Planejando o Meio Ambiente Acústico Urbano: uma abordagem ... · tem⁄tica pela PUC/MG; Mestre em...

81

Planejando o Meio Ambiente AcústicoUrbano: uma abordagem baseada em SIG 1

Maria da Piedade Gomes de Oliveira2

Analista de Informática da Prodabel; Coordenadora da Área de Divulgação doCentro de Desenvolvimento e Estudos da Prodabel – CDE; Licenciada em Ma-temática pela PUC/MG; Mestre em Administração Pública: Sistemas de Infor-mação e Gestão pela Fundação João PinheiroÁreas de interesse: Sistemas de informações geográficas, planejamento urba-no, sistemas de apoio à decisão, indicadores ambientais.

Eduardo Bauzer Medeiros3

Professor adjunto do departamento de Engenharia Mecânica da UFMG; Coor-denador do Laboratório de Acústica e Vibrações (DEMEC-UFMG); PhD emEngenharia Mecânica pela University of Salford-Manchester, U.K; MSc em En-genharia Aeronáutica pelo Cranfield Institute of Technology, U.K; EngenheiroMecânico pela UFMGÁreas de interesse: acústica; vibrações mecânicas; controle de ruído: suas apli-cações ao meio ambiente e indústria.

Clodoveu Augusto Davis Jr.4

Analista de Informática da Prodabel; Coordenador da Área de Pesquisa e De-senvolvimento do Centro de Desenvolvimento e Estudos da Prodabel – CDE;Doutorando em Ciência da Computação pelo DCC/UFMG; Mestre em Ciênciada Computação pelo DCC/UFMG; Engenheiro Civil pela UFMGÁreas de interesse: geoprocessamento; banco de dados; computação gráfica eprocessamento digital de imagens

PALAVRAS -CHAVE

Ruído urbano - Controle da poluição ambiental - Aplicações geo-gráficas

RESUMO

O desenvolvimento econômico que ocorre nos grandes centros urba-nos freqüentemente pode prover uma melhoria na qualidade de vida

1 Artigo baseado no trabalho: “Planning the Acoustic Urban Environment: a GIS-CenteredApproach,Planning apresentado no 7th International Symposium on Advances in GeographicInformation System (ACM GIS’99). Estados Unidos, 1999

2 E-mail: [email protected] E-mail: [email protected] [email protected]

82

Maria da Piedade Gomes de Oliveira, Eduardo Bauzer Medeiros

e Clodoveu Augusto Davis Jr.

como conseqüência da maior disponibilidade de serviços. Porém,graves problemas ambientais podem ocorrer, se não houver ummonitoramento adequado do licenciamento e distribuição das ativi-dades econômicas. Um controle adequado do impacto ambiental,possível resultado do desenvolvimento econômico, só pode ser efeti-vado se ferramentas satisfatórias estão disponíveis aos administra-dores responsáveis pela supervisão formal de ocupação do solo. Oruído é uma das principais fontes de perturbação em ambientes ur-banos, e em geral nas grandes cidades representa 70% das reclama-ções aos órgãos de controle ambiental. Os habitantes de grandescentros urbanos normalmente descrevem o ruído como um fator degrande importância e que afeta a qualidade de vida. Este trabalhodescreve um conjunto de de ferramentas baseadas em SIG para pro-porcionar aos administradores urbanos uma metodologia que possi-bilita a avaliação do impacto acústico dentro do ambiente urbano.Um modelo estabelecendo a correlação entre a distribuição espacialde impactos e as atividades pertinentes é desenvolvido. Esse modelofoi implementado em um protótipo em um ambiente de SIG e usadoo banco de dados geográfico de Belo Horizonte que representa asituação de uma típica grande cidade brasileira. Medidas de campoiniciais se comparam favoravelmente com este protótipo e indicam aviabilidade da aproximação proposta.

1. INTRODUÇÃO

Nas grandes cidades, inúmeros problemas ambientais influenciam a qualidadede vida do cidadão. Dentre os fatores ambientais que provocam perda de qualida-de de vida, incluem-se ruído, poluição causada pela emissão de gases, riscos desegurança e aglomeração de grande número de veículos ou pessoas. Esses fatoressão, em sua maioria, conseqüências da concentração de atividades econômicasnos grandes centros urbanos.

