apostila altimetria

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Maria Ceclia Bonato Brandalize

Topografia

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13. Levantamentos Altimtricos Ou, simplesmente, nivelamento, a operao que determina as diferenas de nvel ou distncias verticais entre pontos do terreno. O nivelamento destes pontos, porm, no termina com a determinao do desnvel entre eles mas, inclui tambm, o transporte da cota ou altitude de um ponto conhecido (RN Referncia de Nvel) para os pontos nivelados. Assim, segundo GARCIA e PIEDADE (1984): A altitude de um ponto da superfcie terrestre pode ser definida como a distncia vertical deste ponto superfcie mdia dos mares (denominada Geide). A cota de um ponto da superfcie terrestre, por sua vez, pode ser definida como a distncia vertical deste ponto uma superfcie qualquer de referncia (que fictcia e que, portanto, no o Geide). Esta superfcie de referncia pode estar situada abaixo ou acima da superfcie determinada pelo nvel mdio dos mares. Ento, segundo ESPARTEL (1987): altitude corresponde um nvel verdadeiro, que a superfcie de referncia para a obteno da DV ou DN e que coincide com a superfcie mdia dos mares, ou seja, o Geide. Altitude Nvel Verdadeiro cota corresponde um nvel aparente, que a superfcie de referncia para a obteno da DV ou DN e que paralela ao nvel verdadeiro. Cota Nvel Aparente A figura a seguir (GARCIA, 1984) ilustra a cota (c) e a altitude (h) tomados para um mesmo ponto da superfcie terrestre (A). Torna-se evidente que os valores de c e h no so iguais pois os nveis de referncia so distintos.

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Segundo ESPARTEL (1987), os mtodos de nivelamento utilizados na determinao das diferenas de nvel entre pontos e o posterior transporte da cota ou altitude so: 13.1. Nivelamento Baromtrico Baseia-se na diferena de presso com a altitude, tendo como princpio que, para um determinado ponto da superfcie terrestre, o valor da altitude inversamente proporcional ao valor da presso atmosfrica. Este mtodo, em funo dos equipamentos que utiliza, permite obter valores em campo que esto diretamente relacionados ao nvel verdadeiro. Atualmente, com os avanos da tecnologia GPS e dos nveis laser e digital, este mtodo no mais empregado. possvel, no entanto, utilizar-se dos seus equipamentos para trabalhos rotineiros de reconhecimento. Estes equipamentos so: a)Altmetro Analgico constitudo de uma cpsula metlica vedada a vcuo que com a variao da presso atmosfrica se deforma. Esta deformao, por sua vez, indicada por um ponteiro associado a uma escala de leitura da altitude que poder estar graduada em metros ou ps (figura abaixo); este tipo de altmetro dito compensado quando possui um dispositivo que indica a correo a ser feita no valor da altitude por efeito da temperatura.

b)Altmetro Digital seu funcionamento semelhante ao do altmetro analgico, porm, a escala de leitura foi substituda por um visor de LCD, tpico dos aparelhos eletrnicos (figura abaixo);Engenharia Civil 85

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as altitudes so fornecidas com preciso de at 0,04m (0,015").

13.2. Nivelamento Trigonomtrico Baseia-se na medida de distncias horizontais e ngulos de inclinao para a determinao da cota ou altitude de um ponto atravs de relaes trigonomtricas. Portanto, obtm valores que podem estar relacionados ao nvel verdadeiro ou ao nvel aparente, depende do levantamento. Segundo ESPARTEL (1987), divide-se em nivelamento trigonomtrico de pequeno alcance (com visadas 250m) e grande alcance (com visadas >250m), sendo que para este ltimo, deve-se considerar a influncia da curvatura da Terra e da refrao atmosfrica sobre as medidas. Os equipamentos utilizados so: a)Clinmetro Analgico ou Digital dispositivo capaz de informar a inclinao () entre pontos do terreno; indicado para a medida de ngulos de at 30 e lances inferiores a 150m; constitudo por luneta, arco vertical e vernier e bolha tubular; pode ser utilizado sobre trip com prumo de basto e duas miras verticais de 4m, para a determinao das distncias horizontais por estadimetria; a preciso na medida dos ngulos pode chegar a 40" e na das distncias, at 1cm em 50m (1:5000).

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Abaixo encontram-se as ilustraes de dois tipos de clinmetros, um analgico (com vernier) e outro digital (visor LCD).

