Topografia: planimetria para engenheiros Agrimensores e Cartógrafos VIII – DESENHO PLANIMÉTRICO __________________________________________________________________________ Se a partir de um modelo numérico do terreno é possível extrair todas as informações posicionais, geométricas e temáticas, para que desenhar? ou, em outras palavras, para que transformar a descrição numérica em gráfica? Por várias razões. A descrição gráfica permite visualizar o espaço e transmite informações sensoriais que uma tabela de números não transmite. È sobre a descrição gráfica que o Arquiteto elabora o plano diretor ou o projeto arquitetônico; que o Engenheiro Civil projeta a estrada ou a ponte, que o Engenheiro Agrimensor projeta o loteamento ou o sistema cartográfico municipal. Para melhorar ainda mais a transmissão de informações sensoriais pode-se imprimir as feições levantadas sobre uma imagem de satélite; adicionar fotografias à margem da planta gráfica; gerar a visualização em perspectiva ou 3D ou transformar a descrição gráfica em maquetes - que pode ser física ou “eletrônica”. Há também aqueles que preferem a descrição dos limites em uma língua falada e escrita, como os profissionais do Direito, e aí, tem-se que transformar a descrição gráfica em memorial descritivo, do qual se gera uma escritura imobiliária. Por se tratar de uma atividade em plena evolução tecnológica, este assunto merece texto específico que o aborde com a profundidade e o detalhamento necessários aos Engenheiros Agrimensores e Cartógrafos. Para isso, no curso de Engenharia de Agrimensura da Universidade Federal de Viçosa foi criada a disciplina ‘desenho topográfico digital’, que além de ensinar o uso de CADs tem como objetivo estudar algoritmos de desenho e modelos matemáticos de interpolação de curvas de nível e construção de modelos digitais do terreno. Neste capítulo, estudar-se-á um pouco sobre planta planimétrica, partindo do pressuposto que o estudante já cursou disciplinas específicas de desenho técnico, e elaborar-se-á o desenho sem apoio do computador, acreditando que o fato de executar determinada tarefa de engenharia, passo a passo, à mão, ao menos uma vez, capacita melhor o engenheiro para o desenvolvimento ou uso programas de computador, bem como para a análise dos resultados. 1- INTRODUÇÃO A Figura 8.1 tem o objetivo de mostrar as diferentes formas de descrever um espaço e que a relação biunívoca entre as diferentes formas deve ser garantida. Transformar um modelo numérico numa descrição gráfica, ou seja, desenhar, é atividade já bem conhecida dos engenheiros e, hoje em dia, é comum empregar softwares específicos para tal fim. Até mesmo a transformação de plantas gráficas em modelos numéricos, ou seja, a digitalização de plantas, é hoje, comum. Plantas gráficas antigas, armazenadas em papel, em diversas repartições públicas e privadas, são hoje em dia digitalizadas, facilitando o armazenamento e o manuseio de tais plantas. Para isso empregam-se as chamadas mesas digitalizadoras ou scanners e diversos softwares que, inicialmente, obtêm os parâmetros que relacionam os sistemas de coordenadas da mesa, ou da imagem “escaneada”, e da planta. As transformações de descrições gráficas e numéricas em maquetes e modelos matemáticos não são comuns, mas são atividades que devem ser pesquisadas e cada vez mais realizadas pelos Engenheiros Agrimensores e Cartógrafos. 137 Rodrigues, D. D. - 2008 Desenho Planimétrico O produto resultante de uma descrição gráfica pode ser chamado de ‘carta’ ou ‘mapa’, ou ‘planta’. A norma para execução de levantamentos topográficos, ABNT 13133, define os termos carta ou mapa e planta, da seguinte forma: Modelo Numérico do Terreno (MNT). Desenho (CAD) Planta gráfica Memorial descritivo Digitalização Modelos matemáticos Maquete (física ou eletrônica) Figura 8.1 – Diferentes formas de descrever um espaço e suas relações • Carta ou Mapa: Representação gráfica sobre uma superfície plana, em escalas médias e pequenas, que leva em consideração a curvatura da terra, sendo, portanto, resultante de operações geodésicas e cartográficas. Os ingleses e americanos dão preferência ao termo mapa, enquanto os franceses, ao termo carta. No Brasil, o termo carta é