2° seminário de tese - 11/10/2013
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1 Programa de Pós Graduação em Engenharia de Infra-Estrutura Aeronáutica Área: Transporte Aéreo e Aeroportos Disciplina IT-310 – Seminário de Tese 2013/2 Bruno Arantes Caldeira da Silva METODOLOGIA PARA AVALIAÇÃO DE INCÔMODO POR RUÍDO AERONÁUTICO Rogéria de Arantes Gomes Eller Orientadora Campo Montenegro São José dos Campos, SP – Brasil 2013
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Programa de Pós Graduação em Engenharia de Infra-Estrutura Aeronáutica
Área: Transporte Aéreo e Aeroportos
Disciplina IT-310 – Seminário de Tese
2013/2
Bruno Arantes Caldeira da Silva
METODOLOGIA PARA AVALIAÇÃO DE INCÔMODO POR
RUÍDO AERONÁUTICO
Rogéria de Arantes Gomes Eller
Orientadora
Campo Montenegro
São José dos Campos, SP – Brasil
2013
2 RESUMO
A observação dos conflitos existentes entre aeroportos e as comunidades em seu entorno mostra que
existem deficiências associadas à forma atual de modelagem do incômodo causado pelas operações
aeronáuticas. Este trabalho tem por objetivo analisar tecnicamente a situação do ruído em aeroportos
brasileiros selecionados e identificar potenciais melhorias na abordagem feita atualmente ao problema
pelos órgãos com influência sobre a questão. A proposta é utilizar métricas alternativas de ruído,
isoladamente ou em conjunto com métricas tradicionais, para verificar se há melhor correlação com o
nível de incômodo relatado por comunidades no entorno de aeroportos. Para tal, prevê-se a realização de
pesquisas de opinião em aeroportos brasileiros selecionados de forma a prover um cenário amplo em
termos operacionais, acústicos e demográficos. A plataforma de modelagem de dados de ruído e
aquisição de informações sobre as operações aeronáuticas já se encontra operacionalizada. Esta
plataforma foi utilizada para modelar o impacto de ruído nos principais aeroportos nacionais, com o uso
da métrica DNL, atualmente em vigor no Brasil. Os próximos passos incluem o cálculo das métricas
suplementares para estes mesmos aeroportos, de forma a embasar a escolha dos aeroportos que
participarão das pesquisas de opinião.
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1. Introdução
A percepção do ruído é sujeita a variáveis técnicas (emissão de ruído das aeronaves, trajetórias de
pouso e decolagem, distâncias, zoneamento urbano, métodos construtivos, etc.) e também variáveis
subjetivas de difícil determinação (sensibilidade de pessoas ao ruído). Com o objetivo de unificar estas
características díspares em uma única metodologia de análise, foi desenvolvida nos anos 70 a métrica
DNL (Day-Night Average Sound Level), que foi posteriormente adotada pela FAA (Federal Aviation
Administration) para delimitar as comunidades impactadas por ruído aeronáutico nos Estados Unidos
(More, 2010). O Brasil adotou metodologias essencialmente semelhantes à americana em suas
regulamentações: a Portaria 1141/GC5, de 1987, utilizava a métrica IPR - Índice Ponderado de Ruído
(Abdala, 2005), e mais recentemente o RBAC 161 (Regulamento Brasileiro de Aviação Civil – ANAC),
de 2011, adotou a métrica DNL na forma adotada pela FAA (ANAC, 2011).
Existem vários indícios de que o DNL não consegue mais modelar com precisão o incômodo
percebido pela população, pelas seguintes razões, entre outras:
São inúmeros os casos de reclamações oriundas de regiões fora das áreas consideradas
inadequadas pela regulamentação em vigor (Eller, 2009), (ACRP, 2009);
O DNL, ao contemplar apenas variáveis técnicas de emissão de ruído em seu cálculo,
acaba por eliminar características demográficas específicas de cada aeroporto, que são
importantes na determinação do incômodo percebido (Eller, 2009);
Os limites máximos delimitados pela regulamentação brasileira foram baseados na
experiência internacional, devido à inexistência de estudos amplos para determinar a
resposta da população brasileira ao ruído aeronáutico (Abdala, 2005).
Tais argumentos justificam a tendência mundial em se revisar tanto a métrica quando os valores
de ruído considerados adequados (ACRP, 2009).
Desde o desenvolvimento da métrica DNL, ocorreram também grandes mudanças no cenário
operacional da aviação civil brasileira. A característica do ruído aeronáutico foi alterada devido a
utilização de aeronaves mais modernas, que possuem níveis de ruído menores e com diferente
distribuição em frequência; o número de operações nos principais aeroportos nacionais aumentou
drasticamente, e a ocupação no entorno dos principais aeroportos evoluiu consideravelmente. Estas
mudanças podem ter correlação com uma possível perda de representatividade da métrica DNL para
avaliação de incômodo aeronáutico.
Além destas mudanças, as técnicas de controle de tráfego aéreo também evoluíram neste tempo,
impactando as características de sobrevoo das comunidades afetadas por ruído aeronáutico. Dentro deste
contexto, os procedimentos baseados em PBN (Performance-Based Navigation) estão começando a ser
4 utilizados em larga escala nos aeroportos brasileiros. Este tipo de procedimento se baseia na
implementação de requisitos de desempenho para aeronaves a utilizar o conceito de Navegação por Área,
o que permite rotas mais diretas para a execução de um voo. Apesar de, em teoria, este tipo de
procedimento possuir menor impacto de ruído, ainda são poucas as pesquisas acadêmicas dedicadas a
verificar se de fato ocorre melhoria na percepção subjetiva do ruído aeronáutico no caso de utilização dos
procedimentos PBN.
Este cenário aponta a necessidade de uma reavaliação da metodologia atual de abordagem ao
ruído aeronáutico no Brasil. Entretanto, percebe-se que tal tarefa seria dependente de informações
atualizadas sobre o incômodo percebido pelas comunidades no entorno de aeródromos, informações estas
que são escassas na atual realidade brasileira: as iniciativas existentes de mapeamento geralmente são
pontuais, focadas em problemas específicos de algumas cidades.
Para sanar esta deficiência, este trabalho irá avaliar a adequação das atuais metodologias de
levantamento de impacto ambiental por ruído aeronáutico, e propor nova metodologia caso uma possível
inadequação seja confirmada. Para tal, as seguintes etapas de desenvolvimento são previstas:
Modelagem de ruído da aviação civil brasileira, considerando modelos de aeronave,
frequências e horários de movimentos, e pessoas residentes no entorno dos principais
aeroportos brasileiros.
Levantamento da percepção subjetiva das comunidades afetadas ao ruído, com a
execução de pesquisas de opinião dedicadas.
Análise estatística das informações obtidas, com cruzamento entre as metodologias de
avaliação de ruído e a percepção relatada pelas comunidades. Tendo em vista a grande
variedade de métricas de ruído disponíveis, o estado da arte de estudo do assunto e os
inúmeros fatores não-acústicos envolvidos, propõe-se que este trabalho concentre
esforços na relação entre o número de eventos ruidosos observado e a percepção relatada.
Os resultados do trabalho podem subsidiar os tomadores de decisão de políticas públicas quanto à
delimitação da área de impacto e imposição de restrições de uso e ocupação do solo.
2. Métricas de ruído existentes: detalhamento e discussão
Para se compreender as diferentes métricas atualmente em uso para caracterizar o incômodo
causado por ruído, são necessários alguns fundamentos básicos de acústica, que serão descritos nesta
seção.
5 Uma onda mecânica é definida como uma oscilação de um dado material, que transporta energia
através do mesmo sem movimentá-lo como um todo. As ondas mecânicas se dividem basicamente em
três tipos:
Onda longitudinal – a oscilação ocorre na mesma direção de propagação da onda
Onda transversal – a oscilação ocorre perpendicularmente à direção de propagação da
onda.
Onda de superfície – a oscilação ocorre na interface entre dois materiais diferentes.
