EQUIPAMENTOS TOPOGRÁFICOS

TEODOLITO ASTROMÉTRICO Instrumento usado em medidas geodésicas de grandes distâncias e que levam em consideração a curvatura terrestre. É utilizado na medida de alta precisão de corpos celestes e na determinação da Hora Civil. Este equipamento pemite leitura de arcos com precisão de 0,01". Sua precisão permite determinar os movimentos terrestres tais como a Precessão dos Equinócios, a Nutação e a Libração Equipamento fabricado pela Zeiss-Jena - Alemanha Oriental. BÚSSOLA COM ANERÓIDE Bússola do final do século XIX utilizado para orientação de alinhamentos. Na parte oposta da mesma encontra-se um Aneróide Compensado que permite determinar a pressão atmosférica e a temperatura na hora da medida. Era utilizado como acessório na determinação do Azimute Verdadeiro de um alinhamento através de visada ao sol. Equipamento fabricado por ED. Jeanneret - Porto Alegre BÚSSOLA COM RELÓGIO SOLAR Bússola do início do século XX utilizado na medida de orientação de alinhamentos. Esta bússola conta com um mostrador para a determinação da hora através do sol. Equipamento fabricado por A. Berthélemy - Ponthus & Therrode - Paris.    SEXTANTE COM LUNETA Sextante do início do século XX utilizado para medir ângulos para determinação de posição na navegação. Com a medida dos ângulos pode-se determinar a Latitude e a Longitude do local. Equipamento fabricado por S. Poianchetti - Marseille-França. ALIDADE DE LUNETA Alidade do final do século XIX utilizada na determinação de planos de visada em levantamentos planimétricos. Equipamento fabricado por Lerebours & Secretan - Paris. TEODOLITO EXCÊNTRICO Teodolito do final do século XIX utilizado para levantamentos plano-altimétricos, com precisão de leitura angular de 1' e micrometro de nivelamento. Equipamento usado também em triangulações topográficas e determinações astronômicas. Equipamento fabricado por Carl Bamberg Friedeman - Berlim-Alemanha. Teodolito-Trânsito Teodolito do início do século XX, utilizado para levantamentos plano-altimétricos, com precisão de leitura angular de 1' e com bússola de Rumos. Equipamento fabricado por W & L.E. Gurgey - Troy-New York. Teodolito-Trânsito Teodolito do final do século XIX, utilizado para levantamentos plano-altimétricos, com precisão de leitura angular de 20" e com declinatória para orientação. Equipamento fabricado por Troughton & Simms - London-England. SEXTANTE Em 1757, Campbell, um oficial da marinha inglesa aumenta o arco do limbo do octante para 60º, nascendo assim o sextante. Mas foram precisos ainda mais vinte anos até que Tomaz Godfrey, um vidreiro da Filadélfia, lhe aplicasse dois espelhos dispostos de forma a coincidir as imagens de dois astros, qualquer que fosse a distância a que se encontrassem, para que osextante substituísse finalmente com vantagem o octante. O sextante acima é do ano de 1806. OCTANTE Em 1731 John Hadley apresenta à Royal Society uma proposta de um instrumento novo. Tratava-se do octante um instrumento que permitia tomar alturas de astros por meio de dois espelhos. Visava-se o horizonte e a imagem refletida do astro era trazida para o mesmo campo de visão do observador. Muito mais simples e rigoroso que o astrolábio, o quadrante e a balestilha e que finalmente dava um grande impulso á possibilidade da obtenção da longitude com algum rigor. O octante acima é do ano de 1760. QUADRANTE MURAL Este quadrante mural faz parte do acervo da Universidade de Coimbra-Portugal QUADRANTE MARINHO Usado pelos navegadores portugueses, pelo menos desde