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Centro Federal de Educação Tecnológica Departamento Acadêmico da Construção Civil Curso Técnico de Geomensura Disciplina: Topografia I

1. ALTIMETRIA2
1.1 Aplicação2
1.2 Conceitos2
2. EQUIPAMENTOS7
2.1 Níveis7
2.2 Nível Ótico9
2.3 Acessórios10
3. NIVELAMENTOS13
3.1 Nivelamento Geométrico14
3.2 Erros nas leituras de mira18

1. ALTIMETRIA

A altimetria é a parte da topografia que trata dos métodos e instrumentos empregados no estudo e representação do relevo do solo. O estudo do relevo de um terreno consiste na determinação das alturas de seus pontos característicos e definidores da altimetria, relacionados com uma superfície de nível que se toma como elemento de comparação.

1.1 Aplicação

A determinação da cota/altitude de um ponto é uma atividade fundamental em engenharia.

Projetos de redes de esgoto, de estradas, planejamento urbano, entre outros, são exemplos de aplicações que utilizam estas informações. A determinação do valor da cota/altitude está baseada em métodos que permitem obter o desnível entre pontos. Conhecendo-se um valor de referência inicial é possível calcular as demais cotas ou altitudes. Estes métodos são denominados de nivelamento. Existem diferentes métodos que permitem determinar os desníveis, com precisões que variam de alguns centímetros até sub-milímetro. A aplicação de cada um deles dependerá da finalidade do trabalho.

1.2 Conceitos

É a distância medida na vertical entre um ponto da superfície física da terra e a superfície de referência altimétrica, que no caso das altitudes, é o nível médio dos mares prolongado nos continentes.

É a distância medida ao longo da vertical de um ponto até um plano de referência qualquer, arbitrado. A diferença entre cota e altitude encontra-se ilustrada na figura abaixo.

Distância vertical do ponto A ao C = Altitude Distância vertical do ponto A ao B = Cota

1.2.3 Datum A origem das altitudes é o nível médio dos mares (superfície geoidal), determinado por um equipamento chamado marégrafo (que faz os registros do nível do mar), e materializada em um RN que é denominado de “DATUM VERTICAL”.

O “Datum Vertical” Oficial para todo o território brasileiro é um RN materializado no porto de Imbituba/SC, com altitude obtida em função do marégrafo ali instalado. Um esquema simplificado do funcionamento de um marégrafo é apresentado na figura ao lado.

Distância vertical que separa os pontos topográficos considerados, podendo ser positiva ou negativa, conforme os pontos estudados estejam acima ou abaixo daquele tomado com nível de comparação.

1.2.5 Referências Altimétricas

As referências altimétricas são os pontos que dão origem ao levantamento altimétrico de uma superfície, com suas alturas referidas a uma superfície de nível arbitrária (cotas) ou ao nível médio do mar (altitudes).

1.2.6 Referência de Nível (RN)

As Referências de Nível (RN) são marcas características de metal (latão ou bronze) cravadas em pilares de concreto erguidos nos extremos das seções ou (obras de arte, monumentos, estações ferroviárias ou rodoviárias) pontos notáveis dos percursos de linhas geodésicas. Abaixo é ilustrada a materialização de uma Referência de Nível.

É possível obter as informações sobre a rede altimétrica brasileira através do site do IBGE (w.ibge.gov.br). Para tal, deve-se conhecer o nome da RN e sua posição (latitude e longitude), tendo em vista que as informações foram organizadas com base nas folhas da Carta Internacional do Mundo ao Milionésimo.

1.2.7 Ponto de Segurança (PS) Pontos materializados em campo para controle do nivelamento topográfico.

1.2.8 Ponto Auxiliar

São os pontos executados em campo durante o nivelamento topográfico, e que não são materializados.

1.2.9 Apoio Geodésico Altimétrico

Conjunto de referências de nível, materializadas no terreno, que proporciona o controle altimétrico dos levantamentos topográficos e o seu referenciamento ao datum (origem) altimétrico do país.

As altitudes no Brasil são determinadas a partir da Rede Altimétrica Brasileira, estabelecida e mantida pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Esta é um exemplo de rede vertical, que de acordo com GEMAEL (1987, p.9.1) pode ser definida como um conjunto de pontos materializados no terreno (referencias de nível - RN) e identificados por uma coordenada, a altitude, determinada a partir de um ponto origem do datum vertical.

1.2.10 Apoio Topográfico Altimétrico

Conjunto de pontos, materializados no terreno, com suas alturas referidas a uma superfície de nível arbitrária (cotas) ou ao nível médio do mar (altitudes), que serve de suporte altimétrico ao levantamento topográfico. Estes pontos são hierarquizados pelo seu erro médio quilométrico da sua determinação, classificando-os como de ordem superior e de ordem inferior.

