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Topografa

Aluízio Alves da Costa Engenheiro Agrônomo, Licenciado em Ciência Agrícola, Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro e Agrimensor pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Tecnologia de Mato Grosso (IFMT) – Campus Cuiabá, onde, além de ministrar aula das disciplinas de Desenho e Topografa, é Diretor Geral desde 2009 do Campus Confresa.

Direção Geral Direção Editorial Edição Assistência Editorial Gerência de Produção e Arte Revisão

Jean Franco Sagrillo Jeanine Grivot Fabiano Vitor Dolata Buiarskey Melissa Harumi Inoue Pieczarka Marcia Tomeleri Miriam Raquel Moro Conforto Simone Venske

Revisão Comparativa Projeto Gráfco

Editoração Ilustração

C837t

Renee Cleyton Faletti  Adriana de Oliveira Oliveira Zilceano Fonseca Fabiano Vitor Dolata Buiarskey

Costa, Aluízio Alves da Topografia / Aluízio Alves da Costa. – Curitiba : Livro Técnico, 2011. 144 p. : il. ; 21 cm.

ISBN 978-85-63687-22-7

1.Topografia. 2. Engenharia Civil. 3. Altimetria. 4. Procedimento e Medição. 5. Geodésia. 6. Teodolito. I. Título. CDD 526.98

 Agradecimentos:  Ao Engenheiro Miguel Arcângelo Rossa Neto – Agritec Agrimensura  Aerofotogrametria Ltda, que gentilmente permitiu que fotografássemos seus equipamentos;  A MR Staub Engenharia Engenharia Ltda-EPP – Terrasul Terrasul Engenharia (www.terrasul.eng.br) (www.terrasul.eng.br) que cedeu fotograas utilizadas na obra.

2011 Todos os direitos reservados pela Editora do Livro Técnico Edifício Comercial Sobral Pinto  Avenida Cândido de de Abreu, 469 – 2º andar, andar, conjs. nºs 203-205 Centro Cívico − Cep: 80530-000 Tel.: (41) 3027-595 2/Fax: (41) 3076-8783 www.editoralt.com.br Curitiba − PR

Em conformidade com o Catálogo Nacional de Cursos Técnicos este livro é indicado, entre outros, para os seguintes cursos:

Eixo Tecnológico: Infraestrutura • Técnico em Agrimensura • Técnico em Saneamento • Técnico em Edicações • Técnico em Geodésia e Cartograa • Técnico em Estradas • Técnico em Geoprocessamento • Técnico em Hidrologia

Eixo Tecnológico: Recursos Naturais • Técnico em Recursos Minerais • Técnico em Mineração • Técnico em Aquicultura • Técnico em Geologia • Técnico em Agropecuária • Técnico em Agricultura • Técnico em Agroecologia • Técnico em Agronegócio

Eixo Tecnológico: Militar • Técnico em Sinalização Náutica • Técnico em Material Bélico • Técnico em Hidrograa • Técnico em Operações de Engenharia Militar • Técnico em Guarda e Segurança

Apresentação

Levando em consideração a atual situação da Cartograa nacionacio nal e o surgimento de cursos técnicos que possuam a disciplina de Topograa, notou-se que a bibliograa sobre tal assunto é escassa, desatualizada e com pouca aplicação prática.  Assim,  Ass im, neste nes te livro, livr o, procuram proc uramos os abordar, abor dar, com uma lingua li nguagem gem sim ples e acessível, as rotinas utilizadas na prática diária, não deixando de lado os aspectos aspectos teóricos. Nos capítulos iniciais apresentaremos apresentaremos os conceitos e as denições, o manuseio dos equipamentos, os cálculos de ângulos e distâncias aplicados na topograa e a utilização de pla nilhas de campo, passando em seguida para os métodos de medição utilizados em um trabalho em campo, como os cálculos e as converconver sões necessárias, a confecção e a forma de apresentação da planta topográca. Reservamos o último capítulo capítulo para uma breve explicação explicação sobre a utilização de sistemas automatizados de desenho (CAD), por ser esta ferramenta amplamente utilizada no espaço prossional. Todos os conhecimentos necessários para que o futuro prospros sional tenha capacidade técnica para a realização dos serviços são apresentados de maneira objetiva, sempre utilizando exemplos prá ticos, o que faz deste livro uma ferramenta importante e de consulta constante.

 Sumário CAPÍTULO 1 – Conceitos

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Introdução ....................................... .................. ........................................... ........................................... .......................................... ............................ ....... 9 .................... .......................................... .......................................... ......................... .... 10 Denições Preliminares .........................................

Classicação da Topograa ....................................... .................. ........................................... ........................................... ..................... 16 ................... .......................................... ........................................... ......................... ... 17 Aplicações da Topograa ........................................ ................... .......................................... ........................................... ........................................... ............................ ....... 17 Atividades ........................................

