Avaliao de zonas de criticidade acstica ? sonoro contnuo equivalente, ponderado A, LAeq, de

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    26-Sep-2018

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  • Avaliao de zonas de criticidade acstica

    Aplicao das potencialidades de um SIG na avaliao do rudo de uma cidade de mdia dimenso

    SILVA, Lgia T.; RODRIGUES, Daniel S.; RAMOS, Rui A. R.;MENDES, Jos F. G.

    Resumo

    O crescimento urbano, pelas dimenses que actualmente assume, vem exercendo presses de forma continuada nos recursos, nas infra-estruturas e nos equipamentos, afectando negativamente o standard de vida dos cidados. Neste contexto, a avaliao e monitorizao da qualidade do ambiente urbano tornou se um tema de primordial importncia quando considerado como um instrumento de apoio deciso para a construo de cidades mais sustentveis e com melhor qualidade de vida.

    Viana do Castelo uma cidade de mdia dimenso localizada no litoral norte de Portugal e que aceitou o desafio de desenvolver uma programa para a melhoria da qualidade do seu ambiente urbano, com o objectivo de aderir ao Projecto Cidades Saudveis e integrar a Rede Europeia das Cidades Saudveis.

    Neste programa, a caracterizao do rudo urbano, nomeadamente a determinao dos nveis de intensidade sonora na zona urbana e da exposio da populao ao rudo ambiente, foi considerada uma das aces prioritrias. A ferramenta adoptada para desenvolver estes estudos inclui modelos de previso de rudo numa plataforma de SIG. Com base em dados de trfego e nas caractersticas fsicas do local foram desenvolvidos mapas de rudo e procedeu-se ao seu cruzamento com o zonamento acstico do territrio e com a populao residente.

    Esta combinao foi a base para a identificao das zonas de criticidade acstica, em termos de nveis de rudo e dos ndices de exposio da populao a esses nveis de rudo.

    O presente artigo apresenta uma abordagem deste problema, passando pelos fundamentos tericos e pelo estudo desenvolvido para a cidade de Viana do Castelo.

    PALAVRAS CHAVE: SIG, rudo, criticidade, zonamento, acstico, avaliao

    INTRODUO O Projecto Cidades Saudveis hoje um movimento de amplitude mundial, tendo por base o conceito de Sade para Todos (SPT) da Organizao Mundial de Sade e as orientaes estratgicas da Carta de Ottawa, a qual procurou proporcionar um veculo para testar a aplicao destes princpios a um nvel local.

    Em 1986 foram seleccionadas pela Organizao Mundial de Sade (OMS) onze cidades para demonstrar que as novas abordagens sade pblica definidas na SPT funcionariam na prtica. Assim nasceu o conceito de Cidades Saudveis.

    No mbito do Projecto Cidades Saudveis na cidade de Viana do Castelo, o rudo urbano, nomeadamente a determinao dos nveis de intensidade sonora na zona urbana e de exposio da populao ao rudo ambiente, foram consideradas como aces prioritrias.

  • Em Portugal, o rudo est regulamentado desde 2000 atravs do novo Regime Legal sobre Poluio Sonora (RLPS), publicado no D.L. 292/2000 de 14 de Novembro[1].

    Este diploma legal introduziu pela primeira vez a considerao da varivel rudo urbano em sede de planeamento. O mesmo diploma define que as reas vocacionadas para usos habitacionais existentes ou previstos, bem como para escolas, hospitais, espaos de recreio e lazer e outros equipamentos colectivos so classificadas de zonas sensveis e as reas cuja vocao seja afecta em simultneo s utilizaes referidas bem como a outras utilizaes, nomeadamente comrcio e servios, so classificadas de mistas.

    s zonas sensveis e mistas esto associados valores mximos admissveis de rudo ambiente no exterior. Nos termos do RLPS, a aplicao do critrio de exposio mxima obriga a que: as zonas sensveis no devem ficar expostas a um nvel sonoro contnuo equivalente, ponderado A, LAeq, de rudo ambiente exterior, superior a 55 dB(A) no perodo diurno (compreendido entre as 7h00 e as 21h00) e 45 dB(A) no perodo nocturno (compreendido entre as 21h00 e as 7h00); as zonas mistas no devem ficar expostas a um nvel sonoro contnuo equivalente, ponderado A, LAeq, de rudo ambiente exterior, superior a 65 dB(A) no perodo diurno e 55 dB(A) no perodo nocturno.