1.2.1 Seção de Nivelamento Segmento de linha entre duas referências de nível (RN).

1.2 12. Ângulo Vertical

Em um teodolito ou Estação Total, a origem da medida do ÂNGULO VERTICAL (o 0º0’0” do limbo vertical do equipamento), pode ocorrer nas seguintes situações, ilustradas nas figuras logo abaixo:

Sendo o zero do limbo na direção da vertical do lugar, do Zênite, este equipamento mede ângulos chamados zenitais, conforme a figura abaixo. Atualmente, este modelo é o mais utilizado pelos fabricantes.

Sendo o zero do limbo na direção do plano horizontal do lugar, o equipamento mede ângulos chamados horizontais, conforme figura a seguir.

Sendo o zero do limbo na direção do centro da Terra, o Nadir, este equipamento mede ângulos chamados Nadirais. São raros os equipamentos deste tipo, sendo este tipo de ângulo pouco utilizado.

Ressalta-se que no caso das Estações Totais, a origem da medida do ângulo vertical pode ser configurada, tanto no Zênite, quanto no Horizonte.

Em obras de engenharia lineares (estradas, dutos, ferrovias), o projeto em rampas é feito baseado em anotação de inclinação, valor este em porcentagem.

Assim, a inclinação é a razão entre a diferença de nível (dH) e a distância horizontal multiplicado por 100, conforme abaixo. A inclinação pode ser tanto positiva (rampa ascendente), quanto negativa (rampa descendente).

HorizDist dHInclinação

Em equipamentos como estação total e teodolitos eletrônicos, há a opção de se visualizar, ou o ângulo vertical, ou a inclinação da luneta. Nos clinômetros, há também a opção de leitura da inclinação, além do ângulo vertical.

2. EQUIPAMENTOS 2.1 Níveis

Os níveis são equipamentos que permitem definir com precisão um plano horizontal ortogonal à vertical definida pelo eixo principal do equipamento. São três os eixos principais de nível, conforme figura abaixo:

Z’= eixo principal ou de rotação do nível O’= eixo óptico/ linha de visada/ eixo de colimação H’= eixo do nível tubular ou tangente central

As principais partes de um nível são (apontados na figura a seguir):

• Luneta; • nível de bolha;

• sistemas de compensação (para equipamentos automáticos);

• dispositivos de calagem.

Partes de um Nível ótico automático (Berger, modelo CST)

Quanto ao funcionamento, os equipamentos podem ser classificados em ópticos, digitais e a laser. Nos digitais, a leitura na mira é efetuada automaticamente empregando miras em código de barra. Nos níveis lasers, o equipamento lança um feixe de raios laser no plano horizontal, invisível ou visível, e em 360º. Este feixe pode ser captado por um sensor acoplado, ou a uma mira, ou a alguma máquina de terraplenagem. Se visível, o feixe pode ser visto diretamente sobre a mira.

Os níveis ópticos podem ser classificados em mecânicos e automáticos. No primeiro caso, o nivelamento "fino ou calagem" do equipamento é realizado com o auxílio de níveis de bolha bipartida. Nos modelos automáticos a linha de visada é nivelada automaticamente, dentro de um certo limite, utilizando-se um sistema compensador (pendular). Os níveis digitais podem ser enquadrados nesta última categoria. Nível Digital – Leica, Modelo: DNA03

2.1.1 Classes de níveis e seus empregos: a) Níveis de precisão baixa: (> ± 10 m/km) Emprego: construção civil, nivelamento em linhas de curta distância, perfis longitudinais e transversais (seções), nivelamento de áreas. b) Níveis de precisão média: (≤ ± 10 m/km)

Emprego: Construção civil, nivelamento de linhas; perfis longitudinais e seções transversais; nivelamento de áreas. Nível a Laser– Leica, Modelo: DNA03 c) Níveis de precisão alta: (≤ ± 3 m/km) Emprego: nível de engenheiro; construção civil; grandes obras; nivelamento de linhas de 3ª ordem; perfis longitudinais e seções transversais; nivelamento de áreas. d) Níveis de precisão muito alta: (≤ ± 1 m/km) Emprego: nivelamento de precisão, nivelamentos de 1ª e 2ª ordens; medições de controle vertical; construção civil e mecânica de precisão. e) Níveis de precisão altíssima: (≤ ± 0,5 m/km) com emprego de placa plano-paralela e miras de ínvar (não cogitado pela NBR 13.133)

Emprego: nivelamento de precisão, nivelamentos de 1ª e 2ª ordens, controle vertical na construção civil e na mecânica de precisão, controle do movimento vertical da crosta terrestre.

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