Compensador das Estações Totais

"Sua função é corrigir automaticamente os ângulos vertical e horizontal. Mas deve ser levado em consideração o grau de inclinação do instrumento."

O compensador existente nos níveis automáticos, cuja função é manter a horizontalidade dos retículos, é muito popular e a maioria, ou todos os profissionais de topografia, conhecem o seu benefício nos trabalhos de nivelamento geométrico.

O compensador das Estações Totais atua de forma diferente dos níveis. Ele tem a função de corrigir automaticamente os ângulos vertical e horizontal quando o instrumento encontra-se desnivelado. Porém, a correção automática dos ângulos depende do grau de inclinação do instrumento. O intervalo de compensação, da maioria das Estações Totais existentes no mercado, é de até 3 (três minutos de arco) de inclinação. Caso esteja fora deste intervalo, as leituras angulares ficam bloqueadas.

Em terrenos com trepidações, ou sob fortes ventos, a leitura dos ângulos tornam-se instáveis devido à atuação do compensador. Nestes casos, é possível desativar a função compensador.

Existem dois tipos de compensadores para as Estações Totais:

1.Simples: Corrige o ângulo vertical (direção X
2.Duplo: Corrige os ângulos vertical e horizontal (direção X e Y)
A figura abaixo mostra a inclinação do eixo vertical do instrumento na direção X.

A inclinação do eixo vertical do instrumento na direção X não afeta o ângulo horizontal, porém provoca um erro no ângulo vertical de forma direta. Ou seja, caso o instrumento esteja inclinado 10", o erro do ângulo vertical também será de 10".

Assim sendo, é fundamental que todas as Estações Totais tenham o compensador do ângulo vertical (Compensador Simples).
A seguir, analisaremos a atuação do compensador do ângulo horizontal quando ocorre a inclinação do instrumento na direção Y.

O erro do ângulo horizontal, devido à inclinação do eixo vertical do instrumento na direção Y, não é diretamente proporcional. A magnitude do erro depende de três fatores:

1.O grau de inclinação do eixo.
2.A altura do objeto e ser medido.
3.O ângulo horizontal formado entre a direção da inclinação do eixo vertical e o objeto a ser medido.

Do exemplo anterior, observa-se que o erro do ângulo horizontal aumenta conforme o aumento do ângulo vertical, ou seja, a altura do objeto a ser medido (quanto maior o ângulo vertical, maior será o valor da tangente). O erro máximo ocorre quando o objeto está na perpendicular em relação à direção da inclinação do eixo vertical. (sen 90º = 1). O erro será mínimo quando o objeto a ser medido estiver quase na mesma altura do instrumento ( h = 0, tan 0º = 0 ) y está na mesma direção da inclinação do eixo vertical ( a = 0, sen 0º = 0 ).

A tabela indica que a correção do ângulo horizontal, ou seja a atuação do compensador duplo (eixos X e Y) traz benefício quando a altura do objeto a ser medido está acima de 20º em relação ao horizonte, e a inclinação do eixo vertical do instrumento é superior a 10".

A tabela abaixo mostra o valor do erro do ângulo horizontal em relação à inclinação do eixo vertical (V) e à altura do objeto.

A tabela indica que a correção do ângulo horizontal, ou seja a atuação do compensador duplo (eixos X e Y) traz benefício quando a altura do objeto a ser medido está acima de 20º em relação ao horizonte, e a inclinação do eixo vertical do instrumento é superior a 10".

Para descobrir o valor da inclinação do eixo vertical, é necessário conhecer a sensibilidade do nível tubular, ou nível de alidade, da Estação Total. Em geral, a sensibilidade do nível tubular das Estações Totais está entre 30"/2mm e 40"/2mm. Assim sendo, a inclinação superior a 10" do eixo vertical instrumento, significa um deslocamento da bolha do nível tubular em mais de 5mm em relação ao centro.

Considerando-se que na maioria das aplicações de topografia o ângulo vertical lido está entre 70º e 110º e a inclinação do eixo vertical é inferior a 10", o compensador duplo seria dispensável, bastando somente o compensador simples, principalmente quando se utiliza Estações Totais com precisão angular inferior a 5" (cinco segundos).

Vale lembrar que os compensadores, tanto simples o como o duplo, não corrigem o erro de centragem do instrumento. Portanto, é fundamental que mantenha o prumo ótico ou laser perfeitamente ajustado.

Takushi Narumi é formado em Engenharia Cartográfica pela UNESP/Presidente Prudente e atua como gerente de Vendas para América do Sul na Topcon American Corporation. E-mail: tnarumi@topcon.com