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TOPOGRAFIA A Faculdade Multivix está presente de norte a sul do Estado do Espírito Santo, com unidades presenciais em Cachoeiro de Itapemirim, Cariacica, Castelo, Nova Venécia, São Mateus, Serra, Vila Velha e Vitória, e com a Educação a Distância presente em todo estado do Espírito Santo, e com polos distribuídos por todo o país. Desde 1999 atua no mercado capixaba, destacando-se pela oferta de cursos de graduação, técnico, pós-graduação e extensão, com qualidade nas quatro áreas do conhecimento: Agrárias, Exatas, Humanas e Saúde, sempre primando pela qualidade de seu ensino e pela formação de profissionais com consciência cidadã para o mercado de trabalho. Atualmente, a Multivix está entre o seleto grupo de Instituições de Ensino Superior que possuem conceito de excelência junto ao Ministério da Educação (MEC). Das 2109 instituições avaliadas no Brasil, apenas 15% conquistaram notas 4 e 5, que são consideradas conceitos de excelência em ensino. Estes resultados acadêmicos colocam todas as unidades da Multivix entre as melhores do Estado do Espírito Santo e entre as 50 melhores do país. MISSÃO Formar profissionais com consciência cidadã para o mercado de trabalho, com elevado padrão de quali- dade, sempre mantendo a credibilidade, segurança e modernidade, visando à satisfação dos clientes e colaboradores. VISÃO Ser uma Instituição de Ensino Superior reconhecida nacionalmente como referência em qualidade educacional. R E I TO R GRUPO MULTIVIX R E I 2 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 3 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 BIBLIOTECA MULTIVIX (Dados de publicação na fonte) Débora Martins Paixão Gênese, Morfologia e Classificação dos Solos / PAIXÃO, DÉBORA M.. - Multivix, 2022 Catalogação: Biblioteca Central Multivix 2022 • Proibida a reprodução total ou parcial. Os infratores serão processados na forma da lei. 4 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 LISTA DE QUADROS UNIDADE 1 Tabela 1 – Conversões/transformações de azimutes em rumos 30 Tabela 2 – Conversões/transformações de rumos em azimutes 30 UNIDADE 4 Tabela 1 – Prazos para realização do Georreferenciamento 76 Tabela 2 – Prazos para realização do georreferenciamento 76 UNIDADE 6 Quadro 1 – Tipos de imagens 123 5 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 LISTA DE FIGURAS UNIDADE 1 Figura 1 – Modelo geoidal 14 Figura 2 – Modelo elipsoide de revolução 15 Figura 3 – Modelo esferoidal 15 Figura 4 – Modelo de representação de terreno em curvas de nível levantamento planialtimétrico 18 Figura 5 – Acurácia e precisão em medidas topográficas 20 Figura 6 – Trena de aço usada em levantamentos diretos de distâncias 21 Figura 7 – Quero o desenho/iustraçao de uma estaca e um piquete 22 Figura 8 – Baliza com refletor e um nível de cantoneira acoplado a uma baliza 22 Figura 9 –Teodolito digital 23 Figura 10 – Representação das medidas de distância 25 Figura 11 – Representação de ângulos horizontais internos e externos 27 Figura 12 – Representação da orientação azimutal 28 Figura 13 - Desenhar um esquema feito esse que esta na figura 29 Figura 14 – Pano cartesiano dividido em quadrantes para facilitar a determinação do azimute e do rumo 30 Figura 15– Determinação de distância com trena a lance único 31 Figura 16 – Determinação de distância com trena a vários lances 31 UNIDADE 2 Figura 1 – Poligonal Fechada 36 Figura 2 – Poligonal Aberta 36 Figura 3 – Poligonal Enquadrada 36 Figura 4 – Por interseção de ângulos 37 Figura 5 – Levantamento por Irradiação 38 Figura 6 – Tipos de demarcações de pontos 39 Figura 7 – Monografia de Marcos 40 Figura 8 – Estação Total e Teodolito. 41 6 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 Figura 9 – Nível de cantoneira 41 Figura 10 – Balizas 42 Figura 11 –Tripés e Bipés 42 Figura 12 – Prisma 43 Figura 13 – Nivelamento Trigonométrico 45 Figura 14 – Diferentes modelos de miras. 46 Figura 15 – Produto de um levantamento planialtimétrico. 47 Figura 16 – Pontos cotados 48 Figura 17 – Curvas de nível mestras e secundárias 49 Figura 18 – Seção Transversal de um Rio. 49 Figura 19 – Software AUTOCAD 50 UNIDADE 3 Figura 1 – Seção em corte 54 Figura 2 – Seção de Aterro 54 Figura 3 – Seção Mista 55 Figura 4 – Distancia geométrica ou inclinada 57 Figura 5 – Remoção da camada superficial do solo 59 Figura 6 – Planímetro utilizado para medir área 61 Figura 7 – Uso de CAD no desenho de poligonais para obter as áreas de seções transversais 62 Figura 8 – Triângulo subdivido em outros para facilitar o cálculo da área 62 Figura 9 – Esquema de compensação 67 Figura 10 – Esquema de compensação lateral 68 UNIDADE 4 Figura 1 – Site BDG-IBGE 78 Figura 2 – Exemplo de posicionamento relativo 79 Figura 3 – Exemplo de posicionamento relativo 82 Figura 4 – RTK convencional 83 Figura 5 – RTK em rede 84 Figura 6 – Modelos de marcos de concreto e ferro 89 Figura 7 – Modelo da chapa 90 7 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 UNIDADE 5 Figura 1 – Modelo de representação raster ou matricial 99 Figura 2 – Modelo de representação estrutural no formato de vetor 100 Figura 3 – Modelo de representação raster ou matricial (A) modelo de representação vetorial (B) 101 Figura 4 – Aspectos de fontes de dados em geoprocessamento 102 Figura 5 – Levantamento de medidas de campo como pontos de controle 103 Figura 6 – Coordenadas cartesianas 105 Figura 7 – Aplicação de classificação de imagens por máxima verossimilhança, área de treinamento (A) e amostra classificada por categoria (B) 109 Figura 8 – Fluxograma de classificação supervisionada e não supervisionada 110 Figura 9 – Imagem RGB 112 UNIDADE 6 Figura 1 – Sensor e os olhos de uma pessoa 116 Figura 2 – Diversidade de cores 117 Figura 3 – Fotos 120 Figura 4 – Controle remoto de TV 121 Figura 5 – Esquema de geração de imagens 122 Figura 6 – Formatos de imagens 124 Figura 7 – Captação de imagens por formatos 125 Figura 8 – Dados podem ter sua demora no tráfego 128 Figura 9 – Conversão de uma imagem 128 Figura 10 – Software de ajuste 129 8 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 SUMÁRIO APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA 10 1 INTRODUÇÃO À TOPOGRAFIA 13 INTRODUÇÃO DA UNIDADE 13 1.1 DEFINIÇÃO E OBJETIVOS DA TOPOGRÁFICA 13 1.2 GRANDEZAS MEDIDAS EM LEVANTAMENTOS TOPOGRÁFICOS 24 2 LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO E GEORREFERENCIAMENTO 35 INTRODUÇÃO DA UNIDADE 35 2.1 PLANIMÉTRICOS E EQUIPAMENTOS DE MEDIÇÃO 35 2.2 ALTIMÉTRICOS E EQUIPAMENTOS DE MEDIÇÃO 43 2.3 PLANIALTIMÉTRICOS E EQUIPAMENTOS DE MEDIÇÃO 47 2.4 PONTOS COTADOS E CURVAS DE NÍVEL 47 2.5 OPERAÇÕES DE ESCRITÓRIO 50 3 TERRAPLANAGEM 53 INTRODUÇÃO DA UNIDADE 53 3.1 NOÇÕES DE TERRAPLANAGEM 53 3.2 MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUME DE CORTES E ATERROS 63 4 GEORREFERENCIAMENTO DE IMÓVEIS 73 INTRODUÇÃO DA UNIDADE 73 4.1 SISTEMA GEODÉSICO BRASILEIRO E SISTEMA DE REFERÊNCIA 73 4.2 TÉCNICAS DE LEVANTAMENTO 78 4.3 MANUAL TÉCNICO DE LIMITES E CONFRONTAÇÕES DO INCRA 88 5 NOÇÕES DE GEOPROCESSAMENTO PARA TOPOGRAFIA 93 INTRODUÇÃO DA UNIDADE 93 5.1 CONCEITUANDO GEOPROCESSAMENTO 94 5.2 OPERAÇÕES COM GEOPROCESSAMENTO 104 6 SENSORIAMENTO REMOTO E APLICAÇÕES NA TOPOGRAFIA 115 INTRODUÇÃO DA UNIDADE 115 6.1 FUNDAMENTOS E HISTÓRICO DO SENSORIAMENTO REMOTO 115 6.2 APLICAÇÕES DO SENSORIAMENTO REMOTO E A TOPOGRAFIA 125 1UNIDADE 2UNIDADE3UNIDADE 4UNIDADE 5UNIDADE 6UNIDADE 9 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 ATENÇÃO PARA SABER SAIBA MAIS ONDE PESQUISAR DICAS LEITURA COMPLEMENTAR GLOSSÁRIO ATIVIDADES DE APRENDIZAGEM CURIOSIDADES QUESTÕES ÁUDIOSMÍDIAS INTEGRADAS ANOTAÇÕES EXEMPLOS CITAÇÕES DOWNLOADS ICONOGRAFIA 10 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA A topografia é a parte da geodésia responsável pelo estudo da representação da superfície da Terra. Topografia é uma palavra de origem grega, em que “topos” significa lugar, e “graphen”, descrição ou escrita. Nesse sentido, po- demos dizer que a topografia consiste na ciência capaz de representar ou de descrever um local ou uma região. Essa ciência tem como objetivos principais a alocação de construções em geral e a observância dos movimentos de solo, para a execução de projeto, entre tantos outros. A topografia permite-nos rea- lizar os levantamentos da superfície da Terra e representar, no plano bidimen- sional, as características da região. Essa representação leva em consideração características presentes na NBR 13133/2021, que instrui quanto à escala a ser utilizada, às normas de representação, à alocação de pontos e aos principais métodos que podem ser utilizados. Os levantamentos topográficos são ditos planimétricos quando se preocu- pam com as medidas de distâncias e com os ângulos horizontais, enquanto o levantamento altimétrico diz respeito à quantificação de ângulos e de alturas. Assim, levantamento planialtimétrico é a união do levantamento planimétrico com o levantamento altimétrico. Cada levantamento utiliza- -se de equipamentos diferentes. De modo geral, são utilizados, entre outros: fita métrica, teodolito, estação total, mira, nível, além do Global Navigation Satellite System (GNSS). 11 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA UNIDADE 1 OBJETIVO Ao final desta unidade, esperamos que possa: 12 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA > Ampliar os conceitos sobre a topografia e os instrumentos utilizados. > Conhecer as noções básicas da topografia e as principais grandezas medidas em um levantamento topográfico. 