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ESTUDO DE BARREIRA ACÚSTICA PARA TRENS DE ALTA
VELOCIDADE NO TRAJETO RIO DE JANEIRO-CAMPINAS (REGIÃO DE
ITATIAIA)
Felippe Teixeira de Mendonça
Projeto de Graduação apresentado ao Curso de Engenharia Mecânica da Escola Politécnica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Engenheiro.
Orientador: Jules Ghislain Slama
Rio de Janeiro – RJ, Brasil
Março de 2014
i
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
Departamento de Engenharia Mecânica DEM/POLI/UFRJ
ESTUDO DE BARREIRA ACÚSTICA PARA TRENS DE ALTA
VELOCIDADE NO TRAJETO RIO DE JANEIRO-CAMPINAS (REGIÃO DE
ITATIAIA)
Felippe Teixeira de Mendonça
PROJETO FINAL SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO MECÂNICO.
Aprovado por:
________________________________________________ Prof. Jules Ghislain Slama, DSc
________________________________________________ Prof. Fernando Augusto Noronha Castro Pinto, Dr. Ing
________________________________________________ Prof. Ricardo Eduardo Musafir, DSc
RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL MARÇO DE 2014
ii
Mendonça, Felippe Teixeira de. Estudo de Barreira Acústica para Trens de Alta Velocidade no Trajeto Rio de Janeiro-Campinas (Região de Itatiaia) / Felippe Teixeira de Mendonça. – Rio de Janeiro: UFRJ / Escola Politécnica, 2014. VIII, 56 p.: il.; 29,7 cm. Orientador: Jules Ghislain Slama, DSc Projeto de Graduação – UFRJ / POLI / Engenharia Mecânica, 2014. Referências Bibliográficas: p. 55-56.
1. Ferrovias. 2. Trem de Alta Velocidade. 3. Ruído Ferroviário. 4. Simulação computacional 5. Barreiras Acústicas I. Felippe Teixeira de Mendonça II. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Mecânica. III. Estudo de Barreira Acústica para Trens de Alta Velocidade.
iii
Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção de grau de Engenheiro Mecânico.
ESTUDO DE BARREIRA ACÚSTICA PARA TRENS DE ALTA VELOCIDADE NO
TRAJETO RIO DE JANEIRO-CAMPINAS (REGIÃO DE ITATIAIA)
Felippe Teixeira de Mendonça
Março/2014
Orientador: Jules Ghislain Slama Curso: Engenharia Mecânica Neste trabalho, serão analisados os regulamentos e normas no que diz respeito aos níveis de ruído referente ao transporte ferroviário, para em seguida abordar de forma mais detalhada o estudo desses níveis em áreas próximas à linha do trem na região de Itatiaia e o uso de barreiras acústicas de modo a mitigar esse efeito. Serão feitas estimativas dos níveis de ruído, tanto pelo método matemático como por simulações através do uso de programa computacional. Finalmente, será feita uma comparação desses níveis e aqueles aceitos pela legislação brasileira para em seguida simular o uso de barreiras acústicas para que esses níveis de ruído possam se adequar a essa legislação.
Palavras Chave: Ferrovias, Trem de Alta Velocidade, Ruído Ferroviário, Simulação Computacional, Barreiras Acústicas.
iv
Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of the requirements for the degree of Engineer. Study of Noise Barrier for High Speed Trains on the route Rio de Janeiro – Campinas (Itatiaia
Area)
Felippe Teixeira de Mendonça
March/2014 Advisor: Jules Ghislain Slama Course: Mechanical Engineering In this paper, the regulations and standards regarding railway noise levels will be analyzed. The noise levels in areas near the railroad in Itatiaia and the use of noise barriers to mitigate these effects will be discussed in detail. The estimates of these levels will be made, both by mathematical method and by simulations using computer software. Finally, we will compare these noise levels with the accepted by Brazilian legislation and simulate the use of noise barriers so them can be adapted to such legislation.
Key Words: Railway, High Speed Train, Train Noise, Computational Simulation, Noise
Barriers.
v
AGRADECIMENTOS
À minha família, por me apoiar e acreditar sempre em mim.
Ao professor Jules e a equipe do LAVI, pela paciência, orientação e toda ajuda sempre que
necessário.
À Isabel Aché que me apoiou e incentivou de forma decisiva na parte final do processo.
vi
SUMÁRIO
1 Introdução................................................................................................................................1
2 Revisão Bibliográfica..............................................................................................................3
3 Estudo da Propagação do Som...............................................................................................10
4 Ruído Ferroviário...................................................................................................................19
5 Materiais e Métodos...............................................................................................................33
6 Simulações dos Níveis de Ruído............................................................................................34
7 Seleção de Material para Barreiras........................................................................................50
8 Conclusão...............................................................................................................................53
9 Referências Bibliográficas.....................................................................................................55
1
1 INTRODUÇÃO
O trajeto do Trem de Alta Velocidade entre as cidades do Rio de Janeiro e
Campinas-SP tem como objetivo interligar os aeroportos do Galeão, Guarulhos e
Viracopos às suas regiões metropolitanas, além de conectar as duas principais cidades
do país.
Um estudo publicado pelo Instituto Brasileiro de Opinião Pública (IBOPE,
2013) mostra que 79% dos entrevistados concordam que o trem de alta velocidade é
necessário para modernizar o transporte de passageiros no país. Ao serem questionados
se optariam por esse meio de transporte, 86% dos entrevistados disseram que
escolheriam o trem em comparação a outros meios de transporte.
As ferrovias, desde a fase de construção até a operação, são equipamentos
modificadores do meio ambiente. Um dos impactos mais perceptíveis às pessoas no que
se refere à operação de trens de alta velocidade é o ruído.
Para mitigar os efeitos do ruído ferroviário, alguns procedimentos podem ser
adotados, como o uso de janelas acústicas em casas próximas à linha férrea, adequação
do sistema de absorção sonora do motor, compressores e exaustores da locomotiva,
diminuição da corrugação na superfície dos trilhos e das rodas, utilização de
absorvedores de vibração nas rodas e o uso de barreiras acústicas.
A motivação para este trabalho foi a demanda pela empresa Alstom, companhia
líder mundial em infraestrutura para geração e transmissão de energia e transporte
ferroviário, para a escolha do lugar de implantações de barreiras acústicas no trajeto do
trem de alta velocidade Rio de Janeiro–Campinas.
O objetivo deste trabalho foi estudar o uso de barreiras acústicas a fim de se
reduzir a exposição ao ruído de pessoas que residam no entorno da linha do trem de alta
velocidade, através da análise do trajeto definido pela Agência Nacional de Transportes
Terrestres - ANTT (estudo realizado pela Halcrow Group Ltd e a Sinergia Estudos e
Projetos LTDA), da verificação de áreas onde possivelmente haveria impacto sonoro
ocasionado pela passagem do trem e da estimativa dos níveis de ruído provenientes de
trens de alta velocidade na região escolhida (Itatiaia).
2
O trabalho foi desenvolvido em duas etapas. Primeiro, foi feita uma revisão
bibliográfica dos principais temas pertinentes para o desenvolvimento desse estudo, no
que tange o ruído ferroviário e seus efeitos na saúde. Na segunda etapa do projeto,
foram estimados os níveis de ruído a que estarão expostos os moradores de áreas
próximas à linha do trem na região escolhida com e sem o uso de barreiras acústicas.
3
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Neste capítulo a revisão da literatura necessária ao estudo desenvolvido é apresentada. Da descrição de ruído, aos seus efeitos na saúde das pessoas, passando pelos métodos de medição e estimação de seus níveis e pelas legislações quanto aos limites estabelecidos.
2.1 ACÚSTICA AMBIENTAL
Segundo a Organização Mundial de Saúde (Berglund, Lindvall, Schwela, 1999),
o ruído ambiental (também chamado de ruído residencial, ruído doméstico ou ruído
comunitário) é definido como o ruído emitido por todo tipo de fontes, com exceção do
ruído dentro de locais industriais.
Dentre as principais fontes de ruído ambiental estão o ruído proveniente de
construções, do trabalho público, da vizinhança (restaurantes, cafeterias, boates,
estacionamentos, parques, entre outros) e do tráfego aéreo, rodoviário e ferroviário (este
último, sendo o escopo desse trabalho).
2.2 EFEITOS DO BARULHO NOCIVOS À SAÚDE
O controle do ruído ambiental é importante, pois a exposição a um nível elevado
pode afetar a capacidade de se realizar atividades, de lidar com o estresse do dia-a-dia,
de trabalhar produtivamente e de poder assim contribuir com sua comunidade, de
acordo com a própria Organização Mundial de Saúde (OMS). Em “Mental Health:
Strengthening Our Response”, de 2010, a instituição define a saúde como um completo
estado de bem-estar físico, mental e social, e não apenas a ausência de doença ou
enfermidade.
Além do efeito na saúde mental das pessoas, como alterações no sono, aumento
no nível de estresse, interferência na comunicação e no comportamento social,
irritabilidade e ansiedade, níveis de ruído elevados também causam problemas na saúde
física, podendo desencadear problemas cardiovasculares e perda de audição.
2.2.1 NÍVEIS DE RUÍDO, PERPECPÇÃO, INCÔMODO E SAÚDE
Estamos constantemente recebendo estímulos sonoros provenientes de
diferentes fontes ao redor de nós. Porém, nem todos esses estímulos são prejudiciais à
4
saúde humana. O sistema auditivo e seu mecanismo de percepção do som são
importantes, por exemplo, para controlar nosso sistema de alerta e vigília, além de ser
fundamental para a comunicação. Por outro lado, existem sinais sonoros que em níveis
elevados ou trabalhando junto com diferentes fontes, podem ser prejudiciais à saúde, à
perfeita comunicação e ao conforto das pessoas, entre outros.