empregado quando são transmitidas informações técnicas – distâncias, ângulos, áreas, volumes, rumos etc – confiáveis e com responsabilidade técnica. Já o termo ‘mapa’ é empregado quando são transmitidas informações ilustrativas, sem rigor técnico. A confecção de cartas ou mapas também é assunto a ser estudado em texto específico. • Planta: Representação gráfica de uma parte limitada da superfície terrestre sobre um plano horizontal local, em escalas maiores que 1:10 000, para fins específicos, sem considerar a curvatura da terra. O termo planta pode ainda ser acrescido dos adjetivos ‘planimétrica’, ‘altimétrica’ e ‘planialtimétrica ou topográfica’ para os respectivos tipos de informação geométrica transmitida. A planta topográfica equivale a uma projeção central do relevo e das feições de um terreno sobre um plano horizontal tangente ao geóide, com ponto de vista no centro da terra. A Figura 8.2-a, extraída de ESPARTEL – 1982, mostra a projeção central dos pontos A, B e C sobre uma superfície esférica ao nível médio dos mares. Porém, no campo de abrangência da topografia – região para a qual se pode desprezar a 138 Topografia: planimetria para engenheiros Agrimensores e Cartógrafos curvatura da terra – a verticais de projeção podem ser consideradas paralelas e, conseqüentemente, a projeção central se torna ortogonal. A Figura 8.2-b é uma tentativa de representar a relação entre os limites de um plano topográfico – cerca de 60 Km de diâmetro - e o raio de uma Terra esférica – aproximadamente 6370 Km – o que leva a um ângulo de convergência de 32’ entre as verticais dos limites extremos. Já a Figura 8.3 mostra a projeção ortogonal de um ponto A sobre a superfície física da Terra após ter sido corrigido o efeito da altitude. d ≈ 60 km R ≈ 6.370 km a – Projeção central (Fonte: ESPARTEL, 1982) b – Limites da topografia Figura 8.2 – Projeção central e limites da topografia. Desenhar uma planta topográfica consiste, portanto, em descrever graficamente informações posicionais, geométricas e temáticas de um espaço, representando em um plano os ângulos horizontais em verdadeira grandeza e as distâncias horizontais reduzidas do efeito da altitude e segundo uma razão constante. À relação constante com que as distâncias horizontais são reduzidas dá-se o nome de escala. 2- ESCALA Definição: É a razão entre uma determinada distância na planta (d) e sua correspondente ou homóloga, no terreno (D), ou seja, E = d D (8.1) 139 Rodrigues, D. D. - 2008 Desenho Planimétrico ssfA • A hm sgA sgA A” • • A’ Superfície física Plano topográfico Geóide Figura 8.3 – Projeção ortogonal ( A” ) do ponto A, após ter sido corrigido o efeito da altitude ( A’ ). Caso a escala (E) esteja entre zero e um, a planta será de redução; caso E seja maior 1, de ampliação; se for igual a 1, a planta estará em tamanho natural, ou 1para 1, e se E for igual a -1, a planta será refletida, espelhada. Quando se diz a um leigo que 1 cm na planta corresponde a 20 m no terreno está se falando de uma escala de redução que pode ser representada das seguintes formas: E= 1cm 1 cm 1 = = 20 m 2000 cm 2000 (8.2) Outras formas, empregadas na engenharia, para representar essa mesma escala são: 1÷ 2000 ou 1:2000. O denominador da escala é chamado ‘módulo’, (M), ou ‘título’, da escala. Assim, E= e quanto maior o módulo, menor será escala. 140 d 1 = D M (8.3) Topografia: planimetria para engenheiros Agrimensores e Cartógrafos Teoricamente há um número infinito de escalas; no entanto, na prática, o número de escalas usadas em topografia é pouco. A Tabela 8.1, parte dela extraída de ESPARTEL, 1982, traz algumas escalas empregadas em mapeamento de acordo com a finalidade da planta. Tabela 8.1 – Escalas empregadas em mapeamento de acordo com a finalidade. Finalidades Escalas Detalhes de construção (“as built”) 1:25; 1:50 Lotes urbanos, plantas baixas de construções (“as built”) 1:100; 1:250 Lote rural, loteamento, planta cadastral 1:500; 1:1 000; 1:2 000 Plantas de municípios ou partes de municípios ou grandes propriedades rurais 1:5 000; 1:10 000 1:25 000; 1:50 000; Cartas estaduais 1:100 000 Mapa rodoviário. 