A onda mecânica é caracterizada basicamente pela amplitude e frequência de sua oscilação, bem
como pela velocidade de sua propagação. Dadas estas características, define-se como “som” as ondas
mecânicas longitudinais com valor de frequência de oscilação entre 20 e 20.000 oscilações/segundo (ou
Hertz). Esta faixa caracteriza as ondas mecânicas audíveis ao ouvido humano, e assim incluem a primeira
influencia da percepção humana nas definições acústicas. Em consequência desta definição, tem-se
também o “ultrassom” como uma onda mecânica longitudinal com frequência superior a 20 kHz, e o
“infrassom” como uma onda mecânica longitudinal com frequência abaixo de 20 Hz.
Dentre os sons audíveis pelo ser humano, define-se como “ruído” qualquer som que provoque
sensação incomoda ou indesejável no ouvinte. Ou seja, a definição de ruído passa pela percepção
subjetiva do ser humano, o que torna sua análise mais complexa do que a simples análise do fenômeno
físico.
O meio material de propagação da onda sonora é a atmosfera terrestre, desta forma a onda sonora
se propaga através de variações de pressão em torno da pressão atmosférica existente em um dado
ambiente. A amplitude da onda sonora é assim definida como a variação máxima e mínima da onda, com
relação à pressão atmosférica. Assim a amplitude sonora é medida em unidades de pressão – Newton/m2,
ou Pascais (Pa).
O ouvido humano médio possui enorme sensibilidade em termos de amplitude sonora: o limiar
mínimo de sensibilidade é definido em 20x10-6 Pa, enquanto que o limiar máximo de dor situa-se em
torno de 200 Pascais. Esta faixa muito grande de sensibilidade acaba por ocasionar dificuldade para se
utilizar a escala linear para analisar os sons. Como consequência, foi definido o uso de uma escala
logarítmica para caracterizar a amplitude sonora: o NPS (Nível de Pressão Sonora). O valor de referencia
desta escala logarítmica foi definido como o limiar de sensibilidade humana (2x10-5 Pascais). A escala
assim definida possui a unidade adimensional de Decibel (dB).
A imagem a seguir ilustra como o NPS permite descrever toda a variação de sensibilidade sonora
humana com valores mais simples de serem manipulados e compreendidos:
6
Figura 1 - Faixa de Níveis de Pressão Sonora audíveis
Como os Níveis de Pressão Sonora são referenciados a uma escala logarítmica, eles não podem
ser somados linearmente, mas sim os valores correspondentes de pressão sonora, em Pascais. A seguinte
equação define como realizar a somatória de dois NPS:
10 10 10 10
Como regras básicas, pode-se dizer que a soma de dois NPS iguais resultará em um NPS 3 dB
maior que o NPS dos dois níveis; e que no caso de NPS diferentes um fator proporcional à diferença
algébrica dos dois níveis será adicionado ao maior nível sendo somado.
7 Em termos de composição de frequência, os sons se caracterizam como tons puros, quando a
energia sonora está concentrada em apenas uma frequência, e sons em banda larga, onde a energia
encontra-se espalhada em uma faixa de frequências.
Para se analisar ruídos em banda larga, são utilizados filtros que separam a energia sonora em
bandas de frequência com NPS próprio. As principais bandas de frequência utilizadas para análise
acústica são:
Bandas de oitava - faixas de frequência são definidas dobrando-se o valor de frequência
sucessivamente a partir de um valor inicial;
Bandas de 1/3 de oitava - faixas de frequência são definidas multiplicando-se por 21/3 o
valor inicial de frequência.
A imagem a seguir ilustra as bandas de oitava padronizadas pela norma IEC 225, bem como uma
comparação com as frequências das teclas de um piano.
Figura 2 - Bandas de oitava e suas frequências centrais (ref. IEC225)
3. Métricas de ruído
3.1. Conceito
O ruído aeronáutico é um dos principais impactos ambientais associados à aviação civil.
Entretanto, seu impacto não é relacionado à emissão de ruído em si, mas com a percepção humana com
relação a este ruído. Esta definição contrasta com a emissão de poluentes, que já caracteriza um impacto
ambiental simplesmente pela sua existência, ao contrário do ruído, que requer além de sua emissão a
recepção por um ouvinte.
Desta forma, existe grande subjetividade associada à definição de impacto ambiental associado ao
ruído, já que ele é dependente do incômodo percebido pelo ser humano, percepção esta que varia de
indivíduo para indivíduo. Além disso, verifica-se que existe uma complexa relação entre o incômodo
percebido e as grandezas físicas que caracterizam o ruído (pressão sonora e frequência, basicamente).
32 64 128 256 512 1024 2046 4096
31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000
8 Deste contexto foram desenvolvidas as Métricas de Ruído, com o objetivo de realizar a correlação
entre as grandezas físicas associadas aos sons e a percepção humana associada. Esta relação é ilustrada na
seguinte figura:
Figura 3 - Conceito associado às métricas de ruído
Dada a complexidade da resposta humana, existem inúmeras métricas de ruído em uso para
diferentes aplicações. Em linhas gerais, as métricas de ruído se dividem em três tipos, em função de sua
representatividade temporal: Métricas instantâneas, métricas de evento único e métricas cumulativas. As
métricas mais utilizadas atualmente e mais relevantes para este trabalho serão descritas em maior detalhe
a seguir:
3.2. Métricas instantâneas de ruído
As métricas instantâneas caracterizam o ruído em um determinado instante do tempo, definido em
geral em uma duração entre 0.5 e 1 segundo. As principais métricas instantâneas utilizadas em ruído
aeronáutico são o dB(A), o PNL e o PNLT. Estas métricas serão descritas em detalhe a seguir:
3.2.1. dB(A)
A sensibilidade do ouvido humano varia em função da frequência sonora. Tendo em vista
representar esta variação, foi desenvolvida a Curva de Compensação A, que ajusta o NPS de cada
frequência de forma a simular a sensibilidade do ouvido humano. A seguinte imagem ilustra os fatores de
ajuste da curva A, em bandas de oitava:
9
Figura 4 - Curva de compensação A
A imagem mostra que o ouvido humano possui sensibilidade maior na faixa de frequências entre
1000 e 4000 Hertz, diminuindo à medida que a frequência sonora se afasta destes valores.
Dados estes fatores de ajuste, a métrica dB(A) é calculada a partir dos níveis NPS da seguinte
forma:
Adiciona-se aritmeticamente o valor de ajuste da curva A ao NPS de cada banda de
frequência.
Adiciona-se, em decibéis, os valores de cada banda de frequência.
A soma de todas as bandas de frequência gera o NPS em dB(A), valor único que caracteriza o
ruído em um dado instante no tempo. Esta relação é descrita pela seguinte equação:
10 10
‐30
‐25
‐20
‐15
‐10
‐5
0
5
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
16000
Nível relativo
(dB)
Frequência (Hz)
Curva de compensação A
10 3.2.2. PNL
A curva de compensação A possui um formato simplificado, com o objetivo de facilitar sua
implementação prática em circuitos elétricos. Desta forma, ela não representa com exatidão a
sensibilidade do ouvido humano com relação a frequências.
Além disto, a curva de compensação A somente considera a variação de sensibilidade do ouvido
humano com relação à frequência sonora. Entretanto, a sensibilidade do ouvido humano também varia
com a amplitude do som.
Dado este contexto, o PNL (Perceived Noise Level) foi desenvolvido com o objetivo de modelar a
sensibilidade do ouvido humano com maior nível de detalhe.
O PNL utiliza curvas de conversão entre o NPS e uma escala de ruidosidade percebida (unidade –
Noy). Estas curvas de ruidosidade consideram a variação da sensibilidade com a amplitude, e não apenas
com a frequência, conforme ilustrado na imagem a seguir:
Figura 5 - Curvas de ruidosidade (Noys)
O PNL é calculado a partir do Noy em três passos:
1 - converte-se o NPS de cada frequência para Noy, com o uso das curvas de ruidosidade.
2 - Calcula-se a “ruidosidade total percebida” N, combinando os valores de Noy de cada
frequência. No caso de um espectro em frequência em 1/3 de oitava, este cálculo é
efetuado pela seguinte fórmula: 0.85 0.15 ∑ ,
onde n=ruidosidade de cada componente em frequência f=frequências de1/3 de oitava, entre 50 e 10.000 Hz.
