3. Universidade Federal de Campina Grande - UFCG
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
EDITORES
Jógerson Pinto Gomes Pereira
José Geraldo de Vasconcelos Baracuhy
1a EDIÇÃO
Campina Grande - PB, 2008

4. Coordenador Geral
Prof. Dr. José Geraldo de Vasconcelos Baracuhy (UFCG)
Vice-coordenador
Prof. Dr. Dermeval Araújo Furtado (UFCG)
Projeto Gráfico (capa e miolo)
Luiz Felipe de Almeida Lucena - Projetos e Consultoria em Design
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG
Avenida Aprígio Veloso 882, Bodocongó - CEP: 58109-970
Campina Grande - PARAÍBA
LICTA - Laboratório Interdisciplinar de Ciências e Tecnologias Agroambientais
BLOCO CP - Fone: (83) 3310-1491 / 3310-1486
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1a edição / 1a impressão (2008): 250 exemplares
Direitos Reservados: A reprodução não-autorizada desta publicação, no todo ou
em parte, constitui violação dos direitos autorais (Lei no 9.610). É permitida a
reprodução parcial do conteúdo desta publicação desde que citada a fonte.
Livro confeccionado com recursos oriundos do CNPq, referente ao
edital MCT/CNPq/CTHIDRO: 37/2006
P436e Pereira, Jógerson Pinto Gomes
Ecobatimetria - Teoria e Prática / Jógerson Pinto Gomes
Pereira, José Geraldo de Vasconcelos Baracuhy. - Campina
Grande: Gráfica Agenda, 2008. 84p. il.
ISBN: 978-85-60592-06-7
1. Ecobatimetria 2. Ecobatímentro 3. Posicionamento Global
I. Baracuhy, José Geraldo de vasconcelos II. Título
CDU 556

5. Editores
Jógerson Pinto Gomes Pereira
P ossui doutorado em Agronomia (Energia na Agricultura) pela
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2000).
Tem experiência na área de Engenharia Agrícola. Atuando
principalmente nos seguintes temas: Plantio direto, força de tração,
mecanização, resistência à penetração.
José Geraldo de V. Baracuhy
G raduado em Agronomia pela Universidade Federal da
Paraíba (1978), possui também graduação em Direito pela
Universidade Estadual da Paraíba (1993), especialização em
Agronegócio pela Universidade Federal da Paraíba (1998),
especialização em Agente de Difusão e Inovação Tecnológica pela
Universidade Federal do Espírito Santo (1996), especialização em
Gestor de Parque de Maquinaria Agrícola pelo Instituto Cori (1989),
mestrado em Ciência do Solo pela Universidade Federal do Rio
Grande do Sul (1982) e doutorado em Recursos Naturais [Campina
Grande] pela Universidade Federal da Paraíba (2001). Atualmente é
professor da Universidade Federal de Campina Grande. Tem
experiência na área de Recursos Florestais e Engenharia Florestal, com
ênfase em Conservação da Natureza, atuando principalmente nos
seguintes temas: Deterioração ambiental, recursos hídricos, diagnóstico
sócio-econômico, diagnóstico físico-conservacionista e modelos
estatísticos.

7. APRESENTAÇÃO

9. SUMÁRIO
Capítulo 1
13
Capítulo 2
35
Capítulo 3
53
Capítulo 4
69
Capítulo 5
77

11. CONCEITOS DE ECOBATIMETRIA, GPS,
NAVEGAÇÃO E PRECISÃO

13. 1. INTRODUÇÃO
O que é Batimetria?
Batimetria é a ciência para determinação e representação gráfica do relevo de
fundo de áreas submersas (mares, lagos, rios). É expressa cartograficamente por curvas
batimétricas que unem pontos da mesma profundidade, à semelhança das curvas de nível
topográficas.
A Etimologia da palavra Batimetria origina-se da língua inglesa Bathmeter (batho +
meter) que significa medida de profundidade.
O que é Ecobatimetria?
Ecobatimetria é a medição das profundidades submersas com um aparelho
denominado de ecobatímetro.
O que são ecobatímetros?
Os ecobatímetros são os equipamentos utilizados pela Batimetria para medir a
profundidade que utilizam ondas de radar. O equipamento consiste em uma fonte emissora
de sinais acústicos e um relógio interno que mede o intervalo entre o momento da emissão
do sinal e o instante em que o eco retorna ao sensor, Figura 1.1. O som é captado pelo
transdutor que consiste basicamente de um material piezoelétrico que converte as ondas de
retorno do eco em sinais elétricos. Os ecobatimetros fornecem informações pontuais de
profundidade no local imediatamente abaixo do transdutor, ou seja, indica a distância
vertical entre o casco do barco, aonde está instalado o sensor, e o piso aquático.
Figura 1- Ecobatímetro utilizado nos levantamentos de profundidade dos rios e mares.
O que é levantamento ecobatimétrico?
Os levantamentos ecobatimétricos consistem na determinação da variação da
profundidade do leito do rio em determinadas seções. O material necessário para essa
determinação é composto de rastreadores de satélite NAVSTAR, denominado GPS, dupla
freqüência (L1 e L2), rádios para correções de coordenadas em tempo real, ecobatímetro
13

14. digital e analógico de registro contínuo, com transdutor instalado em um dos bordos da
embarcação, Figura 2.
Figura 2 - Composição logística para operação ecobatimétrica.
A atividade consiste na obtenção das coordenadas de um ponto fornecido pelo GPS,
em tempo real, e a profundidade desse ponto fornecida pelo ecobatímetro. Esse sistema é
gerenciado por programas computacionais específicos que permitem posterior análise dos
dados e geração de perfis longitudinais, mapas temáticos, visualizações em três dimensões,
entre outros recursos de trabalho, úteis para tomada de decisão, Figura 3.
Figura 3 - Imagem de profundidade a partir de dados batimétricos.
O que é geoprocessamento?
É um sistema complexo que permite a representação de uma área geográfica por
meio da captura, armazenamento, processamento e modelagem de dados referenciados a um
sistema de coordenadas geográficas ou planas em meio digital, preservando-lhe suas
características reais: construções civis, áreas de matas, hidrografia, acidentes geográficos, a
exemplo do Universal Transverso Mercator (UTM).
As principais técnicas de aquisição de dados são o sensoriamento remoto e o
14

15. posicionamento por satélites. Os softwares são ferramentas de trabalho valiosos nesse
processo, e são denominados de Sistema de Informações Geográficas (SIG) responsável pela
automatização da produção de documentos cartográficos.
A expansão das técnicas de geotecnologia tem abrangido diversas áreas do
conhecimento científico como cartografia, transporte, mineração, saúde, telecomunicações,
saneamento, e, principalmente, no estudo da preservação ambiental.
Histórico e batiscafo
A Hidrografia é uma das ciências mais antigas no mundo, e o batiscafo foi o aparelho
destinado à medição das profundezas dos oceanos. Analogamente, é como um balão livre, cujo
interior contém um líquido mais leve que a água, desempenhando o mesmo papel do gás em
um balão, enquanto uma provisão de granalha, que se desprende, substitui o lastro de areia. Na
Figura 4 se tem uma representação primitiva da determinação de perfil submerso.
Figura 4 - Determinação primitiva de profundidade.
Hidrografia no Brasil
A Hidrografia e a navegação no Brasil estão ligadas à tradição, a ciência e a arte.
Iniciou-se com a defesa do território e com a formação da própria nação nos 7.367km de
linha da costa atlântica brasileira. No ano de 1500, parcela da costa norte do país era
representada a partir da carta de marear de Mestre João.
15

16. 2. Investigação de áreas submersas: fundamentos e
métodos geofísicos
Ultimamente, tem se ampliado o interesse ambiental no estudo de impacto de áreas
submersas, particularmente de áreas costeiras, onde é notável o crescimento da ocupação. São
inúmeros os projetos em andamento para implantação de dutos submarinos, portos,
plataformas de extração de material de construção, barragens, túneis, pontes, ilhas artificiais,
etc. Os métodos de observação direta, muito comum e preciso na investigação geológica da
superfície, não são aplicáveis na exploração de áreas submersas como fundos de rios, de lagos
ou do mar, tendo em vista as dificuldades de acesso ao local de interesse e imprecisão das
ferramentas convencionais no ambiente aquático. Neste caso, recorre-se aos métodos
geofísicos, pois que, permitem a obtenção de dados detalhados sobre a morfologia da
superfície de fundo, como também da subsuperfície, possibilitando a identificação da
espessura das camadas geológicas rasas e da profundidade do embasamento cristalino, fatores
fundamentais de obras de engenharia.
A morfologia da superfície de fundo é estabelecida em detalhes pela Ecobatimetria, e,
também pela Sonografia. A espessura dos estratos rasos de sedimentos inconsolidados e a
conformação do embasamento acústico (limite de penetração do sinal acústico) podem ser
obtidas através do método de Perfilagem Sísmica Contínua.
Os métodos Perfilagem Sísmica Contínua, Ecobatimetria e a Sonografia, têm vasta
aplicação na geologia de engenharia já que possibilitam a obtenção de dados que irão subsidiar
a implantação de obras civis em áreas submersas. Tem também grande aplicação no
mapeamento geológico básico e na mineração, além de permitir o estudo de processos
sedimentares atuais em áreas submersas subsidiando estudos sobre assoreamento.
Em situações especiais, pode-se recorrer a outros métodos geofísicos também úteis
no levantamentos de áreas submersas, como a Magnetometria, utilizada no mapeamento de
ocorrências de intrusões ígneas e falhas e em operações de localização de tubulações metálicas
soterradas e a Refração Sísmica, empregada no mapeamento da distribuição da velocidade de
propagação das ondas sísmicas nos sedimentos inconsolidados.
É escopo deste livro o estudo pedagógico da Ecobatimetria, suas características,
vantagens, limitações e aplicações. Este método tem vasta aplicação na confecção de cartas
náuticas, nos estudos para implantação de rotas de navegação e monitoramento de processos
de erosão e assoreamento de reservatórios. Os equipamentos utilizados são bastante portáteis
o que propicia ao método grande versatilidade operacional.
a) Equipamentos
Os equipamentos geofísicos utilizados na investigação de áreas submersas
compõem-se de uma fonte de sinais sísmicos, de um receptor (transdutor eletromecânico ou
piezoelétrico) e um sistema de gravação e impressão do sinal sísmico. Dentre os fabricantes de
equipamentos de sísmica para investigação rasa de áreas submersas no mundo, destaca-se:
Canadá (Huntec), EUA (EG&G, Klein) ou Inglaterra (Geoacustics).
O Brasil ainda não fabrica equipamentos desta natureza. Mas, os utiliza, a exemplo do
IPT nos ensaios de Perfilagem Sísmica Contínua, com o equipamento Hidrosonde M2A, de
fabricação canadense. Para os ensaios de Sonografia, utiliza o equipamento Hydroscan Klein
Side Scan Sonar, modelo 530, de fabricação norte-americana. A Figura 1.5 ilustra embarcação
com equipamentos geofísicos em operação.
16