O barulho excessivo degrada seriamente a qualidade do meio ambiente e é umdos problemas ambientais mais freqüentes nas grandes cidades, sendo responsá-vel por uma grande percentagem de reclamações que chegam aos órgãos munici-pais de controle ambiental. As principais fontes de ruídos nos centros urbanos sãoo trânsito, construções e obras públicas, e atividades econômicas tais como indús-trias, comércios e serviços. Todavia, a quantidade de ruído gerada por cada ativi-dade varia de acordo com suas características (tais como a intensidade de uso etipo de maquinário ou o uso de sistemas de auto-falante) e com a instalação dedispositivos de controle de ruído.

Este artigo apresenta um estudo do impacto que o ruído causa no meio ambien-te urbano, apoiado em um Sistema de Informações Geográficas (SIG). Um mode-

83

Planejando o Meio Ambiente Acústico Urbano: uma abordagem baseada em SIG

lo simples da distribuição de som através do espaço e uma classificação genéricadas fontes de ruído são desenvolvidos, objetivando uma formulação das bases deum sistema espacial de apoio de decisão. Este sistema pode ser utilizado por orga-nizações de controle ambiental na avaliação de impactos causados por ruído, au-xiliando especialmente administradores públicos a decidir sobre o licenciamentode novas atividades geradoras de ruído [Oli97].

As Seções 2 e 3 apresentam uma descrição mais compreensível do problemaem estudo. A Seção 4 mostra as técnicas empregadas a fim de implementar omodelo em um SIG. A Seção 5 fornece uma visão geral da infra-estrutura de infor-mações geográficas usada para abordar adequadamente o problema e apresentaum estudo de caso: um protótipo de sistema que foi desenvolvido para a cidade deBelo Horizonte. A Seção 6 mostra as conclusões principais.

2. CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA

Um grande número de variáveis é relevante à análise de impactos nocivoscausados pela concentração de atividades econômicas em grandes centros urba-nos. Além disso, o meio ambiente é dinâmico e em constante processo de muta-ção. Isto é particularmente verdadeiro no meio ambiente urbano, onde a intensi-dade e a velocidade das mudanças introduzidas pelas atividades humanas tornamas mutações difíceis de monitorar.

Na maioria das cidades, os administradores públicos são responsáveis porpropor medidas para a redução de impactos causados por fontes de poluição. Nocaso de poluição do ar, as leis que exigem a instalação de filtros nas indústrias enos veículos levaram a importantes melhoras, conforme indicado pelo contínuomonitoramento da qualidade do ar, nas grandes cidades. O mesmo é verdadeirono caso de efluentes líquidos, que podem ser detectados e controlados pelos ór-gãos responsáveis pelo controle ambiental urbano.

O controle da poluição sonora pode ser obtido por meio de duas estratégiasseparadas. A primeira é reforçar a instalação de dispositivos de controle de ruído,em situações onde o cumprimento da lei não é observado (coerção). A segunda éestabelecer políticas que desaprovem a concentração de atividades em áreas jápoluídas (prevenção). A abordagem da prevenção só é plausível se a situação cor-rente de poluição sonora puder ser estabelecida para o meio ambiente urbano porinteiro, tornando possível avaliar os impactos de novas atividades antes que elassejam realmente instaladas. Com tal instrumento, os administradores públicosencarregados do licenciamento de atividades econômicas podem decidir se a con-centração posterior é possível ou não. Alternativamente, o licenciamento só é fei-to com a condição de que a companhia responsável pela atividade concorde emdesenvolver medidas para diminuir seu próprio impacto no meio ambiente.

