Topografia: Formas de Relevo e Métodos de Nivelamento

Relevo: As Formas da Superfície Terrestre

O relevo corresponde às formas das paisagens físicas da Terra.

Planícies

São superfícies planas de baixas altitudes (até 100m), formadas por rochas sedimentares. As planícies litorâneas, por exemplo, localizam-se próximo à região costeira. De acordo com seus agentes formadores, são classificadas em:

• Costeira: formada pela ação do mar.
• Fluvial: formada pela ação de rios.
• Lacustre: formada pela ação de lagos.

Planaltos

Também conhecidos como platôs, designam superfícies planas com elevadas altitudes (acima de 300m).

Montanhas

São grandes elevações constituídas ao longo dos anos por atividades vulcânicas, erupções e outras manifestações naturais.

Depressões

Caracterizam-se por planos rebaixados, considerados as menores altitudes encontradas no planeta (geralmente entre 100 e 500m), formadas principalmente por fenômenos de erosão.

Altimetria e Nivelamento

A altimetria, ou nivelamento, tem por finalidade determinar a distância vertical ou a diferença de nível entre diversos pontos. A diferença de altura entre dois pontos é, portanto, a diferença de nível entre eles.

O que é Nivelamento?

Nivelamento é a determinação das diferenças de níveis entre dois pontos. É possível realizá-lo por métodos geométrico e trigonométrico.

Conceitos Fundamentais

Linha Vertical

É a linha que segue a direção da gravidade. Na prática, é materializada pela direção entre o ponto topográfico (piquete) e o centro do aparelho em uso (teodolito).

Plano Horizontal

É um plano perpendicular à direção da gravidade. Em topografia, é um plano perpendicular à linha de prumo.

Plano de Referência Altimétrico

É a superfície de nível à qual são referidas as alturas ou diferenças de alturas entre pontos do terreno.

Nível Médio do Mar (NMM)

É uma superfície de nível determinada a partir do estudo do comportamento da maré oceânica.

Nivelamento Geométrico

O nivelamento geométrico é baseado na diferença de leituras em miras (réguas) verticais graduadas. A precisão obtida é bastante grande, da ordem de milímetros para os trabalhos especiais de 1ª ordem, até apenas alguns centímetros nos trabalhos topográficos comuns.

Instrumentos Utilizados

Os instrumentos utilizados para os trabalhos de nivelamento geométrico são denominados níveis.

Medição de Distâncias Horizontais

Com a utilização do teodolito, efetuam-se as leituras verticais e horizontais.

Tipos de Níveis

Níveis Óticos

São equipamentos clássicos de nivelamento. Consistem basicamente em uma luneta montada sobre um tripé, com possibilidade de ser nivelada com precisão, através de parafusos calantes e bolhas. A precisão desses equipamentos depende do sistema de nivelamento, da sensibilidade das bolhas e da precisão das miras.

Níveis Digitais ou Eletrônicos

Funcionam pelo princípio do processamento unidimensional de imagens, a partir de uma mira codificada por código de barras, oferecendo grande poder de precisão.

Níveis a Laser

São projetados para definir planos horizontais, verticais ou com certas inclinações. São compostos por duas unidades: a projetora e a detectora.

Geralmente, possuem maior poder de precisão que os níveis digitais.

Miras

As miras são réguas de madeira ou de metal usadas no nivelamento para a determinação de distâncias verticais. As medidas são feitas entre a projeção do traço do retículo horizontal da luneta na mira e o ponto do terreno onde a mira está instalada. As miras mais utilizadas são as miras falantes, que geralmente têm 4m de comprimento e são graduadas em centímetros. Os centímetros são pintados alternadamente em preto e branco.

Nivelamento Geométrico Simples

É aquele em que, de uma única estação do nível, é possível visar a mira colocada sucessivamente em todos os pontos do terreno e nivelar. O perfil do terreno a ser estudado é piquetado de 10 em 10 metros ou de 20 em 20 metros, conforme a natureza do terreno. O nível deve ser estacionado em um ponto conveniente, sobre a linha a nivelar ou fora dela. Desta única posição do instrumento, são determinadas as leituras na mira colocada, primeiramente em um ponto de cota conhecida e depois nos demais pontos.

A visada na primeira estaca, geralmente de cota conhecida, é chamada de “visada de ré”. Todas as visadas a partir da visada de ré são chamadas de “visadas de vante”. Para o cálculo das cotas dos pontos nivelados, é necessário ainda realizar a medição da altura do instrumento, ou seja, a altura do eixo ótico acima do plano de referência. Para determinar a altura do instrumento, faz-se uma leitura inicial em um ponto com cota conhecida.

Nivelamento Geométrico Composto

Consiste em uma série de nivelamentos geométricos simples. Este processo é empregado quando se trata de nivelamento em terreno de desnível acentuado, em que a determinação da diferença de nível total exige mais de uma estação do aparelho.

Perfis Longitudinais

São a maneira de se realizar a representação gráfica de um nivelamento altimétrico.

Cálculo do Greide de um Perfil de Nivelamento

O greide é uma linha que acompanha o perfil, dotada de uma certa declividade e que mostra quanto o solo deve ser cortado ou aterrado.

Cota Vermelha (CV)

É a distância vertical entre um ponto qualquer do greide e um ponto correspondente no terreno. Pode ser positiva (indicando aterro) ou negativa (indicando corte).

Ponto de Passagem

Ocorre quando o ponto do terreno não exige corte ou aterro.

Nivelamento Trigonométrico

O nivelamento trigonométrico é baseado na resolução de um triângulo retângulo. Neste nivelamento, a diferença de nível é determinada de forma indireta, por meio de resoluções de triângulos situados em planos verticais que passam pelos pontos cuja diferença de nível se calcula. Os ângulos de inclinação do terreno são medidos com um teodolito.

Determinação da Diferença de Nível

O nivelamento trigonométrico baseia-se no valor da tangente do ângulo de inclinação do terreno, pois o valor desta função representa sempre a diferença de nível por metro de distância horizontal medida no terreno entre os pontos considerados. Assim, determinando a distância horizontal (DH) entre os pontos em estudo e o ângulo de inclinação do terreno entre eles (α), a diferença de nível (DN) é calculada aplicando-se a seguinte fórmula:

DN = DH * tg(α)

Terminologia e Variáveis

Para o cálculo, considere:

• Z: Ângulo zenital
• i: Ângulo vertical
• hi: Medida do centro geométrico da luneta até o ponto topográfico
• FM: Leitura na mira
• DN: Diferença de nível entre os pontos A e B
• DH: Distância horizontal entre os pontos A e B