17. Figura 5 – Ilustração de embarcação no levantamento sísmico.
b) Aplicações
A utilização dos métodos geofísicos na investigação de áreas submersas permite a
definição da espessura da cobertura sedimentar rasa e o mapeamento das principais
características geológicas e topográficas da superfície de fundo: formatos litológicos,
estruturas e topografia. Estes dados subsidiam estudos no planejamento da ocupação e na
implantação de obras civis como pontes, portos, barragens, mineração, sondagens, dragagens,
escavações em geral, controle de rotas de navegação. Contribui ainda, no conhecimento
geológico regional e no controle ambiental.
O levantamento geofísico efetuado na fase inicial da investigação permite, ainda,
otimizar o planejamento da execução das demais técnicas de investigação (sondagens
mecânicas, coletas de amostras da superfície de fundo, etc.).
Na implantação de dutos submarinos, por exemplo, a caracterização da superfície de
fundo (topografia e feições geológicas - estruturas, contatos geológicos) e dos estratos
sedimentares rasos, torna-se fator fundamental já que irá condicionar a distribuição dos dutos
na superfície de fundo e o tipo de operação de escavação a ser executada.
A presença de ondas de areia de grande porte, por exemplo, pode inviabilizar a
implantação de uma determinada obra, já que estão intimamente relacionadas a fundos
bastante dinâmicos resultantes da atuação de fortes correntes. Um exemplo de aplicação dos
métodos geofísicos de investigação de áreas submersas está ilustrado na Figura 6. Esses
estudos subsidiam rota de navegação em portos e barragens. A identificação de ondas de areias
de grande porte (3-4m) na superfície de fundo do rio indica que a cobertura sedimentar rasa é
bastante dinâmica, conseqüência de grande mobilidade sazonal em alguns trechos do rio. A
partir dos resultados obtidos neste estudo, concluiu-se que a implantação de qualquer obra
civil no trecho estudado, deve ser necessariamente precedida de estudos detalhados dos
processos de sedimentação e de constituição do perfil da topografia de fundo, visando garantir
segurança à navegação e durabilidade da obra.
17

18. Figura 6 - Esquema da Perfilagem Sísmica Contínua.
Além de importante ferramenta na investigação geológica de superfícies submersas,
estes métodos geofísicos são também aplicados em operações de busca e salvamento, seja de
embarcações ou equipamentos naufragados, seja na localização de pontos de rompimento de
dutos submarinos. A Figura 7 mostra o esquema da técnica de Sonografia, em que se podem
localizar embarcações naufragadas.
Figura 7 - Esquema da Sonografia mostrando embarcação naufragada.
c) Apresentação dos resultados
A apresentação dos resultados da investigação sísmica de áreas submersas pode
ocorrer nas mais variadas formas: mapa de localização dos perfis executados, mapa
batimétrico, mapa de embarcações naufragadas, mapa de contorno estrutural. A Figura 8
ilustra uma das formas de apresentação de resultados de um levantamento geofísico em
ambiente aquático.
18

19. Figura 8 - Zoneamento de profundidade de pequeno lago.
Radar de penetração no solo
O Radar de Penetração ou GPR (Ground Penetrating Radar) é a técnica de se usar
ondas de rádio, com freqüências entre 1 e 1.000 MHz, para mapear estruturas e feições em
subsolo ou em construções de concreto. Esse método base-se nos princípios de propagação de
campos eletromagnéticos no solo, através de antena(s) transmissora(s) que emite para o
interior do solo, pulsos eletromagnéticos. Analogamente, parte da energia emitida à
propagação de ondas sísmicas, retorna à superfície ao atingir o ponto observado, Figura 9.
Figura 9 - Perfil a partir de dados com GPR.
O campo eletromagnético se espalha ou é atenuado pelos materiais naturais a que está
submetido. As variações nas propriedades elétricas do meio (condutividade/resistividade)
limitam a aplicabilidade desse método de investigação, em que,.os meios de alta condutividade
19

20. inviabilizam a aplicação do método GPR. Na maioria das situações geológicas, as propriedades
elétricas tendem a ser o fator dominante que controla as respostas do radar. Em geral, as
variações magnéticas são desprezíveis.
Esse sistema foi criado originalmente para utilização em terra, todavia, recentes
adaptações têm mostrado a viabilidade de aplicação do GPR no estudo de áreas submersas
rasas, visando a detecção da espessura de camadas de assoreamento em reservatórios e em rios,
da espessura de depósitos arenosos de interesse para construção civil e no controle ambiental.
Esse método pode vir a substituir a perfilagem sísmica contínua, que utiliza boomers
e sparkers, e em condições de coluna d'água menor que 5m de profundidade não oferece
resultados satisfatórios. O IPT projetou catamarãs especiais para transporte das antenas do
GPR de até 50MHz, viabilizando a aquisição de dados sobre lâmina d'água, Figura 10.
Figura 10 - Catamarã é utilizado na investigação de áreas submersas.
3. Aspectos gerais e práticos do trabalho de campo
Para a execução de ensaios geofísicos sobre lâmina d'água em lagos, canais e rios,
utilizam-se normalmente duas embarcações. A maior delas com dimensões de até 20m2
(10mx2m) devendo possuir área livre para instalação dos equipamentos e cobertura, para
garantir proteção de intempéries como sol e chuva.
A embarcação deve possuir motor com potência em torno de 40 CV, pois além de
transportar os equipamentos geofísicos (cerca de 600Kg) e um mínimo dois tripulantes,
20

21. rebocará a fonte de sinais (comumente boomer ou sparker) e o sensor (hidrofone) que juntos
podem ultrapassar 100Kg. No caso do GPR, reboca-se um catamarã contendo o par de
antenas, que irão emitir e receber os sinais eletromagnéticos. A outra embarcação, de menor,
será utilizada como apoio ao levantamento, de pessoal e equipamentos.
Os métodos utilizados para o posicionamento da embarcação, e, portanto dos perfis
geofísicos podem ser aqueles convencionais (triangulação topográfica) ou métodos mais
modernos de posicionamento por satélite. No primeiro, três teodolitos são instalados nas
margens do local de interesse, em pontos com coordenadas conhecidas. A posição da
embarcação é tomada a intervalos de tempo fixos e predeterminados (geralmente 30 segundos
ou 1 minuto) o que é feito através de comunicação por rádio entre os topógrafos e a
embarcação. Nesse levantamento é importante a visita prévia à área de interesse para as
instalação dos marcos de referência necessários à triangulação dos teodolitos.
No sistema mais moderno, uma antena deve ser instalada na embarcação para
recepção de sinais de satélites, obtendo-se, também a intervalos de tempo predeterminados, a
posição da embarcação.
Em ambos os sistemas, é importante a confecção preliminar de plantas dos perfis a
serem estudados, para verificar a área de estudo. Evidentemente, que o posicionamento por
satélite é o mais indicado, pois, além da maior precisão, possibilita a confecção imediata da
planta de navegação. Outras vantagens desse sistema em relação ao convencional é que
dispensa o conhecimento antecipado das coordenadas do local, tem maior agilidade no
levantamento, apresenta maior precisão e menor custo final.
Resumo de projetos desenvolvidos pelo IPT na
investigação de áreas submersas
a) Levantamento de Sísmica (refração e reflexão) batimetria, e topografia na região
dos reservatórios Edgard de Souza e Pirapora em áreas da implantação do canal de retificação
do Rio Tietê e zonas de influência. Local: Santana do Parnaíba, SP. Cliente: ELETROPAULO,
1994. Área de aplicação: barragens, retificação de canais.
b) Aplicação do Sonar de Varredura Lateral na Investigação do assoalho marinho
para fixação de plataforma exploratória de petróleo. Ilhéus (BA). Cliente: Estudos e Projetos
de Engenharia (ENGEVIX S.A) 1985. Área de aplicação: prospecção de petróleo.
c) Ensaios de Perfilagem Sísmica Contínua e Sonografia na Costa da Ilha Comprida,
litoral sul do estado de São Paulo. Cananéia. Cliente: SICT/Pró-Minério, 1985. Área de
aplicação: prospecção de minerais pesados.
d) Levantamento de Sísmica (refração, up-hole e reflexão) e topografia na área do
canal superior e inferior do Rio Pinheiros, trecho Usina Elevatória de Pedreira - estrutura do
Retiro. São Paulo. Cliente: ELETROPAULO, 1986. Área de aplicação: barragens, retificação
de canais.
e) Ensaios Sísmicos (refração e reflexão) na área de implantação do aproveitamento
hidráulico do Rio São Francisco. Ibó-Orocó. Cliente: CHESF, 1986. Área de atuação:
barragens, portos.
21

