Geodésia

Resumo

Sistemas de Navegação

São sistemas de posicionamento geodésico por satélite. O primeiro sistema de posicionamento por satélite foi o TRANSIT.

NNSS/TRANSIT

- Lançado em 1964 com 8 satélites a 1.100 km e não provia cobertura global. 

- Em 1967 foi liberado para uso civil.

- Muito usado até meados da década de 80.

- Pouco preciso por causa de um lapso de tempo entre as passagens sucessivas de satélites para um mesmo ponto na Terra;

- Desativado em 1996.

GNSS (Global Navigation Satellite Systems)
- Termo que se refere a todos os sistemas de navegação por satélite.

- Existem dois sistemas operacionais o GPS (Norte-americano) e o GLONASS (Russo).

Encontram-se, ainda em desenvolvimento outros dois sistemas o Galileo (Europeu) e o Compass Navigation Satellite System (Chinês).

GPS

Vantagens

 



Objetivos do Sistema GPS

-Fornecer as coordenadas tridimensionais de pontos no terreno, bem como a velocidade e direção do deslocamento entre  pontos;

- Auxiliar nas atividades de navegação;

- Auxiliar na realização de levantamentos geodésicos e topográficos;

Sistema GPS

Identificação de pontos

- Para identificação da posição de pontos, o sistema GPS utiliza-se das coordenadas dos seus satélites referenciadas a um sistema geodésico, o mesmo utilizado pelo receptor GPS para processar os dados recebidos e determinar as coordenadas dos pontos de interesse.

Precisão

A precisão depende de algumas variáveis:
- Tempo de medição
"Quanto maior o tempo menor o erro. Quanto menor o erro maior a precisão";
- Tipo de receptor GPS;
- Posicionamento dos satélites;
- Técnica utilizada
"Estática ou Cinemática".

Características do Sistema GPS
Sistema Espacial: satélites GPS
Sistema de Controle: estações de terreno localizadas em torno da Terra.
Sistema de Usuário: receptores e seus usuários.

Segmento Espacial

- Satélites GPS;

- Tem função de gerar e transmitir os sinais GPS;

- 24 satelites em 6 planos orbitais com aproximadamente 2.000 km;

- Os planos orbitais estão inclinados a 55º em relação ao equador;

- Periodo orbital de aproximadamente 12 horas;

- 4 satélites visiveis a qualquer hora do dia.

Segmento de controle

- Estações de controles distribuídas em torno da Terra;

- Fazer o monitoramento e controle contínuo dos satélites;

- Prever a posição dos satélites em cada instante de tempo e calcular as correções dos respectivos relógios;

- Corrigir e avaliar todo o sistema;

- Manter o relógio dos satélites sincronizados.

As estações de campo consistem numa rede de antenas de rastreamento dos satélites GPS com a finalidade de ajustar os tempos de passagem dos satélites, controlando os erros dos relógios, permitindo, assim, os cálculos para as correções destes relógios, sincronizando-os à marcação de tempo da estação mestra.

Segmento de Usuário

O segmento dos usuários está associado às aplicações do sistema.

- Refere-se a tudo que se relaciona com a comunidade usuária;

- Os diversos tipos de receptores e os métodos de posicionamento utilizados.

Os receptores GPS coletam dados enviados pelos satélites, transformando-os em coordenadas, distâncias, tempo, deslocamento e velocidade, através de processamento em tempo real ou pós-processados.

Funcionamento do Sistema

Cada satélite do sistema emite sinais de rádio de forma muito precisa, simultânea e ininterrupta e com isso pode fornecer o posicionamento preciso do usuário por meio de triangulação.

- A posição da antena do receptor GPS, é uma característica importante, pois é a partir da posição da antena que identifica-se o ponto no terreno o qual terá suas coordenadas obtidas.

Serviços de Posicionamento

- SPS (Standard Positioning Service) – Serviço de posicionamento e tempo padrão disponível para qualquer usuário.

- PPS (Precise Positioning Service) - Serviço de posicionamento disponível para fins militares e usuários autorizados.

