Topografia M1 - Relatório Técnico Planimetria

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UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ GUILHERME BORON VIVAN GUSTAVO DAL PIZZOL FERNANDES IZADORA ROBERTA CASTILHO JÚLIA ARAUJO CASAGRANDE RICARDO ADAMANTE FILHO VANESSA OSTERMANN BENVENUTTI VINÍCIUS PEDREIRA RODI LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO Itajaí 2014 GUILHERME BORON VIVAN GUSTAVO DAL PIZZOL FERNANDES IZADORA ROBERTA CASTILHO JÚLIA ARAUJO CASAGRANDE RICARDO ADAMANTE FILHO VANESSA OSTERMANN BENVENUTTI VINÍCIUS PEDREIRA RODI LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO Relatório de Levantamento Topográfico apresentado à disciplina Topografia, segundo período, curso de Engenharia Civil – CTTMar. Professor: Delamar Heleno Schumacher. Itajaí 2014 INTRODUÇÃO Este trabalho foi realizado para descrever as etapas em que ocorre um levantamento topográfico planimétrico, usando as devidas técnicas e equipamentos para medir poligonais, distâncias e os ângulos. Serão apresentados também os conceitos da topografia planimétrica, e os métodos para os cálculos. Anexo ao trabalho temos a planilha com os dados obtidos e calculados, a caderneta de campo e o croqui. OBJETIVO No levantamento planimétrico, o objetivo principal é a representação gráfica posicional e quantitativa dos elementos naturais ou não que estão inclusos no terreno analisado desconsiderando o relevo destes, ou seja, de maneira geral é a representação dos pontos notáveis e dos acidentes geográficos. O presente trabalho pretende descrever e calcular a poligonal fechada a partir de 6 estações denominadas de E0 à E6 já pré-determinadas, procurando manter os erros por nós cometidos menores do que os permitidos. Os dados coletados serão utilizados para confirmação da precisão das medições. Em uma visão geral, este trabalho tem como objetivo inserir os alunos na matéria de topografia, aprendendo desde os conceitos topográficos e teorias de cálculo até o uso correto dos diversos tipos de instrumentos. TOPOGRAFIA História "Historicamente, a prática da Topografia remonta à época dos caldeus e egípcios, cujos métodos repassaram aos gregos. Da necessidade de resolver os problemas criados com as inundações do rio Nilo, ocasião em que os sinais fixos (marcos), delimitadores das propriedades às suas margens, eram sistematicamente removidos, nasceu a Geometria Plana. Alguns séculos A.C., os gregos desenvolveram métodos de divisão de terras, em triângulos, com o objetivo de desenhar a planta topográfica." (CORDINI e LOCH, 1995) Definição Topos significa "lugar" e grapho significa "descrever", portanto, topografia seria a descrição de um lugar. É a ciência que estuda os acidentes geográficos, os princípios e métodos necessários para a descrição e representação da superfície dos corpos, em especial para a cartografia. A topografia também é usada para determinação das medidas de área, perímetro, localização, orientação e entre outras ainda representa graficamente em cartas ou plantas topográficas. É instrumento de conhecimento fundamental para a implantação e o acompanhamento de obras de todos os tipos, e por isso a grande importância para engenharia civil, como as de projeto viário, edificações, loteamentos e etc. LEVANTAMENTO PLANIMÉTRICO CONCEITO Levantamento topográfico é realizado em um plano topográfico horizontal que despreza a esfericidade da terra. Antes de iniciar o levantamento topográfico é preciso ter as estações e irradiações definidas. Deve-se também ter em mente a área onde se quer levantar o plano. Equipamentos Para a realização do Levantamento Planimétrico, foram utilizados materiais de caráter tecnológico e de uso manual, listados e descritos a seguir: Teodolito O Teodolito é um aparelho óptico