22. f) Ensaios sísmicos em lâmina d'água na área do Canal de Santos. Santos. Cliente:
Figueiredo Ferraz/Sondotécnica, 1988. Área de aplicação: túneis.
g) Perfilagem sísmica, batimetria e sonar de varredura lateral no local de implantação
da UHE de Ilha Grande no Rio Paraná. Guairá. Cliente: ELETROSUL, 1986. Área de
aplicação:implantação de portos, barragens e rotas de navegação.
h) Ensaios de Sísmica de Reflexão no Rio Ji-Paraná na área de interesse do sítio JP-14.
Rio Ji-Paraná (RO) Cliente: CNEC, 1986. Área de aplicação: implantação de portos e
barragens.
i) Ensaios geofísicos na área de interesse à implantação do aproveitamento múltiplo
no Rio Paranapanema. Ourinhos (PR). Cliente: CESP, 1994. Área de aplicação: navegação.
j) Investigação geofísica na Barragem de Castanhão: refração, perfilagem sísmica contínua e
sonografia. Castanhão: Cliente: Andrade Gutierrez, 1997. Área de aplicação: barragens,
geotecnia
Resumo da investigação geofísica em áreas submersas na
solução de problemas geológicos e geotécnicos
EXEMPLO 1 - Local: Canal da Ilha Anchieta - Continente (Ubatuba, SP).
Equipamento geofísico: Hidrosonde M2A, Huntec. Objetivos: geologia básica (estudo da
evolução costeira do Estado de São Paulo). Características definidas no registro: topografia de
fundo plana, topografia irregular do embasamento, espessura dos estratos sedimentares
intermediários.
EXEMPLO 2 - Local: Canal de Santos (SP). Equipamento geofísico: Hidrosonde
M2A, Huntec. Objetivos: geologia de engenharia (construção de túnel subaquático).
Características definidas no registro: topografia de fundo plana, espessura dos estratos
sedimentares, topografia do embasamento acústico e plotado registro de campo; mapa de
localização dos perfis executados; mapa batimétrico; mapa de isoespessura de sedimentos e
mapa de profundidade do embasamento.
EXEMPLO 3 - Local: Tanegashima, Sul do Japão. Métodos utilizados: Perfilagem
Sísmica Contínua; Sonografia e Ecobatimetria de precisão. Equipamento geofísico: EG&G
Boomer System; EG&G Side Scan Sonar SMS 960; Ecobatímetros de Precisão (PDR).
Objetivos: geologia de engenharia (construção de uma estação subaquática para criação de
peixes). Características definidas no registro: topografia de fundo plana, espessura dos estratos
sedimentares, topografia do embasamento acústico e plotado registro de campo da
Sonografia; mapa de localização dos perfis; mapa batimétrico e mapa de características
geológicas do assoalho marinho.
EXEMPLO 4 - Local: Rio Xingu (PA). Métodos utilizados: Perfilagem Sísmica
Contínua. Equipamento geofísico: Perfilador Huntec, Hidrosonde M2A. Objetivos: geologia
de engenharia (construção de portos, barragens e implantação de rota de navegação).
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23. Características definidas no registro: espessura dos estratos sedimentares, topografia de fundo
e do embasamento acústico com topografia de fundo irregular e característica de fundos
rochosos; ondas de areia característica de fundos dinâmicos e resultantes de processos
sedimentares de alta energia; topografia de fundo plana com pacote de sedimentos aluvionares
de cerca de 15 metros.
EXEMPLO 5 - Local: Reservatório Guarapiranga (SP). Métodos utilizados:
Perfilagem Sísmica Contínua e Sonografia. Equipamento geofísico: Perfilador Huntec
(Boomer) e Sonar Klein Hydroscan 530. Objetivos: pesquisa de potencial mineral e
assoreamento de reservatórios. Características definidas no registro: espessura dos estratos
sedimentares (aluviões) topografia de fundo e do embasamento acústico, sendo plotado mapa
de localização dos perfis geofísicos; registro da Perfilagem Sísmica contínua; e registro obtido
através da Sonografia.
4. Sistema de Posicionamento Global
a) Conceito de GPS
O Sistema de Posicionamento Global, conhecido por GPS (do acrónimo do
inglês Global Positioning System) ou NAVSTAR-GPS (NAVigation Satellite with Tme and
Ranging) é um conjunto integrado de processos que controla o sistema de radionavegaçao,
desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos EUA com o objetivo de ser o principal
sistema de navegação. Os civis começaram a usar o GPS durante a década de 1980,
especialmente para tarefas de posicionamento geodésico.
Existem atualmente dois sistemas efetivos de posicionamento por satélite; o GPS
americano e o Glonass russo. Há dois outros sistemas em implantação, o Galileo europeu e o
Compass chinês.
O sistema pode ser utilizado por qualquer pessoa, gratuitamente, necessitando
apenas de um receptor que capte o sinal emitido pelos satélites, e, tem abrangência global e
permite atividades que precisem de posicionamento.
Assim como outros sistemas de radionavegação, todos os satélites enviam seus sinais
de rádio exatamente ao mesmo tempo, permitindo ao receptor avaliar o lapso entre
emissão/recepção. A potência de transmissão é de apenas 50 Watts.
O sistema GPS está dividido em três segmentos: espacial, de controle e de usuários.
O segmento espacial é constituído por 24 satélites em órbita a 20.200 km de altitude.
Cada satélite move-se, acima da superfície da Terra, numa velocidade de 2.000 mph,
completando uma órbita a cada 12 horas. Estes satélites emitem simultaneamente sinais
codificados, Figura 11, que contém:
- código de precisão (P);
- código geral (CA) e informação de status.
Os receptores GPS apresentam precisão de centímetros, e necessitam captar a
informação simultânea de no mínimo quatro satélites.
23

24. Figura 11 - Conjunto de satélite em torno da Terra.
As órbitas são arranjadas para que cada satélite repita a mesma trajetória uma vez a
cada 24 horas. Assim, em qualquer ponto da Terra, num dado momento, é possível obter
informações de no mínimo quatro satélites. Dessa forma, utilizando-se os receptores de GPS,
é possível localizar qualquer ponto por meio de suas coordenadas, isto é, latitude e longitude
(Coordenadas Geográficas) ou mN e mE (UTM - Universal Transversa de Mercator), ou ainda
outro sistema coordenadas qualquer.
Já o sistema de controle é
composto por uma estação de controle
mestre (GPS Master Control Station)
localizada na base da Força Aérea
Americana, no Colorado, e quatro outras
estações de monitoramento, localizadas
em torno da Terra (Havaí, Nova Zelândia,
Índia e no meio do Atlântico). Estas
estações monitoram e controlam os
sistemas dos satélites GPS,
acompanhando suas rotas, velocidades e
localizações. As estações transmitem
dados para os satélites em órbita, que, por
sua vez, os retransmitem de volta a Terra
para uso nos receptores GPS. Figura 12 - Aparelho de GPS de navegação
O sistema de usuário é constituído por um receptor GPS (GPSR) descodifica as
transmissões do sinal de código e fase de múltiplos satélites e calcula a sua posição com base
nas distâncias a estes. A posição é dada por latitude, longitude e altitude referentes ao sistema
WGS84. Os receptores GPS de navegação vêm numa variedade de formatos, de dispositivos
integrados dentro de carros, telefones, e relógios, a dispositivos dedicados somente ao GPS
propriamente dito, Figura 12.
24

25. O sistema foi declarado totalmente operacional apenas em 1995. Seu
desenvolvimento custou 10 bilhões de dólares. Consiste numa "constelação" de 28 satélites
sendo 4 sobressalentes em 6 planos orbitais. Cada um circunda a Terra duas vezes por dia a
uma altitude de 20.200km e a uma velocidade de 11.265Km/h. Os satélites têm a bordo
relógios atomicos e constantemente difundem o tempo preciso de acordo com o seu próprio
relógio, junto com informação adicional como os elementos orbitais de movimento, tal como
determinado por um conjunto de estações de observação terrestres, Figura 13.
Figura 13 - Visualização dos relógios em tela do aparelhos de GPS
O receptor capta os sinais de quatro satélites para determinar as suas próprias
coordenadas, e tambem o horário da leitura. O mesmo calcula a distância a cada um dos quatro
satélites pelo intervalo de tempo entre o instante local e o instante em que os sinais foram
enviados, esta distância é chamada pseudodistância, Figura 14.
Di
st
ân
Cada sinal do satélite fornece a
cia
posição do satélite e o momento
preciso em que o sinal foi enviado
A distância a partir do
satélite até um ponto no
terreno é encontrada pelo tempo
que os sinais emitidos pelo Latitude, longitude e elevação são
satélite levam para atingir o determinadas por triangulação a
receptor GPS parti de sinais recebidos de 4 satélites
Figura 14 - Esquema do envio de sinais através de quatro satélites.
25

26. b) Fatores que afetam a precisão do sistema
A fonte inicial de erro foi a Selective Availability – SA (disponibilidade seletiva)
imposta intencionalmente como fator de projeto pelo Departamento de Defesa dos EUA. O
sistema passou ao uso geral, reservando aos militares americanos melhores precisões. Ainda
hoje, todos os satélites emitem a degradação SA por conveniência de segurança. Outro fator
que afeta a precisão é a geometria de distribuição dos satélites, ou seja, a localização dos
satélites entre si e a posição do receptor GPS. Por exemplo, se um receptor GPS estiver
localizado sob quatro satélites e todos estiverem no mesmo plano da abóbada celeste, sua
geometria é considerada pobre. Em que, esse receptor não seja capaz de se localizar, pois todas
as medidas de distância provêm de uma direção geral. Dessa forma, mesmo que o receptor
ofereça a leitura de uma posição, a precisão não será boa. Mas, supondo que esses mesmos
quatro satélites, estejam separados em intervalos de 90º a norte, sul, leste e oeste, oferecerá uma
geometria é ótima, pois as medidas provirão de várias direções.
A importância da geometria dos satélites torna-se importante quando se usa o
receptor GPS próximo a edifícios, áreas montanhosas ou vales. Se algum dos sinais for
bloqueado, a posição relativa dos demais determinará a precisão, ou mesmo se a posição
obtida. Um receptor de qualidade indica não apenas os satélites disponíveis, mas também onde
estão distribuídos no céu (azimute e elevação) permitindo ao operador saber se o sinal de um
determinado satélite está sendo obstruído. Outros tipos de erros são devido a interferência da
reflexão do sinal em algum objeto; atraso na propagação dos sinais devido aos efeitos
atmosféricos e alterações do relógio interno. O receptor GPS é projetado para compensar os
efeitos desses últimos.
Em síntese, as possíveis imprecisões não acrescentam muitos erros. Um tipo de GPS
chamado GPS Diferencial, ou DGPS, pode reduzir estes erros significativamente. Na tabela
abaixo se observa o impacto dos erros em uma previsão típica, Tabela 1.
Tabela 1 - Resumo das fontes de erro do GPS
Erro típico em metros
GPS DGPS
(por satélite)
Relógio do satélite 1,5 0
Erros de órbita 2,5 0
Ionosfera 5,0 0,4
Troposfera 0,5 0,2
Ruído do receptor 0,3 0,3
Multipath 0,6 0,6
Até meados do ano 2000 o departamento de defesa dos EUA impunha a chamada
"disponibilidade selectiva", que consistia em um erro induzido ao sinal impossibilitando que
aparelhos de uso civil obtivessem uma precisão inferior a 90 metros, hoje em desuso.
26

