Relatório -topografia PASSO MÉDIO E LEVANTAMENTO DE UMA POLIGONAL COM BÚSSOLA PDF

Preview

Summary

modelo de relatório sobre PASSO MÉDIO E LEVANTAMENTO DE UMA POLIGONAL COM BÚSSOLA...

Description

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

PASSO MÉDIO E LEVANTAMENTO DE UMA POLIGONAL COM BÚSSOLA

JOÃO PESSOA 2018

Sumário

1

Objetivos ...................................................................................................................... 3

2

Introdução Teórica ...................................................................................................... 4 Fundamentação Teórica................................................................................................ 4 Passo médio ............................................................................................................. 4 Levantamento topográfico ........................................................................................ 4 Características dos instrumentos Utilizados .................................................................. 5 Passo médio ............................................................................................................. 5 Levantamento topográfico ........................................................................................ 6 3

Materiais utilizados ...................................................................................................... 7 Passo médio ................................................................................................................. 7 Levantamento topográfico ............................................................................................ 7

4

Procedimento experimental ......................................................................................... 8 Passo médio ................................................................................................................. 8 Levantamento topográfico ............................................................................................ 8

5

Resultados................................................................................................................... 10 Passo médio ............................................................................................................... 10 Levantamento topográfico .......................................................................................... 10

6

Considerações Finais .................................................................................................. 15

7

Referências ................................................................................................................. 16

3

1

Objetivos

- Determinar o passo médio de cada integrante do grupo; - Efetuar levantamento topográfico de uma poligonal com auxílio da bússola;

4

2

Introdução Teórica

Fundamentação Teórica

Passo médio

O Passo médio é um instrumento de medição, no qual mede-se uma distância através do passo humano e baseado no fato de que cada pessoa caminha de modo mais ou menos constante (BOTELHO et al, 2016). É utilizado em situações que não necessitam de grande precisão, pois ele é extremamente variável, sendo dependente das características da pessoa que o mede. Portanto, essa medida vária de pessoa para pessoa, pois variam suas características, como estatura, idade, velocidade de marcha e até o estado de fadiga pode influenciar (ALMEIDA, FREITAS e MACHADO). Outros aspectos que também podem interferem na medição são as características do terreno, sua inclinação, por exemplo, os obstáculos que apresenta, o vento, a temperatura etc. Diante disso, há, então, a necessidade de uma boa avaliação do passo médio para diminuir ao máximo sua imprecisão. Existem ainda instrumentos que ajudam na contagem dos passos, como podômetros ou passômetros (ALMEIDA, FREITAS e MACHADO). Por ser de baixa precisão é classificado como um instrumento de medida expedito, utilizado para levantamentos topográficos rápidos (BOTELHO et al, 2016).

Levantamento topográfico

Levantamento topográfico é o estudo de um terreno, seja ele um acidente geográfico ou alguma diferença de relevo em parte do terreno. Esse estudo consiste em um conjunto de operações, que tem como objetivo principal, obter as medidas do terreno, para representar em planta. O levantamento topográfico é realizado através de métodos e instrumentos adequados, e a partir dele é possível fazer uma carta topográfica. Com ela nós teremos a quantidade necessária de pontos e de coordenadas da superfície do terreno.

5

Existem 3 tipos de levantamento topográfico: Planimétricos: representa informações relativas a medições feitas na horizontal; Altimétricos: Determina as alturas relativas de uma superfície; e Planialtimétricos: Realiza medições horizontais e verticais em um mesmo levantamento. Para a realização do levantamento topográfico pode se utilizar os seguintes métodos: Aérea: a fotogrametria é usada para determinar os contornos de superfície de grandes áreas, mas não podem mapear seus recursos. É com este tipo de equipamento que nós obtemos informações topográficas terrestres e marítimos. Quando a área é sobrevoada os sensores realizam a leitura do terreno e já geram imagens nítidas deles. GPS: permite o mapeamento rápido de áreas abertas que não são suficientemente grandes para utilizar métodos aéreos. Este tipo de equipamento é utilizado para áreas grandes e de difícil acesso, como nas fronteiras e demarcar áreas de preservação ambiental. Estação total: esse método é utilizado para mapear cada recurso. É utilizado quando a cobertura de árvores evita outras tecnologias ou quando os níveis de precisão mais altos são utilizados.