13 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA 1 INTRODUÇÃO À TOPOGRAFIA INTRODUÇÃO DA UNIDADE Esta unidade abordará importantes aspectos das principais grandezas medi- das em um levantamento topográfico, assim como os objetivos da topografia e os instrumentos utilizados para a medição. A topografia é uma ciência que trata, especificamente, da representação dos detalhes da superfície terrestre, contudo essa porção terrestre é limita- da, para que tenhamos uma riqueza maior de detalhes. De acordo com a NBR13133/2021, os levantamentos topográficos podem ser definidos como um conjunto de operações, compreendendo as etapas de campo e de escri- tório, por meio das quais são utilizados métodos e instrumentos adequados à finalidade do trabalho. Esse levantamento tem como destinação a aquisição de elementos necessários para a representação de determinado terreno com suas distâncias horizontais, ângulos verticais e horizontas e cotas ou altitudes, assim como a orientação. Para falarmos sobre a introdução à topografia, precisamos ter conhecimento a respeito de alguns termos técnicos utilizados neste estudo, sendo funda- mentais para que possamos nos situar no contexto de aprendizagem. 1.1 DEFINIÇÃO E OBJETIVOS DA TOPOGRÁFICA A topografia é uma ciência que estuda a descrição da superfície terrestre, tendo objetivos bem definidos. Diante disso, precisamos conhecer um pouco mais acerca do tema. 1.1.1 REPRESENTAÇÃO DA SUPERFÍCIE A topografia consiste na ciência que estuda o levantamento da superfície ter- restre, para diversas finalidades. Essa ciência baseia-se na aplicação de con- ceitos matemáticos como trigonometria e geometria, para que possamos calcular áreas, distâncias e ângulos internos e externos da superfície terrestre. 14 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 Em qualquer projeto ou obra envolvendo as engenharias, é imprescindível o levantamento topográfico da área onde se deseja implantar o empreendimen- to. Nesse sentido, é possível notar a relevância da topográfica para as diversas áreas, seja engenharia civil, arquitetura, agronomia, agrimensura, geoprocessa- mento dentre outras. Todas essas profissões necessitam de levantamentos ou mesmo de medição, os quais deverão ser utilizados para adaptar o terreno às condições ideais da obra/empreendimento, tais como: obras hidrelétricas; aero- portos; sistemas de irrigação; construção de estradas; construção de prédios e casas; loteamentos; planejamento viário; telecomunicações entre outros. Para representar a superfície terrestre dentro da topografia, precisamos co- nhecer a forma de dimensões da Terra. Pode-se considerar, basicamente, quatro formas de representar a Terra, sendo elas: baseada no modelo real; baseada no modelo geoidal; baseada no modelo elipsoidal; e baseada no mo- delo esférico. Modelo real da Terra O modelo real é aquele em que se permite representar a Terra em seu formato original, sem as deformações que observamos em outros modelos. Contudo, esse modelo real não possui aplicações matemáticas, dificultando seu uso na topografia para representar a superfície terrestre. Modelo geoidal Esse modelo permite que a superfície terrestre seja representada de forma fictícia, podendo ser definido como um prolongamento do nível médio dos mares, em repouso sobre os continentes. Assim, tem-se uma deformação em relação às características reais quando se representa a Terra. Figura 1 – Modelo geoidal Fonte: Wikimedia Commons (2015). #ParaTodosVerem: montagem com cinco representações gráficas da superfície terrestre, denotando a rotação da Terra. 15 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA Modelo elipsoidal Consiste no modelo de representação da Terra mais usual dentro da topografia, visto que representa a superfície terrestre a partir de um elipsoide de referência, com parâmetros matemáticos bem definidos. A superfície do elipsoide é diferente da superfície da esfera, podendo ser descrita como a superfície obtida por meio da rotação de uma semielipse e que, em função disso, é conhecida como elipsoide de revolução. Podemos dizer, ainda, que os semieixos da elipse são conhecidos como a e b. O círculo que evidencia o Equador tem raio de curvatura a (semieixo maior). Todos os meridianos têm forma de elipses, com o semieixo maior contido no plano do Equador, e o semieixo menor b contido na linha PN – PS (TULLER, 2016; SAVIETTO, 2017). Figura 2 – Modelo elipsoide de revolução Fonte: Tuler; Saraiva (2016, p. 24). #ParaTodosVerem: representação do modelo elipsoidal. Modelo esferoidal É considerado o modelo mais simples de todos, utilizado, na maioria dos casos, como uma ferramenta didática ilustrativa. Esse modelo representa a Terra como se fosse uma esfera perfeita, sendo considerado o modelo mais distante da realidade. Figura 3 – Modelo esferoidal Fonte: Plataforma Deduca (2022). #ParaTodosVerem: modelo da esfera terrestre com a identificação dos países, tendo o continente africano à frente. 16 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 Cabe, ainda, salientar que, para o correto levantamento, é necessária a locali- zação geográfica dada pelas coordenadas dos pontos levantados. As coorde- nadas podem ser geográficas, representadas pela unidade sexagesimal, pelo grau, pelo minuto e pelo segundo; oupodem ser planas, ou seja, representa- das por meio de coordenadas planas. Quando falamos em coordenadas, devemos nos atentar ao fato de que, para representar determinada coordenada, precisamos de um ponto de referên- cia que, na topografia, é conhecido como Datum. O Brasil já utilizou diversos Datuns em suas cartas topográficas, tais como Chua, Corrego Alegre, SAD69. Contudo, desde 2015, passou a ser obrigatória a utilização para referência das coordenadas o Datum SIRGAS 200, que tem como característica o fato de ser geocêntrico, ou seja, seu centro de massa coincide com o centro de massa da Terra, além de ser compatível com o sistema de Datum presente no GPS, que é conhecido como WGS84 (TULLER, 2016; SAVIETTO, 2017). Os parâmetros matemáticos são: a = semieixo maior; b = semieixo menor; f = achatamento. Geoide: pode ser definido como a superfície de nível dos mares, considerada única, em condição de repouso em sua altura média, sendo esta prolongada sobre os continentes. 17 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA 1.1.2 DIVISÕES DA TOPOGRAFIA E TIPOS DE ERROS EM MEDIDAS A topografia é subdividida, classicamente, em topometria e topologia. A topo- logia consiste no estudo das formas externas ao terreno e do arcabouço legal que rege o seu modelado. Já a topometria consiste, basicamente, no estudo da medição de grandezas angulares e lineares. As grandezas lineares são as medidas de distâncias hori- zontais, inclinadas, e a diferença de altura, ou seja, os desníveis. Já as grande- Astro Datum Chuá: possui semieixo maior a = 6.378.388 m, semieixo menor b = 6.378.160 m e achatamento f = 1/297000 Datum Córrego Alegre ou elipsoide Internacional de Hayford, de 1924: apresenta semieixo maior a = 6.378.388 m, semieixo menor b = 6.366.991,95 m e achatamento f = 1/297000745015. Datum Sul Americano de 1969 (South American Datum - SAD 69): apresenta semieixo maior a = 6.378.160,000 m, semieixo menor b = 6.356.774,72 m e achatamento (1/298,247167427) aproximado para o valor f = 1/298,25. Sistema de Referência Geocêntrico para a América do Sul – SIRGAS 2000: utiliza como parâmetros o raio equatorial da Terra a = 6.378.137m, semieixo menor (raio polar) b = 6.356.752,3141 m e fator de achatamento = 1/298,25722210. WGS 84 (World Geodetic System 1984): tem como características básicas o semieixo maior a = 6.378.137, o semieixo menor b = 6.356.752,31425 e um fator de achatamento = 1/298,25722356. 18 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 zas angulares são os ângulos medidos nos levantamentos, sejam eles ângulos horizontais, verticais, internos e externos, cujos objetivos consistem na deter- minação relativa dos pontos. Essa topometria pode ser dividida em dois con- ceitos: planimetria e altimetria. Cabe, ainda, destacar que o estudo de ambos, em conjunto, recebe o nome de planialtimetria (TULLER, 2016; SAVIETTO, 2017). FIGURA 4 – MODELO DE REPRESENTAÇÃO DE TERRENO EM CURVAS DE NÍVEL LEVANTAMENTO PLANIALTIMÉTRICO Fonte: Tuler; Saraiva (2016, p. 213). #ParaTodosVerem: representação de terreno com curvas de nível em levantamento planialtimétrico. O levantamento planimétrico ocorre quando se determina a posição planimétrica dos pontos, ou seja, no plano coordenadas X e Y; já nos levantamentos altimétricos, tem-se por objetivo quantificar as cotas ou altitudes dos pontos, ou seja, a coordenada Z. Quando realizamos, de forma simultânea, os dois levantamentos, temos o chamado levantamento planialtimétrico, coordenadas X; Y e Z. 19 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA Nos levantamentos topográficos, sejam eles planimétricos, altimétricos ou planialtimétricos, que servem de base para representar a superfície da Terra, são usadas medições em grande escala, tais como direções, distâncias e incli- nações. Essas observações serão, invariavelmente, prejudicadas por erros. As fontes de erro podem incluir: condições do ambiente, instrumentos utilizados e os observadores/manuseadores. • Condições ambientais: causadas por mudanças nas condições ambientais, como vento, temperatura etc. Um bom exemplo desse tipo de erro diz respeito ao comprimento de uma trena, que pode variar, dependendo da temperatura. • Instrumentais: ajuste por problemas como a imperfeição na construção de equipamento. A maior parte dos erros pode derivar da seleção/retificação de técnicas, das técnicas de avaliação de instrumentos particulares e da classificação. Esses erros são causados por problemas como falhas na construção ou no ajuste do equipamento. A maioria dos erros de instrumentação pode ser reduzida empregando-se técnicas como verificação/retificação, calibração e classificação, bem como técnicas específicas de observação. • Pessoais: causado por falha humana, ou seja, falta de atenção do ser humano nas medições e nas anotações ao realizar um procedimento. Essas três fontes de erros podem ser classificadas como: grosseiras; sistemá- ticas e aleatórias. Erros grosseiros São aqueles decorrentes de enganos em medições e leituras erradas nos instrumentos. Erros sistemáticos Estão relacionados às leis da física ou da matemática. São assim conhecidos porque podem ser corrigidos facilmente. 