Nos próximos itens, será descrita a relação entre os níveis de ruído e suas ações
em diferentes situações para que seja possível analisar o quanto um ruído pode ser
prejudicial.
a) SAÚDE FÍSICA DO APARELHO AUDITIVO
Segundo a “ISO Standard 1999” (ISO 1990), as situações abaixo descritas
podem causar perdas auditivas:
1) Picos de pressão de 140 dBA (no caso de crianças, esse nível seria de 120 dBA)
2) Exposição contínua à níveis de pressão acima de 80 dBA (se combinado com
vibrações ou com o uso de algumas drogas, como alguns antibióticos e antidepressivos,
ou produtos químicos prejudiciais para o ouvido, como n-butanol, monóxido de
carbono, manganês, entre outros, esse nível cai para 70 dBA)
O aparelho auditivo consegue tolerar níveis de ruído em torno de 90 dBA por no
máximo duas horas. A 100 dBA, danos já podem ser percebidos em apenas 15 minutos
de exposição contínua. Apenas 1 minuto de exposição contínua é suficiente para causar
perdas auditivas, quando o nível de pressão atinge 110 dBA. Níveis de ruído superiores
a 120 dBA podem levar à dor física, causadas pelo impacto das ondas sonoras no
aparelho auditivo. Acima de 140 dBA, danos instantâneos podem ocorrer no nervo
vestibulococlear.
b) SONO
Para a OMS, no cenário ideal, onde não haja qualquer distúrbio para a qualidade
de sono das pessoas, o nível de ruído constante no interior do cômodo não deve
ultrapassar 30 dBA e não deverá ter picos de pressão acima de 45 dBA.
5
c) COMUNICAÇÃO
Como dito anteriormente, os ruídos podem causar interferência na comunicação
das pessoas. Para a OMS, uma conversa pode ser totalmente clara com um nível de
ruído de 35 dBA no segundo plano e razoavelmente entendida com 45 dBA de fundo.
Se o nível de ruído for em torno de 65 dBA, será necessário um aumento no esforço
vocal dos envolvidos para que a comunicação seja eficaz.
Na tabela 2.1 os valores considerados ideais para a OMS em cada tipo específico de ambiente podem ser analisados:
TABELA 2.1 – DIRETRIZES PARA RUÍDO AMBIENTAL - Berglund, Lindvall e Schwela
AMBIENTE EFEITO CRÍTICO À SAÚDE
dBA TEMPO (HORAS)
PICO
Área ao ar livre Incômodo Intenso Incômodo Moderado
55 50
16 16
- -
Residência Dificuldade na Comunicação Incômodo Moderado Distúrbio no Sono
35 35 30
16 16 8
- -
45 Escolas Dificuldade na Comunicação 35 Durante as
aulas -
Hospital Dificuldade de repouso e recuperação de pacientes
Mínimo possível
Indústria, comércio, shoppings e áreas de trafego
Perda auditiva 70 24 110
Cerimônias, festas e eventos
Perda Auditiva (5x ao ano) 100 4 110
Música utilizando headphones
Perda Auditiva 85 1 110
Ruídos Impulsivos (Fogos, armas de fogo, brinquedos)
Perda auditiva - - 140
2.2.2 EXPOSIÇÃO AO RUÍDO
A extensão dos efeitos do ruído ambiental é grande e segundo a OMS, na União
Europeia 40% da população está exposta ao ruído originado pelo tráfego rodoviário com
um nível de pressão sonora que pode ultrapassar 55 dBA durante o dia. Desses 40%,
6
metade estaria exposta a níveis mais elevados, em torno de 65 dBA (Lambert & Vallet,
1994). Considerando-se todos os ruídos provenientes dos sistemas de transporte europeu
(rodoviário, ferroviário e aéreo), mais da metade da população vive em áreas que não
asseguram conforto acústico aos residentes.
Os efeitos do ruído ambiental gerados pelo transporte são ainda mais sentidos
no período da noite, dado que um ambiente com baixos níveis de ruído é essencial para
um bom sono e, consequentemente, uma boa qualidade de vida. Segundo a OMS, 30%
da população europeia está exposta a níveis superiores a 55 dBA, níveis esses que são
prejudiciais ao sono.
Nos países em desenvolvimento esses números são ainda mais alarmantes, uma
vez que a regulação sobre o barulho é menos respeitada que nos países desenvolvidos.
Mais pessoas estão expostas à níveis elevados de ruído, ainda pior, níveis muito
superiores que os citados. Um estudo feito nas áreas de entorno de rodovias muito
utilizadas em cidades de países em desenvolvimento mostrou que a exposição pode
chegar a 80 dBA, durante 24 horas por dia (Mage & Walsh, 1998).
Um exemplo específico brasileiro é o aeroporto de Congonhas. Localizado na
área central da metrópole de São Paulo, é densamente povoado em toda a área ao redor
de sua posição. Segundo reportagem da Folha de São Paulo (“Barulho de Congonhas
em nível inaceitável afeta 31 mil”, 2011), estudos mostram que em alguns casos o pico
de ruído é de 96 dBA.
2.3 NORMAS NACIONAIS
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) possui duas normas
principais que regulam os níveis aceitáveis de ruído. Vale ressaltar que esses níveis
considerados pela ABNT são independentes da existência de reclamações.
NBR 10151 - Acústica - Avaliação do ruído em áreas habitadas, visando o conforto da
comunidade – Procedimento
Na tabela 2.2 constam os valores do nível de critério de avaliação NCA (Níveis
externos).
7
TABELA 2.2 - NBR 10151 – ACÚSTICA – AVALIAÇÃO DO RUÍDO EM ÁREAS HABITADAS,
VISANDO O CONFORTO DA COMNUNIDADE - PROCEDIMENTO
Tipos de áreas Diurno
(dBA)
Noturno
(dBA)
Áreas de sítios e fazendas 40 35
Área restritamente residencial urbana ou de hospitais ou de
escolas
50 45
Área mista, predominantemente residencial 55 50
Área mista, com vocação comercial e administrativa 60 55
Área mista, com vocação recreacional 65 55
Área predominantemente industrial 70 60
Se o nível de ruído ambiente (Lra), for superior ao valor da tabela 2.3 para a área
e o horário em questão, o NCA assume o valor do Lra.
Como no Brasil não existem leis específicas para tratar de ruído ferroviário
(ruído em sistemas lineares de transporte em geral), a Resolução do CONAMA Nº 1/90,
que trata de ruídos em geral, para qualquer tipo de fonte, é utilizada. Essa resolução
estabelece os parâmetros fixados por essa norma, NBR 10151, e por isso será utilizada
para analisar os níveis de ruído provenientes do sistema ferroviário calculados nesse
projeto com os limites por ela estabelecidos.
TABELA 2.3 - NBR 10152 – NÍVEIS DE RUÍDO PARA CONFORTO ACÚSTICO EM AMBIENTES
DIVERSOS
Locais dBA
Hospitais
Apartamentos, enfermarias, berçários, centros cirúrgicos
Laboratórios, áreas de uso público
Serviços
35-45
40-50
45-55
Escolas
Bibliotecas, salas de música, salas de desenho
Salas de aula, laboratórios
Circulação
35-45
40-50
45-55
8
Hotéis
Apartamentos
Restaurantes, salas de estar
Portaria, recepção, circulação
35-45
40-50
45-55
Residências
Dormitórios
Salas de estar
35-45
40-50
Auditórios
Salas de concerto, teatros
Salas de conferência, cinemas, salas de uso múltiplo
30-40
35-45
Restaurantes 40-50
Escritórios
Salas de reunião
Salas de gerência, salas de projeto e de administração
Salas de computadores
Salas de mecanografia
30-40
35-45
45-65
50-60
Igrejas e Templos 40-50
Locais para Esportes
Pavilhões fechados para espetáculos e atividades esportivas
45-60
2.4 NORMAS INTERNACIONAIS
Com a finalidade de comparação das diferentes leis internacionais, serão
mostradas nesse item algumas normas de diferentes países que regulam os níveis
aceitáveis de ruído.
De acordo com a Câmara Municipal de Brisbane, Austrália, os níveis aceitáveis
de ruído na cidade são:
TABELA 2.4 – NÍVEIS DE RUÍDOS ACEITÁVEIS
Local dBA
Residência 20-30
Rua residencial (Diurno) 35-45
Escritório 50-60
9
Já segundo o Conselho da cidade de Reading, Inglaterra, esses seriam os valores
aceitáveis de ruído para que seja respeitado o conforto acústico dos residentes da cidade.
TABELA 2.5 – RUÍDO E PLANEJAMENTO DE PROCESSOS
Local dBA
Residência
Quarto
Sala de estar
Jardins e varandas
30-35
30-40
50-55
O sistema de regulamentação e leis nos Estados Unidos é diferente em cada
estado. Na tabela 2.6 podem ser verificadas as médias, de todos os estados do país, dos
níveis aceitáveis para os Estados Unidos.
TABELA 2.6 – MÉDIA DOS NÍVEIS ACEITÁVEIS PARA OS ESTADOS UNIDOS
AMBIENTE EFEITO CRÍTICO À SAÚDE
dBA TEMPO (HORAS)
PERÍODO
Residência (Quarto)
Incômodo e distúrbio do sono
30 8 Noturno
Residência (Sala de Estar)
Incômodo e interferência na comunicação
50 16 Diurno
Escolas Dificuldade na Comunicação
35 8 Diurno
Hospital Dificuldade de repouso e recuperação de pacientes
30-35 8 Diurno e Noturno
10
3 ESTUDO DA PROPAGAÇÃO DO SOM
A propagação do som se dá através de ondas mecânicas em meios materiais
(gasosos, líquidos e sólidos). Essas ondas viajam tridimensionalmente no meio e de
forma longitudinal.
O som pode ser caracterizado por diversas características, dentre elas: tipo,
amplitude, frequência, comprimento de onda, pressão sonora, intensidade e potência.
Nesse capítulo, o foco se dará nas características mais importantes para o presente
trabalho.
3.1 TIPO
O som pode ser caracterizado dependendo de sua distribuição no tempo e da
diferença entre seu nível de intensidade.
3.1.1 RUÍDO CONTÍNUO
É aquele que se mantém em um nível com pouca variação ao longo do tempo.
FIGURA 3.1 - RUÍDO CONTÍNUO
3.1.2 RUÍDO INTERMITENTE
É aquele que apresenta variações significativas ao longo do tempo, em intervalos
de tempo bem definidos.