    O presente estudo tem como objectivo a avaliao de zonas de criticidade acstica numa cidade de mdio porte, precisamente Viana do Castelo. A metodologia adoptada inclui a utilizao de modelos de previso de rudo urbano num ambiente de Sistema de Informao Geogrfica (SIG).

    Com base em dados de trfego e nas caractersticas fsicas do local foram criados mapas horizontais de rudo, e foi feita uma sobreposio com cartas de zonamento acstico e com a distribuio da populao residente. Esta combinao foi a base para a identificao das zonas de criticidade acstica, em termos de nveis de rudo e de ndices de exposio da populao. Os resultados foram utilizados para identificar e rankerizar as medidas de mitigao a adoptar.

    O recurso a uma plataforma SIG neste trabalho, dado o problema proposto ser de cariz espacial, permitiu tirar partido das tcnicas de gesto de bases de dados que essa plataforma oferece, possibilitando gerir e manusear os dados de base e resultados da avaliao. Por outro lado, tirou-se tambm partido das funes de apresentao disponibilizadas de forma a representar os resultados obtidos em mapas da rea em estudo. Por fim, o SIG dispe ainda de ferramentas de anlise que permitem efectuar diversas funes que integram o processo de clculo referente ao confronto acstico com a populao, tais como a seleco de locais relevantes, a sobreposio de mapas, a agregao de zonas ou o clculo de estatsticas sobre atributos.

    RUDO AMBIENTAL EM MEIO URBANO O rudo tornou-se um dos principais factores de degradao da qualidade de vida das populaes. Constitui um problema que tende a agravar-se devido, sobretudo, ao desenvolvimento desequilibrado dos espaos urbanos e ao aumento significativo da mobilidade das populaes, com o consequente incremento dos nveis de trfego rodovirio.

    O rudo tem vindo a aumentar no espao e no tempo, sendo de facto o trfego de veculos motorizados uma das fontes sonoras mais poluentes; no entanto, outras fontes, tais como o trfego areo e ferrovirio, o funcionamento de equipamentos industriais e domsticos e o rudo da vizinhana tm tendncia a desenvolver-se e a multiplicar-se. Alm disso, a intensidade do rudo atinge em muitos casos nveis preocupantes, afectando de diversas formas a sade fsica e mental, com consequncias mais ou menos graves que vo do simples incmodo afectao da audio.

    Dada a importncia relativa que assume o rudo produzido pelo trfego em meio urbano, a sua avaliao quantitativa a base na qual assentam as polticas de controle de rudo [2]. So necessrias ferramentas de avaliao para estabelecer os nveis de rudo existentes, avaliar o impacto do rudo do trfego no processo de planeamento e determinar a eficincia das medidas anti-rudo tomadas.

    Existem disponveis no mercado numerosos modelos previsionais de rudo que constituem um importante instrumento de trabalho na modelao da situao acstica, como referido por Bertellino e Licitra [3]. O mtodo utilizado, designado por Novo Mtodo de Previso do Rudo do Trfego (NMPB 96) foi desenvolvido em Frana em 1996 por um grupo de trabalho constitudo pelas seguintes entidades: Centre dtudes sur les Rseaux, les Transports, lUrbanisme et les Constructions Publiques (CERTU), Centre Scientifique et Technique du Btiment (CSTB), Laboratoire Central des Ponts et Chausses (LCPC) e Service dEtudes Techniques des Routes et Autoroutes (SETRA). Este o mtodo recomendado pela Directiva 2002/49/EC do Parlamento Europeu e do Conselho, de 25 de Junho[4], relativa avaliao e gesto do rudo ambiente.

