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Apostila de topografia do Espeleo Grupo Brasília - EGB
Tipologia: Notas de estudo
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Não perca as partes importantes!
Fundado em 21 de outubro de 1977 Filiado à Sociedade Brasileira de Espeleologia - SBE
Texto: Edvard Dias Magalhães Ilustrações: Júlio Cézar Linhares Brasília, DF em 06 de dezembro de 1997.
culturais multidisciplinares, permitindo preservar-se a representatividade histórico-cultural das cavernas, elemento primordial à preservação desses ecossistemas. A edição de uma obra voltada à formação de novos espeleotopógrafos é estratégica por dar às ciências emergentes, como a arqueologia histórica, a arqueologia pré-histórica e a paleontologia, meios de dinamizar sua capacidade de documentação e conseqüente ampliação das áreas de pesquisas e esta obra. Por permitir a disseminação das técnicas topográficas subterrâneas, confere a todas as classes, espeleológicas ou não, domínio para a execução destes levantamentos, culminando numa maior produtividade para todas as atividades e indivíduos que se relacionem de alguma maneira às cavernas, como biologia, arqueologia, paleontologia, história, geologia, zoonoses, religião, etc. A presente publicação busca abordar todas as técnicas necessárias aos levantamentos espeleotopográficos, de maneira completa e acessível a vários públicos como universidades, centros de pesquisa, ong's, órgãos oficiais, equipes de arqueologia e paleontologia, geólogos, espeleólogos, consultorias ambientais, "hobistas", etc. Mais do que somar como uma nova obra espeleológica ou topográfica, este livro apresenta-se como um instrumento fundamental para inúmeros profissionais e estudiosos, que têm nas cavernas objeto ou meio de trabalho e pesquisa, pois dá subsídios também para não espeleólogos dinamizarem suas ações.
Porquê Topografar uma Caverna?
Os ambientes subterrâneos mostram-se místicos e complexos aos olhos desacostumados da interpretação de padrões estruturais tão desassociados das paisagens externas. Dessa forma torna-se fundamental representá-los e o mapa é um dos registros que melhor define determinada caverna. Podemos considerar o croqui, juntamente com a descrição sumária, como itens indispensáveis ao registro básico de cada cavidade. Neste trabalho trataremos da confecção de mapas, ou seja, representações gráficas de cavernas baseadas em levantamentos instrumentais. O trabalho de mapeamento nos dará a possibilidade de conhecer, com bastante aproximação o desenvolvimento total da cavidade, bem como o seu desnível. Nos fornecerá elementos para a análise da sua gênese, de suas feições, e de suas tendências de desenvolvimento para auxílio das explorações futuras e das prospecções na região, bem como servirá de suporte para outras disciplinas a serem desenvolvidas dentro das cavidades, tais como a biologia, fotografia, hidrologia, paleontologia, etc. Atenção: As cavernas, como ambientes desconhecidos, podem apresentar diversas situações de risco à vida de quem desenvolve atividades em seu interior. Torna-se extremamente necessário que atividades neste ambiente sejam orientadas por espeleólogos capazes e bem preparados tecnicamente. Mais do que riscos “físicos” como abismos, correntezas, cachoeiras, salões em desmoronamentos, gases tóxicos, deve-se ter conhecimento que tal atividade expõe o praticante ao contato com diversas bactérias e fungos, entre eles o Histoplasma capsulatum causador da histoplasmose. A responsabilidade sanitária em tal atividade é totalmente do praticante, cabendo a ele garantir de sua própria segurança.
Abaixo, relacionamos alguns termos que serão úteis na compreensão do texto, dando uma idéia básica de suas aplicações. No entanto todos eles serão melhor compreendidos ao longo deste trabalho, onde estarão embasados pelo contexto, não sendo necessário um total entendimento deles neste início de estudo.
