XXIII ENCONTRO DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ACÚSTICA

SALVADOR-BA, 18 A 21 DE MAIO DE 2010

ISOTRAFE 1.0: PLANILHA DE RECOMENDAÇÕES PARA PROJETOS QUE VISEM O CONFORTO ACÚSTICO EM EDIFICAÇÕES

MARGINAIS ÀS VIAS DE TRÁFEGO

FERREIRA, Marcelo Silva1; CARVALHO, Maria Lúcia Araújo Mendes de2; BARRETTO, Débora Miranda3.

(1) Universidade Federal da Bahia; (2) Universidade Federal da Bahia; (3) Audium - Áudio e Acústica.

RESUMO

A poluição sonora proveniente do fluxo veicular nas ruas e avenidas é considerada um dos fatores mais prejudiciais a saúde da população. Em contrapartida, a forma de projetar as edificações que compõem as cidades não tem se adequado às novas necessidades de isolamento acústico, expondo os usuários aos diversos males causados pela ação perniciosa do ruído. Este trabalho objetivou desenvolver e divulgar conhecimento a cerca dessa temática, propondo a construção de um modelo de planilha digital que permita a arquitetos e/ou engenheiros, não especialistas em acústica arquitetônica, estimarem o nível de ruído de uma via de tráfego rodoviário e relacionar ao nível admissível de ruído para o conforto acústico do recinto a ser projetado, para, a partir da comparação desses dados, obter recomendações da planilha que possibilitem a concepção de edificações acusticamente confortáveis. Essa planilha foi denominada Isotrafe 1.0, e foi construída baseada no modelo de predição de ruídos HarmoNoise, considerando também os diversos fatores atenuadores ou amplificadores do ruído no meio urbano, além da seleção dos valores de níveis normatizados de conforto em ambientes internos. A Isotrafe 1.0 apresenta também uma série de recomendações de materiais e técnicas construtivas que beneficiam o isolamento acústico das fachadas das edificações, cumprindo dessa forma seu objetivo de propor ambientes construtivos mais saudáveis.

ABSTRACT

Noise Pollution from traffic noise emitted by moving vehicles is considered one of the most harmful factors to the public health. On the other hand, the way of designing buildings has not been up to the new codes of isolation, leaving the building users subjected to the harmful consequences of prolonged exposure to noise pollution. This thesis main propose is to create and disseminate knowledge about this subject, by proposing the assemblence of a digital spreadsheet template that allows architects and/or engineers, not specialists in the field of architectural acoustics, to estimate the traffic sound level at a given street and correlate it to the internal comfort levels of the room to be designed. Then, from the comparison of the data, they can follow the spreadsheet’s constructions recommendations for a well built acoustic friendly room. This spreadsheet has been named “Isotrafe 1.0” and it was based on the “HarmoNoise”, a noise prediction calculation model, also considering several dimming and amplifiable factors to the urban noise pollution, in addition to a compilation of the indoors standardized comfort levels. The “Isotrafe 1.0” also presents a series of recommendations of construction materials, construction techniques that increase the sound isolation of the buildings facades, achieving it’s propose of planning healthy man-made environments.

Palavras-chave: Ruído Urbano, Acústica Arquitetônica, Isolamento de fachadas, Modelos de propagação sonora.

