EFEITO DA VELOCIDADE E DO TRÁFEGO NO RUÍDO GERADO NA INTERFACE PNEU-PAVIMENTO

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1 EFEITO DA VELOCIDADE E DO TRÁFEGO NO RUÍDO GERADO NA INTERFACE PNEU-PAVIMENTO Fernando Silva Albuquerque Manoel Fernando Freire Cabral Osvaldo de Freitas Neto Diogo Nascimento Oliveira Lívia Melanie de Santana Rodrigues Anne Karoline Carvalho Vieira Gessyca Menezes Costa Universidade Federal de Sergipe Departamento de Engenharia Civil Tatiana Máximo Almeida Albuquerque Instituto Federal de Sergipe Coordenadoria de Engenharia Civil RESUMO O ruído do tráfego influencia negativamente a sociedade, podendo causar problemas relativos à saúde física e mental nos indivíduos. A principal parcela de ruído gerado pelo tráfego, quando os veículos trafegam em velocidades acima de 40 km/h, é na interface pneu-pavimento. Neste trabalho o ruído foi medido pelo Método Closed-Proximity CPX, baseado na ISO , que avalia a interface pneu-pavimento. Estas medições foram realizadas para um veículo trafegando em diferentes velocidades em pavimento asfáltico convencional e com asfalto borracha na cidade de Aracaju-SE. Utilizando-se medições de ruído lateralmente às vias pelo Método Controlled Pass-By CPB (ISO 362-2) e aplicando-se metodologia da FHWA (Federal Highway Administration), foi avaliada a propagação do ruído nas imediações das vias, obtendo-se o nível de pressão sonora equivalente horário (NPS (h) ) derivado do fluxo de tráfego. O maior nível de pressão sonora registrado na interface pneu-pavimento foi de 93,7 db(a) no asfalto borracha. À medida que se aumentou a velocidade de tráfego, mais elevado foi o nível de pressão sonora registrado. Quanto ao NPS (h), para algumas configurações estudadas de velocidade e volume horário de tráfego, o nível de pressão sonora superou o limite estabelecido pela FHWA (67 db(a)), alertando para a adoção de soluções de redução de ruído para estas áreas residenciais. Medidas técnicas sugeridas neste trabalho para urbanização, engenharia de transportes e pavimentação poderiam atenuar o ruído em aproximadamente 10 db(a). ABSTRACT Traffic noise negatively influences the society, and may cause problems related to physical and mental health in people. The greatest noise generated by traffic, when vehicles run at speeds above 40 km/h, is on the tire/pavement interface. In this paper the noise level was measured by the close-proximity method (CPX) based on ISO , which evaluates the tire/pavement interface. These measurements were performed for a vehicle running at different speeds on the hot mix asphalt and asphalt rubber wearing courses in the Aracaju-SE city (Brazil). Using noise measurements by controlled pass-by method CPB (ISO 362-2), and applying the FHWA (Federal Highway Administration) methodology, the propagation of this noise was evaluated alongside of the roads, computing the equivalent noise level (NPS (h) ), from the traffic flow. The maximum sound level recorded at the tire/pavement interface was 93.7 db(a), on the asphalt rubber wearing course. As the traffic speed increases, the higher the noise level was recorded. About the NPS (h), for some configurations studied for speed and traffic volume, the noise level exceeded the limit established by FHWA (67 db(a)) on residential areas, and noise mitigation must be considered. Technical measures suggested in this work to urbanization, transport engineering and pavement could attenuate the noise by approximately 10 db(a). 1. INTRODUÇÃO O ruído de tráfego é fator que recebe cada vez mais atenção em grandes centros urbanos. Dentre as suas fontes geradoras, Hanson e James (2004) indicam que a interface pneupavimento é a principal para veículos de passeio trafegando em velocidades superiores a 40 km/h.