o século XV, o quadrante era um instrumento de madeira ou latão empregado para medir a alturas dos astros, e através de cálculos, ajudar na localização das embarcações em alto mar. Sua origem é mais antiga que a do astrolábio. O quadrante náutico é um instrumento bastante simples, consiste num quarto de circulo com duas pínulas de pontaria (espécie de mira) perfuradas num dos seus lados retos, um fio de prumo fixo ao centro do arco e uma escala de graduação inscrita na borda do quarto de círculo. ASTROLÁBIO NÁUTICO PORTUGUÊS A origem histórica do astrolábio permanece envolta em mistério: alguns pesquisadores afirmam que ele já era conhecido na Antiguidade Greco-romana, e uma antiga tradição islâmica atribui sua invenção a Ptolomeu (século II d.C.). O astrolábio mais antigo que chegou aos nossos dias é um instrumento árabe datado de 927 d.C, e o manuscrito mais antigo conhecido atualmente sobre o astrolábio é do século IV d.C. (compilado por Theon Alexandrinus). A figura acima mostra um astrolábio de origem portuguesa do século XVI-XVII. ASTROLÁBIO ÁRABE O astrolábio é um antigo instrumento astronômico, utilizado no mundo árabe desde a alta Idade Média, e disseminado pela Europa a partir do século X. Antes da invenção do relógio mecânico e da difusão da bússola magnética, o astrolábio era o melhor dispositivo conhecido para determinação da hora (do dia ou da noite) e para a navegação (tanto em terra como no mar). A figura acima mostra um astrolábio Árabe fabricado no ano de 1140. ASTROLÁBIO O Astrolábio era uma roda dividida em graus que tinha, presa em seu centro, uma seta móvel. Quando alinhada com os raios do sol (o que era indicado pela sombra), a parte superior da seta mostrava, na roda, a altura do sol acima do horizonte, o que permitia estabelecer a latitu BALESTILHA A balestilha é um instrumento de orientação que foi muito usado na época dos descobrimentos portugueses para orientação no mar, ajudando a determinar a latitude a que um navio se encontra.  Esta mede a altura de um astro ou a distância angular entre dois astros. Desenho reproduzindo Mestre João e os pilotos Pero Escolar e Pero de Alenquer na primeira observação astronômica em solo brasileiro, medida em 1500 quando da chegada de Pedro Álvares Cabral ao Brasil. A reconstituição está baseada em cartas enviadas ao rei Dom Manoel. BALESTILHA Para saber quantos graus um astro estava acima do horizonte, usava-se a Balestilha, conjunto de duas varas graduadas perpendiculares entre si. Olhava-se por uma ponta da maior e movia-se a menor. Quando a extremidade superior da vara menor encontrasse o astro e a parte inferior encontrasse o horizonte, formava-se o ângulo com o qual se podia calcular a altura da estrela. KAMAL ÁRABE O kamal era formado por uma tábua retangular presa a um fio com vários nós suspenso, a partir de seu centro. A estes nós correspondia uma graduação em isba (unidade angular equivalente a 1º37', usada pelos navegadores árabes no Índico, na determinação das latitudes, media-se pondo o dedo na horizontal com o braço esticado.  Isba em árabe significa dedo, o que também correspondia a uma polegada). O KAMAL O kamal - ou tábua da Índia - era um pedaço quadrado de madeira com um fio todo marcado de nós preso em seu centro. Segurava-se o fio com os dentes e afastava-se a tábua até que o astro ficasse encostado na parte superior da pequena madeira e o horizonte na parte inferior. Os nós do fio esticado diziam qual era a altura angular da estrela. Fonte: Museu de Topografia da UFRGS