20 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 Erros aleatórios Geralmente, considera-se erros aleatórios ou acidentais aqueles que permanecem mesmo após corrigidos os erros grosseiros e os sistemáticos. Quando falamos na teoria dos erros, precisamos entender sobre precisão e acurácia, uma vez que esses dois termos estão intimamente relacionados à qualidade dos dados obtidos nos levantamentos topográficos. É importante ressaltar que a precisão está atrelada à repetição de medidas con- tínuas, em condições semelhantes, vinculadas aos efeitos aleatórios. Já a acu- rácia tem relação com a aderência, levando-se em conta os dados observados e o seu valor real, tendo ligação direta com os efeitos aleatórios e sistemáticos. FIGURA 5 – ACURÁCIA E PRECISÃO EM MEDIDAS TOPOGRÁFICAS +++++ +++ +++++ +++ + + + ++ Preciso e não acurado Preciso e Acurado Não preciso e não acurado Fonte: Elabora pela autora (2022). #ParaTodosVerem: ilustração de três alvos, sendo o primeiro com vários sinais de adição no topo e, abaixo, escrito “preciso e não acurado”; o segundo com vários sinais de adição ao centro e, abaixo, escrito “preciso e acurado”; e o terceiro com vários pontos de adição espalhados na faixa mais afastada do centro e, abaixo, escrito “não preciso e não acurado”. 21 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA 1.1.3 INSTRUMENTAÇÃO: PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS Para quantificar as medidas na topografia, sejam elas medidas diretas, indi- retas, de distâncias e os ângulos, precisamos de instrumentos e de equipa- mentos para auxiliar no processo. Para tanto, temos, à nossa disposição, várias opções de ferramentas. O primeiro instrumento é a trena. Existem vários modelos e tamanhos de trenas utilizados no levantamento topográfico, desde trenas de aço às de fi- bra de vidro. Atualmente, as trenas de fibra de vidro são as mais comuns, vis- to que sofrem menos deformação, devido às condições do ambiente. Essas trenas podem ser com invólucro, que variam de 20 a 50 m, e sem invólucro, variando de 50 a 100 m. FIGURA 6 – TRENA DE AÇO USADA EM LEVANTAMENTOS DIRETOS DE DISTÂNCIAS Fonte: Wikimedia Commons. #ParaTodosVerem: Trena de aço utilizada em levantamentos. Para auxiliar nas medições com trenas, podemos contar com dois equipa- mentos auxiliares: o piquete e as estacas testemunhas. Os piquetes são utili- zados para demarcação dos extremos do alinhamento que será medido. Essa ferramenta, geralmente, é de madeira, em formatoquadrado, com a base superior plana, e a inferior, em formato pontiagudo, para facilitar a fixação no solo. As estacas testemunhas são do mesmo material dos piquetes, sendo usadas para auxiliar na localização e na posição do piquete. A distância deve variar de 30 a 50 cm. 22 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 FIGURA 7 – QUERO O DESENHO/IUSTRAÇAO DE UMA ESTACA E UM PIQUETE 50cm Piquete Estaca testemunha Fonte: Elaborada pela autora (2022). #ParaTodosVerem: a imagem mostra os equipamentos acessórios estaca testemunha e piquete. As balizas são instrumentos, normalmente, necessários para manter o alinha- mento, quando na realização da medição dos pontos. O nível de cantoneira servirá para ajudar a deixar a baliza sempre nivelada, na posição horizontal. Essa ferramenta é dotada de um nível de bolha, que serve de base para auxiliar na hora de segurar a trena e efetuar a leitura. FIGURA 8 – BALIZA COM REFLETOR E UM NÍVEL DE CANTONEIRA ACOPLADO A UMA BALIZA Fonte: Wikimedia Commons. #ParaTodosVerem: a imagem mostra os equipamentos auxiliares baliza e nível de cantoneira. 23 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA Para a medida indireta de distâncias e a quantificação de ângulos na topo- grafia, utilizamos equipamentos como teodolito, estação total, nível óptico, GPS, entre outros. O teodolito é construído de tal forma que seus eixos, em um sistema, seguem um conjunto denominado regras. Quando uma des- sas condições não é atendida, os valores angulares resultantes são, obviamen- te, incorretos. FIGURA 9 –TEODOLITO DIGITAL Fonte: Daibert (2015, p. 44). #ParaTodosVerem: foto de um teodolito, em preto e branco, com display digital. Os teodolitos podem ser classificados quanto à finalidade, à forma e à precisão. • Quanto à finalidade: podem ser geodésicos, astronômicos ou topográficos. • Quanto à forma: mecânicos ou ópticos e eletrônicos. • Quanto à precisão: de baixa, média ou alta precisão. 24 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 A estação total consiste em um equipamento eletrônico, muito utilizado para medidas de ângulos e, indiretamente, para determinação de distâncias nos levantamentos topográficos. Alguns autores classificam como taqueômetro, quando se trata da estação total, a união de dois instrumentos: o teodolito e o distanciômetro. A estação total e o teodolito precisam de equipamento auxiliar, como a mira. No mercado, existem diferentes modelos de miras. Co- mumente, são fabricadas de madeira, fiberglass ou alumínio, as últimas po- dendo ser retráteis ou dobráveis. Além de todas as ferramentas que vimos até o momento, há um importante equipamento, acessório ou auxiliar, chamado tripé, que serve de base para a instalação dos equipamentos. O nível óptico ou nível topográfico serve para realizar o nivelamento topo- gráfico em terrenos, oferecendo elevada precisão e qualidade dos dados, o que reflete na precisão da medida. 1.2 GRANDEZAS MEDIDAS EM LEVANTAMENTOS TOPOGRÁFICOS Nos levantamentos topográficos, precisamos entender que temos várias grandezas a serem medidas. Dentre elas, destacamos as grandezas lineares e as grandezas angulares. 1.2.1 GRANDEZAS LINEARES E GRANDEZAS ANGULARES Nos levantamentos topográficos, realizam-se medidas de grandezas lineares e angulares. Os teodolitos possuem um sistema de eixo chamado: eixo VV: considerado o eixo principal, o eixo vertical; eixo HH: eixo secundário ou eixo horizontal; eixo ZZ: denominado eixo óptico da luneta ou eixo pontaria; eixo LL: eixo do nível da alidade. 25 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA As grandezas lineares são conhecidas como distâncias horizontais, distâncias verticais e distâncias inclinadas. Quando falamos em distâncias horizontais, estamos nos referindo à medida de distância entre dois pontos, que estão no mesmo plano horizontal. A distância vertical ou, como chamamos comumente, diferença de nível, ba- sicamente, é a distância entre pontos em um plano vertical. Já a distância inclinada consiste na distância entre dois pontos que seguem a inclinação topográfica do terreno. FIGURA 10 – REPRESENTAÇÃO DAS MEDIDAS DE DISTÂNCIA Fonte: Elaborada pela autora (2022). #ParaTodosVerem: imagem de um retângulo de linha azul, tendo escrito, ao longo da sua borda, no sentido horário, as letras indicativas: DH, B, B’, A’ DV, A. Ao centro do retângulo, está escrito: DI. Uma linha laranja corta o retângulo na diagonal, ligando o canto superior esquerdo, denominado A, ao canto inferior direito, denominado B’. No mesmo sentido, existe, sobrepondo a linha laranja, uma linha azul senoidal, com centro passando pelo ponto denominado DI. DH = Distância Horizontal; DI = Distância Inclinada; DV = Distância Vertical ou diferença de nível ou diferença de cota. 26 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 As grandezas lineares são medidas de distância, geralmente, dadas em me- tros, quilômetros ou centímetros. Elas podem ser medidas de duas formas: direta ou indireta. • Medida direta: quando se utilizam trenas, uma vez que as trenas possuem medidas conhecidas que se correlacionam com as áreas reais medidas em um terreno. • Medida indireta: na medição das grandezas lineares, utilizamos instrumentos que, indiretamente, medem essas distâncias, como os teodolitos, os níveis, as trenas eletrônicas, os GPS ou mesmo fotogrametria. Essas Medidas Eletrônicas de Distância – MED utilizam feixes de luzes para quantificar as distâncias. As grandezas angulares, dentro da topografia, são classificadas em horizon- tais e verticais. É considerado um ângulo horizontal aquele constituído por dois planos verti- cais, que contêm os comandos formados pelo ponto ocupado e os pontos vi- sados, sejam eles de vante ou ré. Os ângulos horizontais são sempre medidos na horizontal, razão pela qual o teodolito deve estar, rigorosamente, nivelado. Vante = visada ou ponto medido no sentido do caminhamento. Ré = visada ou ponto medido no sentido contrário ao caminhamento. 