2 Mesmo em amplitudes mais moderadas (abaixo de 70 db(a)), o ruído pode causar interferência na fala, distúrbios de sono e irritação (BERNHARD; WAYSON, 2004). Acima deste valor (igual ou superior a 75 db(a)), o limiar para início de perda de audição é atingido, onde valores superiores aumentam também o risco de infarto, derrame cerebral, infecções, hipertensão arterial e outras patologias (CONCHA-BARRIENTOS; CAMPBELL- LENDRUM; STEENLAND, 2004). Ainda não é a maior preocupação de projetistas brasileiros conceberem ambientes urbanos preparados para a redução de ruído proveniente do tráfego. Contudo, formas de mitigação desta fonte de poluição são estudadas internacionalmente. Barreiras acústicas já foram bastante empregadas (HANSON; JAMES, 2004), contudo representam impacto visual negativo e alteram as correntes de ar nos locais de aplicação. Recentemente surgiu como alternativa o uso de camadas de desgaste para revestimentos, com características específicas, que proporcionam um melhor desempenho em relação aos níveis sonoros (SANDBERG; EJSMONT, 2002). O NPS gerado na interface pneu-pavimento é a única fonte sonora controlada pela engenharia de pavimentos. Esta variável depende de várias características do revestimento, como textura superficial, índice de vazios e rigidez. Revestimentos asfálticos diferentes, a depender destas características físicas, podem promover redução de 5 a 10 db no nível de pressão sonora (HANSON; JAMES, 2004), recebendo o nome de pavimentos silenciosos. Para Sandberg e Ejsmont (2002), um pavimento silencioso é aquele capaz de, na interação pneu-pavimento, reduzir o ruído do veículo em pelo menos 3 db(a) em relação ao gerado em um pavimento comum ou convencional. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo apresentar um estudo realizado em bairros residenciais da cidade de Aracaju-SE com grande densidade demográfica, para avaliar o ruído gerado na interface pneu-pavimento pelo tráfego local de veículos leves e apresentar as suas possíveis consequências à população. Também são sugeridas medidas de engenharia que podem reduzir estes transtornos nos ambientes urbanos estudados. 2. CONCEITOS DE SOM E RUÍDO A faixa de frequência sonora perceptível a audição humana está limitada entre 20 Hz e 20 KHz (NEPOMUCENO, 1977; GERGES, 2000). Para quantificar-se o som é necessária a medição de pressão sonora. Esta é a variação média de pressão em um determinado meio (causada pelas vibrações sonoras) relacionada à pressão atmosférica. Ela é quantificada em uma escala logarítmica denominada decibel, resultando no que se chama de Nível de Pressão Sonora (NPS) (ISO, 2009). Muitas vezes a sensação auditiva é considerada desagradável, sendo referida como ruído (FHWA, 1980). Este é originado de forma semelhante ao som, porém se distingue deste último por seus níveis variarem de maneira aleatória no tempo (ALMEIDA; CAMPOS; MINITI, 1982). Contudo, como o ruído é interpretado subjetivamente, logo uma mesma sensação auditiva pode ter conotação diferente para cada ser humano (ALMEIDA e TOLEDO, 1989). Os níveis de pressão sonora são atualmente relacionados a frequência através de três curvas de ponderação (A, B e C). A mais utilizada por se adequar melhor às intensidades

3 perceptíveis pelo ouvido humano, principalmente na avaliação do ruído, é a curva de ponderação A, sendo o valor expresso em db(a) (Irwn, 1979, apud Bernhard e Wayson, 2004). Com relação à sensação auditiva percebida pelo ser humano gerada pelo tráfego de veículos, em geral pode-se afirmar que esta é entendida como ruído, portanto indesejável. No Brasil, segundo a NBR (ABNT, 2000), o nível de pressão sonora ponderado pela curva A db(a) em ambientes residenciais deve ser limitado em 45 db(a). Valores superiores a este podem causar perturbações e problemas à saúde humana. Nos Estados Unidos, a FHWA (Federal Highway Administration) publicou os padrões de ruído para projetos rodoviários. É estabelecido que quando os níveis de pressão sonora produzidos pelo tráfego se aproximarem ou excederem 67 db(a) no entorno de áreas residenciais, soluções para redução de ruído devem ser adotadas (FHWA, 2000) GERAÇÃO DO RUÍDO NA INTERFACE PNEU-PAVIMENTO Entre os mecanismos de geração de ruído na interface pneu-pavimento, a velocidade de tráfego talvez seja o principal. Quanto maior a velocidade imprimida por um veículo de passeio trafegando sobre mesmas condições de superfície de rolamento e de pneu, maior é o NPS gerado, sendo que a partir de 40 km/h a interface pneu-pavimento se configura como a principal contribuinte entre as fontes de ruído (HANSON; JAMES, 2004). Além da velocidade, existem muitas características na superfície do pavimento que se acredita que influenciam na emissão do ruído de tráfego. Dentre as características do pavimento, cada uma com sua relevância e influência na geração ou redução do ruído, podem ser destacadas a textura superficial, índice de vazios, espessura, adesão pneu-pavimento e rigidez do revestimento (RAITANEN, 2005). Segundo Rasmussen, Bernhard e Sandberg (2007), a textura superficial é o principal fator responsável pela variabilidade no nível de pressão sonora em um pavimento, seguido dos vazios e rigidez. A textura superficial do pavimento deve condicionar características que dizem respeito ao conforto e a segurança dos seus usuários. A avaliação da textura é dividida em quatro escalas segundo sua faixa de comprimento (l): microtextura (l < 0,5 mm), macrotextura (0,5 mm l < 50 mm), megatextura (50 mm l < 500 mm) e irregularidade (0,5 m l < 50 m) (BERNUCCI et al., 2006). A microtextura é a rugosidade ou aspereza da superfície individual dos agregados que compõem o revestimento. A macrotextura está relacionada ao tamanho do agregado, pelos espaços vazios existentes no revestimento e pela forma geométrica de cada agregado. A megatextura é relacionada a buracos em fase acentuada de degradação, ondulações e desníveis na pista, e tem efeitos prejudiciais quanto ao ruído (SANTOS, 2007). A irregularidade de um pavimento é conceituada como o desvio da superfície da rodovia com relação a um plano de referência, que afeta a dinâmica dos veículos, a qualidade de rolamento e as cargas dinâmicas sobre a via (DNER, 1994; ALBUQUERQUE e NÚÑEZ, 2011).

