UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” Campus Experimental de Sorocaba

Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação apresentado como parte dos pré-requisitos para a obtenção do título de Engenheiro Ambiental, à Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”.

Orientador: Prof. Dr. Roberto Wagner Lourenço

Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação apresentado como parte dos pré-requisitos para a obtenção do título de Engenheiro Ambiental, à Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”.

Sorocaba, 3 de dezembro de 2008. Prof. Dr. Roberto Wagner Lourenço Orientador – UNESP Campus Sorocaba Prof. Dr. Leonardo Fernandes Fraceto UNESP Campus Sorocaba Eng. Antonio Carlos Seidl Oliveira CETESB - Agência Ambiental de Sorocaba

AGRADECIMENTOS

Agradeço à Deus e aos bons amigos espirituais pela guarda e pelas

instruções, que mantiveram meus pensamentos alinhados no bem.

Agradeço aos queridos, que dispensam apresentações, pelo incondicional

apoio sobre minhas decisões, e aos quais devo o objetivo alcançado.

Agradeço à Ká e ao Marcão, que, sem dúvida, foram as pessoas que me

mostraram que é só através do esforço e do trabalho que abrimos caminho às boas

oportunidades.

Agradeço à Té, minha incansável companheira, que não apenas me ensinou

o significado da palavra determinação, mas também voltou meus olhos aos

verdadeiros princípios da vida.

Agradeço aos amigos da Comunidade Rio de Janeiro e aos companheiros de

Poliguigo, que me proporcionaram momentos de indescritível alegria e, acima de

tudo, de intenso aprendizado como ser humano.

Agradeço, em especial, ao amigo, professor e orientador, China, responsável

direto pelas páginas que seguem, à quem devo todo o conhecimento técnico

adquirido na área de Geoprocessamento. Com ele aprendi que as características de

dois pontos são tão mais semelhantes quanto menor for a distância entre eles e que

o bom profissional nunca busca problemas, ao contrário, apresenta soluções.

Agradeço, enfim, à todos os docentes, funcionários, alunos do Campus de

Sorocaba e aos colegas da segunda turma do curso de Engenharia Ambiental, que

participaram da minha formação e permanecerão nítidos em minha memória.

RESUMO

O acelerado crescimento econômico brasileiro, em especial a partir da década

de 1950, acabou por urbanizar a sociedade, que passou a se desenvolver em

complexas e diversificadas malhas urbanas. No entanto, tal desenvolvimento,

desvinculado das questões sócio-ambientais, conduziu à deterioração da qualidade

de vida pela introdução de fatores adversos, como por exemplo, a poluição sonora.

O ruído, agente físico responsável por tal poluição, é fato comum nos grandes

centros urbanos e pode originar desequilíbrios físicos e psicológicos nos indivíduos

que a ele se expõem cotidianamente. Nesse contexto, o planejamento ambiental

surge como uma estratégia a ser implementada, com vista à manutenção da

qualidade da vida urbana. O objetivo central desta pesquisa foi realizar o diagnóstico

do ruído ambiental na Zona Central do Município de Sorocaba/SP, Brasil, a fim de

verificar a compatibilidade dos diversos usos da área às suas características

acústicas. Para tanto, foram selecionados 32 pontos de amostragem, tendo sido o

trabalho de campo conduzido nos dias 2, 9 e 23 de abril de 2008. Para a análise

foram utilizadas técnicas de geoprocessamento. Os resultados da avaliação sonora

evidenciaram níveis de ruído ambiental predominantemente acima do padrão legal

estabelecido de 60 dB(A) e identificaram o tráfego veicular como principal fonte de

ruído. Entretanto, foi revelada uma baixa correlação espacial entre os valores

amostrados, sendo a malha viária identificada como principal condicionante da

variação espacial dos níveis de ruído urbano. Por fim, foi gerado um produto

cartográfico do Zoneamento do Ruído Ambiental, que apresentou um cenário do

fenômeno e confirmou a existência de conflitos legais a cerca do ruído ambiental na

área de estudo, constituindo uma ameaça ao bem estar e à saúde da população.

Palavras-chave: ruído ambiental, planejamento ambiental, geoprocessamento.

ABSTRACT

The Brazilian accelerated economic growth, especially from the 1950s,

modified the characteristics of the society, which began to evolve in a complex and

diverse urban network. However, such development, disconnected from socio-

environmental issues, led to the deterioration of quality of life by the introduction of

adverse factors such as noise pollution. The noise is actually common in large urban

areas and can cause physical and psychological imbalance in individuals who are

exposed to it daily. In this context, the environmental planning emerges as a strategy

to be implemented in order to maintain the quality of urban life. The main objective of

this research was to perform the diagnostic of environmental noise in the Central

Zone of the city of Sorocaba/SP, Brazil, verifying the compatibility of the various uses

of the land to its acoustic characteristics. Were selected 32 sampling points and the

fieldwork was conducted on days 2sd, 9th and 23rd of April, 2008. For the analysis

were used Geoprocessing techniques. The evaluation results showed noise levels

mostly above the ambient noise legal standard, set of 60 dB(A), and identified the

vehicular traffic as the main source of noise. However, it was revealed a weak spatial

correlation between the sampled values, being the loop road identified as the main

constriction of spatial variation of urban noise levels. Finally, it was generated a

product of the Environmental Noise Zoning Map, which showed a picture of the

phenomenon and confirmed the existence of legal conflict regarding the

environmental noise in the study area, constituting a threat to the welfare and health

of the population.

Key-words: environmental noise, environmental planning, geoprocessing.

SUMÁRIO

1. Introdução ...........................................................................................................1 2. Revisão da Literatura .........................................................................................2

2.1. Conceitos de acústica....................................................................................2 2.2. Ruído ambiental.............................................................................................3 2.3. Exposição ao ruído ........................................................................................3 2.4. Planejamento ambiental ................................................................................4 2.5. Legislação aplicada .......................................................................................5

2.5.1. Plano Diretor...........................................................................................6 2.6. Geoprocessamento .......................................................................................7

2.6.1. Geoestatística.........................................................................................7 2.7. Mapeamento do ruído....................................................................................8

3. Materiais e Métodos..........................................................................................10 3.1. Área de estudo ............................................................................................10 3.2. Materiais utilizados ......................................................................................11 3.3. Procedimentos de amostragem...................................................................11

3.3.1. Definição dos pontos de amostragem..................................................11 3.3.2. Definição dos horários de medição ......................................................12 3.3.3. Amostragem dos níveis de pressão sonora .........................................12

3.4. Análise estatística........................................................................................14 3.4.1. Estatística descritiva.............................................................................14 3.4.2. Testes de hipótese ...............................................................................15

3.4.2.1. Teste de Kolmogorov-Smirnov......................................................16 3.4.2.2. Testes de uma média com σ desconhecido ................................17

3.4.3. Coeficiente de correlação de Pearson .................................................18 3.4.4. Análise de variância .............................................................................18

3.5. Análise geoestatística..................................................................................20 3.6. Procedimentos de mapeamento..................................................................21

3.6.1. Zoneamento do ruído ...........................................................................21 3.6.2. Validação cruzada ................................................................................22 3.6.3. Produção cartográfica ..........................................................................22

4. Resultados e Discussões.................................................................................23 4.1. Processo de amostragem............................................................................23 4.2. Análise estatística descritiva e testes de hipótese ......................................26 4.3. Análise geoestatística..................................................................................29 4.4. Processo de mapeamento e produção cartográfica ....................................33

5. Conclusões........................................................................................................38 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .........................................................................42 ANEXO A ...................................................................................................................46

1

1. Introdução Segundo o relatório “Nosso Futuro Comum”, também conhecido como

Relatório Brundtland, apresentado pela Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e

Desenvolvimento (UNITED NATIONS, 1987), na virada do século XX, quase metade

do mundo estaria vivendo em áreas urbanas, com um sistema econômico cada vez

mais “urbanizado”.

A evolução natural das malhas urbanas, no entanto, tem causado grande

descompasso no desenvolvimento das regiões às quais estão inseridas, em especial

pelo fenômeno do crescimento populacional, aumentando as disparidades

econômicas e sociais. Além das implicações socioeconômicas derivadas da falta de

organização no desenvolvimento, a qualidade de vida passa também a demonstrar

sinais de deterioração.

Dentre tantos fatores agravantes que surgem no ambiente urbano, a poluição

sonora é um dos que tem conduzido à deterioração da qualidade de vida, tendo no

tráfego de veículos uma de suas principais fontes (ZANNIN et al., 2002). Há que se

destacar ainda que esse tipo de poluição é, frequentemente, ignorada pela maioria,

sendo assumida como parte da rotina dos centros urbanos.

O ruído é o agente físico responsável por tal poluição. Entende-se por ruído

ambiental a componente do ruído relacionada à todas as fontes sonoras que são

percebidas ou que se originam em locais públicos, causando efeitos coletivos e

interferindo na qualidade ambiental e na saúde da população (NAGEM, 2004).

Hoje, tanto nacional quanto internacionalmente, existem leis e normas que

visam estabelecer limites sonoros para determinadas atividades, a fim de que seja

garantida a segurança e o conforto da comunidade. Em geral, há um direcionamento

legal para que se promova o zoneamento do ruído, restringindo as atividades em

cada zona de acordo com os níveis sonoros estabelecidos. Assim, torna-se

fundamental sistematizar o planejamento do território.

