Topografia - Apresentação

Topografia: história e

evolução de seus

equipamentos

Universidade do Sul de Santa Catarina – UNISUL

Curso de Engenharia Civil

Disciplina: Topografia Geral

Acadêmicos: Adilson Machado, Adriano Abreu, Aline Porto, Amanda Krieger, Artur Silvestre e Augusto Nandi.

1. INTRODUÇÃO

A Topografia é uma das áreas essenciais na construção civil, e não é de

hoje. Civilizações passadas, com seus métodos hoje considerados rústicos,

desenvolveram sua própria maneira de conhecer o espaço a ser

aproveitado;

Porém, com o passar dos anos, esta área da construção civil teve de se

modernizar para acompanhar a evolução da Engenharia Civil, sofrendo

assim grandes e positivos avanços, já que a modernização traz consigo a

tecnologia e uma maior exatidão dos equipamentos para a realização

dos trabalhos em campo, refletindo assim num melhor aproveitamento do

tempo, que antes era gasto na correção de erros de medição.

Após o recolhimento dos dados do levantamento topográfico, eles serão

úteis na execução de projetos e serviços.

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Adilson Adriano Aline Amanda Artur Augusto

2. TOPOGRAFIA E SUA EVOLUÇÃO

Topografia (do grego topos = lugar, local e grafo = descrição), significa a

descrição minuciosa de uma localidade específica;

Modernizar as técnicas é sinônimo de aprimoramento no levantamento

das informações;

Quando o homem deixou de ser nômade e passou a fixar moradia, a

topografia já estava presente nas atividades e na determinação do

espaço físico utilizado;

Egípcios - projetos de irrigação, pirâmides e prédios públicos;

Nos últimos séculos: surgimento de lunetas, teodolitos, medidores

eletrônicos de distâncias, computadores, sistemas de posicionamento

global por satélites e muitos outros dispositivos.

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OS PRIMEIROS EQUIPAMENTOS4

PRUMO ÓPTICO

Foi verificado pelos primeiros pensadores da antiguidade que um objetopendurado na extremidade de um cordel produzia no mesmo um efeitode perpendicularidade em relação à terra;

Os egípcios adaptaram este princípio a práticas de construção cerca de2600 anos antes de Cristo, e então conceberam os princípios dos primeirosinstrumentos de posicionamento e nivelamento de estruturas rudimentares,como sendo o esquadro, e as cruzetas em chumbo e madeira;

Através destas descobertas, desenvolveu-se uma visão mais precisaquanto à veracidade de uma linha vertical produzida por um fio-de-prumocontra uma superfície horizontal. Os primeiros fios-de-prumo eram empedra e a sua forma frequentemente oval, era neste tempo, um detalheirrelevante;

O uso do significou uma incontestável melhoria nas condições detrabalho, tornando-o rápido e preciso pela facilidade de seu emprego.

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Prumo EgípcioÉ possível reparar que, por mais moderno que possa ser o utensílio nos dias de hoje, o princípio de uso permanece o

mesmo.

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Bússola Magnética

Um dos instrumentos mais importantes na história da medição, inventada,

provavelmente, pelos Chineses durante a dinastia Qin (221-206 A.C.);

Os primeiros videntes chineses empregaram ímãs naturais para construir as

suas placas de leitura de sinais, porém, posteriormente percebeu-se que os

mesmos eram de maior eficácia e utilidade na indicação de verdadeiras

direções, fato que conduziu à manufaturação das primeiras bússolas.

A primeira pessoa conhecida por ter utilizado a bússola como meio de

ajuda à navegação, foi aparentemente Zheng He (1371-1435), da

província de Yunnan na China, que fez sete viagens de oceano entre 1405

e 1433.

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SEMI-TRANSFERIDOR E A CORRENTE Durante os períodos coloniais, dos anos

1800, a grande maioria das tarefasrelacionadas com a topografia da épocaforam executadas com a utilização de umtransferidor artesanal ou uma bússola, euma corrente.

A corrente mais comum era de 66 pés decomprimento e composta de 100elementos sendo 1 elemento igual à 1/100de uma corrente ou 7.92 polegadas.

Estas unidades da medida podem aindaser encontradas em muitos registos antigosarquivados nos tribunais.

Estes instrumentos de topografia destaépoca não eram muito precisos, maseram suficientemente válidos paraaplicação num contexto em que osvalores de terra eram irrisórios.

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TRANSFERIDOR E A FITA

Enquanto a bússola podia geralmentemedir o azimute magnético próximo deum quarto de grau, um transferidor jápode medir os ângulos entre as linhascom menos de um minuto de arco decircunferência.

O transferidor graduado e a fitapermitiram a execução de mediçõesmais precisas aplicadas à planificaçãoe subdivisão de terras, na topografia deconstrução, e em quase todos ostrabalhos de delimitação.

Até um período consideradocontemporâneo, este método foiempregado em grande parte dostrabalhos aplicados no universo datopografia.