4 As faixas de comprimento de macro e megatextura são os principais geradores de ruído na interface pneu-pavimento. A microtextura e irregularidade são caracterizadas por pouco influenciarem na geração de ruído (SANDBERG et al., 1987, apud FEHRL, 2006). Contudo, é possível afirmar que a parcela de NPS derivada da aderência entre pneu-pavimento deve ser maior para o veículo trafegando em baixas velocidades, sob ampla ação dos efeitos da microtextura. Ainda, a irregularidade também é influenciada pelos defeitos de maiores dimensões do pavimento (ALBUQUERQUE e NÚÑEZ, 2011). Em baixas velocidades, os impactos absorvidos pelo pneu devido ao pavimento irregular também são responsáveis por grandes parcelas do NPS produzidos. Quanto ao índice de vazios, pavimentos porosos, com vazios de 15% ou superiores, são capazes de absorver mais o som que os revestimentos tradicionais com 4 a 8% de vazios. Isto deve-se à capacidade de transformar energia sonora em energia térmica nos poros do material. O coeficiente de absorção depende principalmente da frequência e do ângulo de incidência das ondas sonoras na pista (HANSON; JAMES, 2004). A rigidez também contribui no ruído na interface pneu-pavimento, porém em uma menor proporção. O que entende-se é que quanto mais elástico for o material do revestimento, maior será sua capacidade de atenuar o nível de pressão sonora, pois será capaz de absorver mais impactos (RASMUSSEN; BERNHARD; SANDBERG, 2007). 3. AVALIAÇÕES REALIZADAS Neste trabalho, a medição de ruído foi realizada na interface pneu-pavimento, como forma de obter a parcela de contribuição de ruído que o veículo proporciona quando em movimento, a várias velocidades diferentes. Em complemento, foi feito estudo para avaliar o nível de pressão sonora que se propaga da fonte geradora até as edificações do entorno. Na sequência são apresentados os métodos de avaliação realizados e uma descrição da área de estudo Medição de Ruído na Interface Pneu-pavimento O ruído foi determinado em levantamento pelo Método da Proximidade Imediata (Close- Proximity CPX). Este método é normatizado pela ISO (ISO 1997), e consiste em medir o nível de pressão sonora gerado na interface pneu-pavimento. Na Figura 1 é apresentado o equipamento desenvolvido na pesquisa para a obtenção do nível de pressão sonora na interface pneu-pavimento. Este equipamento é dotado de um sistema de aquisição de dados completo, instalado no interior do veículo. Este sistema de aquisição de dados para análise do nível de pressão sonora e espectro de frequência é constituído por 02 microfones condensadores de medição de ½ (modelo ECM 8000 da Behringer), sendo um frontal e outro traseiro relativamente ao eixo do pneu, acoplados a um dispositivo instalado na roda do veículo teste. Também foram utilizados placa de áudio e software de análise (Realtime Analyzer parte do banco de softwares do Acoustic Analyzing System 5E). Foi efetuada a análise em tempo real das frequências e nível de pressão sonora com medidas em decibéis ponderadas pela curva A. Obteve-se uma média aritmética dos resultados dos três primeiros segundos, a cada velocidade, para construção dos gráficos.