27 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA Além dos ângulos horizontais, há, ainda, os ângulos internos e os ângulos ex- ternos ao levantamento. FIGURA 11 – REPRESENTAÇÃO DE ÂNGULOS HORIZONTAIS INTERNOS E EXTERNOS Fonte: Elaborada pela autora (2022). #ParaTodosVerem: figura composta por dois triângulos retângulos com bordas vermelhas; à esquerda, ele possui um arco interno na aresta do ângulo reto com o texto “interno”, enquanto o da direita possui um arco externo ao ângulo reto com o texto “externo”. A determinação de ângulos verticais nos aparelhos pode ser de dois tipos: com origem no horizonte e com origem no zênite ou nadir. Os ângulos com origem no horizonte variam de 0° a 90° e recebem o nome de ângulos verticais na direção ascendentes (por cima do horizonte) ou des- cendentes (embaixo do horizonte). Os ângulos verticais podem receber a denominação zenital ou nadiral, varian- do de 0° a 360°. Atualmente, esses ângulos já vêm configurados para a maio- ria dos equipamentos utilizados nos levantamentos topográficos. 1.2.2 DIREÇÃO DAS GRANDEZAS ANGULARES E CONVERSÃO As grandezas angulares precisam de uma orientação que, na topografia, cha- mamos de direções. Quando analisamos o planeta Terra, podemos compará-lo a um imã. Isso ocorre em função da corrente elétrica, que cria um campo magnético em volta da Terra. Esse campo magnético desempenha uma força de atração so- bre a agulha da bússola, fazendo com que a agulha entre em movimento e estabilize sua ponta quando estiver apontando para o polo norte magnético. 28 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pelaportaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 Na sua rotação, diariamente, a Terra gira em torno de um eixo, sendo os pon- tos de encontro desse eixo denominados Polo Norte e Polo Sul verdadeiros/ geográficos. A diferença existente entre a indicação presente no Polo Norte magnético, medido com a agulha da bússola, e a posição do Polo Norte geo- gráfico é conhecida como declinação magnética. Essa declinação varia de 0° a 20°. Quanto à direção das grandezas angulares, foram criados dois conceitos importantes: azimute e rumo. De acordo com Tuller (2016) e Savietto (2017), o azimute consiste na direção, ou seja, é o ângulo formado entre a meridiana de origem, que contém os polos, magnéticos ou geográficos, e a direção considerada ou ponto medido. O azimute sempre será quantificado a partir do Polo Norte e lido do sentido horário, variando de 0 a 360°. FIGURA 12 – REPRESENTAÇÃO DA ORIENTAÇÃO AZIMUTAL 0º 40º 109º 90º 180º 206º 270º 338º Norte Fonte: Elaborada pela autora (2022). #ParaTodosVerem: ilustração de um plano cartesiano com o Norte acima, marcado como ângulo 0º; a partir dele, há segmentos no sentido horário, com marcações de ângulos, na sequência: 40º, 90º, 109º, 180º, 206º, 270º e 338º. 29 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA Já o rumo consiste no menor ângulo formado pela meridiana de origem, que materializa o alinhamento entre o Polo Norte Sul e a direção conside- rada ou o ponto medido. Inicia nos Polos Norte ou Sul, em sentido Leste ou Oeste, variando de 0 a 90°, e, geralmente, expressa o ângulo no qual se en- contra no quadrante. FIGURA 13 - DESENHAR UM ESQUEMA FEITO ESSE QUE ESTA NA FIGURA 70º 60º 30º 45º 2 1 N S3 W 4 E Fonte: Elaborada pela autora (2022). #ParaTodosVerem: ilustração de um plano cartesiano com o Norte (N), Sul (S), Leste (E), Oeste (W). Entre N e o segmento 1, aparece a marcação 70º, e, abaixo, um arco. Entre o último segmento e E, aparece o segmento 2, entre este e S, aparece a marcação 45º, e, acima, um arco. Entre o último segmento e S aparece o segmento 2, entre este e S, aparece a marcação 45º, e, acima, um arco. Entre o último segmento e W, aparece o segmento 3, entre este e S, aparece a marcação 30º, e, acima, um arco. Entre o último segmento e W, aparece o segmento 4, entre ele e N, aparece a marcação de 60º, e, abaixo, um arco. Quando analisamos essas direções, sempre que possível, recomenda-se a con- versão ou a transformação dos rumos em azimutes e vice-versa. Essa conversão é recomendada para se ter maior praticidade em cálculos, como as coordena- das, assim como para a orientação de estruturas em levantamentos de campo. O rumo deve conter o valor numérico do ângulo e acrescentar uma sigla (NE, SE, SW, NW). A primeira letra representa o local por onde se alcança a contagem, e a segunda adverte a direção do giro ou quadrante. 30 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 FIGURA 14 – PANO CARTESIANO DIVIDIDO EM QUADRANTES PARA FACILITAR A DETERMINAÇÃO DO AZIMUTE E DO RUMO 2 1 N S 3 W 4 E 4QNW 1QNE 2QSE3QSW R1 = Az1 R2 = 180º - Az2R3 = Az3 - 180º R4 = 360º - Az4 Fonte: Elaborada pela autora (2022). #ParaTodosVerem: plano cartesiano dividido em 8 pares: no quadrante e no sentido horário temos: quadrante 1: 1QNE e R1 = Az1; quadrante 2: R2 = 180º - Az2 e 2QSE; quadrante 3: 3QSW e R3 = Az3 - 180º; quadrante 4: R4 = 360º- Az4 e 4QNW. De posse dessas informações de Tuller (2016) e de Savietto (2017), podemos adaptar uma sequência de equações para conversão. TABELA 1 – CONVERSÕES/TRANSFORMAÇÕES DE AZIMUTES EM RUMOS Quadrante do azimute Azimute à direita do Norte Azimute à esquerda do Norte Quadrante Nordeste Rumo = Azimute Rumo = 360º - Azimute Quadrante Sudeste Rumo = 180º - Azimute Rumo = Azimute - 180º Quadrante Sudoeste Rumo = Azimute - 180º Rumo = 180º - Azimute Quadrante Noroeste Rumo = 360º - Azimute Rumo = Azimute Fonte: Adaptada de Tuller (2016) e Savietto (2017). TABELA 2 – CONVERSÕES/TRANSFORMAÇÕES DE RUMOS EM AZIMUTES Quadrante do Azimute Azimute à Direita do Norte Azimute à Esquerda do Norte Quadrante Nordeste Azimute = 360º - Rumo Quadrante Sudeste Azimute = 180º - Rumo Azimute = - 180º + Rumo Quadrante Sudoeste Azimute = - 180º + Rumo Azimute = 180º - Rumo Quadrante Noroeste Azimute = 360º - Rumo Azimute = Rumo Fonte: Adaptada de Tuller (2016) e Savietto (2017). 31 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA 1.2.3 MEDIDAS DE GRANDEZAS ANGULARES E LINEARES As medidas de distâncias ou grandezas lineares podem ser feitas com medições, na horizontal, entre os pontos, sejam eles ponto A e B. Procura-se, nesta grande- za, medir a projeção das distâncias de AB no plano topográfico horizontal HH’. Isso resulta na medição de A’B’, paralela à AB, conhecida como lance único. FIGURA 15– DETERMINAÇÃO DE DISTÂNCIA COM TRENA A LANCE ÚNICO Baliza Baliza Trena B A H A’ B’ H’ Fonte: Elaborada pela autora (2022). Existe, também, as medidas de vários lances. Nessa medida, o balizeiro, na posição ou ponto a ré (posicionado em A), orienta o balizeiro do ponto inter- mediário, cuja posição coincide com o final da trena ou do diastímetro, para que este se mantenha no alinhamento de forma correta. FIGURA 16 – DETERMINAÇÃO DE DISTÂNCIA COM TRENA A VÁRIOS LANCES Ré Intermediária 17m Vante DH A B DH = (4 x 20 + 17) = 97m Fonte: Elaborada pela autora (2022). Essas distâncias, quando não feitas com atenção, podem gerar erros, dentre os quais podemos citar: erros em função do comprimento da trena; erro de catenária; e erro de falta de verticalidade da baliza. 32 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 As medidas angulares de distâncias surgem da necessidade de se atender aos objetivos básicos da planimetria e da altimetria. A partir daí, torna-se necessá- rio efetuarem-se medições angulares nos planos horizontais, assim como nos verticais. Com isso, surgem os significados de ângulos horizontais e verticais. A partir de dois alinhos, definem-se dois planos verticais, que acontecem pe- las extremidades desses alinhamentos. Um ângulo horizontal é um ângulo diedro entre esses dois planos verticais. Formalmente, o sentido horário é adotado como positivo. Existem diversas maneiras de se medir ângulos hori- zontais, cada uma delas com aplicações e precisões finais desiguais, a escolha depende da finalidade de cada levantamento. As medidas de ângulos são feitas com teodolitos, estação total e bússola, po- dendo ser os teodolitos analógicos ou digitais. Com a bússola, além de medir a direção e conhecer a orientação, podemos determinar os ângulos de inclinação. CONCLUSÃO Esta unidade teve como objetivo apresentar a definição de topografia, sua representação e suas divisões, os tipos de erros e os principais instrumentos utilizados nos levantamentos topográficos. Além disso, foi possível, ainda, o conhecer as medidas e as grandezas angula- res e lineares, a direção das grandezas e o processo utilizado nas conversões de grandezas. Cabe salientar que, para determinar essas grandezas, precisa- mos de equipamentos como trenas, teodolitos, miras, balizas, estacas, pique- tas, nível, estação total, GPS entre outros. Dentro da topografia, esses são os conhecimentos iniciais para que seja possível seguir as etapas básicas para um levantamento topográfico, seja para a construção de um prédio, de um loteamento, de uma estrada, de barragens e tantas outras possibilidades. Erro de catenária: consiste em um erro advindo da formação de uma curva na trena, ao medir d4 em vez de d. 33 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA UNIDADE 2 OBJETIVO Ao final desta unidade, esperamosque possa: 34 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA > Fazer o levantamento topográfico e georreferenciamento. > Compreender os métodos. > Ser capaz de identificar as operações. 