200
200
200
200
400
400
400
400
600
600
600
600
800
800
800
800
1000
1000
1000
1000
1200
1200
1200
1400
1400
1400
1600
1600
1600
1800
1800
2000
50 63 80 100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
6300
8000
1000
0
110
115
120
125
130
135
140
145
150
Um ruído de 116dB em 4000Hz
incomoda o mesmo que um ruído de 135dB em 80 Hz (400
Noys)
Um aumento de 105 para 115 dBs representa a
mesma variação de incomodo que um aumento de 136
para 137 dBs (200 Noys)
NPS (dB)
Frequencia (Hz)
11 Converte-se a ruidosidade total para PNL com a seguinte fórmula:
4010
2log
3.2.3. PNLT
Pesquisas mais aprofundadas concluíram que a concentração de energia em uma frequência
aumenta o incômodo percebido. Denominam-se “tons puros” estas concentrações de energia.
Desta forma, foi incluída na métrica PNL uma correção para levar em conta este efeito, chamada
de “correção de tom” (Tone Correction). Maiores detalhes sobre o cálculo desta correção são encontrados
no Anexo 16, da ICAO. O PNL corrigido para este efeito denomina-se PNLT (Tone-corrected Perceived
Noise Level).
PNLT=PNL+Tone Correction
A imagem a seguir ilustra um espectro de ruído de aeronave, destacando o efeito causador da
correção de tom:
Figura 6 - conceito associado à correção de tom
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
6300
8000
10000
Nível de pressão
Sonora, dB (NPS)
Frequencia 1/3 oitava, Hz
Espectro de ruído ‐ aeronave com motor turbofan
Tom puro – causa correção de tom
12
3.3. Métricas de evento único
3.3.1. Conceito
O NPS, NPS(A), PNL e PNLT fornecem valores de ruído em um dado instante no tempo.
Entretanto, o incômodo percebido varia também com a duração dos eventos ruidosos, assim não pode ser
adequadamente descrito pelas métricas instantâneas somente. Desta forma, para incluir o efeito de
duração de um evento foram criadas as “métricas de evento único”, que incluem uma integração dos
níveis de ruído instantâneos observados ao longo do tempo de duração do evento.
De forma geral, as métricas de evento único são calculadas da seguinte forma:
1 – o ruído do evento em questão é medido em toda sua duração
2 - o evento é dividido em instante de tempo de igual duração (em geral, 0.5 ou 1 segundo).
3 – o valor instantâneo de ruído é calculado para cada instante do evento
4 – efetua-se a integração dos níveis instantâneos durante o período de ocorrência do evento,
gerando um nível de ruído único que caracteriza todo o evento ruidoso.
A imagem a seguir ilustra o processo de obtenção da série de níveis de ruído instantâneos
necessária para calcular o nível de evento único:
Figura 7 - Obtenção de série de níveis de ruído instantâneos
As principais métricas de evento único para análise de ruído aeronáutico são o SEL (Sound
Exposure Level) e o EPNL (Effective Perceived Noise Level), descritas em detalhe a seguir:
Espectro em frequência de cada intervalo de tempo
70.0
75.0
80.0
85.0
90.0
95.0
100.0
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
nivel dB(A)
Tempo (s)
1 nível global de ruído para cada intervalo de tempo
13 3.3.2. SEL (Sound Exposure Level)
O SEL (Sound Exposure Level) é a métrica de ruído único obtida a partir da integração dos níveis
em dB(A) observados durante o evento. Esta integração deve ser feita, no mínimo, no período de tempo
quando o ruído está a menos de 10 dB(A) do valor máximo observado.
O SEL é definido pela seguinte equação:
10 ∑ 10 , onde T0=1 segundo
Pode-se perceber que o SEL constitui-se na soma decibel dos níveis de ruído instantâneos em
dB(A) observados durante um evento, normalizado para uma duração de 1 segundo. A seguinte imagem
ilustra o conceito envolvido na definição de SEL.
Figura 8 - Obtenção do SEL
3.3.3. EPNL
O EPNL (Effective Perceived Noise Level) é uma métrica análoga ao SEL, porém integra os
valores de PNLT do evento ruidoso e utiliza um intervalo de normalização T0 de 10 segundos. A equação
assim fica:
101
1010
70.0
75.0
80.0
85.0
90.0
95.0
100.0
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
nivel dB(A)
Tempo (s)
níveis dB(A) ‐ decolagem B727
Período de integração do SEL
10dB abaixo do máximo
SEL=102.3 dB
14
3.4. Métricas cumulativas de ruído
3.4.1. Conceito
Pessoas no entorno de aeroportos são sujeitas ao ruído de inúmeros sobrevoos diariamente. Desta
forma, para se avaliar o impacto ambiental associado à operação do aeroporto como um todo, todos os
eventos ruidosos observados devem ser considerados. Desta necessidade surgem portanto as métricas
cumulativas.
Existe grande variedade de métricas cumulativas em uso para analisar ruído aeronáutico, devido à
variações na métrica de evento único utilizada e em pesos variáveis em função do horário do evento
ruidoso, que objetivam modelar o maior incômodo produzido por eventos ruidosos em horários de
descanso. Em geral, as métricas são escolhidas pelos países em função da melhor correlação com o
incômodo percebido por sua população, o que inclui indiretamente fatores sociais e culturais associados a
cada país.
A seguir serão descritas as principais métricas utilizadas no mundo:
3.4.2. DNL (DayNight Average Noise Level)
O DNL (Day-Night Average Noise Level) consiste no valor médio de SEL observado em uma
comunidade durante um período de 24 horas. Para se considerar o maior incômodo associado a eventos
noturnos, a métrica prevê uma penalização de 10 dB SEL aos eventos que ocorrem no período entre as
22:00 e 07:00.
O DNL é definido pela seguinte equação:
Pode-se ver que o DNL consiste também em um somatório em dB dos níveis SEL observados
durante o dia.
SEL – eventos normalizados em 1
segundo
Eventos noturnos –penalização de 10 dB
Média diária – número total de segundos em 1 dia
15 O DNL é utilizado pelo Brasil e pelos Estados Unidos em suas respectivas regulamentações de
planejamento de ocupação de uso do solo: RBAC 161 e 14 CFR Part 150.
3.4.3. DENL (DayEveningNight Average Noise Level)
O DENL é uma versão ligeiramente alterada do DNL. Ele inclui, além da penalização de 10 dB
para eventos noturnos, uma outra penalização de 5 dB para eventos que ocorrem no período vespertino
(do inglês “evening”. - entre 19 e 23 horas). A definição de horário noturno também é alterada para o
período entre 23:00 e 7:00. A equação do DENL é representada por:
101
8640010 10 10
O DENL foi proposto como métrica de ruído a ser utilizada de forma uniforme na União
Europeia (European Commission, 2002).
3.4.4. CNEL (Community Noise Equivalent Level)
Análogo ao DENL, porém com o período noturno definido entre 22:00 e 07:00, e o vespertino
definido entre 19:00 e 22:00. Além disto, a penalização de eventos vespertinos é de 4.77 dB, o que
equivale a dizer que cada movimento neste período contaria como 3 eventos.
101
8640010 10
.10
3.4.5. LAeq (Equivalent Noise Level)
O LAeq é análogo ao SEL, porém efetua a média de ruído em dB(A) ao longo de um dado período
de tempo, ou seja, em intervalos de normalização variáveis, diferentes de 1 segundo. Esta é a métrica
utilizada por normas brasileiras de conforto acústico (NBR 10.151 e 10.152).
101
10
Frequentemente o LAeq é calculado considerando a média de ruído diurna e noturna, gerando
assim duas métricas de avaliação de ruído: o LAeqN (noturno) e o LAeqD (diurno).
16 3.4.6. NEF (Noise Exposure Forecast)
A métrica NEF foi desenvolvida nos anos 60 nos Estados Unidos. Ela é análoga ao DNL, porém
utiliza o EPNL como métrica básica e inclui uma penalização de 12.2 EPNdB (peso de 16.7) para
eventos noturnos. Além disso, o fator de normalização é de 88 dBs, de forma a produzir um valor de
NEF=0 para um impacto ambiental definido como desprezível (Bishop et al, 1969). Desta forma, a
equação do NEF fica da seguinte forma:
10 10 10.