84



A fim de caracterizar e identificar a poluição sonora, é necessário desenvolverum modelo matemático no qual as fontes de ruídos e os obstáculos podem seraproximados e geograficamente distribuídos. Adicionalmente, parâmetros rela-cionados ao meio ambiente, como temperatura ou ventos, precisam ser considera-dos. Os resultados do modelo precisam ser comparados com dados reais de cam-po, a fim de calibrar seus parâmetros e alcançar maior confiança nas predições deimpacto de ruído. O modelo pode ser usado para gerar uma aproximação do piorcenário de ruído, no qual baseia o processo de tomada de decisão.

3. O MODELO ACÚSTICO

A fim de possibilitar a geração adequada do modelo acústico, devemos enten-der a natureza do som e sua propagação através do ambiente. O som é um fenôme-no de onda essencialmente envolvendo a propagação de ondas mecânicas em ummeio. O som é produzido por fontes (os elementos emissores de ruídos, tendouma geometria e propriedades que variam para cada caso), modificado por obstá-culos (barreiras à propagação do som, absorvendo-o ou refletindo-o em variadaspercentagens, dependendo da sua natureza e sua posição nas proximidades defontes), e percebido por receptores (os elementos que são perturbados pelos ruí-dos, isto é, construções, instalações, e pessoas, ou uma combinação entre eles).

Considerando fontes, obstáculos e receptores, há vários métodos diferentescom os quais a propagação do som pode ser modelada, cada qual satisfazendo aspeculiariedades de uma classe de problemas. A partir do ponto de vista do criadordo modelo, os principais aspectos particulares de modelamento acústico são dois:1. a distribuição espacial do nível de ruído na vizinhança de uma fonte emissora(propagação), e 2. a combinação dos efeitos de duas ou mais fontes em um dadoponto (combinação). Com o modelamento destes dois aspectos, é possível estimaros parâmetros do campo acústico.

A Seção 3.1 apresenta as bases para a formulação da análise do impactoambiental baseada nos princípio da propagação e da combinação. A Seção 3.2segue estudando a formulação específica para a modelagem do impacto acústico.Esta é a metodologia empregada no sistema de apoio à tomada de decisão.

3.1 Propagação e Combinação de Impactos Ambientais

A modelagem do impacto ambiental causada por ruídos com base na sua pro-pagação e combinação é útil também para outros tipos de impactos ambientais[Oli97]. Sempre que há muitas fontes de impacto pontuais, o uso de uma funçãode decaimento de impacto f(d,i) se torna interessante. Esta função quantifica ograu de impacto em um ponto localizado a uma distância d de uma atividade

85


original associada com o impacto i. Claramente os efeitos serão os mais pronunci-ados quando d = 0 e irão diminuir com a distância até chegar a zero. De acordocom o tipo de impacto, esta atenuação pode ser avaliada ao longo de uma linhareta (distância Euclidiana), ou pode ser avaliada de acordo com outro critério, talcomo a distância ao longo de um rio, para a avaliação do impacto corrente abaixode esgoto industrial.

O uso da função de propagação f permite a determinação do impacto produzi-do pela atividade i, o qual pode ser sobreposto por efeitos produzidos por outrasfontes. Esta sobreposição pode ser convenientemente expressada por meio de umafunção de combinação. Essa função, nomeada SUM, permite a determinação dovalor acumulado I

p no ponto p, isto é, o impacto total no ponto p. Este procedi-

mento matemático não é necessariamente uma soma algébrica simples, já queaspectos físicos do fenômeno precisam ser considerados. A função SUM pode serexpressada de forma geral como:

I p = SUM(k = 1, n) f(dist(Ak, p), ik)

Onde: Ak é a posição geográfica do impacto k, i

k é o impacto máximo causado

pela késima atividade de impacto, e dist é a função que avalia a distância entre aatividade e o ponto p.

De acordo com essa fórmula todas as n atividades geradoras de impacto deve-riam ser consideradas. Todavia, quando a função f é conhecida, a distância máxi-ma de alcance δ de qualquer impacto (ou seja, δ é a d máxima para que f(d, i) = 0,para qualquer valor de i) pode ser determinada, basta considerar atividades situa-das a um distância igual ou menor que δ do ponto p. Baseado neste resultado, se aanálise é realizada em uma área delimitada, podemos restringir a avaliação dapropagação e combinação a um polígono de influência, traçado ao longo da áreaoriginal de interesse a uma distância δ.