Características dos instrumentos Utilizados

Passo médio

Trena é o instrumento utilizado para medir distâncias mais usual, atualmente, e fabricado com diversos materiais. Possui inúmeras variações e alcance, sendo as mais comuns as que apresentam medições em centímetros e metros, como a que foi utilizada para esse procedimento. A precisão desse instrumento depende da sua precisão nominal e de erros cometidos na medição, como catenária e falta de alinhamento (BOTELHO et al, 2016). Baliza topográfica é um instrumento que auxilia a medição e tem a finalidade de elevar ou marcar o ponto de interesse (ALMEIDA, FREITAS e MACHADO). Esse instrumento também é necessário para o nivelamento e alinhamento dos pontos, geralmente são feitas de

6

madeira ou ferro e pintadas de branco e vermelho, buscando sempre facilitar a visualização do ponto.

Levantamento topográfico

A bússola de mina é muito utilizada nas pesquisas de minerais fortemente magnéticos. É essencialmente constituída de uma curta agulha magnética, contida em um estojo cilíndrico de latão, cujas paredes são providas de graduação, sobre a qual se lê a inclinação da agulha em relação ao horizonte; a agulha é suspensa de modo a poder dispor-se na direção do campo magnético local. A mesma, é menos precisa que as demais bússolas utilizadas, pois apresenta problemas na estabilidade, horizontalidade e alinhamento. A bússola militar, se diferencia pelo fato de ter a fenda de pontaria e a linha de pontaria para verificação do azimute. Outro ponto é que esta possui o limbo fixo na agulha, que torna mais simples a leitura do azimute. Entretanto, esta possui a desvantagem de que, a precisão da leitura vai depender da estabilidade do corpo da pessoa que está segurando a bússola. A bússola de tripé possui uma maior estabilidade na precisão em relação as outras bússolas, pois o mesmo fica fixo no ponto topográfico escolhido. Na bússola militar como usamos a estabilidade do nosso corpo para fazer a leitura pode ocasionar erros e na de minas, como fica suspensa em um fio temos o balanço do giroscópio no sentido longitudinal e o balanço do fio no sentido transversal. Além disso, na bússola de tripé temos dois níveis perpendiculares que nos garante uma maior precisão na horizontalidade. Em relação ao alinhamento, a bússola de tripé possui uma luneta que amplia a imagem e possui dois fios, um horizontal e um vertical, que garante o alinhamento correto.

7

3

Materiais utilizados

Passo médio - Trena; -Baliza; - Giz. Levantamento topográfico - Bússola de mina; - Bússola militar; - Bússola de Tripé; -Estaca de madeira.

8

4

Procedimento experimental

O procedimento realizado ocorreu em duas etapas de medição: a primeira foi a medição do passo médio e a segunda foi a medição do terreno propriamente dito, usando em cada ponto estabelecido uma bússola diferente. Passo médio No passo médio, inicialmente, colocou-se uma baliza num ponto fixo e a partir dele mediu-se com a trena 10 metros em linha reta, fixando nesse ponto uma outra baliza de apoio para fazer o alinhamento. Em seguida esticou-se a trena sempre em linha reta por mais 10 metros, colocando uma outra baliza nesse ponto. Após o alinhamento para verificar se a linha estava realmente reta e corrigir os desvios, retirou-se a baliza do ponto do meio e cada um dos membros da equipe fez a medição do seu passo. O membro da equipe colocava o calcanhar no ponto marcado pela primeira baliza e caminhava em linha reta até o ponto marcado pelos 20 metros (terceira baliza), repetindo esse procedimento por três vezes. Cada vez contava-se a quantidade de passos dados e ao final calculava-se a média deles. Depois de anotados os dados, todo o material foi recolhido e guardado no laboratório, seguindo para a próxima etapa. Levantamento topográfico