O planejamento ambiental surge em face dessa necessidade de organizar o

espaço, compatibilizando-o tanto com a proteção ambiental, quanto melhorando a

qualidade de vida da população (SANTOS, 2004).

Visando definir normas e alternativas para o uso da terra, o planejamento

ambiental requer o conhecimento sobre os componentes que formam o espaço,

através do diagnóstico das variáveis condizentes aos objetivos propostos. Nesse

2

sentido, o diagnóstico torna-se fundamental, pois envolve a seleção e obtenção dos

dados, a análise integrada e a elaboração de indicadores que servirão de base para

a tomada de decisão (SANTOS, 2004).

2. Revisão da Literatura 2.1. Conceitos de acústica

Do ponto de vista do fenômeno físico, o som consiste em flutuações de

pressão em um meio elástico ou mecânico, como por exemplo, o ar, propagando-se

na forma de ondas acústicas. No entanto, nem todas as flutuações de pressão que

atingem o ouvido humano despertam sensações auditivas. A sensação de som

somente ocorrerá para determinados valores de amplitude de freqüência e de

pressão (GUEDES, 2005).

São audíveis, ao ouvido humano, as vibrações de alta freqüência, entre

Hz20 e kHz20 (20 e 20 mil vibrações por segundo), que definem a tonalidade do

som. O que se escuta, portanto, é a vibração, que provoca pequenas variações de

pressão que se propagam pelo ar. Tal medida de pressão sonora é o que define a

intensidade do som (volume), ou seja, a quantidade de energia existente. O ouvido

humano é sensível a variações de pressão da ordem de Bar10102 −× (5 bilhões de

vezes menor que a pressão atmosférica), podendo ainda suportar pressões 1 milhão

de vezes mais altas (MURGEL, 2007).

Devido a essa grande amplitude numérica, a adoção de uma escala linear

para a avaliação sonora tornou-se inviável do ponto de vista prático. Dessa forma,

foi criado um padrão baseado em escala logarítmica, o decibel ( dB ), definido em

unidades de níveis de pressão sonora. Essa unidade apresenta uma boa correlação

com a audibilidade humana, sendo dB1 a menor variação perceptível ao ouvido

humano (GERGES, 2000).

Vários critérios foram desenvolvidos para quantificar e garantir o conforto

acústico e o estado do sistema auditivo. Em conseqüência, circuitos eletrônicos de

sensibilidade variável com a freqüência foram padronizados e classificados de forma

a modelar o comportamento do ouvido humano. Atualmente, o Circuito de

Compensação A – unidade ( )ΑdB – é o mais empregado, por fornecer uma boa

correlação em testes subjetivos para baixos níveis de pressão sonora (GERGES,

2000).

3

2.2. Ruído ambiental Para Zannin & Szeremetta (2003), o ruído ambiental é um fato comum nos

grandes centros urbanos, gerado principalmente pelos meios de transporte. Sobre

uma via de circulação, cada veículo emite um ruído variável, em função da

velocidade, das condições de tráfego, do veículo e do pavimento. A conseqüência é

um ruído urbano com grande número de fontes sonoras difundidas, principalmente,

de acordo com as características da área.

Segundo Murgel (2007), como o ruído ambiental não é constante, é

necessário avaliá-lo a fim de se obter um valor que seja representativo do ruído

característico do local. O nível equivalente, por exemplo, constitui a integração do

nível sonoro medido a cada intervalo de tempo, representando o ruído médio. Ele

procura reproduzir o nível sonoro como se esse fosse contínuo, considerando em

seu cálculo tanto o nível sonoro, como o tempo de exposição, parâmetro muito

importante na avaliação do potencial de danos causados.

2.3. Exposição ao ruído De acordo com Fellenberg (1980), devido ao caráter subjetivo das ondas

sonoras, sons desejados podem ser suportados sem prejuízos até certo nível de

pressão sonora. Isso dificulta a interpretação objetiva do som. No entanto, apesar do

efeito subjetivo, existe um limite fisiológico máximo, acima do qual a onda sonora

provoca sensação de dor. Isso ocorre em intensidades sonoras próximas de dB130 ,

onde a segregação da adrenalina é tão intensa que passam a ocorrer contrações no

organismo. Já sons indesejáveis provocam neuroses com intensidades sonoras bem

mais baixas, próximo de dB80 .

Ambientes ruidosos provocam alterações no comportamento, podendo

submeter o ser humano à condições de tensão e irritabilidade. O que acontece é

que, sendo a audição o primeiro sentido de alerta humano, o ruído elevado estimula

o cérebro a manter o organismo em estado de prontidão, induzindo a um aumento

da freqüência cardíaca e respiratória, elevando a pressão arterial e aumentando a

secreção salivar, a dilatação pupilar e a secreção de hormônios, como adrenalina e

noradrenalina, entre outros sintomas. Um caso extremo, considerado em longo

prazo, seria a dependência química do indivíduo pela liberação de endorfinas,

4

substâncias de efeito anestésico e estimulante (MURGEL, 2007).

Outros efeitos consideráveis em conseqüência da exposição ao ruído, em

longo prazo, são os distúrbios de sono, problemas cardiovasculares, hipertensão,

aumento nos níveis de diabetes, comprometimento do desempenho pessoal na

realização de trabalhos, além de gerar mudanças no comportamento social,

incapacitando a compreensão e podendo induzir a tendências depressivas (WORLD

HEALTH ORGANIZATION, 2001).

2.4. Planejamento ambiental Vários conceitos acerca do planejamento ambiental podem ser encontrados

na literatura. Santos (2004) resume o planejamento como “um processo contínuo

que envolve a coleta, organização e análise sistematizadas de informações, por

meio de procedimentos e métodos, para chegar a decisões ou a escolhas dentre as

melhores alternativas para o aproveitamento dos recursos disponíveis”. O

planejamento ganha grande importância por orientar os instrumentos metodológicos,

administrativos, legislativos e de gestão para o desenvolvimento de atividades num

determinado espaço e tempo.

Por tratar-se de uma atividade sistematizada, o planejamento é, em geral,

organizado em fases bem definidas, que envolvem levantamento, análise e síntese

de dados. Silva (2000) apresenta uma proposta cíclica, dividida basicamente em:

especificação das metas do planejamento, formulação dos objetivos, diagnóstico

(coleta e análise de dados), identificação e análise de alternativas (tomada de

decisão), implementação e monitoramento.

Conforme ressaltado por Fidalgo (2003), a adoção de uma estratégia formal e

sistematizada para o diagnóstico pode criar condições mais objetivas para a tomada

de decisão na análise e seleção de alternativas.

De forma geral, o planejamento ambiental consiste em adequar as atividades

locais identificando as aptidões e potencialidades da área, visando à manutenção da

qualidade ambiental. Para tanto são definidas temáticas que serão foco do

diagnóstico.

Dentro do proposto para o presente estudo, pode-se contextualizar a análise

do ruído, segundo Santos (2004), como inserido na temática “Condições de Vida”.

Essa temática é composta por um número móvel de temas que permeiam a

qualidade de vida da população, tais como habitação, renda, educação, saúde, infra-

5

estrutura, acesso a serviços, segurança, cultura, esportes e ambiente. O ruído

enquadra-se nesse último, como apresentado na Tabela 1.

Tabela 1. Temática foco do diagnóstico.

Temática Condições de vida

Tema Ambiente

Sub-tema Conforto e segurança ambiental

Descritor Ruído ambiental Fonte: Santos, 2004 (adaptado)

Nessa perspectiva, Zannin & Szeremetta (2003) apresentaram as

conseqüências de um planejamento desvinculado à questão do ruído. Em estudo

sobre a poluição sonora no parque Jardim Botânico (Curitiba, PR), os autores

identificaram que a área de lazer está localizada em uma região estritamente

urbana, cercada por vias de intensa movimentação de veículos. O quadro

demonstrado evidenciou elevados níveis de poluição sonora, causando incômodo

aos freqüentadores e levando à violação de leis municipais sobre ruído.

2.5. Legislação aplicada A emissão de sons, em níveis que causam incômodos e que prejudicam a

saúde e as atividades humanas, enquadra-se no conceito de poluição legalmente

aceito no Brasil, o qual é, também, de consenso do meio técnico (PEREIRA, 2002).

Tal afirmação é apoiada pelo Art. 3º da Política Nacional do Meio Ambiente

(BRASIL, 1981), que defini poluição como a degradação da qualidade ambiental

resultante de atividades que direta ou indiretamente prejudiquem a saúde, a

segurança e o bem-estar da população. Sobre a mesma matéria, o Art. 54° da Lei de

Crimes Ambientais (BRASIL, 2001b), considera crime causar poluição de qualquer

natureza em níveis tais que resultem ou possam resultar em danos à saúde

humana.

A Resolução CONAMA 001/90 (CONSELHO NACIONAL DO MEIO

AMBIENTE, 1990) veio a estabelecer padrões para o ruído ambiental, determinando

que fossem respeitados os fixados pela norma ABNT NBR 10.151. Essa norma,

revisada em 2000, além de estabelecer procedimentos básicos de medição do ruído,

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fixa novos padrões, denominados “Níveis de Critério de Avaliação – NCA – para

ambientes externos”, conforme o tipo de ocupação do local (Tabela 2).