1:2 000 000 Já a NBR 13133 recomenda as seguintes escalas para levantamentos por poligonação de acordo com a classificação da poligonal, Tabela 8.2. Tabela 8.2 – Escalas de acordo com o tipo de poligonal (ABNT 13133). Tipo de poligonal Escalas 3- IP ou IIP 1/500 IIIP 1/1000 IVP 1/2000 VP 1/5000 ERRO DE GRAFICISMO A visão humana é naturalmente limitada. Segundo DOMINGUES, 1979, o diâmetro médio dos elementos sensíveis da retina é da ordem de 4,5 µ, que corresponde a um poder separador, resolução espacial, do olho humano nu de aproximadamente 1’; este ângulo, à distância mínima normal de visão, 25 cm, corresponde a um intervalo de cerca 0,1 mm. A NBR 13133 define erro de graficismo como sendo o erro máximo admissível para lançamento de pontos e traçado de linhas na elaboração de desenho topográfico. Para a norma esse erro equivale a duas vezes a acuidade visual, ou seja, 0,2 mm. 141 Rodrigues, D. D. - 2008 Desenho Planimétrico Hoje em dia, ao realizar desenhos em vídeo com a ajuda de programas de computador, atingir esse objetivo, ficou relativamente fácil. Porém, ao imprimir o desenho é necessária atenção à resolução e à ‘qualidade de linha’ da impressora ou do ploter. O erro de graficismo cometido na impressão é diretamente proporcional à resolução do plotador automático. Um erro de 0,2 mm no lançamento de um ponto equivale a uma resolução de 127 ppp (pontos por polegada - dpi), ou seja, esta é a resolução mínima admitida para o ploter ou a impressora a ser usada para que o desenho fique de acordo com a norma. 4- ESCALA MÁXIMA Embora os traçadores automáticos superem com facilidade o erro de graficismo, engenheiros, arquitetos, geógrafos, etc ao navegarem ou projetarem sobre plantas gráficas estarão limitados pela acuidade visual de cada um. Com a possibilidade de manusear mapas por computador, ficou fácil ampliá-los ou reduzi-los, no entanto, deve haver um limite para a ampliação. Esse limite deve ser definido pela precisão alcançada na geração dos dados. Como em todo e qualquer trabalho experimental, seja de topografia ou não, há erros no levantamento dos dados. Como em topografia as distâncias são normalmente reduzidas, e não ampliadas, e como um olho humano, em condições normais de trabalho, não consegue distinguir dois pontos ou duas linhas separadas por distâncias menores que 0,2mm, devem-se estabelecer a escala máxima de uma planta, de forma que o erro ou a imprecisão cometida no levantamento e processamento dos dados não apareça no desenho. Se a incerteza planimétrica de um trabalho topográfico é σP e essa imprecisão não pode aparecer na descrição gráfica, σP deve corresponder à no máximo 0,2 mm na planta, ou seja, E max = 0,2 mm σP (8.4) lembrando que a escala máxima, Emáx, é dada por: 1 Mmín (8.5) σ P (mm ) 0,2 (mm ) (8.6) E máx = ou Mmín = Desta forma, pode-se concluir que: • quanto melhor a precisão do levantamento, menor σP, menor Mmín e maior a escala máxima ou • o erro admissível na determinação de um ponto do terreno diminui à medida que se aumenta escala máxima requerida para a planta a ser confeccionada; 142 Topografia: planimetria para engenheiros Agrimensores e Cartógrafos A Tabela 8.3 mostra módulos de escalas máximas para diferentes precisões topográficas. Nela verificase que, se a incerteza na determinação de um ponto chega a 2 m, a escala máxima da planta deve ser de 1/10 000. Se a imprecisão for da ordem de 40 cm, a escala máxima será de 1/2.000, e assim por diante. Daí, diz-se que quanto menor o módulo de uma escala, melhor a sua precisão. Tabela 8.3– Escalas máximas em função da precisão topográfica Precisão ou σP Módulo da escala máxima 2 cm 100 10 cm 500 20 cm 1.000 40 cm 2.000 1m 5.000 2m 10.000 Por uma questão de honestidade na transmissão de informações, a escala máxima deve fazer parte das informações constantes na planta. Se a escala máxima de uma planta é 1/10 000 e amplia-se esta planta para a escala de 1/500, objetos e distâncias maiores que 10 cm deveriam estar contidos na nova planta, mas não estarão, uma vez que não estavam na planta original. Dessa forma uma planta originada de uma outra por ampliação poderá, se não informar ao leitor, induzi-lo a conclusões erradas sobre a precisão do trabalho. Relativo à ampliação de cartas o Decreto da Presidência da República no 89817/84 em seu artigo 11 estabelece