A distncia vertical ou diferena de nvel entre dois pontos, por este mtodo, dada pela relao:DV = DN = DH.tg( ) = DH . cot g( Z )

b)Clismetro permite ler, em escala ampliada, declividades (d%) de at 40%, o que eqivale a ngulos de at 22. No aspecto, ele similar ao clinmetro; a preciso da leitura neste dispositivo pode chegar a 1/10%, ou seja, 4' de arco; indicado para lances inferiores a 150m. c)Teodolito: Topogrfico e de Preciso permite ler ngulos com preciso desde 1' (teodolito topogrfico) at 0,5" (teodolito de preciso ou geodsico); os topogrficos, por serem mecnicos, so indicados para lances inferiores a 250m; os de preciso, que podem ser prismticos ou eletrnicos, so indicados para lances superiores a 250m. 13.3. Nivelamento Geomtrico Este mtodo diferencia-se dos demais pois est baseado somente na leitura de rguas ou miras graduadas, no envolvendo ngulos. O aparelho utilizado deve estar estacionado a meia distncia entre os pontos (r e vante), dentro ou fora do alinhamento a medir. Assim como para o mtodo anterior, as medidas de DN ou DV podem estar relacionadas ao nvel verdadeiro ou ao nvel aparente, depende do levantamento.Engenharia Civil 87

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Os equipamentos utilizados so: a)Nvel tico Segundo ESPARTEL (1987), constitui-se de: um suporte munido de trs parafusos niveladores ou calantes; uma barra horizontal; uma luneta fixada ou apoiada sobre a barra horizontal; um nvel de bolha circular para o nivelamento da base (pode tambm conter um nvel de bolha tubular e/ou nvel de bolha bipartida); eixos principais: de rotao (vertical), tico ou de colimao (luneta) e do nvel ou tangente central; duas miras ou rguas graduadas: preferencialmente de metal nvar; para lances at 25m, a menor diviso da mira deve ser reduzida a 2mm, no podendo nunca exceder a 1cm (rgua de madeira). A figura a seguir ilustra um nvel tico e rgua graduada, ambos da marca BERGER.

b)Nvel Digital como descrito no item (8.6.e) um nvel para medio eletrnica e registro automtico de distncias horizontais e verticais; o seu funcionamento est baseado no processo digital de leitura, ou seja, num sistema eletrnico de varredura e interpretao de padres codificados; para a determinao das distncias o aparelho deve ser apontado e focalizado sobre uma rgua graduada cujas divises esto impressas em cdigo de barras (escala binria); este tipo de rgua, que pode ser de alumnio, metal nvar ou fibra de vidro, resistente umidade e bastante precisa quanto diviso da graduao; os valores medidos podem ser armazenados internamente pelo prprio equipamento ou em coletores de dados. Estes dados podem serEngenharia Civil 88

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transmitidos para um computador atravs de uma interface RS 232 padro; a rgua mantida na posio vertical, sobre o ponto a medir, com a ajuda de um nvel de bolha circular; o alcance deste aparelho depende do modelo utilizado, da rgua e das condies ambientais (luz, calor, vibraes, sombra, etc.). c)Nvel a Laser como descrito no item (8.6.f) um nvel automtico cujo funcionamento est baseado na tecnologia do infravermelho; assim como o nvel digital, utilizado na obteno de distncias verticais ou diferenas de nvel e tambm no mede ngulos; para a medida destas distncias necessrio o uso conjunto de um detetor laser que deve ser montado sobre uma rgua de alumnio, metal nvar ou fibra de vidro; um aparelho peculiar pois no apresenta luneta nem visor LCD; a leitura da altura da rgua (FM), utilizada no clculo das distncias por estadimetria, efetuada diretamente sobre a mesma, com o auxlio do detetor laser, pela pessoa encarregada de segur-la; os detetores so dotados de visor LCD que automaticamente se iluminam e soam uma campainha ao detectar o raio laser emitido pelo nvel; o alcance deste tipo de nvel depende do modelo e marca, enquanto a preciso, depende da sensibilidade do detetor e da rgua utilizada; assim como para o nvel digital, a rgua deve ser mantida na posio vertical, sobre o ponto a medir, com a ajuda de um nvel de bolha circular. O nivelamento geomtrico pode ser: 13.3.1. Simples Neste mtodo, indicado pela figura abaixo (DOMINGUES, 1979), instala-se o nvel uma nica vez em ponto estratgico, situado ou no sobre a linha a nivelar e eqidistante aos pontos de nivelamento.

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Deve-se tomar o cuidado para que o desnvel entre os pontos no exceda o comprimento da rgua (4m). Aps proceder a leitura dos fios estadimtricos (FS, FM e FI) nos pontos de r e vante, o desnvel pode ser determinado pela relao: DN = FM re FM vante Se DN+ ento o terreno est em aclive (de r para vante). Se DN- ento o terreno est em declive (de r para a vante). Este tipo de nivelamento pode ser longitudinal, transversal ou radiante e aplicado a terrenos relativamente planos. 13.3.2. Composto Este mtodo, ilustrado pela figura abaixo (GARCIA, 1984), exige que se instale o nvel mais de uma vez, por ser, o desnvel do terreno entre os pontos a nivelar, superior ao comprimento da rgua.

Instala-se o nvel eqidistante aos pontos de r e intermedirio (primeiro de uma srie de pontos necessrios ao levantamento dos extremos), evitando-se ao mximo lances muito curtos. Procede-se a leitura dos fios estadimtricos (FS, FM e FI) nos pontos em questo e o desnvel entre os dois primeiros pontos ser