3.2 Propagação e Combinação do Som

O problema agora é encontrar fórmulas adequadas para as funções f e SUM,para o caso do modelo acústico. Esta fórmula pode ser conseguida considerando-se fontes de ruído pontuais, como descrito a seguir.

3.2.1 Estimação da Intensidade Máxima

A estimação de ruído urbano neste trabalho considera dois tipos de contribui-ções: ruídos gerados por atividades econômicas e ruídos de trânsito. O primeirocaso pode ser modelado como uma fonte pontual ideal. Entretanto, na maioria dasgrandes cidades, o ruído gerado por trânsito representa a contribuição mais signi-ficativa do ruído no meio ambiente [Val97].

86



A fonte pontual ideal irradia ondas de sons esféricas, uma aproximação quefunciona satisfatoriamente na maioria dos casos. Note-se, todavia, que essa des-crição idealizada da fonte deve exigir a introdução de correções nas proximida-des de outros elementos, tais como paredes, ou na presença de ventos significantesou mudanças de temperaturas, o que deve introduzir distorções de propagação. Afim de possibilitar a classificação do nível de ruído gerado pelas várias atividades,algumas suposições gerais têm que ser consideradas. Assumiu-se que as ativida-des estão acontecendo normalmente e que elas não foram acusticamente fechadasou condicionadas, transmitindo-se completamente para o meio exterior. Diferen-tes atividades geram diferentes níveis de ruído. Se o nível exato de ruído para umaatividade em particular localizada dentro de uma certa região não é conhecidocom precisão, é assumido que esta atividade tem o valor máximo de ruído reco-mendado pela regulamentação[Oli97]. O caso para o exemplo apresentado aqui édescrito na Seção 5.

Um método conveniente foi utilizado para o modelo de ruído de trânsito [Val97].Os veículos foram considerados como fontes de ruído pontuais, movendo-se emuma linha reta ao longo do eixo de trilhas perfeitamente rígidas, com velocidade eespaçamento constantes. O ruído de trânsito foi estimado considerando a classede via, como estabelecido pela regulamentação da cidade. Cada classe tem umlimite de ruído máximo especificado em dB, o que foi adotado como o ruídoexistente no centro da via, configurando deste modo uma fonte linear.

3.2.2 Propagação e Combinação

A pressão e intensidade do som são descritos usualmente por meio de escalaslogarítmicas conhecidas como “níveis de som”. Escalas logarítmicas são usadasprincipalmente devido à ampla faixa de valores encontrados na acústica, e devidoao comportamento logarítmico do ouvido humano em relação à altura relativa dedois sons. A escala logarítmica mais usada para descrever níveis de som é a escaladecibel (dB), usualmente empregando um peso A, muito parecido com a percep-ção do ouvido humano. O valor de referência dessa escala de pressão do som (P0)corresponde à intensidade de uma nota pura de 1000 Hz que se encontra nopercentual mínimo de percepção para uma pessoa com audição normal.

O nível de som LA,

de peso A, medido em dB(A), é provavelmente a medida deruído ambiente mais amplamente empregada. Níveis de som [KFCS82] são geral-mente expressos por meio do nível de pressão do som (SPL), o qual pode serdeterminado através da Equação 1:

Onde Po = 0,00002 N/m2 é o valor de referência e corresponde ao limiar daaudição em 1000 Hz, e P é a pressão acústica medida.

SPL = 10 log P2 dB (A)

P02 (Eq. 1)

87


SPLt = L1 + 10 log [ 1+ 10 - (L1 - L2)/10] dB(A)

Quando duas fontes de ruído estão emitindo simultaneamente, e gerando ní-veis de pressão de som L

1 e L

2 em um dado ponto, considerando L

1 > L

2, o nível de

pressão total (SPLt)

resultante do som nesse ponto pode ser expresso como:

Ondas acústicas perdem energia ao se propagarem no ar. Fatores como distân-cias de percurso, barreiras de tipos variados, absorção atmosférica e variações deventos influenciam para a variação da propagação do som no ar. Desses fatores,apenas a distância percorrida foi considerada nesta fase da presente pesquisa, e háuma tendência a superestimar o impacto total do ruído. Pode-se dizer, desta for-ma, que está se considerando o pior caso (limite).