88
O NEF era a métrica utilizada pelos Estados Unidos antes da escolha do DNL. Entretanto, como o
EPNL é utilizado especificamente para ruído aeronáutico, o DNL foi adotado para padronizar uma única
métrica para todas as fontes de ruído. Entretanto, o NEF ainda é utilizado em países como o Canadá.
3.4.7. ANEF (Australian Noise Exposure Forecast)
O ANEF é uma variação do NEF, utilizada na Austrália. Ela foi definida a partir de um amplo
levantamento de incômodo feito neste país, que mostrou que os pesos originais do NEF para eventos
noturnos não se correlacionavam tão bem aos resultados das pesquisas de incômodo (NAL, 1982). Com
este objetivo, o ANEF modificou o período noturno da métrica para o período entre 19:00 e 7:00. Eventos
ocorrendo neste período recebem uma penalização de 6 dB (ou seja, equivalem a 4 eventos em horário
diurnos).
10 10 10: :
88
3.4.8. WECPNL (Weighted Equivalent Continuous Perceived Noise Level)
O WECPNL foi sugerido pela ICAO no Anexo 16 como tentativa de unificar a métrica de
avaliação de ruído em aeroportos no mundo. Entretanto, esta recomendação foi retirada do Anexo 16 a
partir de sua segunda edição (1988), deixando a escolha da métrica a cargo de cada país. Hoje, versões
adaptadas do WECPNL são utilizadas no Japão e Coréia do Sul.
Em linhas gerais, o WECPNL é equivalente ao DENL, porém com a utilização do EPNL como
métrica de evento único. Como fator diferenciador, o WECPNL prevê um fator de ajuste por estação do
ano, tendo em vista modelar períodos onde as pessoas tenderiam a manter as janelas fechadas (inverno)
ou abertas (verão). A equação básica do WECPNL fica na seguinte forma:
17
10 10 10 10 39.37
Onde S = Fator de ajuste de estação, definido na seguinte tabela:
Tabela 1 - Ajuste de Estação definido pelo WECPNL.
Temperatura da estação Fator de Ajuste S Meses com menos de 100 horas acima de 20 C -5 dB
Meses com mais de 100 horas acima de 20 C mas menos que 100 horas acima de 25.6 C
0 dB
Meses com mais de 100 horas acima de 25.6 C +5 dB
3.4.9. NNI (Noise and Number Index)
O NNI foi desenvolvido na Inglaterra nos anos 60 , e contempla de forma mais direta tanto o
nível de ruído dos eventos quanto o número de eventos. Ele é dado pela seguinte formula
15 80, onde:
L = PNL médio máximo das operações, ou seja, a média de todos os valores máximos de
PNL observados.
N=número de operações
3.4.10. N.A. (Number of Events Above) / T.A (Time Above)
O T.A. baseia-se no tempo a que uma comunidade é submetida a um nível de ruído acima de um
dado valor, ou seja, não considera o valor máximo dos eventos mas sim a duração dos mesmos com
relação a um critério fixo. Já o N.A. simplesmente considera os eventos que produzem ruído acima de um
dado valor, não importando o tempo do evento ou o valor máximo. Estas duas métricas são em geral
utilizadas como métricas suplementares para comunicação com o publico em geral, pois são facilmente
compreensíveis, ao contrário das métricas de somatório de energia mostradas anteriormente.
Na Austrália, os níveis de 60 dB(A) e 70 dB(A) são utilizados como critérios para contagem das
métricas N60 e N70, utilizadas respectivamente para medir o número de operações que geram impacto
nos horários diurno e noturno, respectivamente.
18
3.5. Sumário de métricas cumulativas de ruído
A descrição anterior mostra que as métricas cumulativas utilizam basicamente duas metodologias
distintas para considerar os eventos ruidosos: média de energia acústica e número de eventos ruidosos. No
caso das metodologias de média de energia, basicamente três variáveis diferenciam as métricas: pesos
associados a horários dos dias, métrica de evento único utilizada e fator de normalização. Com esta
consideração, as principais métricas em uso no mundo atualmente possuem as características dispostas na
seguinte tabela:
Tabela 2 - Resumo de métricas cumulativas de ruído
Métrica cumulativa
Métrica de evento
único usada
Período Diurno Período
Vespertino Período noturno
Fator de normalização
Período Peso Período Peso Período Peso
DNL dB(A) 07:00 a 22:00
1 - - 22:00 a 07:00
10 49.37
DENL dB(A) 07:00 a 19:00
1 19:00 a 23:00
3 23:00 a 07:00
10 49.37
CNEL dB(A) 07:00 a 19:00
1 19:00 a 22:00
3 22:00 a 07:00
10 49.37
NEF EPNL 07:00 a 22:00
1 - - 22:00 a 07:00
16.7 88
ANEF EPNL 07:00 a 19:00
1 - - 19:00 a 07:00
4 88
WECPNL EPNL 07:00 a 19:00
1 19:00 a 22:00
3 22:00 a 07:00
10 39.37
4. Revisão bibliográfica
Esta etapa da revisão bibliográfica foi focada no levantamento de referencias bibliográficas que se
dedicam à melhorar a representatividade das métricas utilizadas para análise de ruído aeronáutico
considerando o incômodo causado.
Nesta linha, Flindell (1983) já apontava que métricas que consideram a integração de energia
sonora ao longo de um intervalo (como o DNL) possuíam boa correlação com aspectos fisiológicos como
perda de audição, mas a mesma correlação não necessariamente se aplicaria ao incômodo percebido.
Miedema et al (2001) analisou várias pesquisas de opinião utilizando a métrica DNL e DENL e
separando os dados em função da fonte de ruído. As curvas de incômodo obtidas possuem melhor
correlação com as respostas das pesquisas de opinião, porém o autor sugere que sejam inseridas novas
variáveis para descrever o incômodo, além do DNL e do DENL. Ele sugere a inclusão de variáveis que
podem ser controladas por políticas públicas, tal como nível de isolamento ou orientação das residências
19 com relação à fonte de ruído. Este trabalho baseou a escolha, pela União Europeia do DENL como
métrica descritiva de incômodo por ruído aeronáutico e de outras fontes. (European Commission Working
Group, 2002).
Entretanto, Babisch et Al (2009) mostrou com dados mais recentes que o incômodo relacionado a
ruído aeronáutico seria maior do que o mostrado pelas curvas de Miedema et al (2001), e assim sugere
que a curva de predição de incômodo por ruído aeronáutico seja alterada. O mesmo trabalho mostrou que
as curvas associadas a outras fontes de ruído, como o de tráfego, permaneciam válidas. Este resultado
sugere duas possíveis interpretações: ou a atitude das pessoas com relação a ruído aeronáutico foi
modificada, ou aspectos operacionais não captados adequadamente pela métrica DENL, como o número
de eventos ruidosos, podem ter influenciado o aumento no incômodo relacionado ao ruído aeronáutico.
Seguindo esta linha, pesquisas recentes vêm sendo feitas com o objetivo de fornecer base
científica à utilização de novas métricas para representação do incômodo. Neste sentido, destaca-se o uso
de métricas suplementares, ou seja, métricas que já existem mas que até o momento não foram
consideradas atualmente para estimar níveis de incômodo. Wyle (2011) lista várias destas métricas, e
recomenda que estudos científicos sejam aprofundados para validar sua utilização como variáveis
descritivas de incômodo.
Dentre as métricas suplementares, destacam-se a utilização de métricas de tempos, eventos e
níveis sonoros, em oposição às métricas de integração de energia sonora, como o DNL. Tais métricas, por
serem mais facilmente compreendidas pelo público em geral, são tradicionalmente utilizadas apenas para
facilitara comunicação com comunidades afetadas por ruído. Entretanto, dadas as dúvidas com relação às
métricas de integração de energia sonora, iniciativas vêm sendo tomadas para incluir tais variáveis na
modelagem de incômodo. Goldschagg (2013) utilizou as métricas N60 e N70 para modelar o incômodo
percebido por moradores no entorno do aeroporto internacional de Johannesburgo, na África do Sul. Para
tal, foi efetuada uma pesquisa de opinião, por meio postal, com o envio de 1000 correspondências para
moradores do entorno do aeroporto. 330 respostas válidas foram obtidas pela pesquisa, de onde se
concluiu que há boa correlação entre as métricas de número de eventos utilizadas e o incômodo relatado
pela população.