65,00
66,00
67,00
68,00
69,00
70,00
71,00
72,00
73,00
74,00
75,00
Nív
el
de
In
ten
sid
ad
e S
on
ora
(d
B)
Tempo
11
FIGURA 3.2 - RUÍDO INTERMITENTE
3.1.3 RUÍDO IMPULSIVO
É aquele que apresenta grandes variações em curtíssimos períodos de tempo
(menores que um segundo).
FIGURA 3.3 - RUÍDO IMPULSIVO
40,00
45,00
50,00
55,00
60,00
65,00
70,00
75,00
80,00
85,00
Nív
el
de
In
ten
sid
ad
e S
on
ora
(d
B)
Tempo
67,00
72,00
77,00
82,00
87,00
92,00
Nív
el
de
In
ten
sid
ad
e S
on
ora
(d
B)
Tempo
12
3.2 FREQUÊNCIA
Quantidade de vezes que uma onda é repetida, por certa unidade de tempo. A
unidade mais utilizada de frequência é o Hertz (Hz) e expressa o número de ciclos por
segundo.
3.3 PRESSÃO SONORA
A pressão sonora pode ser descrita como a diferença entre a pressão média do
meio por onde o som está viajando e a pressão da onda sonora.
( )t 0P P P t= + (3.1)
onde:
Pt – Pressão total
P0 – Pressão atmosférica local do ambiente
P(t) – Desvio da pressão sonora
3.3.1 PRESSÃO SONORA EFICAZ
É a raiz quadrada da média quadrática da pressão da onda sonora, medida em um
certo ponto durante um certo intervalo de tempo.
2
1
1t 2
2ef
2 1 t
1p p (t)dt
t t
= − ∫ (3.2)
3.3.2 NÍVEL DE PRESSÃO SONORA (NPS)
Ernst Heinrich Weber foi a primeira pessoa a mostrar, de uma maneira
quantitativa, a resposta humana em relação a um estímulo físico. Weber descobriu que a
diferença notável para humanos entre duas medidas não deveria ser medida diretamente
pela diferença em si, mas a pela proporção dessa diferença em relação às medidas.
13
dEdP k
E= (3.3)
onde:
dP é a diferença na mudança de percepção
k é o fator estimado empiricamente
dE é o aumento diferencial no estímulo
E é o estímulo
Integrando-se esta fórmula e considerando-se que no caso da percepção P
(percepção)=0 para o E0 (limite onde o estímulo é imperceptível), chega-se à fórmula
3.4.
0
EP kLn
E= (3.4)
onde:
P é a percepção do estímulo
k é o fator de proporcionalidade
E é o estímulo
E0 é o limite onde o estímulo é imperceptível
No caso da percepção sonora, então, é utilizado o Nível de Pressão Sonora
(NPS), que é a medida logarítmica da pressão sonora eficaz de um som relativamente a
um valor de referência. O valor de referência utilizado como “zero” de pressão sonora
(E0) no ar é de 20 µPa (10-6 Pa) RMS, sendo este nível considerado o limite da audição
humana (a 1 kHz). O NPS, finalmente, é igual a dez vezes o logaritmo decimal da
relação quadrática entre a pressão sonora eficaz e a pressão de referência, calculado pela
fórmula 3.5.
14
2ef ef
10 1020 0
p pNPS 10log 20log
p p
= = (3.5)
onde:
NPS é o nível de pressão sonora
pef é a pressão sonora, medida em Pascal (Pa)
p0 é a pressão de referência (20 µPa, ou 0,00002 Pa)
3.3.3 ADIÇÃO DE DIFERENTES PRESSÕES SONORAS (NÍVEL DE
PRESSÃO SONORA COMPOSTA)
No caso de diversas fontes sonoras independentes, o cálculo da soma de níveis
de pressão sonora não é feito algebricamente. É necessário fazer a relação da soma das
energias sonoras e depois retornar à fórmula de nível de pressão sonora.
2 2 2 2n1 2 3 n
10 2i 1 0
22 2 231 2 n
10 2 2 2 20 0 0 0
p p p ... pNPS 10log
p
pp p p10log ...
p p p p
=
+ + + + = = + + + +
∑ (3.6)
Temos que, pela fórmula (3.5), iNPS2
i 1020
p10
p
= , logo:
31 2 nNPSNPS NPS NPSn
10 10 10 1010
i 1
NPS 10log 10 10 10 ... 10=
= + + + + ∑ (3.7)
3.4 NÍVEL DE POTÊNCIA SONORA
É uma medida de potência sonora de uma fonte.
w 100
WL 10log
W
= (3.8)
15
onde:
Lw é o nível de potência sonora
W0 é a potência sonora de referência (10-12 Watts)
W é a potência sonora da fonte
3.5 INTENSIDADE SONORA
É descrita como a potência sonora recebida por uma certa unidade de área
(perpendicular à direção do fluxo da onda).
WI
A= (3.9)
onde:
I é a intensidade
W é a potência
A é a área
3.5.1 NÍVEL DE INTENSIDADE SONORA
Mede a relação entre a intensidade sonora e a intensidade sonora de referência,
pela seguinte fórmula:
I 100
IL 10log
I
= (3.10)
onde:
LI é o nível de intensidade sonora
I0 é a intensidade sonora de referência (10-12 Watts/m2)
I é a intensidade sonora da fonte
16
3.6 NÍVEL DE PRESSÃO SONORA CONTÍNUA EQUIVALENTE (LAeq)
Segundo a norma NBR 10151, é o “Nível obtido a partir do valor médio
quadrático da pressão sonora (com a ponderação A) referente a todo o intervalo de
medição” e é o parâmetro utilizado pelas principais normas brasileiras.
O sinal sonoro emitido por trens numa certa área é intermitente, apresentado
apenas no momento da passagem do trem. O Nível de Pressão Sonora Contínua
Equivalente é o nível de um sinal contínuo hipotético com energia equivalente ao nível
flutuante que está sendo calculado para cada passagem de trem ao longo do dia. Abaixo
está exposto graficamente o Nível de Pressão Sonora emitida por trens ao longo de um
período de tempo e o Nível de Pressão Sonora Contínua Equivalente.
FIGURA 3.4 NÍVEL DE PRESSÃO SONORA FLUTUANTE E SEU NÍVEL DE PRESSÃO SONORA
CONTÍNUA EQUIVALENTE
3.7 DIFRAÇÃO POR BARREIRAS
Obstáculos como barreiras acústicas que interceptam a trajetória do som entre a
fonte e o receptor reduzem os níveis sonoros aos quais esse receptor está exposto. A
fórmula de Kurze-Anderson quantifica essa atenuação, se utilizando do número de
Fresnel (N1), conforme abaixo:
11 1
R ' R kN (R ' R )
2
−= = −λ π
(3.11)
64
66
68
70
72
74
76
78
80
82
1
12
23
34
45
56
67
78
89
10
0
11
1
12
2
13
3
14
4
15
5
16
6
17
7
18
8
19
9
21
0
22
1
23
2
Nív
el
de
Pre
ssã
o S
on
ora
(d
BA
)
Tempo
Nível de Pressão Sonora
Nível de Pressão Sonora
Contínua Equivalente
17
onde:
R’ = rs+rr
λ é o comprimento de onda
k é o número de onda correspondente ao seu comprimento = 2 π/ λ
FIGURA 3.5 - DIFRAÇÃO DO SOM POR UMA BARREIRA
A fórmula de Kurze-Anderson (Kurze, 1968), para estimar a atenuação
causada pela instalação de uma barreira, pode ser representada matematicamente por:
1
1
2 NAt 5 20log
tanh 2 N
π = + π (3.12)
3.8 CURVAS DE COMPENSAÇÃO
Conforme discutido anteriormente, o aparelho auditivo não responde
linearmente ao estímulos sonoros e suas diversas frequências. Um estudo feito por
Fletcher e Munson, em 1933, resultou no que é conhecido como Curvas Isoaudíveis ou
Isofônicas. Elas introduziram o conceito de Curvas de Compensação, que são utilizadas
pelos instrumentos de medição de som, a fim de simular a percepção do aparelho
auditivo. No gráfico de curvas de compensação, existem quatro filtros sonoros, sendo
que o mais utilizado é o filtro A e sua unidade relacionada é o dB(A) ou dBA. A escala
18
é ligada ao risco de danos e possíveis perdas auditivas e por isso utilizada oficialmente
em medições de ruídos ambientais e industriais.
FIGURA 3.6 - CURVAS ISOFONICAS, FONTE: ISO 226:2003
FIGURA 3.7 CURVAS DE COMPENSAÇÃO, FONTE: Peter J Skirrow (WIKIPEDIA)
19
4 RUÍDO FERROVIÁRIO
Nesse capítulo o foco se dará nos ruídos provenientes de ferrovias, suas fontes,
atenuações e projeções de níveis de intensidade, a fim de que seja possível estudar
métodos de mitigar seus efeitos.
4.1 FONTES
A primeira fonte que vem à cabeça quando se pensa em transportes de uma
maneira geral é proveniente dos sistemas de propulsão, seja ele o motor de um
caminhão ou a turbina de um avião. Esse é, em grande parte dos casos, realmente a
principal fonte de ruído. Mas não é a única. Em casos de transporte de alta velocidade,
outro importante fator é o ruído gerado pelo fluxo de ar criado pela passagem do trem,
por exemplo, chamado de ruído aerodinâmico. Por fim, no caso de transportes
rodoviários e ferroviários, há mais uma fonte importante de ruído, que consiste na
interação das rodas do veículo com o meio pelo qual ele trafega, como os trilhos no caso
ferroviário ou o asfalto no caso rodoviário.
Podemos, então, dividir o ruído ferroviário em três grandes grupos: ruído de
propulsão, ruído aerodinâmico e ruído mecânico/estrutural da interação das rodas sobre
os trilhos, como pode-se verificar na figura 4.1 (Hanson, Ross and Towers , 2012).