Amarrar - ligar um determinado ponto à topografia através de medições. Posicionar um detalhe, relacionando-o com outras referências em desenho. Azimute, contra-azimute, orientação - direção na qual se observa um determinado ponto, com referência à sua diferença angular em relação ao norte magnético; o mesmo que orientação. O Contra-azimute é a direção contrária ao azimute (possui uma diferença de 180 graus desse). Base - objeto que serve de referência em terreno do exato posicionamento de cada ponto de realização das medidas espeleotopográficas. Cantar, leitura - ação de comunicar aos demais topógrafos, uma informação instrumental ou relativa ao mapeamento. Caverna, cavidade ou gruta - toda cavidade natural subterrânea penetrável pelo homem. Ao longo desse texto consideraremos como sinônimos estes termos. Corrigir - utilizar-se de artifícios (formulas, informações) para adequar determinado dado. Corte - detalhe em desenho que permite visulaizar o contorno de uma galeria ou salão de caverna. Desenvolvimento - o quanto uma galeria ou caverna se prolonga subterrâneamente. Desnível, inclinação, declive e aclive - toda diferença de relevo em determinado trecho. O desnível ou inclinação de um terreno pode ser classificado como: declive, para os terrenos que se apresentam em descida; aclive, para os terrenos que estão subindo.
Planta Plana ou Planta Baixa (PB): significa a combinação do comprimento e da largura de uma galeria, possibilitando sua visualização aérea. Através dela poderemos representar o espaço que uma caverna ocupa no terreno, através de sua sobreposição a um mapa geográfico, ou seja sua projeção à superfície.
Perfil Longitudinal (PL): compõe-se da combinação do comprimento e da altura de um conduto ou trecho de caverna, possibilitando a percepção de todo o relevo de caminhamento dentro do intervalo representado, de forma a se observar lateralmente a cavidade.
Corte Transversal (CT): combinando a altura do conduto com sua largura, propõe-se a representar o contorno da galeria no exato ponto da observação, dando uma noção da dimensão do lugar.
Dessa forma, por meio do uso da bússola, aparelho que determina a direção do ponto desejado, baseando-se em sua orientação em relação ao norte magnético, através do uso da rosa dos ventos, pode-se representar as diversas curvas que se faz dentro de uma caverna.
Qual o equipamento necessário?
Instrumentos de medida e de desenho, a saber:
Bússola Clinômetro Trena Formulário de Topografia
Outros equipamentos auxiliares, mas não exenciais, são:
GPS Altímetro Topofio
Bússola : peça fundamental na topografia, destina-se a determinar a orientação da visada (observação do ponto atual ao seguinte) em relação ao norte magnético. No Brasil, não existe uma padronização do equipamento a ser utilizado pelos espeleogrupos, de forma que a disponibilidade determina o equipamento. As mais utilizadas são a Suunto, a Brunton e a Topochaix, que
utilizam-se do sistema de graus (com disco graduado de 360 graus) que permitem leitura de azimute e contra azimute.
Clinômetro: Trabalha com a diferença entre o horizonte (eixo x) e a gravidade (eixo y). O clinômetro da Topochaix trabalha com seu ponteiro estabilizado, através de uma balança, ao eixo y (da gravidade), sendo sua escala graduada de 0 a 90 graus.
Trena: fita centimétrica, geralmente em PVC, destinada à medida de distâncias. Prefere-se para uso em caverna, aquelas dotadas de “corpo” aberto, por facilitar sua limpeza. São encontradas em vários tamanhos, utilizando-se preferivelmente as de 30 ou 50 metros para os levantamentos espeleológicos.
GPS: Global Position System, aparelho destinado a determinação da posição de um ponto na esfera terrestre, pelo uso de triangulação por meio de satélites. Possui vários outros recursos, como o da navegação, que permite o caminhamento para pontos determinados anteriormente. Em espeleometria tem a utilidade de criar pontos externos às cavidades - âncoras - aos quais amarram-se topograficamente as entradas da cavidades. Recomenda-se sempre registrar tanto os dados em Coordenadas UTM como em Coordenadas Geográficas.
