Disciplina: Ciências do Ambiente Poluição Sonora 4ª Parte Prof. Fernando Porto
RUÍDO, AEROPORTOS E AERONAVES
Introdução Os efeitos que o ruído dos aviões têm sobre as comunidades vizinhas dos aeroportos representam um problema grave para a aviação. Desde que as operações de aeronaves a jato começaram em 1958, a reação do público ao ruído tem sido vigorosa. de Havilland Comet
Devido a estas reações muito se aprendeu sobre a geração e propagação de ruído e sobre as reações humanas ao ruído. Com base nesse conhecimento, foram desenvolvidos procedimentos que permitem o planejador estimar a magnitude e extensão do ruído das operações aeroportuárias e de prever a resposta da comunidade. O impacto do ruído das aeronaves em uma comunidade depende de vários fatores, incluindo a magnitude do som, a duração do som, as rotas de voo de decolagem e aterragem, a quantidade e tipos de operações, os procedimentos operacionais, o mix de aeronaves, a utilização do sistema pista, a hora do dia e estação do ano, e as condições meteorológicas.
Por outro lado, a resposta das comunidades à exposição ao ruído das aeronaves varia em função do uso da terra, tipo de construção civil, distância a partir do aeroporto, nível de ruído ambiente e as atitudes da comunidade.
db-a A faixa de frequência normal de audição para um jovem adulto se estende de 16 Hz para cerca de 16.000 Hz. No entanto, o sistema auditivo humano não é igualmente sensível ao longo de toda esta gama. Frequências na faixa de 2000 a 4000 Hz soam mais altas do que outras frequências quando no mesmo nível de pressão sonora. Por esta razão, o nível sonoro ponderado A (nível-a) foi desenvolvido.
Instalado em quase todos os Decibelímetros comercialmente disponíveis, um filtro padronizado adiciona ganho ou atenuação a diferentes frequências de modo a simular a sensibilidade do ouvido humano. Uma gama de sons avaliados em db-a é mostrado no próximo slide. Todas as agências federais que lidam com o ruído ambiental têm adotado o nível de som db-a como unidade básica para a análise de impactos.
Sons ambientais medidos em db-a
Além de nível sonoro, uma outra dimensão importante quanto ao som ambiental é a sua variação ao longo do tempo. Por exemplo, uma rodovia distante com tráfego relativamente estável produz um nível sonoro de fundo bastante contínuo, com variações momento-a-momento de apenas alguns decibéis. Em contraste, durante a passagem de uma aeronave, o nível de som inicia um aumento a partir do ruído de fundo ambiente, continuando a aumentar até que a aeronave passe o observador, e depois diminui até atingir novamente o ruído de fundo, a medida que a aeronave se afasta para longe. O gráfico a seguir ilustra este fenômeno.
Nível de Som [db-a] Tempo [segundos] Ruído típico de passagem de aeronave em baixa altitude (pass-by).
Para informação, bem como efeitos de comparação, é desejável a utilização de um número único para descrever o nível do som de um tal evento ruído. Um valor importante é o nível máximo mensurado. No gráfico anterior este valor seria de 85 dba. Embora útil, este valor máximo não aborda a duração do evento. O nível de exposição sonora (SEL) é definida como a energia sonora total contida em um evento de ruído: L = 10. log 1 T. 10 dt
L = 10. log 1 T. 10 dt Onde T 0 é de 1s, para manter o logaritmo adimensional, L At é a função que descreve o som da aeronave em passagem em razão do tempo. Entretanto, o uso desta integral apresenta algumas dificuldades, tais como a definição do tempo de integração (quando ocorre o início e o término da passagem sonora da aeronave?) e a própria continuidade da função L At. Estas dificuldades são contornadas utilizando pequenas leituras de som a intervalos regulares, e o cálculo aproximado empregando um somatório.
L = 10. log 1. 10 T. t T 0 é novamente 1s, para manter o logaritmo adimensional, L Ai é i-ésima leitura de som, e t a duração das leituras, normalmente de 0,5 segundos. Entretanto, o uso desta integral apresenta algumas dificuldades, tais como a definição do tempo de integração (quando ocorre o início e o término da passagem sonora da aeronave?) e a própria continuidade da função L At.
