ENGENHARIA DE DUTOS. Tópicos em Projetos de Dutos. Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres Implantação de Faixa de Dutos

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1 ENGENHARIA DE DUTOS Tópicos em Projetos de Dutos Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres Implantação de Faixa de Dutos Tales Simões Mattos

2 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres Implantação de Faixa de Dutos As Faixas de Dutos delimitam o domínio para a instalação das linhas (dutos) que transportam produtos e matéria-prima, tais como: PETRÓLEO; ÁLCOOL; GAS; GASOLINA; ETANOL; DERIVADOS EM GERAL; ADUTORAS; FIBRA-ÓTICA.

3 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres Implantação de Faixa de Dutos

4 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres Implantação de Faixa de Dutos A implantação de Faixas de Dutos exige a combinação de diversas disciplinas como: CARTOGRAFIA; GEOLOGIA; GEOTECNIA; TOPOGRAFIA; AEROFOTOGRAMETRIA; ENGENHARIA CIVIL; ENGENHARIA MECÂNICA; ENGENHARIA AMBIENTAL;

5 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres Implantação de Faixa de Dutos O curso apresenta a metodologia para a Implantação de Faixas de Dutos com foco nos seguintes tópicos: ; Intodrução a Topografia; Sistema Posicionamento por Satélites; Aerofotogrametria; Implantação de Faixa de Dutos;

6 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres Implantação de Faixa de Dutos Resumo dos conhecimentos necessários para o entendimento e uso adequado do material cartográfico gerado para a implantação da faixa de dutos (Plantas com ortofotos georreferenciadas Ortofotocartas).

7 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 1 Cartografia A Cartografia segundo a ICA (Associação Internacional de Cartografia) é definida como a arte, ciência e tecnologia de produzir mapas, juntamente com seu estudo com documentos científicos e trabalhos de arte. Podemos ainda definir a Cartografia como um método científico que se destina a expressar fatos e fenômenos observados na superfície da Terra, ou qualquer outra superfície mensurável.

8 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 2 Conceitos Cartográficos Superfície Terrestre A superfície terrestre é composta pela superfície dos oceanos, mares, lagos e rios e também pela superfície topográfica dos continentes. Como a gente representa isso??? A esfera é a forma mais apropriada?

9 2 Conceitos Cartográficos Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres Modelos de Representação da Superfície Terrestre REAL: Este modelo representaria a Terra exatamente como ela é, mas devido a extrema irregularidade da superfície terrestre, até o momento não existem definições matemáticas capazes de tal representação. GEÓIDE: Representa a superfície terrestre através de uma superfície fictícia correspondendo à superfície do nível médio do mar homogêneo (ausência de correntezas, ventos, variação de densidade da água, etc.) supostamente prolongado por sob continentes. Essa superfície se deve, principalmente, às forças de atração (gravidade) e força centrífuga (rotação da Terra). A GEODÉSIA é a ciência aplicada que estuda a forma, as dimensões e o campo de gravidade da Terra. ELIPSÓIDE DE REVOLUÇÃO: Pela necessidade da simplificação da representação da forma do planeta, adota-se uma superfície conhecida, que é o elipse, onde o Elipsóide é a superfície de referência utilizada nos cálculos que fornecem subsídios para a elaboração de uma representação cartográfica. Esfera: É o modelo mais simples, onde a Terra é representada como uma esfera, sendo o modelo que menos se assemelha à forma real da Terra.