18

CAPÍTULO 2 – Equipamentos Topográcos ..................... ........................................... ............................... .......... 18 Classicação dos Equipamentos ...........................................

.................... .......................................... .......................................... ........................................... ......................... ... 21 Nível Óptico .........................................

Teodolito .......................................... ..................... ........................................... ........................................... .......................................... ............................ ....... 21 ................... ........................................... ........................................... .......................................... ............................ ....... 28 Atividades ........................................

29

CAPÍTULO 3 – Graus, Rumos e Azimutes ................... ........................................... .......................................... ............................ ....... 29 Operações com Graus .........................................

................... .......................................... ........................................... .................................... .............. 31 Rumos e Azimutes ........................................ ..................... .......................................... ........................................... ........................................... ................................ ........... 33 Escala ..........................................

Medidas de Superfície ........................................ ................... .......................................... .......................................... ............................. ........ 35 ...................... .......................................... .......................................... .......................................... .......................... ..... 35 Atividades...........................................

37

CAPÍTULO 4 – Procedimentos para Medições Serviço de Campo.......................................... .................... ........................................... .......................................... ................................... .............. 37

................... .......................................... ........................................... ........................................... ............................ ....... 52 Atividades ........................................

53

CAPÍTULO 5 – Tipos de Levantamentos Topográcos ................... .......................................... ....................................... .................. 54 Levantamento por Irradiação ........................................ ..................... ........................................... .................................... .............. 54 Levantamento por Ordenadas .......................................... .................... ........................................... ............................ ....... 55 Levantamento por Caminhamento .......................................... .................. ........................................... ....................................... .................. 55 Levantamento por Interseção ........................................ ........................ ................. ................. ................. ................. ........... ... 56 Caderneta de Campo (ou de Anotações) ................ ................... ........................................... ............................. ........ 59 Desenho da Área Utilizando Régua .........................................

..................... ........................................... ........................................... .......................................... .......................... ..... 60 Atividades..........................................

CAPÍTULO 6 – Levantamento Topográco por Poligonação (Caminhamento)

61

.................... .......................................... .......................................... ................................ ........... 61 Etapas dos Cálculos ......................................... ................... ........................................... ........................................... .......................................... ............................ ....... 76 Atividades........................................

CAPÍTULO 7 – Levantamento da Poligonal com Amarração de Pontos Detalhes

78

.......................... ............... ...... 79 Cálculo dos Ângulos Horizontais dos Pontos Detalhes (H’) .................

......................... ................ .......... 80 Cálculo das Distâncias Horizontais dos Pontos Detalhes ................. ..................... .................................... .............. 81 Cálculo dos Azimutes dos Pontos Detalhes ........................................... ........................ ........ 82 Cálculo das Coordenadas Relativas (x; y) dos Pontos Detalhes ................

Cálculo das Coordenadas Totais (ou Absolutas) dos Pontos Detalhes (x; y) ..... ..... 83 ......................... ................. ................. ................. ................ ............. ..... 84 Cálculo da Área pelo Método de Gauss ................ ................... .......................................... .......................................... .......................................... ............................. ........ 90 Atividades........................................

92

CAPÍTULO 8 – Altimetria ................... .......................................... ........................................... ......................... ... 92 Métodos de Nivelamento ........................................

..................... .......................................... ........................................... ........................................... ..................... 104 Plano Cotado .......................................... .................... ........................................... ........................................... ....................................... .................. 107 107 Curvas de Nível ......................................... ..................... .......................................... .......................................... ............................. ........ 110 Nivelamento à Régua .......................................... ................... ........................................... ........................................... ................................ ........... 111 Transporte de Cotas ........................................ ................... ........................................... .......................................... .................................... ............... 111 Desenho do Perl .........................................

Atividades........................................... ...................... .......................................... .......................................... .......................................... .......................... ..... 112

113

CAPÍTULO 9 – Convenções Topográcas .................... .......................................... ..................... 113 Princípio Geral do Uso das Convenções .........................................

Atividades ........................................ ................... .......................................... ........................................... ........................................... ............................ ....... 122

124

CAPÍTULO 10 – Aplicativo CAD Congurando o AutoCAD para Topograa ................ ........................ ................. ................. ................ ................. ........... .. 125

................... .......................................... .......................................... ................................ ........... 129 Entrando com Dados ........................................ ................... .......................................... ........................................... .................................... .............. 130 Comandos e Início ........................................ ................... .......................................... .......................................... .......................................... ......................... .... 134 Desenhando ........................................ ................... ........................................... ........................................... ..................... 137 137 Desenhando com Precisão ........................................ ................... .......................................... ........................................... ........................................... ............................ ....... 143 Atividades ........................................

