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Aula 3 – Equipamentos topográficos

Professora: Marcela Midori Yada Disciplina: Topografia Curso: Agronomia

• INSTRUMENTOS UTILIZADOS EM MEDIDAS LINEARES DIRETAS E INDIRETAS • Trenas • Acessório • Mira • Leitura de mira • INSTRUMENTOS DE MEDIDAS DE DIREÇÃO ANGULARES • Teodolitos • Partes de um teodolito • Classificação dos teodolitos • PROCEDIMENTO PARA MEDIÇÃO COM TEODOLITO

INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS • Medidas lineares e angulares num plano horizontal • Forma direta e indireta • Ocorrem tanto na horizontal quanto na vertical

Cuidados e precisão nas medidas Cuidados na medição de distância: • Manutenção do alinhamento a medir; • Horizontalidade da trena; • Tensão uniforme nas extremidades. Precisão na medição de distância: • Dispositivo de medição utilizado; • Acessórios; • Cuidados tomados durante a operação.

Cadernetas de Campo • Documento onde são registrados todos os elementos levantados no campo (leituras de distâncias, ângulos, régua, croquis dos pontos, etc.); • Normalmente são padronizadas, porém, nada impede que a empresa responsável pelo levantamento topográfico adote cadernetas que melhor atendam suas necessidades.

Ponto topográfico • • • • •

É um acessório. Serve para identificar um local de referência para orientação dos trabalhos. Deve estar implantado dentro dos limites do local de trabalho. Pode ser oficial – criado por órgãos de normatização como IBGE, Incra, Petrobrás e Furnas. Tem preso ao corto uma chapa de metal com as inscrições de sua identificação gravadas.

Piquetes • Permitem a materialização do ponto topográfico no terreno; • Fabricados de madeira roliça ou de seção quadrada com a superfície no topo plana; • Marcados na sua parte superior com pregos ou outras formas de marcações que sejam permanentes; • Comprimento de 15 a 30 cm e diâmetro de 3 a 5 cm; • Cravado no solo, porém, com 3 a 5 cm visível.

Estacas testemunhas • Utilizadas ao lado de cada piquete (30 a 50 cm) com a finalidade de facilitar a localização dos piquetes; • Chanfradas na parte superior para conter o número de ordem do piquete; • Devem ficar aproximadamente 50 cm fora do terreno.

Balizas • Utilizadas para manter o alinhamento, na medição entre pontos, quando há necessidade de se executar vários lances com o diastímetro; • Acessório, feito de tubos de ferro: • • • •

diâmetro de aproximadamente 2 cm, ponta de ferro, dividida em 2 lances de 1 m, com rosca para montar e desmontar, facilitando o transporte.

• Pintada em faixas de 50 cm, de vermelho e branco ou preto e branco, facilitando a visualização no campo.

Materializar a vertical nos pontos topográficos Manter o alinhamento na medição entre pontos – necessidades de vários lances

Posição da baliza

Termômetro

Instrumento usado para a medição da temperatura que se destina a correção dos valores obtidos no levantamento.

Barômetro: • instrumento usado para a medição da pressão atmosférica que se destina a correção dos valores obtidos no levantamento.

Trena • Fita graduada de metro em metro, apresentando subdivisões em decímetros e centímetros. • Pode ser de lona, fibra de vidro ou aço. • Com comprimentos de 10m, 20m e 50m.

Trena analógica • Acessório utilizado para proceder às medidas horizontais, verticais e inclinadas, lidas diretamente em sua fita, • Pode ser de tecido, fibra de vidro, aço. • Tem comprimento variável, podendo ir de 3 m até 50 m. • 2 marcações: metros e polegadas. • Marcação em metros feita com tracinhos em milímetros e com numeração impressa a cada centímetro.

Trena digital • • • •

Acessório, Mostrador digital, Faz leitura por laser, simplificando o trabalho, Cálculo de áreas e volumes.

Nível de cantoneira • Aparelho em forma de cantoneira e dotado de bolha circular, acoplado à baliza. • Permite à pessoa que segura a baliza posicioná-la corretamente (verticalmente) sobre o piquete ou sobre o alinhamento a medir. • Acessório feito de plástico ou ferro;

Prumo • Acessório para trabalho topográfico, • Determina a instalação exata dos aparelhos sobre as estações;

Mira

Mira • Régua graduada, normalmente com traços espaçados de 1 cm e numeração impressa a cada 10 cm. • Projetada para leitura na vertical, • Pode ser de madeira ou alumínio • 3 a 4 m de comprimento, • com mecanismo de dobra ou telescópica, para facilitar o transporte.

MIRA FALANTE

Valores em metro, decímetro, centímetro e milímetro 1 a 5 m Madeira, fibra de vidro, alumínio

MIRA FALANTE

Metros

Decímetro Centímetro – Preta (impar) Branca (par)

Nível de Mangueira • Mangueira d'água transparente que permite, em função do nível de água das extremidades, proceder a medida de distâncias com o diastímetro na posição horizontal. • Este tipo de mangueira é também muito utilizado na construção civil em serviços de nivelamento (piso, teto, etc.).