Tabela 2. Níveis de Critério de Avaliação.

NCA em ( )ΑdB Tipos de áreas

Diurno Noturno

Áreas de sítios e fazendas 40 35

Área estritamente 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 Fonte: ABNT NBR 10.151

O controle da poluição sonora, dentro das abordagens dadas pelas

legislações brasileiras, deve ser executado pelo município. A Constituição Federal

(BRASIL, 1988), pelo Art. 24º, confere ao município uma competência suplementar

ao Estado e à União, podendo estabelecer normas mais específicas, no que couber,

aos assuntos de interesse local. Além disso, o Art. 30º da Constituição incumbe ao

município promover o adequado ordenamento territorial, mediante o planejamento e

a operacionalização da fiscalização do uso e ocupação do solo urbano.

2.5.1. Plano Diretor O Estatuto das Cidades (BRASIL, 2001a), apresentado por Moreno (2002)

como a lei da reforma urbana no Brasil, estabelece normas que regulam o uso da

propriedade urbana em prol do bem coletivo, da segurança e do bem-estar dos

cidadãos, bem como o equilíbrio ambiental. Segundo o autor criaram-se vários

instrumentos legais que permitiram às prefeituras municipais agir com mais

eficiência na resolução do caos urbano, ao mesmo tempo em que também se

incentiva a gestão democrática das cidades.

O Plano Diretor é apresentado no Estatuto como o instrumento básico da

7

política de desenvolvimento e expansão urbana, devendo ser parte integrante do

processo de planejamento municipal. Ele deve conter, no mínimo, a delimitação das

áreas urbanas onde poderá ser aplicado o parcelamento e utilização do solo,

considerando a existência de infra-estrutura e de demanda para utilização,

instrumentos de política urbana (definidos no Art. 42º), e um sistema de

acompanhamento e controle do ordenamento municipal.

Villaça (1999), em sua revisão sobre o tema, afirma que o conceito teórico de

plano diretor inclui o zoneamento como um instrumento indispensável à sua

execução. No entanto, o autor conclui que são raríssimos os planos diretores que

incluíram um zoneamento minimamente desenvolvido a ponto de ser auto-aplicável.

2.6. Geoprocessamento Segundo Assad & Sano (1998), o geoprocessamento tem influenciado de

maneira crescente áreas como as do planejamento urbano. Ele apresenta um

enorme potencial em regiões de grandes dimensões e com carência de informações

propícias à tomada de decisão sobre problemas ambientais.

O geoprocessamento trata do estudo de informações geográficas, variáveis

que possuem localização espacial e atributos característicos do fenômeno em

estudo. A partir dessas variáveis, obtidas em levantamentos de campo ou a partir de

dados secundários, utilizam-se procedimentos de interpolação que permitem estimar

o fenômeno onde não há informações disponíveis (DRUCK et al., 2004).

Fundamentalmente, o geoprocessamento baseia-se no estudo de

informações distribuídas espacialmente de forma a tentar descrever as

características do fenômeno sobre toda a área de interesse, através de diferentes

técnicas de análise.

2.6.1. Geoestatística A geoestatística é uma ferramenta capaz de explicar as relações de

dependência espacial das informações geográficas, ou seja, o quanto uma amostra

pode influenciar as suas vizinhas. Em outras palavras, oferece modos de descrever

a continuidade espacial, uma característica essencial em muitos fenômenos naturais

(ISAAKS & SRIVASTAVA, 1989).

Ela está baseada na teoria das Variáveis Regionalizadas, cujos valores são

relacionados de algum modo com a posição espacial que ocupam. O pressuposto da

8

continuidade é a tendência de as variáveis tomarem valores mais próximos em dois

pontos quanto menos afastados eles estejam (GUERRA, 1988).

A análise das Variáveis Regionalizadas é conduzida através do variograma,

ferramenta que captura o grau de dependência existente entre as amostras. Seu

resultado permite mensurar:

− A variância total da variável em estudo (patamar);

− A distância a partir da qual uma amostra não influencia mais suas

vizinhas (alcance);

− A aleatoriedade do fenômeno, devido a erros no processo de

amostragem ou à própria característica de independência espacial da

variável (efeito pepita);

− A possível existência de direções privilegiadas de variação do

fenômeno (anisotropia).

A partir da análise variográfica, pode ser desenvolvido o procedimento de

interpolação geoestatística, chamado de krigagem, que compreende um conjunto de

técnicas de estimação de superfícies. Os parâmetros do variograma determinam os

pesos atribuídos às diferentes amostras e o erro associado ao processo, fornecendo

uma estimativa não tendenciosa e eficiente (DRUCK et al., 2004).

Conforme afirma Guerra (1988), a determinação do variograma é o primeiro e

mais importante passo a ser tomado na avaliação, por ser o estágio onde deverá ser

decidido o uso ou não da geoestatística para a estimativa. Segundo o autor, o

variograma é a única maneira simples de verificar a aplicabilidade da geoestatística.

2.7. Mapeamento do ruído Segundo Nagem (2004), diante do sério problema da poluição sonora, o

mapeamento acústico tem sido utilizado como ferramenta para o levantamento de

dados e para a avaliação do ruído ambiental. É importante, pois possibilita a

visualização da distribuição espacial do ruído, permitindo intervir e controlar os

fatores que o influenciam. Além disso, o conhecimento do nível de exposição das

populações ao ruído possibilita um planejamento urbano embasado em informações

que favorecem a distribuição das atividades e usos do solo.

Medidas visando à minimização dos problemas decorrentes da poluição

sonora em centros urbanos vêm ampliando-se no âmbito mundial, a exemplo da

União Européia que, por meio da Diretiva 2002/49/EC (EUROPEAN UNION, 2002),

9

definiu uma abordagem para evitar, prevenir ou reduzir os efeitos prejudiciais da

exposição à ruídos. Esta abordagem é baseada em técnicas cartográficas para o

mapeamento da exposição ao ruído, com o intuito de informar o público e auxiliar na

implementação de planos de ação.

Países como o Reino Unido já disponibilizam, via Internet, o completo

mapeamento do ruído ambiental de seus municípios, para acesso da população e

auxílio na gestão pública (DEPARTMENT FOR ENVIRONMENT FOOD AND RURAL

AFFAIRS, 2008).

No mesmo contexto, Baltazar et al. (2006) utilizaram bancos de dados como

esse e informações populacionais para avaliar a exposição da população portuguesa

ao ruído. Os autores ressaltaram a importância dos mapas de ruído como

ferramenta de apoio à decisão no planejamento e ordenamento do território,

permitindo, pelo diagnóstico, a tomada de medidas de minimização com o objetivo

de melhorar a qualidade de vida da população.

No Brasil, iniciativas como a de Quadros (2004) evidenciam a importância do

mapeamento para realizar o diagnóstico do ruído ambiental, utilizando-o como

subsídio para abordar questões sobre conforto sonoro. Além disso, o autor aponta

as dificuldades técnicas na avaliação do ruído ambiental existentes no país,

referentes à tecnologia, à correta utilização dos aparelhos utilizados para medição e

ao conhecimento técnico dos avaliadores.

Fica claro, discorrido sobre o assunto, a necessidade de avançar na pesquisa

científica e no desenvolvimento de metodologias que auxiliem no processo de

avaliação acústica e análise espacial do ruído, como subsídio ao planejamento.

Sendo assim, o objetivo central do estudo foi realizar um diagnóstico do ruído

ambiental na Zona Central do Município de Sorocaba/SP, Brasil, com uso de

técnicas de geoprocessamento, construindo um cenário do fenômeno e identificando

possíveis conflitos legais e riscos à população. As medições e avaliações do ruído

foram baseadas na norma ABNT NBR 10.151 - Avaliação do ruído em áreas

habitadas visando o conforto da comunidade (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE

NORMAS TÉCNICAS, 2000), apoiada na Resolução CONAMA 001/90 (CONSELHO

NACIONAL DO MEIO AMBIENTE, 1990).

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3. Materiais e Métodos 3.1. Área de estudo

Segundo Souza (1992), a década de 1960 na região de Sorocaba pode ser

caracterizada por um grande surto industrial e a de 1970 por sua consolidação,

resultado de um processo de desconcentração relativa das atividades industriais a

partir da Região Metropolitana de São Paulo. A região tornou-se um dos eixos de

expansão econômica do Estado de São Paulo, configurando significativos fluxos

migratórios intra-regionais.

Essa conjuntura histórica condicionou no Município uma forte dinâmica

populacional. Segundo dados da Fundação Sistema Estadual de Análise de Dados

(2008), na década de 80, a população do Município era de aproximadamente

268.000, sendo que em 2007 ultrapassou 584.000 habitantes. Em um ritmo mais

acelerado, a frota de veículos cresceu nos últimos anos, ultrapassando, em 2007,

250.000 unidades, o que resulta em uma razão de aproximadamente 2,3 habitantes

por total de veículos.

Situada na região centro-sul do Município de Sorocaba, a Zona Central

(Figura 1) compreende o centro histórico da Cidade e as áreas contíguas,

caracterizadas pela coexistência de comércio, serviços diversificados e indústrias de

portes variados e com vocação para a permanência e ampliação dos usos

residenciais (SOROCABA, 2007a).