FIGURA 4.1 - FONTES DE RUÍDO FERROVIÁRIO
20
4.1.1 RUÍDO DE PROPULSÃO
É a principal fonte de ruído quando o trem se encontra em baixa velocidade (até
96 km/h), no regime de aceleração, saindo de sua posição estacionária. Nesse caso, o
trem ainda não tem velocidade para proporcionar um nível de ruído aerodinâmico
significativo e o ruído mecânico é muito inferior ao ruído de propulsão.
Atualmente, a maior parte dos trens de alta velocidade são elétricos e, portanto,
o ruído de propulsão é proveniente dos motores elétricos (ou eletromagnéticos) e dos
exaustores (utilizados para diminuir a temperatura do maquinário). Esses exaustores são
a principal fonte de ruído quando o trem está parado, uma vez que permanecem ligados
para controlar a temperatura dos motores.
4.1.2 RUÍDO MECÂNICO/ESTRUTURAL
Após sair da inércia, movido pelos motores elétricos, que geram grande parte
dos ruídos no primeiro momento, os trens passam para o segundo regime de viagem,
quando estão ainda em velocidade intermediária (entre 100 e 270 km/h) e acelerando
para que possam, enfim, chegar às suas velocidades de cruzeiro. Nesse momento muito
ruído é gerado pela interação das rodas do trem sobre os trilhos sobre os quais trafega.
Rugosidades nas superfícies das rodas e dos próprios trilhos geram as vibrações que
radiam esses ruídos. No caso do momento em que os trens estão desacelerando, os
freios são mais uma fonte de ruído mecânico/estrutural além dessa interação roda-trilho.
4.1.3 RUÍDO AERODINÂMICO
Ao atingir sua velocidade de cruzeiro (no caso dos trens de alta velocidade,
acima de 270 km/h, podendo atingir até 350 km/h), o ruído aerodinâmico passa a ser a
principal fonte sonora radiada pelos trens. Esse é causado pelo fluxo de ar passando,
principalmente, no início e na parte final dos trens. No entanto, os elementos estruturais
do trem (descontinuidade na superfície do trem, espaço entre os vagões e no sistema que
alimenta o trem com a energia elétrica, montada na parte superior do trem) e a camada
turbulenta gerada ao longo da superfície do trem também são significativas no ruído
aerodinâmico.
21
4.2 ATENUAÇÕES
O terreno por onde o trem viaja pode, por si só, reduzir um pouco o impacto do
ruído ferroviário sentido pelos receptores. Além, logicamente, da distância entre os
trilhos e os receptores ser importante na redução desses níveis de ruído. Diferenças de
níveis do terreno podem servir como barreiras acústicas, reduzindo a exposição sonora.
A tabela 4.1 mostra como esses desníveis podem reduzir o ruído ao longo da
propagação do som. O regime A é quando o trem se encontra saindo da inércia (onde o
ruído de propulsão é a principal fonte), enquanto o regime B é quando ele já se encontra
em uma velocidade intermediária (ruído mecânico exercendo o principal papel na
geração de ruídos) e, finalmente, o regime C seria o regime de velocidade de cruzeiro
do trem (onde a principal fonte geradora é o ruído aerodinâmico).
TABELA 4.1 - ATENUAÇÕES
TERRENO REGIME
REDUÇÃO
(dBA)
Trilhos em um corte raso
A 0
B 10
C 3
Trilhos em um corte profundo
A 10
B 15
C 10
Trilhos em uma estrutura elevada
A -4
22
B -4
C -2
Trilhos em um aterro
A 0
B 5
C 0
Barreira
A 0
B 10
C 5
4.3 EXPOSIÇÃO SONORA
4.3.1 ESTIMATIVA DE NÍVEL DE PRESSÃO SONORA CONTÍNUA
EQUIVALENTE (MÉTODO AMERICANO)
Nesse item será descrito como estimar o nível de pressão sonora contínua
equivalente, segundo o estudo High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration
Impact Assessment (Avaliação do Impacto do Ruído e Vibração do Transporte Terrestre
de Alta Velocidade) produzido pela área de administração federal de ferrovias do
Departamento de Transporte Americano (FRA – Federal Railroad Administration).
Para se calcular o NPS (à uma distância de 15,25 metros da fonte sonora),
precisamos de alguns parâmetros, conforme mostrados na tabela 4.2.
23
TABELA 4.2 – VALORES DE REFERÊNCIA PARA O CÁLCULO
Parâmetro Sigla Regime Valores
NPS de Referência NPSref A (até 96 km/h) 86 dBA
B (entre 96 e 272 km/h) 93 dBA
C (acima de 272 km/h) 99 dBA
Coeficiente de Velocidade K A 3
B 17
C 47
Velocidade de Referência Vref A 32 km/h
B 144 km/h
C 192 km/h
Comprimento de
Referência
Lref A 21 m
B 202 m
C 21 m
Para estimar, então, o NPS produzido por um trem a 15,25 metros, usamos a
seguinte fórmula:
ref 10 10ref ref
V LNPS NPS K log 10log
V L
= + + (4.1)
onde:
NPS é o nível de pressão sonora
NPSref é o nível de pressão sonora de referência (vide tabela)
K é o coeficiente de velocidade (vide tabela)
V é a velocidade do trem
Vref é a velocidade de referência (vide tabela)
L – No Regime A é o comprimento da locomotiva
24
No Regime B é o comprimento do trem
No Regime C é o comprimento da locomotiva
Lref é o comprimento de referência (vide tabela)
Segundo o estudo, o LAeq (para uma distância de 15,25 metros) é calculado pela
fórmula 4.2, apresentada abaixo.
( )Aeq 10L NPS 10log F At 35,6= + + − (4.2)
onde:
NPS é o nível de pressão sonora
F é o fluxo (número de trens por hora)
At são as atenuações (conforme detalhado mais a frente)
O fluxo ferroviário durante o período diurno é usualmente superior se
comparado ao período noturno. Isto por que é durante o dia que a maior parte da
população está se movimento para o trabalho ou saindo/chegando de viagem. Assim,
podemos calcular diferentes valores de LAeq para o dia e para a noite, alterando-se o
parâmetro F.
Para ajustar o valor de LAeq para uma distância superior a 15,25 metros, deve-se
utilizar a seguinte fórmula:
Aeq Aeq 10
xL (x) L (15,25) 15log
15,25
= −
(4.3)
onde:
x é a distância entre a fonte sonora e o receptor
25
4.3.2 ESTIMATIVA DE NÍVEL DE PRESSÃO SONORA CONTÍNUA
EQUIVALENTE (MÉTODO EUROPEU)
Aqui será descrito como é calculada a estimativa de nível de pressão sonora
contínua equivalente, segundo o trabalho Reken- en Meetvoorschriften
Railverkeerslawaai (Cálculo e medição de Controle de Tráfego Rodoviário).
A fórmula para calcular o LAeq por esse método está exposta abaixo:
8Leq,i/10
Aeqi 1
L 10log 10∆
=
= ∑ (4.4)
O valor de Leq,i para cada banda de oitava pode ser calculado segundo a fórmula
4.5.
eq,i E geo atm grd bar metL L L L L L C 58,60= +∆ −∆ −∆ −∆ − − (4.5)
onde:
LE é o nível de emissão de ruído
∆Lgeo é a divergência geométrica
∆Latm é a atenuação devida à absorção atmosférica
∆Lgrd é a atenuação do solo
∆Lbar é a atenuação da barreira acústica
Cmet é a correção meteorológica
A seguir, serão mostrados os coeficientes e fórmulas referentes a cada uma
dessas variáveis.
Nível de emissão de ruído
A fórmula utilizada para o cálculo dessa variável é apresentada abaixo.
b,cc
9 9E /10E /10
E 10c 1 c 1
L 10log 10 10= =
= + ∑ ∑ (4.6)
26
onde:
Ec é o nível de emissão de trens sem frenagem
Eb,c é o nível de emissão de trens com frenagem
Esses níveis de emissão podem ser calculados pela fórmula 4.7.
x x x 10 10E a b log (V) 10log (F) C= + + + (4.7)
onde:
ax e bx são as constantes referentes à categoria do trem (valores na tabela 4.3,
abaixo)
V é a velocidade do trem
F é o fluxo horário de trens
C é a correção referente ao trilho (valores na tabela 4.4, abaixo)
TABELA 4.3 – CONSTANTES REFERENTES À CATEGORIA DO TREM
Categoria ac bc ab,c bb,c
1 14,90 23,60 16,40 25,30
2 18,80 22,30 19,60 23,90
3 19,50 19,60 19,50 23,90
4 24,30 20,00 23,80 22,40
5 46,00 10,00 47,00 10,00
6 19,50 19,60 19,50 19,60
7 18,00 22,00 18,00 22,00
8 25,70 16,10 25,70 16,10
9 22,00 18,30 22,00 18,30
27
TABELA 4.4 – CORREÇÃO REFERENTE AO TRILHO
b=1 b=2 b=3 b=4 b=5 b=6 b=7
Categoria 1 0 2 4 6 3 0 2
Categoria 2 0 2 5 7 5 0 3
Categoria 3 0 1 3 5 2 0 2
Categoria 4 0 2 5 7 4 0 2
Categoria 5 0 1 2 4 4 0 2
Categoria 6 0 1 3 5 2 0 2
Categoria 7* 0 1 - - - - -
Categoria 8 0 2 4 6 3 0 2
Categoria 9 0 2 4 6 3 0 2
*Pesquisas ainda sendo feitas
Abaixo seguem as descrições sobre as categorias de trem e de trilho.
