navegação - a ciência e a arte vol. i, ii e iii

O problema geral da navegao

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O PROBLEMA GERAL DA NAVEGAO

1.1 DEFINIO; FORMAS; SEQNCIA BSICA DAS ATIVIDADESEntre as vrias definies de navegao, uma que apresenta com preciso os principais aspectos envolvidos na questo estabelece que navegao a cincia e a arte de conduzir com segurana, dirigir e controlar os movimentos de um veculo, desde o ponto de partida at o seu destino. O veculo pode ser um navio ou embarcao, um submarino, uma aeronave, uma espaonave ou um veculo terrestre. Da definio acima, derivam as diversas formas da navegao: navegao martima (de superfcie ou submarina), navegao area, navegao espacial e navegao terrestre. Outras classificaes tambm aplicadas especificam ainda mais o meio ambiente no qual o veculo se desloca, surgindo da categoria como navegao fluvial e navegao polar. Este Manual aborda, basicamente, a navegao martima de superfcie, adotando, desta forma, a seguinte definio: NAVEGAO A CINCIA E A ARTE DE CONDUZIR, COM SEGURANA, UM NAVIO (OU EMBARCAO) DE UM PONTO A OUTRO DA SUPERFCIE DA TERRA Sem dvida, a Navegao foi, inicialmente, quando o homem comeou a locomover-se sobre a gua em rsticas embarcaes, uma arte. Entretanto, logo elementos de cincia foram incorporados. Hoje, a Navegao conserva aspecto de ambos. uma cincia, pois envolve o desenvolvimento e utilizao de instrumentos de preciso (alguns extremamente complexos), mtodos, tcnicas, cartas, tbuas e almanaques. , tambm, uma arte, pois envolve o uso adequado dessas ferramentas sofisticadas e, principalmente, a interpretao das informaes obtidas. A maior parte do trabalho da Navegao feita com instrumentos de preciso e clculos matemticos. Porm, aps a execuo das observaes e dos clculos, o navegante experimentado aplica sua medida de arte, quando interpreta os dados disponveis e resultados obtidos e afirma, indicando na Carta: esta a posio do navio. Para consecuo do propsito da navegao, necessrio obedecer seguinte seqncia bsica de atividades:

Navegao costeira, estimada e em guas restritas

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Efetuar um estudo prvio, detalhado, da derrota que se deseja seguir, utilizando, principalmente, as CARTAS NUTICAS da rea em que se vai transitar e as PUBLICAES DE AUXLIO NAVEGAO (Roteiros, Lista de Faris, Lista de Auxlios-Rdio, Tbuas das Mars, Cartas-Piloto, Cartas de Correntes de Mars, etc.). Esta fase denomina-se PLANEJAMENTO DA DERROTA; e No mar, durante a EXECUO DA DERROTA, determinar a POSIO DO NAVIO sempre que necessrio, ou projet-la no futuro imediato, empregando tcnicas da Navegao Estimada, a fim de se assegurar que o navio est, de fato, percorrendo a derrota planejada, com a velocidade de avano prevista e livre de quaisquer perigos navegao. Um sumrio das atividades a serem desenvolvidas na navegao apresentada na Figura 1.1. Figura 1-1

SEQNCIA DE OPERAES NA NAVEGAO 1. PLANEJAMENTO E TRAADO DA DERROTA (ESTUDO DA VIAGEM) SELEO DAS CARTAS NUTICAS, CARTAS PILOTO E PUBLICAES DE SEGURANA NAVEGAO NECESSRIAS. VERIFICAR, PELOS AVISOS AOS NAVEGANTES, SE AS CARTAS E PUBLICAES ESTO ATUALIZADAS. ESTUDO DETALHADO DA REA EM QUE SE VAI NAVEGAR. TRAADO DA DERROTA NAS CARTAS GERAIS E DE GRANDE ESCALA. REGISTRO DE RUMOS, VELOCIDADES E ETAs. 2. 3. 4. 5. DETERMINAO DA POSIO DO NAVIO. PREVISO DA POSIO FUTURA DO NAVIO, UTILIZANDO TCNICAS DA NAVEGAO ESTIMADA. NOVA DETERMINAO DA POSIO DO NAVIO. CONFRONTO DA POSIO DETERMINADA E DA POSIO ESTIMADA PARA UM MESMO INSTANTE, A FIM DE: a DETERMINAR OS ELEMENTOS DA CORRENTE. b CORRIGIR O RUMO E A VELOCIDADE, PARA SEGUIR A DERROTA PREVISTA, COM A VELOCIDADE DE AVANO ESTABELECIDA, COMPENSANDO A CORRENTE. 6. REPETIO DAS OPERAES DE (2) A (5), COM A FREQNCIA NECESSRIA SEGURANA DA NAVEGAO.

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1.2 TIPOS E MTODOS DE NAVEGAO; PRECISO REQUERIDA E INTERVALO DE TEMPO ENTRE POSIESEmbora existam vrias outras classificaes, algumas at mesmo muito sofisticadas, tradicionalmente reconhecido que a navegao apresenta trs tipos principais, ou categorias primrias, de acordo com a distncia que se navega da costa ou do perigo mais prximo: NAVEGAO OCENICA: a navegao ao largo, em alto-mar, normalmente praticada a mais de 50 milhas da costa. NAVEGAO COSTEIRA: como o prprio nome indica, a navegao praticada j mais prximo da costa, em distncias que, normalmente, variam entre 50 e 3 milhas da costa (ou do perigo mais prximo). Pode, tambm, ser definida como a navegao feita vista de terra, na qual o navegante utiliza acidentes naturais ou artificiais (pontas, cabos, ilhas, faris, torres, edificaes, etc.) para determinar a posio do navio no mar. NAVEGAO EM GUAS RESTRITAS: a navegao que se pratica em portos ou suas proximidades, em barras, baas, canais, rios, lagos, proximidades de perigos ou quaisquer outras situaes em que a manobra do navio limitada pela estrita configurao da costa ou da topografia submarina. este, tambm, o tipo de navegao utilizado quando se navega a distncia da costa (ou do perigo mais prximo) menores que 3 milhas. o tipo de navegao que maior preciso exige. O tipo de navegao praticado condiciona a preciso requerida para as posies e o intervalo de tempo entre posies determinadas. Embora no haja limites rgidos, os valores apresentados na Figura 1.2 do uma idia dos requisitos de preciso e da freqncia mnima de determinao de posies para as trs categorias bsicas de navegao. Figura 1.2 Preciso requerida e intervalo de tempo entre posies


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Para conduzir qualquer um dos tipos de navegao, o navegante utiliza-se de um ou mais mtodos para determinar a posio do navio e dirigir seus movimentos. Os principais MTODOS DE NAVEGAO so: NAVEGAO ASTRONMICA: em que o navegante determina sua posio atravs de observaes dos astros. NAVEGAO VISUAL: em que o navegante determina sua posio atravs de observaes visuais (marcaes, alinhamentos, ngulos horizontais ou verticais, etc.) de pontos de terra corretamente identificados e/ou de auxlios navegao de posies determinadas (condio essencial: os pontos de apoio e os auxlios navegao visados devem estar representados na Carta Nutica da regio). NAVEGAO ELETRNICA: em que o navegante determina sua posio atravs de informaes eletrnicas (obtidas de Radar, Radiogonimetro, Omega, Decca, Loran, Satlite etc.). NAVEGAO ESTIMADA: mtodo aproximado de navegao, atravs do qual o navegante executa a previso da posio futura do navio (ou embarcao), partindo de uma posio conhecida e obtendo a nova posio utilizando o rumo, a velocidade e o intervalo de tempo entre as posies.

1.3 A FORMA DA TERRA; A ESFERA TERRESTREPrimeiramente o homem imaginou a Terra como uma superfcie plana, pois era assim que ele via. Com o correr dos tempos, descobriu-se que a Terra era aproximadamente esfrica. Na realidade, a superfcie que a Terra apresenta, com todas as suas irregularidades exteriores, o que se denomina SUPERFCIE TOPOGRFICA DA TERRA e no tem representao matemtica. Tentando contornar o problema da falta de representao matemtica para a superfcie da Terra, concedeu-se o GEIDE, que seria o slido formado pela superfcie do nvel mdio dos mares, supondo-o recobrindo toda a Terra, prolongando-se atravs dos continentes (Figura 1.3). Figura 1.3 Forma da Terra

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O GEIDE, entretanto, ainda no uma superfcie geometricamente definida. Assim, medies geodsicas precisas, realizadas no sculo passado e no incio deste, estabeleceram como a superfcie terica que mais se aproxima da forma real da Terra, a do ELIPSIDE DE REVOLUO, que o slido gerado pela rotao de uma elpse em torno do eixo dos plos (Figura 1.4).

Figura 1.4 Parmetros do Elipside Internacional de Referncia

O ELIPSIDE INTERNACIONAL DE REFERNCIA tem os seguintes parmetros: RAIO EQUATORIAL (SEMI-EIXO MAIOR): a = 6.378.388,00 metros RAIO POLAR (SEMI-EIXO MENOR): b = 6.356.911,52 metros ACHATAMENTO: EXCENTRIDADE: Os parmetros de outros elipsides de referncia podem ser encontrados no Apndice C (Volume II). A diferena deste ELIPSIDE para uma SUPERFCIE ESFRICA , porm, muito pequena e, assim, a ESFERA adotada como SUPERFCIE TERICA DA TERRA nos clculos da navegao astronmica e em muitos outros trabalhos astronmicos.


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1.4 PRINCIPAIS LINHAS, PONTOS E PLANOS DO GLOBO TERRESTREEIXO DA TERRA: a linha em torno da qual a Terra executa o seu movimento de rotao, de Oeste para Leste (o que produz nos outros astros um MOVIMENTO APARENTE de Leste para Oeste). PLOS: so pontos em que o eixo intercepta a superfcie terrestre. O PLO NORTE o que se situa na direo da Estrela Polar (a URSA MINORIS); o PLO SUL o oposto. Figura 1.5 Equador: crculo mximo a meio entre os plos PLANO EQUATORIAL: o plano perpendicular ao eixo de rotao da Terra e que contm o seu centro (Figura 1.5). EQUADOR DA TERRA: o crculo mximo resultante da interseo do plano equatorial com a superfcie terrestre. O equador divide a Terra em dois hemisfricos, o HEMISFRIO NORTE e o HEMISFRIO SUL.

Figura 1.6 Crculo mximo e crculo menor CRCULO MXIMO: a linha que resulta da interseo com a superfcie terrestre de um plano que contenha o CENTRO DA TERRA. CRCULO MENOR: a linha que resulta da interseo com a superfcie terrestre de um plano que no contenha o CENTRO DA TERRA (Figura 1.6).

Figura 1.7 Paralelo ou paralelo de latitude PARALELOS: so crculos menores paralelos ao Equador e, portanto, perpendiculares ao Eixo da Terra. Seus raios so sempre menores que o do Equador (Figura 1.7)

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Entre os paralelos distinguem-se o TRPICO DE CNCER (paralelo de 23,5 de Latitude Norte), o TRPICO DE CAPRICRNIO (paralelo de 23,5 Latitude Sul), o CRCULO POLAR RTICO (paralelo de 66,5 de Latitude Norte) e o CRCULO POLAR ANTRTICO (paralelo de 66,5 de Latitude Sul). Os paralelos materializam a direo E W. MERIDIANOS: so os crculos mximos que contm os plos da Terra (Figura 1.8). Os meridianos marcam a direo N S. Figura 1.8 Meridianos

1.5 A POSIO NA TERRA; SISTEMA DE COORDENADAS GEOGRFICASFigura 1.9 Principais linhas, planos e pontos do globo terrestre: sistema de coordenadas geogrficas LATITUDE DE UM LUGAR (o smbolo a letra grega j): o arco de meridiano compreendido entre o Equador e o paralelo do lugar. Conta-se de 0 a 90 para o Norte e para o Sul do Equador. LONGITUDE DE UM LUGAR: (o smbolo a letra grega l): o arco do Equador, ou o ngulo no Plo, compreendido entre o MERIDIANO DE GREENWICH e o MERIDIANO DO LUGAR. Conta-se de 0 a 180, para Leste ou para Oeste de Greenwich. O MERIDIANO DE GREENWICH, que serve de referncia para contagem das Longitudes, denominado PRIMEIRO MERIDIANO.