O presente estudo levou em consideração as distâncias horizontais entre osreceptores e as fontes de ruído. A variação em altura da fonte durante esta fase dapesquisa foi desconsiderada. O efeito adicional do ruído de trânsito foi levado emconta.

A atenuação do nível de pressão do som com a distância depende da distribui-ção das fontes de ruído. As fontes foram supostas fixas no chão, irradiando toda aenergia para um espaço semi-infinito.

A correlação entre o nível de pressão do som (SPL) e o nível de pressão do somem Watts (SWL) depende do directivity index (DI), que é uma medida da direçãode emissão para uma dada fonte, isto é, nem todas as fontes emitem com o mesmopoder de emissão em todas as direções. Se r é a distância entre a fonte e o pontode medida, é possível escrever:

onde DI(0) = 10 log Qθ é o índice de direcionamento do som. Qθ é o índice dedirecionamento na superfície (no caso o solo) que reflete a energia do som total parao espaço semi-infinito. Para o caso considerado, os valores Qθ = 2 e DI(θ )= 3 dBforam assumidos.

Quando se consideram fontes pontuais, a relação entre SPL1 e SPL

2, que são os

níveis de pressão do som às distâncias r1 e r

2 da fonte, pode ser expressa como:

Uma conseqüência interessante da equação anterior é o resultado clássico (parasons propagados) de que o nível de pressão do som cai 6 dB a cada vez que adistância dobra. Esta equação pode ser convenientemente usada para representar

SPL = SWL = DI (θ) - 20 log r -11

SPL1 - SPL2 = 20log (r1/r2)

(Eq. 2)

(Eq. 3)

(Eq. 4)

88



o impacto da função decaimento f, considerada adiante neste texto para a estima-ção da análise do ruído ambiental.

Mesmo sendo perfeitamente possível empregar modelos mais sofisticados tantopara gerar os dados de entrada como para criar novos procedimentos para a utili-zação do SIG aqui descrito, simplificações acústicas foram adotadas para permitira implementação imediata do método. Por exemplo, o modelo pode ser refinadomais tarde para considerar a influência da topografia e obstáculos. Um procedi-mento acústico e numérico que pode ser empregado especificamente em áreasresidenciais ou industriais pode ser adotado [MK98]. Esta referência também des-creve como combinar a emissão acústica de mais de uma fonte com dados topo-gráficos a fim de estimar o nível de pressão do som nos receptores. A pesquisaentrará agora na sua segunda fase, onde procedimentos acústicos mais compreen-síveis serão avaliados, incluindo a análise da influência de obstáculos.

3.2.3 Avaliação do Impacto do Ruído

Considerando o assunto discutido nas seções 3.1 e 3.2, o impacto do ruídodentro de uma região em consideração pode então ser estimado de acordo com asseguintes etapas:

1. Para cada atividade econômica uma fonte de ruído é considerada, deacordo com seu grupo [Oliv97].

2. O ruído de trânsito é avaliado de acordo com a classe de via de aces-so estabelecida pela regulamentação da cidade, usando os limites es-pecificados de ruído em dB para cada tipo.

3. A atenuação do som é avaliada até que o nível do som caia a 40 dBSPL, um valor recomendado pela Organização Mundial de Saúde comoadequado para sono e repouso.

4. Para obter o ruído gerado por todas as fontes, contribuições individu-ais são acumuladas em cada célula na vizinhança dessas fontes, con-siderando a distância entre a célula e a fonte e determinando o nívelde pressão do som respectivamente, incluindo a atenuação para ruídotransportado.