Figura 1. Localização da Zona Central, inserida no Município de Sorocaba, São Paulo, Brasil.

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De acordo com as características do Município, observa-se que a grande

variedade de usos proposta para a Zona Central intensifica a circulação de pessoas

e, conseqüentemente, de veículos. Tais fatos podem, conforme exposto por Zannin

et al. (2002), assinalar o ruído como componente da vida urbana. Por essas razões,

há a necessidade de verificar se tais usos são verdadeiramente compatíveis com as

características acústicas da área.

3.2. Materiais utilizados

Para o desenvolvimento da metodologia proposta, foram utilizados os

produtos cartográficos, instrumentos e as ferramentas computacionais que seguem:

− Carta do planejamento do Município de Sorocaba, na escala 1:5.000

(NÚCLEO DE PLANEJAMENTO URBANO DA PREFEITURA DE

SOROCABA, 2008);

− Mapa do Zoneamento Municipal, na escala de 1:30.000 (SOROCABA,

2007b);

− GPS do modelo Garmim III Plus de Navegação;

− Decibelímetro Digital Homis modelo 826, fabricado conforme Normas

IEC 651 para tipo 2, provido de Circuito de Compensação A – ( )ΑdB ,

com certificado de calibração rastreado RBC/INMETRO;

− Software AutoCAD Land Development 2i (AUTODESK, 2000);

− Software Microsoft Excel 2002 (MICROSOFT CORPORATION, 2001);

− Software Sufer 8 - Surface Mapping System (GOLDEN SOFTWARE,

2002).

3.3. Procedimentos de amostragem 3.3.1. Definição dos pontos de amostragem

Segundo Landim (2003), para que se possa prever o comportamento da

população em estudo a partir de um determinado número de observações, é

necessário que os elementos que comporão a amostra sejam coletados de tal forma

que cada observação tenha a mesma chance de ser escolhida. Outro aspecto

importante, levantado por Neto (1977), é que o processo deve ser adequado para

garantir que a amostra represente, verdadeiramente, a população.

Para o estudo foi construída, conforme apresentado por Nagem (2004), uma

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malha de amostragem triangular, cujos vértices dos triângulos foram definidos como

os pontos de medição. Foram construídas sobre o Mapa do Zoneamento Municipal,

dentro dos limites da Zona Central, malhas com distâncias variadas entre vértices

(de 500 a 2.000 metros), a fim de selecionar aquela que equalize, satisfatoriamente,

os seguintes requisitos:

− Disponibilidade de tempo para amostragem;

− Número de dados estatísticos;

− Condições do equipamento;

− Condições da área de análise.

O procedimento de confecção da malha de amostragem foi conduzido com

auxílio do software AutoCAD Land Development 2i.

3.3.2. Definição dos horários de medição Os horários de medição foram definidos em função dos horários de máxima

circulação de ônibus nos dois terminais urbanos da Zona Central do Município

(Terminal São Paulo e Santo Antônio), sendo um no período da manhã e outro no

período da tarde. O objetivo foi identificar os horários de maior fluxo dos veículos de

transporte público na área, o que reflete diretamente a circulação de pessoas e,

conseqüentemente, uma maior exposição ao ruído. Os dados sobre circulação de

ônibus foram obtidos na Prefeitura de Sorocaba (SOROCABA, 2008), e organizados

na forma de planilhas com o auxílio do software Microsoft Excel 2002.

Foram escolhidos dias típicos para as medições, representados pelo dia

médio semanal de um mês médio semestral. O objetivo foi representar o ruído sem

interferências de períodos atípicos, como finais de semana e férias escolares.

3.3.3. Amostragem dos níveis de pressão sonora O trabalho de campo foi conduzido com suporte de GPS para registro das

coordenadas do ponto, no sistema Universal Transverso de Mercator (UTM), e de

decibelímetro para a medição dos níveis de pressão sonora, com base na norma

ABNT NBR 10.151.

Em cada ponto de amostragem foram realizadas medições no período da

manhã e da tarde de um mesmo dia. O tempo de medição em cada um dos pontos

foi de 5 minutos, com o decibelímetro ligado no modo de resposta rápida, afastado

aproximadamente 1,2 metros do chão e pelo menos 2 metros de qualquer superfície

13

refletora (como muros, paredes, etc.). Foram registradas na planilha de campo

(Anexo A) as leituras do instrumento a cada 10 segundos, resultando em 30

registros para cada seção de amostragem.

Com base nas leituras obtidas foi calculado o nível de pressão sonora

equivalente ( AeqL ), segundo:

( )∑

=

=n

i

LAeq

i

nL

1

10101log10 , (1)

onde:

− iL é o nível de pressão sonora, em ( )ΑdB , lido a cada 10 segundos;

− n é o número total de leituras.

Para locais com presença de ruídos com caráter impulsivo ou de impacto

(martelagens, tiros, explosões, etc.) ou com componentes tonais (apitos, zumbidos,

etc.), o nível AeqL foi corrigido para o nível de pressão sonora equivalente “corrigido”

( CL ) da seguinte forma:

− O nível corrigido CL para ruído com característica impulsiva ou de

impacto foi determinado pelo valor máximo medido acrescido de

( )ΑdB5 ;

− O nível corrigido CL para ruído com componentes tonais foi

determinado pelo AeqL acrescido de ( )ΑdB5 ;

− O nível corrigido CL para ruído que tenha apresentado

simultaneamente ambas as características foi determinado pelo maior

valor obtido aplicando-se os procedimentos anteriores.

Para o registro final foi obtida, em cada ponto, a média aritmética do nível de

pressão sonora equivalente (ou nível corrigido) dos períodos da manhã e da tarde,

sendo ambas as medições realizadas, necessariamente, em um mesmo dia. O

cálculo foi conduzido por:

[ ] [ ]2

tardeAeqmanhãAeqi

LLr

+= , (2)

14

onde ir é a média diária do nível de pressão sonora equivalente do i -ésimo ponto

de amostragem, representado pelo valor inteiro mais próximo.

3.4. Análise estatística 3.4.1. Estatística descritiva

A análise básica dos dados através dos métodos estatísticos clássicos

constitui-se em uma etapa praticamente obrigatória, quando se trabalha com

amostragens e processamentos de uma quantidade significativa de dados e de

variáveis (STURARO, 1994). A seguir serão apresentadas as principais estatísticas

e testes de probabilidade utilizados no estudo, baseados em Neto (1977).

É comum representar os dados provenientes de processos de amostragem

em gráficos de freqüência, ou simplesmente, histogramas. Para tanto, foram

definidas classes de freqüência para a variável, representadas no eixo x de um

gráfico cartesiano bidimensional, e a cada intervalo foram definidas as respectivas

freqüências (número de observações compreendidas entre os limites do intervalo). O

eixo y do plano foi composto por retângulos, cujas áreas representaram as

freqüências dos diversos intervalos definidos.

Além da descrição gráfica, foram calculadas algumas estatísticas úteis para

caracterizar a distribuição de freqüências, tais como:

− Medidas de posição: localizam a distribuição no eixo da variável. São

elas: a média, a mediana e a moda;

− Medidas de dispersão: indicam o quanto os dados se apresentam

dispersos em torno da região central. São elas: a amplitude, a variância

e o desvio-padrão;

− Medida de assimetria: caracteriza como e quanto a distribuição de

freqüências se afasta da condição de simetria. Pode ser definida pelo

índice de assimetria de Pearson ( A ), e considera-se a distribuição

como “praticamente simétrica” quando 15,0<A , “moderada” se

115,0 << A e “forte” se 1>A ;

− Medida de achatamento: caracteriza a forma da distribuição quanto ao

seu achatamento, em comparação com a distribuição normal. É

definida pelo coeficiente de curtose (C ), adimensional, e considera-se

como “platicúrtica” para 3<C , “mesocúrtica” para 3=C e “leptocúrtica”

15

para 3>C .

A Tabela 3 define as estatísticas apresentadas.

Tabela 3. Medidas estatísticas utilizadas no estudo.

Estatística Definição

Média ( r ) ∑

=

=n

iirr

1, onde n é o número de elementos da

amostra.

Mediana ( md )

Valor da ordem 2)1( +n para um conjunto de

n valores ímpares ordenados ou o valor

médio entre os valores de ordem 2n e

1)2( +n para um conjunto de n valores pares

ordenados.

Moda ( 0m ) Valor de máxima freqüência.

Amplitude ( R ) minmax rrR −= , onde maxr é o maior valor do

conjunto e minr menor.

Variância ( 2rs ) ( ) nrrs

n

iir ∑

=

−=1

22

Desvio-padrão ( rs ) 2rr ss =

Índice de assimetria ( A ) xsmrA 0−=

Coeficiente de curtose (C )

44 rsmC = , onde 4m é o momento centrado de

quarta ordem, calculado pela expressão

412

213

14

4 364 rn

rr

nr

rn

rm

n

i in

i in

i i −+−= ∑∑∑ ===

Fonte: Neto, 1977 (adaptado).

3.4.2. Testes de hipótese Os testes de hipótese foram utilizados a fim de inferir sobre parâmetros

populacionais de interesse ao estudo. A análise parte da definição de uma hipótese

sobre a população que será testada com base em resultados amostrais, sendo

aceita ou rejeitada conforme o valor da estatística do teste e sua comparação com

16

valores padronizados para um nível de significância α definido.

