

• Para obtermos a medida entre AB, estabelecemos um ponto C, com visibilidade

para os pontos A e B. Obtemos as medidas entre AC e CB. Obtemos também as

medidas entre os pontos auxiliares DE, conhecidos. Pela semelhança entre os

triângulos CAB e CDE, podemos obter a distância entre AB.




• 4.2 – Indiretas

– Processo de medida indireta denomina-se ESTADIMETRIA ou

TAQUIOMETRIA.

– É o processo de medida de distância através da leitura dos fios

estadimétricos do aparelho.

– As estádias ou miras estadimétricas são réguas graduadas

centimetricamente.

– É um processo baseado em similaridade de triângulos.

distância .

f

dl .

r=





– Os principais equipamentos para medidas indiretas são o teodolito e o

nível. Sendo o teodolito utilizado na leitura de ângulos horizontais e

verticais e da régua graduada, enquanto o nível é utilizado somente para a

leitura da régua

Teodolito

Nivel





– Distâncias Horizontais – Visada Horizontal

• DH = 100 x H + C

– Onde C é a constante de Reichembach, que assume o valor entre0 a 50, de acordo com a luneta do equipamento.

– H é a diferença entre as leituras FS e FI

DH = 100 x H + C





– Distâncias Horizontais – Visada Inclinada

DH = 100 x H x cos2 a + C





– Distâncias Verticais – Visada Ascendente

DN = 50 x H x sen 2a – FM + I

FS + FI .

2FM =





– Distâncias Verticais – Visada Ascendente

DN = 50 x H x sen 2a + FM - I




• 4.3 – Eletrônica

– Trena Eletrônica

• Dispositivo eletrônico composto de um emissor / receptor de sinais que podem

pulsações ultra-sônicas ou feixe de luz infravermelho;

• O cálculo da distância é feito em função do tempo que o sinal emitido leva para

atingir o alvo, ser refletido e recebido de volta.





– Teodolito Eletrônico

• É um dispositivo com ótica de alto rendimento, mecânica de precisão,

facilidade de utilização e altíssima confiabilidade;

• Normalmente faz parte de um sistema modular que permite adaptar

outros equipamentos de medição (distanciômetro ou trena eletrônica).

• Não utilizam, necessariamente, sinais refletores para identificação do

ponto a medir, pois é um equipamento específico para medição

eletrônica de ângulos e não de distâncias.

Percebe-se os visores de

LCD com os ângulos

vertical e horizontal

medidos no aparelho





– Distanciômetro Eletrônico

• É um equipamento exclusivo para medição de distâncias (DH, DV e DI),

normalmente utilizado acoplado a um teodolito eletrônico ou não.

• Alcance do equipamento varia de 500 a 20.000m, dependendo da

quantidade de prismas para reflexão do sinal e das condições

atmosféricas e a precisão das medidas depende do equipamento

utilizado.

• Pode ser usado em levantamentos geodésicos, pois as distências

reduzidas são corrigidas automaticamente dos efeitos da curvatura

terrestre e da refração atmosférica.





– Estação Total

• É o conjunto definido por um teodolito eletrônico, um distanciômetro a ele

incorporado e um microprocessador que automaticamente monitora o

estado de operação do instrumento.

• É um equipamento capaz de medir ângulos horizontais e verticais

(teodolito), distâncias horizontais, verticais e inclinadas (distanciômetro);

• Além de poder processar e mostrar ao operador uma série de outras

informações, como: condições do nivelamento do aparelho, número do

ponto medido, as coordenadas UTM ou geográficas e a altitude do ponto,

a altura do aparelho, a altura do bastão, etc.





– Nível Digital

• É um nível para medição eletrônica e registro automático de distâncias

horizontais e verticais ou diferenças de nível, não medindo ângulos.

• Para medição das distâncias o aparelho é apontado e focalizado sobre

uma régua graduada cujas divisões estão impressas em códigos de barra

(escala binária).





– Nível a Laser

• Assim como o nível digital é utilizado para medição eletrônica e registro

automático de distâncias horizontais e verticais ou diferenças de nível,

não medindo ângulos.