Dinamômetro

Aparelho que se destina à medição das tensões que são aplicadas aos diastímetros para assegurar que a tensão aplicada seja igual a tensão de calibração.

Distanciômetro • Instrumento destinado a medir distâncias inclinadas. • Deve ser acoplado a um teodolito para possibilitar a medição do ângulo vertical para calcular a distância horizontal e a distância vertical.

Bastão • Serve de suporte para o prisma • Tem marcação para leitura da altura de instalação

Prisma • Acessório utilizado para refletir os sinais emitidos pelos aparelhos eletrônicos • Serve de anteparo para esses sinais retornarem ao aparelho disparando seu sistema de processamento. • Constituído de espelhos de vidro. • Reflexão do sinal emitido por um distanciômetro ou uma estação total.

Tripé • Acessório • Ferramenta com 3 pés reguláveis • Serve para a instalação dos aparelhos de medição, que podem ser o nível, o teodolito, a estação total ou qualquer outro que necessite de instalação fixada para o trabalho

Noções gerais Parafuso para travar o teodolito e o nível

Bipé

• Suporte para apoio da baliza ou do bastão.

Bússola • Instrumento de orientação, trabalha segundo o magnetismo dos polos da Terra. • Um dos mais utilizados para orientação • Possui uma agulha imantada que aponta para os polos da Terra, que são magnéticos. • Seu uso possibilita uma direção razoável de posição e navegação.

Nível • Permite verificar a diferença de altura entre dois pontos. • Instrumento destinado a gerar um plano horizontal de referência para calcular os desníveis entre os pontos. • Podem ser automáticos ou digitais. • Operação de transporte de cotas • Podem ser óticos, digitais e a laser.

• Podem ser automáticos ou digitais.

Conhecendo um nível

1 – Base 2 – Circulo horizontal 3 – Marca de referência do círculo horizontal 4 – Trava do compensador 5 – Parafusos de ajuste de foco 6 – Ponto de Mira 7 – Lentes objetivas 8 – Parafuso de ajuste horizontal 9 - Parafusos de nivelamento (calantes)

Conhecendo um nível

10 – Bolha circular (nível esférico) 11 – Prisma visor do nível 12 – Tampa da ocular 13 – Focagem da ocular

Teodolito • Composto por uma luneta com movimentos vertical e horizontal e 2 discos, com marcações correspondentes aos ângulos formados por esses movimentos. • Equipamentos destinados à medição de direções, horizontais e ângulos verticais, zenitais ou nadirais. • Determinação dos ângulos internos ou externos de uma poligonal, bem como a posição tridimensional de determinados detalhes necessários ao levantamento.

Teodolito • Instrumento óptico de medição de posições relativas. • Inventado pelo italiano Ignazio Porro, em torno de 1835. • Vulgarmente utilizado em topografia, navegação, na geodésia, agrimensura e em meteorologia; • Funciona com uma óptica montado sobre um tripé centrado (norteado) e verticalizado, podendo possuir ou não uma bússola incorporada, com indicadores de nível, permitindo uma total liberdade de rotação horizontal ou vertical; • Mede distâncias relativas entre pontos determinados, em escala métrica decimal (múltiplos e sub-múltiplos).

Três gerações de teodolitos: o trânsito (mecânico e de leitura externa); o ótico (prismático e com leitura interna); e o eletrônico (leitura digital).

-ELETRÔNICOS - DISTANCIÔMETRO ELETRÔNICO INTEGRADO - MEDEM ÂNGULOS DIGITALMENTE OU ÂNGULOS E DISTÂNCIAS DIGITALMENTE. - OS ÂNGULOS LIDOS DIRETAMENTE - VISOR COM DISPLAY DE CRISTAL LÍQUIDO (LCD), LEITURA DIGITAL.

Partes do teodolito 1 – Mira 2 – Luneta 3 – Parafuso de trava do eixo horizontal 4 – Parafuso de coincidência do eixo horizontal (ajuste micrométrico) 5 – Tela 6 – Teclado 7 – Parafuso de nivelamento 8 – Ponto central do eixo 9 – Prumo ótico 10 – Base nivelante

Partes do teodolito 11 – Alça de transporte 12 – Parafuso de trava da alça 13 – Nível tubular 14 – Fecho da base nivelante 15 – Tampa da bateria 16 – Foco da luneta 17 – Foco do retículo 18 – Parafuso de trava do eixo vertical 19 – Parafuso de coincidência do eixo vertical (ajuste micrométrico) 20 – Nível esférico

Partes do teodolito Leitura de ângulo vertical

Alterna entre ângulo horário (R) e anti horário (L)

“Zera” o aparelho

Liga/Desliga

Leitura de ângulo horizontal

Indicação da carga da bateria Manual de instruções – DGT2/DGT10 - Berger

INSTALANDO O TRIPÉ

Soltar as pernas do tripé, trazendo-a à altura do queixo, fixar as pernas e posicionálo sobre o ponto topográfico

Colocar o prato do tripé o mais horizontal possível Centrar no ponto topográfico

Retirar o Teodolito da caixa e posicioná-lo sobre o prato, efetuando sua fixação com o Parafuso da base.

