CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICA DE SANTA CATARINA Pró-Reitoria Acadêmica Setor de Pesquisa

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1 FORMULÁRIO PARA INSCRIÇÃO DE PROJETO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA. Coordenação/Colegiado ao(s) qual(is) será vinculado: Curso (s) :Engenharia Civil Nome do projeto: Implantação de uma rede planialtimétrica no Campus da Católica de Santa Catarina em Jaraguá do Sul Nome do(s) acadêmico(s) envolvido(s): Nome do professor orientador: Patricia de Castro Pedro Nome do professor co-orientador: Nome do coordenador(a) do Curso: Helena Ravache Samy Pereira Para a Fundação Educacional Regional Jaraguaense FERJ, mantenedora do Centro Universitário - Católica de Santa Catarina em Jaraguá do Sul e em Joinville, encaminhamos anexo, Projeto de Iniciação Científica a ser submetido ao Edital nº ----/ PROINPES, e declaramos nosso interesse e prioridade conferida ao desenvolvimento do projeto ora proposto, assim como nosso comprometimento de que serão oferecidas as garantias necessárias para sua adequada execução, incluindo o envolvimento de equipe, utilização criteriosa dos recursos previstos e outras condições específicas definidas no formulário anexo., de de 2013 Acadêmico(a) Acadêmico(a) Professor orientador Professor coorientador Coordenador do Curso 1

2 2 DESCRIÇÃO DO PROJETO Título do Projeto: Implantação de uma rede planialtimétrica no Campus da Católica de Santa Catarina em Jaraguá do Sul Resumo do Projeto Tipo de Projeto ( 12 meses ) ( ) Elaborado pelo acadêmico em conjunto com o professor orientador; (X) Apresentado pela instituição; A mensuração e representação da superfície terrestre é o elemento primordial de qualquer projeto de engenharia. A Topografia é a disciplina do conhecimento que estuda os métodos, técnicas e instrumentos para a realização de levantamentos destinados a mensuração e posterior representação de superfícies. Este projeto de pesquisa tem como objetivo a implantação de uma rede planialtimétrica, contendo marcos geodésicos que são pontos materializados por pilares de concreto, com precisões compatíveis aquelas estabelecidas nas normas NBR13133 e NBR e servem como referencial para todo e qualquer levantamento topográfico. A rede tem papel importante, pois servirá de base para os levantamentos da disciplina de Topografia do curso de Engenharia Civil, bem como poderá ser utilizada como referencial para levantamentos topográficos na região, contribuindo para o aumento do reduzido número de marcos existentes atualmente dentro do munícipio de Jaraguá do Sul. Problematizacão Os levantamentos topográficos devem estar referenciados a um sistema com uma única origem, esse sistema é materializado no terreno através de marcos geodésicos e tem suas coordenadas planialtimétricas determinadas. Os levantamentos topográficos em área urbana devem estar referenciados a esse conjunto de pontos definido como rede de referencia cadastral. No campus da Católica de Santa Catarina em Jaraguá do Sul não há nenhum marco geodésico pertencente à rede de referencia cadastral municipal (RRCM), o marco geodésico mais próximo fica a aproximadamente um quilômetro de distância, o que torna inviável a sua utilização durante as aulas práticas desenvolvidas na disciplina de Topografia no curso de engenharia civil. A utilização destes marcos geodésicos que fazem parte da RRCM fornecem as atividades práticas desenvolvidas na disciplina um cenário mais próximo à realidade além da possibilidade de verificação das atividades com relação ao controle de erros e consequentemente da precisão do levantamento. Somado a dificuldade de intervisibilidade do marco próximo ao campus tem-se a não conformidade e desatualização da RRCM de Jaraguá do Sul, que tem suas coordenadas planialtimétricas referenciadas ao sistema geodésico oficial antigo SAD69. Os levantamentos topográficos referenciados tomando-se o sistema antigo são imprecisos e acarretam erros de posicionamento e representação gráfica. 2