Trem Categoria 1 – Trem de passageiros convencional elétrico com freio de bloco
Trem Categoria 2 - Trem de passageiros convencional elétrico com freio de bloco e a
disco
Trem Categoria 3 - Trem de passageiros convencional elétrico com freio a disco
Trem Categoria 4 - Trem de carga com freios de bloco
Trem Categoria 5 - Trem de passageiros convencional a diesel com freio de bloco
Trem Categoria 6 - Trem de passageiros convencional a diesel com freio a disco
Trem Categoria 7 – Metrô, bondes e veículos leves sobre trilhos com freio a disco
Trem Categoria 8 – Trem de passageiros moderno elétrico com freio a disco
Trem Categoria 9 – Trens de alta velocidade
Trilho Categoria 1 - Trilho continuamente soldado / Dormentes de concreto (b=1)
Trilho Categoria 2 - Trilho continuamente soldado / Dormentes de madeira (b=2)
Trilho Categoria 3 - Trilho com Juntas (50 metros de comprimento) (b=3)
Trilho Categoria 4 – Trilho em placas sem leito de cascalho (b=4)
Trilho Categoria 5 - Trilho em placas com leito de cascalho (b=5)
Trilho Categoria 6 - Trilho ajustável com leito de cascalho (b=6)
Trilho Categoria 7 - Trilho moldado/embutido (b=7)
28
Divergência geométrica
geo 10
sen( )L 10log
d
φ ν ∆ = (4.8)
onde:
φ é o ângulo de visão do segmento da fonte
ν é o ângulo horizontal entre o caminho de propagação e o segmento da fonte
d é a distância entre a fonte e o receptor
Atenuação devida à absorção atmosférica
atm iL d∆ =α (4.9)
onde:
d é a distância entre a fonte e o receptor
α é o coeficiente de absorção do ar em dB/m (valores na tabela 4.5, abaixo)
i é o índice da banda de oitava
TABELA 4.5 – COEFICIENTE DE ABSORÇÃO DO AR
Índice da banda de oitava
(i)
1 2 3 4 5 6 7 8
Centro da banda de
oitava (Hz) 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
αi (dB/m) 0 0 0,001 0,002 0,004 0,010 0,023 0,058
Atenuação do solo
A atenuação do solo pode ser calculada utilizando-se a tabela 4.6 e as fórmulas
abaixo.
29
TABELA 4.6 – ATENUAÇÃO DO SOLO
Índice da
banda de
oitava (i)
Centro da
banda de
oitava
(Hz)
∆Lgrd
1 63 -3γ0(hb+hw,r0)-6
2 125 [Sb γ2(hb,r0)+1]Bb-3(1-Bm) γ0(hb+hw,r0)+[Sw γ2(hw,r0)+1]Bw-2
3 250 [Sb γ3(hb,r0)+1]Bb-3(1-Bm) γ0(hb+hw,r0)+[Sw γ3(hw,r0)+1]Bw-2
4 500 [Sb γ4(hb,r0)+1]Bb-3(1-Bm) γ0(hb+hw,r0)+[Sw γ4(hw,r0)+1]Bw-2
5 1000 [Sb γ5(hb,r0)+1]Bb-3(1-Bm) γ0(hb+hw,r0)+[Sw γ5(hw,r0)+1]Bw-2
6 2000 Bb-3(1-Bm) γ0(hb+hw,r0)+Bw-2
7 4000 Bb-3(1-Bm) γ0(hb+hw,r0)+Bw-2
8 8000 Bb-3(1-Bm) γ0(hb+hw,r0)+Bw-2
onde:
0
x(x, y) 1 30
yγ = − para y ≥ 30x (4.10)
0 (x, y) 0γ = para y < 30x (4.11)
2 6 2 2y0,12(x 5) 2,8*10 y 0,09x50
2 (x, y) 3[1 e ]e 5,7[1 e ]e−−
− − − −γ = − + − (4.12)
2y0,09x50
3(x, y) 8,6[1 e ]e−
−γ = − (4.13)
2y0,46x50
4 (x, y) 14[1 e ]e−
−γ = − (4.14)
2y0,90x50
5 (x, y) 5[1 e ]e−
−γ = − (4.15)
onde:
hb é a altura da fonte acima do nível médio do solo
hw é a altura do receptor acima do nível médio do solo
30
r0 é a distância horizontal medida entre a fonte e o receptor
Bb é o coeficiente de absorção da área da fonte
Bm é o coeficiente de absorção da área central
Bw é o coeficiente de absorção da área do receptor
x e y são variáveis conforme tabela 4.6
Atenuação da barreira acústica
i 1
bar t f pL min[0,25h 2 ;1]fN C−∆ = − (4.16)
onde:
ht é a altura da barreira (m)
i é o índice da banda de oitava (1-8)
f(Nf) é a função do número de difração de Fresnel (sem unidade)
Cp é a correção de perfil
É necessário agora, definir a distância ε, para que se possa calcular a função do
número de Fresnel.
FIGURA 4.2 – DISTÂNCIAS UTILIZADAS NO CÁLCULO DA FUNÇÃO DO NÚMERO DE
DIFRAÇÃO DE FRESNEL
31
p,sb p,br
p,sb p,br
d dh
26(d d )∆ =
+ (4.17)
T Ld dε= − para Zt ≥ Zk (4.18)
T L2d d dε = − − para Zt < Zk (4.19)
A fórmula para o cálculo de Nf está mostrada a seguir.
i 1fN 0,37 2 −= ε (4.20)
Finalmente, para o cálculo da função do número de difração de Fresnel, a tabela
4.7 deverá ser utilizada.
TABELA 4.7 – FUNÇÃO DO NÚMERO DE DIFRAÇÃO DE FRESNEL
Nf f(Nf)
de até
-∞ -0,314 0
-0,314 -0,0016 -3,682-9,288log10(|Nf|)-4,482log102(|Nf|)-1,170 log10
3(|Nf|)-0,128
log104(|Nf|)
-0,0016 0,0016 5
0,0016 1 12,909+7,495log10(Nf)+2,612log102(Nf)+0,073log10
3(Nf)-0,184
log104(Nf)-0,032 log10
5(Nf)
1 16,1845 12,909+10 log10(Nf)
16,1845 +∞ 25
Finalmente, é preciso especificar a correção de perfil. Essa correção é aplicada a
barreiras que não podem ser consideradas barreiras idealmente delgadas. Vale ressaltar
que construções, como casas e prédio e as barreiras acústicas, são consideradas
idealmente delgadas.
Uma correção de perfil de 2dB deve ser atribuída nos seguintes casos:
32
- À beira de um aterro ferroviário elevado
- Declive de terra com um ângulo superior entre 70 ° e 165 °
- Barreiras delgadas no topo de um aterro de terra, se a altura total é superior a duas
vezes a altura da barreira
- Qualquer borda de uma plataforma da estação ferroviária
- Qualquer borda de uma ponte ferroviária ou viaduto, exceto para os casos listados
abaixo.
Nos casos a seguir, uma correção de perfil de 5dB devem ser atribuída.
- Zona reflexiva de uma plataforma de estação ferroviária
- Pontes ferroviárias de concreto sem absorção
Correção Meteorológica
s rmet 0
0
h hC max C 1 10 ;0
r
+ = − (4.21)
onde:
hr é a altura da fonte acima do nível médio do solo
hs é a altura do receptor acima do nível médio do solo
r0 é a distância horizontal medida entre a fonte e o receptor
C0 é a constante que depende de estatísticas meteorológicas*
* O valor de C0 estipulado pelo método europeu para condições meteorológicas favoráveis à propagação do som é de 3,50. Valores
diferentes para condições alternativas podem ser analisadas em “Commission Recommendation 2003/613/EC for strategic noise
mapping in the framework of the END”
33
5 MATERIAIS E MÉTODOS
O primeiro passo no estudo foi a escolha da região a ser analisada quanto aos
níveis de ruído a que estaria exposta. Diversas localidades estarão próximas à linha do
TAV, desde a cidade do Rio de Janeiro a Campinas, tanto em áreas urbanas como em
áreas rurais. O trajeto proposto pelo estudo elaborado pelo Consórcio Halcrow-Sinergia
(utilizado pelo governo e disponível no site da ANTT - http://www.antt.gov.br) foi
analisado, utilizando-se o software Google Earth, disponível gratuitamente na internet.
Segundo os pontos descritos mais detalhadamente na próxima seção, ficou-se decidido
que seria estudada a cidade de Itatiaia. Mais especificamente, a região sul da cidade,
onde a linha passará bem próxima a uma área residencial.
Em seguida, o LAeq foi estimado para a região analisada por dois métodos. Sendo
o primeiro, o método matemático americano utilizado pela Federal Railroad
Administration (Departamento de Transporte Americano) e o segundo, o método
utilizado pelos países europeus (RMR 2002) com a utilização do software Soundplan.
O Soundplan é um programa de modelagem de ruídos. O software trabalha com
simulações computadorizadas de ruído e contaminação do ar. O programa simula desde
ruído de tráfico rodoviário, ferroviário e aeroviário a simulações de ruído industrial,
residenciais e comerciais, tanto no aspecto externo como interno.
O software foi disponibilizado pelo LAVI (Laboratório de Acústica e Vibrações
da Universidade Federal do Rio de Janeiro) para que se pudesse fazer as simulações
necessárias para o desenvolvimento desse projeto.
Outro programa empregado para o progresso do estudo foi o SketchUp. Ele
possui uma versão básica disponível gratuitamente para download e uso educacional. O
programa é utilizado para criação e modelagem 3D em computadores e nos ajudou a
criar as curvas de nível e as edificações utilizadas nas simulações com o Soundplan.
Finalmente, também com a aplicação do Soundplan, foi simulado o uso de
barreiras acústicas com o fim de se mitigar os efeitos do ruído causados pela passagem
dos trens de alta velocidade pela região examinada nesse projeto.
34
6 SIMULAÇÃO DOS NÍVEIS DE RUÍDO
6.1 TRAJETO DO TAV RIO DE JANEIRO-CAMPINAS
Aqui será apresentada uma visão geral do trajeto projetado para o trem de alta
velocidade que ligará a cidade do Rio de Janeiro à Campinas.
FIGURA 6.1 – TRAÇADO TAV, Consórcio Halcrow – Sinergia, Projeto TAV Brasil.
6.2 ESCOLHA DA REGIÃO
Foram levados em consideração, os quatro pontos destacados no “Procedimento
para Medição de Níveis de Ruído em Sistemas Lineares de Transporte”:
1- Receptores Potencialmente Críticos - receptores localizados em áreas residenciais
habitadas lindeiras ao sistema viário, com ocupação regular e demais receptores
representativos do impacto sonoro como hospitais, unidades básicas de saúde, unidades
educacionais, portanto, onde devem ser realizadas as avaliações dos níveis de ruído.