10 2 Conceitos Cartográficos Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres O geóide é uma superfície de gravidade constante, O geóide que é uma nos oceanos superfície coincide gravidade com o nível constante, médio que dos nos mares oceanos e nos coincide continentes com o seria nível a posição médio dos ocupada mares pela e nos superfície continentes dos oceanos seria a posição se o ocupada relevo pela não superfície tivesse dos no caminho oceanos se o relevo não tivesse no caminho A superfície topográfica é definida pelo solo, inclusive o solo do fundo dos rios, lagos, mares e oceanos. O elipsóide O elipsóide de revolução de revolução é um é um sólido sólido de de descrição descrição matemática matemática relativamente relativamente simples simples e que e que se aproxima se aproxima muito muito mais mais do geóide do geóide do do que que uma uma esfera esfera perfeita perfeita A superfície terrestre é composta basicamente pela superfície dos oceanos, mares, lagos e rios e também pela superfície topográfica dos continentes acima dos mares, lagos e rios

11 2 Conceitos Cartográficos Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres DATUM É um sistema de referência utilizado para o cômputo ou correlação de um levantamento. Existem dois tipos de Datum: O vertical e o horizontal Vertical é uma superfície de nível utilizada no referenciamento das altitudes. Horizontal é definido pela forma e tamanho de um elipsóide, assim como sua posição relativa ao geóide. (concêntrico com a Terra ou não). No caso brasileiro adota-se o Sistema Geodésico Sul Americano - SAD 69 que será aceito até A partir desta data deverá ser utilizado o SIRGAS 2000.

12 3 Projeções Cartográficas Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres Para aplicações práticas necessitamos de uma representação plana da Terra. A maior dificuldade está na transferência de tudo que existe na superfície curva (Terra) para uma representação plana (Mapa) As projeções que minimizam as imperfeições são as projeções sobre superfícies facilmente desenvolvidas, como o cilindro e o cone.

13 4 Sistemas de Coordenadas Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres Linha dos Pólos ou Eixo da Terra É a reta que une o pólo Norte ao pólo Sul e em torno do qual a Terra gira. Equador É o círculo máximo da Terra, cujo plano é normal à linhas dos pólos. Paralelos São os círculos cujos planos são paralelos ao plano do equador. A medida que se afastam do Equador os paralelos vão diminuindo de tamanho até se transformarem num único ponto em cada pólo. Meridianos São as seções elípticas cujos planos contém as linhas dos pólos e que são normais aos paralelos. Todos os meridianos se cruzam entre si e o meridiano de origem é o de GREENWICH (0º).

14 4 Sistemas de Coordenadas Coordenadas Cartesianas Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres É um sistema de eixos ortogonais no plano ou no espaço, constituído de duas ou três retas orientadas X Y (Z) perpendiculares entre si, onde a origem é o cruzamento entre os eixos. A posição de um ponto neste sistema de coordenadas é definida, de forma unívoca, pelas coordenadas cartesianas retangulares P(x, y, z). Coordenadas Esféricas Um ponto pode ser determinado de forma unívoca, pelo afastamento r entre a origem do sistema e o ponto R considerado, pelo ângulo β formado pelo segmento OR e a projeção ortogonal deste sobre o plano XY e pelo ângulo α que a projeção do segmento OR sobre o plano xy forma com o semi-ieixo OX.

15 4 Sistemas de Coordenadas Coordenadas Geográficas Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres Cada ponto da superfície terrestre está situado na interseção entre um meridiano e um paralelo. As medidas são feitas em ângulos e representadas por Latitude e Longitude Latitude É o arco contado sobre o meridiano do lugar indo do Equador até o lugar considerado. Sendo, por convenção, positiva no hemisfério Norte e negativa no hemisfério Sul. Sua variação é de: 0º a 90º N ou 0º a + 90º; 0º a 90º S ou 0º a - 90º Longitude É o arco de equador contado desde o meridiano de origem (GREENWICH) até o meridiano do ponto considerado. Por convenção a longitude varia de 0º a + 180º no sentido leste de Greenwich e de 0º a - 180º no sentido oeste de Greenwich.

16 4 Sistemas de Coordenadas Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres

17 4 Sistemas de Coordenadas Altitude Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres A determinação da altitude de um ponto está associada ao referencial adotado, conforme representação abaixo: Onde: H altitude ortométrica; h altitude geométrica; N ondulação do geóide

18 5 Sistemas de Projeções UTM Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres O sistema de projeções mais utilizado é o sistema UTM Universal Transversa de Mercator, desenvolvido na 2ª Guerra Mundial. Sua principal vantagem é a propriedade da conformidade, onde os ângulos das figuras representadas não se alteram, mantendo a forma das figuras representadas.