5 Mic. Traseiro Mic. Frontal Figura 1: Método CPX para levantamento de ruído pneu-pavimento. Foram realizadas medições com velocidades de 40 km/h, 60 km/h e 80 km/h para cada tipo de revestimento analisado. Para cada revestimento foi efetuada regressão linear a fim de obter linhas de tendência que representam o desenvolvimento do nível de pressão sonora em relação ao aumento da velocidade. Também foram obtidos gráficos para análise da influência da textura do pavimento no nível de pressão sonora, em velocidades específicas Efeito do Ruído no Entorno de Vias O ruído medido no pavimento pelo método CPX foi o diretamente produzido na interface pneu-pavimento, e causado por apenas um veículo. Para ser possível a avaliação da propagação do ruído nas imediações (residências ou ambientes de trabalho) da via, e para ter o conhecimento do efeito de todo o fluxo de tráfego na hora de pico diária, foi necessário utilizar um método preconizado pela FHWA (1998). O modelo utilizado pela FHWA (1998) para prever o nível de pressão sonora ao lado de uma via, originado por uma fonte sonora deslocando-se em linha (veículo) é: d 1 NPS2 = NPS log d2 em que: NPS 2 = Nível de pressão sonora estimada no ponto 2, em db(a). NPS 1 = Nível de pressão sonora detectada no ponto 1, em db(a). d2 = Distância do ponto 2 à fonte sonora (m) (Figura 2). d1 = Distância do ponto 1 à fonte sonora (m) (Figura 2). α 1+α (Eq. 1) = Fator de absorção sonora da cobertura do solo entre a via e o receptor. Este valor é empírico. Para o caso de poucas obstruções laterais e cobertura de solo impermeabilizada assume-se o valor de 0 e para cobertura permeável 0,5. Para validar os resultados obtidos da Equação 01, foram realizadas medições de nível de pressão sonora em um ponto localizado a 15 metros do eixo da pista quando na passagem do veículo teste em um trecho de 20 metros (Figura 2). Este teste é o Controled Pass-By (CPB), normatizado pela ISO (ISO, 2009), porém com adaptação (distância normatizada do microfone ao eixo da pista é de 7,5m e a utilizada de 15m). Neste método o automóvel

6 (veículo teste) e suas velocidades (40, 60 e 80 km/h) podem ser controlados para a medida do NPS em condições estabelecidas neste trabalho. Pista Ponto 1 15 m 20 m Ponto 2 Microfone Figura 2: Método CPB para levantamento de ruído em ponto lateral da via. Os danos à audição de um indivíduo dependem não só do nível de pressão sonora, mas também de sua duração. Conhecendo-se os valores de NPS 2 a 15 m do eixo da via (para a passagem de um único veículo), é possível também determinar o nível de pressão sonora equivalente neste mesmo ponto que um fluxo de tráfego variável pode ocasionar em um determinado período. O nível de pressão sonora equivalente é uma média energética temporal e independe das características aleatórias do ruído de tráfego, dependendo, portanto, da média dos valores máximos de nível de pressão sonora de uma determinada categoria de veículo (valor medido no método CPB), da quantidade de vezes que ele se repete em um determinado período de tempo (de acordo com o fluxo de veículo passando em um trecho de 20 metros) e das atenuações que existem no ambiente (especialmente da cobertura do solo, das barreiras verticais e da distância da fonte emissora) (BISTAFA, 2006). A FHWA (1998) também desenvolveu um modelo que torna possível definir o nível de pressão sonora equivalente horário. Este modelo foi desenvolvido levando-se em consideração o conhecimento do nível de pressão sonora a 15 metros do eixo da via (estimado pela Eq. 2 e medido pelo método CPB), daí a utilização da relação 15 sobre a distância (d a ) do ponto a ser analisado na Equação 2. NPS N V T 15 da 1+ α ( h) = NPS log( ) + 10 log + Acomb 13 (Eq. 2) em que: NPS (h) = Nível de pressão sonora equivalente horário do tipo de veículo, em db(a). N = Volume de veículos do tipo, no intervalo de T = 1 hora. V = Velocidade média do tipo de veículo, em km/h. T = Tempo para o qual se deseja calcular o nível de pressão sonora, em horas. d a = Distância (perpendicular ao eixo da pista) até o ponto a ser analisado (m). A comb = É o efeito combinado de diferentes formas de atenuação (db(a)). Caso seja uma área livre (sem barreiras) e solo impermeabilizado, este já está computado pelo fator de absorção (MESTRE; WOOTEN, 1980).