Códigos

- Código C/A – Código de Acesso Civil, utilizado para distinguir os sinais enviados pelos satélites no modo SPS (usado pela L1);

- Código P - Código reservado para aplicações militares e usuários autorizados (usado pela L1 e L2);

- Código AS – Utilizado para não permitir o acesso dos civis ao Código P;

- Código L2C – Código de Acesso Civil que melhora a performance dos receptores. Uso em áreas obstruídas (ambiente urbano, florestas) e na nova geração de celulares. Funcional a partir de 2011 (usado pela L2);

- Código L5C - Código de Acesso Restrito Militar usado pela onda portadora L5.

Fontes de Erros

-Códigos:

SA Selective Availability (Disponibilidade Seletiva): Implementado em 1990 com o objetivo de reduzir propositalmente a qualidade do sinal. Desabilitado em 2000.

- Satélites:

Órbita: erro das coordenadas dos satélites, propaga-se para a posição do usuário.

Relógio: diferença entre o relógio dos satélites e o tempo do receptor. Este erro pode ser eliminado pelo posicionamento diferencial.

- Propagação do Sinal:

Refração atmosférica: é responsável pela diminuição da potência da onda eletromagnética, exercida pelos elementos que constituem a atmosfera;

Multicaminhamento ou sinais refletidos: como o próprio nome diz, o receptor em determinados locais pode receber sinais refletidos de alvos vizinhos;

Rotação da Terra: decorre do deslocamento das coordenadas do satélite devido a rotação da Terra.

- Operação

Visibilidade dos satélites e localização do Ponto

Diluition of Precision – DOPs: Estes parâmetros indicam a precisão dos resultados a serem obtidos.

Técnicas de processamento

- Posicionamento por Ponto: utiliza apenas um receptor.

Posicionamento por ponto: utiliza um receptor GPS de uma frequência.

Posicionamento por ponto preciso: utiliza receptores de dupla frequência (mais precisos).

- Posicionamento Relativo: utiliza ao menos dois receptores.

Posicionamento Estático: Utilizam-se dois ou mais receptores fixos, ocupando simultaneamente as estações (base e móvel) e observando os mesmos satélites para a determinação de uma linha de base.

As estações são ocupadas por uma hora ou mais e proporciona grande precisão.

Posicionamento Cinemático: Utilizam-se no mínimo dois receptores, um mantido fixo (base) e os outros móveis permitindo determinar a posição do ponto de interesse durante o deslocamento dos receptores.

GLONASS (Global Navigation Satellite System)

- É um sistema de posicionamento geográfico similar ao GPS, baseado em uma concepção de 24 satélites, divididos em três órbitas de altitude média e inclinadas em relação ao equador terrestre. Este sistema pertence à Federação Russa. O primeiro satélite Glonass, lançado em 12 de outubro de 1982, tinha apenas objetivos militares. A versão do sistema para uso civil foi lançada em 1993.

GALILEO

- Sistema de Posicionamento Global por Satélite de uma cooperação entre a ESA (Agência Espacial Européia) e a União Européia. Concebido como um projeto civil, em oposição ao GPS e ao GLONASS que são de origem militar.

- A constelação Galileu será composta de 30 satélites, 20 estações terrestres e será considerada operacional com 27 satélites.

Compass Navigation Satellite System (CNSS) ou Beidou

- O primeiro sistema BeiDou-1 (Sistema Experimental de Navegação por Satélite) é composto por 3 satélites e tem cobertura e aplicações limitadas. Oferece serviços de navegação apenas para a China e regiões vizinhas, desde 2000.

- A segunda geração do sistema, conhecido como COMPASS ou BeiDou-2, que será um sistema de

navegação global

- O COMPASS já opera com cobertura na China desde dezembro de 2011, com 10 satélites. É planejado para oferecer serviços a clientes do leste asiático em 2012 e o sistema global deve ser concluído até 2020.

FONTE: http://estagionaobra.blogspot.com.br/search/label/Topografia

Arquitetura e Urbanismo

Morte e Vida das Grandes Cidades - Jane Jacobs

O livro é uma critica ao planejamento urbano modernista. A autora critica a forma como a cidade se desenvolveu, o que ela chamou de planejamento urbano ortodoxo, baseado nas utopias como a Cidade Jardim de Howard, Ville Radieuse de Lê Corbusier e aBeautiful City.