27. c) Aplicações do GPS
As características como praticidade, precisão e adaptabilidade, têm favorecido a
aplicação do GPS na aviação, em geral, e, na navegação marítima. Qualquer pessoa que queira
saber a sua posição, encontrar o seu caminho para determinado percurso, conhecer a
velocidade e direcção do seu deslocamento, também, pode-se beneficiar com o sistema.
Atualmente, o sistema está sendo muito difundido em automóveis com sistema de navegação
de mapas, que possibilita uma visão geral da área que o usário está percorrendo.
O GPS tem-se tornado cada vez mais popular entre: geólogos, geógrafos, arqueólogos,
guardas-florestais, técnicos de prospecção e exploração de recursos naturais além de
bombeiros ciclistas, balonistas, pescadores, ecoturistas, ou por leigos que queiram beneficiar-
se pela tecnologia do sistema na posição e orientação de suas viagens, Figura 15.
Figura 15 - Modelo de receptor GPS para veiculo.
A comunidade científica utiliza-o pelo seu relógio altamente preciso, na razão de
micro-segundos. Naturalmente, a localização do ponto onde a leitura está sendo lida é pode ser
importante. Agrimensores diminuem custos e obtêm levantamentos precisos mais
rapidamente com o GPS. Exemplares específico desses aparelhos com precisão de 1m têm
custo aproximado de U$ 3.000. Existem receptores ainda mais precisos, em torno de 0,01m, de
custo muito mais alto. A obtenção de dados nesses receptores é mais lenta.
Com a popularização do GPS e sua adoção pelo ramo agrícola, surgiu a
agricultura de precisão, em que uma máquina agrícola provida de receptor GPS armazena
dados relativos à produtividade em um cartão magnético que, tratados por software
específico, produz um mapa de produtividade da lavoura. As informações permitem
também otimizar a aplicação de corretivos de solo e fertilizantes, mapear produtividade e
áreas degradadas.
d) Tipos de receptores
Existem diferentes receptores GPS, desde os de multifunções até os externos, que
são ligados por cabo ou ainda por bluetooth. Geralmente, eles são categorizados para fins
geodésicos, topográficos e de navegação.
27

28. A diferenciação entre essas categorias, além do preço de aquisição, é, principalmente,
devido à precisão alcançada, ou seja, a razão da igualdade entre o dado real do posicionamento,
e o oferecido pelo equipamento.
Os receptores geodésicos são os mais acurados, com precisão de milímetros. Esses
receptores são capazes de captar as duas frequências emitidas pelos satélites (L1 e L2)
possibilitando, assim, a eliminação dos efeitos da refracção ionosférica.
Os receptores topográficos captam apenas a freqüência L1, e têm também elevada
precisão, em torno de centímetros.
Ambas as categorias têm aplicações técnicas e características próprias como o pós-
processamento de seus dados, ou seja, há necessidade de interpretação e execução dessa
instruções para a devida precisão de seus dados.
A categoria mais usada é a de navegação, não precisa pós-processar seus dados, pois a
precisão inferior aos receptores topográfico e geodésico, sendo o mesmo destinado para uso
diversos como de esporte de orientação e navegação de veículos, estando associados a
equipamentos como computadores portáteis, celulares, relógios, etc.
e) Parâmetros para seleção de um bom receptor:
·
Número de canais;
· disponíveis;
Mapas
·
Luminosidade do(a) ecrã/tela;
·
Autonomia;
·
Robustez.
28

29. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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29

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SIMPÓSIO SOBRE ECOSSISTEMAS DA COSTASUL E SUDESTE BRASILEIRAS,
Cananéia, SP. Publ., ACIESP, v.1. p.234- 24. 1987.
30

33. Capítulo 2
José Luciano Santos de Lima
Jógerson Pinto Gomes Pereira
Silvana Fernandes Neto
Agradecimentos especiais ao Prof. Paulo Guilherme de A. Albuquerque (Engenharia de Pesca da
UFRPE) e ao Prof. de Navegação, Ricardo Gomes (UFRPE)

35. 1. INTRODUÇÃO
Conceito de Navegação
Navegação é a ciência de conduzir sobre a superfície aquática uma embarcação
com posições monitoradas em quaisquer instantes da travessia.
Por embarcação entende-se qualquer construção flutuante de madeira, metal,
fibra ou combinação de materiais, providos de instrumentos náuticos, de segurança e de
registros junto aos órgãos oficiais, com o fim específico de transportar pessoa e produtos,
Figura 2.1.
Figura 2.1. Embarcações diversas.
35

36. Para a Navegação, a Terra é considerada esférica, apesar de sua forma geóide.
a) Classificação de Navegação
- Navegação Costeira
- Navegação Estimada
- Navegação Astronômica
- Navegação Eletrônica
A Navegação Costeira é aquela balizada à vista do continente através de acidentes
naturais ou artificiais como: montes, falésias, torres, faróis, edificações, etc.
A Navegação Estimada pode ser balizada à vista de terra ou não, em que a
embarcação encontra-se em uma posição associada aos fatores tempo e velocidade, a partir
de posição conhecida, seguindo uma direção.
A Navegação Astronômica é específica para o posicionamento da navegação em
alto-mar, tendo-se como referência os corpos celestes como lua, estrelas, planetas e sol.
A Navegação Eletrônica estabelece a posição da embarcação através de
equipamentos eletrônicos como radar, satélites, computador, GPS, etc.
b) Linhas Imaginárias da Cartografia
O conhecimento da curvatura da terra da Terra e sua representação mais
adequada em uma superfície plana resultaram em diversos tipos de projeções, cada uma
com características próprias. Destaca-se entre as mais estudadas as projeção de Mercator,
de Mollweide, de Goode e de Van der Grinten, Figura 2.2.
a d
b e
c
Figura 2.2. Representação dos formatos esférico e geóide da Terra (a) e projeções de
Mercator (b) de Mollweide (c) de Goode (d) e de Van der Grinten (e).
36

37. A projeção de Mercator tem sido a mais difundida, pois a direção, posição e distância
podem ser obtidas com facilidade. Foi idealizada por Gerardo Mercator no Século XVI (ano
1608?) e é a projeção usada nas cartas brasileiras e estrangeiras.
O estabelecimento das convenções dos paralelos e dos meridianos, que são as linhas
imaginárias para a localização de qualquer ponto no globo terrestre através das coordenadas
geográficas, Figura 2.3.
Denomina-se de Equador ou linha equatorial, a linha que divide a Terra em duas
partes iguais, estabelecendo o Hemisfério Norte e o Hemisfério Sul. A latitude indica o quanto
um ponto está afastado dessa linha, para o Norte ou para o Sul. Outras linhas paralelas ao
Equador são chamadas de Paralelos, sendo os principais o Trópico de Câncer (ao Norte) e o
Trópico de Capricórnio (ao Sul).
As linhas perpendiculares ao Equador e que se cruzam nos extremos do globo ou
pólos são denominadas de Meridianos. Estabeleceu-se o Meridiano de Greenwich como a
referência para dividir a Terra no Hemisfério Leste (ou Oriental) e Hemisfério Oeste (ou
Ocidental). A longitude indica o quanto o ponto está afastado dessa linha a leste ou a oeste.
Figura 2.3 - Representação do Equador, paralelos e meridianos.
A latitude é representada por e é a distância angular entre o plano que contem o
Equador e a linha de interseção do ponto observado com o centro do globo. A longitude tem a
representação e é o ângulo entre o plano do Meridiano de Greenwich e o Meridiano do ponto
estudado, Figura 2.4. A latitude e longitude são expressas em graus, minutos e segundos. Na
linha do Equador o valor da latitude é 0°e no Meridiano de Greenwich o valor da
longitude é 0°.
Figura 2.4. Latitude e longitude
de um ponto local
37

38. 2. Cartas e Convenções
a) Conceito de Orientação
Por convenção Orientação é o alinhamento do Norte com o norte do terreno
representado. A orientação dos mapas prescinde o conhecimento dos pontos cardiais.
Em virtude da rotação, o sol surge sempre do mesmo lado do horizonte chamado de
leste e realiza um caminho pelo céu até o horizonte oposto, denominado oeste. Esse percurso é
chamado de Movimento Aparente do Sol. A partir daí, estabeleceu-se os pontos cardeais ou
fundamentais, e os pontos colaterais, largamente representados pela Rosa-dos-ventos, Figura
2.5. Esse roteiro foi utilizado na orientação dos mapas dos povos antigos.
a b
Figura 2.5. Movimento aparente do sol (a) e a Rosa-dos-Ventos (b).
b) Direção Verdadeira
A combinação da rosa-dos-ventos com uma agulha magnetizada originou a
bússola moderna, importante instrumento de navegação e alinhamento do mapa com o
terreno.
O eixo da Terra tem um desvio de 23,6° em relação ao seu eixo aparente, daí
sendo determinado o Norte Magnético ou Norte Verdadeiro, Figura 2.6.
Declinação magnética
Direção Norte-Sul Direção Norte-Sul
magnética geográfica
Figura 2.6. Representação
do Norte Magnético que é o
da orientação da bússola.
38