3.4.2.1. Teste de Kolmogorov-Smirnov Segundo Landim (2003), a maioria dos procedimentos e testes estatísticos é

fundamentada em duas suposições básicas em relação às amostras: que sejam

escolhidas ao acaso e provenham de uma população com densidade normal de

distribuição. O primeiro caso é assegurado através de um processo de amostragem

que garanta a representatividade da população (conforme apresentado no Item

3.3.1). Para o segundo é possível realizar testes de verificação da presença de

normalidade na distribuição.

A distribuição normal é a mais importante distribuição teórica de freqüências,

utilizada nos casos de populações constituídas por dados contínuos (LANDIM,

2003). É expressa por:

22 ))(2/1(

21)( µσ

πσ−−= rerP , (3)

onde:

− ( )rP é a função de densidade da variável r ;

− µ é a média populacional;

− σ é o desvio-padrão populacional.

A curva da função de densidade da Equação 3 é apresentada graficamente

na Figura 2. Observa-se a forma característica da curva normal, através da simetria

geométrica da distribuição em relação à média.

Figura 2. Representação gráfica da curva da distribuição normal.

17

O teste de Kolmogorov-Smirnov verifica a aderência através da comparação

da distribuição dos dados ( )rF com a distribuição normal ( )rP , organizadas em

freqüências acumuladas. A estatística do teste é:

( ) ( )rPrFd −= max , (4)

A hipótese sob teste é que não existe diferença significativa entre as duas

curvas de freqüências acumuladas. Se o valor da estatística for maior que o valor

crítico tabelado em função de α e n , rejeita-se a hipótese de que a distribuição dos

dados aproxima-se da normalidade.

3.4.2.2. Testes de uma média com σ desconhecido

O teste de média foi utilizado a fim de inferir sobre a média populacional da

variável em estudo, comparando com o nível de critério de avaliação de ( )ΑdB60 ,

definido de acordo com a norma ABNT NBR 10.151.

A estatística utilizada no teste é baseada na distribuição t de Student, com

1−n graus de liberdade. A equação é definida como:

nsrt

rn

01

µ−=− , (5)

onde 0µ é média populacional sob teste.

Foi testado a hipótese inicial de a média populacional ser igual à ( )ΑdB60 e a

hipótese complementar de ser maior que tal limite. Se o valor da estatística for maior

que o valor crítico tabelado em função de α e 1−n , rejeita-se a hipótese inicial.

É conveniente ainda citar que os testes de média pressupõem a normalidade

da distribuição dos dados.

Os procedimentos estatísticos descritos na seqüência (coeficiente de

correlação de Pearson e Análise de Variância) foram utilizados para medir a

acurácia do modelo de interpolação, através do conjunto de dados obtido pela

validação cruzada (Item 3.6).

18

3.4.3. Coeficiente de correlação de Pearson É comum nas análises de correlação utilizar-se de diagramas de dispersão.

Seu aspecto visual já possibilita inferir sobre a maior ou menor tendência de

variação conjunta das variáveis, sendo tão maior a correlação quanto mais próximos

estiverem os dados da reta de coeficiente angular unitário que passa pela origem.

Entretanto é mais conveniente utilizar-se de uma medida de correlação para

quantificar o resultado. No estudo foi utilizado o coeficiente de correlação linear de

Pearson.

Sejam r e v as variáveis sob análise. A covariância é expressa por:

( ) ( )( )1

,cov 1

−−−

= ∑ =

nvvrr

vrn

i ii , (6)

onde r e v são as médias das variáveis r e v , e n é o número de elementos da

amostra.

Com base no resultado da covariância é possível expressar o coeficiente de

correlação de Pearson, da seguinte forma:

( )vr ssvrp ,cov= , (7)

onde rs e vs são os desvios-padrão das variáveis r e v .

Diferente de outras medidas de correlação, como a própria covariância, o

coeficiente de Pearson é adimensional, não sendo afetado pelas unidades adotadas,

e varia entre 1− e 1+ , o que facilita a interpretação do resultado (Neto, 1977).

Valores de 1−=p correspondem ao caso de correlação linear negativa perfeita, e

valores de 1+=p ao caso de correlação linear positiva perfeita.

3.4.4. Análise de variância A análise de variância testa a hipótese inicial de que as médias populacionais

de k amostras de tamanho n são iguais, contra a hipótese complementar de que

pelo menos uma das médias seja diferente. Considera-se para a aplicação do teste

19

que a variável de interesse seja normalmente distribuída.

Para conduzir o teste adotou-se a notação segundo a qual

( )njkirij ,...,2,1;,...,2,1 == é o j -ésimo valor da i -ésima amostra de n elementos, e:

− ∑ === n

ji ijrT

1 soma dos valores da i -ésima amostra;

− ∑ === n

ji ijrQ

12 soma dos quadrados dos valores da i -ésima amostra;

− ∑ === k

i iTT1

soma total dos valores;

− ∑ === k

i iQQ1

soma total dos quadrados;

− == nTr ii média da i -ésima amostra;

− == nkTr média de todos os valores;

− =−= )(2 nkTQSQT soma de quadrados total;

− ( ) =−=∑ =

k

i i nkTnTSQE1

22 )( soma de quadrados entre amostras;

− ( ) =−= ∑ =

k

i i nTQSQR1

2 soma dos quadrados residual.

Os valores definidos e calculados são dispostos em uma tabela denominada

usualmente de “Quadro da análise de variância”, conforme apresentado na Tabela 4.

Tabela 4. Quadro da análise de variância.

Fonte de variação

Soma de quadrados

Graus de liberdade

Quadrado médio

F ( ) α,1,1 −− nkkF

Entre

amostras SQE 1−k

12

−=

kSQEsE 2

2

R

E

ssF = α),1(,1 −− nkkF

Residual SQR )1( −nk )1(

2

−=

nkSQRsR - -

Total SQT 1−nk - - -

Fonte: Neto, 1977

Se o valor da estatística F for maior que o valor crítico tabelado em função

de α , ( )1−nk e 1−k , rejeita-se a hipótese inicial.

20

3.5. Análise geoestatística O variograma, em termos práticos, é a ferramenta matemática que permite

estudar a dispersão natural das variáveis regionalizadas, o que representa seu grau

de continuidade (GUERRA, 1988). Ele é expresso por:

( ) ( )[ ]∑=

+−=)(

1

2

)(1)(2

hn

iii hzrzr

hnhγ , (8)

onde:

− h é a distância entre dois pares de amostras em uma dada direção do

espaço bidimensional;

− ( )izr é o valor da variável no ponto arbitrário iz ;

− ( )hzr i + é o valor da variável no ponto hzi + ;

− ( )hn é o número de pares distanciados em h .

No entanto é convencional calcular-se o semivariograma (Equação 8 dividida

por 2) e não o variograma, pelo fato de poder ser comparado com a variância

estatística. A função é representada graficamente plotando-se no eixo das abscissas

a distância h e no eixo das ordenadas o valor do semivariograma ( )hγ .

Para o cálculo do semivariograma, foi utilizado o software Surfer 8, que

baseia-se no caso generalizado de uma malha de dados distribuídos irregularmente

(considera-se a malha regular como um caso particular no procedimento para

malhas irregulares). Nos casos de malhas irregulares, segundo Landim (2003), não

é possível encontrar pares de amostras suficientes com exatamente o espaçamento

h para o cálculo em uma determinada direção.

Como conseqüência, foi definida uma distância de tolerância h∆ para o

espaçamento h entre os pares de amostras e um ângulo de tolerância α∆ para a

direção α considerada (Figura 3). Assim, foram consideradas todas as amostras

que se encontraram circunscritas no ângulo αα ∆+ , e foram classificados os pares

de amostras em classes de distância hh ∆± , hh ∆±2 ,..., sucessivamente.

21

Figura 3. Parâmetros de busca para a construção do semivariograma (Fonte: Landim, 2003).

Nesse trabalho os semivariogramas foram calculados para medir a correlação

espacial entre os locais de amostragem.

3.6. Procedimentos de mapeamento 3.6.1. Zoneamento do ruído

O procedimento de interpolação da variável r foi obtido através do método da

mínima curvatura, conduzido no software Surfer 8.

A mínima curvatura é um interpolador muito usado em ciências da terra. A

superfície gerada pelo método assemelha-se a um disco, com pequena curvatura,

que passa pelos valores observados (CARVALHO & ASSAD, 2005). Não se trata de

um interpolador exato, no entanto, a superfície resultante procura honrar os valores

reais ao máximo.

O software Surfer 8 executa os seguintes passos, repetidamente, até que seja

alcançada uma diferença mínima, estipulada pelo usuário, entre os valores

amostrados e os estimados (ou até que o número máximo de iterações suportado

seja alcançado) (CARVALHO & ASSAD, 2005):

− Ajuste de uma regressão de mínimos quadrados às observações;

− Cálculo dos resíduos;

− O modelo ajustado é então utilizado para interpolar os resíduos nos

nós da malha;

− Os valores do modelo de regressão nos nós da malha são então

adicionados nos resíduos interpolados, resultando em uma nova

superfície.