2- Área Não Edificante - área contígua à faixa de domínio, com largura de 15 m, em que
se proíbem edificações.
35
3- Faixa de Domínio - faixa para a construção do sistema viário entre as cercas que
separam o sistema viário dos imóveis marginais.
4- Ocupação Regular – ocupação por edificações e outras atividades em conformidade
com a legislação de uso e ocupação do solo e outras regulamentações vigentes.
Sendo assim, a prioridade foi escolher uma área por onde o trajeto passaria no
que é, hoje, uma área residencial. Ou seja, aonde haveria de se fazer desapropriações e
onde as primeiras construções residenciais fora da Faixa de Domínio estariam no limite
estabelecido.
Outro fator considerado foi a não proximidade das principais vias de tráfego,
para que não houvesse interferência nos níveis de ruído.
Foi buscada, então, uma região de área residencial, de preferência numa cidade
que não fosse tão grande (para evitar interferência de outras fontes sonoras) e onde se
pudesse estimar com maior clareza a área a ser estudada.
Assim, ficou decidido que seria estudada a cidade de Itatiaia, no estado do Rio
de Janeiro. Mais especificamente, na parte sul da cidade, onde o trajeto planejado passa
por dentro de uma área residencial. Podemos visualizar melhor a região escolhida nas
fotografias abaixo, retiradas do projeto oficial e com imagens do Google Earth.
FIGURA 6.2 - ITATIAIA - CIDADE ANALISADA (VISÃO GERAL)
36
FIGURA 6.3 - REGIÃO ANALISADA
FIGURA 6.4 - DETALHE DA REGIÃO ANALISADA
Agora será especificada mais detalhadamente a área a ser estudada, para que
possamos entender melhor todas as faixas estipuladas pelo manual da Cetesb
(Procedimento para Medição de Níveis de Ruído em Sistemas Lineares de Transporte).
Na imagem abaixo, podemos ver uma linha em cor vinho (que delimita a região
sombreada). Esta área delimita os limites das estruturas da obra. Já as linhas vermelhas
claras, que estão a uma distância de 11 metros da área sombreada, é a chamada Faixa de
Domínio. Esses 11 metros são uma faixa de segurança em relação ao limite das
37
estruturas da obra que podem ser utilizadas para instalações temporárias e permanentes.
Já a linha verde (distante 15 metros da linha vermelha clara) define a Área Não
Edificante. Ou seja, todas as edificações contidas dentro da Faixa de Domínio e da Área
Não Edificante (nesse caso, entre as linhas verde e a vermelha clara inferior) terão de
ser desapropriadas, restando apenas as edificações localizadas acima da linha verde.
FIGURA 6.5 - DISTÂNCIAS UTILIZADAS
Por fim, como podemos ver na imagem, a distância (linha amarela na imagem)
das edificações mais próximas à linha férrea (linha laranja na imagem) é de
aproximadamente 34 metros.
6.3 ESTIMATIVA DO NÍVEL DE PRESSÃO SONORA CONTÍNUA
EQUIVALENTE (LAeq) SEM O USO DE BARREIRA ACÚSTICA
6.3.1 PARÂMETROS
Para uma ampla simulação dos níveis sonoros em cada ponto da área estudada, a
fim de se encontrar o ponto crítico, é necessário que se faça simulações em computador,
pois existem muitas variáveis diferentes para cada pequena parte da região. Nesse
tópico será estimado o nível sonoro do ponto mais próximo à linha férrea, com o
propósito de se comparar esse valor com o valor estimado na simulação computacional.
38
Para que possamos estimar o LAeq na área aonde se encontram as primeiras
edificações após a Área Não Edificante, edificações essas que são as mais impactadas
pelo ruído ferroviário, é preciso, como visto no item 4.3.1, estimar primeiro o NPS a
uma distância de 15,25 metros da linha férrea, calcular o LAeq para a mesma distância
considerando o fluxo de trens por hora e, então, usar a fórmula 4.3 para estimar o LAeq
na distância do ponto mais próximo ao trilho do trem (34 metros).
Os parâmetros necessários para o cálculo são velocidade, comprimento do trem,
nível do fluxo de trens e tipo de trem. Como os fornecedores e as tecnologias do trem
ainda não foram estabelecidos, serão utilizados os mesmos parâmetros do estudo da
ANTT.
No caso do comprimento, foi considerada a moda dos comprimentos dos trens,
de todos os fornecedores, nos países que já trabalham com trens de alta velocidade,
conforme o Volume 4 Pt.2 do relatório final obtido do site da ANTT. Uma grande parte
dos trens de alta velocidade que circulam em países como França, Japão, Alemanha
entre outros que têm uma cultura de transporte por ferrovias apresentam um
comprimento de 200 metros. Aqui vale lembrar que, nesse caso do trem de alta
velocidade Campinas-Rio de Janeiro, as construções de plataformas, por exemplo,
estarão preparadas para acomodar trens de até 400 metros de comprimento.
Em relação à velocidade aplicada, foi utilizada a velocidade máxima de operação
prevista para o projeto. Isto por que, apesar de Itatiaia estar localizada a apenas 10
quilômetros de Resende (aonde é prevista uma estação) e, portanto, os trens que sairão
de Resende ainda não apresentaram a velocidade máxima de operação no momento que
passarem por Itatiaia, existe o serviço expresso do trem. Nesse tipo de viagem, não
haveria a parada na estação de Resende e o trem passaria por Itatiaia em sua velocidade
máxima de operação. Logo foi considerada uma velocidade de 300 km/h, para que se
pudesse avaliar o cenário mais crítico. É importante ressaltar a diferença entre
velocidade máxima de projeto (350 km/h) e a velocidade máxima de operação. Segundo
o relatório oficial do trem de alta velocidade:
“Velocidade Máxima de Linha ou Via. Isto se refere à velocidade máxima de linha
ou velocidade de projeto da linha, como usada no trabalho de otimização do traçado
previsto no Volume 2, seção 3.5.6. Entre os parâmetros geométricos especificados
estão o raio horizontal (via) mínimo e gradientes máximos permissíveis para
39
operação a 350 km/h. Se não for obedecido o raio mínimo da via, isto é, são
necessárias curvas mais fechadas, então a velocidade máxima da linha deverá ser
reduzida, e imposta uma restrição de velocidade; e
Velocidade Máxima de Operação: Isto está relacionado com as características
técnicas de trem, como previstas na Tabela 2-1, e da forma em que os trens são
operados. É afinal limitada pela velocidade máxima da linha ou via. Conquanto a
velocidade máxima da linha possa ser 300 km/h, isto não significa que o trem seja
capaz de atingir ou manter esta velocidade em todas as seções. Por exemplo, na
Serra das Araras, foram usados gradientes máximos e curvaturas que impactam o
desempenho do trem. Assume-se que a velocidade máxima de operação seja 300 km/h.”
Como não existe ainda uma grade horária fixada para as operações dos trens de
alta velocidade, foi empregada a previsão de frequência do TAV por estação utilizada
nos estudos de viabilidade do projeto (Tabela 2-3 da parte 1 do Volume 4 do relatório
utilizado pelo governo). A tabela mostra o número previsto de paradas por estação para
o horário de pico entre as duas estações que envolvem a região estudada (Volta
Redonda/Barra Mansa e São José dos Campos). A mais movimentada é a de São José
dos Campos, com 6 trens por hora por sentido, o que representa um fluxo de 12 trens
por hora pela região analisada no horário de pico.
O item 2.3.13 do Volume 4 Pt.1 do relatório utilizado pela ANTT mostra que
têm-se trabalhado com trens de 10 carros (8 vagões e 2 locomotivas), de 20 metros cada
em média.
Logo, os parâmetros-base para o cálculo do nível de pressão sonora contínua
equivalente são:
Comprimento do trem – 200 metros
Velocidade – 300 km/h
Fluxo de trens (F) – 12 trens/hora
Número de vagões por trem – 8
Número de locomotivas por trem – 2
Comprimento médio de cada carro – 20 metros
40
6.3.2 ESTIMATIVA DE LAeq PELA NORMA AMERICANA
Precisamos, agora, observar na Tabela 4.2 os outros parâmetros NPSref, K, Vref e
Lref (respectivamente: Nível de pressão sonora de referência, Coeficiente de velocidade,
Velocidade de referência e Comprimento de referência).
NPSref – 99 dBA
K – 47
Vref – 192 km/h
Lref – 21 metros
Lembrando a fórmula 4.1 e substituindo-se os valores:
10 10
300 20NPS 99 47log 10log 107,9dBA
192 21
= + + =
Assim foi obtido, então, um NPS de 107,9 dBA.
A partir desse valor de Nível de Pressão Sonora (NPS), pode-se calcular o Nível
de Pressão Sonora Contínua Equivalente (Laeq) para a mesma distância de 15,25 metros.
Como em ambos os casos (diurno e noturno) o valor esperado de LAeq é superior aos
níveis aceitos pelas normas, foram utilizados os mesmos valores de F (fluxo de trens por
hora) para o LAeq (Dia) e LAeq (Noite) apenas para que se tenha uma ideia do nível de
pressão sonora contínua equivalente sem o uso de barreiras acústicas. Mais a frente,
quando forem estimados os níveis de pressão sonora equivalente com o uso de barreiras
acústicas, o valor do fluxo de trens para o LAeq (Noite)será ajustado de modo a corrigir o
seu nível para um valor abaixo dos limites da norma. Então será estimado, novamente, o
valor de LAeq (Noite) ajustado para o novo valor de F. Abaixo, os valores serão
substituídos na fórmula 4.2, apresentada no item 4.3.
( )Aeq Aeq 10L (Dia) L (Noite) NPS 10log F At 35,6= = + + −
onde:
NPS – 107,90 (calculado anteriormente)
F – 12 trens/hora
41
At – O trilho nessa região se encontra em um corte raso. A diferença entre o
nível do trilho e das casas é de aproximadamente 3,30 metros. Logo, segundo a tabela
4.1, temos uma redução de 3 dBA (Regime C).