A Natureza Peculiar das Cidades - Ruas, Calçadas e Bairros

Jane Jacob mostra que uma rua segura, é uma rua movimentada. No seu livro ela escreve que os donos de estabelecimentos e pessoas na janela são os olhos atentos da cidade, mostrando que lugares onde há pessoas observando o que acontece há menos criminalidade. Em contra partida uma rua deserta torna-se muito perigosa.

A respeito das calçadas, a autora defende calçadas largas, onde as crianças poderiam brincar, para que se criasse uma relação de confiança entre as pessoas, como por exemplo: as pessoas que estão no bar tomando uma cervejam que recebem conselhos do merceeiro, e dão conselhos ao jornaleiro... (JACOBS 1961, pag. 60). Em contraste com isso, ruas e calçadas sem essa relação de "comprometimento pessoal" se tornariam vazias, frias e inseguras.

Nos bairros o ideal seria que não existisse divisão de setores, e que se desenvolvesse uma rede de relações entre as pessoas, e que as pessoas trabalhassem em seus próprios bairros.

Condições para a diversidade urbana

O distrito deve atender a mais de uma função principal. Estas devem garantir a presença de pessoas que saiam de casa em horários diferentes e estejam nos lugares por motivos diferentes (JACOBS 1961, pag. 165). A cidade deve ter diferentes tipos de edificações, raças e níveis sócio econômicos da população para que haja pessoas nas ruas a qualquer hora.

A maioria das quadras dever ser curtas, ou seja, as ruas e as oportunidades de virar a esquina devem ser frequentes (JACOBS 1961, pag. 165). Quadras curtas proporcionam a pessoas poderem transitar por ruas diferentes, não dependendo sempre de uma rua principal, dessa forma o movimento seria destruído, encurtando as distancias e criando diversidade por que geraria usos diferentes de combinações.

O distrito dever ter uma combinação de edifícios com idades e estados de conservação variados e incluir boa porcentagem de prédios antigos (JACOBS 1961, pag 207). A cidade precisa de prédios de todas as idades, para atrair pessoas de rendimentos diversos, sejam eles altos, médios ou baixos. E para atrair pequenas empresas que possam arcar com os custos dos aluguéis.

O distrito precisa ter concentração suficientemente alta de pessoas, sejam quais forem seus propósitos. Isso inclui pessoas cujo propósito é de morar lá (JACOBS 1961, pag. 221). Para a cidade ter diversidade ela precisa ter alta densidade, ou grande concentração de pessoas morando, para que a cidade se desenvolva e traga infraestrutura . Também para que aja pessoas circulando em diferentes horários.

 Força de Decadência e Recuperação
É comum vermos bairros, ruas e centros que eram bem sucedidos se degenerarem com o tempo. O que causa a autodestruição da diversidade é o sucesso econômico. Por que a razão da diversidade em determinadas áreas é a oportunidade econômica e a atratividade. Porém quando essa diversidade se desenvolve de maneira descontrolada, muitos dos que competem pelo espaço são vencidos, e abandonam o local tornando-o de uso exclusivo de certo tipo de produtos, fazendo com que o local se torne monótono. A solução para isso não acontecer seria aumentar os impostos dessas áreas e mesclar edifícios públicos e semi públicos.
Lugares onde há usos únicos, tem uma característica comum: formam fronteiras ou limites. Uma área sem empreendimentos econômicos, se torna improdutiva e se deteriora, e torna-se perigosa. A solução seria procurar usos adequados a zona de fronteira e fazer uma relação entre eles, concentrando pessoas perto dessas zonas de fronteira.
Jane Jacobs também se preocupa em apresentar estratégias necessárias para poder financiar as melhorias urbanas e superar os cortiços. Construir conjuntos habitacionais e retirar as pessoas dos cortiços não é a solução. Mas os próprios moradores, por livre escolha com o poder publico deveriam se preocupar e transformar o lugar onde moram.
Para que sejam feitas as intervenções nas cidades é necessário dinheiro, seja ele de créditos de instituições de empréstimos ou aquela que o governo oferece por meio de receita tributaria ou de investimentos do submundo, por assim dizer. Mas o principal problema é a má aplicação desse dinheiro. O capital especulativo é despejado numa área de forma concentrada, produzindo mudanças drásticas. Em contra partida esse capital apenas goteja em localidades não encaradas como prioridade (JACOBS 1961, pag. 327). Em suma, o capital é aplicado em apenas uma parte da cidade onde se possa obter em troca, o lucro.