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DIFERENA DE LATITUDE ENTRE DOIS LUGARES (smbolo Dj): o arco de meridiano compreendido entre os paralelos que passam por esses lugares. Para se obter a DIFERENA DE LATITUDE entre dois pontos deve-se subtrair ou somar os valores de suas Latitudes, conforme eles sejam, respectivamente, de mesmo nome ou de nomes contrrios. Assim, por exemplo, a DIFERENA DE LATITUDE entre o ponto A, situado sobre o paralelo de 30N, e o ponto B, situado sobre o paralelo de 45N, ser de 15. Ademais, costuma-se indicar, tambm, o SENTIDO da DIFERENA DE LATITUDE. Dessa forma, dir-se-ia que a Dj de A para B de 15N, ao passo que a Dj de B para A seria de 15S. LATITUDE MDIA ENTRE DOIS LUGARES (jm): a Latitude correspondente ao paralelo mdio entre os paralelos que passam pelos dois lugares. Seu valor obtido pela semi-soma ou semi-diferena das Latitudes dos dois lugares, conforme estejam eles no mesmo hemisfrio ou em hemisfrios diferentes (neste caso, ter o mesmo nome que o valor maior). No exemplo anterior, a LATITUDE MDIA entre os pontos A (Latitude 30N) e B 30N + 45N (Latitude 45N) jm = = 37 5N. A LATITUDE MDIA entre o ponto C (Latitude 2 40N + 12N 40N) e o ponto D (Latitude 12S) ser: jm = = 14N 2 DIFERENA DE LONGITUDE ENTRE DOIS LUGARES (Dl): o arco do Equador compreendido entre os meridianos que passam por esses lugares. A obteno de seu valor semelhante da DIFERENA DE LATITUDE. Assim, por exemplo, a DIFERENA DE LONGITUDE entre o ponto E (Longitude 045W) e o ponto F (Longitude 075W) ser de 30W (Dl entre F e E seria de 30E). A DIFERENA DE LONGITUDE entre G (Longitude 015W) e H (Longitude 010E) de 25E.

1.6 DISTNCIAS NA SUPERFCIE DA TERRA; AMILHANUTICA (OU MILHA MARTIMA); LOXODROMIA E ORTODROMIAa. A MILHA NUTICADISTNCIA entre dois pontos na superfcie da Terra a separao espacial entre eles, expressa pelo comprimento da linha que os une. Em navegao as DISTNCIAS so normalmente medidas em MILHAS NUTICAS. MILHA NUTICA (ou MILHA MARTIMA) o comprimento do arco de meridiano que subtende um ngulo de 1 minuto no centro da Terra. Mais resumidamente, pode-se definir a MILHA NUTICA como sendo o comprimento do arco de 1 de Latitude. Contudo, o comprimento do arco de meridiano correspondente a um ngulo de 1 no centro da Terra varia ligeiramente com o lugar, uma vez que a Terra no perfeitamente esfrica. Dado, porm, o interesse de uma unidade de valor constante, fixou-se, por um Acordo Internacional (1929), o valor da milha nutica em 1852 METROS, independentemente da Latitude do lugar. Poderse-ia, ento, definir uma MILHA NUTICA como o comprimento do arco de um minuto de meridiano terrestre e dizer que seu valor de 1852 METROS.

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Devido ao problema das deformaes em Latitude apresentadas nas CARTAS DE MERCATOR (Latitudes Crescidas), as distncias nestas cartas devem ser sempre medidas na escala das Latitudes (1 minuto de Latitude igual a uma milha).

b. ORTODROMIA E LOXODROMIAFigura 1.10 Ortodromia (arco de crculo mximo) ORTODROMIA: qualquer segmento de um crculo mximo da esfera terrestre. , assim, a menor distncia entre dois pontos na superfcie da Terra (Figura 1.10).

NA ESPERA TERRESTRE

NA CARTA DE MERCATOR

LOXODROMIA OU LINHA DE RUMO: a linha que intercepta os vrios meridianos segundo um ngulo constante (Figura 1.11). Embora a menor distncia entre dois pontos na superfcie da Terra seja uma ORTODROMIA, isto , o arco do crculo mximo que passe pelos dois pontos, em navegao quase sempre mais conveniente navegar por uma LOXODROMIA, isto , por uma LINHA DE RUMO, indicada pela Agulha, na qual a direo da proa do navio corte todos os meridianos sob um mesmo ngulo.


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Figura 1.11 Linha de rumo ou loxodromia

NA ESFERA TERRESTRE

NA CARTA DE MERCATOR

1.7 A DIREO NO MAR; RUMOS E MARCAESFigura 1.12 Direes DIREO: , na superfcie da Terra, a linha que liga dois pontos. A Figura 1.12 apresenta as direes CARDEAIS, INTERCARDEAIS ou LATERAIS e COLATERAIS, comumente referidas em navegao (todas as direes mostradas so DIREES VERDADEIRAS, isto , tm como referncia o NORTE VERDADEIRO).

CARDEAIS LATERAIS

N, S, E e W NE, SE, NW e SW

COLATERAIS NNE, ENE, ESSE, SSE, NNW, WNW, WSW e SSW

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Figura 1.13 - Rumo

RUMOS: um navio (ou embarcao) governa seguindo um RUMO, que pode ser definido como o ngulo horizontal entre uma direo de referncia e a direo para a qual aponta a proa do navio ou, o que o mesmo, o ngulo horizontal entre uma direo de referncia e a proa do navio. Os rumos so medidos de 000 a 360, no sentido do movimento dos ponteiros de um relgio, a partir da DIREO DE REFERNCIA (Figura 1.13). As trs DIREES DE REFERNCIA mais utilizadas em navegao so: NORTE VERDADEIRO(ou GEOGRFICO) NORTE MAGNTICO NORTE DA AGULHAFigura 1.14 - Rumos verdadeiro, magntico e da agulha

Assim, conforme a DIREO DE REFERNCIA em relao qual medido, o rumo denomina-se (Figura 1.14): RUMO VERDADEIRO (Rv) RUMO MAGNTICO (Rmg) RUMO DA AGULHA (Rag) Tambm relacionados aos conceitos acima apresentados, podem ser definidos os seguintes elementos: PROA: a direo para a qual o navio est apontando, num determinado instante. Quando se governa em um determinado RUMO, nem sempre se consegue mant-lo rigorosamente constante. Normalmente, por influncia do estado do mar (ondas, vagalhes), vento, erros dos timoneiro, etc., a direo em que se navega varia em torno do rumo desejado. A direo para a qual o navio est apontando, em um determinado instante, , ento, denominada PROA. RUMOS PRTICOS: quando se navega em rios, canais estreitos ou guas confinadas, comum orientar-se por referncias de terra, e no por rumos da agulha. Estas direes, nas quais o navio deve governar para manter-se safo de perigos, so denominadas RUMOS PRTICOS.Navegao costeira, estimada e em guas restritas11


Na realidade, especificamente, o termo RUMO aplica-se direo na qual se navega na superfcie do mar, que, em geral, encontra-se em movimento, pelo efeito da corrente. Assim, surge o conceito de RUMO NO FUNDO, como a direo resultante realmente navegada, desde o ponto de partida at o ponto de chegada num determinado momento. Normalmente, o RUMO NO FUNDO a resultante entre o RUMO NA SUPERFCIE e a CORRENTE, conforme mostrado na Figura 1.15. Figura 1.15 As abreviaturas utilizadas so: RUMO VERDADEIRO: R ou Rv RUMO MAGNTICO: Rmg RUMO DA AGULHA: Rag RUMOS PRTICOS: Rp RUMO NO FUNDO: Rfd A preciso adotada de 0,5; um RUMO deve ser sempre escrito com trs algarismos em sua parte inteira. Exemplos: 045; 072; 180; 347.5; 233.5. MARCAO: o ngulo horizontal entre a linha que une o navio a um outro objeto e uma determinada DIREO DE REFERNCIA, medido a partir da DIREO DE REFERNCIA. Esta DIREO DE REFERNCIA pode ser: NORTE VERDADEIRO (ou GEOGRFICO) NORTE MAGNTICO NORTE DA AGULHA PROA DO NAVIO Conforme a DIREO DE REFERNCIA, a marcao ser denominada: Figura 1.16 Marcao verdadeira MARCAO VERDADEIRA (M ou Mv): ngulo horizontal entre o NORTE VERDADEIRO e a linha que une o navio ao objeto marcado, medido de 000 a 360, no sentido do movimento dos ponteiros de um relgio, a partir do NORTE VERDADEIRO (Figura 1.16). MARCAO MAGNTICA (Mmg): ngulo horizontal entre o NORTE MAGNTICO e a linha que une o navio ao objeto marcado, medida de 000 a 360, no sentido horrio, a partir do NORTE

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MAGNTICO. MARCAO DA AGULHA (Mag): ngulo horizontal entre o NORTE DA AGULHA e a linha que une o navio ao objeto marcado, medido de 000 a 360, no sentido horrio, a partir do NORTE DA AGULHA. Quando a DIREO DE REFERNCIA a PROA DO NAVIO, a marcao pode ser denominada de MARCAO RELATIVA ou MARCAO POLAR. Figura 1.17 MARCAO RELATIVA (Mr): o ngulo horizontal entre a PROA e a linha que une o navio ao objeto marcado, medido de 000 a 360, no sentido horrio, a partir da PROA (Figura 1.17). Ento, teremos Mv = Mr + R (Figura 1.18).

y

= Mr + R

Figura 1.18 Mv = Mr + R Figura 1.19 Marcao polar MARCAO POLAR (Mp): medida a partir da proa para BORESTE (BE) ou para BOMBORDO (BB), de 000 a 180. Recebe sempre uma designao (BE ou BB), tal como mostrado na Figura 1.19.


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Figura 1.20 Um navio no Rv = 045, marca um farol exatamente pelo # de BB a) Qual a Mp ? b) Qual a Mr ? c) Qual a Mv ?

Na figura 1.20, um navio, no RUMO VERDADEIRO Rv = 045, marca um farol exatamente no travs de BB, isto , na MARCAO POLAR, Mp = 090 BB. possvel, ento, obter a MARCAO RELATIVA (M r ) e a MARCAO VERDADEIRA (Mv) do farol: Mr = 270 Mv = Mr + R = 147 Tal como os RUMOS, as MARCAES tambm devem ser sempre escritas com trs algarismos em sua parte inteira. A aproximao: A ser usada de 0.5. Exemplos: M = 082; M = 033.5; M = 147.

1.8 A VELOCIDADE NO MARVELOCIDADE distncia percorrida na unidade de tempo. Em navegao, a unidade de velocidade comumente utilizada o N, que corresponde velocidade de 1 MILHA NUTICA POR HORA. VELOCIDADE NO FUNDO (vel fd) a expresso que designa velocidade ao longo da derrota realmente seguida, em relao ao fundo do mar, desde o ponto de partida at um ponto de chegada. VELOCIDADE DE AVANO (SOA, do ingls SPEED OF ADVANCE) a expresso usada para indicar a velocidade com que se pretende progredir ao longo da derrota planejada. um importante dado de planejamento, com base no qual so calculados os ETA (ESTIMAED TIME OF ARRIVAL ou HORA ESTIMADA DE CHEGADA) e os ETD (ESTIMATED TIME OF DEPARTURE ou HORA ESTIMADA DE PARTIDA) aos diversos pontos e portos da derrota planejada.