39. Direção Verdadeira é a inclinação em graus (entre 000° a 360°) no sentido horário da
posição de uma embarcação a partir do meridiano local com o Norte Verdadeiro. A projeção
dessa linha em dois meridianos, denomina-se direções recíprocas, Figura 2.7. A obtenção da
direção recíproca dá-se somando ou subtraindo 180°.
A determinação da direção é a mais importante tarefa do(a) navegador(a).
Figura 2.7. Direções recíprocas.
c) Tipos de direção
- Rumo
- Proa
- Marcação
A direção de rumo é o ângulo horizontal que a embarcação faz sobre a superfície
d'água a partir do Norte como direção de referência. É expressa em graus no sentido horário
entre 000° a 360°. A sua representação gráfica na carta náutica é a trajetória da embarcação.
A direção de proa é a projeção angular que a embarcação faz com a direção de
referência. É expressa em graus a partir da direção de referência com a mesma convenção que a
direção de rumo.
A direção de marcação é o ângulo entre a linha de referência e a visada. Os tipos de
direção de marcação são:
- Marcação verdadeira
- Marcação relativa
39

40. A marcação verdadeira é o ângulo entre o Norte e o ponto de referência.
A marcação relativa é o ângulo entre a linha visada e a linha de referência. Nesse caso,
adota-se a proa como direção de referência, Figura 2.8.
Figura 2.8 - Estabelecimento da marcação verdadeira e relativa.
d) Unidade de distância náutica
A unidade de distância náutica é a milha (1.852 m) determinada pela Equação (1).
CT
MN = (1)
Act
Em que:
MN é a milha náutica;
CT a circunferência da Terra (m) aproximadamente 40.000.000 m;
Act é o arco da circunferência da Terra (min) 360 x 60'= 21.600'.
Donde se obtém que 1' de arco ou de latitude é igual a 1 milha náutica. Esse valor
foi referendado pelo Bureau Hidrográfico Internacional em 1929.
Existem outras unidades de distância derivadas do sistema inglês de medidas e
amplamente usadas em navegação, a saber:
- Pé (ft) que vale 0,305 m, usada como distância vertical;
- Jarda (yd) que equivale a 0,915 m, usada para distância horizontal;
- Braça (fht) que mede 1,830 m, comumente usada para profundidade;
- Nó - usada para velocidades, valendo 1 m/h.
40

41. e) Conceito de cartas náuticas
É uma representação bidimensional da superfície da Terra, traçada em escala. Pode
abranger toda a superfície do globo como o Mapa Mundi, largamente difundido, ou
representar áreas específicas da hidrografia, obedecendo às convenções da Cartográfica.
As cartas náuticas dividem-se em:
- Cartas gerais
- Cartas particulares
- Cartas especiais
As cartas gerais abrangem grandes extensões de mar e da costa. Destina-se à
navegação longe do continente. As principais indicações são as profundidades e eventuais
perigos. Os pontos diários das grandes travessias também nela são registrados.
As cartas particulares compreendem áreas relativamente menores, mas ricas em
informações. Quando se trata de acesso a um porto são chamados de planos.
As cartas especiais são associadas a equipamentos eletrônicos. Elas indicam as
melhores rotas para cruzar os mares. As cartas com latitudes acima de 70° são consideradas de
especiais. Nas cartas náuticas o Norte está sempre na direção superior.
f) Escala
A escala é a proporção entre as dimensões do elemento desenhado no mapa com o
tamanho real. Por exemplo, a escala de 1:50.000 representa que 1 mm no papel corresponde à
dimensão de 50.000 mm na vida real.
A carta náutica é provida de uma simbologia apropriada. As principais informações
nelas contidas são:
- Título da carta e o número de ordem
- Altitudes e sondagens
- Notas sobre precauções
- Observação sobre continuação da carta
- Auxílios à navegação
- Rosas dos ventos
O título da carta e o número de ordem indicam o país, a parte do litoral e o trecho que
a carta cobre. Por exemplo: Carta 1600 – Brasil – Costa sul - do Rio de Janeiro a São Sebastião.
As altitudes mostradas nas cartas são sempre expressas em metros, e, referem-se às
alturas das ocorrências geográficas. As sondagens referem-se ao menor nível de água local,
também registrados em metros.
As notas sobre precauções são escritas em vermelho e devem ter especial atenção
pelo navegante.
A observação sobre a continuação da carta é escrita em carmim junto às laterais e
margens, e, indicam a direção da carta-continuação e seu número. Pode reportar-se a outras
cartas com maior precisão desse trecho. Exemplo: continua para leste na carta 1500.
Os auxílios à navegação são faróis, rádios-farol, bóias e balizas que são indicadas nas
cartas náuticas. Por exemplo, ao lado do Farol da Ilha Raza está escrito: Alt Lp B E 15 seg 101
25M RC 315 KHz Contínuo IH, significando o seguinte:
41

42. - Alt Lp B E 15 seg: farol de lampejos alternados, brancos e encarnados e a repetição
desses sinais a cada 15 segundos;
- 101: é a altitude do farol em relação ao nível do mar;
- 25M: é a distância alcançada pelo farol em milhas, no caso, 25 milhas;
- 315 KHz: é a freqüência de emissão do sinal em quiloHertz, no caso, 315 KHz;
- IH: é a representação desse sinal.
A rosa-dos-ventos quando está representada de forma única, ela tem sua direção N-S
verdadeiros da Terra. E, quando há duas representações concêntricas, a interna tem a
orientação N-S magnética, e está escrito o valor da declinação magnética.
Há também a observação com símbolos e abreviaturas.
As cartas náuticas registram ainda uma série de informações úteis: qualidade do
fundo, setores de visibilidade dos faróis, dados sobre as marés, linhas isobatimétricas e
isogônicas.
Há ainda a representação das alturas dos pontos percebíveis do mar: construções,
antenas, morros, etc.
Essas cartas registram também os perigos, tais como: pedras, bancos de areia,
embarcações soçobradas, entre outros.
2.3. Instrumentos e Navegação Eletrônica
Os principais fatores determinantes das instrumentações de bordo imprescindíveis
são o tamanho da embarcação e a finalidade de seu uso, mas, as principais ferramentas para o(a)
navegador(a) são instrumentos de medida das direções, de distância, de velocidade, de
profundidade, de obtenção de dados meteorológicos, entre outros.
a) Instrumentos de medida de direções
A agulha é o principal instrumento de medida de direção a bordo das embarcações,
sobretudo àquelas amadoras, Figura 2. 9.
Figura 2.9. Agulhas típicas de embarcações simples.
A alidade manual é uma agulha inserida em uma cuba cilíndrica, provida de pulseira
para empunhadura do pulso do(a) observador(a), Figura 2.10.
42

43. Figura 2.10. Modelo de alidade manual.
O taxímetro é composto de um prato graduado em graus provido de uma régua
horizontal giratória, cujas extremidades são providas de duas pínulas que permite o
alinhamento ao ponto observado, Figura 2.11.
Figura 2.11. O taxímetro usa o princípio da alidade.
b) Instrumentos de medidas de distância e de velocidade
Os estadímetros são instrumentos que determinam a distância entre 200 e
10.000 m, a partir da altura do objeto visado de até 200 metros. Tem como princípio de
funcionamento as imagens diretas e refletidas associadas a uma escala de distância, Figura 2.12.
43

44. Figura 2.12. O estadímetro determina a distância percorrida da embarcação.
O odômetro de superfície determina a distância navegada. Consiste de pequena
hélice ligada ao aparelho registrador por um cabo flexível, Figura 2.13. A graduação desse
aparelho é em milhas náuticas. Esse aparelho apresenta algumas limitações como: não
registrar a velocidade, enroscar-se a plantas aquáticas e deve ser removido se o
deslocamento da embarcação for de popa.
Os sextantes são instrumentos
que se baseiam também na altura do
objeto conhecido e visado, determinando
o seu ângulo vertical. E, fazendo-se uso do
c o n h e c i m e n t o t r i g o n o m é t r i c o,
determina-se a distância do observador.
Há tabelas apropriadas que associa os
ângulos às distâncias em milhas, Figura
2.14.
Figura 2.13. Odômetro de superfície.
Figura 2.14. Modelo de sextante.
44

45. Os velocímetros registram a velocidade de deslocamento do barco. O equipamento é
provido de painel graduado com escala unido à hélice ligado ao aparelho registrador por um
cabo flexível unido a uma hélice situada no casco. Alguns velocímetros são equipados ainda
com mecanismos que determinam a distância percorrida, Figura 2.15.
Figura 2.15 - Velocímetro
Existem alguns procedimentos práticos para a determinação da velocidade, como a
Tabela RPM/Velocidade que se baseia na rotação do motor e velocidade resultante.
Um outro método aplicado a pequenas velocidades, consiste em se lançar um objeto
visível e flutuante na proa e determinar o tempo em que o mesmo passa pela popa. Faz-se
necessário o uso de um cronômetro.
c) Instrumentos de determinação de profundidade
O prumo de mão, provavelmente, é um das mais antigas ferramentas do(a)
navegador(a). Ele consiste de uma chumbada e uma linha com marcas igualmente espaçadas. A
determinação da profundidade se faz lendo-se a marca da linha à mão do(a) observador(a)
após se lançar uma chumbada em direção ao fundo da água até tocar a superfície submersa.
Os ecobatímetros são instrumentos que determinam a profundidade a partir do
registro do eco de sinal sonoro emitido.
d) Instrumentos meteorológicos
O tempo é o parâmetro mais importante para os freqüentadores do mar. E, um
conhecimento elementar sobre Meteorologia aliado aos indicadores de pressão e temperatura
atmosférica permitem prevê-lo suficientemente, eliminando eventuais acidentes.
A pressão atmosférica é determinada pelo barômetro. A unidade de leitura do
barômetro é o mm de Hg. Quando o ar está seco a leitura do barômetro é baixa e é sinal de
chuva próxima, e, quando o ar está frio a leitura é alta, Figura 2.16.
45