Altímetro: Instrumento para determinação da diferença altimétrica entre o ponto em que se está e o nível do mar. Em espeleometria os altímetros são para uso restrito à superfície, como forma de se determinar a altitude dos pontos de entrada de uma caverna. Normalmente encontram-se aparelhos que variam suas escalas de 50 em 50 metros, de 10 em 10 metros, de 5 em 5 metros e de 1 em 1 metro. A precisão deste equipamento é questionável, já que sofre influências diretas da temperatura ambiente e da pressão atmosférica. Os aparelhos com mais aproximação (1 em 1 metro) necessitam constante aferimento em marco de altitude já conhecida, para um uso confiável. Contudo o uso do altímetro, mesmo com medidas aproximadas, é recomendável para a maior parte do território brasileiro, onde as cartas topográficas não permitem a determinação de altitudes mais precisas que a do aparelho, por conta de suas pequenas escalas de representação gráfica.
Base topográfica - embora não envolva um equipamento propriamente dito, a forma de marcar, em terreno, a posição exata da base topográfica deve ser considerada antes de ir a campo,
Qual a Equipe envolvida nos trabalhos?
A equipe ideal de topografia é composta por cinco espeleológos, a saber:
Quais os Erros mais Comuns nas Leituras Instrumentais?
Ao se trabalhar as informações de uma topografia, depara-se com o erro acumulado do levantamento. Geralmente os erros podem ser diminuídos com cuidados metodológicos básicos, aos quais devemos todos, como equipe, observá-los. O Instrumentista, como autor da maioria das medidas realizadas durante o levantamento, deve estar especialmente familiarizado com os equipamentos e procedimentos topográficos gerais e atento a todas as situações complicantes e interferentes nas leituras instrumentais. Analisemos abaixo as situações mais comuns responsáveis pelos erros nas medições.
Leitura da Suunto
utilizando a bússola Suunto crescerá da esquerda para a direita. Outro exemplo pode ser dado através da leitura da inclinação utilizando-se o clinômetro da Universelle Topochaix, onde a escala superior está em porcentagens e a inferior em graus, devendo-se sempre utilizar a segunda.
Como se determina a Seqüência das Bases? (Progressão Topográfica)
Cada espaço compreendido entre duas bases recebe atenção especial da equipe topográfica, pois será a união destas seqüências que resultará no mapa final. O sequenciamento das bases deve obedecer o melhor posicionamento dessas de forma a garantir um levantamento que possibilite uma boa representação gráfica da caverna, de modo que sempre devemos ter em mente que o intervalo da visada (aquele entre duas bases) representa um trecho característico a ser documentado. Dessa forma teremos vária situações, de acordo com a caverna ou o trecho de caverna que se quer mapear. Uma cavidade com longas galerias, que não possuam modificações drásticas em suas paredes, piso e teto, determinará um trabalho por “economia de bases”, ou seja, serão feitas visadas longas (com até 50 metros) de modo a diminuir a quantidade e a precisão dos desenhos executados, ganhando-se no tempo de realização da topografia. Este método também se justifica no mapeamento de cavidades com grande desenvolvimento, onde uma topografia de detalhe exigiria do grupo incontáveis dias de campo para finalizá-la. Cavernas com desenvolvimento inferior a 2.000 metros justificam a realização da topografia de detalhe, onde qualquer mudança significativa na morfologia da gruta determina o posicionamento de novas bases. Nestas cavernas, com o intuito de alcançar a maior correspondência dos desenhos finais com a cavidade real, realizam-se visadas curtas que variam de poucos metros a poucas dezenas de metros.
Quais os cuidados no Posicionamento das Bases?