Logo:
Aeq AeqL (Dia) L (Noite) 80,1dBA= =
Finalmente, é preciso ajustar esse Nível de Pressão Sonora Contínua Equivalente
para uma distância de 34 metros:
Aeq Aeq 10
xL (x) L (15, 25) 15log
15, 25
= −
onde:
LAeq (15,25) – 80,1 dBA
x – 34 metros
Obtemos um LAeq de 74,9 dBA.
6.3.3 ESTIMATIVA DE LAeq PELA NORMA EUROPÉIA
Para outra estimativa do LAeq na área residencial mais próxima à linha férrea
nessa região de Itatiaia, será utilizado agora o programa Soundplan que, por sua vez,
emprega o padrão europeu (RMR 2002) e, na sua versão gratuita para estudantes, a
banda de oitava de 500Hz para seus cálculos.
Os parâmetros empregados nessa estimativa são os seguintes:
Tipo de trem – Categoria 9 (Trens de Alta Velocidade)
Velocidade – 300 km/h
Número de locomotivas – 2
Número de vagões – 8
Fluxo – 12 trens/hora, o que implica em:
42
N(d), N(e) e N(n) para locomotivas – 24 locomotivas/hora
N(d), N(e) e N(n) para vagões – 96 vagões/hora
A figura 6.6 apresentada abaixo mostra a perspectiva da área estudada e a figura
6.7, o resultado da simulação.
FIGURA 6.6 - PERSPECTIVA DA REGIÃO
FIGURA 6.7 - SIMULAÇÃO DOS NÍVEIS DE PRESSÃO SONORA
EQUIVALENTE(LAeq).
43
6.4 ANÁLISE DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES SEM O USO DE
BARREIRA
Estimamos anteriormente o LAeq para um receptor localizado a uma distância de
34 metros da linha férrea pelos métodos americano (74,9 dBA) e europeu (entre 74 e 75
dBA). Esses valores são condizentes com a faixa utilizada pelo relatório “Consultoria
para a elaboração dos estudos ambientais de alternativas para o trem de alta velocidade
(TAV)”, relatório Nº3, Volume I. O texto diz:
“Nos casos de TAV em superfície ou viaduto, com ocupação lindeira muito próxima (30-60m) os níveis sonoros equivalentes estão na faixa de 70-80 dB(A).”
Pode-se verificar que ambos os valores calculados são muito próximos e agora
serão comparados com os níveis aceitos pela norma adotada pelo governo brasileiro.
TABELA 6.1 – NÍVEIS ACEITOS PELA NORMA NBR 10151
Tipos de áreas Diurno
(dBA)
Noturno
(dBA)
Área mista, predominantemente residencial 55 50
Verifica-se que os dois valores de LAeq estimados estão acima da norma
brasileira adotada e, logo, para se respeitar os limites quanto ao ruído ferroviário, seria
necessária a instalação de barreiras acústicas ao longo da linha ferroviária nessa área
residencial para se mitigar os efeitos nocivos dessa exposição.
6.5 ESTIMATIVA DO NÍVEL DE PRESSÃO SONORA CONTÍNUA EQUIVALENTE COM O USO DE BARREIRA ACÚSTICA
Com a ajuda do software Soundplan, será estimado agora o nível de pressão
sonora contínua equivalente (Dia) para as residências mais próximas à linha férrea com
a utilização de barreiras acústicas para reduzir o impacto sonoro nessas construções, de
modo a respeitar os limites estabelecidos pela norma brasileira.
Serão empregados nessa estimativa os mesmos parâmetros utilizados
anteriormente para a linha férrea. Quanto à barreira, existem três parâmetros básicos
para usar no programa: altura da barreira, distância à fonte geradora de ruído e perda na
reflexão devido à absorção.
44
Conforme explicado mais detalhadamente no próximo capítulo, foi necessário
utilizar uma barreira de perda na reflexão devido à absorção de 1 dB.
A seguir estão apresentados os valores de LAeq (Dia) máximos para diferentes
valores de altura e distância à linha férrea, segundo simulações feitas no Soundplan. A
unidade está em dBA.
TABELA 6.2 – VALORES DE LAeq MÁXIMOS
Distância entre a barreira e a linha férrea
2 4 6 8
Alt
ura
da
ba
rre
ira
(m)
2 72-73 72-73 72-73 72-73
4 69-70 68-69 67-68 66-67
6 55-56 54-55 55-56 55-56
Conclui-se que barreiras de 6 metros de altura e a 4 de distância dos trilhos
reduziria os níveis sonoros de modo a se enquadrarem à norma NBR 10151.
A altura da barreira neste caso é elevada, pois as residências nessa região se
encontram muito próximas à linha férrea e em um plano mais elevado que a linha férrea.
Mais uma vez, condizente com o relatório “Consultoria para a elaboração dos estudos
ambientais de alternativas para o trem de alta velocidade (TAV)”, relatório Nº3,
Volume I:
“Nos casos de TAV em superfície ou viaduto, com ocupação lindeira muito próxima (30-60m) os níveis sonoros equivalentes estão na faixa de 70-80 dB(A). Em muitos casos, as barreiras acústicas deverão prover uma atenuação da ordem de 20-25dB(A) para assegurar o atendimento da norma em áreas residenciais lindeiras. Estes níveis de atenuação são muito elevados e devem requerer o uso de barreiras bastante altas, quase que encapsulando a linha.”
Apresentamos agora a perspectiva da área estudada (Figura 6.8) e o resultado da
simulação dos níveis de pressão sonora equivalente (Dia) (Figura 6.9).
45
FIGURA 6.8 - PERSPECTIVA DA REGIÃO
FIGURA 6.9 - SIMULAÇÃO DO LAeq (Dia) PARA BARREIRA A 4 METROS
6.6 ESTIMATIVA DO FLUXO MÁXIMO DE TRENS NO PERÍODO
NOTURNO PARA QUE HAJA RESPEITO AOS LIMITES PARA ESSE
HORÁRIO
Com base na configuração da barreira acústica projetada anteriormente, será
feito agora o ajuste do valor do fluxo de trens noturno de modo que o LAeq (Noite)
respeite o limite de 50 dBA fixado pela norma NBR 10151.
Abaixo seguem os valores de LAeq para diferentes valores de F (fluxo de trens).
46
TABELA 6.3 – LAeq PARA DIFERENTES VALORES DE FLUXO DE TRENS POR HORA
Fluxo (trens/hora) LAeq (dBA)
12 54-55
10 52-53
8 50-51
6 48-49
Analisando o relatório “Consultoria para a elaboração dos estudos ambientais de
alternativas para o trem de alta velocidade (TAV)”, relatório Nº3, Volume I, é possível
verificar que o esse novo valor de fluxo de trens calculado que respeitaria os limites
noturnos de ruído (6 trens por hora) está de acordo com a expectativa de fluxo de trens
noturno, que é estimado em metade do fluxo no horário de pico.
“A norma brasileira de ruído é mais exigente no período noturno (5dB a menos), mas não há definição legal do horário em que ela se aplica. A situação mais restritiva ocorre em parte do horário de pico da tarde / noite, quando o TAV ainda estará circulando na frequência máxima. Uma interpretação mais flexível e razoável (mas que não está escrita) levaria a considerar o período noturno após as 21:00hs por exemplo, quando a frequência de operação cai à metade.”
Vale ressaltar que existe outra opção para se respeitar o limite noturno sem ter
de se reduzir em 50% o tráfego nesse horário. Há a possibilidade de se reduzir a
velocidade dos trens em determinadas regiões, fazendo com que, mesmo com um fluxo
superior a 6 trens por hora, o limite ainda seja respeitado.
A seguir é apresentada a simulação para o LAeq (Noite) com fluxo de 6 trens por
hora.
47
FIGURA 6.10 - SIMULAÇÃO DO LAeq (Noite) COM FLUXO DE 6 TRENS POR
HORA COM O USO DE BARREIRA ACÚSTICA
6.7 ANÁLISE DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES COM O USO DE
BARREIRA
Pode-se verificar que com o uso de uma barreira localizada a 4 metros de
distância da fonte sonora, com perda na reflexão de 1 dB e 6 metros de altura os níveis
de ruído dentro ficam dentro dos limites estabelecidos pela norma para o período diurno
com um fluxo de 12 trens por hora e noturno com 6 trens por hora.
6.8 ESTIMATIVA DO NÍVEL DE PRESSÃO SONORA CONTÍNUA
EQUIVALENTE (Noite) SEM O USO DE BARREIRA ACÚSTICA PARA O
NOVO VALOR DE F
Como citado na seção 6.3.2, será realizada agora a simulação dos LAeq (Noite),
via método americano e europeu, sem o uso de barreira acústica com o novo valor de
fluxo de trens.
48
6.8.1 ESTIMATIVA DE LAeq (NOITE) PELA NORMA AMERICANA
Aqui serão empregados os mesmos parâmetros utilizados na seção 6.3.2,
alterando-se apenas o valor do fluxo de trens (F) para ajustá-lo ao valor calculado para o
período noturno na seção 6.6 (6 trens por hora.).
( )Aeq 10L (Noite) NPS 10log F At 35,6= + + −
onde:
NPS – 107,9 (calculado anteriormente na seção 6.3.2)
F – 6 trens/hora
At – O trilho nessa região se encontra em um corte raso. A diferença entre o
nível do trilho e das casas é de aproximadamente 3,30 metros. Logo, segundo a tabela
4.1, temos uma redução de 3 dBA (Regime C).
Logo:
AeqL (Noite) 77,1 dBA=
Finalmente, precisamos ajustar esse Nível de Pressão Sonora Contínua
Equivalente para uma distância de 34 metros:
Aeq Aeq 10
xL (x) L (15,25) 15log
15,25
= −
onde:
LAeq (15,25) – 77,1 dBA
x – 34 metros
Obtemos um LAeq de 71,9 dBA.