3 Justificativa Para que o processo de aprendizagem da execução dos levantamentos topográficos corresponda às atividades e procedimentos executados profissionalmente é necessário à utilização dos marcos geodésicos. No campus da Católica de Santa Catarina em Jaraguá do Sul, não há nenhum marco da rede de referencia para servir de apoio ao levantamento topográfico. O município de Jaraguá do Sul possui 41 marcos geodésicos distribuídos em seu perímetro urbano e rural, os quais formam a rede de referencia cadastral municipal (RRCM). Os marcos possuem coordenadas e precisões relacionadas ao sistema geodésico de referência SAD-69. A NBR estabelece que os levantamentos topográficos sejam apoiados em redes de referencia cadastrais definidas sob o sistema geodésico em vigor, o que não é o caso. A utilização dos marcos geodésicos naquele sistema implica em coordenadas com precisão inferior a prevista pelas normas técnicas da área e consequentemente uma representação gráfica imprecisa. Neste sentido, o projeto tem fundamental importância, pois além de contribuir para a materialização de marcos que serão utilizados na disciplina de Topografia, estes podem servir de estímulo e contribuição para a atualização da rede de referência cadastral do município, uma vez que serão monumentalizados seguindo as normas técnicas. Texto limitado a 20 linhas Objetivo Geral: Implantar uma rede de marcos geodésicos seguindo os métodos de implantação e monumentalização descritos nas normas NBR , NBR e manual técnico do IBGE, para servir de apoio a levantamentos topográficos da disciplina de Topografia e a levantamentos executados na região. Texto limitado a 05 linhas Objetivos específicos Planejamento dos locais para implantação dos marcos; Monumentalização dos marcos; Determinação das coordenadas dos marcos utilizando método de posicionamento por satélite e nivelamento geométrico. Texto limitado a 15 linhas Metodologia A primeira etapa consiste no planejamento dos locais onde os marcos geodésicos serão materializados, tendo em vista a utilização para levantamentos topográficos futuros dentro do campus estes devem localizar-se em locais livres de grande tráfego ou em locais de difícil acesso, garantindolhes a preservação; Uma vez determinado o posicionamento dos marcos no campus a etapa seguinte será a monumentalização dos marcos, ou seja, a materialização destes através de pilares de concreto com dimensões segundo as especificações do documento Padronização de marcos geodésicos editado pelo IBGE em agosto de 2008, o qual descreve desde o traço a ser utilizado para o concreto, as dimensões do pilar e as gravações presentes na chapa metálica que identifica o marco. Com os marcos materializados determinar-se-á as coordenadas através do posicionamento por satélites utilizando dois receptores GNSS (Global Navigation Satelite System) da marca Astech com precisão de 10mm + 1ppm, as observações serão feitas utilizando o método diferencial estático com pelo menos quatro observações simultâneas e sequenciais para garantir a precisão estabelecida pela norma NBR e NBR O processamento dos dados será feito com a utilização do software Astech Solutions. Para a determinação da altitude ortométrica será feito o transporte de coordenadas partindo de 3

4 referencias de nível, chamadas RNNN homologadas pelo IBGE, esse procedimento será feito através do método de nivelamento geométrico por visadas iguais utilizando o nível óptico da marca CST/BERGER com alcance de 20x e precisão média de 2,5mm ppm. Fundamentação Teórica 1. Conceitos Fundamentais O levantamento topográfico segundo a norma técnica NBR é definido como o: Conjunto de métodos e processos que, através de medições de ângulos horizontais e verticais, de distâncias horizontais, verticais e inclinadas, com instrumental adequado à exatidão pretendida, primordialmente, implanta e materializa pontos de apoio no terreno, determinando suas coordenadas topográficas Classicamente esta norma divide o levantamento topográfico em planimétrico, altimétrico e planialtimétrico, sendo este último à combinação dos dois primeiros. Pode-se definir o levantamento planialtimétrico como o levantamento que objetiva a determinação dos limites e principais elementos físicos presentes na propriedade, amarrados a uma rede de pontos materializados no terreno, bem como a determinação dos valores das alturas relativas a um determinado referencial. As determinações envolvidas no levantamento topográfico planialtimétrico pressupõe que os pontos utilizados devam estar referenciados a uma rede de referência cadastral que por sua vez deve ter relação com o sistema geodésico de referencia do país. Os Sistemas Geodésicos de Referência segundo a NBR são: Um conjunto de pontos geodésicos descritores da superfície física da Terra, implantados e materializados na porção da superfície terrestre delimitada pelas fronteiras do país, com vistas às finalidades de sua utilização, que vão desde o atendimento a projetos internacionais de cunho científico, passando pelas amarrações e controles de trabalhos geodésicos e cartográficos, até o apoio aos levantamentos no horizonte topográfico. Cada país adota um conjunto de parâmetros e convenções, um sistema geodésico de referência, que melhor represente e relacione os modelos matemáticos para a Terra, o elipsoide, e o modelo conceitual o Geóide, para o seu território. No ano 2000 o IBGE propôs a mudança do sistema geodésico brasileiro para o datum SIRGAS Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas, o qual, a partir de 2014, deverá ser o único utilizado no país, entretanto já se assume este como o sistema geodésico oficial. A norma técnica NBR de agosto de 1998 define e estabelece os procedimentos para a implantação de uma rede de referência cadastral: SEBEM; LANGENDOLFF; PELLEGRINI e TEN CATEN (2008), afirmam que os procedimentos descritos na norma possibilitam aos municípios brasileiros implantarem e manterem uma infraestrutura cartográfica urbana capaz de georreferenciar todas as atividades geodésicas e topográficas ao sistema de referência. Segundo a NBR14166 a RRCM pode ser entendida como uma: Rede de apoio básico de âmbito municipal para todos os serviços que se destinem a projetos, cadastros ou implantação e gerenciamento de obras, sendo constituída por pontos de coordenadas planialtimétricas, materializados no terreno referenciados a uma única origem (Sistema Geodésico Brasileiro - SGB) e a um mesmo sistema de representação cartográfica, permitindo a amarração e consequente incorporação de todos os trabalhos de topografia e cartografia na construção e manutenção da Planta Cadastral Municipal e Planta Geral do Município, sendo esta rede amarrada ao 4