O terreno a ser medido estava marcado com três pontos que formavam um triângulo. Em cada ponto as medições foram feitas com bússolas diferentes que mediam os ângulos dos azimutes. No primeiro ponto foi utilizada a bússola de Minas. Foi colocado na terra um suporte para a bússola, visando o ponto anterior e depois, visando o próximo ponto. No segundo ponto utilizamos a bússola de precisão óptica, seguindo o mesmo procedimento, inicialmente, mirar no ponto anterior e depois no próximo ponto. Foi preciso alinhar a bússola no tripé com o ponto no chão, depois alinhá-la para ficar paralela ao chão, a movimentando suavemente em duas direções. Foi visado o ponto para medição com o olho e a parte de cima da luneta e travada a bússola. Depois, olhando pela luneta, foi ajustado o foco e

9

centrada a marca do ponto nas linhas horizontal e vertical na bússola. O mesmo procedimento realizado para o próximo ponto. No terceiro ponto foi utilizada a bússola do exército. Ela fica posicionada na mão e o alinhamento com o ponto e a inclinação feita pelo equilíbrio da mão. Encontrava-se o Norte, alinhando os ponteiros, depois girava em direção ao ponto de medição e verificava-se o ângulo. Por fim, foi feita a medição das distâncias entre os pontos com o passo médio. Três membros do grupo realizavam o procedimento, caminhando de um ponto ao outro e contando seus passos.

10

5

Resultados

Passo médio

Para calcular o passo médio foi utilizado a equação a baixo, em que a distância percorrida foi a de 20 metros. distância percorrida

Pmn =𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑜𝑠 O procedimento para obtenção do passo médio foi realizado em triplicata por todos integrantes da equipe, cada um mediu a quantidade de passos e os resultados para o passo médio se encontram na tabela 1. A partir desses valores, o passo médio considerado foi obtido a partir da média aritmética dos passos médios.

Tabela 1 – Resultados - Passo médio

Alunas

P1

P2

P3

Média

Beatriz

0,72

0,75

0,75

0,74

Eduarda

0,75

0,74

0,73

0,74

Gleice Kelly

0,77

0,74

0,74

0,75

Gleycielle

0,76

0,77

0,77

0,77

Izabelle

0,71

0,71

0,71

0,71

Helayne

0,75

0,74

0,75

0,75

Sâmia

0,71

0,71

0,74

0,72

Levantamento topográfico

A partir dos valores dos azimutes obtidos no levantamento topográfico (Dispostos na Tabela 2), foi calculado os ângulos internos da poligonal, os cálculos estão descritos a seguir.

11

Tabela 2 – Azimutes obtidos a partir das bússolas Azimute Estação (Vértice)

Ponto Visado

(ângulo c/o norte)

B

66° 00' 00''

C

314° 00' 00''

C

281° 00' 00''

A

237° 00' 00''

D=A

130° 00' 00''

B

100° 00' 00''

A

B

C

Cálculos dos ângulos internos:



Ângulo interno entre BÂC:

BAC = AzAB + (360º - AZAC) BAC = 66° 00' 00'' + (360º 00' 00'' - 314º 00' 00'') = 112° 00' 00''



Ângulo interno entre ACB:

ACB = AzCA – AzCB ACB = 130° 00' 00'' - 100° 00' 00'' = 30° 00' 00''



Ângulo interno entre CBA

CBA = AzBC – Az BA CBA = 281° 00' 00'' - 237° 00' 00'' = 44° 00' 00'' Para estimar a distância de cada lado da poligonal foi utilizado o passo médio de três integrantes da equipe: Gleice Kelly, Gleycielle e Sâmia.

12

Multiplicando a quantidade de passos pelo fator do passo médio desses integrantes, obtevese a distância de cada lado da poligonal. Distância AB

Distância BC

Distância CA

Gleice = 21,7 X 0,75 = 16,28

Gleice = 41 X 0,75 = 30,75

Gleice = 28,0 X 0,75 = 21,00

Gleycielle = 21,7 X 0,77 = 16,71

Gleycielle= 40,8 X 0,77 = 31,42 Gleycielle = 28,3 X 0,77 = 21,79

Sâmia =24,0 X 0,73 = 17,52

Sâmia = 43,8 X 0,73 = 31,97

Sâmia =31,6 X 0,73 = 23,07

O valor representativo para cada lado da diagonal foi obtido a partir da média aritmética das três distâncias. Distância Média AB