Táticas diferentes
Para a subvenção de moradias a autora sugere um método chamado de renda garantida. Para aquelas pessoas cujas circunstâncias não permitira pagar por moradias da iniciativa privada. Esse método propiciaria novas construções diversificadas, não padronizadas, em bairros boicotados. Os moradores pagariam um financiamento proporcional a renda em forma de aluguel.
A autora culpa a erosão das cidades aos automóveis. Ela mostra que a solução para o transito não é criar novos sistemas viários ou separar os pedestres dos automóveis, mas sim diminuir o numero de automóveis nas ruas. Ela acrescenta "quanto mais áreas monótonas, planejadas ou espontâneas existirem, maior se torna a pressão do transito sobre os distritos movimentados (JACOBS 1961, pag 397). As pessoas se tornaram dependentes dos automóveis, de maneira a não saírem mais a pé, deixando assim as ruas onde moram vazias.
Jane Jacob mostra que não funciona pensar na cidade ou querer transformá-la numa obra de arte. Mas o ideal é que haja ordem visual nas ruas, ou fazer recortes entre as ruas para que elas não pareçam distantes.
Nos capítulos finais a autora retoma todos os pontos e mostra que a aplicação deles junto com usos combinados é que vão fazer a cidade funcionar. E para isso é preciso ter uma boa gestão e um planejamento competente, junto com inteligência.

Clique aqui para o artigo "VITALIDADE URBANA EM JANE JACOBS"

Clique aqui para "RESENHA - MORTE E VIDA DE GRANDES CIDADES: CRÍTICA AO PLANEJAMENTO URBANO MODERNISTA E ALGO MAIS."

FONTE: http://estagionaobra.blogspot.com.br/search/label/Arquitetura%20e%20Urbanismo

Teoria das Estruturas

Para a melhor compreensão sobre os Sistemas Estruturais, devemos conhecer alguns conceitos básicos sobre as Estruturas.

ESTRUTURAS

Estrutura é um sistema destinado a proporcionar o equilíbrio de um conjunto de ações, capaz de suportar as diversas ações que vierem a solicitá-la durante a sua vida útil sem que ela perca a sua função.

Para estudo das forças atuantes na estrutura, consideramos-as formadas pela composição de três peças:

• Barras: pequenas dimensões transversais em relação ao comprimento.
• Blocos: as três dimensões com pequenas diferenças.
• Chapas: superfícies grandes em relação a sua espessura.

Elas podem ser classificadas como:

• Estrutura Hipostática: possui vínculos insuficientes para garantir a sua total imobilidade.

• Estrutura Isostática: possui vínculos estritamente necessários para garantir a sua total imobilidade.

• Estrutura Hiperestática: possui vínculos superabundantes para garantir a sua total imobilidade.

AÇÕES

Ações é toda influência exercida sobre um corpo capaz de produzir um estado de tensão ou modificar o estado já existente. 

Carregamento é o conjunto de ações que atuam simultaneamente para a determinação dos esforços solicitantes num sistema estrutural.

Os carregamentos podem ocorrer devido:

• As ações ativas: forças ou momentos aplicados na estrutura.
• As ações reativas: forças ou momentos devido as reações de apoio.

As ações são classificadas:

• Forças
• Momentos

Estáticas: Ação estática na estrutura.

Dinâmicas: Ação variável na estrutura.

Diretas: Cargas permanentes, cargas variáveis e cargas acidentais

Indiretas: Deformações impostas; retração, fluência, protensão, deslocamento dos apoios.

Acidentais: Ação esporádica na estrutura, constituída em função do uso da estrutura.

Permanentes: Constituída pelo peso próprio e pelas sobrecargas dos elementos construtivos e instalações permanentes

Concentradas: Ação com extensão de aplicação pequena em relação ao tamanho da estrutura.