de alta precisão. Sua utilização na medição de ângulos verticais e horizontais é aplicada a diversas áreas como: navegação, construção, agricultura e meteorologia. O Teodolito utilizado no processamento de ângulos foi da marca Nikon, modelo NE20H, de precisão 0° 0' 20''. Teodolito Nikon NE20H Tripé O Tripé é utilizado para a fixação do Teodolito. O Tripé de alumínio utilizado foi da marca CST/Berger. Tripé de Alumínio CST/Berger Nível de Cantoneira Em cada dia de trabalho em campo, eram utilizadas duas cantoneiras. As cantoneiras auxiliam na verticalidade, sendo utilizadas encaixadas nas Balizas e Miras para conferir que estas estejam retas na vertical quando seguradas por algum componente do grupo. É descrito por Brandalize (2003): "Aparelho em forma de cantoneira e dotado de bolha circular que permite à pessoa que segura a baliza posicioná-la corretamente (verticalmente) sobre o piquete ou sobre o alinhamento a medir." Cantoneiras Trena A trena utilizada foi da marca Vonder, com 50 metros. Feita de fibra de vidro, possui alta resistência e baixa deformação para uma melhor medição. Trena Vonder 50m Balizas As balizas foram utilizadas, juntamente com uma cantoneira, para determinar a verticalidade em um ponto para efetuar a leitura de ângulos. Balizas Mira As miras também são utilizadas com cantoneira acoplada para conferir verticalidade. Servem para leitura de ângulos nas irradiações do terreno estudado, além de fornecer a altura. Mira Estacionando o Teodolito O teodolito é devidamente fixado no tripé de aço, o aparelho é estacionado de forma que o prumo fique sobre o ponto marcado na estação. Depois é feito o nivelamento da bolha horizontal, então os parafusos de aperto do movimento geral e particular são soltos, e o zero do nônio é acertado com o zero do círculo fechando os parafusos. 4.4 Caderneta de Campo Existem diferentes tipos de cadernetas de campo dependendo do destino final do levantamento topográfico. Na caderneta de campo é onde são anotados todos os elementos observados (ângulos, distâncias, altura do instrumento, leituras nas miras e outros elementos que sejam necessários para os cálculos. Os dados devem ser anotados de maneira ordenada, clara, precisa e impessoal, deve conter croquis com detalhes dos pontos visados e das estações. Em resumo é um documento onde são registrados todos os dados levantados em campo. (BRANDALIZE, 2003) PROCESSAMENTO Os cálculos foram pré-determinados durante as aulas teóricas de topografia I, cada nomenclatura e sua função para o cálculo será brevemente explicada. Estações (EST.) Pontos de partida onde o teodolito será estacionado,é através delas que são medidos ângulos e distâncias. As estações utilizadas já eram nomeadas e determinadas, para esse trabalho foram utilizadas 6 estações nomeadas de E0 à E5. Ponto Visado (P.V.) É o ponto que desejamos obter as informações como ângulo, distância e coordenadas. Neste trabalho foram medidos o total de 24 pontos também denominados de 1 à 24. 5.3 Atributo (ATR.) É o nome de reconhecimento prático e de fácil diferenciação do ponto ou estação que se está medindo. Para um ponto depende da localização do ponto e a que ele se refere, quando é da estação geralmente é denominada ré ou vante. 