7 Os fatores A comb (Eq. 2) e α (Eq. 1) utilizados nos dois modelos anteriores foram nulos, já que as condições estudadas consistiam em poucas obstruções laterais e solo impermeabilizado, havendo baixíssima atenuação do NPS. Estas também representam as condições mais severas para análise. Como a única avaliação de ruído foi para um veículo automotivo de passeio, então o NPS (h) foi avaliado comparativamente apenas para o fluxo de tráfego composto deste tipo de veículo. Vários fluxos de tráfego horários (quantidade de veículos que passa por uma determinada seção da via em uma hora) de veículos de passeio foram avaliados, quais sejam: 200, 800, 1400, 2000, 2600 e 3200 veíc/h (veículos por hora), sendo este último a capacidade máxima de uma via de pista simples (DNIT, 2006) Área de Estudo Os testes nos revestimentos asfálticos foram efetuados de acordo com a disponibilidade na cidade de Aracaju-SE. Foram escolhidos pavimentos, localizados em áreas residenciais, dos tipos: asfalto borracha e concreto asfáltico convencional (CAUQ Concreto Asfáltico Usinado à Quente). O segmento 01, com revestimento composto de concreto asfáltico com ligante modificado com borracha de pneu, situa-se em área da cidade onde as especificações da pavimentação tiveram que atender à concepção ecológica prevista no projeto urbanístico (Figura 3). Esta área já tem considerável densidade de edificações residenciais. 15 m 8,50 m Cobertura do solo: impermeabilizada Figura 3: Segmento 01 revestimento em asfalto borracha. Já o revestimento que consiste de concreto asfáltico convencional usinado a quente (Figura 4) é o tipo aplicado em praticamente toda a cidade de Aracaju-SE, segundo informação do corpo técnico de engenharia da EMURB (Empresa Municipal de Obras e Urbanização) colhida no ano de O segmento 02 tem atualmente baixa densidade de edificações, porém tem grande potencial de investimentos em curto prazo. Após a medição de ruído efetuou-se uma avaliação da geometria do entorno das áreas estudadas, obtendo-se a largura das vias e distâncias do eixo das vias até os pontos dos quais se pretendia analisar a propagação do ruído gerado pelo fluxo de tráfego para a hora de pico. A cobertura do solo também foi analisada nas imediações para estudos de atenuação do ruído. Nas Figuras 3 e 4 pode-se observar estas características analisadas nas vias.

8 15 m 13 m Cobertura do solo: impermeabilizada Figura 4: Segmento 02 revestimento em concreto asfáltico convencional. 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 4.1. Nível de Pressão Sonora x Velocidade Nas Figuras 5 e 6 observam-se as médias dos maiores níveis de pressão sonora registrados nos levantamentos pelo método CPX para as três velocidades empregadas no ensaio (40, 60 e 80 km/h), respectivamente para asfalto borracha (AB) e concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ). Nestas mesmas figuras são apresentadas as linhas de tendência que possibilitam a observação do crescimento linear do NPS em função da velocidade de tráfego variando de 40 km/h e 80 km/h. As mesmas linhas de tendência apresentam valores de coeficiente de determinação (R²) próximos a 1,00, o que representa uma ótima qualidade do ajuste dos valores estimados e os valores reais, desejável para modelos que são em função de apenas uma variável independente (velocidade). Para o asfalto borracha, a diferença de nível de pressão sonora entre as velocidades de 40 e 60 km/h foi de 8,9 db(a) e entre as velocidades de 60 e 80 km/h foi de 4,3 db(a). Já para o CAUQ a diferença de nível de pressão sonora entre as velocidades de 40 e 60 km/h foi de 5,3 db(a) e entre as velocidades de 60 e 80 km/h foi de 3,9 db(a), onde ambos os incrementos foram menores do que no revestimento com asfalto borracha. NPS x Velocidade: Asfalto Borracha ; 93,7 (350Hz Mic. Traseiro) NPS (db(a)) 90 60; 89,4 (250Hz Mic. Traseiro) NPS AB = 0,33.V + 68,1 82 R 2 = 0,96 40; 80,5 80 (1250Hz Mic. Frontal) Velocidade (km/h) Figura 5: Relação dos picos de NPS x velocidade Asfalto Borracha.

