Norte Verdadeiro, Norte Magnético, Azimute, Rumo

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1 UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL TOPOGRAFIA 1 Aula - Orientação Norte Verdadeiro, Norte Magnético, Azimute, Rumo Prof.ª MSc. Antonia Fabiana Marques Almeida fabiana_urca@live.com Setembro

2 ORIENTAÇÃO Os pontos cardeais, colaterais, sub-colaterais e a rosa dos ventos Norte: onde o Sol é mais alto O movimento aparente do Sol desenha no céu uma parábola que atinge seu ponto mais elevado por volta do meio-dia. Para nós que estamos no hemisfério Sul, nesse momento a posição do Sol indica precisamente a direção norte; no hemisfério Norte, a posição do Sol ao meio-dia indica exatamente a direção contrária, ou seja, o sul. 2

3 ORIENTAÇÃO Os pontos cardeais, colaterais, sub-colaterais e a rosa dos ventos Sul: para onde aponta a constelação do Cruzeiro Durante a noite no hemisfério austral, que corresponde à metade da Terra que fica entre o equador e o Pólo Sul, identifica-se facilmente uma constelação em forma de cruz o Cruzeiro do Sul que indica aproximadamente a direção Sul. Prolongamos imaginariamente quatro vezes o braço maior da cruz e em seguida tiramos uma erpendicular ao horizonte. Já no hemisfério boreal, que se estende do equador ao Pólo Norte, existe uma estrela guia, chamada estrela Polar, pertencente à constelação da Ursa Menor, que indica exatamente a direção norte. 3

4 ORIENTAÇÃO Os pontos cardeais, colaterais, sub-colaterais e a rosa dos ventos Leste: onde o Sol nasce O Sol surge sempre mais ou menos no mesmo ponto do horizonte correspondendo ao oriente (do verbo latino oriri, surgir). Mais precisamente, nos dias 21 de março e 23 de setembro, o ponto em que o Sol surge no horizonte indica com exatidão a direção Leste. Oeste: onde o Sol se põe As mesmas considerações feitas para o leste são válidas para a parte do horizonte onde o Sol se põe chamado ocidente (do verbo latino occidere, cair). O ponto em que o Sol desaparece no horizonte, nos dias 21 de março e 23 de setembro, indica exatamente a direção oeste. 4

5 AZIMUTE PONTOS CARDEAIS 5

6 ORIENTAÇÃO PONTOS COLATERAIS 6

7 ORIENTAÇÃO PONTOS SUB-COLATERAIS 7

8 ORIENTAÇÃO ROSA DOS VENTOS 8

9 ORIENTAÇÃO ROSA DOS VENTOS 9

10 ORIENTAÇÃO Como se orientar?? 10

11 INSTRUMENTOS DE ORIENTAÇÃO 1. Cartas topográficas ou mapas Mostram o resultado da representação de uma região em um plano, descrevendo seu relevo, localização de picos, vales, planícies, entre outros. 11

12 INSTRUMENTOS DE ORIENTAÇÃO 2. GPS (Global Position System) ou Sistema de Posicionamento Global 12

13 INSTRUMENTOS DE ORIENTAÇÃO 2. GPS (Global Position System) ou Sistema de Posicionamento Global Segundo Loch (2006), o GPS é um sistema de posicionamento geodésico baseado num conjunto de satélites artificiais, capazes de fornecer posições na superfície terrestre com precisão de até poucos centímetros. Devido à importância que esse sistema tem para a cartografia, dedicaremos uma aula sobre o assunto, logo não nos deteremos nele nesta aula. 13

14 INSTRUMENTOS DE ORIENTAÇÃO 3. BÚSSOLA Instrumento que sempre aponta para o norte magnético e por isso nos permite navegar, nos orientando até mesmo dentro de cavernas e matas muito fechadas. 14

15 INSTRUMENTOS DE ORIENTAÇÃO 3. Bússola Princípio de funcionamento da bússola Devido à enorme quantidade de ferro derretido existente no interior da Terra, esta se comporta como um grande ímã. Como sabemos, os ímãs atraem objetos metálicos e a Terra não é diferente. Assim, se usarmos um objeto sensível que seja orientado para o imã terrestre, podemos facilmente nos orientar por ele. Para isso, foi inventado um instrumento chamado bússola. Ela mostra a direção dos pólos magnéticos da Terra, os pontos auxiliares e outros pontos intermediários para que possamos seguir direções bem precisas. Toda bússola apresenta um mostrador com os pontos cardeais e os pontos auxiliares. 15