5 Sistema Geodésico Brasileiro (SGB); fica garantida a posição dos pontos de representação e a correlação entre os vários sistemas de projeção ou representação. A rede de referência cadastral, portanto configura-se como um apoio imediato aos levantamentos topográficos, sendo de fundamental importância para o estabelecimento do referencial do levantamento. 2. Instrumentação e monumentalização Os métodos de levantamento, bem como equipamentos e precisões são descritos pelas normas técnicas NBR 13133, NBR e pelo manual de levantamentos geodésicos editado pelo IBGE. Esses trazem não apenas os procedimentos para a sistematização da rede de referencia, bem como os métodos clássicos e modernos de levantamentos topográficos e geodésicos incluindo desde os métodos utilizando estações totais e nível de precisão como também o levantamento com receptores GPS ( Global Positioning System). A monumentalização de marcos é o procedimento para a materialização do ponto, podem ser utilizadas diversas formas de acordo com a finalidade. Em geral são utilizados pilares cilíndricos, tronco-piramidais ou ainda chapas metálicas chumbadas diretamente no solo. A figura 1 apresenta algumas formas de monumentalização. Figura 1 Monumentalização de marcos. a) Marco geodésico tronco piramidal. b) Vértice Geodésico de Triangulação Chapa metálica chumbada no solo a) b) Fonte: a) Fonte:http://mundogeo.com/blog/2010/05/05/diretrizes-basicas-para-elaboracao-de-estudos-topograficos-deprojetos-rodoviarios/; b) Atualmente o município de Jaraguá do Sul possui 41 marcos geodésicos distribuídos em seu território, e que compõem a rede de referencia cadastral do município. Conforme informações cedidas por técnicos da prefeitura, há intenção de atualização da rede, uma vez que os pontos estão georeferenciados ao sistema geodésico SAD 69 e atualmente o sistema em vigor é o SIRGAS A utilização do sistema antigo implica em erros de posição que chegam a 70 metros em algumas regiões. A figura abaixo ilustra a distribuição dos marcos geodésicos no município de Jaraguá do Sul e a localização do campus da Católica de Santa Catarina. 5

6 Figura 02 distribuição do marcos geodésicos da rede de referência cadastral de Jaraguá do Sul Fonte: Localização dos marcos geodésicos: Prefeitura Municipal de Jaraguá do Sul. Imagem: Google Earth 3. CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO ETAPA OU FASE DO PROJETO Objetivo Específico Etapa/Fase (O que?) Especificação (Como?) Início Término Planejamento e estudo Planejamento dos locais - Revisão bibliográfica; dos locais de para implantação dos - Analise da implantação dos marcos marcos geodésicos geodésicos infraestrutura do campus, rede elétrica acessos, ruas internas e estacionamentos. Monumentalização dos marcos geodésicos Materializar os marcos geodésicos com pilares de concreto - Revisão bibliográfica; - Realizar a construção dos pilares que irão materializar os marcos, conforme recomendações de norma técnica e IBGE. 01/05/ /06/ /06/ /09/2013 6

7 Objetivo Específico Etapa/Fase (O que?) Especificação (Como?) Início Término Determinação das coordenadas dos marcos geodésicos Determinar as coordenadas planialtimétricas através de levantamento de campo - Revisão bibliográfica - Realizar o levantamento das coordenadas planialtimétricas utilizando posicionamento por satélites (GPS de alta precisão) e nivelamento geométrico por visadas iguais 01/09/ /02/2014 Processamento das informações e ajustamento da rede 4. REFERÊNCIAS Processar os dados do - Revisão bibliográfica levantamento de campo, - Determinar e avaliar estimar os erros e a os erros e a precisão da precisão da rede rede planialtimétrica planimétrica - Produzir texto científico 01/02/ /05/2014 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 13133: 1994: Execução de levantamento topográfico. Rio de Janeiro: ABNT, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 14166: 1998:Rede de Referência Cadastral Municipal. Rio de Janeiro: ABNT, IBGE. Especificações e normas gerais para levantamentos geodésicos. Resolução PR n.22 de SEBEM E.; LANGENDOLFF A.; C. PELLEGRINI G., TEN CATEN. A. Rede de referência Cadastral como base para qualificar a geoinformação no campus da UFSM. II Simpósio Brasileiro de Ciências Geodésicas e Tecnologias da Geoinformação IBGE. Padronização de marcos geodésicos. Disponível em Acesso em 20/03/

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