NIVELAMENTO DO APARELHO

Nivelamento do Teodolito

Nivelamento do prato do tripé

Alinhamento do nível, ortogonalmente linha inicial

Calagem da bolha com o parafuso ortogonal a linha inicial.

Focagem dos retículos da luneta

Focalização e paralaxe de observação Retículos: Nítidos e bem definidos

topoalfaror.blogspot.com

Estação total • Conjunto com um teodolito eletrônico, um distanciômetro a ele incorporado e um microprocessador que automaticamente monitora o estado de operação do instrumento; • Capaz de medir ângulos horizontais e verticais (teodolito) e distâncias horizontais, verticais e inclinadas (distanciômetro). • Totalmente digital – faz cálculos e armazena dados, descarregados em um programa específico, desenha a operação efetuada.

GPS – Global Positioning System • Posicionamento por satélites. • O GPS não é um equipamento utilizado na medida de ângulos e/ou de distâncias, porém, é muito empregado atualmente em serviços de Topografia e Geodésia pois possibilita a localização espacial de um ponto no terreno em tempo real. • Determinação de coordenadas planas UTM ou através de coordenadas Geográficas, além da altura ou altitude (h).

• Os equipamentos são usados para obtenção de ângulos horizontais e verticais; • Distâncias horizontais, inclinadas e verticais.

• Os dados coletados com auxílio dos equipamentos em conjunto com conhecimentos d trigonometria é possível representar (desenhar) área que será objeto de projeto ou de obra.

Medidas Planimétricas

Lineares

Diretas

Indiretas

Angulares

Horizontais

Verticais

Medidas lineares - Distância Horizontal (DH): medida entre dois pontos, no plano horizontal. Este plano pode passar tanto pelo ponto A, quanto pelo ponto B em questão (GARCIA, 1984). - Distância Vertical ou Diferença de Nível (DV ou DN): medida entre dois pontos, num plano vertical que é perpendicular ao plano horizontal. - Distância Inclinada (DI): medida entre dois pontos, em planos que seguem a inclinação da superfície do terreno.

É importante lembrar que as grandezas representadas pela planimetria são: • distância e ângulo horizontais (planta); Grandezas representadas pela altimetria são: • distância e ângulo verticais, representados em planta através das curvas de nível, ou, através de um perfil.

Equipamentos de medição - linear

- Diretas

Trenas (aço, lona, fibra de vidro)

- Indiretas

Teodolito (ótico, trânsito, eletrônico)

Trena eletrônica

Distanciômetro eletrônico

Estação total

Medidas angulares • Ângulo Horizontal (Hz) ou azimutal: medido entre as projeções de dois alinhamentos do terreno, no plano horizontal.

Ângulo horizontal medido entre as arestas (1 e 2) de duas paredes de uma edificação. O ângulo horizontal é o mesmo para os três planos horizontais mostrados.

Ângulos horizontais de alinhamento Azimute: • São ângulos de orientação medidos a partir do norte (N) em sentido horário em direção ao alinhamento da poligonal. • Varia de 0o a 360o

Rumo: • São ângulos de orientação medidos a partir do norte (N) ou do sul (S) em direção ao alinhamento da poligonal. • Varia de 0º a 90º

Equipamentos de medição - angular • Teodolito e Estação total

Fontes de erros nas medidas 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Catenária; Tensão; Temperatura; Diastímetro não na horizontal ou desvio vertical; Verticalidade da baliza; Alinhamento incorreto ou desvio lateral; Comprimento incorreto do diastímetro.

• Catenária: É a curvatura do diastímetro que aparece devido ao seu peso e ao comprimento medido. Para evitá-la, é necessário utilizar diastímetros leves, não muito longos e aplicar tensão apropriada (segundo normas do fabricante) às suas extremidades.

• Tensão: As tensões aplicadas nas extremidades dos diastímetros dificilmente se mantêm uniformes, o que ocasiona variação na flecha da catenária.

• Temperatura: A temperatura influi ocasionando a dilatação dos diastímetros metálicos. É um erro desprezível. • Diastímetro não na horizontal ou desvio vertical: É um erro cometido quando o diastímetro não é colocado em nível; ocorre principalmente, devido à inclinação do terreno.

• Verticalidade da baliza: Ocasionado por uma inclinação da baliza. Este tipo de erro só poderá ser evitado se for feito uso do nível de cantoneira.

• Alinhamento incorreto ou desvio lateral: É um erro cometido quando o balizeiro não é observado com precisão. A extremidade do diastímetro fica fora do alinhamento.

• Comprimento incorreto do diastímetro: Afetado pela tensão aplicada em suas extremidades e também pela temperatura ambiente. A correção é função dos coeficientes de elasticidade e de dilatação do material.