Referências Referênc ias Bibliográcas

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1

Conceitos Introdução Quando o homem criou a agricultura, tornando-se sedentário, surgiram os primeiros conceitos de Topografia Topografia.. Devido à necessidade necessid ade de demarcar a terra para que o vizinho não se apropriasse da colheita, ou quando as plantações às margens do Rio Nilo foram destruídas pelas cheias, houve o desenvolvimento de novas técnicas de medição, chegando aos equipamentos que utilizamos hoje. A palavra Topografia é originada do Grego: Topos (lugar) e Graphein (descrição), ou seja, literalmente Topografia significa descrição dos lugares.  A Topogr opo grafi afiaa tem por final fin alid idade ade determ det ermin inar ar o contor con torno, no, a dimen di mensã sãoo e a posição relativa de uma porção limitada da superfície, sem levar em conta a curvatura resultante da esfericidade terrestre. A Topografia se incumbe da representação de todos os detalhes naturais como montanhas, rios, lagos e  vales  val es,, dos d os artif ar tific icia iais is como com o canai can ais, s, estra est radas das,, edifi edi fica caçõe çõess e cida c idades des.. Para a realização de projetos de qualquer obra de engenharia (construção civil, viadutos, barragens, estradas, atividades agrícolas, pastoris ou florestais, de exploração mineralógica, saneamento, entre outras) é necessária a confecção de uma planta que contenha as informações pertinentes pertinentes para cada caso.  A confec con fecçã çãoo de carta ca rtas, s, mapas map as ou planta pla ntass se faz fa z aplic apl ican ando do os conhec con heciimentos estudados pela ciência chamada Cartografia . Os principais ramos da Cartografia são a Geodésia, a Topografia, o Sensoriamento Remoto e a Fotogrametria.  É indis in discu cutív tível el a impor imp ortân tância cia da Topogr opo grafi afiaa para par a a Engenh Eng enhar aria ia,, pois poi s a planta topográfica é imprescindível para a elaboração e execução de qualquer projeto que deva ser implantado em uma determinada região.

9  C   o n  c   e i      t     o  s 

Denições Preliminares Cartografia – É a ciência aplicada

na confecção de cartas, plantas e mapas.

Geodésia –

Estuda a forma da Terra e das posições relativas dos acidentes naturais e artificiais, levando em conta a curvatura da Terra. – É uma aplicação da matemática, principalmente da geometria, e é empregada na medição das terras com todos os seus acidentes naturais e artificiais, representando-os em uma figura plana que se chama planta topográfica. Topografia

 É a repres rep resent entaç ação ão de porçõe por çõess rela re lativ tivame amente nte bem restri res trita tass (limi (l imita tadas das,, pequen peq uenas as)) da Terra, desta forma, convencionou-se limitar a área a ser levantada topograficamente a um círculo de 50 km de raio, em que o erro linear devido à curvatura da Terra será em torno de um metro, considerado insignificante para tal área, o limite de 50 km de raio, na prática, não restringe os levantamentos topográficos.  A Topogr opo grafi afiaa e a Geodés Geo désia ia têm o mesmo mes mo objeti obj etivo, vo, a repre re prese senta ntaçã çãoo de porçõe por çõess da superfície terrestre. A diferença entre elas reside apenas no campo de atuação de cada uma, pois enquanto a Topografia se limita ao estudo e representação de áreas de dimensões reduzidas, a Geodésia se ocupa da determinação da forma geométrica da Terra e do estudo de grandes extensões da sua s uperfície. – É a ciência que tem por objetivo a determinação e mensuração dos elementos que figuram em uma imagem fotográfica. Quando a fotogrametria utiliza fotografias aéreas (tomadas a partir de uma aeronave) tem-se a aerofotogrametria. Fotogrametria

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– É a parte da topografia que trata das medições dos ângulos e distâncias tanto no plano horizontal como no vertical. Topometria

     s      o       t        i      e      c      n      o        C

- Parte da Topografia que estuda as formas do relevo terrestre tendo como finalidade a r epresentação topográfica. GPS ( Global Global Positioning System – Topologia

– Ramo da cartografia que utiliza sensores eletrônicos na captação e registro da energia refletida ou emitida por objetos, dela fazem parte os satélites imageadores e GPS . Sensoriamento Remoto

Sistema de Posicionamento Global): 

 É um sistema siste ma de posicionamento posic ionamento por satélite que permite a obtenção das coordenadas de um ponto sobre a superfície terrestre. O GPS  foi desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos.

– É a ciência que determina e interpreta inter preta as profundidades profundi dades e a Topografia Topografia dos oceanos, rios e lagos. Batimetria Carta

– Geralmente em escala pequena, os acidentes são representados de forma

precisa. – Geralmente em média ou grande escala, os acidentes são representados da forma mais rigorosa possível. Mapa

– Geralmente em escala grande, destinada a fornecer informações muito detalhadas, a área abrangida é muito restrita. Planta