Nesta linha de ação, o governo australiano reconheceu que a métrica utilizada atualmente, o
ANEF, não capturaria adequadamente o incômodo causado por ruído no entorno de aeroportos. Desta
forma, recomendou revisar a norma australiana de restrições ao uso do solo, tendo em vista incluir as
métricas N60 e N70 adicionalmente ao ANEF (DIRF, 2012). Especificamente, o governo sugeriu que
usos sensíveis a ruído sejam evitados em áreas sujeitas a:
20 ou mais eventos diurnos com nível de ruído superior a 70 dB(A)
20 50 ou mais eventos diurnos com nível de ruído superior a 65 dB(A).
100 ou mais eventos diurnos com nível de ruído superior a 60 dB(A)
6 ou mais eventos noturnos com níveis de ruído maiores que 60 dB(A).
Contra esta proposta, cita-se a falta de embasamento científico para estes valores de restrição,
conforme registrado em AAS (2012). Tal observação também é feita por Mestre (2008), que afirma com
base nos desenvolvimentos recentes que, apesar de haver controvérsia com relação à utilização do DNL
para prever incômodo, ainda faltam dados que suportem a utilização de novas métricas. Assim, este
trabalho também sugere que seja mais bem avaliada a relação entre o incômodo percebido e métricas
suplementares, como as relacionadas ao número de eventos.
Nos Estados Unidos, a FAA também reconhece a necessidade de pesquisas mais detalhadas com
relação a métricas de ruído aeronáutico. Com este objetivo, a FAA identificou três objetivos primordiais
para seus próximos projetos de pesquisa, a saber: (FAA, 2011).
Obter evidências técnicas que permitam revisar os critérios de planejamento de ocupação
de uso do solo atualmente em vigor, baseados no DNL.
Aumentar a confiança do publico em geral, a partir da aplicação de informações
atualizadas.
Embasar com dados técnicos ações para mitigação dos efeitos de ruído, como mudanças
de espaço aéreo e procedimentos de baixo ruído.
Percebe-se que os três objetivos serão dependentes, portanto, de uma reavaliação dos impactos de
ruído através de novas pesquisas de opinião. Para garantir ampla representatividade dos resultados a
serem obtidos, linhas-mestras para a realização de tais pesquisas foram listadas em Wyle (2011), dentre as
quais se citam aqui:
Consideração de aeroportos com diferentes características operacionais, em termos de
número de operações, tipos de aeronaves, combinações de níveis e número de eventos
gerando um mesmo nível DNL.
Disponibilização de dados detalhados de ruído, que permitam o cálculo de diferentes
métricas.
Questionários focados não apenas em incômodo, mas também em perturbação de sono,
de forma a verificar a correlação entre estes dois tipos de impacto.
21 O trabalho também analisa pesquisas de opinião realizadas em outros países e sugere que também
sejam consideradas no escopo do trabalho americano. Uma lista compreensiva destas pesquisas encontra-
se em (Wyle Laboratories, 2009). Destaca-se que dentre as 628 pesquisas relacionadas, apenas duas
foram realizadas no Brasil (uma em Porto Alegre e outra em Curitiba, ambas focando em ruído urbano de
forma geral).
Fields et al (2001) analisou a questão da definição de questionários a serem aplicados em
pesquisas de opinião para captação de percepção de incômodo. Tendo em vista comparar resultados
obtidos em diversos países e situações, o trabalho propôs uma padronização das questões a serem
aplicadas. Para tal, definiu 2 perguntas básicas que devem ser realizadas nas pesquisas de opinião. Uma
pergunta remete a uma escala verbal de descrição do incômodo, e a segunda a uma escala numérica. As
duas perguntas podem ser utilizadas para focalizar a pesquisa em qualquer fonte de ruído, ou período de
tempo de análise, mas sugere-se que a pergunta seja direcionada à percepção do respondente no último
ano. O trabalho fornece estas perguntas padronizadas em 9 línguas diferentes. Inglês, Holandês, Francês,
Alemão, Húngaro, Japonês, Norueguês, Espanhol e Turco.
As versões em Inglês e espanhol destas perguntas encontram-se a seguir:
RECOMMENDED QUESTIONS: Q.V. Thinking about the last (period of analysis), when you are here at home, how much does noise from (noise source) bother, disturb, or annoy you: Extremely, Very, Moderately, Slightly or Not at all? Q.N. Next is a zero to ten opinion scale for how much (source.) noise bothers, disturbs or annoys you when you are here at home. If you are not at all annoyed choose zero, if you are extremely annoyed choose ten, if you are somewhere in between choose a number between zero and ten. Thinking about the last (period of analysis) what number from zero to ten best shows how much you are bothered, disturbed, or annoyed by (source) noise? SPANISH Q.V. Tomando en consideracion los ultimos (periodo da análise), indique Vd. en que cuantia le molesta o perturba el ruido producido por (indicar la fuente de ruido) cuando se encuentra en su casa: extremadamente, muy, medianamente, ligeramente, absolutamente nada. Q.N. A continuación se da una escala de opinión de cero a diez para que Vd. Pueda expresar en qué cuantía le molesta o perturba el ruido producido por (indicar la fuente de ruido…) cuando se encuentra en su casa. Por ejemplo, si Vd. Está “absolutamente nada'' molesto por el ruido debería escoger el cero, y si Vd. está &&extremadamente'' molesto debería escoger el diez. Tomando en consideración los últimos (12 meses), indique qué número desde el cero al diez expresa mejor la cuantía en que Vd. está molesto o perturbado por el ruido producido por (indicar la fuente de ruido)
Algumas iniciativas vem ocorrendo no Brasil para analisar as questões associadas ao ruído
aeronáutico. Revoredo (2008) propôs utilizar as métricas LAeqD e LAeqN para caracterizar níveis de
ruído aeronáutico aceitáveis em aeroportos brasileiros, relacionando-as ao nível DNL, pelo fato destas
22 métricas serem utilizadas por normas brasileiras em vigor (NBR 10151). Porém, não é feita uma
discussão sobre a representatividade destas novas métricas no que diz respeito ao incômodo causado.
Heleno (2013) também utilizou as métricas LAeqD e LAeqN em uma modelagem fuzzy de
incômodo causado por ruído. Para tal, foram utilizados valores constantes da norma NBR 10151, que
relacionam o nível de ruído nas referidas métricas com a reação da comunidade afetada. Porém o estudo
não verifica a correlação dos valores da norma com esta reação das comunidades, pois não inclui novas
pesquisas de opinião, nem tampouco discute a adequabilidade destes valores no caso específico de
exposição a ruído aeronáutico. A norma define um valor critério de 45 dB(A) para áreas residenciais. A
tabela a seguir ilustra a correlação entre incômodo e nível de ruído definida pela norma:
Tabela 3 - Critério de incômodo segundo norma NBR 10.151
Valor em dB (A) pelo qual o nível sonoro corrigido ultrapassa o nível critério.
Resposta estimada da comunidade Categoria Descrição
0 Nenhuma Não se observa reação 5 Pouca Queixas esporádicas
10 Média Queixas generalizadas 15 Enérgicas Ação Comunitária 20 Muito Enérgicas Ação comunitária vigorosa
Duas iniciativas recentes utilizaram pesquisas de opinião para captar a percepção de populações
acerca de ruído. O trabalho de Eller (2009) utilizou pesquisas de opinião para definir uma tarifa de ruído
associado ao incômodo percebido pela população no entorno do aeroporto de Guarulhos. Com este
objetivo, o nível de incômodo percebido foi correlacionado com o nível certificado de ruído de cada
modelo de aeronave operando neste aeroporto. O trabalho obteve 248 questionários válidos para a análise,
mas não efetuou correlação entre o nível de incômodo e o nível de ruído global das operações
aeronáuticas. Santos (2011) utilizou um sistema online para obtenção de percepção de ruído aeronáutico
na cidade de São José dos Campos, integrado a uma base de dados geográficos.
