Histórico da Topografia

A palavra TOPOGRAFIA tem sua origem na escrita grega, onde TOPOS significa lugar e GRAPHEN significa descrição. Desta maneira pode-se dizer que a TOPOGRAFIA é a ciência que trata do estudo da representação detalhada de uma porção da superfície terrestre. Desde os primórdios da civilização, ainda em seu estágio primitivo, o homem tratou de demarcar sua posição e seu domínio. Sem saber, ele já aplicava a Topografia. Os babilônicos, os egípcios, os gregos, os chineses, os árabes e os romanos foram os povos que nos legaram instrumentos e processos que, embora rudimentares, serviram para descrever, delimitar e avaliar propriedades tanto urbanas como rurais, com finalidades cadastrais.

GROMA EGÍPCIA

Instrumento primitivo utilizado para levantamentos topográficos. Era utilizado em áreas planas para alinhar direções até pontos distantes e então, transferir as linhas de visada para o solo, marcando neles linhas retas. Alternativamente era possível marcas os ângulos necessários para erguer construções como as pirâmides, as fortificações e as próprias cidades.

CHOROBATE

O chorobate é constituído de uma longa régua, em torno de 20 pés; nas extremidades desta régua se encontra duas peças de mesmas dimensões que são reunidas em forma de braço de esquadro, e entre a régua e as extremidades destas, duas peças em cotovelo, se estende duas travessas fixas sobre a qual se traça duas linhas perpendiculares; sobre estas linhas estão os fio de prumo presos em cada canto da régua. Estes fios de prumo, quando o equipamento estiver pronto para as medidas, vêm a encontrar perpendicularmente as linhas traçadas sobre as peças abaixo, fazendo ver que o instrumento está bem nivelado. A utilização do chorobate é bastante antiga, este tipo de instrumento é tão antigo como os aquedutos. A construção de um aqueduto implica necessariamente numa pendente regular, nem tão forte nem tão fraca, para que tenha um escoamento desde a fonte até o ponto de chegada: um instrumento que permita a medida da diferença de nível entre pontos se faz necessário.

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

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

MAPA DE ZHENG HE
Este mapa chinês é, além de um guia de navegação, o relato da última viagem de Zheng He, almirante da frota imperial em meados do século XV.

No alto à esquerda, aparecem as costas da Índia, o Sri Lanka à direita e o litoral leste africano logo abaixo. Observe que o Norte se encontra à direita do mapa.

Atualmente, graças ao avanço tecnológico, os aparelhos modernos e altamente sofisticados, permitem obter uma descrição do modelado terrestre com precisão exigida para projetos de grande complexidade bem como para a locação final desses projetos no terreno. O primeiro mapa-múndi conhecido foi elaborado por Anaximandro de Mileto (611-547 a.C.), discípulo de Tales, que no século VI a.C. tentou representar o mundo como um disco que flutuava sobre as águas. Algum tempo mais tarde Pitágoras, chegou a conclusão que a Terra era redonda iniciando assim uma nova escola.

MAPA DAS ILHAS MARSHALL
Este curioso mapa é feito de tiras de fibra vegetal, representando a área oceânica do arquipélago formado pelas Ilhas Marshall, no oceano Pacífico, a nordeste da Austrália. Algumas ilhas estão representadas por conchas presas às tiras. As linhas curvas representam as direções predominantes das ondas e correntes.