9 Comparando os resultados obtidos nos dois tipos de revestimentos, o NPS a 60 km/h foi igual. No asfalto borracha, a 80 km/h, o NPS foi superior ao do CAUQ em apenas 0,4 db(a). Na velocidade de 40 km/h houve uma diferença maior, de 3,6 db(a). Não foi possível avaliar a causa da semelhança entre o NPS produzido pelos dois revestimentos, bem como se existiam grandes semelhanças na granulometria das duas misturas ou se o modificador de asfalto não influencia no NPS gerado, pois os órgãos gerenciadores não forneceram tais dados. NPS x Velocidade: CAUQ ; 93,3 (1250Hz Mic. Frontal) NPS (db(a)) ; 89,4 (1250Hz Mic. Frontal) NPS CAUQ = 0,23.V + 75,1 R 2 = 0, ; 84,1 (1000Hz Mic. Frontal) Velocidade (km/h) Figura 6: Relação dos picos de NPS x velocidade CAUQ Efeito do Ruído no Entorno das Vias A partir do nível de pressão sonora medido na interface pneu-pavimento (NPS 1 ) pelo método CPX, com microfones localizados a 10 cm da fonte geradora (d 1 ), o nível de pressão sonora a 15 m do eixo da via (NPS 2 ) foi estimado segundo modelo da FHWA (Eq. 1) apresentado anteriormente. Como a cobertura do solo avaliada nos dois segmentos analisados é impermeabilizada, o α foi considerado zero. Da mesma forma, foi feita a medição do NPS 2 em campo com o auxílio do método CPB. Estes valores foram obtidos para a passagem do veículo teste nas mesmas velocidades utilizadas no CPX (40, 60 e 80 km/h). Estes valores experimentais foram comparados com os valores estimados a partir do modelo da Equação 1. Os resultados das medições do NPS 1 e NPS 2 e estimativas do NPS 2 para o revestimento em asfalto borracha (AB) e CAUQ encontram-se nos gráficos das Figuras 7 e 8, respectivamente. O modelo da FHWA (Eq. 1) tem tendência a superestimar o NPS 2, quando comparando-se aos valores medidos em campo. A discrepância entre valores estimados e medidos em campo variou de valores menores que 1 db(a), para velocidade de 40 km/h, até valores na ordem de 3,5 db(a), para velocidade de 80 km/h. Mesmo a discrepância máxima pôde ser considerada aceitável, já que os fatores ambientais (temperatura e ventos) podem promover uma distorção na onda sonora quando no caminho ao ponto analisado (15 metros da fonte emissora). Portanto, para o caso estudado neste trabalho, o modelo da Equação 1 foi considerado válido. De acordo com os resultados experimentais e estimados, em velocidades reduzidas, abaixo de 60 km/h, o revestimento que produz maiores níveis de pressão sonora é o CAUQ (ver Figura

10 6). Acima da mesma velocidade, o asfalto borracha passou a registrar maiores níveis de pressão sonora para o entorno da via. 100 NPS (db(a)) ,5 δa 59,0 58,9 89,4 68,0 66,8 93,7 72,4 69,1 21,8 db(a) δb NPS2(Est) NPS2(Med) NPS1(AB) Velocidade (km/h) Figura 7: Medições do NPS 1 (0,1 m da fonte geradora) e medições (med) e estimativas (est) do NPS 2 (15 m da fonte geradora) para asfalto borracha (AB). 100 NPS (db(a)) ,1 δa 62,3 61,4 89,4 67,7 65,2 93,3 71,5 68,2 21,8 db(a) δb NPS2(Est) NPS2(Med) NPS1(CAUQ) Velocidade (km/h) Figura 8: Medições do NPS 1 (0,1 m da fonte geradora) e medições (med) e estimativas (est) do NPS 2 (15 m da fonte geradora) para concreto asfáltico convencional (CAUQ). Nas condições ambientais observadas nos dois segmentos avaliados, a redução prevista do NPS 1 gerado na interface pneu-pavimento por um veículo em linha com relação aos valores estimados de NPS 2 (até um receptor a 15 m da fonte emissora) foi de 21,8 db(a). A partir dos valores de NPS 2 medidos pelo método CPB para um automóvel do tipo veículo teste em velocidades diferentes, foram utilizados os modelos da FHWA (Eq. 2) para a estimativa do nível de pressão sonora equivalente horário que resultaria no entorno das vias para fluxos de tráfego diferentes. Nos gráficos das Figuras 9 e 10 pode-se observar as estimativas de NPS (h) para os revestimentos em asfalto borracha e CAUQ, respectivamente. Nestes gráficos estão, portanto,