1. INTRODUÇÃO A questão do conforto ambiental urbano compreende um conjunto de problemas cujas causas estão atreladas ao processo de desenvolvimento das cidades modernas e os reflexos sobre seus habitantes, sendo a poluição sonora um desses problemas. Os problemas com ruídos permeiam o meio urbano desde quando os homens passaram a viver em cidades. O imperador César (101-44, AC) em decreto do Senado determinou que “Nenhuma espécie de veículo de rodas poderia permanecer dentro dos limites da cidade (Roma), do amanhecer à hora do crepúsculo; os que tivessem entrado durante a noite deveriam ficar parados e vazios à espera da referida hora” (BARRETTO, 2007, p.64 apud HAYLEY, 1971). Os transportes urbanos representam as principais fontes de ruído do meio urbano. Entre as várias fontes de ruído que poluem o ambiente urbano, tomou-se por objeto desse trabalho o ruído produzido pelos veículos automotores, por serem fontes intensas de ruídos móveis, que permeiam quase toda a cidade, gerando grande incômodo, especialmente para a população que vive em edificações marginais às vias de tráfego rodoviário. O som é parte fundamental das atividades dos seres vivos e dos elementos da natureza, mas o ruído em excesso provoca efeitos negativos à saúde, que podem ser observados a curto e longo prazo (BARRETTO, 2007). Esses efeitos se refletem em todo o organismo e não exclusivamente no aparelho auditivo, influenciando na alteração da pressão arterial, na composição hemática do sangue, no sistema digestivo, entre outros. Por outro lado, historicamente as edificações vêm ficando mais vulneráveis ao longo do tempo, em razão do uso de materiais mais leves ou menos densos (DUARTE e VIVEIROS, 2005). Esse fato representa uma significativa perda de isolamento da edificação, pois isolamento acústico refere-se a “capacidade de certos materiais formarem uma barreira, impedindo que as ondas sonoras passem de um ambiente para outro” (GREVEN et al. 2006, p.21). A pesquisa visou ampliar conhecimentos necessários à acústica do espaço urbano construído, propondo um modelo de planilha digital capaz de permitir que arquitetos e/ou engenheiros estimem o nível de ruído de uma via de tráfego rodoviário e relacionem ao nível-limite de ruído para o conforto acústico no interior da edificação a ser projetada para que, a partir da comparação desses dados, recomendações de materiais e técnicas construtivas sejam fornecidas para a concepção de edificações acusticamente confortáveis. Essa planilha foi denominada de Isotrafe 1.0 e pode ser usada como um instrumento de apoio no desenvolvimento de projetos.

2. DESENVOLVIMENTO O principal objetivo dessa pesquisa foi propor um modelo de planilha digital capaz de orientar os profissionais na concepção de edificações acusticamente confortáveis. Para tanto o estudo foi dividido em quatro etapas e cada qual está diretamente vinculada a um aspecto da construção da planilha digital: (1) a produção do ruído; (2) a propagação do ruído no meio urbano; (3) o nível de ruído admissível no interior dessa edificação e; (4) o isolamento do ruído da fachada da edificação receptora. Para a construção da Isotrafe 1.0 foi utilizado o software Microsoft Office Excel 2007. Para que haja um entendimento claro dos processos de seu funcionamento, a seguir serão apresentados quais parâmetros devem ser fornecidos pelo usuário e quais resultados serão calculados e fornecidos pela planilha.

2.1 Etapa 1 – Determinação do método de predição do ruído rodoviário. Após estudo de diversos modelos de predição do ruído emitido pelo tráfego rodoviário, foi necessário optar por um dos modelos para a composição da Isotrafe 1.0.

Zannin e outros (2001) afirmam que para obtenção de modelos matemáticos capazes de predizer de maneira satisfatória os níveis de ruídos, a partir dos parâmetros que mais influenciam esses níveis, é necessário que esses modelos: Sejam simples quanto o possível, para que possam ser utilizados por todos os profissionais envolvidos com o planejamento urbano; Exijam nos cálculos de níveis de ruídos apenas dados facilmente observáveis; Permitam a obtenção de resultados com precisão compatível com a percepção subjetiva do ruído. Foram estudados quatro modelos de predição de ruído: Modelo de Josse (JOSSE, 1975), RLS-90 (ALEMANHA, 1990), FHWA (BISTAFA, 2006) e HarmoNoise (VOS, BEUVING E VERHEIJEN, 2006). Comparando-se esses modelos verificou-se que os elementos influenciadores do ruído que compõem as equações são semelhantes em quase todos os casos. Após comparação dos modelos estudados entendeu-se que para o arquiteto e/ou engenheiro não especialista na área de acústica, o método apresentado pelo HarmoNoise para a predição do ruído veicular se mostrou o mais indicado, por mais se aproximar de um modelo simples e aplicável, e que apresentou o resultado mais completo e preciso. Assim, o modelo proposto nesse trabalho – Isotrafe 1.0 – utilizou como base o cálculo para a predição do ruído emitido pelo tráfego rodoviário do HarmoNoise que pertence a um programa recente desenvolvido pela comunidade européia.