    O algoritmo de clculo gera, a partir de cada ponto receptor, um conjunto de raios correspondentes propagao do rudo, normalmente espaados em ngulos iguais e, portanto, definindo sectores de crculo. O clculo acstico realizado para cada raio que sai do receptor considerado e que pode intersectar uma fonte de rudo. Se o intervalo angular for suficientemente pequeno, poder-se- assumir que, nesse intervalo, o terreno e o meio mantm caractersticas constantes e a propagao mdia no varia no sector. Nestas condies, o problema resume-se ao clculo numa seco definida entre uma fonte pontual e o

  • receptor. Para tal necessrio definir a potncia acstica associada fonte, a atenuao devida divergncia geomtrica (Adiv), a absoro pelo ar (Aatm), a difraco (Adif), os efeitos devidos ao solo (Asolo) e a absoro das superfcies verticais (Aref) nas quais o raio foi reflectido no plano horizontal.

    Para a estimativa do nvel sonoro por um perodo longo, denominado a longo termo (LLT), o mtodo tem em considerao as condies meteorolgicas observadas localmente[5]. Este nvel LLT obtido custa da soma dos contributos energticos dos nveis sonoros obtidos para as condies atmosfricas homogneas (situao em que o gradiente vertical de velocidade do som nulo) e favorveis (situao em que aquele gradiente positivo), ponderadas segundo a sua ocorrncia relativa no local considerado. Nos perodos em que ocorrem condies atmosfricas desfavorveis (situao em que o gradiente vertical de velocidade do som negativo) so assumidos pelo mtodo nveis sonoros correspondentes a condies homogneas. Esta assumpo majora de facto os nveis reais obtidos nestas condies de propagao, mas acaba por traduzir uma abordagem pelo lado da segurana [6].

    AVALIAO DE ZONAS DE CRITICIDADE ACSTICA NUMA CIDADE DE MDIA DIMENSO Este estudo tem como objectivo a avaliao de zonas de criticidade acstica numa cidade de mdio porte, localizada no litoral norte de Portugal. Reporta-se cidade de Viana do Castelo, com uma rea de 37,04 km2 e uma populao residente de 36.544 habitantes, onde as grandes preocupaes em termos das emisses de rudo centram-se numa via de atravessamento, que divide a cidade e apresenta um volume de trfego rodovirio assinalvel.

    Com base em dados de trfego e nas caractersticas fsicas do local foram criados mapas horizontais de rudo, foi feita uma sobreposio com cartas de zonamento acstico e com a populao residente. Esta combinao foi a base para a identificao das zonas de criticidade acstica, em termos de nveis de rudo e de ndices de exposio da populao a esses nveis de rudo.

    1. Clculo dos mapas horizontais de rudo Os mapas acsticos so cartas que representam o rudo efectivamente existente numa determinada rea, podendo ser obtidos atravs de medio e/ou atravs de instrumentos computacionais. Estes ltimos permitem tambm elaborar simulaes do rudo esperado em determinadas condies, as quais podem ser tidas em conta no desenvolvimento de cenrios de planeamento do territrio.

    A elaborao dos mapas horizontais de rudo da cidade de Viana do Castelo foi baseada em mtodos previsionais e complementada com medies acsticas para validao do modelo.

    A previso dos nveis sonoros teve em conta a contribuio do trfego rodovirio, a informao geogrfica e fsica relativa cidade e os fenmenos fsicos mais relevantes na radiao e propagao das ondas sonoras.

    Para o clculo dos nveis de rudo rodovirio, o modelo utilizado teve como parmetros de entrada o trfego rodovirio (densidade, composio e velocidade mdia de circulao), as caractersticas do pavimento (betuminoso, cubos, macadame, ...) e o tipo de trfego (fluido, ininterrupto ou em acelerao).

    Relativamente informao geogrfica e fsica, teve-se em conta a altimetria do terreno, perfis transversais e longitudinais das vias rodovirias e a implantao dos edifcios na cidade com as respectivas crcea e caractersticas de superfcie de fachadas. A Figura 1 apresenta um extracto da Base Cartogrfica preparada.