16 DECLINAÇÃO MAGNÉTICA Um conceito muito importante que temos que conhecer para que possamos nos localizar corretamente é a declinação magnética. Para que esse conceito fique bem claro, temos que saber que existe mais de um Norte, na verdade temos três tipos de Norte em cartografia, são eles: Norte Geográfico, aquele indicado por qualquer meridiano geográfico, ou seja, na direção da rotação da Terra; o Norte Magnético, que é a direção do pólo magnético, indicado pela agulha imantada de uma bússola; e o Norte da Quadrícula, aquele representado nas cartas topográficas, no sentido Norte-Sul. 16

17 DECLINAÇÃO MAGNÉTICA O Norte Magnético para onde a agulha aponta não se situa exatamente no Pólo Norte definido pelos meridianos, ou seja, no Norte Geográfico. A maioria dos mapas contém meridianos, linhas orientadas no sentido Norte-Sul, que passam pelo Pólo Norte Geográfico. Os meridianos são representados por linhas finas geralmente em preto. A declinação magnética, dessa forma, existe porque o pólo norte e o pólo magnético não coincidem, assim, podemos defini-la como o ângulo formado entre o Norte Geográfico e o Norte Magnético, sempre expresso em graus. 17

18 DECLINAÇÃO MAGNÉTICA 18

19 DECLINAÇÃO MAGNÉTICA 19

20 DECLINAÇÃO MAGNÉTICA Concluindo uma bússola não aponta para o Norte verdadeiro, aponta em direção a um ponto a Leste ou Oeste do Norte verdadeiro, também conhecido como Norte Geográfico. Uma declinação positiva ou leste significa que o Norte Magnético está desviado do Norte verdadeiro no sentido horário. Exemplos: 12, 10 L e 11 E (east). Uma declinação negativa ou oeste significa que o Norte magnético está desviado no sentido anti-horário. Exemplos: -10, 13 O e 8 W (west). 20

21 DECLINAÇÃO MAGNÉTICA As cartas devem conter a variação da declinação anual de uma região para que possamos obter o valor correspondente à data atual. Como fazer isso? É muito simples: multiplica-se a diferença em anos da data atual e a data em que a carta foi confeccionada pela declinação anual. Essa declinação varia de acordo com o local do planeta, por exemplo, em certas zonas do Canadá ultrapassa os 40 graus, mas, na Escandinávia é desprezível. 21

22 DECLINAÇÃO MAGNÉTICA 22

23 Determinação da direção rumo e azimute Rumo: É o menor ângulo formado entre a linha Norte e Sul e o alinhamento. 23

24 Rumo Determinação da direção rumo e azimute Por convenção, a contagem dos rumos tem como origem o ponto Norte (N) ou o ponto Sul (S) e a sua variação é de 0º a 90º. Portanto, o rumo não possui valor negativo, porém, é obrigatória a designação do quadrante a que pertence o ângulo azimutal. 24

25 Determinação da direção rumo e azimute Azimute: O azimute é o ângulo formado entre o Norte e o alinhamento. Esse ângulo varia de 0º a 360º e é contado no sentido horário. 25

26 Determinação da direção rumo e azimute Rumo x azimute Quando conhecemos os azimutes dos alinhamentos, podemos facilmente, a partir deles, determinar os rumos correspondentes, através de simples relações geométricas, bastando para isso observar que: a partir do Norte, os rumos crescem no sentido horário para E, e no anti-horário para W; a partir do Sul crescem no sentido anti-horário para E, e horário para W, como mostra a figura a seguir. 26

27 Determinação da direção rumo e azimute 27

28 Determinação da direção rumo e azimute 28

29 AZIMUTE MAGNÉTICO E VERDADEIRO Existe um desvio entre o azimute verdadeiro e o azimute magnético. 29

30 AZIMUTE MAGNÉTICO E VERDADEIRO 30

31 AZIMUTE MAGNÉTICO E VERDADEIRO 31

32 AZIMUTE MAGNÉTICO E VERDADEIRO Link: Observatório Nacional 32

33 AZIMUTE MAGNÉTICO E VERDADEIRO Declinação negativa!!! Azimute magnético está deslocado para a esquerda!!! 33

34 AZIMUTE MAGNÉTICO E VERDADEIRO Declinação = -22,22 NM NV AZ AB = 125º15 05 d = -22º13 12 AZAB = 103º01 53 A -22º13 12 AZ AB B 34