19 5 Sistemas de Projeções UTM Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres O mundo é dividido em 60 fusos, com 6º de longitude cada. Os fusos são numerados de um a sessenta começando no fuso 180º a 174º W Gr. (O Brasil está entre os fusos 18 e 25). O quadriculado UTM está associado ao sistema de coordenadas planoretangulares. Um eixo coincide com a projeção do Meridiano Central do fuso (eixo N apontando para Norte) e o outro eixo coincide com o do Equador.

20 5 Sistemas de Projeções UTM Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres Só o Meridiano Central e o Equador são linhas retas. No eixo do Equador a origem do sistema está associada a coordenada metros. No eixo do Meridiano Central a origem no sentido norte está associada a coordenada 0 metros e metros no sentido sul. Eliminam-se assim coordenadas negativas.

21 5 Sistemas de Projeções UTM Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres O Sistema UTM é utilizado entre as Latitudes 84º N e 80º S. Além desses paralelos a projeção adotada mundialmente é a Estereográfica Polar Universa. Em um fuso UTM (tangente) o fator de escala é igual a 1(um) no meridiano central e aproximadamente igual a (1/666) nos extremos do fuso. Desta forma, a atribuição de um fator de escala k = 0,9996 ao meridiano central do sistema UTM (o que faz com que o cilindro tangente se torne secante), assegura um padrão mais favorável de deformação em escala ao longo do fuso. O erro de escala fica limitado a 1/2.500 no meridiano central, e a 1/1030 nos extremos do fuso.

22 5 Sistemas de Projeções UTM Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres Fusos UTM contados a partir de Greenwich

23 6 Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres O Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) é definido a partir de um conjunto de pontos geodésicos implantados na superfície terrestre delimitada pela fronteira do país. Ele pode ser dividido em duas componentes: os datum horizontal e vertical, compostos pelos sistema de coordenadas e superfícies de referência (elipsóide e geóide) e a rede de referência, consistindo das estações monumentadas, as quais representam a realização física do sistema. O IBGE possui a atribuição de estabelecer e manter as estruturas geodésicas no Brasil.

24 6 Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) Datum Horizontal SAD 69 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres Superfície de referência : Elipsóide Internacional de 1967(UGGI67). semi-eixo maior : metros. achatamento : 1/ Ponto datum : Vértice Chuá, Coordenadas geodésicas: latitude S longitude W Azimute (Chuá Uberaba) Datum Vertical Este elipsóide não é concêntrico. A partir de 2014 o SAD 69 não será mais adotado, sendo substituído pelo SIRGAS 2000, um elipsóide concêntrico, muito semelhante ao WGS 84. Marégrafo de Imbituba/SC

25 6 Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) Cartas ao Milionéssimo Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres

26 6 Sistema Geodésico Brasileiro (SGB) Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres

27 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 7 Representações GLOBO Representação cartográfica sobre uma superfície esférica, em escala pequena, dos aspectos naturais e artificiais de uma figura planetária, com finalidade cultural e ilustrativa.

28 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 7 Representações CARTA É a representação no plano, em escala média ou grande, dos aspectos artificiais e naturais de uma área tomada de uma superfície planetária, subdividida em folhas delimitadas por linhas convencionais - paralelos e meridianos - com a finalidade de possibilitar a avaliação de pormenores, com grau de precisão compatível com a escala.

29 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 7 Representações PLANTA a planta é um caso particular de carta. A representação se restringe a uma área muito limitada e a escala é grande, consequentemente o número de detalhes é bem maior. É uma Carta que representa uma área de extensão suficientemente restrita para que a sua curvatura não precise ser levada em consideração, e que, em conseqüência, a escala possa ser considerada constante.