1.9 OUTRAS UNIDADES DE MEDIDA UTILIZADAS EM NAVEGAOMEDIDAS DE DISTNCIAS 1 jarda = 3 ps = 0,914 m Na realidade, 1 milha nutica tem 2.025,37 jardas. Entretanto, de modo aproximado, muitas vezes considera-se, em navegao, 1 milha = 2.000 jardas. 1 amarra = 100 braas = 200 jardas = 183 m MEDIDAS DE PROFUNDIDADES 1 m = 3,281 ps = 1,09 jardas = 0,55 braas 1 p = 12 polegadas = 0,3048 m 1 braa = 2 jardas = 6 ps = 1,83 m

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Projees cartogrficas; a Carta Nutica

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PROJEES CARTOGRFICAS; A CARTA NUTICA

2.1 MAPAS E CARTAS; O PROBLEMA DA REPRESENTAO DA TERRA SOBRE UMA SUPERFCIE PLANAEmbora a distino seja um tanto convencional, oportuno iniciar este Captulo estabelecendo a diferena entre os conceitos de mapa e carta: MAPA: a representao do globo terrestre, ou de trechos da sua superfcie, sobre um plano, indicando fronteiras polticas, caractersticas fsicas, localizao de cidades e outras informaes geogrficas, scio-polticas ou econmicas. Os mapas, normalmente, no tm carter tcnico ou cientfico especializado, servindo apenas para fins ilustrativos ou culturais e exibindo suas informaes por meio de cores e smbolos. CARTA: , tambm, uma representao da superfcie terrestre sobre um plano, mas foi especialmente traada para ser usada em navegao ou outra atividade tcnica ou cientfica, servindo no s para ser examinada, mas, principalmente, para que se trabalhe sobre ela na resoluo de problemas grficos, onde os principais elementos sero ngulos e distncias, ou na determinao da posio atravs das coordenadas geogrficas (latitude e longitude). As CARTAS permitem medies precisas de distncias e direes (azimutes). Desta forma, os documentos cartogrficos utilizados em navegao so sempre chamados de Cartas, ou, mais precisamente, Cartas Nuticas.

O PROBLEMA DA REPRESENTAO DA TERRA SOBRE UMA SUPERFCIE PLANAA nica forma rigorosa de representar a superfcie da Terra por meio de globos, nos quais se conservam exatamente as posies relativas de todos os pontos e as dimenses so apresentadas em uma escala nica. Entretanto, os detalhes que a navegao exige obrigariam construo de um globo de propores exageradas (em um globo de 1,28m de dimetro,Navegao costeira, estimada e em guas restritas15

Projees cartogrficas; a Carta Nutica por exemplo, a escala de aproximadamente 1/10.000.000, o que no permite representar detalhes inferiores a 2km). Este inconveniente e mais as dificuldades que se apresentariam para o traado da derrota ou a plotagem de pontos a bordo afastam de cogitaes este sistema. Por isso, interessa representar sobre uma folha de papel (isto , no plano) a totalidade ou uma parte da superfcie terrestre, aproximadamente esfrica. impossvel fazer isto sem deformaes ou distores, pois a superfcie de uma esfera (ou de um elipside) no desenvolvvel no plano. SISTEMAS DE PROJEES CARTOGRFICAS so mtodos utilizados para representar a superfcie de uma esfera (ou de um elipside), no todo ou em parte, sobre uma superfcie plana. O processo consiste em transferir pontos da superfcie da esfera (ou elipside) para um plano, ou para uma superfcie desenvolvvel em um plano, tal como um cilindro ou um cone.

2.2 SELEO DO SISTEMA DE PROJEO: CONDIES DESEJVEIS EM UMA REPRESENTAO DA SUPERFCIE DA TERRA SOBRE UM PLANOSELEO DA PROJEO: a construo de uma carta requer a seleo de um sistema de projeo. Este sistema ser escolhido de maneira que a carta venha a possuir as propriedades que satisfaam s finalidades propostas para sua utilizao. Cada projeo tem caractersticas distintas, que a tornam adequada para determinados usos, embora nenhuma projeo possa atender completamente a todas as condies desejveis. As caractersticas distintas de cada sistema de projeo so mais notveis em cartas que representam grandes reas. medida que a rea representada se reduz, as diferenas entre as vrias projees passam a ser menos conspcuas, at que, nas cartas de escala muito grande, como nas cartas de portos ou outras reas restritas, todas as projees tornam-se praticamente idnticas. O ideal seria construir uma carta que reunisse todas as propriedades, representando uma superfcie rigorosamente semelhante superfcie da Terra. Esta carta deveria possuir as seguintes propriedades: 1. Representao dos ngulos sem deformao e, em decorrncia, manuteno da verdadeira forma das reas a serem representadas (conformidade). 2. Inalterabilidade das dimenses relativas das mesmas (equivalncia). 3. Constncia das relaes entre as distncias dos pontos representados e as distncias dos seus correspondentes na superfcie da Terra (eqidistncia). 4. Representao dos crculos mximos por meio de linhas retas. 5. Representao das loxodromias (linhas de rumo) por linhas retas. 6. Facilidade de obteno das coordenadas geogrficas dos pontos e, vice-versa, da plotagem dos pontos por meio de suas coordenadas geogrficas.

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As propriedades acima relacionadas seriam facilmente conseguidas se a superfcie da Terra fosse plana ou uma superfcie desenvolvvel. Como tal no ocorre, torna-se impossvel a construo da carta-ideal, isto , da carta que rena todas as condies desejveis. A soluo ser, portanto, construir uma carta que, sem possuir todas as condies ideais, possua aquelas que satisfaam determinado objetivo. , pois, necessrio, ao se fixar o sistema de projeo escolhido para representar determinada regio, considerar o fim a que se destina a carta em projeto, para, ento, estabelecer quais as deformaes que podero ser admitidas, quais as que tero de ser anuladas e que propriedades devero ser preservadas. A Cartografia Nutica necessita representar a linha de rumo (loxodromia) como uma linha reta e de modo que essa reta forme com as transformadas dos meridianos um ngulo constante e igual ao seu azimute. Desta forma, o tipo de projeo escolhido dever satisfazer essa exigncia.

2.3 CLASSIFICAO DOS SISTEMAS DE PROJEESAs projees, quanto ao mtodo de construo, classificam-se em: geomtricas, analticas e convencionais. Projees geomtricas se baseiam em princpios geomtricos projetivos. Podem ser subdivididas em: projees perspectivas e pseudo-perspectivas. As projees perspectivas so as obtidas pelas intersees sobre determinada superfcie dos feixes de retas que passam pelos pontos correspondentes da superfcie da Terra e por um ponto fixo, denominado ponto de vista. O ponto de vista sempre considerado como situado sobre a direo da vertical do ponto central da poro da superfcie da Terra que se deseja representar e pode estar disposto a qualquer distncia do centro da Terra, desde o infinito at coincidente com esse prprio centro. Porm, ele geralmente situado em trs posies, surgindo ento uma importante classificao das projees perspectivas (Figura 2.1):Figura 2.1 - Projees perspectivas

a) gnomnica ponto de vista no centro da Terra; b) estereogrfica ponto de vista na superfcie da Terra; c) ortogrfica ponto de vista no infinito. Projees pseudo-perspectivas so projees perspectivas nas quais se recorre a algum artifcio, de maneira a se obter determinada propriedade. Um exemplo desse tipo de projeo a projeo cilndrica equatorial estereogrfica, na qual o ponto de vista no fica fixo, mas vai percorrendo o equador, situando-se sempre no anti- meridiano do ponto a projetar.Navegao costeira, estimada e em guas restritas17

Projees cartogrficas; a Carta Nutica Projees analticas so aquelas que perderam o sentido geomtrico propriamente dito, em conseqncia da introduo de leis matemticas, visando-se conseguir determinadas propriedades. Em virtude das diversas adaptaes que as projees deste grupo podem sofrer quando se deseja obter essa ou aquela propriedade, tal grupo assume grande importncia. Projees convencionais so as que se baseiam em princpios arbitrrios, puramente convencionais, em funo dos quais se estabelecem suas expresses matemticas. Outra importante classificao dos sistemas de projees segundo a superfcie de projeo adotada. Essa superfcie pode ser um plano ou uma superfcie auxiliar desenvolvvel em um plano. Da a classificao em projees planas e projees por desenvolvimento (Figura 2.2).Figura 2.2 -

A projeo ento dita plana, quando a superfcie de projeo um plano. Esse plano poder ser tangente ou secante superfcie da Terra. A projeo plana geralmente chamada azimutal, em virtude de os azimutes em torno do ponto de tangncia serem representados sem deformaes. As projees azimutais so tambm chamadas zenitais. A projeo por desenvolvimento, quando a superfcie de projeo uma superfcie desenvolvvel. De acordo com a natureza dessa superfcie desenvolvvel, as projees desse tipo se classificam em cnicas, cilndricas e polidricas. Includas no grupo das projees cnicas esto as projees policnicas. Nestas, em vez de apenas um cone, a superfcie de projeo adotada compe-se de diversos cones tangentes superfcie da Terra. Os sistemas de projees so tambm classificados de acordo com a situao da superfcie de projeo. Essa classificao feita, no caso das projees planas ou azimutais, de acordo com a posio do plano de projeo e do ponto de tangncia ou plo da projeo; e, no caso das projees por desenvolvimento, segundo a posio do eixo da superfcie cnica ou cilndrica. As projees planas ou azimutais so, ento, classificadas em (Figura 2.3): a. polares ponto de tangncia no plo; eixo da Terra perpendicular ao plano de projeo; b. equatoriais ou meridianas ponto de tangncia no equador; eixo da Terra paralelo ao plano de projeo; plano de projeo paralelo ao plano de um meridiano; c. horizontais ou oblquas ponto de tangncia em um ponto qualquer da superfcie da Terra; eixo da Terra inclinado em relao ao plano de projeo. As projees por desenvolvimento so classificadas em (Figura 2.3):

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Projees cartogrficas; a Carta Nutica Figura 2.3 - Classificao das projees segundo a situao da superfcie de projeo

a. normais eixo do cone paralelo ao eixo da Terra; equatoriais eixo do cilindro paralelo ao eixo da Terra; b. transversas eixo do cone perpendicular ao eixo da Terra; transversas ou meridianas eixo do cilindro perpendicular ao eixo da Terra; c. horizontais ou oblquas eixo do cone ou cilindro inclinado em relao ao eixo da Terra. As projees so, ainda, classificadas segundo as propriedades que conservam, em: eqidistantes, equivalentes, conformes e afilticas. a. As projees eqidistantes so as que no apresentam deformaes lineares, isto , os comprimentos so representados em escala uniforme. A condio de eqidistncia s obtida em determinada direo e, de acordo com essa direo, as projees eqidistantes se subclassificam em eqidistantes meridianas, eqidistantes transversais e eqidistantes azimutais. As projees eqidistantes meridianas so aquelas em que h eqidistncia segundo os meridianos. As projees eqidistantes transversais so as que apresentam eqidistncia segundo os paralelos. As projees eqidistantes azimutais ou eqidistantes ortodrmicas so as que no apresentam distores nos crculos mximos que passam pelo ponto de tangncia. As projees eqidistantes azimutais so sempre projees planas. b. As projees equivalentes so as que no deformam as reas, isto , as reas na carta guardam uma relao constante com as suas correspondentes na superfcie da Terra. c. Projees conformes so as que no deformam os ngulos e, decorrente dessa propriedade, no deformam tambm a forma das pequenas reas. As projees azimutais podem ser consideradas um caso particular das projees conformes, em virtude da propriedade que possuem de no deformarem os ngulos (azimutes) em torno do ponto de tangncia. Porm, nem todas as projees azimutais so conformes em toda extenso.