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TRANSFERIDOR E A ESTÁDIA

Com o avançar da evolução tecnológica, os ângulos foram entãomedidos com a utilização de um transferidor graduado associado a umaocular, sendo as distâncias medidas através de métodos ópticos sobreuma régua padrão colocada na horizontal.

Esta régua ou “estádia”, graduada em centésimos de um pé, e umconjunto de fios transversalmente horizontais aplicados ao telescópio dotransferidor, chamados “fios de estadia”, foram colocados de modo aque, com base em princípios trigonométricos, e a uma distância de 100pés, a leitura dos fios corresponda exatamente a um pé sobre a estadia.Assim, em cerca de 500 pés, uma distância pôde ser lida diretamente naestadia.

Devido à sua velocidade e eficácia, este método tornou-se mais comum para traçar cartas topográficas.

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OS MÉTODOS CONTEMPORÂNEOS12

TEODOLITO

A combinação de telescópios de uma crescente capacidade óptica deu

origem ao ressurgimento de um considerável número de fabricantes que

revolucionaram o mundo da topografia em franco desenvolvimento em

finais do século 19.

O teodolito é um instrumento óptico de medição de posições relativas.

Anteriormente ao teodolito os Árabes, no século IX utilizavam o astrolábio

que só permitia medir ângulos no plano, e ao nível do observador e dos

objectos a medir.

O primeiro teodolito foi construído em 1787 por Ramsden. Os teodolitos

antigos eram demasiado pesados e a leitura dos seus limbos era muito

complicada.

São exemplos desta vaga de aperfeiçoamento as casas Inglesas, Suíças e

Alemãs das quais se destacaram as marcas Wild, Kern, Zeiss, Fennel, entre

outras.

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NÍVEL

O Nível Topográfico, também chamado nível óptico, é um instrumento

que tem a finalidade de medição de desníveis entre pontos que estão a

distintas alturas ou trasladar a cota de um ponto conhecido a outro

desconhecido. Ele se usa junto com uma baliza;

Estes instrumentos munidos de bolhas de nível que garantem de forma

eficaz a sua posição horizontal foram inicialmente concebidos por

fabricantes ingleses Suíços e alemães dos quais se destacam as casas

Baker, Cook Troughton & Simms, Hilger & Watts, Wild, Kern e Zeiss, entre

outras.

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FOTOGRAMETRIA

Com a evolução da aviação civil, no final do século 19, notou-se um avançosignificativo também na construção de mapas topográficos, aliados à estaprática.

Foram desenvolvidos então métodos de captação e tratamento de imagensfotográficas obtidas por meios aéreos, e pela necessidade de um melhor nívelde detalhamento, foram concebidos mecanismos de tratamento destasimagens denominados de “restituidores fotogramétricos”.

Trata-se de um processo de captura rigorosa e precisa da realidade e suarepresentação fotorrealista. O processo baseia-se em imagem digital obtidapor fotografia passando-se rapidamente um objeto real para umarepresentação 2D ou modelos a 3D com texturas fotorrealistas. É um métodorápido, eficaz e fiel de se fazerem levantamentos de Edifícios e outro tipo deInfra-estruturas para dar sequência a uma intervenção projetual ou apenaspara ficar com o seu registo vetorial.

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TEODOLITO NA MEDIÇÃO ELETRÔNICA

DAS DISTÂNCIAS

O Teolodito é um instrumento mais preciso, chegando a precisões de

ordem de 1-3 segundos, já nos mais modernos.

Antes disso, os ângulos medidos num transferidor eram lidos sobre um disco

circular metálico, graduado em graus e minutos, enquanto que no

teodolito este disco metálico foi substituído por limbo de vidro gravado,

permitindo a leitura interna de ângulos com uma ocular através de uma

série de espelhos e objetivos.

Estes instrumentos denominados de EDM´s (Electronic Distance

Measurement) eram relativamente pequenos, ligeiros e fáceis de utilizar,

sendo o conceito do seu funcionamento baseado na emissão de um feixe

estreito de luz infravermelha que refletido num prisma retorna ao

instrumento, permitindo a leitura de uma distância em curto espaço de

tempo.

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TEODOLITO NA MEDIÇÃO ELETRÔNICA

DAS DISTÂNCIAS

A rápida evolução da tecnologia e da miniaturização dos componenteseletrônicos sentida nos anos 80, permitiram a construção de novasgerações de teodolitos munidos de novas funções eletrônicas, namedição de distâncias com EDM interno, e no manuseamento de umavariedade de dados afixados em telas de cristais líquidos.

Estes super-teodolitos designados de “estações totais eletrônicas”,proporcionaram aos técnicos, além da velocidade e exatidãoconsideravelmente potenciados, o manuseamento de dados numéricosque podem ser automaticamente transmitidos para uma unidade derecolha de dados eletrônicos, ou por transferência direta paracomputadores.

Além da velocidade e a exatidão fornecidos, o custo decrescente destasestações eletrônicas permitiu a substituição gradual de todos os métodose instrumentos precedentes utilizados até à data.

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PRISMAS DE REFLEXÃO

Os métodos de reflexão dos feixes infravermelhos acompanharam a

evolução dos novos teodolitos electrónicos.

