Avaliação do ruído integrado na cidade de Águas Claras em Brasília, DF Brasil

Armando de Mendonça Maroja

Universidade de Brasília - Campus de Planaltina

amaroja@gmail.com

Avaliação do ruído integrado na cidade de Águas Claras em Brasília, DF Brasil

Sérgio Luiz Garavelli

Centro de Ensino Unificado de Brasília, Campus Taguatinga

sergio.garavelli@gmail.com Edson Benício de Carvalho Júnior

Centro de Ensino Unificado de Brasília, Campus Taguatinga

edsonbenicio@gmail.com

Matheus Yusef Ali

Centro de Ensino Unificado de Brasília, Campus Taguatinga

yusef.matheus@gmail.com Willian Alves Cardoso

Centro de Ensino Unificado de Brasília, Campus Taguatinga

williamalves96@gmail.com

8º CONGRESSO LUSO-BRASILEIRO PARA O PLANEAMENTO URBANO, REGIONAL, INTEGRADO E SUSTENTÁVEL (PLURIS 2018)

Cidades e Territórios - Desenvolvimento, atratividade e novos desafios

Coimbra – Portugal, 24, 25 e 26 de outubro de 2018

AVALIAÇÃO DO RUÍDO INTEGRADO NA CIDADE DE ÁGUAS CLARAS EM BRASÍLIA, DF BRASIL.

A. M. Maroja, S. L. Garavelli, E. B. Carvalho Jr, M. Y. Ali e W. A. Cardoso

RESUMO

O ruído devido ao tráfego rodoviário, ferroviário e aeronáutico afeta de maneira significativa centros urbanos de grande e médio porte, mesmo em cidades construídas nas últimas décadas, como é o caso de Águas Claras, no Distrito Federal. Os trilhos do metrô dividem a cidade nos lados norte e sul. Na cidade, avenidas margeiam a via férrea ao longo de toda sua extensão. É também impactada pelo ruído aeronáutico, pois está na rota de pouso e decolagens do Aeroporto Internacional de Brasília. Este trabalho realizou um estudo integrado do ruído gerado pelos diferentes modais de transporte, para tanto foram elaborados os mapas acústicos, calculado o percentual da população exposta por faixa dos indicadores 𝐿𝑑𝑒𝑛 e 𝐿𝑛 para cada modal. Os resultados indicam que o ruído rodoviário é o preponderante na cidade, porém os níveis de pressão sonora gerados durante a passagem do metrô são elevados e atingem mesmo os andares altos dos edifícios localizadas as margens da via.

1 INTRODUÇÃO

No Brasil, nas últimas décadas, ocorreu um aumento significativo da população residente nos grandes centros urbanos. A perpectiva é que em 2020 a taxa de urbanização atinja valores acima de 95%, em cidades como São Paulo, Rio de Janeiro e no Distriro Federal, (IBGE, 2015). O crescimento das fronteiras dessas grandes cidades não foi acompanhado de medidas de urbanização acarretando o gravamento da poluição do ar, da água e sonora. Acompanhado do adensamento populacinal veio o crescimento da frotas de veículos, no caso do Distrito Federal a frota foi ampliada em 56% no período de 2007 a 2017, o que representa um aumento médio anual de 3,7%. Vale destacar que essa taxa vem diminuindo ao longo da última década, de patamares acima de 8,0% no período de 2007 a 2009 para valores próximos de 3% nos últimos anos (DETRAN DF, 2018).

(International Civil Aviation Organization) é SBBR. O SBBR é o segundo aeroporto em movimentação de aeronaves e de passageiros no Brasil (CARVALHO JR et al., 2017).

Fig. 1: Infraestrutura do Metrô de Brasília (adaptado de Circula Brasília, 2016)

Atualmente o Metrô-DF conta com uma malha de aproximadamente 42 km, que liga a rodoviária de Brasília, às regiões administrativas de Taguatinga, Ceilândia e Samambaia, as mais populosas do DF. Hoje 24 estações estão em funcionamento, Figura 1. A frota de 32 trens transporta em média 160 mil passageiros por dia. Como característica especial, a maior parte da malha metroviária é de superfície, ou seja, a céu aberto — em valas, sobre aterros, ou em faixas isoladas do terreno. Esta característica propiciou um custo menor da instalação do sistema, porém pelo fato de estarem expostos, os níveis de pressão sonora emitidos pelo seu funcionamento atinge a população residente na vizinhança da malha de superfície. A população não tem proteção de barreiras acústicas em nenhum trecho da rota do metrô.

