O contexto planimétrico em Geodesia está relacionado, em geral, com a obtenção das coordenadas planimétricas geodésicas, latitude (φ) e longitude (λ), associadas a um Sistema Geodésico de Referência Terrestre. As determinações de tais coordenadas tiveram origem na Dinamarca, durante o século XVI, por meio dos chamados procedimentos clássicos, conduzidos por medições angulares em estações de referência. Tais estações eram coincidentes com vértices de triângulos inseridos
em polígonos que, encadeados entre si, formavam as chamadas redes ou cadeias de triangulação. A Figura 2 oferece uma visualização das coordenadas geodésicas planimétricas de um ponto P situado na superfície terrestre; nota-se que a figura que representa a forma geométrica da Terra, onde está P’, é um elipsoide de revolução.
Figura 2 – Coordenadas geodésicas planimétricas
Fonte: O autor
No Brasil, os primeiros levantamentos geodésicos planimétricos foram realizados em 1906 pela Comissão da Carta Geral do Brasil (CCGB), através de triangulação, visando à demarcação das fronteiras ao Sul do país (MELLO, 1981).
Entretanto, apenas em 1944 a Rede Planimétrica de Alta Precisão (RPAP), do Sistema Geodésico Brasileiro (SGB), passou a ser estabelecida sistematicamente pelo então Conselho Nacional de Geografia (CNG), precursor do IBGE. A metodologia empregava os procedimentos clássicos de triangulação que perduraram até o ano de 1991, quando foi alterada a plataforma tecnológica de levantamentos geodésicos planimétricos no Brasil.
Embora também fosse realizada a medição de desníveis entre as estações nesses procedimentos clássicos, as altitudes resultantes não possuíam acurácia suficiente para suportar a execução de projetos de engenharia, por isso tais redes eram consideradas apenas como sendo planimétricas.
As coordenadas planimétricas são relacionadas a um Sistema Geodésico de Referência, também denominado Datum Geodésico Horizontal (DGH), composto essencialmente por uma superfície de referência (elipsoide) associada a um conjunto
de pontos que formam uma rede geodésica. Os Sistemas de Referência utilizados inicialmente no Brasil eram não geocêntricos, ou seja, o centro do elipsoide desses referenciais não coincidia com o centro de massa da Terra. Além disso, tratavam-se de referenciais com um único ponto origem.
As primeiras origens escolhidas para a RPAP, ainda na década de 1940, foram estações próximas às cidades de Criciúma e Itararé (RODRIGUEZ, 1977). No início da década de 1960, o vértice de triangulação (VT) Córrego Alegre localizado em Minas Gerais, foi escolhido para a origem planimétrica do SGB (MELLO, 1981).
Posteriormente, com o intuito de unificação de um Sistema de Referência Horizontal para a América do Sul começaram os estudos para a adoção do South American Datum of 1969 (SAD69). Foi escolhido então o VT Chuá, situado nas imediações da cidade de Uberaba-MG, como ponto origem. A denominação SAD 69, só foi consagrada em 1977, com a anuência da comunidade científica internacional (id., ibid).
Devido às características dos equipamentos e técnicas de levantamento geodésicos disponíveis nos primórdios da RPAP, acarretando a necessidade de intervisibilidade entre os pontos, sua evolução tornou-se inviável diante das dificuldades impostas pela natureza, sobretudo no Pantanal Mato-grossense e na floresta amazônica. Para possibilitar a continuidade da implantação da infraestrutura geodésica planimétrica em regiões de difícil acesso, métodos de posicionamento a partir de satélites artificiais foram adotados, em conformidade com o avanço tecnológico. O primeiro a ser utilizado, entre as décadas de 1970 e 1980, foi o sistema Navy Navigation Satellite System (NNSS), conhecido como sistema TRANSIT. Essa tecnologia baseada em rádio navegação foi precursora do sistema GNSS e foi utilizada, predominantemente, na construção da rede geodésica na região Norte do Brasil.
No ano de 1988, foi executado o Projeto Translocação na Amazônia, voltado à compatibilização da metodologia anteriormente praticada (clássica) com o método TRANSIT (GODOY et al, 1991). A partir de 1991, ocorreu a adoção do Global Positioning System (GPS) nos levantamentos geodésicos planimétricos no Brasil.
Evidentemente, com a inserção do GPS os levantamentos geodésicos passaram a ser mais rápidos, precisos e menos onerosos do que os levantamentos advindos do sistema TRANSIT e das tecnologias clássicas. As estações geodésicas estabelecidas com o uso de GPS nos anos 1990 deram origem à chamada rede nacional GPS que,
embora disponibilizasse coordenadas tridimensionais, ainda era considerada rede planimétrica, pois as altitudes fornecidas não atendiam, e até os dias atuais não atendem inteiramente, à grande parte das aplicações requeridas nas execuções de projetos de engenharia.