6.8.2 ESTIMATIVA DE LAeq (NOITE) PELA NORMA EUROPÉIA
Assim como feito na seção anterior, foram empregados os mesmo parâmetros
utilizados na seção 6.3.3 para a simulação do LAeq (Noite) utilizando-se o novo valor de
fluxo de trens.
49
Abaixo o resultado da simulação dos níveis de pressão sonora equivalente
(Noite) para o novo valor de fluxo de trens podem ser analisados (Figura 6.11). Pode-se
verificar que o valor (70-72) é condizente com o valor calculado pelo método americano
(71,9 dBA).
FIGURA 6.11 SIMULAÇÃO DO LAeq (Noite) COM FLUXO DE 6 TRENS POR HORA
SEM O USO DE BARREIRA ACÚSTICA
50
7 SELEÇÃO DE MATERIAL PARA BARREIRAS
Segundo a norma NBR 14313 (Barreiras acústicas para vias de tráfego -
Características construtivas), a utilização de barreiras absorventes ou altamente
absorventes só será feita em casos quando essas características sejam evidenciadas no
requerido sistema. Caso contrário, se as especificações não requererem expressamente
uma versão absorvente ou altamente absorvente, barreiras acústicas refletoras devem ser
utilizadas impreterivelmente. Analisando o relatório “Consultoria para a elaboração dos
estudos ambientais de alternativas para o trem de alta velocidade (TAV)”, relatório Nº3,
Volume I, produzido pela Prime Engenharia para a ANTT, pode ser verificado que não
há a exigência de barreiras absorventes ou altamente absorventes e respeitando então a
norma brasileira, foram consideradas barreiras refletoras.
Na tabela abaixo, podem ser analisados os valores de perda na reflexão adotados
para cada tipo de superfície, segundo a norma NBR 14313.
TABELA 7.1 – PERDA NA REFLEXÃO (NBR 14313)
Tipo de Barreira Perda na Reflexão
Superfícies Acusticamente Duras – Barreiras Acústicas
Refletoras
Inferior a 4 dBA
Barreiras Acústicas Absorventes Entre 4 e 8 dBA
Barreiras Acústicas Altamente Absorventes A partir de 8 dBA
Já segundo o manual do Soundplan, as barreiras refletoras devem ser
configuradas no software com perdas na reflexão de 1 dBA. Segue abaixo a tabela
apresentada no manual:
TABELA 7.2 – PERDA NA REFLEXÃO (SOUNDPLAN)
Tipo de Barreira Perda na Reflexão
Superfícies Acusticamente Duras – Barreiras Acústicas
Refletoras
1 dBA
Barreiras Acústicas Absorventes 4 dBA
Barreiras Acústicas Altamente Absorventes 8-11 dBA
51
A fim de se respeitar ambas definições de barreiras refletoras, na seção 6.5 foi
utilizado o valor de 1 dBA para esse parâmetro
Para a escolha do material a ser utilizado nas barreiras, devem ser observados os
seguintes requisitos exigidos na norma NBR 14313. As barreiras deve ser:
- Estruturalmente estáveis e manter sua forma;
- Resistentes ou protegidas contra corrosão e envelhecimento;
- Constantes na tonalidade de cor;
- Resistentes a fogo;
- Resistentes a impacto de pedra;
- De fácil manutenção.
A tabela 4 da referida norma apresenta a necessidade de aprovação dos materiais
para resistência ao impacto de pedras, ao fogo e flexão sob calor, assim como a
espessura mínima da barreira para cada tipo de material. A tabela 7.3 apresenta esses
dados.
TABELA 7.3 – MATERIAIS ACEITOS NO PROJETO DE BARREIRAS ACÚSTICA
Material Resistência ao
impacto de pedras
Resistência
ao fogo
Flexão sob
calor
Menor Espessura
mm
Concreto - - - 90,00
Vidro Necessário - - 12,00
Madeira Necessário Necessário - 8,00
Material
plástico
Necessário Necessário Necessário 6,00
Metal leve - - - 1,00
Aço - - - 1,00
Tijolo Necessário - - -
Outros
materiais
Necessário Necessário Necessário -
52
Pode-se verificar na tabela que as barreiras de concreto, metal leve e aço são
resistentes ao impacto de pedras e ao fogo, sem a necessidade de tratamentos extras.
Já em relação à corrosão e envelhecimento, as barreiras de metal leve precisam
ser protegidas contra a corrosão.
Por sua vez, segundo a norma, as barreiras de aço precisam ter pelo menos 1,00
mm de espessura e ser galvanizados a quente.
O concreto, por último, não precisa de tratamentos extras contra corrosão e
envelhecimento e respeita os demais requisitos exigidos pela norma (ser estruturalmente
estáveis e manter sua forma, ser constante na tonalidade de cor e ser de fácil
manutenção). Por isso, pode ser considerado um material viável para utilização nas
barreiras acústicas de modo a mitigar o ruído dos trens de alta velocidade.
53
8 CONCLUSÃO
Este trabalho teve por objetivo simular os níveis de ruído produzidos por trens
de alta velocidade em região próxima a áreas residenciais e estudar barreiras acústicas a
serem instaladas com o propósito de se reduzir o impacto sonoro na localidade, de modo
a serem respeitados os limites propostos pelas normas brasileiras.
Vale destacar que os impactos ao ser humano devido a reações adversas a níveis
de ruídos elevados podem ser extremamente prejudiciais e por isso a importância de se
adequar os níveis de ruído provenientes dos trens de alta velocidade nas regiões
lindeiras para dentro dos limites estabelecidos pelas normas brasileiras.
Ao longo do trabalho, pode-se verificar que em áreas muito próximas a linha do
trem, o impacto sonoro é muito grande e a necessidade de uso de barreiras acústicas é
indispensável. No caso estudado, pôde-se comprovar que, pela proximidade das
residências e seus diferentes níveis de altura em relação à linha férrea, há a necessidade
de utilização de barreiras com altura elevada para que sejam respeitados os limites. A
utilização dessas barreiras resultou em uma atenuação do ruído de tráfego de até 25
dBA, ou seja, segundo a norma NBR 14313, houve isolamento sonoro. Assim, o
objetivo do trabalho de estudar o projeto de barreiras acústicas com a finalidade de
reduzir o impacto sonoro a níveis dentro dos limites das normas brasileiras foi atingido.
Ao longo do trajeto do TAV, existem diversas situações diferentes de exposição
ao ruído ferroviário. Cada caso deve ser estudado separadamente e diferentes barreiras
acústicas deverão ser adotadas a fim de se respeitar as normas. Um dos motivos da
escolha da região estudada foi a extrema proximidade das residências com a linha
férrea, trazendo uma complexidade um pouco maior ao projeto, mostrando que é
possível trazer os níveis de ruído para dentro de graus aceitáveis até em situações
extremas. Contudo, cada cenário poderá apresentar diferentes complicadores à solução
do problema de ruído, dentre os quais podemos citar: áreas residências em ambos os
lados da linha do trem (uma possível solução para esse caso seria a instalação das
barreiras inclinadas, onde o som fosse refletido nessas barreiras num ângulo em que a
reflexão fosse numa direção superior à área afetada), receptores localizados num nível
de elevação mais acima do que no caso estudado (nesse caso, as barreiras poderão ser
instaladas a partir do terreno mais elevado ou poderá se utilizar barreiras de altura ainda
54
maiores que as projetadas), e receptores enquadrados em limites mais rígidos (escolas,
hospitais e igrejas, entre outros).
55
9 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10151: Acústica – Avaliação de ruído
em áreas habitadas, visando o conforto da comunidade – Procedimento. Rio de Janeiro,
2000.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10151: Acústica – Medição e
avaliação do ruído em ambientes internos. Rio de Janeiro, 1987.
Associação Brasileira de normas técnicas. NBR 14313: Barreiras acústicas para vias de
tráfego – Características construtivas. Rio de Janeiro, 1999.
Brasil. CONAMA 001/90, de 8 de março de 1990. Dispõe sobre a emissão de ruído, em
decorrência de quaisquer atividades industriais, comerciais, sociais ou recreativas,
inclusive as de propaganda política. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 2 de abril de
1990.
SLAMA, J. G. Apostila de Curso de Acústica Ambiental. COPPE/ Universidade
Federal do Rio de Janeiro, 2007.
WHO- World Health Organization. Guidelines for Community Noise. Geneva,
Switzerland. Edited by Birgitta Berglund, Thomas Lindvall, Dietrich Schwela, 1999.
WHO – World Health Organization. Mental Health: Strengthening Our Response.
Geneva, Switzerland, 2010.
Hanson, Ross and Towers. High-Speed Ground Transportation Noise and Vibration
Impact Assessment. Washington DC, 2012.
IBOPE, Maioria dos brasileiros conhece o projeto do governo federal para a construção
do trem-bala. Rio de Janeiro, 2013.
Thompson and Jones. Handbook of Railway Vehicle Dynamics. Oxford, 2009.
CETESB. Procedimento para Avaliação de Níveis de Ruído em Sistemas Lineares de
Transporte. São Paulo, 2009.
Consórcio Halcrow – Sinergia. Projeto TAV Brasil. Rio de Janeiro, 2009.
56
ISO 1999:1990 - Acoustics - Determination of occupational noise exposure and
estimation of noise-induced hearing impairment.
Prime Engenharia. Consultoria para a elaboração dos estudos ambientais de alternativas
para o trem de alta velocidade (TAV), Relatório Nº3, Volume I. São Paulo, 2009.
The Department for Environment, Food and Rural Affairs. Noise Modelling, Part 2.
Warrington, 2007.
Z. Maekawa. Noise Reduction by Screens, Appl. Acoust., Vol. 1. Kobe, 1968.
Kurze, Ulrich. Noise Reduction by Barriers. Frankfurt am Main, 1974.
Ministerie Volkshuisvesting. Reken-en Meetvoorschrift Railverkeerslawaai.Den Haag,
2002.
Folha de São Paulo. Barulho de Congonhas em nível inaceitável afeta 31 mil. São
Paulo, 2011.
Braunstein + Berndt GmbH / SoundPLAN International LLC. SoundPLAN User’s
Manual. Backnang, 2012.