Os fabricantes destes novos dispositivos de reflexão, conceberam um

método de convergência do feixe através da combinação de espelhos

confinados no interior de um prisma, fato que aumentou

consideravelmente a precisão das visadas.

Esta evolução permitiu igualmente o aumento da medição de distâncias

em conformidade com o número de prismas utilizados, tendo a partir

deste período sido possível medir distâncias quilométricas com grande

precisão.

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GPS: O SISTEMA DE POSICIONAMENTO

GLOBAL

Este sistema revolucionário de posicionamento que não foi

concebido para uso civil, foi constituído de uma constelação

nominal de 24 satélites, disponibilizados ao grande público, comum sinal intencionalmente degradado pelo DOD (Depart. of

Defense).

Os receptores surgiram inicialmente no mercado com custos

elevados, verificando-se a sua gradual devido a concorrência

entre marcas.

Esta tecnologia permitiu nas áreas profissionais a determinação de

pontos notáveis sobre a terra com um considerável rigorplanimétrico (de ordem centimétrica), sendo o posicionamento

altimétrico menos conseguido.

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A EVOLUÇÃO PARA O POSICIONAMENTO

GLOBAL DE POSIÇÃO

Estas tecnologias de posicionamento com recurso a satélites,

conheceu um considerável impulso no início dos anos 90 com a

disponibilização de novas constelações no espaço sideral.

São de considerar, para além da constelação da rede principal

GPS, a rede “Glonass” (Russa), e o projeto europeu “Galileo”,

atualmente em curso.

Em consequência deste percurso de evolução, este sistema é

atualmente utilizado na composição de redes cartográficas locais

ou globais, e no estudo de comportamento de estruturas de

diversos tipos, monitorização de atividades sísmicas,meteorológicas, etc.

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OS SISTEMAS DE TOPOGRAFIA

ROBOTIZADA

Trata-se de estações totais munidas de servomotor e software integrado

de observação geodésica, sistema desenvolvido a partir dos anos 90 pela

casa suíça “Leica Geosystems”.

Estes modelos, fruto de uma notável inspiração tecnológica e

consequência de avultados investimentos científicos, surgiram no mercado

com custos onerosos, sendo exclusivamente utilizados na indústria de

precisão e em missões de auscultação e vigilância de estruturas

envolvendo risco, onde se estudam movimentos de ordem milimétrica.

São equipamentos frequentemente utilizados em plataformas industriais,

projetos de escavação subterrânea em meio urbano (túneis de

metropolitano), pontes e barragens, e infra-estruturas com patologias

identificadas.

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OS SISTEMAS DE “VARRIMENTO LASER

TRIDIMENSIONAL” O sistema de “varrimento Laser”, é um sistema que a partir de um

ponto estação irradia um impulso laser cujo tempo de percurso de ida

e volta do sinal refletido, é medido e convertido numa distância.

Convertidas em coordenadas retangulares por um hardware

integrado, as coordenadas polares (ângulos e distancias) obtidas,

permitem adquirir uma nuvem muito densa de pontos coordenados

na superfície de uma estrutura ou objeto em estudo.

Esta emissão laser é inócua, sendo inofensiva para a saúde humana e

para a conservação de patrimônio, podendo este sistema funcionar

sem iluminação, uma vez que é do tipo ativo.

Esta tecnologia permite uma cobertura total do objeto ou estrutura a

levantar, numa única nuvem de pontos 3D com a utilização de

precisões homogéneas sub centimétricas.

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CONCLUSÃO

Ao passar dos anos, a evolução nos equipamentos topográficos chegou

de forma rápida, a fim de acompanhar o progresso da engenharia.

A construção civil é uma área promissora e estritamente dependente da

topografia, por ser baseado em seus dados o então desenvolvimento do

trabalho referente a uma obra.

A qualidade em serviços ou obras é essencial, já que a informação

colhida em campo precisa ser exata, por ser através dela e determinação

do encaminhamento da obra. Sendo assim, com a modernização dos

equipamentos, torna-se mais difícil se levantar alguma informação

equivocada. Mas isto não significa o aposento dos equipamentos antigos,

pelo contrário, eles permanecem no seu espaço e são extremamente

necessários e úteis para os pequenos levantamentos.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABRAHÃO, Rafael. A Evolução da Topografia através dos tempos.

Disponível em < http://geoeasy.com.br/blog/?p=1202> . Acesso em: 23

mar. 2014.

PORTOGENTE. Um pouco da história da topografia. Disponível em

http://portogente.com.br/36200?id=%3A36200. Acesso em: 23 mar. 2014.

UNIVERSIDADE DE LISBOA. Teodolito. Disponível em

http://www.educ.fc.ul.pt/icm/icm2003/icm11/napl4.htm. Acesso em: 23

mar. 2014.

SINFIC. Fotogrametria. Disponível em

<http://www.sinfic.pt/autodesk/displayconteudo.do2?numero=34775>.

Acesso em: 23 mar. 2014.

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