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SISTEMATIZASISTEMATIZAÇÇÃO DEÃO DETERRENOSTERRENOS



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• Sistemático: ordenado, metódico, coerente com determinada linhade pensamento e/ou de ação.

• Sistematização: planejamento ou organização do processo de produção do arroz irrigado por inundação.

Sistematização de Terrenos

Prof. Msc. Edgar Nogueira DemarquiTopografia II - Aula 8



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Sistematização de Terrenos• Consiste em colocar a superfície de um terreno em planos uniformes, com

declividade adequada a cada tipo de projeto;

• Exemplos: construção de campos de futebol, praças de esportes, plantas

industriais, edifícios, conjuntos habitacionais, etc.;

• Para cada aplicação tem–se uma declividade para o plano considerado, de

acordo as especificações técnicas de cada projeto;

• Conforme o projeto que se tem em mãos e, após realizados os estudospreliminares da área a ser sistematizada, realiza-se os trabalhos de campo

e escritório, os quais são necessários à execução da obra.




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Conceitos• Conceito usual:

– Aplainamento – Correção do micro-relevo

• Objetivo amplo: Planejar e implementar a parte física de um

sistema produtivo para que este seja eficiente.




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Procedimentos para Realizar a

Correção do Micro Relevo

1. Levantamento topográfico planialtimétrico;

2. Traçado de curvas de nível;

3. Separação do terreno em áreas homogêneas;

4. Cálculo da Sistematização.




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Aplicações




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Levantamento Topográfico(Planialtimétrico)

RIO

ÁREA DE

VÁRZEA

MATA

CILIAR




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Procedimentos para o Levantamento

Topográfico

•Dividir a área em partes menores(quadrículas) de 20m x 20m;

•No centro de cada quadrícula cravar um piquetee logo ao lado uma estaca;

•Utilizando régua e nível ou teodolito, obter a cotado terreno no centro de cada quadrícula;

•Representar em um mapa as cotas do terreno;




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Representação da Área no Levantamento

Topográfico

1 3 4 5

A

2

B

C

L

I

N

H

AS

C O L U N A S

20 m 20 m




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Levantamento Topográfico – Detalhe da

Representação dos Dados de cadaQuadrícula

Leitura darégua

Corte (C)ou aterro

(A)

Cotacalculada

Cotaoriginal




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Levantamento Topográfico:

Quadrículas com as Cotas Originais do Terreno

102 105 108 109 111

104 107 112 114 114

105 109 115 116 119

COTA MÉDIA = 110




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Sistematização de Terrenos


Esquema geral:

Pontos noterreno com

cotaconhecida



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Trabalhos de Campo• Estaqueamento do terreno;

• Nivelamento;

• Contranivelamento.




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Trabalhos de Escritório• Cálculo das cotas do terreno;

• Traçado das curvas de nível;

• Determinação das declividades;

• Determinação das alturas de cortes e aterros;

• Cálculo dos volumes de cortes.




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Levantamento Topográfico:

Vista da Área Estaqueada




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Traçado das Curvas de Nível: Preparação

do Mapa Base para Elaboração do Projeto

• A partir das cotas originais do terreno é possível interpolar curvas

de nível;

• A análise das curvas de nível permite separar a área em setoreshomogêneos;

• OBJETIVO: sistematização racional e barata.




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Representação da Área Anterior em Três

Dimensões




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Separação do Terreno em Áreas

Homogêneas: Definições A partir da análise das curvas de nível do terreno pode-se

concluir que a movimentação de terra seria menor se fossempreparados três planos de sistematização.

Com esta solução a terra não teria que ser deslocada desde a

parte mais alta do terreno até a parte mais baixa.




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Formação de Três Planos deSistematização

A movimentação de terra seria feita somente dentro do plano

de sistematização.