o seguinte: Art. 11 Nenhuma folha de carta será produzida a partir da ampliação de qualquer documento cartográfico. §1º Excepcionalmente, quando isso se tornar absolutamente necessário, tal fato deverá constar explicitamente em cláusula contratual no termo de compromisso, §2º Uma carta nas condições deste artigo será sempre classificada com exatidão inferior à do original, devendo constar obrigatoriamente no rodapé a indicação "Carta ampliada a partir de (. .. documento cartográfico) em escala (... tal)". §3º Não terá validade legal para fins de regularização fundiária ou de propriedade imóvel, a carta de que trata o "caput" do presente artigo. Obviamente tal artigo deve ser aplicado também às plantas topográficas. Já a confecção de plantas a partir da redução de outras é perfeitamente admissível. No entanto, objetos que na planta original estavam representados em escala, poderão, após a redução, ter que ser representados por símbolos ou convenções. Detalhes geométricos perceptíveis na planta original deixarão de sê-lo e, a fim de reduzir o tamanho dos arquivos, pontos e informações poderão ser eliminados. Por exemplo, o trecho de um rio cheio de curvas, perceptíveis na escala 1/500, poderá ser representado por uma reta e os pontos definidores das curvas, eliminados criteriosamente se a planta é reduzida para, por exemplo, 1/5 000. O processo de eliminação de 143 Rodrigues, D. D. - 2008 Desenho Planimétrico informações desnecessárias em plantas topográficas é denominado ‘generalização cartográfica’ e deve ser estudado na disciplina desenho topográfico digital. Quando a área a ser desenhada é demasiadamente extensa para ser representada em uma única folha, deve-se desmembrá-la de forma que cada parte seja desenhada numa folha parcial, na escala capaz de representar convenientemente os detalhes levantados sem a perda de dados e informações necessárias ao fim a que se destina a planta impressa. 5- DESENHO DA PLANTA Definida a escala em que o desenho vai ser impresso, o passo seguinte é transformar as coordenadas do modelo numérico do terreno em coordenadas de planta. 5.1- Cálculo das coordenadas de planta O cálculo das coordenadas de planta, (xp,yp), é feito dividindo as coordenadas de terreno, (X,Y), normalmente em metros, pelo módulo da escala; lembrando que as coordenadas de planta são, também normalmente, expressas em centímetros. Assim, xp = X (m) M 100 (cm) (8.6) (cm) , (8.7) e yp = Y (m) M 100 arredondando os valores encontrados para o décimo do milímetro. A seguir, conhecendo os valores das diferenças entre as abscissas máxima e mínima da planta, ou seja, conhecendo-se e ∆xp máx = xp máx − xp mín (8.8) ∆yp máx = yp máx − yp mín (8.9) escolhe-se o formato e a orientação do papel. 144 Topografia: planimetria para engenheiros Agrimensores e Cartógrafos 5.2- Escolha do formato e orientação do papel A partir de uma convenção no sistema alemão DIN (Deutsches Institutfür Normung e.V.), adotada no Brasil desde 1954, a International Organization for Standardization (ISO) estabeleceu a norma ISO 216 que define uma série de formatos de papel começando no formato básico denominado A0. Esse formato é determinado de forma que a área do papel seja 1 m2 e seus lados estejam na proporção de um para raiz de dois, o que, arredondando ao milímetro, leva a um retângulo de 841 x 1189 mm. Outros formatos, denominados A1, A2, até o A10, são obtidos dobrando ao meio a folha de formato anterior e mantendo sempre a mesma proporção entre os lados. Isso quer dizer, por exemplo, que dobrando o A0 se obtém o A1, dobrando o A1 se obtém o A2 e assim por diante até o formato A10, de 26 x 37 mm, conforme mostra a Figura 8.4-a. A Figura 8.4-b mostra as margens normalmente aplicadas: 25 a 30mm para a lateral esquerda e de 5 a 15mm para as outras laterais. A norma brasileira que trata desse assunto é a NBR 10068: Folha de desenho – leiaute e dimensões. A2 A1 A4 A3 A5 a b Figura 8.4 – Formatos e margens normalmente empregadas A Tabela 8.4 mostra as dimensões dos formatos utilizados para a confecção de plantas. Se a diferença entre as abscissas máxima e mínima, ∆xp max , for maior que a diferença entre as ordenadas máxima e mínima, ∆yp max , posiciona-se o papel na