5.4 Leitura Superior (LS) e Leitura Inferior (L.I.) A leitura superior corresponde ao maior valor da mira onde foi lido o ângulo vertical (zênite), para o nosso método foram feitas duas leituras superiores. A leitura inferior corresponde ao menor valor da mira onde foi lido o ângulo vertical (zênite), para o nosso método foi feita uma leitura. Perímetro Primeiramente é calculada a média entre as distâncias medidas na ré e na vante e anotado o novo valor para a distância na vante. Essas distâncias são então somadas e dão como resultado o perímetro que no nosso caso é de 182,624m. Para conferir os valores obtidos podemos calcular a distância da vante anterior a estação que estamos mais a e vante próxima a estação que estamos, por exemplo, para a estação 1 (E1) somamos o valor de E0 para E1 com E1 para E2, a soma de todas as estações deve computar duas vezes o valor do perímetro. Com essa conferência obtemos valor por estação que será usado posteriormente para o cálculo da compensação angular. Ângulo Horizontal (ANG. HOR. ou Hz) É a medida entre as projeções de dois alinhamentos do terreno, no plano horizontal. (BRANDALIZE, 2003) 5.7 Erro Angular Permitido (E.A.P.) O erro angular permitido é calculado através da fórmula: E.A.P= n .P, onde n é o número de vértices da poligonal e P é a precisão do instrumento. Para este trabalho o número de vértices da poligonal é 6 (E0 à E5) e o instrumento utilizado tem de precisão 0° 0' 20''. Portanto, o E.A.P. = 0° 0' 48,99''. 5.8 Erro Angular Cometido (E.A.C.) É calculado com base nos dados obtidos pela caderna de campo pela fórmula: E.A.C= Poligona-Fechamento, sendo que o fechamento é calculado pela fórmula: 180 . (n-2). Para o nosso caso, o fechamento é de 1440° e o somatório dos ângulos da poligonal foi de 1430° 59' 40''. Portanto, o E.A.C = 0° 0' 20''. Compensação Angular (Δε) É inversamente proporcional aos ângulos formados, calculada pela fórmula: ε= medida x erro2xperímetro, onde a medida é o valor da estação feito para conferência do perímetro, para o nosso caso o erro foi de 0° 0' 20'' e o perímetro de 182,624 m, as maiores distâncias receberam as menores compensações. Para as irradiações que não eram estações não há compensação angular. 5.10 Ângulo Horizontal Compensado (ANG. HOR. COMP.) É obtido pela fórmula: ANG.HOR.COMP.= ângulo horizontal medido+compensação ângular. 5.11 Azimute (AZ) O azimute parte do norte sempre indo em direção a direita até chegar ao alinhamento podendo variar entre 0° e 360°. O azimute é calculado pela fórmula: AZ=az anterior+ângulo horizontal ±180°, 180° é somado quando o valor da soma não chega a 180° e subtraído quando o valor da soma ultrapassa 180°, mais raramente também é usado -540° quando o valor ultrapassa 540°. Para o nosso caso foi dado o valor do Azimute da E1 para E0, de 115° 19' 50'', para saber o azimute da vante, ou seja, E0 para E1 é feito o contra azimute (somar 180° se o valor for menor que 180° ou diminuir 180° se o valor for maior que 180°), portanto o azimute inicial = 295° 19'50''. Com o azimute inicial foram calculados os azimutes das vantes de cada estação. Depois partindo do azimute da vante foi calculado o azimute de cada irradiação seguindo a mesma fórmula. Distância Horizontal (D.H) É a distância medida entre dois pontos, no plano horizontal. (BRANDALAIZE, 2003) Para a vante é feita a média entre a distância da ré e da vante, no caso das estações. Para as irradiações é calculada pela fórmula: Ls-LiCotgZs-CotgZi, em que Ls é a leitura superior, Li é a leitura inferior, CotgZs é a cotangente do zênite (ângulo vertical) superior e Cotg Zi é a cotangente do zênite (ângulo vertical) inferior, como foram feitas duas leituras superiores e uma inferior é feita a média dos dois resultados obtidos. 5.13 X Parcial (XP) É calculado pela fórmula: XP=sinAZ x DH e indica o valor da posição em X. 5.14 Y Parcial (YP) É calculado pela fórmula: YP=cosAZ x DH e indica o valor da posição em Y. 5.15 Compensação linear proporcional as distâncias (CX) Calculado pela fórmula: CX= erro de Xperímetro x DH, sendo que o erro em X é a soma de todos os XP das vantes. Essa compensação não é válida para as irradiações, apenas para a ré e vante. 