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
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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).
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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-
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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
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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
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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),
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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
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46
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.):