2.2 Etapa 2 – Determinação da influência dos condicionantes acústicos na propagação do ruído.

Sabe-se que na propagação do som entre emissor e receptor, há influência de diversos fatores, atenuando ou amplificando a energia sonora. A esses fatores foi dada a denominação de “condicionantes acústicos”, sendo eles:

• Atenuação sonora pela distância (Atdistância); • Atenuação sonora do ar atmosférico (Atatmosférico); • Atenuação sonora provocada pelo efeito de temperatura e ventilação (Attemp/vent); • Atenuação sonora provocada por vegetação densa (Atvegetação); • Amplificação sonora provocada pela reverberação urbana (Ampreverb); • Atenuação sonora por meio de barreira acústica (Atbarreira); • Atenuação / Amplificação sonora provocada pela reflexão no solo (Atsolo / Ampsolo); • Interação entre Atenuação / Amplificação sonora provocada pela reflexão no solo (Atsolo /

Ampsolo) e Atenuação sonora causada por barreira acústica (Atbarreira).

Todas essas influências foram equacionadas, a partir de fórmulas matemáticas revistas em Bistafa (2006) e Gerges (1998), e consideradas nos cálculos da Isotrafe 1.0. Conhecidos o Nível de Pressão Sonora na via, calculado a partir do método HarmoNoise, e conhecidos os condicionantes acústicos que influenciam na propagação do ruído emitido pelo tráfego rodoviário, possibilitou-se que a planilha Isotrafe 1.0 apontasse qual o Nível de Pressão Sonora chegará a fachada da edificação estudada. Para tal, é necessário que seu usuário forneça os seguintes dados de entrada, conforme apresentado na figura 01: Largura da via (w); Distância entre bordo da via e edifício receptor (d4); Distância entre bordo da via e edifício frontal, quando houver (d3); Distância entre bordo da via e barreira acústica, quando houver (db); Altura do edifício receptor (h4); Altura do edifício frontal, quando houver (h5); Altura do receptor (h1); Altura da barreira acústica (hb).

Figura 01: Dados de entrada da Isotrafe 1.0

Além dos dados citados, para que a planilha possa calcular o Nível de Pressão Sonora na fachada do receptor, o usuário do Isotrafe 1.0 deverá optar na própria planilha por uma das diversas opções fornecidas para: Tipo de revestimento da fachada do edifício frontal, quando houver; Tipo de pavimentação entre a via e o edifício receptor.

2.3 Etapa 3 – Determinação dos níveis admissíveis de ruído para conforto acústico no ambiente receptor. Ao se projetar ambientes internos, tanto para cálculos das estruturas de vedação (parede, teto, esquadrias) quanto para o tratamento do próprio ambiente, o projetista deve considerar os níveis de ruído para conforto acústico de acordo com a função do ambiente. Para determinar quais níveis de conforto em ambientes internos seriam adotados na planilha Isotrafe 1.0, foi necessário fazer uma comparação entre algumas normas que apresentam tais níveis, entre elas: Norma S12-2 (ANSI, 1995), NBR-10.152 (ABNT, 2000) e L11.034 (CETESB, 1992). Os resultados das comparações foram cruzados com estudos feitos por Barretto (2006) sobre os reflexos na saúde de indivíduos expostos a determinados níveis de ruídos. Os resultados dessas comparações serviram de parâmetros a serem seguidos na aplicação da Isotrafe 1.0. Esses parâmetros foram definidos baseados nos seguintes critérios: “máximo admissível” (os mais altos possíveis para cada tipo de ambiente) e “admissível” (os mais altos para cada tipo de ambiente, diminuído de 5dBA). Sendo assim, o usuário ao escolher que tipo de ambiente se pretende projetar na Isotrafe 1.0, automaticamente a própria planilha irá fornecer quais parâmetros de níveis de ruído (NPSint), por freqüência, são admissíveis nesse ambiente.

2.4 Etapa 4 – Avaliação e classificação acústica dos materiais de fechamento. Com base nos valores apresentados nas etapas anteriores foi possível calcular o nível de isolamento necessário na fachada da edificação receptora (PTnecessário). O PTnecessário é o valor necessário para que, considerando o Nível de Pressão Sonora no exterior da edificação receptora, o Nível de Pressão Sonora no interior da edificação permaneça dentro dos parâmetros considerados admissíveis.