1

6

S 1 S

3 S 5 S

7 S 9

S 1 1

S 1 3

S 1 5

S 1

7

100,600

100,700

100,800

100,900

101,000

101,100

101,200

101,300

101,200-101,300

101,100-101,200

101,000-101,100100,900-101,000

100,800-100,900

100,700-100,800

100,600-100,700



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Observações:

• A formação de mais de um plano implica na existência de

patamares (degraus) na área;

• Em um plano de sistematização pode haver um ou mais quadros

(tabuleiros) de plantio;

Separação do Terreno em Áreas

Homogêneas: Definições




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Cálculo da Sistematização: Opções de

Mudança do Perfil do Terreno

a) Deixar a área totalmente plana;

b) Deixar a área com declividade conhecida em apenas uma direção;

c) Deixar a área com declividade conhecida em duas direções.

d) Deixar a área com declividades conhecidas que gerem o menorvolume de movimentação de terra;




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Cálculo da Sistematização:Representação dos Procedimentos para Deixar a Área

Totalmente Plana

ATERROATERRO

CORTECORTE

Perfil original do terreno

Novo perfil




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Cálculo da Sistematização:Procedimentos para Deixar a Área Totalmente

Plana

1. Calcula-se a média das cotas originais;

2. Procedem-se cortes ou aterros nas quadrículas para que as

novas cotas sejam todas iguais.




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Resultados dos Cálculos para Área

Totalmente Plana

102 105 108 109 111

110 8A 110 5A 110 2A 110 1A 110 1C

104 107 112 114 114

110 6A 110 3A 110 2C 110 4C 110 4C

105 109 115 116 119

110 5A 110 1A 110 5C 110 6C 110 9C

C Corte A Aterros




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Ajustamento de Cortes e Aterros

A relação entre a soma das alturas de cortes e de aterros devevariar entre 1,2 e 1,4. ou seja, o volume de terra cortado deve ser de

20 a 40% maior que o previsto para o aterro.

Isto é necessário porque o material granular, ao ser retirado,

transportado e depositado, sofre compactação (redução do tamanho

dos poros), sendo insuficiente para realizar o aterro se a relação

ΣC/ ΣA for igual a 1,0.




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Execução da Obra em Campo• Transferência das alturas de cortes e aterros para o campo;

• Execução mecânica da obra, através do uso de máquinas apropriadas(motoniveladoras).




28

OPERAÇÕES MECÂNICAS:TRATOR DE ESTEIRAUSADO NAS OPERAÇÕES DE SISTEMATIZAÇÃO




29

Operações Mecânicas: Trator de Esteira emOperação de Corte do Terreno


O â



30Prof. Msc. Edgar Nogueira DemarquiTopografia II - Aula 8

Operações Mecânicas: Trator de Esteira emOperação de Corte do Terreno



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SISTEMAS DESISTEMAS DE

POSICIONAMENTO PORPOSICIONAMENTO PORSATSATÉÉLITELITE



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Introdução• Os sistemas de posicionamento por satélite se baseiam em uma constelação de

satélites em órbita da Terra emitindo ondas de rádio;

• Também conhecidos por sistemas de radionavegação e posicionamento por satélite;

• Estas ondas de rádio são captadas por receptores específicos utilizados pelos

usuários na superfície terrestre;

• É necessário uma quantidade mínima de 4 satélites para poder se obter oposicionamento.




33

Introdução




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Introdução• O ponto de partida é o conhecimento preciso da distância que separa o receptor de

cada um dos satélites em órbita, que é obtida pela mensuração do tempo gasto pelo

sinal para viajar do satélite ao receptor; – Cada satélite possui um relógio atômico que emitem sinais muito precisos de tempo;

– Os receptores possuem relógios de quartzo;

• Em outras palavras, conhecendo-se o momento exato em que o sinal foi emitido pelo

satélite e o momento em que ele chegou ao receptor, tem-se o tempo de viagem do

sinal;

• Sabendo que o sinal viaja à velocidade da luz, de aproximadamente 300.000 km/s,

pode-se calcular a distância do satélite ao receptor.




35

Introdução




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Aplicações• Mapeamento;

• Engenharia;• Agricultura de precisão;

• Logística;

• Navegação (terrestre, marítima e aérea);

• Estudos relacionados à atmosfera;

• Turismo, lazer;

• Controle de frotas de veículos;

• Etc.