46. Figura 2.16. Barômetro.
Os termômetros determinam a temperatura. Existe uma variedade muito grande
de termômetros.
A combinação das leituras do barômetro e do termômetro permite a previsão do
tempo consoante a Tabela 2.1.
Tabela 2.1. Previsão do tempo a partir das leituras do barômetro e termômetro.
Comportamento da leitura no
Barômetro Termômetro Previsão do tempo
Em ascensão Em ascensão Quente e seco
Em ascensão Estacionário Tempo bom
Em ascensão Em declínio Ventos
Estacionário Em ascensão Tempo bom
Estacionário Estacionário Tempo incerto
Estacionário Em declínio Chuva provável
Em declínio Em ascensão Tempo incerto
Em declínio Estacionário Chuva provável
Em declínio Em declínio Chuvas fortes
O anemômetro também é o instrumento de grande utilidade para o sistema de
navegação. Deriva-se do grego anemus (vento) e metro (medida), utilizado para medir a
velocidade do vento. Há uma variedade de modelos para uso em terra e para atividade náuticas,
Figura 2.17.
Figura 2.17. Modelo de anemômetro.
46

47. Há outros instrumentos complementares às necessidades de navegação, desde os de
traçar e plotar como réguas de paralelas e compasso a binóculos, cronógrafo e lanterna.
2.4 Navegação Eletrônica
Entre os equipamentos eletrônicos mais difundidos na navegação amadora estão o
radar e o radiogoniômetro, Figura 2.18.
O radar determina a marcação e a distância que um determinado alvo encontra-se da
embarcação. O nome radar provem de uma sigla da língua inglesa (RAdio Detection And Range)
que significa detecção e telemetria pelo rádio. Ele é constituído de antena (transmissora-
receptora) transmissor e indicador. O princípio de funcionamento é o seguinte; uma
transmissão de pulso eletromagnético, de alta potência e curto período é emitido. A medida
que se propaga pelo espaço, esse feixe se alarga em forma de cone, até atingir ao alvo que está
sendo monitorado. Daí, é refletido, e, retorna para a antena, que nesse momento passa a ser
receptora desses sinais. Como é conhecida a velocidade de propagação do pulso, e o tempo de
chegada do eco, então, calcula-se a distância do objeto. Pela defasagem de freqüência entre o
sinal emitido e recebido, é possível se saber se o alvo está se afastando, ou se aproximando da
estação, procedimento conhecido como Efeito Doppler.
Figura 2.18. Modelos de Radar
As principais vantagens do uso do radar são:
- Pode ser usado sob condições de má visibilidade, independente da velocidade da
embarcaçao;
47

48. - Não é afetado por outros sinais eletrônicos;
- Localiza e acompanha temporais violentos;
- Permite a determinação com rapidez de rumos e velocidades de embarcações à
deriva, evitando o risco de colisões.
O radiogoniômetro utiliza as propriedades das ondas de rádio e consiste de um
aparelho receptor acoplado provido de um disco, com escala de 0° a 360°, e uma antena
giratória. Os sinais captados provêm de uma estação radiogoniométrica ou radiofarol. As
faixas de freqüência dessas estações vai de 190 a 500 KHz. Comumente, outras faixas podem
ser utilizadas (535 A 1620 KHz das estações comerciais, 1850 a 2850 KHz do serviço móvel
marítimo ou 2185 KHz do socorro internacional). Existem vários modelos, mas basicamente
todos dispõem de seletor de faixa, interruptor, controle de volume, botão de sintonia e
interruptor do oscilador de freqüência.
As marcações radiogoniométricas são afetadas pelas instalações metálicas das
embarcações (mastro, antenas, etc.) pela pouca visibilidade noturna, refração terrestre devido a
obstáculos e fenômenos meteorológicos. Daí, é de praxe se compensar esses desvios através de
calibragens adequadas, em torno de 10°.
Algumas estações radiogoniométricas são capazes de emitir sinais a mais de 150
milhas de distância entre emissor e receptor. Nesse caso, considera-se a curvatura da Terra
através da marcação de Mercator. Quando o transmissor e emissor estão na mesma latitude
não há necessidade de correções.
Em alto mar o uso do radiogoniômetro é impreciso, mas de grande auxílio quando se
mantem o sinal da estação transmissora pela proa até o avistamento da terra e ancoragem da
embarcação.
48

51. Capítulo 3
Carlos Lamarque Guimarães
Isnaldo Cândido da Costa

53. Levantamento Batimétrico Automatizado
Os recursos hídricos potáveis estão se exaurindo, e grande parte desse
problema deve-se aos assoreamentos que ocorrem nos reservatórios que abastecem os
centros urbanos. Portanto, faz-se necessário gerenciar as fontes e os reservatórios de
águas que se podem beber de maneira constante e responsável.
O grande número de reservatórios brasileiros encontra-se total ou
parcialmente assoreado, principalmente os de médio (500 a 1.000km) e de pequeno
porte (100 a 500km) consoante classificação do porte dos cursos d'água.
A erosão é a principal causa do assoreamento em fontes hídricas, e também é a
forma mais prejudicial de degradação do solo. Além de reduzir sua capacidade produtiva
para as culturas com a perda da fertilidade do solo, ela causa sérios danos ambientais:
elevação da temperatura do solo, aumento da evaporação, intensificação da concentração
de sais, etc.
Neste contexto, é de grande importância o estudo de métodos que
quantifiquem o grau de assoreamento de reservatórios, como rios e lagos. O método
tradicional de levantamentos batimétricos, usando, essencialmente, teodolitos,
atualmente está em desuso em função de três fatores altamente relevantes na execução
de projetos de engenharia de um modo geral:
Custo de execução;
Tempo de execução;
Grau de confiabilidade dos resultados
Com o avanço, cada vez mais intenso, da tecnologia, surgiu um método de
levantamento batimétrico relativamente de baixo custo, reduzido tempo de execução e
com alto grau de confiabilidade. Este método faz uso de diversos conhecimentos da
cartografia, posicionamento por satélites e geoestatística. E, é denominado de
Levantamento Batimétrico Automatizado ou Levantamento Batimétrico Apoiado por
GPS. É, atualmente, o método utilizado para se calcular o grau de assoreamento das
fontes hídricas em geral.
a) Recursos materiais
Os equipamentos que compõem o levantamento batimétrico automatizado
são muitos, e, por isso, recomenda-se listá-los antes do transporta a campo para
qualquer registro de dados. Preliminarmente, os componentes essências são:
Barcos;
Ecobatímetro;
Dois exemplares de GPS topográfico;
GPS de navegação;
LapTop;
Microcomputadores;
Softwares específicos para essa tarefa;
Baterias (12V);
Nível topográfico;
53

54. b) Recursos metodológicos
Calibração
O ecobatímetro é um instrumento que mede a profundidade, via emissão de pulsos
acústicos no fundo do corpo d'água, e mensura o tempo de deslocamento do sinal acústico
pela conversão do intervalo de tempo da distância percorrida da onda entre o transdutor e o
fundo do reservatório. Na prática essa velocidade do som varia por fatores tais como:
temperatura, salinidade e turbidez da água. Assim, para minimizar a influência desses
parâmetros, e, para uma melhor precisão das medidas de profundidade, realiza-se uma
sistemática de calibração, duas vezes ao dia, em locais distintos, com 1 a 5 metros de
profundidade, espaçados de metro em metro, utilizando uma placa metálica (Figura 3.1)
submergida verticalmente, onde se calibra o ecobatímetro pela alteração da velocidade do som
emitido pelo mesmo, de modo que a sonda registre a mesma profundidade em que se encontra
a placa (Figura 3.2).
Figura 3.1. Placa de calibração. Figura 3.2. Gráfico da calibração efetuada
entre 1 a 05 metros de profundidade.
Execução
Na coleta das coordenadas, utiliza-se uma das técnicas de posicionamento por
satélite. O posicionamento relativo cinemático com correção pós-processada é
atualmente mais utilizado que o posicionamento relativo cinemático em tempo real,
devido a maior precisão do primeiro. Em ambos os casos, é necessário a utilização dos dados
captado por outro GPS, cuja posição de coordenadas é conhecidas.
As linhas batimétricas são planejadas logo após o levantamento do contorno da
fonte hídrica, com distanciamento fixo entre elas, distribuído por todo o reservatório. As
linhas batimétricas servem de guia para a coleta das profundidades e devem, quando possível,
posicionar-se de forma perpendicular às margens do reservatório, para facilitar a navegação
(Figura 3.3).
Ao longo do percurso da coleta de dados de profundidade é recomendado manter
uma velocidade máxima de deslocamento do barco de 10 km/h, pois até esta velocidade
consegue-se manter o transdutor e a antena GPS na posição vertical à lamina d'água, evitando
assim, uma inclinação do feixe de ondas acústicas e conseqüentes erros de leituras.
54

55. Para configuração dos GPS (da Base e Móvel) deve-se manter o mesmo sistema de
coordenadas e também o mesmo datum, no caso de levantamento no Brasil, SAD 69 (South
American Datum). A taxa de armazenamento de coordenadas entre eles deve ser igual,
preferencialmente.
Figura 3.3. Linhas batimétricas espaçadas a 50 m, Açude Epitácio Pessoa,
Boqueirão (PB).
Após a análise e correção dos dados levantados, é realizado o processo de
interpolação, que é um procedimento de estimação do valor de um atributo em locais não
amostrados, a partir de pontos amostrados na mesma área ou região, utilizando o software
específico pelo método Kriging. Trata-se de método geoestatístico que leva em consideração
as características espaciais de autocorrelação de variáveis regionalizadas, estipulando uma
grade matricial de interpolação m x m, em metros. E, a partir dos dados interpolados, calcula-
se o volume atual do reservatório.
O software SURFER é utilizado para estimar o reticulado, sendo fornecidos n
valores conhecidos (Z1, Z2,..., Zn) regularmente distribuídos ou não. O valor a ser interpolado
para qualquer nó da rede é determinado pela expressão:
Em que:
Gj é o valor estimado para o nó j;
n é o número de pontos usados para a interpolação;
Zi é o valor estimador no ponto i de valor conhecido;
Wij é o peso associado ao valor estimado i.
55