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Projees cartogrficas; a Carta Nutica d. As projees afilticas so aquelas em que os comprimentos, as reas e os ngulos no so conservados. Entretanto, podem possuir uma ou outra propriedade que justifique sua construo. A projeo gnomnica, por exemplo, apresentando todas as deformaes, possui a excepcional propriedade de representar as ortodromias como retas. Por isto, utilizada em Cartografia Nutica, conforme adiante explicado. Um sumrio das diversas classificaes dos sistemas de projees apresentado na Figura 2.4.

2.4 DESIGNAO DOS SISTEMAS DE PROJEESDe uma maneira geral, as projees so mais conhecidas pelos nomes de seus autores do que, propriamente, pelas designaes de suas propriedades ou de suas classificaes. Isto acontece, principalmente, com as projees analticas e convencionais. , por exemplo, o caso da projeo cilndrica equatorial conforme, mais conhecida como Projeo de Mercator; e da projeo azimutal equivalente, conhecida como Projeo Azimutal de Lambert.Figura 2.4 - Sumrio das classificaes das projees

1. Quanto ao mtodo

geomtricas analticas convencionais gnomnica estereogrfica ortogrfica planas ou azimutais por desenvolvimento

perspectivas pseudo-perspectivas

2. Quanto situao do ponto de vista 3. Quanto superfcie de projeo

Projees 4. Quanto situao da superfcie de projeo

planas ou azimutais

cnicas e policnicas cilndricas polidricas polares equatoriais ou meridianas horizontais ou oblquas normais transversas horizontais ou oblquas equatoriais transversas ou meridianas horizontais ou oblquas meridianas transversais azimutais ou ortodrmicas

cnicas e policnicas

cilndricas

eqidistantes 5. Quanto s propriedades equivalentes conformes afilticas

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Convm, entretanto, se desejarmos estabelecer uma regra para designar os diferentes tipos de projees, especificando suas caractersticas, mencionar seus elementos na seguinte ordem: a. natureza da superfcie de projeo adotada (plano, cilindro ou cone); b. situao da superfcie de projeo em relao superfcie da Terra; e c. classificao da projeo quanto propriedade que conserva. Assim, dir-se-: projeo cnica normal eqidistante meridiana; projeo plana polar gnomnica; projeo cilndrica transversa conforme; etc.

2.5 PROJEES UTILIZADAS EM CARTOGRAFIA NUTICA; A PROJEO DE MERCATOR2.5.1 A PROJEO DE MERCATOR

Conforme j visto, a menor distncia entre dois pontos na superfcie da Terra (considerada esfrica para os fins comuns da navegao) o arco de crculo mximo que os une, ou seja, uma ortodromia. A navegao sobre uma ortodromia, porm, exige constantes mudanas de rumo, pois os arcos de crculo mximo formam ngulos variveis com os meridianos. A utilizao da agulha nutica obriga os navegantes a percorrer, entre dois pontos na superfcie da Terra, no a menor distncia entre eles, mas uma linha que faz um ngulo constante com os sucessivos meridianos, igual ao seu azimute. Esta linha o rumo, a loxodromia ou curva loxodrmica e, tambm conforme mencionado no Captulo anterior, tem, na esfera, a forma de uma espiral que tende para os plos, exceto na caso dos meridianos, paralelos e equador (Figura 2.5).Figura 2.5 - Loxodromia

Desta forma, uma exigncia bsica para utilizao de um sistema de projeo em Cartografia Nutica que represente as loxodromias, ou linhas de rumo, por linhas retas. Essa condio indispensvel atendida pela Projeo de Mercator, nome latino do seu idealizador, Gerhard Krmer, cartgrafo nascido em Flanders, em 1512. Mercator publicou, em 1569, sua Carta Universal (planisfrio), na qual as loxodromias eram representaas por linhas retas.


21


2.5.2 CLASSIFICAO DA PROJEO DE MERCATORA Projeo de Mercator pertence classe das projees por desenvolvimento cilndrico e categoria das projees conformes. Da condio de conformidade, isto , da inexistncia de deformaes angulares, surge a propriedade de manuteno da forma da pequenas figuras. A Projeo de Mercator uma modalidade equatorial das projees cilndricas, isto , o cilindro considerado tangente superfcie da Terra no equador (Figura 2.6 a & b).Figura 2.6 (a) - Projeo cilndrica Figura 2.6 (b) - Cilindro tangente no equador

A Projeo de Mercator classificada, portanto, como uma projeo cilndrica equatorial conforme. CILNDRICA: pois a SUPERFCIE DE PROJEO um cilindro, isto , a SUPERFCIE DA TERRA (ou parte dela) projetada em um cilindro. EQUATORIAL: o CILINDRO tangente superfcie da Terra no EQUADOR. CONFORME: os NGULOS so representados SEM DEFORMAO. Por isto, as formas das pequenas reas se mantm, sendo, assim, a projeo tambm denominada ORTOMORFA. Na realidade, a Projeo de Mercator uma projeo convencional e, portanto, no obedece a um conceito geomtrico definido, embora seja inspirada em uma projeo cilndrica. A figura 2.7 apresenta as diferenas e semelhanas entre a Projeo de Mercator e uma projeo cilndrica gnomnica. Entretanto, para maior facilidade de compreenso, pode-se considerar a Projeo de Mercator como uma projeo cilndrica equatorial conforme.22


Projees cartogrficas; a Carta Nutica Figura 2.7 - Projees cilndricas

MERC

CILNDRICA GNOMNICAA Figura 2.8 ilustra o desenvolvimento da Projeo de Mercator, cujas caractersticas so apresentadas na Figura 2.9.Figura 2.8 - Projeo de Mercator Figura 2.9 - Caractersticas da projeo de Mercator


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2.5.3

VANTAGENS E LIMITAES DA PROJEO DE MERCATOR

a.

VANTAGENS DA PROJEO DE MERCATOR

1. Os meridianos so representados por linhas retas, os paralelos e o equador so representados por um segundo sistema de linhas retas, perpendicular famlia de linhas que representam os meridianos. 2. fcil identificar os pontos cardiais numa Carta de Mercator. 3. fcil plotar um ponto numa Carta de Mercator conhecendo-se suas coordenadas geogrficas (Latitude e Longitude). fcil determinar as coordenadas de qualquer ponto representado numa Carta de Mercator. 4. Os ngulos medidos na superfcie da Terra so representados por ngulos idnticos na carta; assim, direes podem ser medidas diretamente na carta. Na prtica, distncias tambm podem ser medidas diretamente na carta. 5. As LINHAS DE RUMO ou LOXODROMIAS so representadas por linhas retas. 6. Facilidade de construo (construo por meio de elementos retilneos). 7. Existncia de tbuas para o traado do reticulado.

b.

LIMITAES DA PROJEO DE MERCATOR

1. Deformao excessiva nas altas latitudes. 2. Impossibilidade de representao dos plos. 3. Crculos mximos, exceto o equador e os meridianos, no so representados por linhas retas (limitao notvel nas Cartas de Mercator de pequena escala, representando uma grande rea).

2.5.4

LATITUDES CRESCIDAS E MEDIO DE DISTNCIAS NAS CARTAS DE MERCATOR

Quando comparada com o globo, a Projeo de Mercator exibe enormes deformaes de reas nas altas latitudes. O exemplo mais vezes citado o da Groenlndia que, quando apresentada numa Projeo de Mercator, aparece maior que a Amrica do Sul, apesar desta ltima ter rea nove vezes maior (Figura 2.10). A Figura 2.11 ajuda na compreenso desta caracterstica da projeo. Em A mostrase verticalmente um fuso, ou setor, do globo terrestre, com dois crculos desenhados em posies diferentes, para melhor entendimento das deformaes que iro ocorrer. Em B esticaram-se horizontalmente os dois meridianos exteriores de forma a ficarem paralelos.

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Projees cartogrficas; a Carta Nutica Figura 2.10 - Mapa Mundi na projeo de Mercator

Verifica-se a que, em conseqncia, os crculos transformaram-se em elipses, ficando o do Norte mais distorcido que o do Sul. Uma vez que a projeo conforme, ela deve conservar as formas em reas pequenas. Assim, tem-se que esticar agora verticalmente o setor at que as elipses retornem novamente forma circular, o que se apresenta em C.Figura 2.11 - A projeo de Mercator e as latitudes crescidas


25

Projees cartogrficas; a Carta Nutica de notar que, uma vez que a parte Norte do setor foi mais distendida que a Sul, o crculo superior ficou com um dimetro sensivelmente maior que o inferior. Assim, na Projeo de Mercator medida que a latitude cresce os arcos de paralelos vo sendo aumentados numa razo crescente, com os arcos de meridiano sofrendo aumentos na mesma proporo (para que seja mantida a condio de conformidade). Nascem da dois conceitos importantes. O primeiro deles o de latitude crescida. LATITUDE CRESCIDA correspondente a um determinado paralelo o comprimento do arco de meridiano compreendido entre a projeo do paralelo considerado e o equador, tomando-se para unidade de medida o comprimento do arco de 1 minuto do equador (1 minuto de Longitude). Ademais, numa Carta de Mercator a escala das Longitudes constante, mas, como visto, a escala das Latitudes cresce medida que a Latitude aumenta, Assim, a escala da Carta varia na razo da Latitude e, desta forma, as distncias s sero verdadeiras se forem lidas na escala das Latitudes. Este um cuidado fundamental a ser observado na utilizao de uma Carta Nutica na Projeo de Mercator.

2.5.5

UTILIZAO DA PROJEO DE MERCATOR

Do ponto de vista da navegao, a Projeo de Mercator resolveu graficamente os problemas da estima com tal sucesso que sua popularidade inexcedvel e seu emprego incomparvel: a loxodromia representada por uma linha reta, que faz com as transformadas dos meridianos um ngulo constante e igual ao seu azimute. A impossibilidade de representao dos plos e o valor exageradamente crescente das deformaes lineares e superficiais nas altas latitudes, constituem as limitaes mais acentuadas da projeo de Mercator. Ela geralmente limitada pelo paralelo de 60, porque, nesta latitude, as deformaes j se apresentam excessivas. Entretanto, podemos utilizla satisfatoriamente at a latitude de 80, desde que sejam tomadas precaues especiais quanto ao uso da escala das distncias. Alm da Cartografia Nutica, a Projeo de Mercator tambm empregada nas seguintes classes de cartas: cartas-piloto, de fusos horrios, magnticas, geolgicas, celestes, meteorolgicas, aeronuticas e mapas-mundi.

2.5.6

OUTRAS PROJEES USADAS EM CARTOGRAFIA NUTICA

a.

PROJEO GNOMNICA

Conforme anteriormente mencionado, embora a menor distncia entre dois pontos na superfcie da Terra seja o arco de crculo mximo que os une (ortodromia), a navegao normalmente conduzida por uma loxodromia, ou linha de rumo, que faz com os sucessivos meridianos um ngulo constante e igual ao seu azimute. Quando os dois pontos da superfcie da Terra esto prximos, a loxodromia praticamente se confunde com a ortodromia: a diferena de 1 milha para dois pontos afastados de 350 milhas, na latitude de 40.