Estudos evolvendo acústica ambiental com o objetivo de avaliar NPS devido aos vários modais de transporte têm sido realizados por vários pesquisadores. Estudo realizado em Belgrado na Sérvia identificou que a presença de transporte público durante o dia e à noite em uma rua é um preditor significativo de um índice alto de incomodo ao ruído. Outro resultado do trabalho mostra que residir em ruas onde ônibus e bondes trafegam de noite (“ônibus e bonde” vs. nenhum transporte público) também conduz a altos índices de incômodo ao ruído ambiental (PAUNOVIĆ, 2014). A resposta ao incômodo devido ao transporte rodoviário e ao transporte ferroviário foi avaliada em estudo realizado em Hong Kong (LAM et al., 2009). Os resultados mostram que quando o ruído rodoviário é dominante o incômodo é principalmente determinado pela perturbação causada pelo ruído de pico devido à passagem do trem e quando o ruído ferroviário é dominante os picos de passagem do trem podem diretamente induzir o incômodo sem causar perturbação. Ou seja, o incômodo é largamente determinado por perturbações sonoras e ruídos percebidos.

Taylor (1982) comparou vários modelos de predição do incômodo ao ruído integrado nas vizinhanças do aeroporto de Toronto no Canadá, avaliando o ruído aeronáutico e o do tráfego veicular. Dos cinco modelos examinados, o modelo de soma de energia simples fornece a pior previsão para o incômodo médio. As melhores previsões são obtidas usando modelos que consideram os efeitos de cada modo de transporte e as diferenças de energia entre os NPS produzidos por cada modo de transporte.

É importante determinar os percentuais de população exposta ao ruído tanto no período diurno como noturno, devido ao potencial desse poluente em causar efeitos adversos à saúde humana, como por exemplo, hipertensão, doenças cardíacas e distúrbios no sono. A determinação dos percentuais da população exposta a partir dos NPS em cada uma das fachadas dos apartamentos conduz a resultados mais acurados (LEE et al., 2014). ARANA et al. (2014) realizaram uma revisão crítica da exposição da população ao ruído do trânsito na Europa, com ênfase em cidades espanholas. Percentuais significativos de exposição ao ruído foram apurados e os autores destacam ainda que é importante uniformizar as metodologias de cálculo conforme requer a diretiva 2002/49CE.

No Brasil, não foram encontrados trabalhos que avaliam o ruído ambiental devido a vários modos de transporte, mas existem iniciativas de avaliação do ruído ambiental, como por exemplo: (i) em Curitiba, Zannin e Sant’Ana (2011) realizaram o mapeamento de ruído das diferentes etapas do projeto de reestruturação da Linha Verde e (ii) Bunn e Zannin (2016 ) realizaram a avaliação do ruído ferroviário nos arredores de dois grandes hospitais e de uma grande instituição de ensino; (iii) em Aracajú, Guedes et al. (2011) analisaram a influência das formas urbanas no ruído ambiental; (iv) Garavelli et al. (2014 ) realizaram a avaliação do ruído ambiental em Brasília devido ao tráfego veicular.

2 METODOLOGIA 2.1. Área de Estudo

A cidade de Águas Claras-DF, inaugurada no final dos anos 90, conta com uma população de quase 150.000 habitantes, dos quais 97.915 habitam a região denominada de “Águas Claras Vertical”, 28.770 habitantes na região ao sul, Arniqueiras e 22.255 a região ao norte, Areal, conforme dados da Pesquisa Distrital por amostra de Domicílios 2015/2016 (PDAD, 2016), Figura 2. O estudo foi realizado em Águas Claras Vertical, que compreende a área central onde os edifícios estão destacados em amarelo. O Metrô-DF é o principal meio de transporte público em Águas Claras.

Fig. 2: Área de estudo, com a localização dos receptores.

A Figura 2 também destaca as fontes de ruído ferroviário e rodoviário utilizadas na avaliação do ruído ambiental na área de estudo. A linha do metrô corta a cidade de leste para oeste separando a cidade ente norte e sul. Até a estação central a linha conduz todo o tráfego que tem sua origem na rodoviária de Brasília. Nessa estação a linha se divide em duas, ramal superior e ramal inferior.

2.2. Elaboração do Mapa de Ruído

Os softwares de simulação ambiental acústica SoundPLAN® (ruído rodoviário e ferroviário) e INM® (ruído aeronáutico) foram utilizados na elaboração dos mapas de ruído. A base cartográfica foi o SICAD/2010 (Sistema Cartográfico do Distrito Federal) e o sistema de coordenadas SIRGAS 2000, projeção UTM 23 Sul/Ampliada.