22

A superfície resultante do processo de interpolação foi validada pelo método

da validação cruzada, a fim de aferir a exatidão do modelo ajustado. Em seguida, foi

reclassificada em intervalos de ( )ΑdB5 , exportada para o software AutoCAD Land

Development 2i e graduada em níveis de cores variando das cores frias (verde) às

cores quentes (vermelho), dos baixos aos altos níveis de pressão sonora,

respectivamente.

3.6.2. Validação cruzada A validação cruzada é uma técnica que permite comparar os valores

estimados e os reais, utilizando-se apenas de informações disponíveis no conjunto

de dados amostrados. Ela auxilia na escolha entre diferentes modelos variográficos

ou mesmo métodos de interpolação distintos (ISSAKS, 1989).

A técnica baseia-se em testar o resultado da interpolação nos locais

amostrados. O valor amostrado em um determinado local é temporariamente

descartado do conjunto de dados e então é estimado um novo valor utilizando-se

das amostras restantes. Este procedimento é repetido para todas as amostras

disponíveis e os novos valores estimados são, por sua vez, comparados com os

reais.

O software Surfer 8 foi também utilizado para realizar a validação cruzada. O

procedimento permite a construção de uma tabela contendo colunas com os valores

reais amostrados em campo, pareados aos valores estimados pela validação

cruzada, e uma terceira coluna com os resíduos da estimativa. O conjunto de dados

(reais e estimados) foi avaliado estatisticamente através do coeficiente de regressão

linear de Pearson e da Análise de Variância (Itens 3.4.3 e 3.4.4), e sua significância

apresentada.

3.6.3. Produção cartográfica Foram definidos alguns equipamentos públicos de acesso à população que,

consensualmente, necessitam de níveis sonoros atenuados para execução das

atividades normais. A saber: equipamentos públicos de educação, saúde, cultura,

lazer e esportes. Os equipamentos públicos de transporte também foram

selecionados pelo fato de, além de intensificarem potencialmente o ruído ambiental,

serem locais de grande fluxo de pessoas e conseqüente exposição ao ruído. Com

23

auxílio da Carta do planejamento do Município e do software AutoCAD Land

Development 2i, os equipamentos públicos mencionados foram identificados e

delimitados sobre a superfície do zoneamento do ruído.

O produto cartográfico final, gerado pelos procedimentos citados, tornou

possível identificar os níveis de pressão sonora na área de estudo, indicando a

presença ou não de conflito com os padrões legais e visualizando os níveis aos

quais está exposta a população que utiliza os serviços da Zona Central do Município

de Sorocaba.

4. Resultados e Discussões 4.1. Processo de amostragem

A malha triangular para seleção dos pontos de amostragem foi construída

para 500, 600, 750 e 1000 metros de distância entre vértices. Malhas com

espaçamento maior que 1000 metros entre vértices resultaram em um número muito

pequeno de amostras, sendo, portanto, desconsideradas da análise.

A malha que melhor se adaptou à área, respondendo satisfatoriamente às

necessidades do estudo, foi a de 600 metros entre vértices. A Figura 4 apresenta os

pontos de amostragem dispostos sobre a base cartográfica da Zona Central do

Município.

24

Figura 4. Malha triangular de amostragem (600 metros entre vértices).

A seleção dessa malha resultou em 32 pontos de amostragem, bem

distribuídos na área (de aproximadamente 10 km2), o que representou uma

densidade de 3 a 4 pontos por quilômetro quadrado.

A escolha dos horários para medição foi baseada no gráfico da Figura 5, que

apresenta o levantamento do fluxo diário de veículos nos terminais urbanos da área.

0

50

100

150

200

250

300

[0h à 1h) [4h às 5h) [8h às 9h) [12h às 13h) [16 às 17h) [20h às 21h)

Intervalo horário

Número de veículos por intervalo horário

Figura 5. Levantamento do fluxo diário de veículos nos terminais urbanos.

25

As faixas de horário selecionadas para a amostragem recaíram entre 6 e 8

horas para o período da manhã e entre 16 e 19 horas para o período da tarde,

identificados como horários de máximo fluxo nos terminais. As medições foram

realizadas nas quartas-feiras dos dias 2, 9 e 23 de abril de 2008.

Pelo fato de a malha de amostragem obedecer rigorosamente o critério de

regularidade, alguns pontos definidos para coleta de dados não se encontraram em

locais acessíveis. Dessa forma, localidades próximas tiveram de ser escolhidas para

conduzir o trabalho de campo. A Figura 6 apresenta a malha de amostragem

definitiva, reproduzida pelas coordenadas geográficas registradas em campo.

Figura 6. Malha de amostragem definitiva.

Os números apresentados no mapa da Figura 6 demonstram a subdivisão

utilizada para o trabalho de campo, tendo sido conduzida a amostragem nos pontos

de 1 à 10 no dia 2, de 11 à 21 no dia 9 e de 22 à 32 no dia 23 de abril. As distâncias

entre os pontos previamente definidos (pela malha triangular) e os realmente

visitados não ultrapassou 242 metros.

Para nenhuma das seções de amostragem foi necessário corrigir o nível de

pressão sonora equivalente, não tendo sido registrados ruídos com caráter

26

impulsivo, de impacto ou com componentes tonais. As condições meteorológicas,

tais como ventos e chuvas, também não interferiram no processo.

Durante as seções de amostragem, o tráfego de veículos foi identificado como

a fonte predominante de ruído ambiental na área. Em termos da intensidade do

ruído nessa categoria, as diferenças encontradas estavam relacionadas,

principalmente, ao tipo do veículo. Caminhões, ônibus e motocicletas registram os

maiores níveis. Em muitos casos, o estado de conservação do veículo foi também

identificado como fator agravante para o nível de pressão sonora gerado.

Finalizado o trabalho de campo, foi possível calcular o nível AeqL para cada

seção de amostragem (manhã e tarde) e o valor médio diário r para cada ponto

amostrado (Equações 1 e 2). O resultado final do processo é apresentado no gráfico

da Figura 7, que representa a variável r juntamente com os níveis de pressão

sonora máximos ( MaxL ) e mínimos ( MinL ) registrados em cada ponto.

0

20

40

60

80

100

120

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

Pontos de amostragem

r Lmáx Lmín Nível de critério de avaliação

Figura 7. Níveis de pressão sonora registrados em campo.

4.2. Análise estatística descritiva e testes de hipótese A distribuição de freqüências da variável r é apresentada no histograma da

Figura 8. Na seqüência, a Tabela 5 caracteriza a distribuição, apresentando as

principais estatísticas calculadas.

27

02468

1012

56 60 64 68 72 76 80 84

Variável r em dB (A)

Figura 8. Histograma da variável r.

Tabela 5. Resultado das estatísticas calculadas.

Estatísticas Resultado

Média ( r ) ( )ΑdB25,73

Mediana ( md ) ( )ΑdB50,76

Moda ( 0m ) ( )ΑdB00,79

Amplitude ( R ) ( )ΑdB00,28

Variância ( 2rs ) ( )261,69 ΑdB

Desvio-padrão ( rs ) ( )ΑdB34,8

Índice de assimetria ( A ) 689,0−

Coeficiente de curtose (C ) 926,0−

O índice de assimetria evidencia uma distribuição moderadamente

assimétrica, com valores concentrados à direita da média. Considerando-se que o

nível de critério de avaliação para a área é de ( )ΑdB60 , o fato de os dados

concentrarem-se à direita da média mostra-se importante para a análise, visto que a

média ultrapassou o nível de critério em mais de 10 unidades de ( )ΑdB .

Não apenas a média, mas também a mediana e moda localizaram a

distribuição acima do padrão legal citado. Tal situação pode ser facilmente

visualizada no gráfico da Figura 7, onde em apenas quatro pontos de amostragem

(pontos 1, 10, 11 e 12) os valores da variável r não ultrapassaram o nível de critério.

28

Nos demais pontos, os valores da variável distanciaram-se em até ( )ΑdB25 acima

do nível de critério.

A Tabela 6 apresenta os resultados do teste de Kolmogorov-Smirnov para a

distribuição da variável r , apresentada na Figura 8.

Tabela 6. Resultado do teste de Kolmogorov-Smirnov.

Estatística d 174,0

Valor crítico %5,32KS 234,0

Resultado do teste %5,32KSd < ; portanto aceita-

se a hipótese inicial

O teste de aderência permitiu, para 32 amostras e com nível de significância

de 5%, aceitar a hipótese inicial de que não existe diferença significativa entre a

distribuição da variável r e a distribuição normal.

Sendo assim, foi possível executar os testes estatísticos subseqüentes que se

fundamentam na hipótese de normalidade da distribuição dos dados, tal como o

teste da média populacional, apresentado na Tabela 7.

Tabela 7. Resultado do teste da média populacional.

Estatística 31t 983,8

Valor crítico %5,31t 696,1

Resultado do teste %5,3131 tt > ; portanto rejeita-se

a hipótese inicial

Esse último veio a confirmar as observações feitas com base nas estatísticas

básicas da amostra. A comparação da média populacional com o nível de critério de

( )ΑdB60 resultou no aceite da hipótese complementar, ou seja, com nível de

significância de 5% para 31 graus de liberdade, aceitou-se que a média populacional

é maior que o padrão legal estabelecido.