26



Todavia, quando os dois pontos esto muito afastados, a diferena pode ser da ordem de centenas de milhas: a diferena entre as distncias loxodrmica e ortodrmica de Sidney, na Austrlia, a Valparaso, no Chile, de 748 milhas. Assim, para singraduras muito extensas torna-se imperativa a adoo do caminho mais curto, isto , da derrota ortodrmica, sendo necessrio, para o seu planejamento, dispor de cartas construdas em um sistema de projeo que represente os crculos mximos como linhas retas. Este sistema a projeo plana gnomnica ou, como normalmente denominada, projeo gnomnica.Figura 2.12 - Projeo Gnomnica

A projeo gnomnica utiliza como superfcie de projeo um plano tangente superfcie da Terra, no qual os pontos so projetados geometricamente, a partir do centro da Terra (Figura 2.12). Esta , provavelmente, a mais antiga das projees, acreditando-se que foi desenvolvida por Thales de Mileto, cerca de 600 a.C. A projeo gnomnica apresenta todos os tipos de deformaes. A projeo no eqidistante; a escala s se mantm exata no ponto de tangncia, variando rapidamente medida que se afasta desse ponto. Ademais, a projeo no conforme, nem equivalente. As distores so to grandes que as formas, as distncias e as reas so muito mal representadas, exceto nas proximidades do ponto de tangncia.Figura 2.13 (a) - Carta Gnomnica


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Projees cartogrficas; a Carta Nutica A Figura 2.13a, onde est representado um reticulado da projeo gnomnica, com ponto de tangncia em Recife, ilustra as deformaes apresentadas pela projeo. Podem ser comparadas as diferenas de formas, reas e dimenses entre dois retngulos de 5 de lado, um situado relativamente prximo do ponto de tangncia e outro bem afastado desse ponto.Figura 2.13 (b) - Carta Gnomnica

Entretanto, conforme citado, a projeo gnomnica tem a propriedade nica de representar todos os crculos mximos por linhas retas. Os meridianos aparecem como retas convergindo para o plo mais prximo. Os paralelos, exceto o equador (que um crculo mximo) aparecem como linhas curvas (Figura 2.13b). Alm disso, na projeo gnomnica, como em todas as projees azimutais, os azimutes a partir do ponto de tangncia so representados sem deformaes. Em Cartografia Nutica, a projeo gnomnica , ento, empregada principalmente na construo de Cartas para Navegao Ortodrmica (Figura 2.14), que sero estudadas com detalhe no Captulo 33 (Volume II). Ademais, tambm aplicada em radiogoniometria com estao fixa, aproveitando-se a propriedade da projeo gnomnica de representar sem deformaes os azimutes (marcaes) tomados a partir do ponto de tangncia (que, neste caso, ser a posio da estao radiogoniomtrica). Por outro lado, sabe-se que no possvel representar as regies polares na Projeo de Mercator, devido sua impossibilidade material da representar o plo e por causa das deformaes excessivas apresentadas em Latitudes muito altas. Esta importante lacuna pode ser preenchida pela projeo gnomnica. Na Figura 2.14, por exemplo, se for desejada a derrota ortodrmica do Cabo Orange para o Arquiplago dos Aores, basta traar na carta, construda na projeo gnomnica, uma linha reta conectando os dois locais. Esta linha representa o arco de crculo mximo que passa pelos dois pontos, constituindo, assim, a menor distncia entre eles.

28


Projees cartogrficas; a Carta Nutica Figura 2.14 - Carta para Navegao Ortodrmica


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b.

PROJEO ESTEREOGRFICA

A projeo estereogrfica resulta da projeo geomtrica de pontos da superfcie da Terra sobre um plano tangente, desde um ponto de vista situado na posio oposta ao ponto de tangncia (Figura 2.15). Esta projeo tambm chamada de azimutal ortomorfa.Figura 2.15 - Projeo Estereogrfica Equatorial Figura 2.16 - Mapa do Hemisfrio Ocidental na Projeo Estereogrfica

A escala em uma projeo estereogrfica aumenta com a distncia do ponto de tangncia, porm mais lentamente que em uma projeo gnomnica. Um hemisfrio completo pode ser representado em uma projeo estereogrfica, sem distores excessivas (Figura 2.16). Tal como em outras projees azimutais, os crculos mximos que passam pelo ponto de tangncia aparecem como linhas retas. Todos os demais crculos, incluindo meridianos e paralelos, so representados como crculos ou arcos de crculos. O principal uso da projeo estereogrfica em Cartografia Nutica para construo de cartas das regies polares.

c.

PROJEO ORTOGRFICAProjetando-se geometricamente pontos da superfcie da Terra tendo como ponto de vista o infinito (linhas projetantes paralelas), sobre um plano tangente, tem-se uma projeo ortogrfica (Figura 2.17). Esta projeo no conforme, nem equivalente, nem eqidistante em toda sua extenso. Sua principal aplicao em Cartografia Nutica ocorre no campo da navegao astronmica, onde ela til para apresentar ou para solucionar graficamente o tringulo de posio e para ilustrao de coordenadas astronmicas.

Figura 2.17 - Projeo Ortogrfica Equatorial

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Projees cartogrficas; a Carta Nutica Figura 2.18 - Mapa Ortogrfico do Hemisfrio Ocidental

Se o plano tangente a um ponto do equador, como normalmente ocorre, os paralelos (incluindo o equador) aparecem como linhas retas e os meridianos como elipses, exceto o meridiano que passa pelo ponto de tangncia, que aparece como uma linha

reta, e o que est a 90, que representado por um crculo (Figura 2.18).

d.

PROJEO AZIMUTAL EQIDISTANTE

uma projeo na qual a escala de distncias ao longo de qualquer crculo mximo que passa pelo ponto de tangncia constante. Se o ponto de tangncia est situado em um dos plos, os meridianos aparecem como linhas retas radiais e os paralelos como crculos concntricos, igualmente espaados. Se o plano tangente em qualquer outro ponto, os crculos concntricos representam distncias do ponto de tangncia. Neste caso, meridianos e paralelos aparecem como curvas. A projeo azimutal eqidistante pode ser usada para representar toda a Terra, sendo que, nesta situao, o ponto 180 defasado do ponto de tangncia aparece como o maior dos crculos concntricos. A projeo no conforme, nem equivalente, nem perspectiva. Prximo ao ponto de tangncia as distores so pequenas, porm crescem com a distncia, at que, nas imediaes do lado oposto da Terra, as formas tornam-se irreconhecveis (Figura 2.19a). A projeo azimutal eqidistante til porque combina as trs caractersticas possveis de se encontrar nas projees azimutais: as distncias a partir do ponto de tangncia so representadas sem distores; as direes (azimutes) a partir do ponto de tangncia so representados sem deformaes; e permite representar toda a superfcie da Terra em uma carta.


31

Projees cartogrficas; a Carta NuticaFigura 2.19 (a) - Projeo Azimutal Eqidistante

32



Assim, se um porto ou aeroporto importante for escolhido como ponto de tangncia, o azimute (rumo), a distncia e a derrota deste ponto para qualquer outro ponto na superfcie da Terra so determinados com rapidez e preciso, tal como mostrado nas figuras 2.19 b & c. Se uma estao de comunicaes for escolhida como ponto de tangncia de uma carta na projeo azimutal eqidistante, as trajetrias dos sinais rdios para/da estao tornam-se aparentes. Ademais, pode-se determinar facilmente a direo para a qual deve ser orientada uma antena. A projeo , tambm, usada na construo de cartas polares e do Identificador de Estrelas (Star Finder and Identifier, N 2102 D), que ser estudado posteriormente.Figura 2.19 (b) - Na superfcie da Terra Figura 2.19 (c) - Na Carta Azimutal Eqidistante

e.

PROJEES CNICAS

Uma projeo cnica produzida pela transferncia de pontos da superfcie da Terra para um cone, ou uma srie de cones, que so, ento, desenvolvidos em um plano, para formar a carta. Se o eixo do cone coincide com o eixo da Terra, como ocorre normalmente quando se usam projees cnicas em Cartografia Nutica, os paralelos aparecem como arcos de crculos e os meridianos ou como linhas retas, ou como curvas, convergindo para o plo mais prximo. As deformaes excessivas so evitadas limitando a rea representada na carta parte do cone prxima superfcie da Terra. O paralelo ao longo do qual no h distores denominado paralelo padro. As caractersticas das projees cnicas variam, pelo uso de cones tangentes em vrios paralelos, usando um cone secante ou uma srie de cones. Uma projeo cnica simples utiliza um nico cone tangente superfcie da Terra (Figura 2.20). A altura do cone aumenta medida que a Latitude do paralelo de tangncia diminui. No equador a altura do cone infinita e este torna-se um cilindro. No plo a altura zero e o cone transforma-se em um plano.


33

Projees cartogrficas; a Carta NuticaFigura 2.20 - Projeo Cnica Simples

Quando o cone desenvolvido em um plano para formar uma carta, os meridianos aparecem como linhas retas convergindo para o vrtice do cone. O paralelo padro, no qual o cone tangente Terra, representado por um arco de crculo cujo centro o vrtice do cone (ponto de interseo de todos os meridianos).

Figura 2.21 - Mapa do Hemisfrio Norte na Projeo Cnica Simples

Os outros paralelos aparecem como crculos concntricos, com a distncia ao longo de cada meridiano entre paralelos consecutivos representada em relao correta com a distncia na Terra, sendo, assim, derivada matematicamente. Por isso, a projeo cnica simples no perspectiva (apenas os meridianos so projetados geometricamente). O plo representado por um crculo (Figura 2.21). A escala correta ao longo do paralelo padro e de qualquer meridiano. Todos os outros paralelos so representados com deformaes (comprimentos maiores que o correto), sendo que os erros aumentam medida que aumenta a distncia do paralelo padro. Como a escala no a mesma em todas as direes em torno de cada ponto, a projeo no conforme, sua principal desvantagem para navegao. Alm disso, tambm no equivalente.34


Projees cartogrficas; a Carta Nutica Figura 2.22 (a) - Cone secante com dois paralelos padres

De vez que a escala correta ao longo do paralelo padro e varia uniformemente para cada lado deste paralelo, com distores relativamente pequenas nas regies prximas ao paralelo padro, a projeo cnica simples til para representao de uma rea com grande desenvolvimento em Longitude e comparativamente estreita em Latitude. A projeo foi desenvolvida no Sculo II DC por Cludio Ptolomeu para cartografia de uma rea

Figura 2.22 (b) - Geomtrica Modificada

com estas caractersticas, o Mediterrneo. A Projeo Conforme de Lambert aumenta a faixa de Latitude da projeo cnica simples pelo uso de um cone secante, que intercepta a superfcie da Terra em dois paralelos padres (Figura 2.22 a & b).

Figura 2.23 - Carta na Projeo de Lambert

Ademais, o espaamento entre os paralelos alterado matematicamente, de modo que a distoro ao longo dos paralelos e ao longo dos meridianos seja a mesma, o que torna a projeo conforme (Figura 2.23). Esta projeo, idealizada por Johann Heinrich Lambert no Sculo XVIII, a projeo cnica mais utilizada em navegao, embora seu emprego maior seja em cartas aeronuticas.Navegao costeira, estimada e em guas restritas35

Projees cartogrficas; a Carta Nutica Uma linha reta na Projeo Conforme de Lambert aproxima-se tanto de um crculo mximo que os dois podem ser considerados idnticos para os propsitos de navegao. Marcaes radiogoniomtricas, de sinais rdio que se propagam por crculos mximos, podem ser plotadas nesta projeo sem a correo que necessitam quando so plotadas em uma Carta de Mercator. Esta caracterstica, ganha sem o sacrifcio da conformidade, tornou a Projeo Conforme de Lambert adequada para cartas aeronuticas, pois em navegao area faz-se intenso uso de marcaes-rdio. Em Cartografia Nutica, esta projeo tem sido empregada, em uma forma ligeiramente modificada, em altas latitudes, para cartas polares. A Figura 2.24 compara as trs projees mais utilizadas em Cartografia Nutica.Figura 2.24 -

MERCATOR Paralelos Linhas retas horizontais

LAMBERT Arcos de crculos concntricos

GNOMNICA Curvas (sees de cone) exceto o Equador Linhas retas

Meridianos

Linhas retas verticais, perpendiculares ao Equador Sim Linhas curvas (exceto os Meridianos e o Equador) Linhas retas. ngulo medido com qualquer Meridiano

Linhas retas, raio dos paralelos convergindo para o Plo Sim Linhas aproximadamente retas

Conforme Crculos mximos

No Linhas retas

Linhas de rumo

Linhas curvas

Linhas curvas

Escala de distncias

Varivel -- ser usada a do paralelo mdio Aumenta com a distncia do Equador

Aproximadamente constante

Varivel -- ser medida por bacos impressos nas cartas Aumenta com a distncoa ao centro da projeo

Aumento da escala

Aumenta com a distncia do paralelo central da projeo Navegao Costeira, Estimada e Eletrnica

Usos para o navegante

Navegao em geral -- Costeira e Estimada

Determinao da ortodrmia

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Projees cartogrficas; a Carta Nutica Figura 2.25 - Projeo Policnica

As limitaes em Latitude das outras projees cnicas podem ser essencialmente eliminadas pelo uso de uma srie de cones tangentes, resultando em uma projeo policnica (Figura 2.25). Nesta projeo, que no perspectiva, cada paralelo a base de um cone tangente. Nas bordas da carta, a rea entre paralelos expandida, para eliminar as partes que ficariam sem recobrimento. A escala correta ao longo de qualquer paralelo e ao longo do meridiano central da projeo. Ao longo dos outros meridianos, a escala aumenta com o aumento da diferena de longitude para o meridiano central. Os paralelos aparecem como crculos no concntricos e os meridianos como linhas curvas convergindo para o plo, com a concavidade voltada para o meridiano central.