No século III a.C. Eratóstones (276-196 a.C.) iniciou as medidas para a determinação do círculo máxima do Globo terrestre, chegando ao valor de 45.000 km. Este pesquisador foi o primeiro a tentar medir a circunferência da Terra. Mais tarde, no século II a.C., Hiparco de Nicea (160-120 a.C.) trás para a Grécia os conhecimentos babilônicos sobre a graduação sexagesimal do círculo e a partir daí define a rede de paralelos e meridianos do globo terrestre. No século I , Marino de Tiro define os princípios da geografia matemática e estabelece, pela primeira vez, a posição astronômica de numerosos lugares e cidades, especialmente na zona mediterrânea. No século II, Claudio Ptolomeu (90-168 d.C.) realiza suas observações astronômicas na cidade de Alexandria e escreve sua principal obra denominada Megalé Sintaxis ou Grande Construção que trata da Terra, do Sol, da Lua, do Astrolábio e de seus cálculos, das Elipses, um catálogo de estrelas e finalmente os cinco planetas e suas diversas teorias. Esta obra recebeu o título de El Almagesto na língua árabe. A obra de Claudio Ptolomeu aceita as medidas do grado e estabelece, através de cálculos, o comprimento do circulo máximo, para o qual obteve o valor de 30.000 km. O erro associado a esta medida origina a falsa impressão de que a Europa e a Ásia se estendiam por mais da metade de toda a longitude terrestre, quando realmente cobre apenas 130°.

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

Do mapa de Ptolomeu não se conhece nenhum exemplar, porém foram realizadas numerosas cartas com esta denominação até a entrada do século XVII. Destas cartas as mais conhecidas são os Atlas publicados em 1477 em Bolonha, o de 1478 em Roma e o de 1482 em Ulm. No século XI o hispanico-árabe Azarquiel, inventa a Azafea, astrolábio de caráter universal baseado na projeção da esfera sobre um plano que contém os polos e que calcula a posição dos astros determinando sua altura sobre a linha do horizonte. No século XIII aparece a Carta Pisana cuja construção se baseava em rumos e distâncias; os primeiros eram medidos por agulhas magnéticas e pelas rosa dos ventos; a segunda calculada pelo tempo de navegação. Em 1374 Jaume Ribes de Mallorca, edita a obra intitulada "Mapamundi", conhecido como Atlas Catalán de 1375. Em 1420 o Infante Dom Henrique de Portugal, funda a Escola de Navegadores em Sagres e poucos anos após ocorre uma autêntica revolução na produção de cartas e mapas motivada pela divulgação e ressurgimento das teorias de Ptolomeu e pela invenção da imprensa, o que ocasionou a possibilidade de se estampar os mapas sobre pranchas de bronze. Em 1500, Juan de la Cosa edita sua famosa carta que contém o traçado da linha equatorial e a do trópico de Câncer.

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

Em 1519 Pedro e Jorge Reinel constroem, em Sevilha, um planisfério com o equador graduado e destinado à expedição de Magalhães. Gerhardt Kremer (1512-1594), que adota o nome de Mercator, define uma nova projeção cilíndrica na qual as linhas loxodrômicas (direção de rumo constante que percorre o barco em sua navegação) se apresentem como linhas retas. Uma nova etapa no estuda da figura da Terra nasce com as definições da lei da gravitação universal.

Gerhardus Mercator (1512-1594)

Geógrafo, cartógrafo e matemático flamengo. Autor de um planisfério (1569) construído numa projeção por ele concebida, usada até hoje nas cartas náuticas, a Projeção de Mercator.

No século XVII, Huygens calculou o valor do achatamento terrestre seguindo o raciocínio de Newton, entretanto sem aceitar que a densidade das capas terrestre fosse homogênea, considerando sim toda a massa concentrada em seu centro. O século XVIII se caracteriza pelo desenvolvimento da instrumentação topográfica. A luneta astronômica, idealizada por Kepler em 1611 e a construção de limbos graduados, dão lugar aos primeiros teodolitos. Ao mesmo tempo, a invenção do cronômetro e do barômetro, possibilitaram a medida do tempo e a determinação de altitudes. Em 1873, Listing propõe o nome de Geóide a forma da terra que é definida como a superfície equipotencial do campo de gravidade terrestre que coincide com a superfície média dos mares e oceanos em repouso, idealmente prolongada por debaixo dos continentes. Em 1945, Molodensky, demonstrou que a superfície física da Terra pode ser determinada a partir, somente, de medidas geodésicas, sem a necessidade do conhecimento da densidade da crosta terrestre.