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Sistemas Existentes/Projetados• GPS - Global Positioning System – EUA (em operação)

• Glonass – Russia (parcialmente em operação);

• Galileo – Europa (em implementação);

• Compass (China);

• QZSS – Quasi Zenith Satellite System (Japão);

• Gagan – Aided Geo-Stationary Satellite Augment Navigation (Índia) ;




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GPS• Também conhecido por NAVSTAR-GPS (Navigtion Satellite with Time And

Ranging);

• Foi desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos EUA;

• Resultou da fusão de dois outros projetos das forças armadas americanas:Timation (Marinha) e o System 621B (Força Aérea);

• O sistema foi declarado totalmente operacional apenas em 1995;




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GPS• O sistema GPS é dividido da seguinte forma:

– Segmento espacial constelação de satélites GPS

– Segmento de controle estações terrestres de monitoramento e

controle (Departamento de Defesa dos EUA);

– Segmento de usuários em todo o globo terrestre.




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GPS – Segmento Espacial• Consiste numa constelação de 28 satélites sendo 4 sobressalentes

em 6 planos orbitais (com uma inclinação de 55°em r elação aoEquador);

• Os satélites GPS, construídos pela empresa Rockwell, foram

lançados entre Fevereiro de 1978 (Bloco I), e 6 de Novembro de2004 (o 29º);

• Cada um circunda a Terra duas vezes por dia a uma altitude de20.100 km e a uma velocidade de 11265 km/h;




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GPS – Segmento Espacial




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Características do Sinal GPS• Cada satélite GPS transmite duas ondas portadoras: L1 e L2;

• São geradas a partir da freqüência fundamental de 10,23 MHz, a qual é

multiplicada por 154 e 120, respectivamente;

• Dessa forma, as freqüências (L) e os comprimentos de onda (λ) de L1 e L2

são:

– L1 = 1575,42 MHz e λ = 19 cm Mensagem de navegação (efemérides)

Código SPS (código C/A, Coarse/Aquisition)

– L2 = 1227,60 MHz e λ = 24 cm Utilizado para calcular o atraso do sinal devido a ionosfera pelos

equipamentos dotados de capacidade para PPS.




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GPS – Segmento de Controle


• As principais tarefas do segmento de controle são:

– Monitorar e controlar continuamente o sistema de satélites;

– Determinar o sistema de tempo GPS;

– Predizer as efemérides dos satélites, calcular correções dos relógios

dos satélites;

– Atualizar periodicamente as mensagens de navegação de cada satélite.



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• O sistema de controle é composto por:

– Cinco estações de monitoramento Hawaii, Kwajalein, Ascension

Island, Diego Garcia, Colorado Springs;

– Uma estação de controle central Colorado Springs



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Disposição das estações:



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GPS – Segmento de Usuário• O segmento do usuário é formado pelos receptores GPS (móveis em geral)

e pela comunidade de usuários GPS que utiliza o sistema para localização,

navegação, topografia, etc.




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Aplicações em levantamentos• O GPS pode ser usado em praticamente todos os tipos de levantamentos

topográficos:

– Levantamento de poligonais

– Determinação de cotas e/ou altitudes

– Georreferenciamento de propriedades rurais

– Locação de estruturas – Etc.

• Vantagens: rapidez, praticidade de execução, não necessidade de

intervisibilidade entre estações, fácil manuseio, levantamento cinemático,

etc.



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Aplicações em levantamentosDiversas aplicaçõesem levantamentos

topográficos



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Aplicações em levantamentos• Possíveis restrições se dão por meio de particularidades do levantamento

em questão: local, precisão, tempo disponível para o trabalho,

disponibilidade de “pontos base”, entre outros;

• Dificuldade em locais com problemas de obstrução do sinal dos satélites:

– Obras em túneis

– Áreas urbanas com grande concentração de edifícios

– Áreas de mata

– Etc.