A análise estatística demonstrou, através de diferentes parâmetros, que os

níveis de pressão sonora tenderam a altos valores, acima do nível de critério de

29

avaliação.

4.3. Análise geoestatística As análises, até aqui realizadas, buscaram caracterizar o ruído através do

conjunto amostral obtido pelo trabalho de campo, sem, no entanto, relacionar as

amostras com sua localização espacial. Esse objetivo foi atingido através da análise

variográfica da variável r , considerando-a não mais disposta tabularmente, mas

distribuída em um campo geométrico como o da Figura 9.

Figura 9. Campo geométrico definido para a variável r.

Foram construídos semivariogramas anisotrópicos para as quatro direções

principais NS, EW, SE-NW e SW-NE ( °= 45α ) e o semivariograma isotrópico

( °= 360α ), representados respectivamente pela Figura 10 e Figura 11. O número de

pares de amostras ( )hn utilizados para o cálculo do valor da função ( )hγ é indicado

pelos algarismos arábicos no entorno de cada um dos pontos dos semivariogramas.

30

Figura 10a. Semivariograma

para a direção N-S.

Figura 10b. Semivariograma

para a direção E-W.

Figura 10c. Semivariograma

para a direção SW-NE.

Figura 10d. Semivariograma

para a direção SE-NW.

Figura 10. Semivariogramas anisotrópicos da variável r.

31

Figura 11. Semivariograma isotrópico da variável r.

Foram considerados para o cálculo dos semivariogramas experimentais os

seguintes parâmetros, que definiram a busca dos pares de pontos (conforme

definido na Figura 3):

− Distância máxima para busca ( h ) de 1850 metros, que representa um

terço da extensão diagonal do campo geométrico;

− Distância de tolerância do passo ( h∆ ) igual a 1005 metros, que

representa a média entre a mínima e a máxima distância entre dois

pontos no campo amostral;

− Número de passos igual a 25;

− Abertura angular (α ) de 45º (para os semivariogramas anisotrópicos),

consideradas as quatro direções principais N-S, E-W, SW-NE e SE-

NW;

− Tolerância angular ( α∆ ) de 10º.

A análise dos semivariogramas anisotrópicos obtidos permitiu verificar,

comparativamente, duas direções privilegiadas de variação, sendo elas as direções

N-S e SW-NE, onde os valores da função ( )hγ aumentam continuamente com a

distância até atingir um patamar onde a variabilidade espacial torna-se constante.

Certa continuidade foi também observada no semivariograma isotrópico. Para esses

três semivariogramas notou-se uma tendência para o alcance em torno de 1400

32

metros e um patamar próximo à variância amostral, em torno de ( )265 ΑdB .

Nas demais direções, E-W e SE-NW, o comportamento dos pontos

apresentou-se mais errático, não sendo possível atribuir continuidade espacial na

variação do ruído para essas direções.

No entanto, em uma análise mais generalizada, foi possível identificar a

existência de efeito pepita acentuado, independente da direção de cálculo. Tal efeito

é percebido pelos altos valores da função semivariograma para valores de h

próximos da origem ( 0=h ), e pode ser atribuído, principalmente à:

− Erros no processo de amostragem;

− Pequeno número de amostras (grande distância entre os pontos de

amostragem);

− Aleatoriedade intrínseca ao fenômeno.

A primeira causa foi considerada como pouco provável na análise, visto que o

procedimento de amostragem é simples, não envolve grande conhecimento prévio

do avaliador e o equipamento encontrava-se devidamente calibrado no momento da

amostragem. Quanto ao número de amostras, é possível que a utilização de uma

malha de amostragem mais reticulada resultasse em semivariogramas com um

maior número de valores da função ( )hγ para valores de h mais próximos à origem.

Tal informação seria relevante em se tratando da utilização dos parâmetros do

semivariograma para a estimativa por krigagem, o que não foi definido como objetivo

da análise.

Para o estudo, o fator mais relevante obtido pela análise variográfica foi a

identificação da aleatoriedade intrínseca do fenômeno. As respostas dos

semivariogramas indicaram a existência de grande aleatoriedade entre os valores

amostrados, ou seja, uma baixa correlação espacial entre os níveis de pressão

sonora.

Para o entendimento dessa característica é necessário fazer uso dos

conceitos da acústica ambiental. Segundo Murgel (2007), à proporção que o ruído

se distancia da fonte, a sua intensidade diminui exponencialmente. Se a fonte

sonora for pontual, pode-se considerar que cada vez que for duplicada a distância

da fonte sonora, haverá uma perda de ( )ΑdB6 . Nesse caso, portanto, há alta

dependência espacial entre os níveis de pressão sonora.

Há que se considerar, entretanto, que os níveis de pressão sonora registrados

33

na área de estudo estavam associados à fontes veiculares. Nesse caso, não é

possível tratar de fontes pontuais, mas sim de fontes difusas e condicionadas

predominantemente à malha viária.

Em termos práticos, a diferença entre os níveis de pressão sonora em dois

pontos afastados a uma distância arbitrária d , situados em uma mesma via de

tráfego (por exemplo, uma avenida), pode ser significativamente discrepante se, sob

uma mesma distância d , forem definidos dois pontos em vias de tráfego com

características distintas (por exemplo, uma avenida e uma rua sem saída).

A situação exemplifica o fato de que, nas condições do estudo, os níveis de

pressão sonora de um ponto não apresentaram grande influência sobre os pontos

vizinhos, estando a variação espacial mais relacionada com a característica da

malha viária do local amostrado (tipo de via, presença de cruzamento semaforizado,

tipo de pavimento, inclinação do terreno, etc.).

4.4. Processo de mapeamento e produção cartográfica O processo interpolação da variável r resultou no modelo apresentado na

Figura 12, representado por isolinhas em intervalos de ( )ΑdB5 , que contornam os

valores estimados de mesma intensidade de ruído.

Figura 12. Superfície gerada pelo método da mínima curvatura.

34

O espaçamento da grade de valores estimados para a modelagem por

mínima curvatura foi de 50 metros. A busca por pontos para o ajuste do modelo foi

definida como isotrópica, considerando igualmente todas as direções durante os

passos do ajuste. Por definição do software Surfer 8, os passos foram executados

até que os resíduos nos nós da grade fossem menores que 0,1% da amplitude dos

dados, equivalente à ( )ΑdB029,0 , ou até que fosse atingido o número máximo de

100.000 iterações.

Em seguida, os resultados fornecidos pela ferramenta de validação cruzada

foram testados estatisticamente, a fim de aferir a acurácia do modelo. A Figura 13

apresenta o diagrama de dispersão dos valores reais amostrados e os estimados

pela validação cruzada.

8580757065

90

85

80

75

70

65

60

Valores reais amostrados em dB(A)

Figura 13. Diagrama de dispersão da validação cruzada.

Pôde-se perceber pelo diagrama uma forte tendência de variação conjunta

das variáveis. Tal aspecto visual foi confirmado pelo coeficiente de correlação de

Pearson, que resultou no valor 911,0+=p , muito próximo da correlação linear

positiva perfeita. O resultado da análise de variância para a validação cruzada é

apresentado na Tabela 8.

35

Tabela 8. Resultado da análise de variância.

Fonte de variação

Soma de quadrados

Graus de liberdade

Quadrado médio

F ( ) α,1,1 −− nkkF

Entre

amostras 069,8 1 069,8 164,0 995,3

Residual 953,3050 62 209,49 - -

Total 022,3059 63 - - -

Igualmente conclusiva para o modelo, a análise de variância resultou no

aceite da hipótese inicial, sendo %5,62,1FF < . Portanto, com nível de significância de

5%, para 1 grau de liberdade entre amostras e 62 graus de liberdade residual,

aceita-se que as médias populacionais sejam iguais.

Validado o modelo da mínima curvatura, a superfície, reclassificada em

intervalos de ( )ΑdB5 , foi exportada para o software AutoCAD Land Development 2i,

no formato vetorial dxf, e graduada nos níveis de cores definidos. Sobre essa base

vetorial, foram delimitados os equipamentos públicos de interesse para o estudo,

que resultou no produto final do Zoneamento do Ruído Ambiental, apresentado na

Figura 14.

7.398.000

Zonas de ruído

Equipamentos públicos

Convenções

Menor que 60 dB(A)Entre 60 e 65 dB(A)Entre 65 e 70 dB(A)Entre 70 e 75 dB(A)Entre 75 e 80 dB(A)Maior que 80 dB(A)

Educação

SaúdeCultura, lazer e esporteTransporte

Limite da Zona CentralQuadrasPrincipais ruas e avenidas

0 500 1000m

Figura 14Zoneamento do

Ruído Ambiental - Zona Central do Município de

Sorocaba/SP, Brasil

Legenda e símbolos

7.397.000

247.000 248.000 249.000 250.000 251.000

7.399.000

7.400.000

7.401.000

37

O mapa gerado resultou em seis zonas de ruído, definidas de acordo com as

características mensuradas em campo. Dentre as zonas, a única que não excedeu o

nível de critério de avaliação foi a zona representada pela cor verde claro, definida

na legenda como “Menor que ( )ΑdB60 ”. Essa zona ocupa apenas 7,3% da área

total da Zona Central.