HISTÓRICO DA TOPOGRAFIA

A palavra TOPOGRAFIA tem sua origem na escrita grega, donde TOPOS significa lugar e GRAPHEN significa descrição. Desta maneira pode-se dizer que a TOPOGRAFIA é a ciência que trata do estudo da representação detalhada de uma porção da superfície terrestre.  

Desde os primórdios da civilização, ainda em seu estágio primitivo, o homem tratou de demarcar sua posição e seu domínio. Sem saber, ele já aplicava a Topografia.  

Os babilônicos, os egípcios, os gregos, os chineses, os árabes e os romanos foram os povos que nos legaram instrumentos e processos que, embora rudimentares, serviram para descrever, delimitar e avaliar propriedades tanto urbanas como rurais, com finalidades cadastrais.  

GROMA EGÍPCIA

Instrumento primitivo para levantamentos topográficos.

Era utilizado em áreas planas para alinhar direções até objetos distantes e então,

transferir as linhas de visada para o solo, mascando neles linhas retas.

Alternativamente era possível marcas os ângulos necessários para erguer

construções como as pirâmedes.

A partir destes métodos topográficos rudimentares foram obtidos dados que possibilitaram a elaboração de cartas e plantas, tanto militares como geográficas, que foram de grande valia para a época e mesmo como documento histórico para nossos dias.

MAPA DE GA-SUR (3.800 a 2.500 AC)
Este é considerado um dos mapas mais antigos, foi encontrado na região da Mesopotâmia.
Representa o rio Eufrates e acidentes geográficos adjacentes.
É uma pequena estela de barro cozido que cabe na palma da mão e que foi descoberta perto da cidade de Harran, no nordeste do Iraque atual.

Ao lado, interpretação do mapa referido.

MAPA DE ZHENG HE
Este mapa chinês é, além de um guia de navegação, o relato da última viagem de Zheng He,
almirante da frota imperial em meados do século XV.
No alto à esquerda, aparecem as costas da Índia, o Sri Lanka à direita e o litoral africano logo abaixo.

Atualmente, graças ao avanço tecnológico, os aparelhos modernos e altamente sofisticados, permitem obter uma descrição do modelado terrestre com precisão exigida para projetos de grande complexidade bem como para a locação final desses projetos no terreno.  

O primeiro mapa-múndi conhecido foi elaborado por Anaximandro de Mileto (611-547 a.C.), discípulo de Tales, que no século VI AC tentou representar o mundo como um disco que flutuava sobre as águas. Algum tempo mais tarde Pitágoras, chegou a conclusão que a Terra era redonda iniciando assim uma nova escola.

MAPA DAS ILHAS MARSHALL
Este curioso mapa é feito de tiras de fibra vegetal, representando a área oceânica do arquipélago formado pelas
Ilhas Marshall, no Pacífico, a nordeste da Austrália.
Algumas ilhas estão representadas por conchas presas às tiras.  

As linhas curvas representam as direções predominantes das ondas.

No século III a.C. Eratóstones (276-196 a.C.) iniciou as medidas para a determinação do círculo máxima do Globo terrestre, chegando ao valor de 45.000 km. Este pesquisador foi o primeiro a tentar medir o raio da Terra. Mais tarde, no século II AC, Hiparco de Nicea(160-120 a C.) trás para a Grécia os conhecimentos babilônicos sobre a graduação sexagesimal do círculo e a partir daí define a rede de paralelos e meridianos do globo terrestre.  

No século I , Marino de Tiro define os princípios da geografia matemática e estabelece, pela primeira vez, a posição astronômica de numerosos lugares e cidades, especialmente na zona mediterrânea.  

No século II Claudio Ptolomeu (90-168 d.C.) realiza suas observações astronômicas na cidade de Alexandria e escreve sua principal obra denominada Megalé Sintaxis ou Grande Construção que trata da Terra, do Sol, da Lua, do Astrolábio e de seus cálculos, das Elipses, um catálogo de estrelas e finalmente os cinco planetas e suas diversas teorias. Esta obra recebeu o título de El Almagesto na língua árabe.  

A obra de Ptolomeu aceita as medidas do grado e estabelece, através de cálculos, o comprimento do circulo máximo, para o qual obteve o valor de 30.000 km. O erro associado a esta medida origina a falsa impressão de que a Europa e a Ásia se estendiam por mais da metade de toda a longitude terrestre, quando realmente cobre apenas 130°.

MAPA DO MUNDO
Este mapa-múndi foi desenhado no século X. Fazia parte de uma letra
capitular numa página de um manuscrito com iluminuras.

Do mapa de Ptolomeu não se conhece nenhum exemplar, porém foram realizadas numerosas cartas com esta denominação até a entrada do século XVII. Destas cartas as mais conhecidas são os Atlas publicados em 1477 em Bolonha, o de 1478 em Roma e o de 1482 em Ulm.  

