Guia Mirante: o que é topografia? 

Estamos dando início a uma série de artigos nos quais pretendemos discutir um pouco sobre as diversas áreas da Engenharia de Medições, visando contribuir com a formação educacional de quem se interessa pelo tema.

Nesse primeiro texto do Guia Mirante (o que é topografia?), vamos falar um pouco mais sobre a topografia, nesse conteúdo abordamos os seguintes tópicos:

1. O que é Topografia?;
2. A importância da Topografia;
3. Quais são os tipos de levantamentos topográficos?;
4. Equipamentos utilizados na Topografia;
5. O uso de Drones em Mapeamentos Topográficos;

Escolhemos esse tópico porque trata-se de um dos serviços mais conhecidos dentro do nosso campo de atuação, em parte porque é necessária para o desenvolvimento de quase todos os projetos que são desenvolvidos em um terreno: mineração, construção civil, barragens, enfim.

Vamos lá?

 

O que é Topografia?

A palavra “topografia” tem sua origem na junção das palavras gregas “topos” (que significa superfície ou terreno) e “grafia” (que significa escrita), significando “escrever sobre um terreno”.

Dessa forma, a topografia se dedica ao estudo minucioso de uma área específica da superfície terrestre, buscando descrevê-la de uma maneira compreensível e acessível a qualquer pessoa, mesmo que ela não tenha visto pessoalmente a região em questão.

O objetivo é fornecer uma representação detalhada e precisa das particularidades da área, permitindo que sejam realizados projetos e obras com maior segurança e eficiência.

Por isso o foco dos processos topográficos é a produção de mapas: da mesma forma que podemos contar a alguém sobre nosso dia através de uma carta escrita, profissionais contam para outros/as profissionais como é um determinado terreno usando mapas.

Estes trazem uma série de informações muito importantes, como a altura do terreno, presença de inclinações, de falhas, buracos, rios ou lagos, árvores.

Ao permitir ver a área mapeada de forma panorâmica, a topografia possibilita que o planejamento e a execução de um projeto seja muito mais rápida e precisa.

De forma bastante simplificada, os mapas topográficos funcionam traçando vários níveis um sobre os outros, com curvas que representam níveis diferentes de altura – razão pela qual você pode ouvir ou ter ouvido falar em “mapa de curva de nível”.

Quanto menor o tamanho total de uma curva em relação a outra, mais inclinado é o terreno representado – ou, se te ajudar a lembrar, mais perto do “topo” (Figura 1). Isso, claro, quando estamos falando de mapas com um grau de complexidade mais baixo.

Figura 1: Representação de mapa topográfico. Fonte: kjpargeter no Freepik

Na prática, nem sempre será esse caso, especialmente considerando os avanços e possibilidades trazidos pela computação. Atualmente, é possível gerar mapas topográficos com modelagem 3D, que reproduzem de forma muito mais visual o terreno em questão, destacando aspectos que são mais relevantes para determinado projeto ou estudo.

Do mesmo modo, avanços tecnológicos permitem que hoje o mapeamento de um determinado terreno ocorra de modo muito mais rápido, por exemplo através de mapeamento com veículos aéreos não-tripulados (VANTs), conhecidos como drones e com laser scanner terrestre.

Entretanto, nem sempre as coisas foram tão simples: em tempos mais antigos, as pesquisas topográficas envolviam longos períodos no campo, trabalhando sob sol e chuva, andando vários quilômetros por dia para demarcar pontos de comparação.

Isso sem falar nas ocasiões em que ocupantes do terreno, por medo de novos impostos ou aumentos no preço do aluguel, hostilizavam esses profissionais. A tarefa, de tão árdua, chegou a ser tema do programa “Trabalho Sujo” do Discovery Channel, que retrata alguns dos piores trabalhos da história.

 

A importância da topografia e suas aplicações

Como vimos, um levantamento topográfico é capaz de representar uma porção de terreno de forma detalhada e panorâmica, para que qualquer pessoa capaz de interpretar esse tipo de mapa tenha ciência de todos os aspectos daquela área sem precisar conhecê-la pessoalmente.

Isso significa que a topografia desempenha um papel crucial em uma ampla gama de projetos que envolvem o uso do terreno para fins específicos. Alguns exemplos incluem:

• A elaboração e execução de projetos rodoviários;
• Grandes obras de engenharia;
• Obras de terraplenagem;
• Monitoramento de estruturas;
• Planejamento urbano;
• Irrigação e drenagem;
• Reflorestamento e muitos outros.

Na construção civil, ela permite que a equipe de engenharia determine onde estabelecer estacas, pilares e outros aspectos da fundação da obra, demarcar áreas de risco como barrancos ou regiões com potencial de erosão, designar pontos para terraplanagem, para ficar em alguns exemplos. Isso sem mencionar que a própria distribuição do terreno dita, em muitos casos, onde a construção será realizada.

Nesse mesmo sentido, projetos em mineração necessitam de um bom estudo topográfico para determinar onde serão construídas minas e barragens de rejeitos, onde serão construídas plantas de processamento e quais são as áreas de risco potencial.