O estudo demonstrou níveis de pressão sonora que, em geral, aumentam da

periferia para as áreas centrais. Isso se deve ao fato de que as regiões limítrofes da

Zona Central têm ocupação predominantemente residencial.

As áreas com os maiores níveis de pressão sonora, representadas no mapa

pela cor vermelha e definidas na legenda como “Maior que ( )ΑdB80 ”, somam 20,4%

da área total da Zona Central e possuem características particulares quanto à malha

viária, conforme segue:

− O bloco homogêneo localizado na porção centro-leste encontra-se ao

longo da avenida de maior circulação do município, a Av. Dom Aguirre.

Particularmente nessa faixa, ela liga dois importantes cruzamentos:

mais ao norte com a Av. Afonso Vergueiro e mais ao sul com a Av.

Juscelino Kubistchek;

− O bloco homogêneo localizado na porção centro-oeste encontra-se no

cruzamento de três importantes vias de circulação comercial da Zona

Central, sendo elas a Rua Moreira César, Rua Barão de Tatuí e Av.

Juscelino Kubistchek;

− O bloco homogêneo localizado na porção noroeste encontra-se na Av.

General Osório, uma importante via de acesso à Zona Central. Nessa

área crítica, o terreno inclinado e a presença de semáforos e lombadas

acabam por imprimir aos veículos uma maior necessidade de

aceleração, que consequentemente aumenta os níveis de pressão

sonora gerados pelos motores;

− O bloco homogêneo localizado na porção extremo oeste encontra-se

em uma importante via de acesso à Zona Central, a Av. General

Carneiro, que liga a área de estudo à Zona Oeste do município.

Quanto aos equipamentos públicos de acesso à população, a Tabela 9

apresenta uma subdivisão em classes de ruído, que correspondem aos níveis

excedentes a ( )ΑdB60 , de acordo com o produto cartográfico gerado. Para cada

38

classe, foi definido o percentual de área ocupada por cada equipamento.

Tabela 9. Níveis de pressão sonora que excedem o nível de critério de 60 dB(A).

Percentual da área em cada classe (%)

Níveis excedentes Educação Saúde

Cultura, lazer e esportes

Transporte

( )ΑdB0 9,3 0,0 0,0 0,0

( )Α< dB50 3,3 2,1 6,9 0,0

( )Α< dB105 9,6 9,42 3,8 0,0

( )Α< dB1510 3,15 7,28 8,4 0,25

( )Α< dB2015 7,51 9,8 6,37 4,40

( )Α> dB20 9,18 2,18 7,39 6,34

Notou-se a predominância dos equipamentos públicos em áreas com níveis

de pressão sonora excedentes ao padrão legal, sendo que, entre todos os avaliados,

apenas 3,9% da área ocupada pelos equipamentos de educação situaram-se em

zona de ruído legalmente aceita. Como esperado, os equipamentos de transporte,

que incluem os dois terminais urbanos e a rodoviária municipal, situaram-se nas

classes que mais excedem o nível de critério.

De forma geral, o resultado do processo de mapeamento apresentou uma

área urbana com altos níveis de pressão sonora, que excedem o padrão legalmente

definido e constituem uma ameaça ao bem-estar e à saúde da população que

trabalha na Zona Central ou que utiliza seus serviços.

5. Conclusões Durante todo o processo de diagnóstico, pôde-se observar duas realidades

acerca do ruído ambiental. A primeira é a sua capacidade de, mesmo que de forma

inconsciente, alterar o comportamento das pessoas. A conseqüência da alteração no

comportamento, provocada principalmente por súbitos momentos de irritação

durante a exposição ao ruído, desencadeiam desequilíbrios no organismo que, em

longo prazo, podem provocar sérios agravos à saúde. Muitos problemas de saúde

39

da atualidade, frequentemente associados ao estresse, podem ter no ruído um

importante agravante. Durante as seções de amostragem o próprio aluno, por vezes,

sentiu-se irritado pela longa permanência em áreas com altos níveis de pressão

sonora.

A segunda realidade é o fato de o ruído já fazer parte do cotidiano dos centros

urbanos, fato esse condicionado predominantemente pelas condições do tráfego

local. Parte daí a necessidade de incluí-lo como indicador ambiental nos

diagnósticos que norteiam os planejamentos urbanos.

Para a Zona Central de Sorocaba, os níveis de pressão sonora identificados

estavam, majoritariamente, acima dos limites legais estabelecidos pelas normas de

conforto da comunidade. No entanto, por se tratar de uma área historicamente

consolidada, as técnicas clássicas de controle acústico, como a construção de

barreiras, tornam-se inviáveis. A proteção interna das edificações, através de

dispositivos de isolamento acústico, despenderia gastos financeiros muito altos,

além de tratar-se de medidas pontuais e corretivas.

Quanto ao controle da fonte, existe legislação vigente com limites definidos

para emissão de ruído veicular. No entanto, mesmo respeitando-se os limites

individuais, ao concentrarem-se milhares de veículos por hora, os padrões são

inevitavelmente desrespeitados.

Assim, a única alternativa que resta para resolver o problema é vincular ao

planejamento urbano a necessidade de níveis acústicos de conforto. Foi também

reconhecido que, dado o número de veículos particulares que trafegam na região, a

única forma eficaz de maximizar o conforto acústico é através de um sistema de

transporte público eficaz, que supra ao mesmo tempo as necessidades da

população e disponha de tecnologias mais limpas, como por exemplo, sistemas

elétricos.

Departamentos de trânsito, como por exemplo do Reino Unido e da cidade de

Seattle/EUA (RVDB URBAN PLANNING, 2008; SOUND TRANSIT, 2008), têm

desenhado modernos projetos de transporte público, baseados na tecnologia de

Veículos Leves sobre Trilhos (VLT). Esses chamados “bondes modernos” são

movidos à eletricidade, indo de encontro às tecnologias limpas que reduzem os

níveis de poluição do ar e minimizam a geração de ruído.

Quanto à metodologia proposta, faz-se importante considerar suas limitações,

a fim de evitar análises em escalas de detalhe sobre o produto cartográfico. O

40

modelo gerado pelo processo da mínima curvatura não é capaz de considerar as

características da propagação do som no ar, que é influenciada por barreiras

acústicas (como muros), pela perda de energia na transmissão aérea e outros

parâmetros de maior complexidade. Em si, o modelo considera apenas o conjunto

amostral obtido em trabalho de campo para a estimativa dos pontos em toda a área.

Considerada tal limitação, os procedimentos de mapeamento construíram um

cenário do ruído ambiental que foi capaz de fornecer uma visão geral do fenômeno e

atender aos objetivos iniciais do estudo. Com relação às análises conduzidas,

algumas considerações tornam-se necessárias e podem auxiliar no planejamento de

trabalhos futuros:

− Pela importância do processo de amostragem, que é a base de todo o

estudo, a reprodução de uma amostra piloto antes da amostragem

definitiva proporciona ao avaliador uma primeira experiência em campo

e um entendimento prévio do comportamento do fenômeno. Isso

minimiza a probabilidade de ocorrência de erros nessa fase;

− A análise estatística mostrou-se como uma etapa essencial na

avaliação, que auxilia o entendimento do fenômeno e facilita a

interpretação em análises mais aprimoradas;

− Para o desenvolvimento da análise geoestatística observou-se a

necessidade de reproduzir em campo, com a máxima fidelidade

possível, a regularidade imposta pela malha de amostragem. Os

resultados apresentados pelo variograma podem ser definitivos para a

escolha do modelo a ser utilizado na interpolação e,

consequentemente, influenciarão no resultado cartográfico.

Espera-se, enfim, que as informações obtidas nesta pesquisa possam auxiliar

aqueles que se propõem a utilizar a análise espacial como ferramenta de trabalho;

possam oferecer resultados concretos àqueles que proativamente discutem sobre a

problemática do ruído ambiental; possam fornecer subsídios àqueles responsáveis

pelo planejamento desta e de outras áreas urbanas com características

semelhantes.

No que se refere ao Plano Diretor Municipal, que estimula a permanência e

ampliação dos usos residenciais nessa zona, faz-se necessário que os órgãos

responsáveis pelo planejamento tomem conhecimento do cenário identificado a fim

de equacionar alternativas que adéqüem o ordenamento territorial às características

41

acústicas e não constituam uma ameaça ao bem estar e à saúde da população.

Por parte do aluno de graduação, o trabalho desenvolvido, além de aprimorar

suas habilidades na utilização das ferramentas de análise espacial e produção

cartográfica, permitiu trazê-lo à luz dos conhecimentos acerca do ruído e do

planejamento ambiental, que serão de grande valia no decorrer de sua carreira

profissional.

42

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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ANEXO A Modelo de planilha de coleta de dados em campo

Ponto ___

Localização do ponto de amostragem (rua, avenida, esquina, cruzamento, etc.):

Coordenadas UTM EW: NS:

Classificação do ruído: � Impulsivo/impacto (martelagens, tiros, explosões)

� Componentes tonais (apitos, zumbidos)

Horário: Duração da medição:

Medições (em intervalos de 10 segundos)

01 11 21

02 12 22

03 13 23

04 14 24

05 15 25

06 16 26

07 17 27

08 18 28

09 19 29

10 20 30

Observações (condições climáticas, fontes de ruído, etc.):