Distribuídas: Ação distribuída em parte da extensão da estrutura. Pode ocorrer de duas formas:

Uniforme 

Não uniforme

REAÇÕES DE APOIO 

       As Reações de Apoio são responsáveis pelo vínculo da estrutura ao solo ou a outras partes da mesma, de modo a ficar assegurada sua imobilidade, a menos dos pequenos deslocamentos devidos às deformações.

Nos sistemas planos, existem três tipos de movimentos. A figura abaixo mostra os três movimentos em relação ao plano XY o de translação no eixo X, o de translação no eixo Y e o de rotação no eixo Z.

Os vínculos podem ser classificados em função do número de movimentos que impedem. Portanto temos apoios com três graus de liberdade: 

• Vínculo Simples: Apoio Móvel, impede apenas um movimento, normalmente de translação.

Símbolo:

• Vínculo Duplo: Apoio Fixo, impede dois movimentos, normalmente permitindo apenas o de rotação.

Símbolo:

• Vínculo Triplo: Engastamento, impede os três movimentos, os dois de translação e o de rotação.

Símbolo:

SOLICITAÇÃO

Solicitação é todo esforço ou conjunto de esforços que devido às ações se exerçam sobre uma ou mais seções de um elemento da estrutura.

A solicitações provocam na estrutura dois tipos de tensões:

• Tensões nomais:
• Tensão Normal de Tração:

Tensão de Normal de Compresão

• Tensão de Cisalhamento

Força Normal (N)

A Força Normal é representa a soma algébrica de todas forças contidas no plano YX, portanto, perpendicular à seção transversal, produzindo no plano YZ tensões normais. Consideramos a Força Normal, como tração(+) se esta é dirigida para fora do corpo ou compressão(-) se esta é dirigida para fora do corpo.

Tração : 

Compressão :

Força Cortante (V)

A Força Cortante representa a soma algébrica de todas forças contidas no plano YZ, perpendicular ao eixo da peça. Produzindo esforço que tende a deslizar uma seção em relação a outra, provocando tensões de cisalhamento.

Momento Fletor (Mf)

O Momento Fletor representa a soma algébrica dos momentos relativas a seção YX, contidos no eixo da peça, gerados por cargas aplicadas transversalmente ao eixo longitudinal. Produzindo esforço que tende a curvar o eixo longitudinal, provocando tensões normais de tração e compressão na estrutura. 

Momento Torsor (Mt)

O Momento Torsor representa a soma algébrica dos momentos gerados por cargas contidas ou que possuam componentes no plano YZ, perpendicular ao eixo X. Produzindo esforço que tende a fazer girar a seção em torno do eixo longitudinal, provocando tensões de cisalhamento. 

EQUILÍBRIO

Uma estrutura está em equilíbrio estático quando as grandezas externas possuem o mesmo módulo das grandezas internas, onde a soma de todas deformações dos esforços internos gera o deslocamento das ações ativas e reativas na estrutura.

O equilibrio estático de um sistemas de forças coplanares deve preencher as condições das três equações da estática:

• A resultante das forças horizontais igual a zero ( S H=0 )

• A resultante das forças verticais igual a zero ( S V=0 )

• A resultante dos momentos das forças e dos momentos aplicados é igual a zero ( S M=0 )

As condições de equilíbrio são indispensáveis para o cálculo das reações de estruturas isostáticas e hiperestáticas.

DIAGRAMAS

Diagramas ou Linhas de Estado são o estudo gráfico dos esforços simples. Esses gráficos retratam os valores dos esforços simples ao longo da estrutura, permitindo a visualização das variações desses esforços de uma seção para outra.

Classificação:

• Diagrama de Força Normal: retrata os esforços nomais (tração e compressão) ao longo da estrutura.

• Diagrama de Força Cortante: retrata os esforços cortantes (cisalhamento) ao longo da estrutura.

• Diagrama de Momento: retrata os esforços de flexão ao longo da estrutura.

• Linha de Influência: retrata os esforços de uma seção da estrutura, em relação a variação de uma força na estrutura.

Fonte: FEC UNICAMP