5.16 Compensação linear proporcional as coordenadas (CY) Calculado pela fórmula:CY=erro de Yperímetro x DH, sendo que o erro em Y é a soma de todos os YP das vantes. Essa compensação não é válida para as irradiações, apenas para a ré e vante. 5.17 X Parcial corrigido (XPC) É a união do XP com o CX. Quando o somatório do XP der negativo, soma-se XP + CX, quando o somatório do XP der positivo, subtrai-se XP – CX. Para as irradiações o valor do XPC é igual ao valor do XP. 5.18 Y Parcial corrigido( YPC) É a união do YP com o CY. Quando o somatório do YP der negativo, soma-se YP + CY, quando o somatório do YP der positivo, subtrai-se YP – CY. Para as irradiações o valor do YPC é igual ao valor do YP. 5.19 X total (XT) A partir do XT de uma das estações fornecido pelo professor é possível calcular os outros XT pela fórmula: XT=X total anterior+XPC. 5.20 Y total (YT) A partir do YT de uma das estações fornecido pelo professor é possível calcular os outros YT pela fórmula: YT=Y total anterior+YPC. 5.21 Erro linear cometido (E.L.C.) É calculado pela fórmula: EX2+EY2, onde o somatório de EX e EY são o erro de X e Y respectivamente. Para o nosso caso o ΣEX = 0,009 m e o ΣEY = 0,055 m. Portanto, E.L.C = 0,056 metros. 5.22 Erro linear permitido (E.L.P.) Existem várias maneiras de calcular, porém, o utilizado por nós foi com a fórmula: ELP=0,002 x P+ 0,0003xP+0,05, onde P é o perímetro. No nosso caso o perímetro é 182,624m. Portanto, ELP = 0,582m. 5.23 Precisão É calcula pela fórmula: 1x= perímetroELC, e é expresso como escala, ou seja, 1X, onde X é o resultado da divisão. Para o nosso caso, o perímetro é 182,624m, o ELC é 0,056 m. Portanto, Precisão = 1/3261,143 m. Erros Topográficos Como a topografia é uma ciência que requer dados retirados de um determinado campo, existem fatores que podem influenciar nas medições que são realizadas. 6.1 Naturais Como exemplo dos erros naturais temos a temperatura, vento, refração e pressão atmosférica, ação da gravidade enfim, o clima em geral. Instrumentais Podemos citar como exemplo: balizas tortas, cantoneiras desniveladas, teodolito fora de nível, enfim qualquer tipo de erro que ocorre pelos instrumentos que foram utilizados. Pessoais Como por exemplo erro na verticalização da baliza e da mira, erro nas anotações de medição, erro no local de medição, enfim, qualquer erro relacionado ao operador. Esses erros em especial devem ser totalmente evitados, pois, conferem a caderneta de campo erros grotescos. CONSIDERAÇÕES FINAIS Os alunos tinham como principal objetivo o desenvolvimento intelectual e aprimoramento técnico em um primeiro reconhecimento com a ciência da topografia, podemos então dizer que o grupo atingiu seu objetivo e conseguimos identificar e gerar grande aprendizado com esse trabalho. Ainda que seja um início é perceptível a importância da disciplina de Topografia para a Engenharia Civil, uma vez que dependemos do estudo do solo e do relevo para então projetar e idealizar uma construção. CONCLUS O Com os erros dentro do máximo permitido e obtida uma boa precisão nós concluímos que aprendemos a medir a poligonal fechada e por isso estamos satisfeitos. Também concluímos que existe uma importância indispensável de responsabilidade técnica e seguimento da norma (NB13133) para que os resultados obtidos em campo e anotados na caderneta de campo sejam repassados e feitos os cálculos com a maior precisão possível, diminuindo assim a chance de erros grotescos diminuírem a credibilidade de todo o trabalho topográfico. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS LOCH, Carlos; CORDINI, Jucilei. Topografia Contemporânea: Planimetria. Florianópolis: Editora da UFSC, 1995. 320 p. Apostilas de topografia, elaboradas pela Profª Maria Cecília Bonato Brandalize – PUCPR Disponivel em: Acessado Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), NBR 13133 de maio 1994.