L = 10. log 1. 10 T. t Exemplo: A seguinte amostra de níveis de som db-a foi coletada em intervalos a 0,5s durante o sobrevoo de uma aeronave: leitura db-a leitura db-a leitura db-a leitura db-a 1 64,5 6 73,2 11 78,6 16 71,1 2 66,7 7 74,1 12 77,2 17 69,7 3 67,1 8 75,6 13 75,7 18 68,6 4 69,2 9 77,8 14 74,5 19 68,0 5 71,3 10 79,1 15 72,6 20 66,4
LAi LAi/10 10**(LAi/10) somatório x delta t 10 log 64,5 6,5 2.818.382,9 507468182,3 253734091,1 84,04379 66,7 6,7 4.677.351,4 67,1 6,7 5.128.613,8 69,2 6,9 8.317.637,7 71,3 7,1 13.489.628,8 73,2 7,3 20.892.961,3 74,1 7,4 25.703.957,8 75,6 7,6 36.307.805,5 77,8 7,8 60.255.958,6 79,1 7,9 81.283.051,6 78,6 7,9 72.443.596,0 77,2 7,7 52.480.746,0 75,7 7,6 37.153.522,9 74,5 7,5 28.183.829,3 72,6 7,3 18.197.008,6 71,1 7,1 12.882.495,5 69,7 7,0 9.332.543,0 68,6 6,9 7.244.359,6 68,0 6,8 6.309.573,4 66,4 6,6 4.365.158,3
Observa-se que, apesar de nenhuma das leituras tenha excedido 79,1 db, o efeito equivalente ao conjunto total, devido à sua duração no tempo, levou o L AE para um valor numericamente superior. Assim, por causa do efeito amplificador da duração, o L AE será sempre mais elevado do que a maior leitura. Este efeito implica, para a maioria das aeronaves, a diferença é da ordem de 7 a 12 db. Os fatores que afetam esta diferença são a velocidade da aeronave (quanto maior a velocidade, menor será a diferença) e a menor distância alcançada entre o observador e a aeronave durante o sobrevoo (quanto maior for a distância, maior será a diferença).
Nível Equivalente de Som O nível de exposição sonora (SEL) é bem adequado à eventos individuais. No entanto, é frequentemente necessário quantificar eventos de longa duração, como uma hora, várias horas ou mesmo um dia. Uma métrica empregada nestes casos é o nível de som constante equivalente, ou L eq. Matematicamente, o L eq emprega a mesma equação usada para estimar L AE, sendo que, no entanto, o valor de T representa agora a duração total do tempo de interesse.
Onde T é a duração total do tempo de medição, L Ai é i- ésima leitura de som, t a duração das leituras, e N, o número de leituras realizadas. T e t devem apresentar as mesmas unidades. Uma versão desta equação, mais eficiente em termos computacionais, é apresentada abaixo:
Entretanto, o processo computacional descrito nas duas equações anteriores não faz qualquer distinção entre as fontes, ou seja, ele acumula os níveis de ruído produzidos por aeronaves e as demais fontes. Quando o Leq é calculado desta forma é chamado de Leq total. No entanto, muitas vezes é útil saber apenas o componente aeronave. Este pode ser mensurado a partir dos níveis de exposição ao som de eventos individuais (L AEj sendo relativo ao j-ésimo evento) usando Atenção: T é o tempo total em segundos.
Exemplo: Os seguintes níveis de exposição sonora para quatro sobrevôos de aeronaves foram medidos em um período de 1 h: 84,0, 89,1, 90,2, e 86,6 db. Estime o nível de som médio horário. Dos dados temos M = 4, T = 3600:
É importante observar que o valor médio obtido, desta vez, é inferior a qualquer dos valores mensurados individualmente. Isto faz com que este tipo de análise seja sistematicamente (e extremamente) contestada pelas comunidades afetadas pelo som de aeronaves.
Bibliografia R.M. Horonjeff, F.X. McKelvey, W.J. Sproule Planning and Design of Airports. McGraw-Hill Professional Publishing; 5th ed; 2010. ISBN-10: 0071446419 ISBN-13: 978-0071446419