• Este tipo de nível não apresenta luneta nem visor LCD; a leitura da altura

da régua (FM), utilizada nos cálculo das distâncias por estadimetria, é

efetuada diretamente sobre a mesma, com o auxílio do detector laser, pela

pessoa que a segura.

• É necessário o uso conjunto de um detector laser, dotados de visor LCD

que automaticamente se iluminam e soam uma campainha ao detectar o

raio laser emitido pelo nível.





– Equipamentos Motorizados, Automáticos e Robotizados

• Podem ser teodolitos ou estações total, destinados a medições de

precisão em Geodésia.

• Tem como principal característica o auto-nivelamento (eletrônico) e o

alinhamento automático.

• Os motorizados são indicados para levantamentos em que não há a

necessidade de contato com o objeto a ser medido e em tarefas que

requerem valores medidos a intervalos regulares de tempo.

• Os automáticos combinam ainda o reconhecimento automático dos alvos.

• Os robotizados combinam o uso de acionamento por controle remoto.



5 Erros em Topografia

• Os erros pertinentes às medições topográficas podem ser classificados como

– Naturais

• São os erros ocasionados por fatores ambientais, tais como: temperatura,vento, refração e pressões atmosféricas, ação da gravidade, etc.

– Instrumentais

• São aqueles ocasionados por defeitos e imperfeições dos instrumentos ouaparelhos utilizados nas medições.

– Pessoais

• São aqueles ocasionados pela falta de cuidado do operador. Os maiscomuns são: erro na leitura dos ângulos, erro na leitura da régua, nacontagem do número de trenadas, ponto visado errado, aparelho fora deprumo, aparelho fora de nível, etc.

– Vale ressaltar que alguns erros se anulam durante uma medição ou durante oprocesso de cálculo, logo um levantamento que aparentemente não apresentaerros, não significa estar necessariamente correto.



6 Métodos de levantamento

• 6.1 – Levantamentos Planimétricos

– Poligonação

• Uma Poligonal consiste em uma série de linhas consecutivas onde são

conhecidos os comprimentos e direções, obtidos através de medições em

campo.

• É um dos métodos mais conhecidos para determinação de coordenadas de

pontos em Topografia, sendo obtido através do método de caminhamento,

percorrendo o contorno de um itinerário definido por uma série de pontos,

medindo-se todos os ângulos, lados e uma orientação inicial.

• Através da Poligonal se pode definir uma série de pontos de apoio ao

levantamento topográfico, a partir dos quais serão determinadas coordenadas de

outros pontos, através do método da Irradiação.





– Poligonação

• A NBR 13133 (ABNT, 1994) classifica as poligonais em:

– Poligonal Principal – Poligonal que determina os pontos de

apoio topográfico de primeira ordem;

– Poligonal Secundária – aquela que, apoiada nos vértices da

poligonal principal determina os pontos de apoio

topográfico de segunda ordem;

– Poligonal Auxiliar – poligonal baseada nos pontos de apoio

topográfico planimétrico, tem seus vértices distribuidos 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

detalhe julgados importantes, estabelecidos pela escala ou

nível de detalhamento do levantamento.





– Poligonação

• As Poligonais levantadas em campo podem ser

– Fechadas – parte de um ponto com

coordenadas conhecidas e retorna ao mesmo

ponto. Sua principal vantagem é permitir a

verificação de erro de fechamento angular e

linear.

– Enquadrada – parte e acaba de dois pontos com

coordenadas conhecidas. Permite a verificação

do erro de fechamento angular e linear.

– Poligonal Aberta – Parte de um ponto de

coordenadas conhecidas e acaba em um ponto

cujas coordenadas se deseja conhecer. Não é

possível determinar os erros de fechamento,

logo deve-se tomar todos os cuidados durante o

levantamento de campo.





– Poligonação

• Assim, para o levantamento de uma poligonal é necessário ter no

mínimo um ponto com coordenadas conhecidas e uma orientação.

• Segundo a NBR 13133, na hipótese do apoio estar vinculado à rede

geodésica (Sistema Geodésico Brasileiro – SGB), a situação ideal é

que pelo menos dois pontos de coordenadas conhecidas sejam

comuns, permitindo assim a determinação de um azimute de partida

para o levantamento.