posição horizontal (ou “paisagem”); caso contrário, posiciona-o na posição vertical (ou “retrato”), não se esquecendo de estabelecer as margens conforme a Figura 8.4-b. 145 Rodrigues, D. D. - 2008 Desenho Planimétrico Tabela 8.4: Formatos e dimensões de papeis empregados para impressão de plantas Formato Tamanho(mm) Área (m2) 2xA0 1189x1682 2 A0 841x1189 1 A1 594x841 0,50 A2 420x594 0,25 A3 297x420 0,1250 A4 210x297 0,0625 A5 148x210 0,0313 5.3- Lançamento dos pontos e desenho do reticulado Se o desenho vai ser feito à mão – o que é raro hoje em dia -, ele deve ser confeccionado inicialmente em um papel milimetrado após estabelecer a origem e orientação do sistema de coordenadas topográficas aqui é interessante buscar fazer um paralelo com uma tela de vídeo e o uso de um “computer aided design (CAD)”. Calculadas as coordenadas de planta, definidos o formato e a orientação do papel e estabelecido o sistema de coordenadas, o próximo passo é lançar os pontos levantados. Uma boa prática é lançar os pontos por tema (ou camadas ou layers), ou seja, lançam-se os pontos definidores de limites, construções, vegetação, hidrografia, etc, não necessariamente nessa ordem. Para facilitar o lançamento de pontos traça-se um quadriculado no papel de 10 em 10 cm (ABNT 13133) ressaltando as coordenadas inteiras escritas nas bordas da folha. Esse reticulado além de facilitar o lançamento de pontos servirá para encontrar e medir coordenadas de pontos já lançados, agilizando a leitura da planta e contribuindo para reduzir o efeito de dilatação do papel nas coordenadas extraídas. Com o reticulado não há necessidade de medir uma coordenada desde a origem do sistema; basta medi-la a partir do cruzamento do reticulado mais próximo e isto reduz o efeito da dilatação ou contração do papel. Para feições ou objetos que não puderem ser representados em escala, devem-se empregar símbolos ou convenções para representá-los, de acordo com a norma. A Figura 8.5 mostra as convenções topográficas publicadas na ABNT 13133. Os instrumentos utilizados no lançamento dos pontos devem estar de acordo com a escala adotada. Os pontos de apoio, ou estações topográficas, devem ser lançados utilizando-se, preferencialmente, coordenatógrafo de boa precisão, porém esses pontos não devem ser ligados entre si, ou seja, não se deve desenhar a poligonal. Além das convenções pode-se escrever na planta o nome próprio dos lugares e feições (topônimos). Depois de confeccionado o rascunho, realiza-se a cópia em papel dimensionalmente estável. O desenho final poderá ser monocromático, em tinta preta, ou policromático, empregando a cor azul para 146 Topografia: planimetria para engenheiros Agrimensores e Cartógrafos hidrografia, a verde para vegetação, a vermelha para edificações, estradas, ruas, calçadas, caminhos etc, e a preto para legenda, reticulado e toponímia. Figura 8.5: Convenções topográficas de acordo com ABNT 13133. Fonte: www.der.sp.gov.br – 06/2007 Deve-se ter cuidado especial com as espessuras e tipos de linhas bem com o tamanho, tipos e orientações das escritas. Um controle das espessuras das linhas serve para tornar a leitura da planta mais agradável, menos cansativa. Uma planta não deve conter nomes ou números ilegíveis nem excessivamente grandes. Recomenda-se consultar a NBR 8402: Execução de caracteres para escrita em desenho técnico e a NBR 8403: Aplicação de linhas em desenhos – tipos de linhas – larguras de linhas. 147 Rodrigues, D. D. - 2008 Desenho Planimétrico 5.4- Metadados ou metainformações Embora o termo metadados seja utilizado quando se trata de arquivos digitais, ele será empregado aqui com o intuito de familiarizá-lo entre os iniciantes das Engenharias de Agrimensura e Cartográfica. Metadados pode, de forma simplificada, ser definido como ‘dados sobre dados’. Metadados, ou metainformações, são dados ou informações que descrevem, dizem do que se tratam, dão significados, orientações, limites, etc, a outros dados ou informações. Em uma planta topográfica devem constar as seguintes informações: • Título identificando a planta ou o arquivo; • Município, distrito e localidade onde se situa a área descrita. Uma boa forma de fazer isso é colocando na margem da folha uma