    Para a caracterizao das fontes de rudo ambiental na cidade de Viana do Castelo, e considerando o seu carcter sazonal, foram levadas a cabo duas campanhas de contagem de veculos automveis, uma de Vero e outra de Inverno, as quais deram origem a dois cenrios.

    As campanhas de contagem de Vero e de Inverno contaram com a informao de 31 postos de contagem estrategicamente localizados nas 5 freguesias da cidade de Viana do Castelo e decorreram em perodos contnuos de 24 horas.

    Aps levantamento detalhado da topografia do local e da localizao e caractersticas dos obstculos propagao do rudo, tais como por exemplo edifcios, muros ou barreiras arbreas, foi levada a cabo a modelao matemtica tendo em vista a elaborao de mapas acsticos horizontais do local (para os perodos diurno e nocturno). Para efeitos de clculo, a cidade foi dividida numa malha irregular cuja dimenso se apresentava mais reduzida nas zonas de maior densidade de edifcios. Os valores de Leq(A) foram calculados para os vrtices da malha e os parmetros de clculo adoptados foram os seguintes:

    Mapa acstico horizontal;

    Altura do mapa: h = 1,2 m acima da cota do solo;

  • Condies meteorolgicas favorveis propagao de rudo

    N de raios: 50 nas zonas urbanas dispersas e 100 nas zonas urbanas densas;

    Distncia de propagao: 2000 m;

    N de reflexes: 5;

    ndices calculados: Leq(A) diurno e Leq(A) nocturno;

    Tipo de piso (varivel): betuminoso, cubos de granito;

    Velocidades mdias consideradas (variveis): 80 km/h nas vias de atravessamento (EN13 e acesso ao IC1troo nascente); 50 km/h nas vias de acesso/penetrao ao centro da cidade e vias de atravessamento no interior da cidade; 35 45 km/h (arruamentos urbanos);

    A partir dos nveis estimados foram delimitadas classes de rudo por intervalos de 5 dB(A). s diferentes classes de rudo foi atribuda uma cor de acordo com a norma portuguesa NP 1730, de 1996 [7].

    Devido a limitaes de espao neste artigo, os resultados apresentados restringem-se ao cenrio de Vero, aquele que se identificou como o mais crtico. As Figuras 2a) e 2b) apresentam os mapas de rudo obtidos para os perodos diurno e nocturno na cidade.

    Fig. 1 - Extracto da base cartogrfica preparada

    2. Confronto do ambiente acstico com o zonamento acstico A carta de zonamento acstico efectuada a partir do uso do solo, existente e planeado, seguindo essencialmente normativas nacionais ou de outros pases europeus, quer em termos de valores de referncia quer em termos metodolgicos.

  • a) Perodo diurno

    b) Perodo nocturno

    Fig. 2 - Cartas de rudo para o cenrio de Vero

    As cartas de zonamento acstico estabelecem zonas no territrio de acordo com os nveis de rudo admissveis, constituindo assim condicionantes ao uso do solo. Com base no uso do solo existente e proposto na carta de ordenamento do PDM, e de acordo com o estabelecido no RLPS, a carta de zonamento acstico classifica o solo em duas classes, identificando zonas no territrio sensveis e zonas mistas. A Figura 3 apresenta um extracto da Carta de Zonamento Acstico que compreende a rea urbana de Viana do Castelo.

  • Fig. 3 - Extracto da carta de zonamento acstico para a zona em estudo

    Os mapas de rudo e o zonamento acstico foram introduzidos em ambiente SIG e sobrepostos. Esta operao teve como resultado o mapa de desvios de Leq(A) em relao ao limite legal constante no RLPS e previsto em sede de zonamento, os quais podem ser observados nas Figuras 4a) e 4b).