Uma base deve estar posicionada de modo a não dificultar a visada seguinte, ou mesmo de modo a economizar visadas, contudo não deve prejudicar o detalhamento da caverna. Deve-se observar que nos pontos onde existam condutos laterais a serem atingidos, economiza-se tempo se as visadas originarem-se de um mesmo ponto, irradiando-se. O artifício da irradiação também deve ser explorado ao máximo para sinalizar características marcantes nos ambiente, sejam espeleotemas, início e término de grandes blocos, pontos de drenagem, contatos litológicos, “olhos-d’água”, cachoeiras na parede, grandes concentrações de guano de morcegos, início e término de clarabóias, posição de fósseis, etc. Por fim, o maior cuidado deve ser em representar as mudanças morfológicas da caverna, através do novo posicionamento de bases em cada uma delas. Quando uma base, ao fim de um conduto ou próximo à parede durante uma irradiação, não estiver encostada na parede, deve-se realizar uma medida extra a que apelidamos de Distância das Costas (DC), que nada mais é que a distância das costas do Ponta de Trena para a parede (seguindo-se a orientação da visada atual). Esta medida (DC) é muito útil no caso de visada em uma curva de conduto, onde a leitura seguinte foge muito da orientação da visada anterior de modo que a posição correta da curva que a parede descreve é deficientemente indicada pelas LE e LD (que são transversais à visada), dificultando o trabalho do Desenhista na execução do desenho final da caverna.
Tipos de Bases
A marcação da base no interior da caverna deve ser feita de acordo com a necessidade de reutilizá-las ou não e ao período após o qual serão reutilizadas. Dessa forma temos a possibilidade de utilizar bases sem realizar marca alguma no terreno e até de precisar fixá-las com tinta a óleo ou resinas. A maneira em que a base é marcada determina quatro tipos, a saber:
devendo o observador situa-la ao centro de seu corpo. Esta base pode ser removida ou tirada do lugar acidentalmente.
Nominação das Bases
O nome das bases deve ser simples e seqüencial, podendo dar noções diferenciadas às várias seções da caverna. Pode-se intercalar número e letra porém deve-se evitar ramificar em excesso a nominação. O importante são as bases, independente do nome que usam, estarem corretamente amarradas uma nas outras através das anotações no formulário de topografia, não existindo nenhum problema em se pular intervalos numéricos, como forma de distinguir seções da caverna. Uma letra pode ser antecedida ao nome como forma de melhor referenciar determinado trecho, por exemplo D12 poderia ser uma base que compõe o contorno da dolina de entrada, ou F34 uma base externa à gruta que pertence ao caminhamento de ligação entre duas cavernas distintas, pelo lado de fora do afloramento rochoso. Sugerimos que as bases não recebam nomes ramificados além de três casas, assim quando se estiver topografando da base 6b3 e o conduto se ramificar em dois, ao invés de nomear as bases seguintes como 6b3a e 6b3b nominaria-se por 7 e 8 respectivamente e destas para 7a^ e 7b, de forma a simplificar os nomes. Na volta ao conduto principal, retoma-se a numeraçào pelo próximo da seqüência, neste exemplo, a base 8.
Medições Instrumentais
Outra fonte de erro de visada com este aparelho é o terreno demasiadamente acidentado facilitando erros de leitura e o erro embutido. O erro embutido (ou a precisão desse instrumento) é de 0.5 graus, determinados pela graduação grau a grau de seu êmbolo. Tal erro, nas medições espeleométricas, não ocasiona transtornos e mesmo acumulado ao final da topografia não se mostra compremetedor. Já o erro de leitura é o principal responsável pela variação na qualidade das medições. Pode-se observar, com freqüência, elevado erro em galerias de blocos abatidos, ocasionado pela grande quantidade de visadas curtas e muito inclinadas.