planta de situação que pode ser parte de um mapa rodoviário, carta ou imagem aérea; • A escala do desenho, inclusive a escala gráfica; • A orientação geográfica ou magnética com a data de observação; • Uma legenda com símbolos e convenções utilizadas de acordo com a norma; • Desvio padrão verificado no processo de elaboração e classe da planta; • A escala máxima; • Definição e realização do sistema topográfico; • O reticulado de 10 em 10 cm com as coordenadas no lado esquerdo e inferior da folha; • Os responsáveis pela execução; • Data da edição • Nome, CREA e assinatura do responsável técnico. Caso seja uma planta relativamente pequena com poucas informações, como são normalmente as plantas de limites de lotes, devem ainda constar as distâncias, os azimutes, perímetros e áreas de interesse, bem como uma tabela com as coordenadas, e seus desvios padrão, dos pontos definidores dos limites e dos pontos de apoio. As distâncias devem estar em metros com no máximo três casas decimais, os azimutes em graus, minutos e segundos inteiros e a área em hectare com quatro casas decimais. Para saber onde e como colocar estas informações na planta, consultar a NBR 10068 e a NBR 10582: Conteúdo da folha para desenho técnico . 5.5- Escala Gráfica Segundo DOMINGUES (1979), a escala gráfica é a representação gráfica de uma escala nominal ou numérica. 148 Topografia: planimetria para engenheiros Agrimensores e Cartógrafos Esta forma de representação da escala é utilizada, principalmente, para fins de acompanhamento de ampliações ou reduções de plantas ou cartas topográficas, em processos fotográficos comuns ou xerox, cujos produtos finais não correspondem à escala nominal neles registrada. A escala gráfica é também utilizada no acompanhamento da dilatação ou retração do papel no qual o desenho da planta ou carta foi realizado. Esta dilatação ou retração se deve, normalmente, a alterações ambientais ou climáticas do tipo: variações de temperatura, variações de umidade, manuseio, armazenamento, etc.. A escala gráfica fornece, rapidamente e sem cálculos, o valor real das medidas executadas sobre o desenho, qualquer que tenha sido a redução ou ampliação sofrida por este. 6- MEMORIAL DESCRITIVO Memorial descritivo é empregado normalmente para descrever limites e confrontações de lotes urbanos ou rurais. É a partir do memorial descritivo que se gera a escritura pública imobiliária. O memorial deve conter um cabeçalho onde se identifica o imóvel, o proprietário, o município, a comarca, a unidade federativa e informa o perímetro e a área do imóvel. A seguir, em escrita corrente, sem rasuras nem espaços em branco, descreve-se o perímetro do imóvel, informando as coordenadas dos vértices, os azimutes e as distâncias entre vértices e os nomes dos confrontantes, guardando absoluta identidade com a planta do imóvel. A descrição do perímetro e das confrontações deve começar no vértice situado mais ao norte e à oeste e seguir o limite no sentido horário, indicando as coordenadas do vértice de partida, o azimute e a distância até o próximo vértice, separando cada lado descrito por ponto e vírgula. Ao final do relatório informar a definição e realização do sistema topográfico, datar e assinar. Para mais informações sobre memorial descritivo de imóveis rurais consultar a “Norma técnica para georreferenciamento de imóveis rurais”, do INCRA. 7- RELATÓRIO TÉCNICO Quando do término de todo e qualquer levantamento topográfico ou serviço de topografia deve-se confeccionar o relatório técnico, que deve conter, no mínimo, os seguintes tópicos: I- TITULO: O título visa, com poucas palavras, transmitir uma idéia do que trata o relatório. Deve estar diretamente relacionado com o objetivo do trabalho II- FINALIDADES: É a primeira pergunta que se faz a quem solicita um trabalho de topografia. Devem ser descritas de forma clara e objetiva. III- LOCALIZAÇÃO: Informar o local, distrito, município e estado onde em que se situa a área levantada. Uma planta de situação ilustraria bem o relatório. 