11 os resumos das análises do ruído percebido por fonte receptora localizada lateralmente às vias, quando emitido pelo fluxo de tráfego ,4 74,5 75, ,5 69,1 70,2 71,1 69,4 71,8 db(a) ,0 59,0 61,4 63,0 64,1 65,0 59,1 65, (km/h) 63,4 (NPS(h)) Vhp = 200 (NPS(h)) Vhp = 800 (NPS(h)) Vhp = 1400 (NPS(h)) Vhp = 2000 (NPS(h)) Vhp = 2600 (NPS(h)) Vhp = 3200 Figura 9: Estimativas do nível de pressão sonora equivalente para fluxo de tráfego variados no Segmento 01 (AB) (NPS (h) ). 80 db(a) ,3 64,7 66,3 67,4 68,3 65,9 68,4 69,9 71,1 72,0 62,5 68,5 70,9 72,5 73,6 74, ,3 59, (km/h) (NPS(h)) Vhp = 200 (NPS(h)) Vhp = 800 (NPS(h)) Vhp = 1400 (NPS(h)) Vhp = 2000 (NPS(h)) Vhp = 2600 (NPS(h)) Vhp = 3200 Figura 10: Estimativas do nível de pressão sonora equivalente para fluxo de tráfego variados no Segmento 02 (CAUQ) (NPS (h) ). O modelo proposto pela FHWA fornece valores contínuos, portanto os resultados de NPS (h) foram crescentes para fluxos de veículos distintos. Para um volume horário de veículos (Vhp) de 200 veíc/h, mesmo para velocidades baixas (40 km/h), o NPS (h) é acima de 50 db(a) para ambos os segmentos, superando o limite de 45 db(a) definido pela NBR (ABNT, 2000) como tolerável para áreas residenciais. Quando o Vhp aumenta para 800 veíc/h o NPS (h) tem um acréscimo de 6 db(a). Em um fluxo de tráfego de 800 veíc/h circulando a velocidade média de 60 km/h, para as estimativas com o modelo nos dois segmentos analisados, o nível de pressão sonora já superava o limite que pode causar distúrbios relacionados ao ruído em indivíduos (65 db(a)). A taxa de crescimento do nível de pressão sonora equivalente reduz à medida que Vhp aumenta na via, porém o NPS (h) pode atingir valor acima de 70 db(a), por exemplo, para Vhp

12 de 2600 veíc/h, com fluxo de tráfego deslocando-se a uma velocidade de 60 km/h. Nas duas vias urbanas estudadas dificilmente estas condições são atingidas, porém em alguns corredores de tráfego da cidade de Aracaju-SE esta situação não é difícil de acontecer. O NPS desta magnitude aumenta o risco de enfarte, infecções e perda de audição nos indivíduos (CONCHA-BARRIENTOS; CAMPBELL-LENDRUM; STEENLAND, 2004) Medidas de Controle de Ruído Várias medidas podem ser adotadas para garantir a redução de ruído em residências que localizam-se no entorno de vias urbanas. Estas passam pelas definições de requisitos técnicos construtivos que podem ser determinados em planos diretores, por medidas de engenharia de transportes e por soluções de pavimentação. O recuo frontal de edificações é fator importante na atenuação do NPS (h) que atingirá a edificação. Caso os edifícios residenciais analisados tivessem distância para o eixo da via de 30 m (distância avaliada foi de 15 m), seria suficiente para reduzir o NPS (h) em 3 db(a) em uma velocidade média do fluxo de tráfego de 60 km/h (valor estimado pela Equação 2). O limite da velocidade máxima configura-se no principal fator de redução do NPS (h). A redução do limite de velocidade de 60 para 40 km/h no segmento 1 equivale a uma redução de 6,1 db(a) no NPS (h). No segmento 2 a redução seria de 3,6 db(a). Contudo, qualquer modificação de velocidade deve ser precedida de estudo de tráfego para avaliação de impacto. Pavimentos silenciosos podem promover uma redução de ruído em um valor mínimo de 3 db(a). Como alternativa, é possível utilizar camada de desgaste de pavimentos asfálticos com macrotextura mais grosseira ou com índice de vazios elevado. Este conjunto de medidas associadas poderia promover uma atenuação do NPS (h) em aproximadamente de 10 db(a), reduzindo sensivelmente os efeitos negativos do ruído de tráfego nos indivíduos, mesmo para volumes horários de tráfego elevados. 5. CONCLUSÕES Neste trabalho foram avaliados os níveis de pressão sonora derivados do ruído gerado na interface pneu-pavimento pelo método de proximidade imediata. Procurou-se relacionar estes resultados à velocidade de tráfego e à macrotextura de pavimentos revestidos com asfalto borracha e concreto asfáltico convencional. Os resultados dos levantamentos evidenciam que o nível de pressão sonora gerado na interface pneu-pavimento é diretamente proporcional ao aumento da velocidade, sendo que a diferença do nível de pressão sonora entre as velocidades de 40 e 60 km/h é maior que entre 60 e 80 km/h. Os dois revestimentos apresentaram valores de pico de nível de pressão sonora próximos na velocidade de 80 km/h. Na análise de propagação do ruído no entorno das vias, utilizando-se o modelo para estimativa de NPS (h) proposto pela FHWA, observou-se que para a maioria das situações analisadas (volumes horários e velocidade de tráfego diferentes) o nível de pressão sonora foi superior ao limite de conforto estabelecido pela FHWA (67 db(a)). Em várias configurações