Na agricultura, ela permite otimizar tanto a área de plantio quanto a distribuição dos sistemas de irrigação: por exemplo, colocar um irrigador numa região alta, com as plantas numa região mais baixa, amplia em muito o alcance da água, tornando o plantio mais barato e economizando recursos hídricos.

Diferentes tipos de levantamentos topográficos podem ser realizados de acordo com o objetivo desejado em cada projeto, dessa forma o profissional responsável deve escolher o mais adequado. Confira abaixo.

 

Tipos de levantamentos topográficos

Existem duas modalidades principais de levantamento topográfico: o planimétrico e o altimétrico.

O primeiro tem como objetivo determinar pontos e características do terreno que serão projetados em um plano horizontal de referência, utilizando as coordenadas X e Y, para gerar uma representação bidimensional.

Já o segundo visa determinar pontos e características do terreno que serão projetados não apenas em um plano horizontal de referência, mas também em um plano vertical ou de nível, utilizando as coordenadas X, Y e Z, para gerar uma representação tridimensional.

A combinação dos levantamentos planimétricos e altimétricos é conhecida como levantamento planialtimétrico.

É importante destacar que a escolha dos tipos de levantamentos a serem realizados é feita de acordo com as especificidades de cada projeto, podendo ser necessário apenas o levantamento planimétrico, o levantamento altimétrico ou ambos.

 

Equipamentos utilizados na Topografia

Os equipamentos usados ​​nos levantamentos topográficos visam obter medições precisas, podendo ser usados para projetos em diversos setores da indústria. Alguns instrumentos são bastante tradicionais, talvez você já tenha ouvido falar de algum deles, outros são tecnologias que surgiram nos últimos anos e que tem proporcionado excelentes resultados.

Em suma, os principais equipamentos utilizados em levantamentos topográficos são: Teodolito, Estação total, GPS, Nível topográfico, Laser Scanner, Drone (VANT) e Ecobatímetro.

Vamos conhecer um pouco mais sobre eles.

 

Teodolito

Responsável pela medição precisa de ângulos horizontais ou verticais.

O principal objetivo do Teodolito é determinar os ângulos internos ou externos de uma poligonal, além de permitir a orientação da posição exata de detalhes importantes para o levantamento topográfico.

Com o auxílio deste equipamento, é possível realizar medições com grande precisão, o que é essencial para garantir a qualidade e segurança dos projetos realizados.

Estação total

A estação total combina um teodolito eletrônico para medição angular, um distanciômetro eletrônico para medição linear e um processador matemático em um único conjunto.

Com o auxílio deste equipamento, é possível obter informações precisas a partir das medições realizadas em campo, como a distância horizontal reduzida ao horizonte, o desnível entre pontos e as coordenadas dos pontos ocupados pelo refletor, a partir de uma orientação prévia.

Essas informações são essenciais para a elaboração de projetos de engenharia com alto grau de acurácia e segurança.

Figura 2: Estação Total. Fonte: Veiga. Et. Al, 2007

GPS

O GPS (Global Positioning System) é um sistema amplamente conhecido para navegação e aquisição de medidas precisas de localização geográfica e geodésica.

Esse equipamento utiliza sinais de satélites para determinar a posição exata de um ponto na superfície terrestre, permitindo que sejam feitas medições com alta precisão.

Nível topográfico

O nível topográfico, também conhecido como nível óptico, é um instrumento fundamental para a medição de desníveis entre pontos em alturas diferentes.

Além disso, ele também é utilizado para mover as dimensões de um ponto conhecido para um ponto desconhecido.

Laser Scanner

Os scanners a laser são equipamentos que utilizam tecnologia de infravermelho para capturar milhões de pontos distintos de um objeto ou espaço, o que permite a criação de imagens 3D precisas em poucos minutos.

Além da medição de distância, esses dispositivos também capturam informações nos planos horizontais e verticais, fornecendo um amplo escopo de dados de medição. Com isso, é possível obter uma representação muito detalhada do terreno ou objeto.

Ecobatímetro

Diferentemente dos demais equipamentos de topografia que fazem medições no solo, o ecobatímetro é utilizado para calcular a profundidade de rios, lagos e mares.

Ele envia pulsos de ondas sonoras de um transdutor que geralmente está localizado no fundo do casco de um navio/barco.

Esses pulsos viajam pela água, atingem objetos submersos (o fundo do oceano, naufrágios, grandes cardumes de peixes), ricocheteiam e retornam ao transdutor.

O ecobatímetro é capaz de calcular a distância do barco ao fundo do oceano, ou até mesmo até um naufrágio, por exemplo.

Drones (VANT)

Os drones, também conhecidos como VANTs, são aeronaves não tripuladas que podem realizar diversas tarefas, como operações militares, entregas remotas, captação de imagens e mapeamentos topográficos.

Esses veículos podem ter tamanhos diferentes, desde grandes aeronaves até modelos compactos que cabem na palma da mão. O nível de autonomia de um drone pode variar de remotamente pilotado, em que um ser humano controla seus movimentos, até autonomia avançada, em que ele conta com um sistema de sensores e detectores LiDAR para calcular seu movimento.