35 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA 2 LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO E GEORREFERENCIAMENTO INTRODUÇÃO DA UNIDADE Seja bem-vindo ao estudo de mais unidade sobre Topografia. Nesta unidade, avançaremos o aprendizado em mais algumas etapas. Vamos juntos nessa construção do conhecimento. 2.1 PLANIMÉTRICOS E EQUIPAMENTOS DE MEDIÇÃO Os levantamentos planimétricos são diversos procedimentos topográficos, que não levam em conta o relevo e tem o intuito de representar graficamen- te uma área do terreno através da obtenção de ângulos horizontais, ângulos verticais, distâncias horizontais, localização geodésica/geográfica e posição ou orientação. O levantamento planimétrico é dividido em vários métodos, sendo eles visto nos próximos tópicos. 2.1.1 TRIANGULAÇÃO Consiste no método que se baseia em uma série de interseções sucessivas ou encadeadas, onde mede-se uma única distância e os ângulos dos triângulos formados. 2.1.2 CAMINHAMENTO (OU POLIGONAÇÃO) Considerado uma das técnicas mais empregadas para a determinação de co- ordenadas de pontos em Topografia, especialmente no que diz respeito à de- terminação de pontos de apoio planimétricos. É compreendida como a me- dição de ângulos e distâncias que resulta em uma sucessão de alinhamentos. A poligonação pode partir de um ponto, retornando a este mesmo ponto, o que se denomina-se poligonal fechada ou partir de um ponto e retornar a outro ponto, o que denomina-se poligonal aberta. 36 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 FIGURA 1 – POLIGONAL FECHADA Fonte: Veiga; Zanetti e Faggion (2012). #PraTodosVerem: traz a representação de uma figura geométrica. FIGURA 2 – POLIGONAL ABERTA Fonte: Veiga; Zanetti e Faggion (2012). #PraTodosVerem: traz a representação de uma figura geométrica. Ainda, por questões de precisão e verificação de erro de fechamento angular e linear, também há a poligonal enquadrada, está partindo de dois pontos de coordenadas conhecidas e chegando a outros dois pontos também com coordenadas conhecidas. FIGURA 3 – POLIGONAL ENQUADRADA Fonte: Veiga; Zanetti e Faggion (2012). #PraTodosVerem: traz a representação de uma figura geométrica. 37 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA 2.1.3 INTERSEÇÃO (ÂNGULOS E DISTÂNCIAS) Este método é usualmente utilizado em situações que haja apenas três ele- mentos de um triângulo e os outros três a determinar. Como por exemplo, tendo duas distâncias e um ângulos medidos em campo e os demais ângulos e distância a determinar. Geralmente é utilizado para pontos inacessíveis. Para ângulos, dada a situação de que tenha os dados da distância de um lado da poligonal e de outros dois ângulos, então se aplica a lei dos senos: FIGURA 4 – POR INTERSEÇÃO DE ÂNGULOS. Fonte: Machado (2014). #PraTodosVerem: traz a representação de uma figura geométrica. Para distância, dada a situação de que tenha os dados da distância de dois lados da poligonal e apenas um ângulo, então se aplica a lei dos cossenos: Existem também os métodos secundários, que são aplicados eventualmente para levantar os aspectos naturais e artificiais do terreno, amarrando estas informações à poligonal principal. São eles: 38 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 2.1.4 IRRADIAÇÃO São determinadas a partir de um ângulo e uma distância a partir de um pon- to da poligonal principal. FIGURA 5 – LEVANTAMENTO POR IRRADIAÇÃO Fonte: Veiga; Zanetti e Faggion (2012). #PraTodosVerem: representação do planejamento do solo. 2.1.5 COORDENADAS RETANGULARES A posição do ponto P é definida por duas perpendiculares a partir de um pon- to da poligonal. 2.1.6 POLIGONAL TOPOGRÁFICA De acordo com a NBR 13133, que é a norma técnica brasileira que dispõe e orienta acerca de levantamentos topográficos no Brasil, as poligonais podem ser classificadas 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 que, baseada nos pontos de apoio, tem seus vértices distribuídos na área ou faixa a ser levantada, de tal forma que seja possível coletar, de forma direta ou indireta, por irradiação, por interseção 39 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA ou ordenadas sobre uma linha de base, os pontos de detalhes que se julgarem importantes, que devem ser estabelecidos pela escala ou nível de detalhamento do levantamento. Todos os pontos da poligonal topográfica (sejam principais, secundários ou irradiados) são denominados pontos topográficos. Esses pontos definem a área levantada topograficamente, podendo ser: a. Naturais: são pontos que já existem no terreno e foram objetos de levan- tamento (torre de igreja, árvores, postes, pontes, prédios etc.) b. Artificiais: são pontos implantados ou assinalados no terreno especifica- mente para execução do levantamento topográfico (piquetes, marcas de tinta, marcos geodésicos, referencias de nível (RNs) etc.). Na demarcação desses pontos há: a. Piquetes: geralmente fabricados de madeira, são utilizados para demar- car o ponto topográfico. b. Estacas testemunhas: também de madeira, geralmente são colocadas ao lado do piquete, para auxiliar a localização e na identificação do ponto topográfico, ou em obras de terraplenagem, com as indicações de altu- ras de corte/aterro. c. Marcos: têm função similar à dos piquetes, mas são mais resistentes às intempéries. A instrução técnica NS. DGC-N. 29/88 do IBGE apresenta a padronização dos marcos geodésicos. FIGURA 6 – TIPOS DE DEMARCAÇÕES DE PONTOS Fonte: Veiga; Zanetti e Faggion (2012). #PraTodosVerem: representação da marcação do solo. 40 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 Em alguns pontos de apoio, no caso de usos futuros, constrói-se a “monogra- fia do ponto”, a qual apresenta algumas informações: coordenadas do ponto, croqui de localização, data do levantamento, foto do ponto etc. FIGURA 7 – MONOGRAFIA DE MARCOS Fonte: Elaborado pela autora (2022). #PraTodosVerem: Esquema de uma Monografia de Marcos, com dados gerais, croqui, foto e itinerário. Para implantação da poligonal topográfica, além dos instrumentos principais necessários à avaliação de ângulos e distâncias (teodolitos e trena ou estação total), são utilizados alguns acessórios, definidos a seguir. 41 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA FIGURA 8 – ESTAÇÃO TOTAL E TEODOLITO. Fonte: Veiga; Zanetti e Faggion (2012). #PraTodosVerem: foto e esquema dos componentes de uma estação total e Teodolito. a. a) Nível de cantoneira: acessório no formato de cantoneira e que dispõe de bolha circular que permite a verticalidade da baliza ou do prisma. Pode ser conjugado ou livre, à baliza ou bastão. FIGURA 9 – NÍVEL DE CANTONEIRA. Fonte: Veiga; Zanetti e Faggion (2012). #PraTodosVerem: demonstra o nível da cantoneira. b. Balizas: hastes de aço (metalon, por exemplo) ou de madeira (pouco usual), de comprimento igual a 2 metros. Geralmente são arredondadas e pintadas com cores contrastantes (vermelho e branco, a cada 0,5 me- tros) para visualização nos meios urbano e rural. Têm uma ponteira (ge- ralmente de aço) para apoiar no ponto topográfico. Para garantir a verti-calidade, pode-se fazer uso do nível de cantoneira. 42 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 São utilizadas para materialização vertical do ponto topográfico. FIGURA 10 – BALIZAS Fonte: Veiga; Zanetti e Faggion (2012). #PraTodosVerem: duas linhas de balizas. c. Bastões: hastes de aço com a função de fixar o prisma refletor da estação total. Há no mercado alturas distintas destes bastões (entre 2,60 a 4,70 metros, ou até maiores). Pode-se conjugar ao bastão o nível de cantonei- ra. Para sua perfeita verticalidade, pode-se utilizar um bipé ou tripé. d. Tripés (e bipés): podendo ser de madeira ou de aço (metalon) e que per- mite a fixação dos instrumentos como níveis, teodolitos, estações totais, etc. Dotados de parafusos de fixação universal para todos os equipamen- tos citados. FIGURA 11 –TRIPÉS E BIPÉS Fonte: Veiga; Zanetti e Faggion (2012). #PraTodosVerem: imagens de diferentes tripés e bipés. e. Prisma: conjunto de espelhos que, acoplado na extremidade do bastão, permite o retorno do sinal da estação total. O modelo geralmente acom- panha as especificações do modelo da estação total. 43 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA FIGURA 12 – PRISMA Fonte: Veiga; Zanetti e Faggion (2012). #PraTodosVerem: equipamento de prisma. f. Miras: réguas graduadas em centímetros, com tamanho de 2 a 4 metros. Podem ser de madeira ou aço (mais comuns) e auxiliam principalmen- te nas práticas de nivelamento (medição de alturas relativas entre esses pontos) e de estadimetria (obtenção de distâncias horizontais e verticais). 2.2 ALTIMÉTRICOS E EQUIPAMENTOS DE MEDIÇÃO Determinar cotas e/ou altitudes de um ponto qualquer é uma atividade es- sencial em engenharia. Projetos de redes de esgoto, de estradas, planejamen- to urbano, entre outros, são exemplos de aplicabilidades que se utilizam des- tas informações. Esta determinação baseia-se 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 denomina- dos de nivelamento. 