149 Rodrigues, D. D. - 2008 Desenho Planimétrico IV- EQUIPAMENTO UTILIZADO: Informar apenas os equipamentos – hardwares e softwares e acessórios – empregados na realização do trabalho. Informar a precisão, classificação de acordo com a norma e, se foi calibrado, apresentar informações da calibração. V- EQUIPE TÉCNICA: Apresentar os nomes dos envolvidos no trabalho bem como a função técnica de cada um. VI- METODOLOGIA: Informar a metodologia de materialização do sistema de referência, a origem do sistema, a direção do eixo Y, a técnica empregada para levantamento dos dados e informações, grandezas observadas, metodologia de processamento e desenho e o período de execução. VII- RESULTADOS: Apresentar as cadernetas de campo, modelo numérico do terreno - tabela ou arquivo com identificação, coordenadas, covariâncias e descrição dos pontos levantados -, informar os erros angular e linear cometidos. Anexar fotografias, modelo digital do terreno, planta gráfica e memorial descritivo. Se o número de pontos levantados for pequeno, é boa regra colocar uma tabela com o modelo numérico na própria planta, junto com a descrição gráfica. VIII- CONCLUSÕES: Informar as conclusões com relação à precisão alcançada, a escala máxima em que a descrição gráfica pode ser feita e as finalidades ás quais servem os resultados. Ao final, o responsável técnico deve datar e assinar. 8– INFORMAÇÕES TOPOGRÁFICAS A PARTIR DE UMA PLANTA PLANIMÉTRICA Como já dito antes, o objetivo de uma descrição topográfica é transmitir informações posicionais, geométricas e temáticas de um lugar. No caso de plantas planimétricas as informações posicionais e geométricas se referem ao plano horizontal e não são transmitidas informações altimétricas. As informações temáticas são transmitidas através de símbolos, convenções e toponímias. Imprimindo a planta sobre uma imagem aérea e/ou colocando fotografias da área nas margens da planta, melhora-se a transmissão de informações temáticas e transmitem-se também informações sensoriais. 8.1- Coordenadas topográficas As informações posicionais, ou as coordenadas de pontos de interesse, são extraídas diretamente da planta caso haja uma tabela de coordenadas à margem da planta ou o ponto se encontre sobre algum cruzamento do reticulado. Se não, a abscissa pode ser determinada medindo a distância na direção lesteoeste, do ponto até a linha norte-sul, do reticulado, mais próxima e adicionando esta distância á abscissa da 150 Topografia: planimetria para engenheiros Agrimensores e Cartógrafos linha e a ordenada, medindo a distância na direção norte-sul, do ponto até a linha leste-oeste mais próxima e adicionando esta distância à ordenada da linha de referência. 8.2- Distâncias horizontais A informação geométrica mais comumente requisitada em uma planta planimétrica é a distância horizontal, ou reduzida, entre dois pontos. As distâncias podem ser medidas diretamente com escalímetros, curvímetros ou régua metálica. Os curvímetros servem para medir principalmente comprimentos de curvas. Obviamente as distâncias medidas com régua metálica milimetrada devem ser multiplicadas pelo módulo da escala e a unidade transformada para metros, ou seja: D = d (mm ) ⋅ M 1000 (m) (8.10) 8.3- Azimutes e rumos Os azimutes podem até ser medidos diretamente com transferidores; mas devido à imprecisão desses instrumentos, eles podem ser melhor determinados a partir das coordenadas extraídas da planta, empregando a seguinte equação: AZ jk = artg Xk − X j Yk − Y j = arctg xp K − xp j yp k − yp j (8.11) lembrando, é claro, de verificar o quadrante e somar 180º ou 360º, se necessário. Nesta equação, X e Y são coordenadas de terreno, em metros, extraídas da planta e xp e yp são coordenadas de planta, em milímetros ou centímetros. Os rumos podem ser obtidos a partir dos azimutes. 8.4- Ângulos horizontais Os ângulos horizontais, que estão representados em verdadeira grandeza na planta, podem ser determinados a partir dos azimutes das direções envolvidas ou então, empregando a lei dos co-senos: ⎛ b2 + c 2 − a2 ⎞ ⎟ α = ar cos ⎜ ⎜ ⎟ 2bc ⎝ ⎠ (8.12) 151 Rodrigues, D. D. - 2008 Desenho Planimétrico sendo que a, b e c podem ser as distâncias de planta, em milímetros ou centímetros, dos lados do triângulo envolvido. 