– Poligonação – Outros casos

• Um vértice do apoio topográfico coincide com

um dos vértices da poligonal e é possível

observar outro ponto para a obtenção do

azimute de partida.

• Um vértice, sem ser possível observar outro

ponto. Determina-se o Norte geográfico com

precisão compatível à precisão do

levantamento.

• Nenhum ponto referenciado ao SGB faz parte da

poligonal, mas existem pontos próximos à

poligonal e assim efetua-se o transporte de

coordenadas através de uma poligonal de

apoio.





– Irradiação

• Este processo normalmente é utilizado para levantamento pequenas

áreas ou, principalmente como método auxiliar à Poligonação.

• Consiste em estacionar o equipamento em um ponto e a partir deste

fazer a “varredura” dos elementos de interesse, medindo direções e

distâncias para cada elemento a ser representado.




• 6.2 – Levantamentos Altimétricos

– A altimetria ou hipsometria tem por fim a medida da distância vertical ou

diferença de nível entre diversos pontos.

– Deve ser estabelecido um plano de referência para comparação das

alturas de diferentes pontos.

– Assim, quando se mede a distância vertical em relação à superfície de

nível verdadeira, nível médio das marés, esta distência vertical é

chamada de ALTITUDE ou COTAS ABSOLUTAS.

– Quando estas distâncias são medidas em relação à um plano de

referência arbitrário, que é uma superfície de nível aparente, essa

distância é chamada de COTA ou COTA RELATIVA.




• 6.2 – Levantamentos Altimétricos – Métodos de Nivelamento

– Nivelamento Geométrico

• Nivelamento que realiza a medida da diferença de nível entre

pontos no terreno por intermédio de leituras correspondentes a

visadas horizontais, obtidas com um nível (ótico ou digital), em

miras colocadas verticalmente nos referidos pontos.

• É o método utilizado nos levantamentos altimétricos de alta

precisão que se desenvolvem ao longo de corredores.

• No SGB, os pontos cujas altitudes foram determinadas a partir de

nivelamento geométrico são denominados referência de nível

(RRNN).

• São utilizados para fins topográficos ou geodésicos, a depender

da precisão e instrumento utilizado.






Visada a mira à Ré Visada a mira à Vante

Lance

VISADA RÉ – Primeira visada feita, após instalar-se o nível, é chamada de

Visada Ré, independendo da localização da estaca.

VISADA VANTE – As demais visadas são denominadas Visadas Vante.

Assim, para cada trecho de uma estação tem-se uma

visada Ré e uma ou mais visadas Vante.






• Seção é a medida do desnível entre duas referências de nível,

sendo obtida pela soma dos desníveis dos lances.






• Linha de nivelamento é o conjunto de seções entre duas RN

principais.






• Circuito de nivelamento vem a ser a poligonal fechada constituída

de várias linhas justapostas

• Rede de nivelamento vem a ser a malha formada por vários

circuitos justapostos.





– Nivelamento Geométrico pode ser:

• Simples – onde o desnível entre os pontos de interesse é

determinado com apenas uma única instalação do equipamento,

ou seja, um único lance.

• Composto – O desnível entre os pontos será determinado a partir

de vários lances, sendo o desnível final calculado pela somatória

dos desníveis de cada lance..





– Nivelamento Trigonométrico:

• Este método baseia-se na resolução de um triângulo retângulo,

necessitando a coleta em campo de informações relativas à

distância (horizontal ou inclinada), ângulos (verticais, zenitais ou

nadirais), além da altura do instrumento e do refletor.




• 6.1 – Levantamentos Planimétricos – Nivelamentos

– Segundo a A.G.I ( Associação Geodésica Internacional) os nivelamentos são

classificados conforme a seguinte ordem:

• Nivelamento de alta precisão - + 1,5 mm por km

• Nivelamento de 1ª ordem - + 2,5 mm por km

• Nivelamento de 2ª ordem - + 10 mm por km



– Normalmente nas obras de engenharia usa-se a precisão ditada pela 2ª e 3ª

ordem. Os nivelamentos de alta precisão e de 1ª ordem são usados para

transporte de R.N. (Referência de Nível) e certos tipo de de nivelamento em

instalações industriais.