Figura 2.26 - Mapa na Projeo Policnica

A projeo policnica muito usada em Atlas (Figura 2.26). Entretanto, como no conforme, no costumeiramente utilizada em navegao.


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f.

PROJEO TRANSVERSA DE MERCATORUm caso especial da Projeo de Mercator a Projeo Transversa de Mercator ou projeo cilndrica transversa ortomorfa (conforme), na qual o cilindro tangente superfcie da Terra ao longo de um meridiano. Como a rea de deformao mnima nesta projeo ficar prxima ao meridiano de tangncia, a Projeo transversa de Mercator torna-se til para cartas cobrindo uma grande faixa de Latitudes e uma faixa estreita de Longitudes de cada lado do meridiano de tangncia (Figura 2.27) ou para cartas de regies polares (Figura 2.28). Alm disso, algumas vezes usada em cartas celestes que apresentam a configurao do cu nas vrias estaes do ano. Em uma carta na Projeo Transversa de Mercator, prximo ao meridiano de tangncia uma linha reta aproxima-se muito de um crculo mximo na esfera terrestre. nesta rea que a carta mais til.

Figura 2.27 - Mapa na Projeo Transversa de Mercator

O sistema UTM (Universal TransFigura 2.28 - Projeo Transversa de Mercator versa de Mercator) uma grade quilo(meridiano de tangncia 090E - 090W) mtrica superposta a um reticulado da Projeo Transversa de Mercator, para fins tcnico-cientficos ou militares. O sistema UTM muitas vezes utilizado para construo de Folhas de Bordo e Folhas de Sondagens produzidas em Levantamentos Hidrogrficos e para cartas militares (exemplo: Carta de Bombardeio).

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2.5.7

CARTAS POLARES

As excessivas deformaes nas altas latitudes e a impossibilidade de representao dos plos limitam o uso da Projeo de Mercator para cartografia das regies polares. H necessidade, ento, de selecionar outras projees para representao dessas reas. As principais consideraes para escolha de um sistema de projeo conveniente para navegao polar so: a. CONFORMIDADE desejvel que os ngulos (direes) sejam corretamente representados, de modo que a plotagem possa ser feita diretamente sobre a carta, sem correes complicadas; b. REPRESENTAO DOS CRCULOS MXIMOS como os crculos mximos (ortodromias) so mais teis em altas Latitudes que as linhas de rumo (loxodromias), desejvel que os crculos mximos sejam representados por linhas retas; c. ESCALA CONSTANTE desejvel que se tenha uma escala constante em toda a carta; d. LIMITES DE USO limites amplos de utilizao so desejveis, para reduzir ao mnimo o nmero de projees necessrias. As 3 projees comumente selecionadas para cartas polares so a Transversa de Mercator, a Conforme de Lambert modificada e a projeo polar estereogrfica. So, ainda, utilizadas a projeo gnomnica e a azimutal eqidistante. Prximo ao plo h pouco o que se escolher entre elas, pois a todas so essencialmente conformes e em todas os crculos mximos so praticamente representados por linhas retas. Entretanto, conforme a distncia ao plo aumenta, devem ser consideradas as caractersticas distintas de cada projeo. A Projeo Transversa de Mercator conforme e o tipo de distoro que apresenta familiar a quem est acostumado a usar uma Carta de Mercator. As distncias podem ser medidas da mesma maneira que em uma Carta de Mercator. Assim, na cartografia das regies polares as vantagens da Projeo de Mercator, tais como facilidade de construo e plotagem rpida dos pontos, podem ainda ser aproveitadas pela rotao do cilindro de 90 em azimute, ficando agora tangente em um meridiano, o qual passa a ser o equador fictcio. Nesta projeo, dentro das regies polares, os paralelos so praticamente circunferncias concntricas e os meridianos divergem ligeiramente de linhas retas; os arcos de crculos mximos tambm podem ser considerados linhas retas, desprezando-se o pequeno erro cometido. Um pequeno inconveniente na medida de ngulos pode resultar da curvatura dos meridianos (Figura 2.27). A projeo excelente para uso em uma faixa estreita em torno do meridiano de tangncia e para emprego com sistema automtico de navegao que gera Latitude e Longitude. A Projeo Conforme de Lambert modificada virtualmente conforme em toda sua extenso e as distores de escala mantm-se pequenas quando a carta estende-se at cerca de 25 a 30 do plo. Alm desse limite, as distores crescem rapidamente. Um crculo mximo praticamente uma li-nha reta em qualquer ponto da carta. Distncias e direes podem ser medidas diretamente na carta. A Projeo Conforme de Lambert modificada (ou Projeo de Ney) usa um paralelo muito prximo ao plo como paralelo padro mais alto. Assim, esta projeo cnica com dois paralelos padres vai requerer pouca deformao para representar os paralelos como crculos e eliminar o crculo que representaria o plo.


39

Projees cartogrficas; a Carta Nutica A outra projeo comumente utilizada em cartografia das regies polares a projeo polar estereogrfica, que conforme em toda sua extenso e na qual um crculo mximo difere muito pouco de uma linha reta. A distoro de escala no excessiva para uma distncia considervel do plo, mas maior que na Projeo Conforme de Lambert modificada. A variao de escala pode ser reduzida usando um plano secante, que corte a Terra em um paralelo intermedirio entre o plo e o paralelo mais afastado, de forma que as distores sejam divididas, com a poro dentro deste paralelo padro comprimida e a poro fora dele expandida.

2.6 A CARTA NUTICA; UTILIZAO E INTERPRETAO DE UMA CARTA NUTICA NA PROJEO DE MERCATOR2.6.1 DEFINIO DE CARTAS NUTICAS

So os documentos cartogrficos que resultam de levantamentos de reas ocenicas, mares, baas, rios, canais, lagos, lagoas, ou qualquer outra massa dgua navegvel e que se destinam a servir de base navegao; so geralmente construdas na Projeo de Mercator e representam os acidentes terrestres e submarinos, fornecendo informaes sobre profundidades, perigos navegao (bancos, pedras submersas, cascos soobrados ou qualquer outro obstculo navegao), natureza do fundo, fundeadouros e reas de fundeio, auxlios navegao (faris, faroletes, bias, balizas, luzes de alinhamento, radiofaris, etc.), altitudes e pontos notveis aos navegantes, linha de costa e de contorno das ilhas, elementos de mars, correntes e magnetismo e outras indicaes necessrias segurana da navegao.

2.6.2

PRINCIPAIS ELEMENTOS REPRESENTADOS EM UMA CARTA NUTICA

a.

RETICULADO

Em uma Carta de Mercator, o conjunto dos meridianos e paralelos denominado reticulado. Ao longo dos meridianos extremos da carta est representada a escala de latitudes (onde devem ser sempre medidas as distncias). Ao longo dos paralelos superior e inferior da carta est representada a escala de longitudes.

b.

ESCALA

Como vimos, em uma Carta de Mercator a escala de longitudes constante, enquanto que a escala de latitudes varia, em virtude das latitudes crescidas. Denomina-se, ento, escala natural a escala de latitudes em um determinado paralelo, normalmente o paralelo mdio (Lat mdia) da rea abrangida. Este , de fato, o nico paralelo representado sem deformaes de escala, ou seja, a escala natural, na realidade, somente perfeitamente vlida ao longo deste paralelo.40


Projees cartogrficas; a Carta Nutica A outra projeo comumente utilizada em cartografia das regies polares a projeo polar estereogrfica, que conforme em toda sua extenso e na qual um crculo mximo difere muito pouco de uma linha reta. A distoro de escala no excessiva para uma distncia considervel do plo, mas maior que na Projeo Conforme de Lambert modificada. A variao de escala pode ser reduzida usando um plano secante, que corte a Terra em um paralelo intermedirio entre o plo e o paralelo mais afastado, de forma que as distores sejam divididas, com a poro dentro deste paralelo padro comprimida e a poro fora dele expandida.

2.6 A CARTA NUTICA; UTILIZAO E INTERPRETAO DE UMA CARTA NUTICA NA PROJEO DE MERCATOR2.6.1 DEFINIO DE CARTAS NUTICAS

So os documentos cartogrficos que resultam de levantamentos de reas ocenicas, mares, baas, rios, canais, lagos, lagoas, ou qualquer outra massa dgua navegvel e que se destinam a servir de base navegao; so geralmente construdas na Projeo de Mercator e representam os acidentes terrestres e submarinos, fornecendo informaes sobre profundidades, perigos navegao (bancos, pedras submersas, cascos soobrados ou qualquer outro obstculo navegao), natureza do fundo, fundeadouros e reas de fundeio, auxlios navegao (faris, faroletes, bias, balizas, luzes de alinhamento, radiofaris, etc.), altitudes e pontos notveis aos navegantes, linha de costa e de contorno das ilhas, elementos de mars, correntes e magnetismo e outras indicaes necessrias segurana da navegao.

2.6.2

PRINCIPAIS ELEMENTOS REPRESENTADOS EM UMA CARTA NUTICA

a.

RETICULADO

Em uma Carta de Mercator, o conjunto dos meridianos e paralelos denominado reticulado. Ao longo dos meridianos extremos da carta est representada a escala de latitudes (onde devem ser sempre medidas as distncias). Ao longo dos paralelos superior e inferior da carta est representada a escala de longitudes.

b.

ESCALA

Como vimos, em uma Carta de Mercator a escala de longitudes constante, enquanto que a escala de latitudes varia, em virtude das latitudes crescidas. Denomina-se, ento, escala natural a escala de latitudes em um determinado paralelo, normalmente o paralelo mdio (Lat mdia) da rea abrangida. Este , de fato, o nico paralelo representado sem deformaes de escala, ou seja, a escala natural, na realidade, somente perfeitamente vlida ao longo deste paralelo.40



Escala definida como a relao entre um valor grfico, na Carta, e o valor real correspondente, na superfcie da Terra. A escala de uma carta proporciona uma idia da relao existente entre o trecho da Terra abrangido pela carta e sua representao na mesma. Quanto maior o denominador da escala, menor a escala.