44 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 2.3.1 CONCEITOS IMPORTANTES Para saber mais sobre levantamento topográfico altimétrico é necessário ter conhecimento de alguns conceitos importantes: Altitude: É a distância vertical entre um ponto do terreno e a superfície de nível médio dos mares. A altitude pode ser geométrica (h), em que vai da superfície do elipsoide até a superfície física da terra, ao longo da normal. E também pode ser altitude ortométrica (H), que vai da superfície do geoide até a superfície física da terra, ao longo da vertical. Cota: É a distância vertical entre um ponto no terreno e a superfície de refe- rência arbitrária. O referencial altimétrico é o datum vertical, que é a superfície de referência ado- tada como origem altimétrica. No Brasil é definido a partir do NMM (Nível Médio dos Mares), medidos por equipamentos denominados marégrafos. O Datum al- timétrico está localizado no litoral de Santa Catarina, na cidade de Imbituba. O apoio geodésico altimétrico é o conjunto de marcos de concreto, denomi- nados de Referências de Nível (RN), que são materializados no terreno e que propiciam o controle altimétrico dos levantamentos topográficos. Desnível: É obtida pela diferença de cotas ou altitudes entre dois pontos. 2.3.2 LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO ALTIMÉTRICO O levantamento topográfico altimétrico ou nivelamento é definido por: um levantamento que tem o intuito, exclusivo, determinar as alturas relativas a uma superfície de referência dos pontos de apoio e/ou dos pontos de detalhe, pressupondo-se o conhecimento de suas posições planimétricas, visando a representação altimétrica da superfície levantada. Os equipamentos utilizados para esses levantamentos são: Teodolito, Níveis e Estações Totais. Existem, basicamente, três principais métodos de nivelamento, são eles: Geométrico, Trigonométrico e Taqueométrico.. 45 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA 2.3.2.1 NIVELAMENTO TRIGONOMÉTRICO É baseado na resolução de um triângulo retângulo. Para isto, é necessário cole- tar em campo, informações relativas à distância (horizontal ou inclinada), ângu- los (verticais, zenitais ou nadirais), além da altura do instrumento e do refletor. Esse nivelamento é obtido por instrumentos como teodolitos e estações totais. FIGURA 13 – NIVELAMENTO TRIGONOMÉTRICO Fonte: Veiga; Zanetti e Faggion (2012). #PraTodosVerem: traz a representação de uma figura geométrica. 2.3.2.2 NIVELAMENTO GEOMÉTRICO Operação que tem o intuito de determinar o desnível entre dois pontos a par- tir da leitura em miras (estádias ou em código de barras) que são efetuadas com níveis ópticos ou digitais. Este pode ser executado para fins geodésicos ou topográficos. A diferença entre ambos está na precisão (maior no caso do nivelamento para fins geodésicos) e na instrumentação utilizada. Os níveis são instrumentos que permitem definir com precisão um plano ho- rizontal ortogonal à vertical definida pelo eixo principal do equipamento. As principais partes de um nível são: • Luneta; • Nível de bolha; • Sistemas de compensação (para equipamentos automáticos); • Dispositivos de calagem e centragem. 46 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 FIGURA 14 – DIFERENTES MODELOS DE MIRAS. Fonte: Veiga; Zanetti e Faggion (2012). #PraTodosVerem: traz a representação de diferentes miras. 2.3.2.3 NIVELAMENTO TAQUEOMÉTRICO É um tipo de nivelamento em que as distâncias são obtidas de forma taqueo- métrica e a altura do sinal visado é obtida pela visada do fio médio do retículo da luneta do teodolito sobre uma mira colocada verticalmente no ponto cuja diferença de nível em relação à estação do teodolito e objeto de determinação. Realizado através de Teodolitos ou Estações totais (que possua os três fios do retículo) com visadas com qualquer inclinação. O levantamento taqueométrico é usado geralmente para definição planialtimétrica de parcelas do terreno, realizado através de poligonais e de irradiações a partir dos vértices das poligonais. 47 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA 2.3 PLANIALTIMÉTRICOS E EQUIPAMENTOS DE MEDIÇÃO Como vimos nos tópicos anteriores, o levantamento topográfico pode ser di- vidido em duas partes: o levantamento planimétrico, onde se procura deter- minar a posição planimétrica dos pontos (coordenadas X e Y) e o levantamen- to altimétrico, onde o objetivo é determinar a cota ou altitude de um ponto (coordenada Z). A realização simultânea dos dois levantamentos, seja ele planimétrico ou alti- métrico, origina o chamado levantamento planialtimétrico. A figura a seguir ilustra o resultado de um levantamento planialtimétrico de uma área. FIGURA 15 – PRODUTO DE UM LEVANTAMENTO PLANIALTIMÉTRICO. Fonte: Veiga; Zanetti e Faggion (2012). #PraTodosVerem: imagem aérea e (ao lado) levantamento planialtimétrico. 2.4 PONTOS COTADOS E CURVAS DE NÍVEL Na Topografia, alguns conceitos são muito importantes na hora de determi- nar e representar o relevo, sendo estes os pontos cotados, curvas de nível, perfil ou seção transversal, entre outras. 48 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 2.4.1 PONTOS COTADOS São pontos que são distribuídos de forma espacial num plano e que são re- presentados graficamente, tendo as suas altitudes ou cotas, levantados em um determinado terreno. FIGURA 16 – PONTOS COTADOS Fonte: Veiga; Zanetti e Faggion (2012). #PraTodosVerem: esquema que demonstra pontos cotados. 2.4.2 CURVAS DE NÍVELSão linhas imaginárias de mesma cota/altitude, e que são equidistantes entre si, e tem o intuito de representar o relevo de um determinado local. As curvas de nível cruzam cursos d’água em forma de “V”, com o vértice apontando para a nascente. É obrigatoriamente fechada. Podem ser distinguidas entre curvas mestras ou principais e secundárias. As mestras são representadas com traços diferentes das demais (mais espessos, por exemplo), sendo todas numeradas. As curvas secundárias complemen- tam as informações. 49 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA FIGURA 17 – CURVAS DE NÍVEL MESTRAS E SECUNDÁRIAS Fonte: Veiga; Zanetti e Faggion (2012). #PraTodosVerem: traz a representação de uma figura geométrica. 2.4.3 SEÇÃO TRANSVERSAL As seções transversais são formas de representação do relevo, através de vis- tas frontais, perpendiculares ao perfil longitudinal de um determinado local. A seção transversal, quando se trata do plano, ou perfil transversal (quando se trata de vetores), corresponde a um corte efetuado paralelamente ao eixo principal do projeto relacionado a um rio, estrada, ponte etc. FIGURA 18 – SEÇÃO TRANSVERSAL DE UM RIO. Fonte: Machado (2014). #PraTodosVerem: divisão entre terra e água (rio) em seção transversal. 2.4.4 LOCAÇÃO DE CURVAS DE NÍVEL Procedimento inicial em toda e qualquer obra. É feita com o intuito de im- plantar os diversos pontos necessários à execução da obra no terreno, sendo também denominada como a própria implantação da obra. Por meio dela é possível demarcar as posições de quaisquer pontos, em quaisquer obras: edi- ficações, rodovias, portos, hidrelétricas, saneamento, entre outros. 50 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 2.5 OPERAÇÕES DE ESCRITÓRIO As operações de escritório são feitas antes e depois de qualquer serviço de topografia. Antes de ir a campo, é importante conhecer a área visualizando- -a por meio de softwares como o Google Earth Pro ou Maps, onde se há a noção espacial da região. Após o levantamento topográfico, o topógrafo ou engenheiro irá ao escritório realizar o projeto, criando as mudanças futuras necessárias no terreno, para a implantação de obras na área. Atualmente é possível conjugar o uso de um programa para cálculo topo- gráfico e um programa CAD. Alguns programas de Topografia têm seu CAD próprio, outros trabalham em conjunto com um CAD específico, como o AU- TOCAD. Basicamente o que estes programas fazem é calcular as coordenadas dos pontos e lançá-las no editor gráfico para a realização do desenho. Além disto, apresentam uma série de facilidades e utilitários para o desenho, como traçado de curvas de nível utilizando Modelos Digitais de Terreno (MDT) ou Modelos Digitais de Elevação (MDE), criação automática de malha de coor- denadas, elaboração de perfis do terreno, inserção automática de folhas de desenho, rotulação de linhas com azimutes e distâncias etc. A figura a seguir exemplifica um destes softwares para se realizar estas operações. FIGURA 19 – SOFTWARE AUTOCAD Fonte: o autor (2022). #PraTodosVerem: tela de computador com representação no AUTOCAD. 51 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA CONCLUSÃO Chegamos ao fim desta unidade, que objetivou trazer como conhecimento e esclarecer as etapas de levantamento topográfico e georreferenciamento. Assim como os compreender os métodos e identificação das operações. Boa sorte na aplicação dos seus conhecimentos. UNIDADE 3 OBJETIVO Ao final desta unidade, esperamos que possa: 52 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA > Entender o que é terraplanagem suas aplicações. > Conhecer os procedimentos de cálculo de cortes e aterros. 