Geodésia aplicada. História da indústria

Os trabalhos geodésicos acompanham a construção de qualquer objeto, desde a escolha de um terreno até o comissionamento de uma estrutura concluída. Esta indústria percorreu um longo caminho de desenvolvimento de instrumentos de medição primitivos a equipamentos modernos de alta precisão, capazes de determinar em tempo real a posição espacial do ponto de levantamento com precisão milimétrica. Contaremos sobre os marcos do desenvolvimento da geodésia e seu lugar em um canteiro de obras moderno em uma série de artigos dedicados a este campo da atividade humana..

Geodésia e seu papel em um canteiro de obras moderno

Um pouco de historia

Desde os tempos antigos, a humanidade sente a necessidade de determinar as distâncias reais entre os objetos e sua posição espacial em relação ao outro. Além disso, a construção de qualquer estrutura em grande escala era impossível sem cálculos precisos. Por exemplo, para a construção de sistemas de irrigação no antigo Egito no século 6 aC. usaram os levantamentos geodésicos mais simples, pois para que o canal chegasse ao rio, e não aos matagais de crocodilos, era preciso calcular e marcar no solo a direção e a inclinação da vala. Isso deu ímpeto ao desenvolvimento da agricultura e, com isso, à prosperidade do estado egípcio. Os antigos gregos aumentaram o conhecimento dos egípcios, mas a ciência que determina a forma e o tamanho da Terra teve amplo desenvolvimento com a expansão das relações comerciais e da navegação, quando era necessário traçar um curso exato de um ponto do planeta a outro.

Geodésia e seu papel em um canteiro de obras moderno

Na Rússia, a primeira menção às medidas de distância é datada de 1068, quando, por ordem do príncipe Tmutarakan Gleb, a largura do estreito de Kerch foi medida por degraus no gelo, uma pedra memorial sobre esse evento ainda é mantida em l’Hermitage. A geodésia ganhou maior desenvolvimento durante a “janela para a Europa” de Pedro I, quando navegadores e viajantes precisavam ter planos detalhados de movimento em mãos. Esse trabalho foi executado pelos oficiais da Unidade do Intendente. A guerra com Napoleão em 1812 revelou a falta de precisão e fornecimento de materiais cartográficos, principalmente militares, que foi o sinal para a criação do Corpo de Topógrafos Militares em 1822..

Geodésia e seu papel em um canteiro de obras moderno

O desenvolvimento da geodésia soviética começou com a assinatura por VI Lenin em 15 de março de 1919 do decreto do Conselho de Comissários do Povo “Sobre o estabelecimento de uma administração geodésica superior”. Por muitos anos, esta data será a data das férias profissionais de agrimensores e especialistas envolvidos na indústria. Em maio de 1967, o departamento geodésico será transformado em Diretoria Principal de Geodésia e Cartografia (abreviada como GUGK), que ficará diretamente subordinada ao Conselho de Ministros da URSS, que enfatizou o status especial dessa indústria. Após o colapso da União, foi organizado o Serviço Federal de Geodésia e Cartografia da Rússia, que posteriormente foi transferido para o Ministério do Desenvolvimento Econômico, e então suas funções foram transferidas para o Serviço Federal de Registro, Cadastro e Cartografia do Estado. Portanto, notamos com pesar que os “anos dourados” da geodésia russa como ciência recaem precisamente sobre o período soviético..

Sistema de coordenadas

Para realizar medições de alta precisão, é necessário utilizar o mesmo sistema de coordenadas e alturas para evitar problemas com a “sobreposição” posterior. Se estiver a ser efectuada uma vistoria para a construção, então o limite da obra é normalmente a intersecção das principais vias de transporte e os pontos de ligação das comunicações, que devem ser esquematicamente apresentados no anexo aos termos de referência. Normalmente, o levantamento topográfico das vias públicas das cidades já foi realizado no sistema de coordenadas local, os dados são armazenados em arquivos, e para o cálculo correto das inclinações no canteiro de obras, o levantamento para construção deve ser realizado em sistema semelhante.

Geodésia e seu papel em um canteiro de obras moderno

O início dos trabalhos de um sistema de coordenadas unificado em nosso país remonta a 1928, quando o proposto por F.N. Krasovsky, o programa para o desenvolvimento de um sistema de triangulação – um método para criar uma rede geodésica de referência baseada na determinação de coordenadas medindo os ângulos dos triângulos, e na triangulação de classe 1 o comprimento dos lados desses “triângulos” chegava a 25 km. Os pontos cujas coordenadas foram determinadas por este método foram chamados de pontos de triangulação. Em seguida, a rede de triângulos foi dividida em redes de 2 a 4 classes, que, respectivamente, tinham distâncias menores dentro da linha de visão entre os pontos. A quarta série foi dividida em 1ª e 2ª categorias, a distância entre os pontos já era de 200-500 metros. As coordenadas dos pontos foram determinadas pelo método da poligonometria, ou seja, além dos ângulos com o auxílio de um teodolito, as distâncias entre os pontos também eram medidas com fita métrica ou telêmetro óptico. São os pontos de poligonometria da 4ª aula e os pontos de poligonometria reticulada que são usados ​​principalmente por agrimensores para trabalhos urbanos.