Na produção dos mapas de ruído os parâmetros acústicos de longo prazo são os definidos na Diretiva Europeia 2002/49/EC, 𝐿_𝑑𝑒𝑛 e 𝐿_{𝑛𝑜𝑖𝑡𝑒} (𝐿_𝑛). 𝐿_𝑑𝑒𝑛 é representativo do incômodo relativo ao ruído ambiental nas 24h do dia, sendo definido como o nível de pressão sonora equivalente e contínuo, ponderado A, relativos aos períodos diurno (6h-18h), entardecer (18h-22h) e noturno (22h-6h) com a aplicação de penalidades diferenciadas para os ruídos emitidos durante o período do entardecer (correção + 5 dB) e o período noturno (correção + 10 dB). Os períodos do dia adotados foram adaptados da legislação brasileira, norma NBR 10151. O período noturno define também o período de cálculo de 𝐿_𝑛, que avalia o ruído ambiental no período noturno, em especial os distúrbios no sono.

Como fontes de ruído ambiental foram considerados o ruído do tráfego ferroviário devido aos trens do metrô, o ruído do tráfego rodoviário nas Avenidas: Castanheiras, Araucárias, Boulevard Sul e Boulevard Norte e o ruído aeronáutico devido as operações de pouso e decolagen no SBBR.

Na modelagem do ruído ferroviário foi utilizado o modelo de propagação RMR-2002/Categoria 7. O fluxo dos trens do metro foi obtido a partir dos horários de funcionamento disponíveis no site do Metrô - DF (METRO, 2018). As movimentações médias dos trens foram determinadas por meio da periodicidade, correspondendo a uma média de 13 trens por hora tanto no período diurno como no entardecer. Não foi considerado o período noturno, pois poucas viagens acontecem entre 22h e 6h. A velocidade média dos trens foi estabelecida em 50km/h. Ali et al. (2017) realizaram medidas em locais localizados próximos à malha viária de superfície do metrô e distantes de regiões com grande fluxo de veículos e fontes fixas de ruído. Com o objetivo de identificar com maior precisão a contribuição de cada fonte para o ruído ambiental total, foram analisados os espectros sonoros das medidas separando o som residual do ruído principal de passagem do metro, ou seja, o espectro sonoro da passagem do metro foi recortado do espectro medido e então foi determinado o ruído principal para cada medida. A fim de avaliar os NPS durante a passagem do trem, definiram que o parâmetro 𝐿_{𝑝𝑖𝑐𝑜} representa o pico durante a passagem do trem do metrô. Os dados das medidas ambientais foram utilizados para a calibração do mapa referente à passagem do trem.

velocidade dos veículos leves e pesados foi considerada como 50 km/h e o pavimento da das vias como asfalto liso. A comparação entre os valores dos níveis de pressão medidos in situ e os previstos pelos mapas apresentaram um desvio menor do que 3 dB(A). O passo da malha foi estabelecido em 5m para os mapas de ruído rodoviário e ferroviário, com altura de cálculo de 4m.

Já para o ruído aeronáutico foi avaliado seguindo a metodologia descrita no RBAC 161/2013, onde os resultados foram selecionados no software de simulação para as métricas 𝐿_𝑑𝑒𝑛 e 𝐿_𝑛 de forma a possibilitar a análise do ruído aeronáutico junto com os mapas de ruído rodoviário e ferroviário. A operação do SBBR corresponde a dados fornecidos pela empresa administradora do aeroporto, a INFRAMERICA, referentes a 2014, onde foram estimadas 202.000 operações anuais, de pousos e decolagens, e uma média de 553 movimentos diários. Na validação das curvas de ruído foram utilizados dados provenientes das Estações de Monitoramento Remoto do SBBR. A partir de comparação realizada entre os valores medidos e os simulados foi possível constatar que a diferença não ultrapassou 2dB(A).

De forma a complementar e aperfeiçoar a análise dos resultados na simulação dos mapas de ruído foram posicionamos receptores de ruídos em vários locais na margem das rodovias e da linha do metrô bem como em frente a um edifício residencial localizado nas margens da linha do metro em local onde o metrô tem sua via em uma vala. Na análise dos resultados para avaliar o ruído integrado bem como a produção final dos mapas acústicos foi utilizado o software de SIG ArcGIS®. Os valores médios anuais de 25oC para temperatura e humidade relativa de 70% foram utilizados.

A fim de realizar a comparação com resultados de pesquisas na União Europeia e Ásia, vamos utilizar como limites os estabelecidos para o tráfego veicular de 65 dB(A) para o período diurno e 55 dB(A) para o noturno, desde que, o ruído do tráfego veicular é o preponderante em Águas Claras como demonstram claramente os resultados dessa pesquisa. Apesar de parecerem elevados esses níveis são realistas no ambiente de grandes cidades (LEE et al., 2014).