A Isotrafe 1.0 fornece uma biblioteca com o valor das perdas de transmissão (PT) por freqüência dos materiais mais usados na construção civil. Entretanto a planilha é aberta e novos materiais poderão ser incluídos de acordo com a necessidade do usuário. Com base nessas informações, a Isotrafe 1.0 irá acusar se os materiais escolhidos são compatíveis com a necessidade de isolamento acústico da edificação.

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES A proposta de um modelo de planilha digital que permita arquitetos e/ou engenheiros estimar o nível de ruído de uma via de tráfego rodoviário e relacionarem o nível admissível de ruído no recinto a ser projetado, para, a partir da comparação desses dados, fornecer recomendações de materiais e técnicas construtivas na concepção de edificações acusticamente confortáveis foi concebida através da investigação dos diversos fatos que compõem a produção, propagação e recepção dos ruídos veiculares do meio urbano. Para que a Isotrafe 1.0 possa proporcionar as recomendações necessárias para a concepção de edificações que favoreçam o conforto acústico, o usuário da planilha deve fornecer alguns dados de entrada. Esses dados serão processados pela planilha e revertidos em um gráfico onde pode-se comparar os níveis de ruídos que adentrarão a edificação projetada com os níveis admissíveis para a função do recinto. As figuras 02 e 03 apresentam a interface da planilha Isotrafe 1.0. No cd da Isotrafe 1.0 há disponibilizados dois arquivos digitais: Isotrafe 1.0 (arquivo Microsoft Office Excel 2007 “.xlsx”); Manual de coleta de dados da Isotrafe 1.0 (arquivo Adobe Acrobat

Document “.pdf”).

Figura 02: Interface da planilha da Isotrafe 1.0 (dados de entrada e resultados)

Figura 03: Interface da planilha Isotrafe 1.0 (banco de dados dos materiais isolantes acústicos)

Como produto da planilha o usuário da Isotrafe 1.0 saberá se as indicações de materiais de fachada, inicialmente propostos para o projeto, estão de acordo com as necessidades de isolamento desta. Caso a resposta seja negativa, e o Nível de Pressão Sonora interno seja superior aos níveis admissíveis, a Isotrafe 1.0 possui em seu banco de dados algumas sugestões de materiais que possam ajudar no controle do isolamento da fachada. O Manual serve para instruir o usuário na coleta dos dados de entrada da Isotrafe 1.0, implicando numa utilização precisa da planilha. Como demonstração da aplicabilidade da planilha Isotrafe 1.0, foram obtidos resultados exemplificados em edificações hipotéticas e em edificações existentes.

4. CONCLUSÕES Esse trabalho demonstrou a preocupação com as condições de conforto acústico no ambiente urbano, especialmente nas edificações, tendo em vista que suas inadequações proporcionam diversos efeitos negativos na qualidade de vida da população. É necessário que haja uma maior cobrança, tanto por parte dos usuários das edificações quanto do Poder Público, de parâmetros construtivos de conforto acústico a serem cumpridos para que haja a autorização da obra da edificação proposta. No processo de aprovação de projetos arquitetônicos devem-se levar em consideração as necessidades dos usuários, responsabilizando o arquiteto/engenheiro/construtor pela qualidade acústica resultante na edificação. Mesmo que os responsáveis pelo projeto mostrem-se interessados em propor edificações acusticamente confortáveis, a pouca experiência na temática da acústica arquitetônica dificulta a adequação de parâmetros a serem seguidos para alcançar esse objetivo. Dessa forma buscou-se propor um modelo de planilha digital simplificada que auxilie os profissionais na especificação dos elementos de vedação da fachada para obter edificações acusticamente confortáveis. Essa planilha foi denominada de Isotrafe 1.0. Fato importante a ser observado é que, em locais de temperaturas elevadas, como a cidade de Salvador, os ambientes internos das edificações necessitam de aberturas para ventilação e que, entretanto, essas aberturas podem conflitar com a necessidade de isolamento das fachadas da edificação. Por isso, destacam-se a importância de, no processo criativo de uma edificação, o arquiteto agenciar os espaços internos da edificação de forma a implantar mais próximos às vias de tráfego os ambientes menos sensíveis ao ruído (que possuem níveis aceitáveis de ruídos maiores), distanciando e protegendo das vias aqueles ambientes considerados mais sensíveis (que possuem níveis aceitáveis de ruídos menores). Como ocorre com a maioria dos modelos, no desenvolvimento da Isotrafe 1.0 foram realizadas simplificações e abstrações da realidade para a formulação matemática do problema. A planilha foi aplicada a uma realidade local, a título de exemplificação da sua praticidade, aplicabilidade e consistência. Porém, é fundamental que seja feito um grande numero de aplicações experimentais dessa planilha na realidade brasileira, possivelmente incorporando algoritmos mais adequados a essa realidade, para que possa ser considerado um produto finalizado e validado. A Isotrafe 1.0 auxilia no desenvolvimento de projetos preocupados com a qualidade acústica dos ambientes internos, mas abre precedentes para a realização de novas pesquisas sobre esse tema, que possam validar a planilha e aperfeiçoá-la, desenvolvendo futuramente a Isotrafe 2.0. A poluição sonora é um problema complexo, no qual todo cidadão possui uma parcela de responsabilidade. O seu controle pode ser obtido com um trabalho coletivo, em que cada um se