A postura de leitura da Topochaix (projetada ± 30 cm à frente do corpo, na altura do queixo) dificulta extremamente visadas inclinadas, onde se deve fazer a mira com o aparelho inclinado e então aprumá-lo sem perder seu direcionamento. Alguns artifícios práticos foram desenvolvidos para contornar e melhorar a sua precisão nestes casos:
O Clinômetro Topochaix deve ser colocado lateralmente, com a frente para esquerda e elevado à altura dos olhos para a visada, que utiliza a mesma mira da bússola. Durante a leitura deve-se manter apertado (com o indicador direito) o botão que libera/trava o ponteiro, soltando-o quando estiver estabilizado. A leitura deve ser feita sempre na escala de baixo (em graus) e não na superior (em porcentagem) pois é o sistema padrão. Quando o ponteiro estiver no quadrante esquerdo representa a leitura de um declive e quando estiver no quadrante direito representará um aclive. Convencionou-se chamar de positivo os aclives e de negativo os declives, desse modo teremos 5, -12, 0, 42, -8 ... como exemplos de leituras. Para a leitura do desnível, o Instrumentista e o Ponta de Trena devem manter uma mesma postura, de forma que a altura, relativa ao piso, do ponto de saída e do ponto de chegada da visada sejam aproximadamente iguais. Como se faz os desenhos de Detalhamento
Paralelamente aos levantamentos instrumentais realizados pelos demais membros da equipe, o desenhista segue realizando todos os seus croquis de detalhamento usando como
referência as bases topográficas deixadas pela equipe. Normalmente os levantamentos instrumentais são bem mais rápidos que os desenhos, obrigando o restante da equipe a esperar a aproximação do desenhista. A planta baixa e os cortes transversais são básicos em qualquer mapeamento, podendo variar a quantidade de CT de acordo com a necessidade de detalhamento da caverna, sendo que um CT para cada base estabelecida é o padrão mínimo adotado.
O Perfil Longitudinal é um desenho complementar à topografia, mesmo sendo ele, a uma primeira vista, o que melhor define o ambiente da caverna, por mostrar as variações de seu teto e de seu solo, nem sempre é executado, dada a quantidade de apontamentos que o desenhista tem a seu cargo. Em sua confecção deve-se sempre registrar todo o contorno do teto e piso ao longo do caminhamento das visadas, de forma que minúcias como degraus no teto, espeleotemas que se sobressaem, material que compõem o piso em cada trecho, blocos abatidos sobre o chão e seus tamanhos, são importantíssimos para a qualidade da representação.
O desenho do Corte Transversal deve representar o contorno da galeria exatamente no ponto onde a base é estabelecida, devendo, desse modo, o desenhista estar posicionado atrás da equipe de topografia e afastado da base, podendo contemplar todo o contorno do trecho. A direção da observação será, normalmente, a mesma da orientação da visada feita no local.
O desenhista preocupa-se em registrar o posicionamento de cada detalhe significativo dento das galerias, sejam blocos abatidos, conjuntos de espeleotemas ou de um espeleotema específico, mudança no relevo do piso, inclinações dos terrenos, presença de água, etc. e para isso lança mão das convenções topográficas sugeridas pela SBE, podendo “inventar” outras que julgar necessárias para representar particularidades. Todo desenhista deve ser capaz de interpretar seus rascunhos, passando-os a limpo nos primeiros dias após retornar ao escritório, tendo em vista que a memória recente das feições da cavidade auxiliam em muito na execução dos primeiros desenhos de finalização da topografia. Sem este cuidado, seria impossível uma boa interpretação dos rascunhos nos pontos onde as medições permitiriam dúvidas quanto aos detalhes. Geralmente os desenhos durante a topografia são realizados em papel milimetrado e executados com lapiseira de grafite fino (0.3 ou 0.5 mm) permitindo um embutimento de maior quantidade de detalhe em menor espaço. Com a prática e possuindo o desenhista uma boa noção de proporção e escala, consegue-se bons resultados mesmo em folhas brancas. Não é necessária a obediência de uma mesma escala aproximada em todos os rascunhos de desenho durante a topografia, sendo este critério definido de acordo com a complexidade do lugar a ser representado.