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GLONASS• O GLONASS (Global Navigation Satellite System ) é um sistema de posicionamento

geográfico, similar ao GPS, o qual conta com uma constelação de 24 satélites

divididos em três órbitas, pertencene à Federação Rússia;

• O primeiro satélite GLONASS foi lançado em 12 de Outubro de 1982, mas tinha

apenas objetivos militares, sendo que a versão comercial foi disponibilizada apenas

em 1993 sem que a constelação estivesse completa;• Uma constelação completa do GLONASS será composta de 24 satélites em 3 planos

orbitais – 8 satélites por plano;

• Os planos tem a inclinação de 64.8°que é maior que os planos orbitais do GPS (55°)

– isto é um benefício para os usuários localizados em latitudes altas (ou baixas) já

que os satélites GLONASS viajam muito mais ao norte (ou sul) que os satélites GPS.




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Características do Sinal GLONASS

• Da mesma forma que o GPS, cada satélite GLONASS transmite sinais em

duas bandas denominadas de L1 e L2;

• No entanto, cada satélite tem sua própria freqüência (diferente do que

ocorre com o GPS) ;

• O plano original para as freqüências GLONASS é definido a partir de uma

freqüência central dos canais:

– L1 = 1602 + 0,562n (MHz)

– L2 = 1246 0,4375n (MHz)




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GLONASS• Os satélites GLONASS orbitam à uma altitude de 19,100km – mais baixo

que a órbita do GPS de 20.100km;

• Esta órbita mais baixa significa que os satélites GLONASS completam umaem volta da Terra em 11 horas e 15 minutos – comparado às 11 horas e 58

minutos para a órbita do GPS.




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Galileo• Galileo é um Sistema de Posicionamento Global por satélite europeu.

Concebido desde o início como um projeto civil, em oposição ao GPS

americano e ao GLONASS russo que são de origem militar;

• Vantagens: maior precisão (ainda a ser confirmado em testes reais), maior

segurança (possibilidade de transmitir e confirmar pedidos de ajuda em

caso emergência) e menos sujeito a problemas (o sistema tem acapacidade de testar a sua integridade automaticamente);

• Além disso, o sistema será inter-operável com os outros dois sistemas jáexistentes, permitindo uma maior cobertura de satélites;




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Galileo• O sistema completo incluirá 30 satélites (colocados em órbita a 24.000 km

de altitude), dos quais 3 ficarão em reserva como suplentes caso sejam

necessários, e prevê-se a sua entrada em funcionamento em 2010, embora

com um atraso de dois anos face às perspectivas iniciais;

• Os primeiros sinais Galileo foram transmitidos no dia 12 de Janeiro de 2006

pelo satélite GIOVE-A que tinha sido colocado em órbita a 28 de Dezembro

de 2005. Em construção está o GIOVE-B, o segundo satélite de teste.




56

Galileo




57

Galileo




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Atualidades e Perspectivas• Receptores capazes de rastrear satélites de diferentes sistemas de

posicionamento;

• Tecnologia que estará cada vez mais presente no dia-a-dia das pessoas;• Integração de receptores em diversos equipamentos (telefones celulares,

câmaras fotográficas, carros, etc);

• Integração com aparelhos topográficos e geodésicos;




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Referências• COMASTRI, J. A.; TULLER, J. C. Topografia – Altimetria. Editora UFV –

3°Edição. Viçosa, 2005.

• FAGGION, P. L.; VEIGA, L. A. K; ZANETTI, M. A. Z. Fundamentos de

Topografia. (Apostila) UFPR – Departamento de Geomática. Curitiba,

2007.

• GODOY, R. Topografia Básica. FEALQ – Ed. Unesp. Piracicaba, 1988.

• ISHIKAWA, M. I. Notas de Aula – Disciplina de Topografia II. Curso de

Graduação em Engenharia Cartográfica. Faculdade de Ciências e

Tecnologia – UNESP, Campus de Presidente Prudente. 2001.• MONICO, J. F. G. Posicionamento pelo NAVSTAR-GPS: Descrição,

funda mentos e aplicações. Ed. UNESP, 1°edição. São Paulo, 2000.


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