8.5- Áreas horizontais A partir de uma planta, áreas horizontais de polígonos no terreno podem ser determinadas empregando as coordenadas de terreno, extraídas da planta, e a equação de Gauss ou a partir da área do polígono homólogo na planta que, por sua vez, pode ser determinada das seguintes formas: i) A partir das coordenadas de planta xp, yp dos pontos definidores do polígono e equação de Gauss; ii) Contando o número de centímetros e/ou milímetros quadrados existentes dentro do polígono; iii) Dividindo o polígono em figuras regulares como triângulos, retângulos, trapézios, etc. Aqui vale lembrar que a área de um triângulo qualquer pode ser determinada empregando a fórmula de Heron: s = p ⋅ (p − a ) ⋅ (p − b ) ⋅ (p − c ) (8.13) sendo s área do polígono homólogo na planta e p o semi-perímetro do triângulo, ou seja, p= a+b+c 2 (8.14) iv) Utilizando o método da pesagem. Esse método pode ser empregado se se tem disponível uma balança de precisão. O método se baseia no princípio de que o peso de um pedaço de papel é diretamente proporcional à sua área. O peso, em grama, por metro quadrado de um papel é conhecido como “gramagem” do papel. Se a gramagem (gr) do papel, onde se copiou a figura da qual se quer determinar a área, é conhecida a priori, basta recortar a figura, pesá-la em uma balança de precisão e calcular s= P (m 2 ) gr (8.15) sendo P o peso do papel recortado. Se a gramagem do papel não é conhecida ela pode ser determinada recortando-se, no papel uma figura padrão de área conhecida (sp) – pode ser uma circunferência de raio conhecido, um retângulo ou quadrado de lados conhecidos –, pesa-se essa figura padrão e a gramagem será dada por: gr = 152 Pp sp (g / cm 2 ) (8.16) Topografia: planimetria para engenheiros Agrimensores e Cartógrafos e dessa forma a área s, determinada pela equação (8.15), estará em cm2, o que é mais conveniente uma vez que as áreas de figuras, desenhadas em escalas, são muito pequenas para serem determinadas em m2. Esse método é comumente empregado em laboratórios de pesquisas que dispõem de balanças de precisão para determinar pequenas áreas como, por exemplo, área foliar. Obviamente a área do polígono homólogo deve ser transformada em área de terreno. A Figura 8.5 mostra a relação entre essas áreas. No terreno a área representada é determinada multiplicando os dois lados do retângulo, ou seja, S = L ⋅D (8.17) e se os lados do polígono estão em metros a área estará em m2. EM PLANTA NO TERRENO d D l E= 1 M L b a Figura 8.5 – Relação entre área no terreno e área na planta Para confeccionar a planta os lados são divididos pelo módulo da escala, ou seja, l= L M (8.18) e d= D M . (8.19) Como a área s do polígono homólogo representado na Figura 8.5 é dada pelo produto dos lados tem-se, s = l⋅d = L ⋅D S = 2 2 M M (8.20) Ou seja, S = M2 ⋅ s (8.21) 153 Rodrigues, D. D. - 2008 Desenho Planimétrico Como s normalmente é medido em centímetros ou milímetros quadrados o valor encontrado pela (8.21) será muito grande e por isso é recomendável dividir o módulo da escala pelo fator de transformação de unidade antes de realizar a multiplicação. Observe ainda que se o módulo da escala que multiplica a distância longitudinal (MH) for diferente do módulo transversal (MV), o que ocorre normalmente no traçado de perfis de terrenos para se ressaltar as diferenças de nível, a área S do terreno será dada por: S = MH ⋅ MV ⋅ s (8.22) Em princípio, um trabalho topográfico começa com o estabelecimento da finalidade; a partir desta define-se os métodos e instrumentos necessários; coletam-se os dados, processa-os, verifica-se se a precisão alcançada atende a finalidade estabelecida e escolhe-se a escala máxima com que o trabalho pode ser representado graficamente. Outra forma de planejar os trabalhos é, a partir da finalidade, estabelecer a escala máxima, a partir desta, verificar o erro máximo permitido, estabelecer os métodos e instrumentos a serem empregados, coletar os dados, processá-los e verificar se a precisão alcançada atende as exigências pré-estabelecidas. Quanto mais preciso for o trabalho, maior será a escala máxima com que os dados poderão ser representados graficamente e maior o número de aplicações da planta. Uma grande escala máxima leva a uma multifinalidade do trabalho. Ao final, o trabalho deve ser inspecionado e a planta, com determinada escala, avaliada. Assunto do próximo capítulo. 154