4. SIG NA ANÁLISE ACÚSTICA

A posição desempenha um papel importante no comportamento de todos oscomponentes do modelo acústico. Desta forma, o SIG se torna uma escolha natu-ral de ferramentas para se implementar o modo de execução toda vez que infor-mações suficientes sobre a natureza e localização das fontes, obstáculos e recep-tores são fornecidas. O SIG é também benéfico quando se chega a desenvolver

89


ferramentas analíticas para ajudar no processo de tomada de decisão, baseado noconjunto usual de capacidades de análise espacial incluído na maioria dos paco-tes comerciais de SIG.

A fim de conceber uma aplicação geográfica para análise acústica, um modeloesquemático de banco de dados foi desenvolvido, usando o OMT-G [Bor97], umaextensão para o modelo OMT de Rumbaugh [RBP+91], no qual foram criadasformas básicas especificamente para a representação das classes geográficas, esuas relações foram incluídas. Neste diagrama (Figura 1), o ruído é modeladocomo um geo-campo. Geo-campos são representações de fenômenos de variaçãocontínua, quer dizer, variáveis para as quais há um valor diferente em cada posi-ção espacial. As fontes, por outro lado, são modeladas como geo-objetos (discre-tos), já que eles são caracterizados individualmente. As fontes relacionadas comatividades econômicas são modeladas como pontos, localizadas no centro aproxi-mado do edifício que sedia a atividade, e as fontes de trânsito modeladas comolinhas, no eixo da rua. Como o modelo acústico deve fornecer meios para seestimar o nível de ruído em cada ponto da superfície da cidade, o aplicativo deveser capaz de gerar um geo-campo (nível de ruído) a partir de uma série de geo-objetos (fontes). Como indicado pela linha diagonal no canto direito superior, ocampo de ruído das fontes está contido no banco de dados, aplicando-se os méto-dos descritos na Seção 3. Um método de propagação está associado com a classede fonte de ruído, usando a intensidade máxima de ruído que é definida comoatributo. Um método de combinação é associado com o campo de ruído, já que aacumulação dos efeitos das várias fontes é feita no momento da sua criação.

Figura 1 - Diagrama de dados de análise acústica OMT-G

90



Para analisar a distribuição espacial de ruído utilizamos a análise de impactoglobal [Oliv97]. Este tipo de análise é concebido com a intenção de exibir,quantitativamente, o impacto da acumulação de fontes de ruído sobre uma áreadefinida pelo usuário. Assume-se que o nível de ruído é máximo na fonte, e aatenuação varia com a distância da fonte, como mostrado na Seção 3. O usuário écapaz de selecionar imediatamente uma região onde as áreas de maior ou menorimpacto pronunciado em potencial podem ser identificadas. As seguintes etapasprecisam ser consideradas nesta análise:

Estabelecer a área a ser analisada. Um retângulo R1 de dimensões w

1 e h

1

(que corresponde respectivamente à largura e altura em metros da área representa-da na tela do computador) é definido. Outro retângulo R

2 tendo dimensões w

2 e h

2

é também definido, considerando, w2 = w

1 + δ, e h

2 = h

1 + δ. Usando as relações

anteriores, é possível assegurar que todas as atividades que influenciam os níveisde ruído dentro de R

1 devem estar situadas dentro de R

2 (Figura 2).

Dividir R1 segundo uma malha retangular. O usuário deve estabelecer a

largura das células a serem usadas na malha. O número total de células é umafunção das proporções de R

1. O tempo de processamento é inversamente propor-

cional à largura da célula, aumentando com o quadrado da redução da largura dacélula.

Calcular o nível de ruído em cada célula. Aplicar a função Ip

no centro decada quadrado da malha, assumindo o mesmo valor de impacto para a área totaldo quadrado. O resultado será o “grau de impacto” introduzido pelas atividadespertencentes à célula adicionada do grau de impacto introduzido pelas atividadesna sua vizinhança, avaliando-se o valor final por meio do processo descrito previ-amente.

Resultados presentes. Exibir na tela os resultados da análise realizada. Oresultado é apresentado como um mapa temático, onde para cada célula na matrizé atribuída uma tonalidade de cor de escala correspondente à intensidade de im-pacto.