30 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 7 Representações POR IMAGEM MOSAICO é o conjunto de fotos de uma determinada área, recortadas e montadas técnica e artísticamente, de forma a dar a impressão de que todo o conjunto é uma única fotografia. ORTOFOTOCARTA é uma ortofotografia - fotografia resultante da transformação de uma foto original, que é uma perspectiva central do terreno, em uma projeção ortogonal sobre um plano - complementada por símbolos, linhas e georreferenciada, com ou sem legenda, podendo conter informações planimétricas.

31 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 7 Representações POR IMAGEM ORTOFOTOCARTA

32 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 8 Escala É definida como a razão entre a medida representativa de uma distância na carta e a medida real desta distância no terreno. distância na carta ESCALA = = = d / D d distância no terreno D Por exemplo em uma carta de escala 1/ a distância de 1 cm na carta corresponde a distância no terreno de: 1 cm 1 = => D = 1 cm x / 1 = 0,01 m x = 500 m D As escalas podem ser de redução (1:n), ampliação (n:1) ou naturais (1:1). Seu valor é adimensional, ou seja, não tem dimensão (unidade). Escrever 1:100 significa que uma unidade no desenho equivale a 100 unidades no terreno.

33 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 8 Escala A escala deve constar na carta, podendo ser representada de duas formas: Numérica Representada por frações, cujo denominadores representam as dimensões naturais e os numeradores representam as dimensões correspondentes na carta. Gráfica.» 1 / » 1 : É um segmento de reta dividido de modo a permitir a medida de distância na carta. O uso da escala gráfica possui a vantagem de ser reduzida ou ampliada juntamente com a carta.

34 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 8 Escala

35 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 8 Escala Principais escalas e suas aplicações

36 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 8 Escala Como interpretar uma escala: 1: quer dizer que o elemento está representado 1000 vezes menor do que ele realmente é. 1:1 - o elemento está representado em tamanho natural. 1:100 - o elemento é representado 100 vezes menor. Cuidado com o emprego dos termos menor e maior! Entre as escalas seguintes, qual pode ser considerada maior? E menor? Por que? 1:100 1: :

37 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 8 Escala Em todos os desenhos o quadrado representado possui 1 km de lado.

38 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 9 Precisão Gráfica É a menor grandeza medida no terreno, capaz de ser representada em desenho na mencionada Escala. A experiência demonstrou que o menor comprimento gráfico que se pode representar em um desenho é de 1/5 de milímetro ou 0,2 mm, sendo este o erro admissível. Fixado esse limite prático, pode-se determinar o erro tolerável nas medições cujo desenho deve ser feito em determinada escala. O erro de medição permitido será calculado da seguinte forma:

39 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 9 Precisão Gráfica Qual a menor dimensão que pode ser medida no desenho? e = 0,0002 metros x = 2 metros LOGO... ESQUECE... Você não vai ver NADA MENOR QUE 2 METROS na escala de 1:10.000

40 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 10 Orientação Para o posicionamento relativo de direção ficam definidos três vetores associados a cada ponto: Norte Verdadeiro ou de Geográfico - Com direção tangente ao meridiano (geodésico) passante pelo ponto e apontado para o Pólo Norte. Norte Magnético - Com direção tangente à linha de força do campo magnético passante pelo ponto e apontado para o Pólo Norte Magnético. Norte da Quadrícula - Com direção paralela ao eixo N (que coincide com o Meridiano Central do fuso) do Sistema de Projeção UTM no ponto considerado e apontado para o Norte (sentido positivo de N).

41 Engenharia de Faixa de Dutos Terrestres 10 Orientação Azimute: É o ângulo formado entre a direção Norte-Sul e a direção considerada, contado a partir do Pólo Norte, no sentido horário. Rumo: É o menor ângulo que uma direção faz com a Direção Norte- Sul. Após o valor do rumo deve ser indicado o quadrante geográfico a que o mesmo pertence, ou seja: NO, NE, SO ou SE. Azimute Rumo

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