5. Evolução de escopo do trabalho
5.1. Discussão
Dada a pesquisa bibliográfica realizada e a grande variedade de métricas de ruído levantada,
percebe-se que, de fato, ainda há controvérsia sobre a utilização do DNL para fins de caracterização de
impacto ambiental associado ao ruído aeronáutico, o que corrobora os objetivos definidos para o trabalho.
Mais especificamente, existe dúvida sobre a correlação de métricas de somatório de energia com
o incômodo percebido pelas comunidades, dadas as condições operacionais atuais. Para compreender
23 melhor esta questão, o gráfico a seguir fornece a evolução do número de pessoas afetadas por 65 dB DNL
e o número de movimentos de aeronaves, nos Estados Unidos:
Figura 9 - Evolução do número de pessoas expostas a 65 DNL e o número de movimentos de aeronaves nos
Estados Unidos (FAA, 2011)
O gráfico mostra que o número de pessoas expostas a ruído acima de 65 dB DNL nos Estados
Unidos foi reduzido drasticamente nas últimas décadas, mesmo com enorme aumento no número de
movimentos de aeronaves observado. Este resultado reflete que as medidas de redução de ruído na fonte e
de planejamento de ocupação do uso do solo, baseadas na métrica DNL, estão sendo bem executadas
neste país. Porém, reações de comunidades continuam a ocorrer de forma vigorosa pelo mundo, o que
levanta duas questões:
O atual planejamento de ocupação de uso do solo, baseado na métrica DNL, é adequado
para modelar os impactos ambientais do ruído aeronáutico?
O impacto ambiental associado ao aumento no número de movimentos de aeronaves é
adequadamente modelado pela métrica DNL?
Para ilustrar a discussão destes pontos, a figura a seguir ilustra dois cenários operacionais que
produzem o mesmo nível DNL:
24
Figura 10 - Exemplos de cenários operacionais com DNL 65
Os cenários sugerem que o número de eventos ruidosos, apesar de considerado de forma indireta
pela métrica DNL, pode estar sendo subestimado devido ao somatório logarítmico envolvido, que de certa
forma acaba por priorizar o nível de ruído em detrimento do número de eventos.
Outra observação possível é que, à época da escolha do DNL como métrica de ruído aeronáutico,
a aviação civil internacional seria caracterizada qualitativamente pelo “Cenário 1”, ou seja: poucos
movimentos de aeronaves muito ruidosas (a reação). Para fins de sensibilidade, um exemplo de aeronave
que produz este nível de ruído é o Boeing 707-320.
Por outro lado, a situação atual seria mais bem classificada no “Cenário 2”: aeronaves com menor
nível de ruído (ex compatível com o cenário 2: Airbus A318), mas com número de eventos maior. É
possível que esta mudança não esteja sendo adequadamente captada pelo DNL, o que pode ajudar a
explicar os problemas associados ao uso desta métrica.
Dada esta discussão, propõe-se que o objetivo do trabalho atual seja alcançado a partir das
seguintes etapas, que serão descritas em maior detalhe a seguir:
1. Definição de aeroportos de interesse para participação em nova pesquisa de opinião 2. Definição e execução de pesquisa de opinião nos aeroportos selecionados. 3. Modelagem detalhada da situação de ruído encontrado no entorno aeroportos 4. Identificação de métrica(s) que melhor se correlacionem com os resultados da pesquisa
de opinião, com foco na consideração no número de eventos ruidosos.
Cenários equivalentes a DNL=65 dB
Cenário 1 ‐ 1 evento diurno com SEL 114.4 dB(A) = DNL 65
Cenário 2 ‐ 100 eventos diurnos com SEL 94.4 dB(A) = DNL 65
25
5.2. Definição de aeroportos candidatos para pesquisa de
opinião
Dado o objetivo do trabalho de embasar uma nova métrica de ruído que melhor descreva o
incômodo causado por ruído aeronáutico de forma geral, é interessante que sejam obtidas as percepções
de comunidades sujeitas à diferentes características de ruído e diferentes situações operacionais. Com este
objetivo, características operacionais e de ruído de 35 aeroportos brasileiros foram levantadas, a fim de
identificar aeroportos candidatos para a pesquisa. Os aeroportos inicialmente analisados foram escolhidos
em função do número de operações registradas no ano 2010, critério primário utilizado pelo RBAC161
para definir o porte do aeroporto em termos de ruído (emissão de Plano básico ou Plano Específico de
zoneamento de ruído).
Para reduzir esta lista de aeroportos e viabilizar a execução das pesquisas de opinião, propõe-se
utilizar os seguintes critérios para definir aeroportos que englobem a maior faixa possível de situações
operacionais e de incômodo, e assim otimizar o alcance da pesquisa de opinião a ser realizada:
Número de pessoas expostas a ruído acima de 55 dB DNL
Número de movimentos de aviões (helicópteros não serão considerados na
análise)
Número de pessoas expostas a uma dada quantidade de eventos ruidosos
Distribuição de movimentos em função do horário (diurno/noturno)
A seguinte tabela dispõe os aeroportos analisados inicialmente, em função do número de
movimentos registrado em 2010:
26 Tabela 4- Principais aeroportos brasileiros em termos de movimentos
AEROPORTO nome Movimentos
totais Movs.
Helicopteros %HELI
SBGR Aeroporto Internacional de Guarulhos 251943 8763 3%
SBSP Aeroporto de Congonhas 211913 17120 8%
SBBR Aeroporto Internacional de Brasília 170753 4371 3%
SBMT Aeroporto Campo de Marte 153313 105768 69%
SBRJ Aeroporto Santos‐Dumont 129441 9800 8%
SBGL Aeroporto Internacional do Galeão 124492 1848 1%
SBSV Aeroporto Internacional de Salvador 114803 4627 4%
SBJR Aeroporto de Jacarepaguá 97595 69586 71%
SBPA Aeroporto Internacional de Porto Alegre 91884 2282 2%
SBCF Aeroporto Internacional de Confins 83872 485 1%
SBCT Aeroporto Internacional de Curitiba 79828 422 1%
SBRF Aeroporto Internacional de Recife 76377 3346 4%
SBKP Aeroporto Internacional de Campinas 75364 954 1%
SBBH Aeroporto da Pampulha 70179 10961 16%
SBME Aeroporto de Macaé 67937 64768 95%
SBGO Aeroporto de Goiânia 67882 1266 2%
SBFZ Aeroporto Internacional de Fortaleza 64779 2919 5%
SBCY Aeroporto Internacional de Cuiabá 54742 757 1%
SBVT Aeroporto de Vitória 53542 17540 33%
SBEG Aeroporto Internacional de Manaus 52809 284 1%
SBJD JUNDIAÍ 52280 1462 3%
SBPR Aeroporto Carlos Prates 47355 11490 24%
SBBE Aeroporto Internacional de Belém 43008 1192 3%
SBRP RIBEIRÃO PRETO 42981 5567 13%
SBFL Aeroporto Internacional de Florianópolis 41774 4914 12%
SBBI Aeroporto de Bacacheri 41067 7101 17%
SBLO Aeroporto de Londrina 35008 337 1%
SBBP BRAGANÇA PAULISTA 32798 696 2%
SDAM CAMPINAS (AMARAIS) 32461 9990 31%
SBUL Aeroporto de Uberlândia 30856 820 3%
SBCG Aeroporto Internacional de Campo Grande 29784
311 1%
SDCO SOROCABA 27636 1820 7%
SBNT Aeroporto Internacional de Natal 26177 879 3%
SBSL Aeroporto Internacional de São Luís 23679 1091 5%
SBSJ Aeroporto de São José dos Campos 18408 2897 16%
Pode-se ver que existem aeroportos cujos movimentos são dominados por helicópteros. Como o
foco da pesquisa será sobre o ruído gerado por aviões, foram eliminados da análise os aeroportos de
27 Campo de Marte, Jacarepaguá e Macaé, que possuem mais de 50% de movimentos atribuídos a
helicópteros.
O gráfico a seguir mostra o número de pessoas expostas a ruído acima de 55 dB DNL em cada
um dos aeroportos restantes. Os números foram obtidos com a utilização do software INM. Ressalta-se
que estas informações populacionais devem ser analisadas de forma qualitativa, já que foi utilizada uma
premissa de decolagens e pousos em linha reta. Porém tal abordagem é valida neste ponto de definição de
possíveis candidatos à pesquisa.