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

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

ORIGEM DA AGRIMENSURA

Desde as mais antigas civilizações, monumentos gigantescos, templos sagrados, pirâmides, teatros, anfiteatros, aquedutos ou pontes foram construídos. Em torno destas obras magistrais podemos imaginar as operações topográficas necessárias ao arquiteto, para estabelecer os planos que permitiriam a realização prática da obra. Estabelecer as direções, medir as distâncias, estimar as alturas, mas também delimitar as parcelas dos terrenos, traçar as estradas e caminhos, construir canais para irrigação ou mesmo transporte de água, foram muitas das aplicações da agrimensura.

Os mais antigos vestígios da aplicação da agrimensura, remonta ao Antigo Egito através de papiros e pinturas em monumentos ou tumbas funerárias, as quais nos ensinam a aplicação desta profissão. A agrimensura é uma das mais velhas artes praticadas pelo homem. Os registros históricos indicam que essa ciência se iniciou no Egito, Heródoto (1400 a.C.) descreve em seus apontamentos, os trabalhos de demarcação das terras às margens do Nilo. O agrimensor era um funcionário nomeado pelo faraó com a tarefa de avaliar os prejuízos das cheias e restabelecer as fronteiras entre as diversas propriedades. A propriedade era um bem respeitado pelos egípcios. Roubar a terra de alguém era um dos crimes imperdoáveis. Como todo ano o rio Nilo inundava as terras apagando as marcas físicas de cada propriedade, surgiu tal necessidade de medir o território de cada pessoa. A medição de terras auxiliava também na arrecadação de impostos de áreas rurais.

Posteriormente, os Etruscos e Gregos também utilizaram estes procedimentos. Os etruscos, por sua vez, dão as operações de agrimensura uma conotação religiosa, as quais os romanos seguirão num primeiro tempo. Os gregos desenvolvem as técnicas de agrimensura nas grandes construções públicas (construção de canais, túneis, aquedutos etc.) e nos deixam numerosos escritos tais como a "dioptra" ou "métrica" de Héron de Alexandria, os quais nos dão uma idéia bastante precisa do alto conhecimento da geometria e das técnicas dos agrimensores gregos.

Esticadores de corda do antigo Egito

OS AGRIMENSORES ROMANOS

Os agrimensores da antiguidade foram mais conhecidos a partir da época romana, através de textos que chegaram até nossos dias ou por certas passagens do "De Architectura", do engenheiro romano Vitruve. Os agrimensores eram mais que simples topógrafos : suas funções não se limitavam ao estabelecimento dos limites de um terreno ou na locação de pontos deste terreno, ou mesmo no traçado das vias romanas, através do uso da groma. Eles eram responsáveis pela castrametação, que seria a escolha e levantamento de terrenos para a construção das fortificações ou acampamentos das legiões romanas, durante as batalhas (eles eram seguidamente chamados de “castrorum metatores”). Este mesmo tipo de trabalho é observado nas fundações das cidades romanas, nas colônias fundadas pelos veteranos legionários. Os agrimensores romanos atuavam como juristas em sua especialidade, em todos os casos de ordem cadastral.

Muito próximo dos agrimensores estavam os « libratores », os quais se assimilavam a engenheiros de artilharia, gênios militares que faziam trabalhos de agrimensura ou ainda trabalhos de captação de águas. “Libratore » era um especialista na determinação do desnível de um terreno e que também podia encontrar trabalho na área da artilharia, (pelo motivo dos tiros parabólicos), na construção de aquedutos e de canais de irrigação ou transporte de água. O trabalho dos agrimensores romanos era de uma grande utilidade social, tanto no ambiente civil como militar. Eles eram escolhidos pelo Estado devido a seus trabalhos de cadastramento ser indispensável na determinação dos impostos. Eles vieram a ser, a partir do reinado de Augusto, funcionários imperiais gozando de privilégios e de estato social elevado.

 A Groma