53 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA 3 TERRAPLANAGEM INTRODUÇÃO DA UNIDADE A terraplanagem, como o próprio nome indica, consiste na alocação ou remo- ção de terreno para criar uma superfície plana, resolvendo uma série de pro- blemas que podem impedir a construção, uma parte mais alta do terreno e depositada em uma parte mais baixa, nivelando o terreno, isso é feito usando equipamentos especializados e um cálculo preciso da quantidade/volume de solo é necessário ser removida (corte) ou depositado (aterro) (SAVIETTO, 2017). De acordo com Savietto (2017), é importante entender que é comum gran- de volume de solo seja movimentado em obras de rodovias, ferrovias, canais, fundações de grandes edifícios, oleodutos e outras obras. Os levantamentos topográficos estão diretamente envolvidos na determinação das quantida- des ou volumes de solas movimentadas, ou seja, utilizando a terraplanagem. Essas avaliações são responsáveis não só por determinar essas quantidades, mas também por determinar a localização das estações de nivelamento ne- cessárias para realizar a movimentação do terreno necessária para moldar o terreno às inclinações e cotas especificadas no projeto. 3.1 NOÇÕES DE TERRAPLANAGEM Para entender sobre terraplanagem é fundamental conhecer as definições importantes sobre o tema a fim de compreender como acontece o processo de cortes e aterros na terraplanagem. 3.1.1 DEFINIÇÕES IMPORTANTES De acordo com Savietto (2017), Tuler e Saraiva (2016) e Daibert (2015) para en- tender melhor a terraplanagem ou o processo de corte e aterro dentro da topografia, é necessário definir alguns termos-chave que são: Cortes: São segmentos onde a instalação das geometrias planejadas exige a escavação dos materiais constituintes do solo. 54 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 FIGURA 1 – SEÇÃO EM CORTE Fonte: Elaborado pelo autor (2022). #PraTodosVerem: área de terreno com seção de corte Aterro: consiste em colocar uma camada de solo para revestir uma determi- nada área que se encontra com diferença de altura/cotas da base de nivela- mento. Preparar o terreno a fim de obter uma configuração desejada, através da deposição de terra. FIGURA 2 – SEÇÃO DE ATERRO Fonte: Elaborado pelo autor (2022). #PraTodosVerem: área de terreno preparada para aterro Seção mista: consiste em uma combinação de corte e aterro. O compacto também é necessário e, em pequenas áreas aterradas, pode ser feito manual- mente com sapos, que são ferramentas rudimentares que podem ser feitas a partir de obras ou mecanizadas. 55 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA FIGURA 3 – SEÇÃO MISTA Fonte: Elaborado pelo autor (2022). #PraTodosVerem: Área de terreno preparada com seção de corte e aterro, mista. O termo “operações de corte” refere -se à escavação propriamente dita, bem como a carga, transporte, descarga e colocação de materiais em seu destino final (aterro, bota-fora ou depósito). As cotas presentes nos processos de terraplanagem podem ser: vermelhas positiva, vermelhas negativas, vermelho nulas e pontos de passagem. As co- tas vermelhas consistem nas distâncias verticais entre um ponto da grade e o respectivo ponto correspondente no terreno. Cota vermelha positiva (+) ocorre quando o ponto da grade estiver acima do ponto correspondente no terreno, ou seja, está acima da cota correspondente necessitando de alocação de terra/solo para aterrar. Cota vermelha negativa (-) significa dizer que se o ponto da grade estiver abaixo do ponto correspondente no terreno, será ne- cessário cortar o excesso. Uma outra definição que é preciso entender é o ponto de passagem, que consiste no ponto de transição entre corte e aterro. Quando o ponto da grade coincide com o ponto do terreno, não há corte nem aterro, tendo, portanto, cota vermelha nula, significar dizer que o terreno está nivelado. 56 TOPOGRAFIAMULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 Seção de corte: O cálculo dos volumes de corte e aterro tem três compo- nentes básicos: uma cota de corte, um polígono definindo a área de cálculo e uma unidade básica de cálculo. Vermelhas positivas, vermelhas, vermelhas nulas e pontos de passagem são exemplos dessas cotas que encontramos em um polígono. A célula da grade regular também é um termo que precisamos nos familia- rizar ela consiste na unidade básica sobre a qual se efetuam os cálculos dos volumes de corte e aterros necessários, sendo que o volume total é a soma do volume de cada unidade (SAVIETTO, 2017; DAIBERT, 2015). Cabe destacar que perfil de um terreno consiste da intersecção da superfície do solo com o plano vertical que passa pelo alinhamento que define aquela direção. Se o perfil se refere ao eixo do caminhamento, denomina-se como Perfil Longitudinal; no entanto se em direção que atravessa o eixo de cami- nhamento, esse perfil é denominado de Transversal (DAIBERT, 2015). Um termo chave na terraplanagem são as células da grade regular, que é a unidade básica sobre a qual se efetua o cálculo dos volumes, sendo que o vo- lume total é a soma do volume (SAVIETTO, 2017; DAIBERT, 2015). Os aterros, quando necessários, deverão ser acompanhados da compactação do solo, para que esse fique firme, ou seja, passar repetidas vezes os equipamentos nos locais aterrados. Greide ou “Grade” é a linha que une dois a dois, um certo número de pontos dados num perfil. 57 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA 3.1.2 INCLINAÇÕES E ESTACAS DOS TALUDES Conforme Savietto (2017); Tuler e Saraiva (2016) e Daibert (2015), as inclinações das rampas laterais (ou, mais precisamente, os taludes) são, muitas vezes, ba- seadas nos tipos de materiais utilizados durante o trabalho com cálculos de cortes e aterros para projetos. A inclinação é dada como razão por haver tan- tas unidades horizontais para tantas unidades verticais. FIGURA 4 – DISTANCIA GEOMÉTRICA OU INCLINADA Fonte: Elaborado pelo autor (2022). #PraTodosVerem: ilustração mostrando a distância natural, distacia horizontal/reduzida e distância geométrica=distância inclinada. A inclinação do terreno pode ser conhecida como distância inclinada ou mesmo distância geométrica que consiste na distância entre o ponto A e B em linha reta, desconsiderando a distância natural da área com base no relevo. Por exemplo, a inclinação 2 para 1 (ou 2:1) significa que o aterro em questão avança 2 metros horizontalmente para cada avanço vertical de 1 metro. 58 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 Ao se proceder com o levantamento da área a exemplo de uma estrada, após terem sido estabelecidas as inclinações dos taludes, definindo-se os volumes de cortes e aterros, faz-se necessário estaquear a área de estudo levantada (SAVIETTO, 2017; DAIBERT, 2015). O corte ou o aterro a ser executado em uma dada seção transversal ao longo do eixo de uma estrada por exemplo, deve ser igual às diferenças entre a cota do terreno existente e a cota final da linha da grade. Sempre que for necessá- ria a realização e corte ou aterro deve-se estaquear a linha de eixo da estrada e colocar as estacas de taludes (ou de offset) na interseção da linha de terreno natural com o talude, seja de corte ou de aterro. As estacas denominadas de offset são normalmente cravadas, para fora da área nos aterros e para dentro, nos cortes. Os números das estacas são nor- malmente escritos no lado de fora das estacas, e os cortes e os aterros são marcados no lado interno, frequentemente com a distância ao eixo da estra- da (SAVIETTO, 2017; DAIBERT, 2015). Segundo Daibert (2015), cabe salientar que nos trechos a serem construídos em terrenos virgens, ou seja, em áreas sem desmatamento, é necessário que se faça a remoção, antes de qualquer operação, de todas as espécies vegetais e também da camada superior do terreno, ou seja, de características geotéc- nicas inadequadas para os locais de implantação dos projetos. Como as ope- rações de limpeza removem a porção superior do terreno natural. Algumas vezes, após ser determinada a posição correta da estaca de talude, elas são afastadas de 0,5 a 1,5 m na tentativa de preservá-la durante as operações de terraplanagem. 59 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA FIGURA 5 – REMOÇÃO DA CAMADA SUPERFICIAL DO SOLO Fonte: FreePik (2022) #PraTodosVerem: trator fazendo a remoção da camada superficial em área de corte e aterro. Nessa situação a seção de corte efetiva e, por conseguinte, o volume que é obtido pela diferença entre a área total resultante da remoção da camada su- perior do solo é quantificada matematicamente conforme equação: Seção de aterro efetiva = seção de aterro total + seção da camada superior retirada Já para a seção em condição e aterro, ocorre o processo inverso, retira-se a ca- mada vegetal antes de ser realizado. Desse modo o volume de solo necessário é maior quando se compara o volume necessário nos levantamentos expedi- tos, esse volume é quantificado de acordo com equação abaixo: Seção de corte efetiva = Seção de corte total - Seção da camada superior retirada Quando falamos em levantamentos expeditos do terreno em estudo, significar que tem como finalidade o reconhecimento da área sem muita precisão. 60 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 A camada vegetal pode ser desprezada em casos de estudos preliminares, no entanto, em fase de projeto efetivo deve ser avaliada em cada seção a neces- sidade de remoção. Essa necessidade é calculada pela multiplicação da dis- tância que separa os “off-sets” pela espessura média do solo vegetado, obtida por meio das sondagens (SAVIETTO, 2017; DAIBERT, 2015). 