56. As vantagens desse método são:
- Ótima fidelidade aos dados originais;
- Boa suavidade das curvas interpoladas;
- Precisão geral, de acordo com tabela de comparação entre algoritmos,
(Tabela 3.1, Landim, 2000).
Como desvantagem desse método, está na incapacidade de levantamentos acima
da cota do nível d'água. Portanto, o levantamento batimétrico automatizado é recomendável
em reservatório com a cota de nível d`água igual à cota da soleira.
Tabela 3.1. Tabela de comparação de algoritimos (Landim, 2000).
COMPARAÇÃO ENTRE ALGORITMOS (Atribui-se o escore 1 ao melhor evento e 5 ao pior)
Fidelidade aos Suavidade das Velocidade de Precisão Geral
Algoritmo dados originais curvas computação
Triangulação 1 5 1 5
Inverso da distância 3 4 2 4
Superfície/Tendêcia 5 1 3 2
Mínima curvatura 4 2 4 3
Krigagem 2 3 5 1
c) Produtos obtidos com o levantamento batimétrico automatizado
Os principais produtos obtidos através do levantamento batimétrico automatizado
são:
1. Área inundada atualizada do reservatório;
2. Mapeamento do espelho d'água atual e identificação de todas as ilhas existentes;
3. Obtenção das respectivas profundidades;
4. Modelagem do relevo submerso;
5. Determinação do volume atual do reservatório;
6. Determinação para o levantamento efetuado, a tabela cota x área x volume;
7. Subsidiar informações aos órgãos competentes, para tomadas de decisões
presentes e futuras no gerenciamento e utilização racionalizada dos mananciais.
d) Estudo de Caso: Levantamento Batimétrico Automatizado do Açude
Bodocongó, Campina Grande (PB)
Construído e inaugurado entre 1915 e 1916, face à carência de água na cidade de
Campina Grande, o Açude Bodocongó foi o resultado de uma ação conjunta da Prefeitura de
Campina Grande, na gestão de Cristiano Lauritzen e do Governo Federal.
56

57. A partir da década de 1930, apesar do alto grau de salinidade da água, algumas
empresas se instalaram às suas margens, especificamente o Curtume Vilarim, a fábrica têxtil
Cotonifício e o Matadouro Público. Nesse período houve o surgimento de todo o bairro de
Bodocongó, promovendo enorme pressão a esse manancial, que culminou com o depósito de
considerável quantidade de substâncias orgânicas solúveis e insolúveis, dentre as quais,
substâncias inorgânicas como arsênico e cromo, em níveis de concentração perniciosos às
vidas vegetais e animais desse reservatório. Ao longo dos anos, somado ao uso indiscriminado
de suas águas, o açude Bodocongó passou a receber resíduos sanitários domésticos, industriais
e até hospitalares, o que tem comprometido a qualidade de suas águas. Dentro desse contexto,
a UFCG tomou a iniciativa de avaliar a qualidade da água dessa bacia hidráulica, fazendo ainda,
o levantamento batimétrico apoiado por GPS, em outubro de 2002.
Histórico
Os dados representativos das características geométricas do açude (tabelas cota-área-
volume) datam da época dos projetos dos barramentos (ou seja, mais de 30 anos, em diversos
casos). Assim, surge a necessidade de atualização dos dados que determinam a capacidade do
açude e a área do espelho d'água, face à ocorrência da crescente intervenção antrópica nesse
reservatório, cujas margens, visivelmente encontra-se alteradas pelo uso indevido do solo,
erosão e o deposição de material erodido por escoamento superficial, reduzindo sua
capacidade de armazenamento.
Os levantamentos batimétricos consistiram, essencialmente, da mensuração do
contorno, da dimensão e da posição relativa da superfície submersa do açude, proporcionando
o acompanhamento das alterações do relevo submerso. Envolveu tipicamente diversas etapas,
que se sucederam desde o planejamento até a apresentação de resultados numéricos e gráficos,
sendo permeados por atividades de coleta de dados no campo e de processamento dos dados
coletados.
O levantamento batimétrico convencional envolve a coleta de dados de
profundidade da água em pontos situados ao longo de diversas seções transversais do
reservatório, sendo o posicionamento do barco, sobre determinado ponto, feito através de
equipamentos topográficos convencionais. A cada seção levantada, os equipamentos são
deslocados ao longo das margens do reservatório, muitas vezes em locais de difícil acesso. Este
método requer uma equipe de campo numerosa, além de demandar grande dispêndio de
tempo, devido à necessidade de locação prévia, a partir de teodolitos, do ponto da seção
transversal a ser medido. Tal procedimento acarreta um elevado acréscimo de custos,
inviabilizando, por vezes, o levantamento.
O uso do Sistema de Posicionamento Global (GPS) na locação do ponto que se
deseja medir, aliado ao emprego de um eco-sonda (para a determinação da profundidade do
reservatório naquele mesmo ponto), permite a aquisição de maior número de dados, em um
intervalo de tempo reduzido e com custo muito mais satisfatório.
Os equipamentos foram acondicionados em um barco, e a aquisição de dados
ocorreu à medida que o barco se deslocava ao longo de diversas seções transversais do
reservatório. Esse procedimento de coleta de dados supera os levantamentos batimétricos
convencionais, devido ao aumento da resolução espacial e à precisão do trabalho.
Após a aquisição dos dados no campo, os pontos coletados via receptor de GPS já
estavam geo-referenciados, de modo que a etapa de processamento dos dados consistiu, a
57

58. grosso modo, da triagem dos dados, feita com o auxílio de um sistema computacional, seguida
da geração das curvas de nível do leito do reservatório e da determinação das áreas das curvas
geradas e do volume correspondente a intervalos fixos de cota, no caso, adotou-se a cada
metro.
Os objetivos específicos deste trabalho foram:
Avaliar a taxa de assoreamento do açude Bodocongó;
Determinar a área da bacia hidráulica do reservatório;
Construir mapas de isolinhas batimétricas e de localização;
Construir a curva-chave do manancial (cota x área x volume).
Material utilizado
No levantamento batimétrico automatizado do Açude Bodocongó foram
utilizados os seguintes equipamentos:
- Estação GPS;
- Ecobatímetro;
- Barco.
O GPS, que o um método de sistema de posicionamento, foi desenvolvido pelo
Departamento de Defesa, Marinha e Aeronáutica dos Estados Unidos. Tem a denominação
original de NAVSTAR (Navigation System Using Time and Ranging). Atualmente, conta com
uma constelação de 27 satélites espaciais, sendo que, na tomada de pontos, 24 são usados e três
ficam de reserva. Esse sistema foi projetado para fornecer posicionamento com precisão,
durante 24 horas por dia, em qualquer lugar da superfície terrestre.
Na coleta de campo, foi utilizada uma estação receptora de GPS da marca Ashtech
modelo Reliance (Figura 3.4) cuja precisão na determinação das posições dos pontos coletados
é inferior a 1 metro.
Figura 3.4. GPS instrumento de posicionamento.
58

59. O ecobatímetro é um equipamento empregado na mensuração da profundidade de
superfícies submersas, cujo princípio de funcionamento se fundamenta na utilização do tempo
de percurso de uma onda sonora emitida por um sensor imerso na água. O cálculo do valor da
profundidade baseia-se na velocidade do som no meio e no tempo gasto pela onda para
percorrer a distância de ida e volta entre o sensor e o leito do reservatório. O sensor deve ser
instalado no fundo ou na lateral do barco, ligeiramente abaixo da linha d'água e voltado para
baixo. É fundamental que o ecobatímetro tenha capacidade de enviar os dados serialmente
para outros equipamentos e que utilize algum tipo de protocolo padrão.
O ecobatímetro utilizado foi da marca Furuno modelo FCV-668 (Figura 3.5) o qual,
dentre outros recursos, permite visualizar, em tempo real, o perfil do leito do reservatório e
possui função de alarme, que possibilita uma navegação mais segura em zonas rasas. Com o
objetivo de verificar a precisão do equipamento, alguns testes de calibração foram realizados
dentro do açude, em locais de profundidades conhecidas, onde era possível confrontar as
leituras do ecobatímetro e as leituras reais. Estes testes incluíram pontos com até 4 m de
profundidade, onde foi possível manter o barco firmemente ancorado.
Figura 3.5. Ecobatímetro acondicionado a barco.
Barco
O barco utilizado durante a coleta dos dados era de alumínio modelo Petty, movido
a motor de combustão interna de 15 HP (Figura 3.6).
Para prover a alimentação necessária aos diversos equipamentos instalados foi
utilizada uma bateria veicular da marca Moura de 12V. O barco era dotado de estrutura
apropriada para o acondicionamento dos sensores (antenas do GPS e do rádio e sonda do
ecobatímetro) e demais equipamentos utilizados. Os equipamentos mais sensíveis (estação
GPS e a unidade central do ecobatímetro) foram acondicionados em um gabinete que os
protegeram da radiação solar e da umidade.
59

60. Figura 3.6. Barco provido de instrumentos para levantamentos batimétricos.
Procedimento de campo
As atividades desenvolvidas no contexto deste levantamento batimétrico foram
divididas em três etapas, a saber:
Coleta dos dados;
Processamento dos dados;
Geração de produtos.
A coleta de dados desenvolvida no campo englobou duas atividades: a coleta de
dados de posição dos limites do reservatório e a coleta de dados de posição e profundidade de
pontos internos do açude.
Em ambos os casos, a estação GPS foi programada para coletar os dados a cada 5
segundos. Os dados foram coletados para a cota do nível de água na ocasião do levantamento
(507,98m). O deslocamento do barco deu-se a uma velocidade de 5Km/h, visando garantir a
precisão do trabalho.
A primeira atividade, realizada caminhando-se a pé, permitiu fazer a determinação
do perímetro do reservatório. Após a obtenção e armazenamento dessa informação de
contorno, efetuou-se a coleta de dados dos pontos no interior do reservatório, a partir do
deslocamento do barco por linhas transversais aproximadamente eqüidistantes. A distância
entre as linhas consecutivas foi aproximadamente de 10m. O número total de pontos
coletados foi de 462, sendo que 145 foram coletados no contorno do açude, e os 317
restantes no interior do reservatório (Figura 3.7).
60