    Fig. 4a) - Sobreposio das cartas de rudo com a carta de zonamento acstico -Perodo diurno

  • Fig. 4b) - Sobreposio das cartas de rudo com a carta de zonamento acstico - Perodo nocturno

    Os dados da populao foram introduzidos no SIG e sobrepostos com os mapas de rudo de forma a permitir o calculo da populao exposta aos vrios nveis de rudo ambiente. Neste clculo foi assumida uma distribuio uniforme da populao em cada subseco estatstica e foram adoptadas as recomendaes da Directiva 2002/2002/49/CE do Parlamento Europeu [4], relativa monitorizao do rudo ambiente para definir as classes de rudo a estudar. Os resultados obtidos podem ser observados na Tabela 2.

    Tabela 2 - Populao exposta ao rudo - classes de nveis de rudo

    Populao exposta ao rudo Perodo diurno Perodo nocturno

    Nveis de rudo ambiente Leq(A)

    dB(A) Populao % Populao % ]0 ; 35] 2640 9,4 6557 23,4 ]35 ; 40] 2534 9,1 4268 15,3 ]40 ; 45] 3906 14,0 4660 16,7 ]45 ; 50] 4398 15,7 3910 14,0 ]45 ; 55] 4361 15,6 3193 11,4 ]55 ; 60] 3337 11,9 2621 9,4 ]60 ; 65] 2970 10,6 1684 6,0 ]65 ; 70] 2147 7,7 840 3,0 ]70 ; 75] 1244 4,5 120 0,4 ]75 ; 80] 287 1,0 0 0,0 ]80 ; 85] 6 0,0 0 0,0

    Foi levada a cabo uma sobreposio de dados similar anterior, mas desta vez combinando os dados da populao com os dados de desvios de Leq em relao ao limite, resultando neste caso no nmero de pessoas expostas aos nveis de rudo acima dos limites estabelecidos no RLPS, nos perodos diurno e nocturno (Tabela 3).

    4. Identificao de zonas de criticidade acstica Nesta fase, a fotografia acstica da cidade, descrita pelos mapas acsticos e o pelo zonamento acstico, ponderada pela populao residente de forma a identificar as zonas acusticamente problemticas, denominadas zonas de criticidade acstica..

    O ndice de criticidade acstica de determinada zona, identificado por C, calculado atravs da multiplicao do desvio de Leq ao limite legal em dB(A), DL, pela densidade populacional que habita aquela zona DP:

    DLDPC =

  • Tabela 3 - Populao exposta ao rudo - classes de desvios de rudoao limite legal

    Populao exposta ao rudo Perodo diurno Perodo nocturno

    Desvios de Leq(A) ao limite legal

    dB(A) Populao % Populao % ]-30 ; -15] 10672 38,2 10120 36,2 ]-15 ; -10] 4287 15,3 4580 16,4 ]-10 ; -5] 3335 11,9 3880 13,9 ]-5 ; 0] 3071 11,0 3268 11,7 ]0 ; +5] 2225 8,0 2716 9,7

    ]+5 ; +10] 1281 4,6 1730 6,2 ]+10 ; +15] 314 1,1 870 3,1 ]+15 ; +30] 18 0,1 147 0,5

    Nas Figuras 5a) e 5b) pode observar-se a distribuio do ndice de criticidade para a cidade de Viana do Castelo, para

    os perodos diurno e nocturno, incluindo a identificao das zonas mais crticas, consideradas acusticamente problemticas. CONCLUSES Os resultados apresentados nas cartas de rudo (Figura 2) e cartas de desvio de Leq ao limite legal (Figura 4), permitem concluir que cerca de 11,3% e 15,6% da rea estudada, respectivamente para os perodos diurno e nocturno, se encontram acima do limite estabelecido no RLPS.

    Esta rea de no conformidade inclui obviamente as prprias vias rodovirias; se estas forem excludas, verifica-se que apenas pontualmente e ao longo das faixas adjacentes s vias principais de atravessamento, se ultrapassam os limites legais. Esta alis uma situao incontornvel, verificada em todas as cidades europeias, dado que sobre a rodovia e no local de passagem dos veculos a potncia sonora significa nveis de Leq(A) sempre superiores a 80 dB(A).

    Uma anlise da variao do rudo ao longo das 24 horas mostra que o perodo nocturno mais gravoso relativamente ao diurno. Esta tambm uma situao habitual em cidades sazonais de veraneio, que se relaciona com hbitos de vida nas cidades de praia em horrios nocturnos e os resultados apresentados neste artigo reportam-se a uma simulao do cenrio de Vero.