EXEMPLOS1. Com que comprimento grfico seria representada uma distncia de 500 metros em uma carta na escala de 1 : 100.000? 1 mm x mm x= 500 = 5 mm 100 100.000 mm = 100 m 500 m

2. Com que comprimento grfico seria representada a mesma distncia de 500 metros em uma carta na escala de 1 : 25.000? 1 mm x mm x= 500 = 20 mm 25 Outros exemplos sobre escala so mostrados na Figura 2.29.Figura 2.29 - Escala

25.000 mm = 25 m 500 m

E=

Valor grfico na Carta Valor real na Terra

1. Qual o comprimento grfico, em milmetros, correspondente a uma distncia de 2.000 metros, medida na superfcie da Terra, em uma carta na escala de 1:50.000? Carta Terra 1 mm x x= 2.000.000 50.000 2. Quanto mede no terreno, em metros, uma dimenso cujo valor grfico, medido sobre uma carta na escala de 1:25.000, 15 milmetros? Carta 1 mm 15 mm Terra 25.000 mm x 50.000 mm 2.000.000 m = 40 mm

x = 25.000 mm x 15 = 375.000 mm = 375 m


41

Projees cartogrficas; a Carta Nutica Quanto maior a escala de uma carta, mais detalhada pode ser a representao do trecho da Terra por ela abrangido. A escala de uma carta deve ser determinada pelo tipo de navegao pretendido, a natureza da rea a ser coberta e a quantidade de informaes a serem mostradas. Vrias classificaes para escala so empregadas, tais como pequena escala, mdia escala, grande escala e srie costeira contnua. Estas classificaes tm por finalidade indicar o tipo de carta, mais do que a escala real, que poder variar de rea para rea. De uma forma muito genrica, as classificaes pequena escala, mdia escala e grande escala abrangem os seguintes tipos de carta: Pequena escala navegao ocenica (alto-mar) ................... escala menor que 1:1.500.000 Mdia escala travessia (passagem)/aterragem ............... 1:1.500.000 1:750.000 cabotagem ....................................................1:500.000 1:150.000 Grande escala aproximao de portos/guas costeiras restritas ....................................................... 1:150.000 1:50.000 portos/ancoradouros/canais estreitos ....... 1:50.000 e acima Como norma, sempre que uma determinada rea for abrangida por cartas nuticas em escalas diversas, deve-se navegar na carta de maior escala, que apresentar sempre maior grau de detalhe na representao tanto do relevo submarino como da parte emersa. Alm disso, na plotagem de posio do navio na carta, um mesmo erro grfico pode corresponder a desde algumas dezenas de metros, na carta de maior escala, at muitos dcimos de milha, nas cartas de menor escala, o que muito importante, principalmente nas proximidades da costa ou de perigo. De acordo com as escalas, as cartas nuticas publicadas pela DHN so geralmente classificadas em (Figura 2.30):Figura 2.30 - Escalas

CARTAS GERAIS: CARTAS DE GRANDES TRECHOS: CARTAS DE MDIOS TRECHOS:

escala menor que 1:3.000.000 escala entre 1:3.000.000 e 1:1.500.000 escala entre 1:1.500.000 e 1:500.000

CARTAS DE PEQUENOS TRECHOS: escala entre 1:500.000 e 1:150.000 CARTAS PARTICULARES: PLANOS: escala maior que 1:150.000 escala igual ou maior que 1:25.000

As Cartas Nuticas construdas na escala de 1:80.000, ou em escalas maiores, apresentaro, alm das escalas de latitude e de longitude anteriormente mencionadas, escalas lineares (grficas) de distncia, no sistema mtrico, nas bordas (escala quilomtrica).

c.

TTULO DA CARTA NUTICA

O ttulo da Carta Nutica traz informaes importantes, que devem ser lidas com ateno. Os elementos do ttulo so apresentados na seguinte ordem (Figura 2.31):42


Projees cartogrficas; a Carta Nutica Figura 2.31 -


43

Projees cartogrficas; a Carta Nutica 1. rea geogrfica geral e trecho da costa em que se situa a rea representada na Carta. Para efeitos de Cartografia Nutica, a costa do Brasil dividida em: COSTA NORTE: do Cabo Orange ao Cabo Calcanhar. COSTA LESTE: do Cabo Calcanhar ao Cabo Frio. COSTA SUL: do Cabo Frio ao Arroio Chu. Na Figura 2.31 (ttulo da Carta Nutica N 100), a rea geogrfica geral o BRASIL e o trecho da costa representado na carta situa-se na COSTA NORTE. 2. Referncia geogrfica especfica, que consiste na descrio da rea representada na Carta, do norte para o sul. Na figura 2.31: DO CABO ORANGE ILHA DE MARAC. 3. Informaes sobre a data dos Levantamentos Hidrogrficos que deram origem Carta. Este um primeiro dado sobre a confiabilidade e a atualizao da Carta. Dados mais completos constam dos Diagramas de Levantamentos ou Diagramas de Confiabilidade, que sero adiante explicados. Em todo caso, no se deve esquecer que Cartas Nuticas oriundas de levantamentos mais antigos tendem a ser menos precisas, em virtude da menor preciso dos instrumentos e mtodos de posicionamento, de medida das profundidades e de pesquisas de perigos disponveis na poca. Ademais, principalmente em se tratando de portos, baas, barras e esturios de rios, deve-se considerar que Cartas mais antigas podem estar desatualizadas, devido a modificaes no relevo submarino, por causas naturais (assoreamento, eroso, etc.) ou provocadas pelo homem (dragagens, aterros, etc.). 4. Unidade de medida das profundidades, com meno genrica ao datum vertical usado na Carta. Nas nossas Cartas Nuticas as profundidades (sondagens) so representadas em metros, tendo como datum vertical o nvel mdio das baixa-mares de sizgia, plano de referncia que ser explicado com detalhe no Captulo 10, que estuda as mars. 5. Unidade de medida das altitudes e plano de referncia usado como origem. As altitudes, nas nossas Cartas Nuticas, so medidas em metros, tendo como origem o Nvel Mdio do mar. 6. Referncia para Smbolos e Abreviaturas utilizados na Carta Nutica. O ttulo da Carta informa que a Carta N 12.000 INT1 SMBOLOS E ABREVIATURAS (que, na realidade, uma publicao, conforme ser adiante explicado) deve ser utilizada para sua correta interpretrao. 7. Escala Natural e paralelo de referncia. A Escala Natural da Carta Nutica mostrada no ttulo, acompanhada do valor do paralelo de referncia, que normalmente corresponde Latitude Mdia do trecho abrangido pela Carta. Como visto, a escala natural s realmente verdadeira ao longo do paralelo de referncia, que, assim, o nico representado sem deformao na Carta. 8. O nome da projeo usada (Projeo de Mercator em quase todas as nossas Cartas Nuticas).44



9. O datum horizontal usado na Carta. Esta informao torna-se muito importante aps o advento dos sistemas de navegao por satlite, que fornecem posies referidas ao Sistema Geodsico Mundial (WGS). Muitas vezes, especialmente nas cartas de grande escala, para plotar as posies-satlite nas Cartas Nuticas referidas a um datum regional ou local so necessrias correes, que devem ser informadas em nota de precauo inserida na Carta.

d.

NOTAS DE PRECAUO E EXPLANATRIAS

As Cartas Nuticas podem conter notas de precauo ou explanatrias, de preferncia colocadas prximas ao ttulo, abordando assuntos diversos, como reas de navegao ou fundeio proibidos, existncia de mars ou correntes anormais, anomalias magnticas, etc.

e.

INFORMAES SOBRE MARS E CORRENTESFigura 2.33 -

Figura 2.32 -

Tambm podem constar das Cartas Nuticas informaes sobre mars e correntes, tais como as mostradas nas Figuras 2.31, 2.32 e 2.33. Tais informaes so importantes para o planejamento e a conduo da navegao e sero detalhadamente estudadas no Captulo 10.

f.

ROSA DOS VENTOS OU ROSA DE RUMOS

A Carta Nutica apresenta uma ou mais rosas verdadeiras, em lugares particularmente selecionados para o seu uso, a fim de permitir a obteno ou o traado de rumos e marcaes verdadeiros. Alm disso, no interior das rosas de rumos verdadeiros aparecer sempre o valor da declinao magntica, junto com o ano e sua variao anual, sendo representada, tambm, a rosa de rumos magnticos (Figura 2.34).


45

Projees cartogrficas; a Carta NuticaFigura 2.34 - Rosa Verdadeira e Rosa Magntica

g

AUXLIOS NAVEGAO

Os faris, faroletes, radiofaris, luzes de alinhamento, luzes particulares notveis, balizas, bias cegas e luminosas, equipamentos RACON e demais auxlios navegao so representados na Carta Nutica, com simbologia prpria, registrada na Carta N 12.000 INT1 SMBOLOS E ABREVIATURAS. Os detalhes dos faris sero omitidos na seguinte ordem, medida que a escala da carta diminui: informao sobre a guarnio altitude do foco perodo nmero de grupos alcance

h. DEMAIS ELEMENTOS REPRESENTADOS NA PARTE TERRESTRE DA CARTA NUTICAA parte terrestre de uma Carta Nutica representa o contorno da linha de costa (a linha de contorno corresponde preamar), ilhas, curvas de nvel, altitudes, pontos notveis navegao (acidentes naturais e artificiais), toponmia, instalaes porturias (cais, piers, trapiches, enrocamentos, docas, molhes, etc.) e outras informaes de interesse da navegao. importante notar que uma Carta Nutica no uma Carta Topogrfica, cuja finalidade representar, com o mximo rigor de detalhes, uma rea terrestre. Desta forma, s devem ser representados na parte terrestre da Carta Nutica os detalhes que realmente interessam aos navegantes, com o cuidado de que o excesso de informaes topogrficas no oculte ou dificulte a visualizao do que interessa de fato navegao.46



i.

PRINCIPAIS ELEMENTOS REPRESENTADOS NA PARTE MARTIMA (AQUTICA) DE UMA CARTA NUTICA

A parte martima (fluvial ou lacustre) de uma Carta Nutica , obviamente, a mais importante da carta, indicando: profundidades (reduzidas ao Nvel de Reduo); linhas isobatimtricas (ou isobticas); perigos navegao (bancos, recifes, pedras submersas, cascos soobrados, obstrues ou qualquer outro obstculo navegao); estirncio (rea que cobre e descobre com o movimento das mars); natureza do fundo (qualidade do fundo); balizamento (bias, balizas, luzes de alinhamento, sinais de cerrao ou especiais, etc.); barca-farol ou bias lanby (LARGE AUTOMATIC NAVIGATIONAL BUOYS); fundeadouros e reas de fundeio; bias de amarrao; derrotas aconselhadas e esquemas de separao de trfego; reas de arrebentaes; redemoinhos, rebojos, guas descoradas, zonas suspeitas ou de fundo sujo; limites de gelo; anomalias magnticas (declinao anormal) e curvas isognicas; plataformas de explorao/explotao de petrleo; indicaes de correntes; vo livre de pontes ou cabos areos; cabos, dutos e canalizaes submarinas; reas de exerccios; eclusas; milha medida e demais informaes essenciais segurana da navegao.

j.

OUTROS ELEMENTOS REPRESENTADOS NAS CARTAS NUTICASVISTA PANORMICA DA COSTA DA GUIANA FRANCESA

Figura 2.35 - Vista panormica da costa

Mont DArgent Ponto de Vista Lat. Long. 04 051 32 37

Faux Mont DArgent 12 18 N W


47

Projees cartogrficas; a Carta Nutica Outros elementos de interesse ao navegante, tais como vistas panormicas da costa (Figura 2.35), escala logartmica de velocidade (Figura 2.31) e escala de converso de unidades de profundidade (Figura 2.36), tambm podem ser inseridos na Carta Nutica.Figura 2.36 - Tabela de converso de unidades

Nas cartas com escala menor que 1:750.000 e nas cartas onde a apresentao de informaes magnticas dentro das rosas se mostrar impraticvel, devido rpida sucesso de linhas isognicas ou irregularidade da sua configurao, as informaes magnticas so representadas por linhas de igual declinao magntica (curvas isognicas), a intervalos de 1, 2 ou 3. Estas linhas so rotuladas com o valor da declinao e sua variao anual.

l.