No século XI o hispanico-árabe Azarquiel, inventa a Azafea, astrolábio de caráter universal baseado na projeção da esfera sobre um plano que contém os pólos e que calcula a posição dos astros determinando sua altura sobre a linha do horizonte.  

No século XIII aparece a Carta Pisana cuja construção se baseava em rumos e distâncias; os primeiros eram medidos por agulhas magnéticas e pelas rosa dos ventos; a segunda calculada pelo tempo de navegação.

Em 1374 Jaume Ribes de Mallorca, edita a obra intitulada "Mapamundi", conhecido como Atlas Catalán de 1375. Em 1420 o Infante Dom Henrique de Portugal, funda a Escola de Navegadores em Sagres e poucos anos após ocorre uma autêntica revolução na produção de cartas e mapas motivada pela divulgação e ressurgimento das teorias de Ptolomeu e pela invenção da imprensa, o que ocasionou a possibilidade de se estampar os mapas sobre pranchas de bronze.  

Em 1500, Juan de la Cosa edita sua famosa carta que contém o traçado da linha equatorial e a do trópico de Câncer.

CARTA DO MUNDO - 1500
Carta elaborada por Juan de la Cosa, piloto da 2ª Expedição da Columbus

Em 1519 Pedro e Jorge Reinel constroem, em Sevilha, um planisfério com o equador graduado e destinado à expedição de Magalhães.  

Gerhardt Kremer (1512-1594), que adota o nome de Mercator, define uma nova projeção cilíndrica na qual as linhas loxodrómicas (direção de rumos constantes que percorrem os barcos em sua navegação) se apresentem como linhas retas. Uma nova etapa no estuda da figura da Terra nasce com as definições da lei da gravitação universal.  

Gerhardus Mercator (1512-1594)

Geógrafo, cartógrafo e matemático flamengo.

Autor de um planisfério (1569) construído numa projeção por ele concebida, 

usada até hoje nas cartas náuticas, a Projeção de Mercator.

No século XVII, Huygens calculou o valor do achatamento terrestre seguindo o raciocínio de Newton, entretanto sem aceitar que a densidade das capas terrestre fosse homogênea, considerando sim toda a massa concentrada em seu centro. O século XVIII se caracteriza pelo desenvolvimento da instrumentação topográfica. A luneta astronômica, idealizada por Kepler em 1611 e a construção de limbos graduados dão lugar aos primeiros teodolitos. Ao mesmo tempo, a invenção do cronômetro e do barômetro, possibilitaram a medida do tempo e a determinação de altitudes.  

Em 1873, Listing propõe o nome de Geóide a forma da terra que é definida como a superfície equipotencial do campo de gravidade terrestre que coincide com a superfície média dos mares e oceanos em repouso, idealmente prolongada por debaixo dos continentes.  

Em 1945, Molodensky, demonstrou que a superfície física da Terra pode ser determinada a partir, somente, de medidas geodésicas, sem a necessidade do conhecimento da densidade da crosta terrestre.

A Topografia estuda, em nível de detalhe, a forma da superfície física da terra com todos seus elementos sejam naturais ou artificiais e como um preenchimento da rede geodésica. Desta maneira a Topografia fica como a responsável pelos trabalhos de levantamento planimétricos e altimétricos. Entretanto nos últimos anos, com o desenvolvimento da instrumentação eletrônica e da informática que opera neste setor, a exigência de programas ligados a Engenharia que necessitam de modelos digitais do terreno com precisão altimétrica que são questionáveis de serem obtidas por procedimentos fotogramétricos, e a maior versatilidade que nos oferece a nova instrumentação na fase de locação, tem dado um novo protagonismo a Topografia moderna nos campos de aplicação da Engenharia e áreas afins.  

A visita a esse Museu constitui uma verdadeira aula de história, através da qual pode-se acompanhar toda a evolução ocorrida ao longo de mais de um século na disciplina de Topografia, ministrada por esta Universidade, através dos diversos equipamentos topográficos e cartográficos, aqui expostos.
Fonte:  Museu de Topografia  da UFRGS