61. Uma vez obtidos os dados do contorno e do interior do açude, iniciou-se a etapa de
interpolação dos pontos, com o propósito de obter uma malha mais densa das informações de
posição e profundidade, a fim de possibilitar o traçado das curvas de profundidade ou
isolinhas batimétricas da bacia hidráulica do açude (Figura 3.8).
Figura 3.7 - Mapa de contorno do Açude Bodocongó.
Figura 3.8 - Isolinhas batimétricas do Açude de Bodocongó
61

62. As áreas entre as diversas curvas batimétricas foram calculadas, permitindo-se a
determinação do volume armazenado entre as mesmas. O volume acumulado até a cota das
margens do açude foi inferido do somatório dos volumes armazenados entre as diversas
curvas de nível. Nesta etapa, foi utilizado o software Surfer 7, aplicativo destinado à
modelagem tridimensional de dados.
Para a construção do mapa de localização da área em estudo foi utilizado outro programa, o
MapInfo 6.5, um SIG que suporta o processamento de dados brutos exportados
pelo aplicativo Reliance no formato mif. Após a importação dos dados, foram gerados os
planos de informações de interesse.
A partir do processamento dos dados relativos à batimetria automatizada realizada
no açude Bodocongó, foram gerados, em meio digital e impresso em papel, os seguintes
produtos:
- Mapa de curvas de nível da parte com água da bacia hidráulica do açude Bodocongó,
eqüidistantes de 1 metro;
- Mapa de localização da área de estudo;
- Tabela cota-área-volume levantada pela batimetria, (Tabela 3.2).
Tabela 3.2. Cota x Área x Volume do Açude Bodocongó
COTA (m) ÁREA (m 2 ) VOLUME(m 2 )
502,00 ------ ------
503,00 24.918 3.067
504,00 97.608 76.780
505,00 142.667 194.628
506,00 193.618 364.152
507,00 241.274 581.734
507,98 371.897 873.308
A tabela cota x área x volume permite a determinação do volume acumulado do
manancial a partir de simples leituras de cota. Estas leituras são realizadas após a instalação, em
campo, de réguas linimétricas (graduadas em 1m cada) niveladas e fixadas em estacas de
madeiras.
Para as leituras de cotas em que não há um volume correspondente na tabela cota x
área x volume, utiliza-se o método da interpolação linear para a obtenção do volume desejado.
A geração dos produtos supracitados possibilitou a determinação das informações
sumariadas na Tabela 3.3.
62

63. Tabela 3.3. Caracterização do Açude de Bodocongó.
Item Valor
Área da bacia hidráulica (m2) 3.713.897
Perímetro (m) 3.877
Volume estimado (m3) 873.308
Volume assoreado estimado(m3) 146.692
Taxa de assoreamento (%) 14,38
Profundidade máxima (m) 5,60
Profundidademédia (m) 2,35
Estes valores foram obtidos tomando-se como base o levantamento do projeto
original feito pelo DNOCS, que obteve o volume máximo 1.020.000 m3 na cota 508,00m. A
área da bacia hidráulica levantada estava localizada na Longitude entre 35º 54' 37,49“ W a 35º
55' 27,95“ W, e Latitude entre 7º 12' 35,42“ S a 7º 12' 56,28“ S.
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63

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Manual de Instruções – SONARLITE, OHMEX INSTRUMENTS, Sonarlite Portable Echo
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Manual do Usuário e Guia de Referência, GARMIN GPS 76.
MONICO, J. F. G. Posicionamento pelo Navistar, GPS, Descrição, fundamentos e
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executados por entidades extra marinha. Brasília: Marinha do Brasil, Diretoria de
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SIGHT, GPS. Curso de levantamento geodésico e topográfico e utilização dos GPS
Techgeo GTR1 e GTRA. Boqueirão -PB. 2003
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Guarabira, Paraíba. Relatório Final.
SEMARH / LMRS-PB.. Levantamento batimétrico automatizado do açude
Engenheiro Ávidos. Cajazeiras, Paraíba. Relatório Final. 1999
SEMARH / LMRS-PB. Levantamento batimétrico automatizado do açude Engenheiro
Arco Verde. Condado, Paraíba. Relatório Final. 1998
64

67. Capítulo 4
Jógerson Pinto Gomes Pereira
Silvana Fernandes Neto

69. Introdução
Para a descrição deste Capítulo admitiu-se a realização de levantamento de
dados de profundidade de uma bacia hidráulica, utilizando o equipamento chamado
ecobatímetro, com o suporte do GPS. O levantamento ecobatimétrico demandou
atividades teóricas e de campo. A primeira atividade consistiu em um estudo preliminar da
área, sendo executado em laboratório, com planejamento das linhas ecobatimétricas ou
de navegação a serem plotadas, análise e processamento de dados previamente coletadas
na visita de reconhecimento da área de estudo. A segunda tarefa destinou-se na
determinação do nível d'água, levantamento planimétrico do contorno do manancial e
aquisição de dados de posição e de profundidade da bacia hidráulica.
Utilizaram-se os seguintes materiais:
GPS de navegação
Barco motorizado de até 15 CV e com capacidade mínima de 300 kg.
Ecobatímetro e transdutor
Teodolito
Computador de bordo
Bateria de 12 V
Câmara fotográfica digital (opcional)
Imagens de satélites Landsat5-TM (opcional)
Alguns softwares possíveis de serem utilizados
(a) Para planejamento e execução (Trackmaker, AutoCad)
(b) Para pós-processamento dos dados do GPS (Reliance)
(c) Processamento da profundidade (Sonarlite)
(d) Processamento de imagens (Spring, Idrisi)
(e) Gerar modelo digital de área (Surfer, ArcView)
(f) Ajustes e eliminação de leituras imprecisas (MapInfo)
O Processamento de Dados consiste na captura, armazenamento e o
tratamento de informações georreferenciadas, resultando em modelagens e elementos
quantitativos. Todo este processo é alvo de estudo da ciencia de Geoprocessamento.
Para a obtenção dos dados da área de estudo, adotou-se os seguintes passos:
1° Passo: Localizar geograficamente a bacia hidráulica;
2° Passo: Determinar a área e o perímetro do manancial;
3° Passo: Converter as coordenadas em meio digital;
4° Passo: Identificar as principais drenagens;
5° Passo: Eleger a metodologia para o levantamento batimétrico;
6° Passo: Determinar o nível d'água do reservatório através da leitura das réguas
linimétricas ou das cotas altimétricas;
7° Passo: Plotar o perfil longitudinal do açude.
Algumas informações são imprescindíveis, por exemplo, dados referentes ao
clima, vegetação e ao tipo de solo do entorno da área. O tipo de solo e a cobertura vegetal
influenciam a quantidade de sedimento dentro do reservatório.
A partir da fixação de um ponto de base à margem do reservatório, com
coordenadas conferidas por GPS, inicia-se o processo de obtenção dos dados com a
69

70. ecobatimetria. Este ponto pode estar fixado próximo ao sangradouro (parte de maior
profundidade) Figura 4.1. Com o GPS móvel determinam-se as linhas de navegação e as
coordenadas dos pontos de registro.
Figura 4.1. Ponto de referência na margem da barragem.
Preferencialmente, com o GPS deve-se fazer leitura no limite entre o solo e a lâmina
d'água. Comumente, essa condição não é possível devido algumas dificuldades, então se
recorrem a alguns artifícios, como o de registrar leituras de dentro do barco a partir da distância
de 10m da margem, ajustando-se essa discrepância com auxílio de algum software, por
exemplo, o AutoCad.
Deve-se atentar durante o levantamento para obstáculos: vegetação das margens,
presença de plantas aquáticas, afloramento rochoso, cercas, entre outras.
Existem vários procedimentos para a definição do espaçamento (tempo de coleta
entre pontos) e posicionamento das linhas de navegação, para obtenção dos dados
batimétricos. CARVALHO et al. (2000) sugere um modelo em função da capacidade de
acumulação de água do reservatório, Tabela 4.1.
Tabela 4.1. Espaçamento dos pontos para leitura batimétrica, em função do tamanho do
reservatório.
Capacidade Espaçamento dos pontos Freqüência de
Tipo
(106 m3) para leitura levantamento
(m) (ano)
Grande > 100 200 10
Médio 10 a 100 50 5
Pequeno < 10 20 2
70

71. Definida a orientação das seções batimétricas e contorno do açude, fazem-se as
leituras nos pontos estabelecidos. A navegação em tempo real se dá através de computador de
bordo onde consta o croqui da área plotada na tela de navegação, sempre com auxílio do GPS,
com isto é possível conhecer a posição geográfica, altitude, data, hora, velocidade e direção.
Para maior segurança e confiabilidade do procedimento de aquisição dos dados,
realiza-se uma leitura de profundidade utilizando equipamento tradicional (trena métrica e
prumo) escolhendo-se pontos ao acaso e conferindo-lhes com o método utilizado.
Adota-se uma velocidade de deslocamento da embarcação, por exemplo: 10 km/h
para uma obtenção homogênea dos dados evitando leituras discrepantes.
Os dados de posição geográfica e profundidade devem ser pós-processados e
organizados em tabelas ou arquivos distintos para facilitar a interpretação posteriormente em
laboratório.
A lamina d'água está constantemente sujeita a oscilações, devido as condições
climáticas (precipitações, evaporação), tipo de rocha, entre outras, sofrendo variações. As
leituras são realizadas através da régua linimétrica, Figura 4.2.
Figura 4.2. Régua linimétrica determina a cota d'água do reservatório.
O volume de sedimento assoreado é a diferença ente a capacidade indicada no
projeto topográfico original da construção da barragem e a determinada pelo levantamento
batimétrico recente.
É importante comparar e avaliar a capacidade do uso do solo e cobertura vegetal do
entrono da área. Isso pode ser realizado utilizando imagens de satélite, por exemplo, LandSat
5-TM ou CBERS.O
Processamento de Dados, no seu significado mais amplo, vem sendo empregado em
trabalhos de pesquisas dentro de praticamente todos os ramos da ciência, e especificamente no
levantamento batimétrico. O capítulo consistiu em apresentar procedimentos práticos na
obtenção de profundidade de uma bacia hidráulica aliado ao sensoriamento remoto, tão
comum na manutenção dos reservatórios de água no Brasil. Foi destacado ainda que essas
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