Geodésia e seu papel em um canteiro de obras moderno

O primeiro sistema de coordenadas de alta precisão no território da URSS é considerado o sistema de coordenadas e altitude de 1942 (SK-42), aprovado em abril de 1946, e o nível da água na câmara instrumental do porto de Kronstadt (zero do estoque de pés de Kronstadt), adotado em 1913, foi usado como zero na altura. Este momento ainda é utilizado por alguns “experts” ao fotografar em um sistema convencional de coordenadas e alturas, tomando a borda de qualquer reservatório como zero de altura.

A moderada situação na indústria foi violada pelo Coronel Oleg Penkovsky do GRU, que, por gentileza de seu coração, vendeu, entre outras coisas, materiais cartográficos no SK-42 para os serviços especiais ocidentais. O governo soviético, propenso à paranóia, deu o comando para corrigir o sistema de coordenadas para que o inimigo não pudesse usar mapas secretos para lançar um ataque nuclear, e um novo sistema de coordenadas nasceu – SK-63, que era uma versão distorcida do SK-42. A partir desse sistema, desenvolveu-se a poligonometria urbana, que, por sua vez, era uma versão distorcida do SK-63. Querendo confundir os inimigos, os próprios funcionários ficaram confusos como resultado. No SK-63, enormes matrizes de mapas foram feitas, o cadastro de terras é parcialmente mantido e, nas junções das zonas do mapa, grandes sobreposições e inconsistências são possíveis. O SK-63 foi cancelado pelo Decreto do Comitê Central do PCUS e do Conselho de Ministros da URSS em março de 1987, mas continuou a ser usado no futuro “como uma exceção”..

Geodésia e seu papel em um canteiro de obras moderno

Atualmente na Rússia para as necessidades de geodésia espacial existe um sistema de coordenadas espaciais PZ-90.02, que por sua vez é um análogo do WGS84 – um sistema de coordenadas unificado para todo o planeta, e para trabalhos geodésicos e cartográficos eles usam o sistema de coordenadas geodésicas de 2011 (GSK-2011), um derivado de seus predecessores – SK-95 e SK-63. Como você pode imaginar, as diferenças entre os sistemas de coordenadas e a perda de precisão durante a transição de um sistema para outro não adicionam precisão geral aos trabalhos topográficos e geodésicos concluídos. No canteiro de obras, para facilidade de uso, é feita a desagregação em um sistema de coordenadas condicional que possui conexão com sistemas locais ou regionais, pois os valores numéricos das coordenadas nos sistemas estaduais podem chegar a números de sete dígitos em metros, excluindo centímetros e milímetros.

Ferramentas e equipamentos usados ​​para a produção de trabalho

Junto com o acúmulo de conhecimento sobre a forma e o tamanho da Terra pelo homem, as ferramentas com as quais ele realizava o trabalho geodésico mudaram. Inicialmente eles eram:

  1. Teodolito – este instrumento é o principal instrumento de levantamento usado para medir ângulos horizontais e verticais. Estruturalmente, o teodolito é constituído por um círculo horizontal e vertical, também denominado “limbo” e possui divisões para a realização das leituras, e uma parte rotativa – “alidade”, na qual é fixado o telescópio. Esta ferramenta é indispensável para trabalhos de engenharia, geodésicos e astronômicos.
  2. O nível é um instrumento ótico-mecânico que permite determinar a diferença de alturas de pontos na superfície terrestre. A diferença entre os números visíveis a nível de duas barras verticais com divisórias é igual à diferença das alturas dos pontos de instalação das barras – vigas de madeira com 3-4 metros de altura com divisórias para leitura.
  3. O nível é uma ferramenta de controle indispensável para todo construtor. Este é um dispositivo com uma ampola de vidro cheia de líquido para determinar a superfície horizontal e medir pequenos ângulos de inclinação.
  4. Kipregel – esta ferramenta é usada ao realizar levantamentos topográficos e permite que você construa graficamente uma situação diretamente no campo, medindo ângulos, distâncias e elevações. Usado em conjunto com um béquer – uma mesa de desenho de campo.
  5. Pantômetro – costumava ser usado para levantamento de pântanos e florestas em casos onde a alta precisão das medições não era necessária.
  6. Fita métrica – geralmente uma fita de aço com uma escala para medir a distância horizontal dos pontos.
  7. Telêmetro é um dispositivo para determinar a distância entre os pontos; na construção, sua função é realizada com sucesso por uma fita métrica a laser.
  8. Boussol – este instrumento foi usado para determinar o rolamento magnético no solo.
  9. Medidor de comprimento – ferramenta utilizada no levantamento de minas possibilitou medir distâncias por meio de rosca flexível e bloco de medição.

Geodésia e seu papel em um canteiro de obras moderno

Naturalmente, o progresso não pára e os “veteranos” estão sendo substituídos por modernos equipamentos geodésicos, com os quais só especialistas podem trabalhar. Porém, conhecendo os fundamentos da ciência, não é necessário chamar topógrafos para todos os tipos de trabalho, você mesmo pode realizar algumas operações simples sem a ajuda de ferramentas complexas e softwares caros..

Tendo uma fita métrica de 20 metros na fazenda, você pode facilmente quebrar os eixos da casa de campo ou calcular a área aproximada do local, e com a ajuda de aparelhos simples é até possível realizar um levantamento geodésico simplificado do local para construção individual.

Os seguintes artigos de nossa série sobre geodésia e seu papel em um canteiro de obras irão falar sobre as características da escolha de equipamentos geodésicos e a possibilidade de solução independente dos problemas geodésicos mais simples..

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