    Analisando as situaes de no conformidade acstica mais pertinentes, os resultados apresentados nas Figuras 2 e 4 mostram a existncia de uma via que atravessa a cidade onde os nveis de rudo se apresentam substancialmente acima dos limites legais. Esta via, com caractersticas de atravessamento, composta pela Avenida 25 de Abril e prolonga-se para Norte com a EN13 e para Nascente com a via de acesso ao IC1, apresentando uma elevada percentagem de veculos pesados que se vm obrigados, por falta de alternativas, a atravessar a cidade.

    Analisando agora o centro histrico da cidade de Viana do Castelo, com caractersticas essencialmente pedonais, verifica-se que se encontra dentro dos limites estabelecidos no RLPS nos dois perodos diurno e nocturno.

    Para toda a zona em estudo e para o perodo diurno, calculou-se uma percentagem de 13,2 % da populao exposta a nveis de rudo (Leq(A)) acima de 65 dB(A); no perodo nocturno, 18,8% da populao encontra-se exposta a nveis de rudo (Leq(A)) acima de 55 dB(A). Quando considerados os desvios de Leq(A) ao limite legal para zonas sensveis e zonas mistas, a populao acima dos limites similar, 13,7% e 19,5% para os perodos diurno e nocturno respectivamente.

    Os dados de rudo e de populao, combinados atravs do ndice de criticidade, revelam a existncia de seis zonas acusticamente problemticas, como mostra a Figura 4, a saber: Avenida 25 de Abril em quase toda a sua extenso, vias de acesso ao IC1 (troo poente), Escola localizada na via Entre Santos, cruzamento da EN 202 com a Rua Aquilino Ribeiro, Avenida Campo do Castelo e troo da via EN 13 em Darque. Estas zonas deveriam assumir um estatuto de primeira prioridade num plano de mitigao futuro.

  • Fig. 5a) - Cartas de criticidade acstica para o cenrio de Vero - Perodo diurno

    Fig. 5b) - Cartas de criticidade acstica para o cenrio de Vero - Perodo nocturno

    REFERNCIAS

    1. Decreto-Lei n 292/2000. Dirio da Repblica , I Srie-A, Lisboa, Portugal, n. 263, p. 6511-6520

    2. OECD Roadside Noise Abatement. Organisation for Economic Co-operation and Development Publications, Paris, France, 1995.

  • 3. Bertellino, F. e G. Licitra I Modelli Previsionali per il Rumore da Traffico Stradale. Atti Convegno Nazionale Traffico e Ambiente 2000, Progetto Trento Ambiente, Trento, Italia, p. 63-82, 2000.

    4. Directiva 2002/49/EC do Parlamento Europeu e do Conselho, de Junho de 2002, Official Journal of the European Communities, p.12-25, 2000.

    5. CSTB Mithra Technical Manual. Centre Scientifique et Technique du Btiment, Paris, France, 2001.

    6. Berengier, M. e M. Garai Propagazione del Rumore da Traffico Veicolare. Atti Convegno Nazionale Traffico e Ambiente 2000, Progetto Trento Ambiente, Trento, Italia, p. 49-62, 2000.

    7. NP 1730, Norma Portuguesa n 1730, 1996

    8. INE CENSOS2001. Lisboa, 2001

    Endereo dos autores: Lgia Maria Marques Oliveira Torres Silva, Assistente

    Email: lsilva@civil.uminho.pt Daniel Souto Rodrigues, Assistente

    Email: dsr@civil.uminho.pt Rui Antnio Rodrigues Ramos, Prof. Auxiliar

    Email: rui.ramos@civil.uminho.pt Jos Fernando Gomes Mendes, Professor Catedrtico

    Email: jmendes@civil.uminho.pt

    UNIVERSIDADE DO MINHO Esc. de Engenharia Depart. de Eng. Civil Campus de Gualtar 4710-057 Braga, PORTUGAL

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