35 AZIMUTE MAGNÉTICO E VERDADEIRO Declinação = -22,22 NM NV AZ AB = 125º15 05 d = -22º13 12 AZAB = 103º01 53 A -22º13 12 AZ AB B 35

36 AZIMUTE 36

37 RUMO 37

38 AZIMUTE E RUMO RESUMO 38

39 AZIMUTE MAGNÉTICO E VERDADEIRO Declinação Magnética - Explicações da Tabela A descrição completa da tabela aqui mostrada pode ser encontrada no site do NGDC - National Geophysical Data Center de onde obtivemos o programa base para o cálculo. Contudo, listamos abaixo o significado de cada coluna: D Declinação em Graus e décimos I Inclinação com respeito ao eixo de rotação em Graus e décimos H Componente horizontal X Componente norte Y Componente leste Z Componente vertical F Intensidade total As unidades de H a F são em nano Tesla (1 gauss = nt). 39

40 COORDENADAS RETANGULARES E POLARES No sistema de coordenadas cartesianas a posição de um ponto fica definida mediante o par de valores, que indica a distância de suas projeções a origem. Y Y yp P P α Dop O xp X O X No sistema de coordenadas polares utiliza-se um ângulo e a distância linear até o ponto. 40

41 RELAÇÃO ENTRE COORDENADAS RETANGULARES E POLARES tgα = x y p p x y o o α = arctg x y p p x y o o 41

42 COORDENADAS RETANGULARES E POLARES Assim para determinar o Azimute Verdadeiro de um alinhamento, basta termos as coordenadas cartesianas de 2 pontos. X1 = ,0 X2 = ,0 Y1 = ,0 19 α = arctg 15 α = 51 42'35" Y2 = ,0 42

43 EXERCÍCIOS Transforme os rumos em azimute e vice-versa 43

44 EXERCÍCIOS Transforme os rumos em azimute e vice-versa 44

45 EXERCÍCIOS Você é o responsável técnico pela divisão de sistemas transmissores de sinais eletromagnéticos de uma grande empresa. A mesma foi contratada para implantar quatro antenas com as seguintes características: Painel 01 azimute = 45º 15 Painel 02 azimute = 156º 30 Painel 03 azimute = 230º 25 Painel 04 azimute = 310º 20 A bússola disponível na empresa só apresenta a orientação em forma de rumo. Como você faria para transformar os azimutes em rumos? Represente o resultado nas figuras abaixo. 45

46 EXERCÍCIOS Painel 01 azimute = 45º 15 Painel 02 azimute = 156º 30 Painel 03 azimute = 230º 25 Painel 04 azimute = 310º 20 46

47 EXERCÍCIOS Sua empresa foi contratada para montar quatro painéis de transmissão em uma antena de telefonia celular com a seguinte característica: Painel 01 rumo magnético = 45º 15 NE Painel 02 rumo magnético = 24º 30 SE Painel 03 rumo magnético = 40º 25 SW Painel 04 rumo magnético = 25º 20 NW A bússola disponível na empresa só apresenta a orientação em forma de azimute. Como você faria para transformar os rumos dados em azimute? Represente o resultado nas figuras abaixo. 47

48 EXERCÍCIOS Painel 01 rumo magnético = 45º 15 NE Painel 02 rumo magnético = 24º 30 SE Painel 03 rumo magnético = 40º 25 SW Painel 04 rumo magnético = 25º 20 NW 48

49 EXERCÍCIOS Sua empresa foi contratada para implantar uma antena de transmissão no alto de uma colina com as seguintes características km contados a partir do marco zero implantado no centro da praça principal da cidade seguindo a orientação de 30º NE. Caso não houvesse formas visuais de localizar o ponto de partida, como o técnico faria para voltar ao centro da cidade? 49

50 Métodos de Determinação do Norte Verdadeiro A determinação do Norte verdadeiro, fundamentada em determinações astronômicas e utilizando o sistema GPS ou um giroscópio, é mais precisa que a técnica que se baseia na determinação do Norte magnético para uma posterior transformação. Esta técnica deve ser evitada, independente da precisão solicitada, quando se aplica em locais onde existe exposição de rochas magnetizadas que por ventura possam induzir a uma interpretação errônea por suas influências sobre a agulha imantada da bússola. 50

51 51 REFERÊNCIAS Orientação: rumo, azimute, declinação magnética. Aula 7 do Programa Universidade à Distância da UFRN. Edilson Alves de Carvalho e Paulo César de Araújo.