7 Declividade

• A declividade ou gradiente ou inclinação entre pontos do terreno é a relação

entre a distância vertical e horizontal entre eles.

– Em porcentagem, a declividade é dada por:

– Em valores angulares a declividade é dada por:

DN

DH

1

2



7 Declividade



8 Representação do Terreno

• Superfícies Topográficas

– São superfícies que não podemos representar por equações em virtude de

sua forma geometricamente indeterminada.

• É o próprio RELEVO NATURAL

– O relevo da superfície terrestre é uma feição contínua e tridimensional.

– Existem diversas formas de representar o relevo, onde as mais usuais

são por Cores Hipsométricas, Pontos Cotados e as CURVAS DE NÍVEL.




• Cartas Hipsométricas

– A variação das altitudes são diferenciadas por escalas de cores.




• Pontos Cotados

– É a forma mais simples de representação.

– É um conjunto de pontos distribuídos em planta com valores de cota ou

altitude representando a superfície de uma determinada porção da Terra.

– Constitui o elemento básico para o traçado das curvas de nível,

através de métodos de interpolação.




• Curvas de Nível

– Para a execução de Projetos de Engenharia é necessária a

representação das superfícies topográficas (do relevo).

– Esta representação se dá através das Plantas Topográficas onde são

apresentados os pormenores planimétricos e altimétricos.

– A transcrição do relevo para as Plantas Topográficas em aplicações de

Projeto de Engenharia se dá através das CURVAS DE NÍVEL.



• São interseções da superfície topográfica com os planos de nível dispostos a

intervalos regulares.

• As curvas de níveis ou isolinhas são linhas curvas fechadas formadas a partir da

interseção de vários planos horizontais com a superfície do terreno.

• Cada uma das linhas, pertencendo a um mesmo plano, tem todos os seus pontos

situados na mesma cota altimétrica, ou seja, todos os seus pontos estão no

mesmo nível.

Planos de Nível

Curvas de Nível

8 Representação do Terreno – CURVAS DE NÍVEL




• As curvas de nível, segundo o seu traçado, são classificadas em:

– Mestras: todas as curvas múltiplas de 5 ou 10 metros.

– Intermediárias: todas as curvas múltiplas da equidistância vertical,

excluindo-se as mestras.

– Meia-equidistância: utilizadas na densificação de terrenos muito planos.

– A equidistância vertical das curvas de nível varia com a escala da

planta e recomenda-se os valores da tabela abaixo:




• As curvas mestras são representadas por traços mais espessos e todas

são cotadas




• Podemos agrupar a informação contida nas curvas de nível em três categorias:

– A altitude;

– A declividade ou inclinação;

– A forma básica do perfil do terreno representado.




• Curvas muito afastadas representam terrenos planos e curvas muito próximas

representam terrenos acidentados:







• Duas Curvas de nível jamais devem se cruzar, caso contrário o ponto de

interseção teria duas cotas, o que não ocorre na natureza.

• Duas curvas de nível jamais deverão convergir para formar uma curva única,

pelo mesmo motivo anterior, onde estaria representando um plano vertical, não

ocorrendo na natureza.

• Uma curva de nível inicia e termina no mesmo ponto, portanto nunca poderá

surgir do nada e desaparecer repentinamente.




• Classificação do relevo:




• Traçado das Curvas de Nível




• Perfis Topográficos

– São cortes verticais no terreno ao longo de um determinado

alinhamento.

– Possui grande aplicação em projetos de Engenharia,

principalmente em corredores.




• Perfis Topográficos

0

5

10

15

20

25

30

5

1015

20

25

30

0

PLANO VERTICAL



INTRODUÇÃO A TOPOGRAFIA – Referência Bibliográfica

Apostila de Topografia – Professor Erni José Milani – Colégio Politécnico –

UFSM

Apostila de Topografia- Professora Maria Cecília Bonato Brandilize – PUC/PR

Topografia – Rodolfo Moreira de Castro Junior – Curso de Engenharia Civil –

Centro Tecnológico – LTC – CTUFES

Fundamentos de Topografia – Luis Augusto koenig Veiga / Maria Aparecida Z.

Zanetti / Pedro Luis Faggion -

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