comprometa na tentativa de reduzir os impactos causados por esse tipo de degradação ambiental, defendendo e preservando um meio ambiente mais equilibrado e a sadia qualidade de vida da população.

5. REFERÊNCIAS

1. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10152: Níveis de ruído para conforto acústico. Rio de Janeiro, 2000.

2. AMERICAN NATIONAL STANDARD INSTITUTE. ANSI S12.2: Criteria for Evaluating Room Noise (Critério para Avaliação do Ruído em Ambientes). New York, 1995.

3. BARRETTO, Débora Miranda. Impacto sonoro da implantação do metrô de Salvador em edificações adjacentes, considerando os reflexos na população. 2007. 221 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental Urbana) – Escola Politécnica – Universidade Federal da Bahia UFBA, Salvador.

4. BISTAFA, Sylvio R. Acústica Aplicada ao Controle do Ruído. 1ª ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2006

5. COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL. L11.034: Critérios de ruído para recintos internos das edificações. São Paulo, 1992b.

6. DUARTE, Elisabeth A. C.; VIVEIROS, Elvira B. Isolamento acústico: o atributo invisível na história da moradia brasileira. In: ENCONTRO NACIONAL E ENCONTRO LATINO-AMERICANO SOBRE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 2005, Maceió. Anais... Maceió, 2005.

7. GERGES, Samir N.Y. Ruido, Fundamentos y Control. Florianópolis: Copyright, 1998.

8. GREVEN, H. A.; FAGUNDES, H.A.; EINSFELDT, A.A. ABC do Conforto Acústico. 2ª ed. Porto Alegre: Word Comunicação, 41p. 2006.

9. JOSSE, Robert. La acústica en la construcción. Barcelona: Editorial Gustavo Gili S. A., 1975.

10. RICHTLIEN FÜR DEN LÄRMSCHULTZ AN STRAβEN. RLS - 90. (Diretrizes para Proteção ao Ruído em Rodovias). Alemanha, 1990.

11. SOUZA, Maria das Graças. Ruído, Tráfego e Morfologia viária: o caso de Salvador. 1991. 125 f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) – Faculdade de Arquitetura, Universidade Federal da Bahia UFBA, Salvador.

12. VOS, P.; BEUVING, M.; VERHEIJEN, E. Harmonoised accurate and reliable methods for the EU Directive o the assessment and management of environmental noise: Final Technical report. 2005. Disponível em: http://www.imagine-project.org/bestanden/D04_WP7_HAR7TR-041213-AEAT04.pdf. Acesso em: 05 mar. 2006

13. ZANNIN, P.H.T.; DINIZ, F. B.; CALIXTO, A. Modelamento matemático da emissão sonora em rodovias federais que adentram áreas urbanas. Revista de Acústica, 34, n.1 e 2, p. 22-30, 2001.