2.3. População exposta por faixa de NPS por faixa dos indicadores 𝑳𝒅𝒆𝒏 e 𝑳𝒏.

3 RESULTADOS 3.1. Mapas de Ruídos

As Figuras 3 e 4 apresentam os mapas de ruídos representativos do período dia correspondentes ao ruído ferroviário e ao ruído rodoviário respectivamente. O parâmetro utilizado na elaboração do mapa foi 𝐿𝑑𝑒𝑛. Observa-se que o ruído do metrô, Figura 3, afeta apenas os edifícios com a fachada voltada para a linha do metrô, com NPS que não ultrapassam 60 dB(A). Na região onde o metrô é de superfície não há barreiras acústicas implantadas próximas a linha férrea.

Fig. 3: Mapa de Ruído Ferroviário 𝐿_𝑑𝑒𝑛.

Como pode ser observado na Figura 4, o ruído rodoviário é preponderante sobre ferroviário, Figura 3. Agora, mesmo em áreas internas existem residências com NPS em suas fachadas com valores superiores a 70 dB(A). Outro fato que vale destaque nos mapas são as barreiras acústicas formadas pelos edifícios mais próximos à malha ferroviária e o decaimento do som com a distância, fazendo com que os ruídos emitidos pelo metrô e avenidas tenham valores mais significativos somente nas fachadas dos edifícios mais próximos das vias. Os resultados também mostram que para o ruído ferroviário os valores dos NPS são significativos apenas nas proximidades do metrô.

Os NPS para o ruído aéreo foram estimados a partir dos mapas de ruído, observando-se que no mapa de 𝐿𝑑𝑒𝑛 apresentado na Figura 5, a curva de 50 a 55 dB(A) intercepta a totalidade da área de estudo e no período noturno a curva de 45dB(A) intercepta a totalidade da área de estudo. Esta figura não é mostrada no trabalho.

Fig. 5: Mapa de Ruído Aeronáutico 𝐿𝑑𝑒𝑛.

A Tabela 1 apresenta nas quatro primeiras linhas a média energética dos resultados da simulação dos NPS em receptores localizados próximos as principais avenidas (10m da margem), bem como nas proximidades da linha do metro (15m do centro), resultados apresentados na quinta linha. Na sexta linha são apresentados os resultados em áreas residenciais internas, agora a 50m da margem da Avenida Araucárias, em posições ao norte da via e a 50m da Avenida Castanheiras em posições ao sul.

Ainda avaliando o ruído de passagem do metrô foram realizadas simulações do ruído de passagem a partir de receptores em frente a um edifício com 36 m de altura localizado as margens da linha do metrô. Os receptores foram localizados em alturas em relação ao solo variando de 2 a 30 m, conforme a Tabela 2.

Tabela 1: Níveis de pressão sonora simulados em diferentes locais, dB(A)

Modo de Transporte Ferroviário Rodoviário Aeronáutico Total

Local 𝐿_𝑑𝑒𝑛 𝐿𝑝𝑖𝑐𝑜 𝐿𝑑𝑒𝑛 𝐿𝑛 𝐿𝑑𝑒𝑛 𝐿𝑛 𝐿𝑑𝑒𝑛 𝐿𝑛

Av. Araucárias 32,1 56,7 71,8 62,9 53,2 43,2 71,8 63,1

Av. Boulevard Norte 46,3 70,5 66,2 57,4 53,2 43,2 66,3 58,2

Av. Bolulevard Sul 47,1 71,1 65,3 56,5 53,2 43,2 65,4 57,5

Av. Castanheiras 33,0 57,4 71,8 63,0 53,2 43,2 71,9 63,3

Proximidades do Metrô 54,1 78,9 66,2 57,5 53,2 43,2 66,6 58,5

Residencial ao norte 39,2 62,4 60,7 51,9 53,2 43,2 61,2 54,1

Residencial ao sul 29,4 54,6 61,5 52,7 53,2 43,2 61,8 54,5

Tabela 2: NPS simulados em receptores localizados em diferentes alturas, dB(A)

Ferroviário Rodoviário Total

Altura (m) 𝐿_𝑑𝑒𝑛 𝐿_𝑛 𝐿𝑝𝑖𝑐𝑜 𝐿𝑑𝑒𝑛 𝐿𝑛 𝐿𝑑𝑒𝑛 𝐿𝑛 2,0 34,8 26,9 66,6 67,4 58,7 67,4 58,7 5,0 39,5 31,7 69,9 69,1 60,3 69,1 60,4 10,0 49,1 41,3 73,4 68,7 60,0 68,8 60,1 20,0 50,7 42,9 75,8 67,6 58,9 67,7 59,0 30,0 50,4 42,6 75,9 66,6 57,8 66,7 58,0