3.1.3 DETERMINAÇÕES DE ÁREAS Segundo Savietto (2017); Tuler e Saraiva (2016) e Daibert (2015), visando quan- tificar os volumes de solo, para os cálculos de corte e aterro, antes de iniciar os cálculos de corte e aterro especificamente, é necessário determinar as áreas das seções transversais. Desse modo as áreas das sessões transversais podem ser obtidas por diferentes métodos sendo eles: Os processos denominados de expeditos esse consiste em deduzir expressões analíticas, que fornecem o valor relativos as áreas das seções transversais, esse método é em função de parâmetros como: cota vermelha, declividade em cada seção do terreno. No método expedito tem-se equações de corte ou aterro pleno; seção mista para corte e para aterro, conforme equações abaixo: Cortes ou aterros plenos Seções mistas de aterro Seções mistas de corte Onde: h consiste na cota vermelha, medida no perfil do anteprojeto geomé- trico. T consiste na declividade transversal média do terreno, definida na plan- ta do anteprojeto geométrico, contando-se o número de curvas de nível (des- nível) no âmbito de cada seção transversal. 2l reflete a largura da plataforma 61 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA de terraplenagem. Constante para um dado trecho e definida em função da classe da rodovia. i, i’: são as declividades dos taludes de aterro e de corte, de- finidas pelo setor de geotécnica e constantes para um dado trecho estudado. Cabe salientar ainda que uma forma mais simples de se quantificar as áreas é considerar sempre horizontal a linha do terreno, desse modo realizam-se os cálculos das áreas de cortes ou aterros como uma função específica da cota vermelha conforme equação abaixo: É possível calcular área pelo método mecânico, onde se utiliza de um equipa- mento conhecido como planímetro, o qual possui um dispositivo que possi- bilita percorrer todo o entono da seção transversaldesenhada em carta topo- gráfica e se determina a área da seção. FIGURA 6 – PLANÍMETRO UTILIZADO PARA MEDIR ÁREA Fonte: Savietto (2017). #PraTodosVerem: equipamento utilizado para determinação de área, conhecido como planímetro. Apesar de obter-se bons resultados com esse método quando se tem cartas topográficas em escala de 1:200, o principal entrave ao seu uso é a obrigato- riedade de ter um desenho e a gabaritagem da seção transversal. Em praticamente todos os casos, a área da seção transversal pode ser de- terminada pelo uso de planímetro, a precisão é aceitável. Contudo na era da informática e dos programas computacionais o uso desse método tem redu- zido de forma considerável. 62 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 O método atual mais utilizado para determinação de áreas de seções trans- versais são os métodos computacionais que apresentam elevada precisão, e rotinas de cálculos adequadas, desde que o operador disponha do computa- dor com o programa computacional instalado e saiba manusear. O programa mais comum utilizado tem como base a ferramenta CAM, que consiste no desenho assistido por computador e o programa mais conhecido mundial- mente é o Autocad®. FIGURA 7 – USO DE CAD NO DESENHO DE POLIGONAIS PARA OBTER AS ÁREAS DE SEÇÕES TRANSVERSAIS Fonte: Savietto (2017). #PraTodosVerem: uso de ferramentas computacionais para determinar área. Existe também um método conhecido como método gráfico em que a área da seção transversal de uma poligonal é obtida por meio de desenhos e figu- ras geométricas e essas são subdivididos em figuras menores como triângu- los, quadrados e outras, a área final da poligonal é obtida pela somatória de todas as áreas das figuras geométricas. FIGURA 8 – TRIÂNGULO SUBDIVIDO EM OUTROS PARA FACILITAR O CÁLCULO DA ÁREA Fonte: Elaborado pelo autor (2022). #PraTodosVerem: subdivisão de um triângulo em triângulos menores visando facilitar o cálculo de áreas. 63 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA A determinação de áreas é fundamental dentro da topografia, e como visto até agora existem diversos métodos de quantificação, cada um com sua pe- culiaridade. A área é essencial para que alocar dentro da terraplanagem o vo- lume de solo correto para aterro, ou o volume de solo correto para ser cotado. 3.2 MÉTODOS DE CÁLCULO DE VOLUME DE CORTES E ATERROS Para compreender os cálculos de volume de cortes e aterros é essencial que se conheça os principais métodos, dentre os quais citam-se métodos de cál- culo de volume baseado em empréstimos; método da área média; método das seções transversais (prisma); método das superfícies equidistantes (áreas extremas); método das alturas ponderadas ou malhas cotadas; método do volume pela Fórmula Prismoidal; Método do diagrama de massa ou curva de massa dentre outros (SAVIETTO, 2017; DAIBERT, 2015). 3.2.1 PRINCIPAIS MÉTODOS DE CÁLCULO São diversos os métodos de cálculos para se determinar os volumes de corte assim como aterro, dentre os quais podemos destacar: Métodos de cálculo de volume baseado em empréstimos; método da área média; método das se- ções transversais (prisma); método das superfícies equidistantes (áreas extre- mas); método das alturas ponderadas ou malhas cotadas; método do volume pela Fórmula Prismoidal; Método do diagrama de massa ou curva de massa dentre outros. Métodos de cálculo de volume baseado em empréstimos De acordo com Tuler e Saraiva (2016), durante a elaboração ou execução de projetos que envolvam cálculos de movimento de terra, na grande maioria das vezes é necessário escavações em áreas vizinhas, a fim de construir os aterros. Essas escavações são denominadas de empréstimos. O volume de material coletado para o empréstimo normalmente é calculado com base no número de quilômetros percorridos do empréstimo até a obra. Cabe destacar que, as áreas contíguas, das quais os empréstimos são retira- dos, repetidamente pertencem a terceiros, que são também pagas de acordo com a quantidade de material retirado. 64 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 Ao utilizar o método do empréstimo para quantificar os dados imprescindí- veis para os cálculos do volume é necessária a obtenção das cotas em certos pontos, antes e após a remoção do material. Para isso, são constituídas uma ou mais linhas de base e duas ou mais referências de nível em localizações adequados e protegidas. Ao finalizar as escavações nas áreas de empréstimos, procedem-se os nivela- mentos por algum método. No método de empréstimos os volumes de solo podem ser calculados, multiplicando o corte médio pela área do polígono. Quando há grandes áreas, esse método apresenta desvantagem, pois demo- ra muito tempo. A vantagem é que existem alguns programas computacio- nais como o MATLAB que conseguem replicar a metodologia inclusive com maior resolução. Um dos métodos para se calcular volumes de corte e aterros é conhecido como método das áreas médias. Nesse método o volume de solo entre duas ou mais seções transversais é igualado a área média das seções transversais das duas extremidades multiplicado pela distância existente entre elas, assim o volume em metros cúbicos pode ser quantificado segundo a equação (TU- LER; SARAIVA, 2016). Onde: V consiste no volume em m3; A1 e A2 são as áreas das extremidades, em m2, e L consiste na distância entre as seções transversais, m. Caso as estacas sejam instaladas a cada 20 m de distância entre elas, a expres- são anterior pode ser reescrita conforme equação abaixo. Geralmente é construído um sistema de grades regular, ou seja, um quadrado que varia de 20 a 50m, sendo que as cotas são quantificadas em cada um dos vértices. Nos levantamentos, esse procedimento é realizado com o uso de estação total. 65 MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 TOPOGRAFIA É considerado um dos métodos mais simples, não é muito preciso, a não ser que as duas extremidades sejam iguais, mas os erros normalmente não são significativos. Caso uma dessas áreas extremas se aproxime de zero, como em um declive em que a seção transversal está mudando de corte para aterro, o erro será bastante expressivo. Para essa situação, a alternativa melhor é calcu- lar o volume como uma pirâmide, assim, tem-se um terço do produto da área da base em função da altura. O método conhecido como cálculo de volumes por meio de seções transversais (prisma) incide em computar a área através de aproximação com uma figura geométrica conhecida e multiplicar pela profundidade unificada (SAVIETTO, 2017; DAIBERT, 2015). Em alguns casos compara-se esse método à somatória de áreas infinitesi- mais, ou seja, integração de áreas. A aplicação desta equação julga seções planas paralelas entre si, espaçadas de uma distância “d”. Pode-se utilizar a equação abaixo para quantificar o volume: Onde: Vi= volume de solo (m3); Si e Si +1 = duas seções planas, paralelas e ver- ticais, de corte ou aterro; d – espaçamento horizontal entre as seções e igual a 20,00 m. Em condições em que o valor relativo a (d) seja constante e igual a 20 m, valor este usual para condição de projeto, a equação anterior passa a assumir o um formato diferente, conforme equação: Ainda é possível utilizar uma metodologia chamada de cálculo de Superfícies Equidistantes. Esse método segue o mesmo princípio do cálculo do método das seções transversais, no entanto, ao invés de se trabalhar com seções ver- ticais, usa-se seções horizontais. Nesse admite-se seções planas, paralelas, de áreas (si) espaçadas em uma mesma distância (d), conforme equação: 66 TOPOGRAFIA MULTIVIX EAD Credenciada pela portaria MEC nº 767, de 22/06/2017, Publicada no D.O.U em 23/06/2017 Onde: V é o volume em m3; S são as seções planas horizontais e d é a espaça- mento