13 de velocidade e volume de tráfego, o ruído potencialmente gerado no entorno das vias pode afetar significativamente a saúde dos indivíduos. Contudo, a aplicação de medidas de controle de ruído elencadas neste trabalho (recuo frontal mínimo, redução de velocidade máxima e aplicação de pavimentos silenciosos) podem promover uma atenuação do NPS (h) em aproximadamente 10 db(a), reduzindo os efeitos negativos do ruído de tráfego nos indivíduos. Estas medidas podem compor as diretrizes de planos diretores e planos de mobilidade de centros urbanos. Elas representam sugestões para restabelecer o conforto ambiental e o bem estar social em áreas residenciais, sem representarem grandes investimentos em infraestrutura. AGRADECIMENTOS Ao CNPq pelo apoio financeiro a realização desta pesquisa e à equipe de pesquisadores e alunos de graduação e pós-graduação que participaram de cada etapa executiva do projeto de pesquisa. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Albuquerque, F. S.; Núñez, W. P. Development of Roughness Prediction Models for Low-Volume Road Networks in Northeast Brazil. Transportation Research Record, v. 2205, p , Almeida, E. R., Campos, A. C.; Miniti, A. Estudo audiométrico em operários da seção de "teste de motores" de uma indústria automobilística. Revista Brasileira de Otorrinolaringologia, 48: p.16-28, Almeida, H. S.; Toledo, J. C. Método Taguchi: Qualidade voltada para o projeto do produto e do processo. Revista de Administração. 24 (4): p.62-68, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 10152: Níveis de ruído para conforto acústico. Rio de Janeiro, 2000b. Bernhard, R.; Wayson, R. L. An introduction to tire/pavement noise of asphalt pavement. International Transport Research Documentation (ITRD) Database. Transportation Research Board, Washington D.C, Bernucci, L. B.; Motta, L.M.G.Da; Ceratti, J. A. P.; Soares, J. B. Pavimentação Asfáltica Formação Básica para Engenheiros. 2. ed. Rio de Janeiro: PETROBRAS & ABEDA, 2006, 504 f.:il. Bistafa, S. R. Acústica Aplicada ao controle de ruído. 1ª ed. São Paulo: Edgard Blucher, p. Concha-Barrientos, M.; Campbell-Lendrum, D.; Steenland, K. Occupational noise: assessing the burden of disease from work-related hearing impairment at national and local levels. WHO Environmental Burden of Disease Series, Nº 9. Geneva, World Health Organization, DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM (DNER). DNER-PRO 182: Medição da irregularidade de superfície de pavimento com sistemas integradores IPR/USP e Maysmeter. MT Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, Instituto de Pesquisas Rodoviárias, Rio de Janeiro, DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT). IPR-723: Manual de Estudos de Tráfego. Diretoria de Planejamento e Pesquisa. Coordenação Geral de Estudos e Pesquisa. Instituto de Pesquisas Rodoviárias, Rio de Janeiro, FEDERAL HIGHWAY ADMINISTRATION (FHWA). Highway Noise Fundamentals, Noise Fundamentals Training Document., US Department of Transportation, September, FHWA Traffic Noise Model (FHWA TNM ) Technical Manual. U.S. Department of Transportation, Highway Traffic Noise in the United States Problem and Response, US Department of Transportation, FORUM OF EUROPEAN NATIONAL HIGHWAY RESEARCH LABORATORIES (FEHRL). Guidance Manual for the Implementation of Low-Noise Road Surfaces. Sustainable Road Surfaces for Traffic Noise Control SILVIA. FEHRL report 2006/02., Editor: Phil Morgan (TRL), Brussels, Belgium, Gerges, S. N. Y. Ruído: fundamentos e controle. Florianópolis: NR Editora, Hanson, D. I., James, R. S. Colorado Dot Tire/Pavement Noise Study. Prepared in Cooperation with the U.S. Department of Transportation, Federal Highway Administration. National Center for Asphalt Technology, Auburn University, Auburn, Alabama, INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO). ISO 11819: Acoustics Method for measuring the influence of road surfaces on traffic noise Part 2: Close-proximity method, Genebra, p.

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