E por falar em drone, vamos nos aprofundar um pouco mais na sua aplicação em mapeamentos topográficos?

O uso de Drones em Mapeamentos Topográficos

As ferramentas necessárias para realizar Levantamentos Topográficos foram se atualizando com o passar dos anos e atualmente existem tecnologias avançadas como os drones, que podem fornecer grande detalhe e precisão aos projetos.

Os drones não são necessariamente um substituto para o uso de aeronaves tripuladas tradicionais, mas são uma ferramenta adicional que proporciona rapidez, redução de custos e confiabilidade nos dados gerados. Esse equipamento é frequentemente usado ​​para mapeamentos topográficos em situações diferentes das que seriam usadas as aeronaves tripuladas.

Enquanto as aeronaves tripuladas são normalmente utilizadas em situações onde uma grande área precisa ser mapeada, os drones são usados ​​quando é necessário maior detalhamento ou para alcançar áreas onde uma aeronave tripulada não consegue ir devido ao tamanho ou a segurança do piloto.

Os drones podem se aproximar e geralmente fornecem mais detalhes do que uma grande aeronave tripulada. Além disso, esses equipamentos tendem a capturar imagens com alta definição.

Por isso, é de extrema importância realizar um estudo prévio detalhado da área do projeto, dessa forma a melhor opção poderá ser escolhida para realizar os levantamentos.

Confira alguns benefícios de utilizar drones em Mapeamentos Topográficos:

• Produtividade – há uma grande diferença no tempo de execução comparado aos métodos tradicionais;
• Nível de detalhamento do terreno – a obtenção de uma nuvem de milhares de pontos permite alcançar um nível de detalhamento do terreno extremamente fiel, o que se reflete em um produto final de alta qualidade;
• Cálculo de volume mais preciso – devido ao detalhamento, o modelo apresentado é mais denso, sendo possível coletar nuances no terreno.

O uso de drones vem se intensificando e diversos setores já fazem uso dessa tecnologia. Esse equipamento pode ser usado ​​para pesquisar águas pluviais e canais de drenagem, para calcular a capacidade de aterros sanitários, estudos para operação de minas, pesquisas em áreas costeiras/praias, baixa de obras (habite-se), dentre outros.

Além das áreas citadas, um setor que tem ganhado bastante destaque pelo uso de drones é a  Somente na última década, a geração de energia sustentável experimentou uma taxa média de crescimento anual de 42%, devido a isso é crucial implementar tecnologias que auxiliem na eficiência e precisão destes projetos.

Na indústria solar os drones podem ser utilizados para inspeções de rotina de manutenção, planejamento de desenvolvimento do local, avaliação de sombreamento e inspeções de linhas de transmissão.

 

Mirante Engenharia: excelência em topografia

A Mirante oferece uma ampla gama de serviços em topografia, tendo como diferencial o uso de tecnologia de ponta, o que nos possibilita entregar resultados melhores em menos tempo, independentemente do tamanho e natureza do seu projeto.

Além do levantamento topográfico tradicional, oferecemos serviços em laser scanner terrestre, batimetria (topografia de regiões submersas como lagos, rios, etc.) e mapeamento aéreo. Cada uma dessas modalidades traz benefícios específicos para cada projeto.

Um levantamento topográfico tradicional traz uma riqueza de detalhes que não é encontrada em outras modalidades, e a Mirante conta com uma equipe altamente qualificada para realizar esse tipo de serviço.

Entretanto, nem todo projeto requer uma precisão tão alta, de modo que o laser scanner terrestre, que utiliza um feixe laser para realizar uma identificação da superfície, oferece um resultado mais rápido, dinâmico e eficiente. É o caso também do mapeamento aéreo, que pode inclusive ser usado para realizar baixa de obras de forma bastante veloz.

Em todos os casos, conte com a Mirante para lhe ajudar a identificar as melhores opções para o seu caso! Se quiser, entre em contato conosco para uma conversa.

Estamos sediados em Belo Horizonte, mas prestamos serviços em vários estados do país, como:

• Tocantins
• Bahia
• Mato Grosso
• Mato Grosso do Sul
• São Paulo
• Rio de Janeiro
• Espírito Santo
• Goiás
• Ceará e mais

Alguns exemplos de cidades espalhadas pelo Brasil que a Mirante Engenharia presta serviços de topografia e outros:

• Canaã dos Carajas, Curianópolis e Parauapebas – PA
• Varzea Grande e Cuiabá – MT
• Palmas e Palmeirópolis – TO
• Itapicuru, Jacobina, Caetité e Itajibá – BA
• Catalão – GO
• Tuburão – ES
• São Gonçalo do Amarante – CE

Claro que além dessas cidades destacadas atendemos outras regiões por todo o Brasil, faça contato conosco e nos conte a sua demanda.

Se quiser conhecer mais sobre nosso trabalho, confira nossos cases e clientes. Fique ligado ainda para nosso próximo post, no qual trataremos de usos não-convencionais da topografia na indústria!

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