=

Distância Média BC

16,28 + 16,71 + 17,52

=

3

Distância Média CA

30,75 + 31,42 +31,97

=

3

= 16,83 m

21,0 + 21,79 + 23,07 3

= 21,95 m

= 31,38 m

Na tabela a seguir se encontra um resumo dos valores das distâncias e dos ângulos internos obtidos pelos cálculos. Tabela 3 - Resultados - Ângulos internos e lados da poligonal Estação

Ponto

Ângulo interno

(Vértice)

Visado

L.E - L.O

A

B

112° 00' 00''

C B

C

C A D=A B

44° 00' 00''

30° 00' 00''

Passos

Distância (média)

P1

P2

P3

16,28

16,71

17,52

16,83

-

-

-

-

30,75

31,42

31,97

31,38

-

-

-

-

21,00

21,79

23,07

21,95

-

-

-

-

13

Realizando a soma dos ângulos internos, verificamos o erro a partir da expressão a seguir: 𝐸 = 𝑆`𝑖 − 𝑆𝑖 Sendo: 𝑆`𝑖 = BAC + CBA + ACB 𝑆𝑖 = 180º Assim, o erro angular do levantamento topográfico é: 𝐸 = (112° + 44° + 30°) − 180° 𝐸 = (186°) − 180° 𝑬 = 𝟔° Já obtido o valor do erro, calculamos a tolerância encontrada a partir da expressão: 𝑇 = 1° . 𝑒. √𝑛 Sendo: e - nível de precisão n – números de ângulos Dessa forma, a tolerância é: 𝑇 = 1° . 𝑒. √𝑛 𝑇 = 1° .3. √3 𝑻 = 𝟓, 𝟐𝟎° Como, o erro angular é maior do que a tolerância ( 6° > 5,20º) não podemos realizar a compensação dos ângulos.

15

6

Considerações Finais

O conhecimento do passo médio nos permite realizar medidas de lugares quando não temos a disposição instrumentos de medidas. Com esse experimento obtivemos uma ferramenta de medição originada do nosso corpo, nos proporcionando a capacidade de obter uma ideia de medida de qualquer lugar. No levantamento topográfico, a partir dos cálculos realizados, foi observado erros de medição. Percebemos que o erro angular obtido ultrapassou da tolerância, isso ocorreu pela falta de precisão dos instrumentos utilizados e dos seus respectivos manuseios, pois sabemos que as três bussolas utilizadas exigiam uma técnica de uso especifica, assim, pela nossa falta de experiência, obtivemos resultados fora do esperado. Além do erro angular nós podemos perceber, pelo desenho da poligonal, que houve também erro linear, isso aconteceu pela falta de precisão do método utilizado, o passo. Além de as distâncias entre os pontos serem medidas por três pessoas diferentes, não havia nenhuma linha reta de guia, estando sujeitos a realização da medida sem seguir um caminho realmente retilíneo entre os pontos. Dado esses fatores, deveríamos voltar a campo para realizar um novo levantamento topográfico da poligonal, agora mais experientes e familiarizadas com os instrumentos. Para assim, ser possível a obtenção dos valores mais próximos da realidade, isto é, com menor margem de erro.

16

7

Referências

ALMEIDA, Ariclo Pulinho Pires De; FREITAS, José Carlos de Paula; MACHADO, Maria Márcia Magela. Topografia Fundamentos, Teoria e Prática. Instituto de Geociências da Universidade Federal de Minas Gerais, dept°. de Cartografia. BOTELHO, Fernando José de Lima; BARROS, Eduardo Oliveira; COSTA, Glauber Carvalho; MAIA, Diogo Coelho. Medidas de distância. UNICAP – Universidade Católica de Pernambuco, 2016. SARDINHA, Sávio Henrique de Almeida. Levantamentos topográficos. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso, 2011. O que é um levantamento topográfico e por que ele é importante?. Disponível em: https://www.santiagoecintra.com.br/blog/geo-tecnologias/o-que-e-um-levantamentotopografico-e-por-que-ele-e-importantey....