Figura 11 - Pessoas residentes em áreas acima de 55 dB DNL em aeroportos brasileiros
A tabela mostra que existem aeroportos com baixa quantidade de pessoas submetidas a níveis de
ruído acima de 55 dB DNL, apesar do alto número de movimentos. Seguindo este critério, foram
eliminados da análise os aeroportos de Jundiaí, Bragança Paulista e Campo dos Amarais (Campinas).
Apesar do baixo número de pessoas afetadas apontado pela análise, o aeroporto de São José dos Campos
foi mantido na análise para que seus resultados sejam comparados com outras pesquisas realizadas no
âmbito do ITA.
O seguinte gráfico mostra a distribuição dos voos nos aeroportos restantes, em função do tipo de
motor instalado nos aviões:
10
100
1000
10000
100000
1000000
SBGR
SBSP
SBGL
SBFZ
SBRF
SBPA
SBBE
SBSV
SBEG
SBVT
SBSL
SBCT
SBBR
SBBH
SBKP
SBGO
SBRJ
SBCG
SBCF
SBCY
SBLO
SBRP
SBFL
SBUL
SDCO
SBBI
SBPR
SBNT
SBSJ
SBJD
SBBP
SDAM
Residentes em áreas acima de 55 dB DNL
28
Figura 12 - Classificação de aeroportos por tipo predominante de aeronave
Este tipo de informação será útil para verificar qual tipo de fonte de ruído está sendo causadora do
possível incômodo, e verificar se há correlação entre esta variável e o nível de incômodo percebido.
Dentro deste critério, destacam-se os aeroportos da Pampulha, pela grande concentração de turboprops, e
Carlos Prates, por possuir pessoas dentro da curva de 55 dB DNL mesmo com 100% de suas operações
sendo de aviões de motor convencional, de pequeno porte.
O gráfico a seguir ilustra a distribuição de movimentos diurnos/noturnos, conforme definição
adotada pelo DNL (22:00 – 07:00):
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
SBCF
SBGL
SBGR
SBKP
SBSP
SBBR
SBRJ
SBVT
SBCT
SBFL
SBRF
SBFZ
SBSV
SBPA
SBNT
SBBE
SBSL
SBEG
SBCG
SBCY
SBGO
SBRP
SBSJ
SBLO
SBUL
SBBH
SDCO
SBBI
SBPR
Distribuição por tipo de motor
% convencional % turboprops % jatos
29
Figura 13 - Classificação de aeroportos por horário dos movimentos Este tipo de informação é importante para determinar a influência do horário do movimento no
incômodo percebido, e para se verificar aspectos de interrupção de sono, que também podem estar
correlacionados ao incômodo relatado.
Como a pesquisa deseja saber a influência dos eventos isolados de ruído sobre o incômodo
percebido, será importante também levar esta variável em consideração quando da escolha dos aeroportos
candidatos à pesquisa. Ou seja, será interessante obter respostas de aeroportos com diferentes situações
em termos de DNL e número de eventos ruidosos.
Entretanto, a métrica de número de eventos ruidosos não é calculada diretamente pelo software
INM, razão pela qual será necessária uma abordagem alternativa para obter esta variável. O governo
australiano disponibiliza uma ferramenta que adapta resultados obtidos com o INM para calcular métricas
de número de eventos ruidosos (N70 e N60). Esta ferramenta chamada TNIP (Transparent Noise
Information Package) será incorporada à metodologia de análise na sequencia deste trabalho.
5.3. Proposta de pesquisa de opinião
Conforme mostrado na revisão bibliográfica, trabalhos foram feitos no sentido de padronizar as
perguntas efetuadas para captar a resposta subjetiva da população ao ruído. Assim propõe-se que as
perguntas sugeridas em Fields et al (2001) sejam utilizadas na pesquisa de opinião a ser realizada:
50%
55%
60%
65%
70%
75%
80%
85%
90%
95%
100%
SBBI
SBPR
SBSJ
SDCO
SBLO
SBRJ
SBSP
SBUL
SBBH
SBRP
SBBR
SBCT
SBGO
SBVT
SBPA
SBCY
SBFL
SBSV
SBCF
SBKP
SBGL
SBGR
SBRF
SBCG
SBFZ
SBSL
SBNT
SBEG
SBBE
Distribuição por horário
%noturno % diurno
30 Tabela 5 - Perguntas propostas para pesquisa de opinião
Tipo de Questão Pergunta (traduzida de Fields, 2001) Escala verbal Considerando os últimos 12 meses, indique quanto lhe incomoda ou
perturba o ruído produzido por aviões quando você está em casa: extremamente, muito, moderadamente, um pouco ou nada.
Escala numérica A seguir tem-se uma escala de opinião de zero a dez, para que você expresse o quanto lhe incomoda ou perturba o ruído produzido por aviões quando você está em sua casa. Se você não está incomodado de forma alguma pelo ruído, escolha zero, e se você está extremamente incomodado escolha 10. Considerando os últimos 12 meses, indique qual número entre 0 a 10 melhor representa o quanto você está incomodado ou perturbado pelo ruído produzido por aviões.
Também poderão ser incluídas perguntas específicas a respeito de perturbação de sono e
incômodo em função de horário. O detalhamento final do questionário será efetuado após a definição dos
aeroportos-alvo.
A experiência encontrada por Eller (2009) mostrou que há complexidade em se obter respostas a
questionários pessoalmente no Brasil, devido a fatores como segurança. Por outro lado, respostas obtidas
através de sistemas online como o proposto em Santos (2011) poderiam ser consideradas tendenciosas, já
que requerem uma atitude proativa do respondente com relação ao ruído questionado, o que pode se
traduzir em um falso número de pessoas altamente incomodadas. Devido a estes fatores, propõe-se que as
pesquisas sejam realizadas por meio telefônico, conforme realizado em várias outras pesquisas ao redor
do mundo com bons resultados. Esta abordagem tem como vantagens a segurança e possível maior
receptividade dos respondentes, já que não serão requisitados dados pessoais. Além disto, o próprio
endereço da pessoa, disponibilizado pela empresa de telefonia, fornecerá a localização da residência para
posterior verificação do nível de ruído submetido. Para tal, serão utilizadas listas telefônicas de endereços
disponíveis tanto online quanto em papel (ex: http://www.telelistas.net/).
Conforme analisado na referencia bibliográfica, é necessário grande número de respostas para que
se obtenha resultados estatisticamente analisáveis. Nesta etapa do trabalho vislumbra-se inicialmente a
obtenção de 600 respostas, divididas da seguinte forma: 3 aeroportos, 3 faixas de ruído (55-60, 60-65 e
65-70 DNL) e 2 regiões diferentes por faixa de ruído. Isto totalizaria 18 pontos válidos para a análise
(cerca de 33 respostas/ponto, o que forneceria uma resolução de 3% quando da análise de proporção de
pessoas altamente incomodadas por ruído).
Com a utilização do meio telefônico para obtenção das respostas, seria possível a utilização de
serviços comerciais de Call Center para a realização das pesquisas. Também seria possível uma
contratação temporária de um ou mais estagiários para realizar este trabalho. Supondo um tempo médio
de 8 minutos para obtenção de uma resposta válida (5 minutos para discar vários números até encontrar
um respondente, e 3 minutos para aplicar o questionário), seria necessário o trabalho de uma pessoa em
31 tempo integral (8 horas), por aproximadamente dois meses, para obter as 600 respostas estimadas. A
sequência do trabalho irá avaliar a viabilidade e validade destas premissas com maior nível de detalhe. O
trabalho irá avaliar estas opções em termos de custo/beneficio.
5.4. Modelagem de Ruído Aeronáutico
Idealmente, a variável ruído aeronáutico deve ser obtida através de medições diretas nos locais
afetados, com o uso de equipamentos adequados para este fim. Entretanto, esta forma de aquisição de
dados apresenta algumas dificuldades associadas, entre elas:
Alto custo associado à obtenção de maior volume de medições, tanto em questão de
tempo de medição quanto em área representada;
Necessidade de local seguro para instalação dos equipamentos, dentro da área de
interesse para o estudo;
Influência do ambiente nas medições (outros tipos de ruído, reflexões em prédios, entre
outros).