As vantagens em termos de produtividade e qualidade na obtenção de coordenadas, juntamente com a diversidade de aplicações possíveis com o GPS impulsionou o estabelecimento de redes estaduais na maior parte dos estados brasileiros, mediante parcerias entre instituições de ensino e pesquisa e o IBGE.
Essas redes estaduais resultaram num importante adensamento da rede nacional GPS (SILVA et al. 2008). Atualmente, essa infraestrutura geodésica é denominada não mais de rede planimétrica, mas de rede planialtimétrica, pois possibilita a implantação de projetos considerando a altitude geométrica referente ao elipsoide.
Em paralelo à densificação da rede nacional GPS, aportou no cenário brasileiro uma concepção que ampliaria sobremaneira os horizontes do SGB, o conceito de rede geodésica ativa. A principal característica de uma estação ativa consiste num receptor GNSS rastreando satélites continuamente, de forma a determinar as coordenadas de um ponto geodésico. Tais estações possuem coordenadas altamente precisas associas ao Referencial Planimétrico do SGB e os dados obtidos por esses equipamentos são disponibilizados aos usuários para fins de posicionamento geodésico. Em contrapartida, as demais estações do SGB, antigas e novas, sem a presença de instrumental agregado, passaram a receber a denominação de estações passivas. As redes ativas são adotadas na maioria dos países, destacando-se as iniciativas dos Estados Unidos, Canadá, Japão, Austrália, Dinamarca, França, Grécia, Suíça, Suécia, Polônia e Noruega (PEREIRA, 2003).
A rede ativa brasileira é representada pela Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo dos Sistemas GNSS (RBMC). A RBMC, mantida pelo IBGE e mostrada através da Figura 3, é a principal infraestrutura geodésica ativa do país. Iniciou 2018 com 138 estações, sendo que dessas, 104 possibilitam correções de coordenadas em tempo real. Outras instituições vêm disponibilizando as respectivas redes ativas ao IBGE, com destaque ao Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária (INCRA) e ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). A Figura 3 apresenta a distribuição das estações da RBMC.
Figura 3 – RBMC
Fonte: Adaptado de IBGE, 2017
Os resultados advindos do GPS, vinculados a um referencial geocêntrico e aliados ao desejável monitoramento de diversos fenômenos dinâmicos em âmbito global, tornaram indispensável o estabelecimento de referenciais mais precisos.
Assim, em 1988, a comunidade científica criou o International Earth Rotation Service (IERS), hoje denominado International Earth Rotation and Reference Systems Service, que estabeleceu um sistema de referência terrestre denominado International Terrestrial Reference System (ITRS), cuja materialização é realizada por meio do International Terrestrial Reference Frame (ITRF) (BLITZKOW, 2007).
A primeira realização do ITRS ocorreu em 1989 e foi denominada ITRF88, a mais atual realização é o ITRF2014. De acordo com Costa (2000), os dados do ITRF estão acessíveis à comunidade usuária desde 1994, por meio do International GPS Service (IGS), atual International GNSS Service. A partir do ITRS foram sendo
realizadas densificações desse sistema em vários continentes, tais como: o European Reference Frame (EUREF), o North American Datum (NAD-83) e o Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas (SIRGAS2000).
O projeto SIRGAS foi iniciado no ano de 1993 para a definição de um Sistema de Referência Geocêntrico para a América do Sul como uma densificação continental do ITRF. A primeira realização do SIRGAS (SIRGAS95) refere-se ao ITRF94 e foi composta por 58 estações na América do Sul. No ano de 2000 uma nova realização foi disponibilizada contando com dados da América do Sul e de países do Caribe, América Central e do Norte. A sigla inicial SIRGAS passou a se referir ao Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas. A segunda realização foi denominada de SIRGAS2000 e contou com 184 estações GPS com coordenadas referidas ao ITRF2000 na época 2000,4, sendo 21 localizadas em território brasileiro. A terceira e última realização do SIRGAS é traduzida por um conjunto de estações GNSS ativas na América Latina, denominada de Rede SIRGAS de Operação Contínua (SIRGAS-CON). A Rede SIRGAS-CON conta atualmente com uma infraestrutura de cerca de 400 estações ativas abarcando mais de 50 instituições colaboradoras (SIRGAS, 2015). No Brasil, participam da rede SIRGAS-CON todas as estações pertencentes à RBMC.
Nesses últimos anos o SIRGAS vem se consagrando enquanto referência científica e posicional, consolidando aplicações inerentes ao GNSS e sendo a realização do ITRF nas Américas do Sul e Central. Diferentemente do SAD69, que era materializado por apenas um ponto, o SIRGAS é materializado por uma rede de pontos de abrangência continental, que são continuamente monitorados com o intuito de se considerar as derivas e deformações das placas tectônicas americanas ao longo do tempo (SIRGAS, 2015).
Embora a tecnologia atual concernente ao GNSS garanta coordenadas tridimensionais com excelente precisão, possibilitando inclusive a recente designação de rede planialtimétrica, os resultados altimétricos disponibilizados pela RBMC ainda não consideram os aspectos físicos requeridos em uma boa parte das aplicações geodésicas.