A análise da tabela mostra uma ampliação dos NPS quando a altura aumenta sendo essas variações mais pronunciadas no caso do ruído ferroviário e do ruído de pico, alcançando valores acima de 10dB(A). Assim a presença de valas amplia o potencial de incômodo do metrô em andares mais altos. Esse fato é preocupante, pois conforme observado por Paunović et al. (2014), o incômodo é largamente determinado por perturbações sonoras e ruídos percebidos, como é o caso do ruído de passagem do metrô. Destacam ainda que, como já falado anteriormente, quando o ruído ferroviário é dominante os picos de passagem do trem podem diretamente induzir o incômodo sem causar perturbação (LAM et al., 2009). Vale destacar ainda que os resultados apresentados nas Tabelas 1 e 2 apontam que os NPS representados pelos parâmetros 𝐿_𝑑𝑒𝑛 e 𝐿_𝑛 avaliados num tempo longo são predominantemente devido ao tráfego rodoviário, pois os valores totais estão muito próximos ao do tráfego rodoviário.

Fig. 6: Mapa de Ruído Integrado 3.2. População Exposta

Os resultados da avaliação da população exposta por faixa de valores dos indicadores de ruído 𝐿_𝑑𝑒𝑛 e 𝐿_𝑛 é apresentado na Tabela 3.

Tabela 3: População Exposta por faixa dos indicadores 𝑳_𝒅𝒆𝒏 e 𝑳_𝒏

Intervalo em dB(A) 45-50 50-55 55-60 60-65 65-70 70-75 >75 Total

Lden Habitantes 0 35440 15038 18424 17627 11043 343 97915

% 0,0 36,2 15,4 18,7 18,0 11,3 0,4 100,0

Ln Habitantes 45972 17551 18115 14828 1438 11 0 97915

% 46,9 17,9 18,6 15,1 1,5 0,01 0 100,0

Conforme Tabela 3, uma parcela significativa da população, 29,7%, está exposta a NPS (Lden) acima de 65 dB(A), sendo que, no noturno mais de 35,3% são afetadas por NPS que extrapolam 55 dB(A). De forma geral esses patamares não são muito diferentes de cidades na Europa e Ásia para (𝐿_𝑑𝑒𝑛65dB(A); 𝐿_𝑛55dB(A): Seul (16%; 35%), Londres (15%; 19%), Berlim(7%; 10%), Madrid(15%; 20%). Em Tainan, Taiwan, mais de 90% da população está exposta a NPS (Lden) acima de 63 dB(A). Os autores classificam a situação como “normalmente inaceitável”, conforme escala do Departamento de Habitação e Desenvolvimento Urbano dos EUA para os níveis de ruído em ambientes residenciais (Tsai et al., 2009).

4 Considerações Finais

Os resultados mostram que a principal fonte de poluição sonora na cidade é o tráfego rodoviário, seguido do ferroviário. O ruído aeronáutico é menor e tem pequeno potencial de impacto negativo na população estudada. A origem principal do ruído rodoviário é o tráfego nas duas grandes avenidas Araucárias e Castanheiras. A região nas margens da via do metrô é a mais afetada pelo tráfego ferroviário.

Foi constatado que 30% da população está exposta a níveis de pressão sonora superiores a 65 dB(A), parâmetro 𝐿_𝑑𝑒𝑛 e 35% para o 𝐿_𝑛 acima de 55 dB(A). Estes resultados indicam a necessidade de adoção de medidas mitigadoras para que a população não sofra danos a saúde e a qualidade de vida.

Nas regiões onde a malha metroviária é de superfície, foi constatado que os níveis de pressão sonora produzidos pela passagem do metrô (Lpico), apesar de intermitente, estão

acima do ruído residual e do limite estabelecido pela legislação distrital. Esses níveis tem potencial de causar impactos negativos na população residentes nas áreas lindeiras à malha metroviária de superfície.

Os resultados do estudo apontam para a importância da realização da avaliação do ruído levando-se em conta os modos de transportes de maneira integrada. A avaliação representa um diagnóstico do problema, a mitigação se dá através de planos de redução de ruídos efetivamente implantados.

Agradecimentos: Os autores agradecem à FAP-DF (Fundação de Amparo à Pesquisa do

Distrito Federal), ao UniCEUB e a UnB pelo apoio financeiro e parceria na realização do projeto 0193.001557/2017.

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