DIAGRAMAS DE LEVANTAMENTOS E DIAGRAMAS DE CONFIABILIDADE

I DIAGRAMAS DE LEVANTAMENTOSFigura 2.37 - Diagrama de Levantamentos (simplificado)

Todas as Cartas Nuticas com escala de 1:500.000 e maiores devem conter um Diagrama de Levantamentos, que indique aos navegantes os limites, as datas, as escalas e outras informaes sobre os levantamentos que deram origem carta. Os Diagramas de Levantamentos devero constar das novas Cartas publicadas, sendo acrescentados s Cartas existentes logo que surgir oportunidade. Exemplos de Diagrama de Levantamentos, simplificado ou mais completo, podem ser visualizados nas Figuras 2.37 e 2.38. Os Diagramas de Levantamentos devem ser utilizados na fase de planejamento da derrota, especialmente para planejar passagens atravs de guas desconhecidas pelo navegante. Sua finalidade orientar os navegantes e os que planejam operaes de navegao (inclusive o planejamento de novas rotas e medidas oficiais para estabelecimento de rotas), quanto ao grau de confiana que devam depositar na adequao e preciso das profundidades e posies cartografadas.48


Projees cartogrficas; a Carta Nutica Figura 2.38 - Diagrama de Levantamentos (completo)

II DIAGRAMAS DE CONFIABILIDADESo reservados para casos especiais, quando as rotas de navegao passam atravs de reas inadequadamente pesquisadas e perigosas. Os Diagramas de Confiabilidade fornecem informaes muito detalhadas, que proporcionam uma avaliao da exatido dos levantamentos, bem como indicaes sobre as reas preferveis para a navegao (figura 2.39).Figura 2.39 - Diagrama de Confiabilidade


49


m

SMBOLOS E ABREVIATURAS

Conforme visto, para correta interpretao e utilizao de uma Carta Nutica necessrio dispor da Carta N 12.000 INT1 SMBOLOS E ABREVIATURAS e consultla freqentemente. Algumas sees da referida Carta so apresentadas em anexo a este Captulo.

2.7 RESOLUO GRFICA DE PROBLEMAS TIPO:NOTAS IMPORTANTES1. S se traam na Carta RUMOS e MARCAES VERDADEIROS. 2. Trabalha-se na Carta apenas com lpis, nunca com caneta. a DADAS AS COORDENADAS DE UM PONTO, PLOT-LO NA CARTA EXEMPLO: Plotar na Carta de Instruo (Miniatura da Carta N 52 Arquiplago de Fernando de Noronha) o ponto A, cujas coordenadas so: Lat. 03 51.0' S; Long. 032 30.6W SEQNCIA DE OPERAES: 1. Marcam-se os valores da latitude e longitude nas escalas respectivas (cuja menor diviso, neste caso, de 1 dcimo de minuto). 2. Com a RGUA DE PARALELAS (ou o PARALLEL PLOTTER) traa-se o PARALELO correspondente LATITUDE DO PONTO. 3. Sobre este PARALELO, com o auxlio do COMPASSO DE NAVEGAO, marca-se a LONGITUDE DO PONTO, a partir de um dos MERIDIANOS do RETICULADO da carta. OBS.: Poder-se-ia, tambm, traar primeiro o MERIDIANO correspondente LONGITUDE do PONTO e depois marcar sobre ele, com um compasso, a LATITUDE DO PONTO, a partir de um dos PARALELOS do RETICULADO da carta. Alm disso, poderse-ia, ainda, plotar o ponto A apenas com a rgua de paralelas, traando, com ela, seu paralelo e seu meridiano. O ponto A, ento, estaria na interseo das linhas traadas. PERGUNTAS SOBRE O PONTO A: 1. Qual a profundidade do ponto A? RESPOSTA: 844 metros (lida na Carta) 2. Qual a Latitude Mdia (Lat md) do trecho abrangido pela Carta Nutica N 52? RESPOSTA: Lat1 = 3 47.5 S Lat2 = 3 54.5 S

50

= 7 42.0

Lat md = /2 = 3 51.0' SNavegao costeira, estimada e em guas restritas



51

Projees cartogrficas; a Carta Nutica 3. Qual a Escala Natural da Carta N 52? RESPOSTA: 1:30.000 na Lat. 3 51.0' S (lida no ttulo da Carta). b. DADO UM PONTO NA CARTA, DETERMINAR AS SUAS COORDENADAS EXEMPLO: Determinar, na Carta N 52 reduzida, as coordenadas geogrficas (Latitude e Longitude) do Farol Ilha Rata Lp B 15s 63m 16M (SG). SEQNCIA DE OPERAES: 1. Com o auxlio da RGUA DE PARALELAS (ou do PARALLEL PLOTTER), marcase, sobre o paralelo do ponto em questo, o ponto em que este intercepta o MERIDIANO mais prximo traado no RETICULADO da carta. 2. Ento, com o auxlio do COMPASSO DE NAVEGAO, determinam-se as coordenadas do ponto, nas ESCALAS de LATITUDE e LONGITUDE da carta. OBS.: O problema tambm pode ser resolvido apenas com um COMPASSO DE NAVEGAO, tangenciando-se, a partir do ponto em questo, o MERIDIANO e o PARALELO mais prximos traados no RETICULADO da carta, usando-se as distncias obtidas no compasso para determinar as coordenadas do ponto, nas escalas de latitude e longitude. COORDENADAS DO FAROL ILHA RATA: Lat. 03 48.75' S; Long. 032 23.2' W PERGUNTAS CORRELATAS: 1. Qual a cor da luz emitida pelo Farol Ilha Rata? RESPOSTA: Branca (B) ver Carta N 12.000 INT1 SMBOLOS E ABREVIATURAS (seo IP). 2. Qual o ritmo da luz emitida pelo Farol Ilha Rata? RESPOSTA: Luz de Lampejos (Lp.) ver Carta N 12.000 INT1 SMBOLOS E ABREVIATURAS (seo IP). 3. Qual a altitude do foco e o alcance do Farol Ilha Rata? RESPOSTA: Altitude do foco: 63m Alcance: 16 Milhas Nuticas c. TRAAR UM RUMO A PARTIR DE UM PONTO PLOTADO NA CARTA EXEMPLO: A partir do ponto de coordenadas Lat. 03 50.0' S, Long. 032 28.0' W, traar o Rumo Verdadeiro R = 150. SEQNCIA DE OPERAES 1. Como visto, s se traam na carta RUMOS VERDADEIROS. Ento, transporta-se para o ponto de origem, a partir da ROSA DE RUMOS VERDADEIROS mais prxima, com o auxlio da rgua de paralelas (ou do PARALLEL PLOTTER), a direo 150 e traa-se o rumo.

52



2. PRECAUO: Cuidado para no traar a recproca (neste caso, 330). 3. Sobre a linha traada, rotula-se: R 150 PERGUNTAS CORRELATAS: 1. Qual o valor da Declinao Magntica (Dec mg) e de sua variao anual na rea de Fernando de Noronha? RESPOSTA: Dec mg = 21 25' W (em 1990). Variao anual = 1' E. 2. Este valor da Dec mg significa que o Norte Magntico est a leste ou a oeste do Norte Verdadeiro? RESPOSTA: O Norte Magntico est a Oeste (W) do Norte Verdadeiro. 3. Qual o valor do Rumo Magntico (Rmg) correspondente ao Rumo Verdadeiro R = 150? RESPOSTA: Rmg = 171.5 (lido na Rosa de Rumos Magntico ou obtido pela soma de R com Dec mg). d. DADOS DOIS PONTOS, DETERMINAR O RUMO VERDADEIRO ENTRE ELES EXEMPLO: Determinar o Rumo Verdadeiro entre os pontos de coordenadas: A: Lat. 03 51.0' S; Long. 032 30.6' W B: Lat. 03 50.0' S; Long. 032 28.0' W SEQNCIA DE OPERAES: 1. Inicialmente, plotam-se os dois pontos na carta, conforme j explicado. 2. Em seguida, unem-se os dois pontos com a rgua de paralelas (ou o PARALLEL PLOTTER), com o que fica determinada a direo a ser seguida entre os dois pontos. 3. Movendo adequadamente a rgua de paralelas ao longo da carta, transporta-se a direo determinada para o centro da Rosa de Rumos Verdadeiros mais prxima. 4. L-se, ento, na graduao da Rosa, no sentido correto, o valor do Rumo Verdadeiro. 5. Finalmente, rotula-se o valor do Rumo sobre a linha traada entre os dois pontos, precedido pela abreviatura R; no caso em questo: R068 (Rumo Verdadeiro = 068). PERGUNTAS: 1. Qual seria o Rumo Verdadeiro para navegar do ponto B para o ponto A? RESPOSTA: R = 248 2. Qual a Diferena de Latitude e Diferena de Longitude entre os pontos A e B? RESPOSTA: Diferena de Latitude: 1.0' N Diferena de Longitude: 2.6' E


53

Projees cartogrficas; a Carta Nutica 3. Qual a Nota de Precauo inserida na Carta N 52 sobre as correntes na rea do Arquiplago de Fernando de Noronha? RESPOSTA: A corrente tem a direo W e varia de intensidade entre 0.7 e 1 n. Os navegantes com destino aos fundeadouros que se aproximem ou contornem o arquiplago por E devero dar o necessrio resguardo. e. DADOS DOIS PONTOS, DETERMINAR A DISTNCIA ENTRE ELES EXEMPLO: Determinar a distncia entre os pontos A e B do exemplo anterior. SEQNCIA DE OPERAES: 1. Aps plotar os pontos na carta (se for o caso), deve- se un-los por uma linha reta, com o auxlio da rgua de paralelas. 2. Em seguida, verifica-se a possibilidade de alcan-los com uma nica abertura do compasso de navegao. Neste caso, ajusta-se esta abertura no compasso e faz-se a medida da distncia na escala de latitudes (nunca na escala de longitudes), em torno da latitude mdia entre os dois pontos (ou seja, na altura aproximada dos paralelos dos dois pontos). 3. Caso no seja possvel medir a distncia entre os dois pontos com uma s abertura do compasso, mede-se por somatrio de vrias aberturas, tendo-se o cuidado de usar sempre a escala de latitudes na altura da latitude mdia de cada segmento (Figura 2.40).Figura 2.40 - Medio de distncia em uma Carta de Mercator

4. Aps obter o valor da distncia, registra-se o mesmo sob a linha que une os dois pontos, precedido da abreviatura d. Neste caso, d = 2,8 M. PERGUNTAS: 1. Qual o significado do smbolo constitudo por um ferro tipo almirantado, representado na Baa de Santo Antnio?54



RESPOSTA: Fundeadouro recomendado ver Carta N 12.000 INT1, seo IN. 2. Qual a distncia entre o Farol Fernando de Noronha (Lat. 03 52.48' S, Long. 032 27.70' W) e o Farol Ilha Rata? RESPOSTA: d = 5,85 M. 3. Qual a altura do nvel mdio do mar (MSL: mean sea level) sobre o nvel de reduo das sondagens (NR) na rea da Carta N 52? RESPOSTA: 143 cm (obtida do quadro de INFORMAES SOBRE A MAR, inserido na Carta N 52). f. OBTER O RUMO PARA, A PARTIR DE UM PONTO DADO, PASSAR A UMA DETERMINADA DISTNCIA DE OUTRO PONTO EXEMPLO: Obter o Rumo Verdadeiro (R) para, a partir do ponto de coordenadas

navegação - a ciência e a arte vol. i, ii e iii

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