Maior dificuldade na interpretação dos resultados
Tendo em vista estas dificuldades, propõe-se que o nível de ruído seja obtido através de modelos
internacionalmente aceitos para este fim. Neste trabalho será utilizado o software INM (Integrated Noise
Module), versão 7.0c, desenvolvido pela FAA (Federal Aviation Administration – Estados Unidos).
Este tipo de software possui uma base de dados de geração de ruído por tipo de aeronave, desta
forma ele calcula o nível de exposição ao ruído aeronáutico de toda a área no entorno de um aeródromo, a
partir de informações sobre os movimentos de aeronaves neste aeródromo: tipo de aeronave, quantidade
de movimentos, tipo de movimento (pouso/decolagem), pista e trajetória utilizada para pouso e
decolagem. Estas informações necessárias à modelagem serão obtidas de duas formas:
a) Tipo de aeronave, quantidade, pista e tipo dos movimentos de um aeródromo: estas
informações serão obtidas através do sistema BIMTRA (Banco de Informações de
Movimento de Tráfego Aéreo), base de dados do DECEA (Departamento de Controle do
Espaço Aéreo) que consolida informações dos movimentos de aeronaves no espaço aéreo
nacional.
b) Trajetória de pousos e decolagens de aeronaves: serão obtidas através de aquisição de
informações ADS-B (Automatic dependent surveillance-broadcast) das aeronaves operando
em um determinado aeroporto. Estas informações são transmitidas por aeronaves equipadas
com transponder do tipo Mode-S. Apesar de ser possível realizar a modelagem de ruído
considerando apenas cartas de navegação em vigor no aeroporto, a utilização de trajetórias
reais confere maior precisão à modelagem de ruído, pois considera a dispersão de trajetórias
32 que ocorre em operação real, dispersão esta que tem efeitos nos níveis de ruído observado em
solo.
O uso deste tipo de abordagem possibilitará a análise de maior quantidade de dados e de
aeroportos. Neste cenário, a utilização de medições diretas de ruído seria utilizada apenas para fins de
validação dos resultados do modelo INM, em pontos específicos para tal. Para viabilizar estas medições,
prevê-se a utilização de equipamentos de análise acústica de menor custo e com precisão aceitável para o
propósito aqui descrito (medidor de nível sonoro Reed ST-173 e calibrador acústico Reed SC-05).
O andamento da pesquisa até o momento permitiu verificar que o INM não calcula métricas de
número de eventos de forma direta. Assim será utilizado, em conjunto com o INM, o pacote de softwares
TNIP, disponibilizado pelo governo australiano, para complementar o INM no que diz respeito ao cálculo
de métricas de ruído não convencionais, que poderão ser utilizadas para confrontar os resultados das
pesquisas de opinião.
5.5. Correlação das informações obtidas
De posse da modelagem de ruído e do resultado das pesquisas de opinião, será feita uma
correlação entre várias métricas de ruído e o nível de incômodo relatado, tendo como objetivo encontrar
uma métrica que melhor se adapte aos resultados. Ressalta-se que a análise poderá indicar o uso de uma
ou mais métricas em conjunto para caracterizar o incômodo, como por exemplo ocorre na métrica PNL,
que utiliza duas variáveis para obter o nível de sensibilidade do ouvido humano (frequência e amplitude).
Outro detalhe a ser destacado é que não necessariamente a pesquisa apontará uma métrica nova: é
possível que métricas já utilizadas no passado venham a ser consideradas adequadas para a modelagem,
por exemplo o NNI (Noise and Number Index), que já inclui em sua definição uma maior influencia do
número de eventos ruidosos.
As metodologias baseadas em número de eventos ruidosos também serão avaliadas em detalhe.
Tendo em vista a atual definição deste tipo de métrica, que simplesmente considera como evento ruidoso
qualquer evento que gere valor de ruído acima de um determinado valor, percebe-se que a metodologia
fuzzy pode vir a ser utilizada para melhorar a representatividade deste tipo de métrica, por meio da
classificação de um evento ruidoso em função de seu valor máximo observado. Esta possibilidade é
detalhada na seguinte imagem:
33
Figura 14 - Conceito fuzzy aplicado à métrica N70
6. Plano de ação
O plano de ação do doutorado encontra-se em dia, com a realização da pesquisa bibliográfica e a
obtenção das informações técnicas necessárias para o desenvolvimento do trabalho. No primeiro semestre
de 2013 foi também cursada a última disciplina necessária para o doutorado.
Tabela 6 - Plano de ação do doutorado
2012/2 2013/1 2013/2 2014/1 2014/2 2015/1
Revisão bibliográfica
Desenvolvimento da metodologia de obtenção de dados
Obtenção de dados em campo
Análise das informações
obtidas
Submissão ao
periódico
Desenvolvimento da
tese
• Disciplinas:
IE-232 - Ocupação e Uso do Solo Urbano em Áreas no Entorno de Aeroportos (já
cursada como isolada)
NÍVEL MÁXIMO DE RUÍDO DO EVENTO
70
1
2
1
NÍVEL MÁXIMO DE RUÍDO DO EVENTO
70
Métrica N70 tradicional Possível métrica N70 fuzzy
Número de eventos considerado
Número de eventos considerado
34 IT-207 - Pesquisa operacional Aplicada a Problemas de Transporte Aéreo (cursada)
IT-206 - Gestão do Tráfego Aéreo (cursada)
Além disso, resultados parciais do trabalho embasaram apresentação de artigo no congresso
WCTR2013, em julho de 2013, no Rio de Janeiro. O trabalho versou sobre o impacto ambiental dos
novos procedimentos RNP-AR em utilização no Aeroporto Santos Dumont, no Rio de Janeiro. A
submissão deste trabalho a um periódico está sendo avaliada no momento.
Um artigo também foi submetido ao Journal of the Brazilian Air Transportation Research
Society (Qualis B2 – Engenharias I). Este artigo abordou uma análise histórica de desenvolvimento de
sistemas de vigilância utilizados para controle de tráfego aéreo.
Em virtude da revisão bibliográfica realizada e da evolução do escopo do trabalho, a lista de
periódicos alvo para o principal artigo da tese foi também revisada, conforme disposto a seguir.
• Periódicos
Periódico Qualis (Engenharias I) Journal of Sound and Vibration A1 Transportation Research Part D – Transport and Environment A1 Transportation Research Part C – Emerging Technologies A1 Journal of Air Transport Management A2
•
7. Conclusões
Os desenvolvimentos feitos até o momento permitiram algumas conclusões que deverão
direcionar o progresso do trabalho. Entre estas conclusões, destacam-se:
Mostrou-se que a execução de uma pesquisa de opinião com um amplo escopo seria uma
grande contribuição ao estudo do ruído aeronáutico no Brasil, haja vista a tendência
mundial na realização deste tipo de pesquisa e a inexistência de estudos com este nível de
detalhamento no Brasil. Desta forma, sugere-se que tal objetivo seja perseguido na
sequencia do trabalho, apesar das dificuldades associadas em termos de tempo/recursos
necessários para a realização das pesquisas.
O trabalho desenvolvido para o WCTR2013, sobre o aeroporto Santos Dumont, poderá
ser utilizado para embasar a submissão a um periódico de relevo, haja vista a atualidade
do assunto e especificidade do estudo de caso realizado.
A modelagem de ruído encontra-se em estágio avançado de detalhamento, possibilitando
o levantamento de grande quantidade de dados a partir dos códigos computacionais
implementados até o momento.
35 Dentre os próximos passos da pesquisa, citam-se:
Definição dos aeroportos a serem objeto de avaliação, após cálculo de métricas
alternativas de avaliação de ruído não contempladas pelo software INM de forma direta.
Detalhamento da pesquisa de opinião a ser realizada, em termos de perguntas a serem
feitas e forma de execução.
Verificação da possibilidade de utilização dos dados da pesquisa de incômodo realizada
por Eller (2009), a fim de testar a metodologia proposta.
36
8. Referências
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