Figura 2 - Exemplo de área a ser analisada

91


5. ESTUDO DE CASO: CIDADE DE BELO HORIZONTE

A aplicação descrita na Seção 4 foi implementada em um protótipo para acidade de Belo Horizonte, onde existem perto de 2.5 milhões de habitantes. BeloHorizonte constitui um ótimo tema de estudo, com grande quantidade de varia-ções acústicas, topográficas e de atividades econômicas, oferecendo várias op-ções de protótipos. A Prodabel - Empresa de Informática e Informação do Municí-pio de Belo Horizonte - tem desenvolvido aplicações urbanas baseadas em SIGnos últimos 10 anos, e é responsável pelo gerenciamento do banco de dadosgeográfico digital da cidade. Esse banco de dados foi combinado com informa-ções de atividades econômicas licenciadas para fornecer dados para o protótipo.

5.1 Metodologia - Etapas Preliminares

A criação de um bom algoritmo é apenas parte do trabalho. Há sempre umprocesso de tomada de decisão que nem sempre parece óbvio. É útil portantoindicar os procedimentos que tenham sido tomados em conjunção com o métodoaqui descrito.

O primeiro passo em qualquer trabalho relacionado com impacto ambiental éestabelecer qual é a legislação pertinente. Isto é importante porque ela aponta parao problema geral de uma maneira clara. Ao mesmo tempo as pessoas que tratamda legislação ambiental se envolvem com o trabalho, tanto aqueles que propõem alegislação quanto aqueles que são responsáveis por aplicá-la. Este procedimentotem sido de extremo valor, porque as pessoas que lidam diariamente com a situa-ção conhecem exatamente onde se encontra o problema.

É igualmente importante trabalhar com as instituições administrativas oficiaisa fim de descobrir a disponibilidade de dados relevantes, e como eles estão orga-nizados. Um banco de dados bem organizado é um recurso valioso, e deve sugeriralternativas para o projeto da interface do sistema. A administração pode tambémfornecer informações valiosas sobre as atividades já estabelecidas, também pro-porcionando uma boa percepção dos problemas e perigos de impactos ambientaisem potencial.

Após os dois procedimentos prévios terem sido realizados é então possíveldefinir as variáveis que devem ser consideradas. Como próximo passo é possívelestabelecer o modelo descrito.

Finalmente, com um sistema completamente operacional, é possível registrartodas as atividades existentes e planejadas. O sistema completo pode então serusado para estudar casos de impacto, e estabelecer linhas de direção para ações delicenciamento e planejamento.

5. 2 Estrutura Operacional dos Sistemas

Como protótipo foi construído o “SEAU” (Sistema Espacial de AnáliseAmbiental Urbana). O SEAU é baseado em um SIG, operando em um grande

92



banco de dados geográfico urbano. Ele possibilita o acesso a um grande númerode detalhes adicionais do meio ambiente urbano, que pode ser às vezes útil naanálise do processo de licenciamento. Os dados utilizados incluem informaçõescomo localização e natureza das atividades econômicas, rede de ruas e avenidas,zonas de uso de solo, e várias outras.

5.2.1 Mapeamento dos Níveis Acústicos para Belo Horizonte

No Brasil, o sistema de concessões para o estabelecimento de qualquer ativi-dade de negócio em grandes centros urbanos segue exigências bem definidas,baseadas na legislação pertinente. A Lei de Parcelamento, Ocupação e Uso doSolo de Belo Horizonte (LPOUS) tem atividades econômicas classificadas emtrês grupos, de acordo com o grau esperado de impacto ambiental: Grupo I - ativi-dades que não apresentam impacto ambiental, Grupo II - compreende atividadesque apresentam um impacto ambiental médio, e Grupo III - inclui atividades quepodem gerar risco de segurança ou que produzem um forte impacto ambiental.

As atividades do Grupo II e do Grupo III podem, segundo essa lei, ter os se-guintes tipos de repercussões ambientais: geração de ruídos e vibrações; geraçãode efluentes poluidores, odores, gases ou radiações ionizantes; atração de altonúmero de veículos leves ou pesados; atração de alto número de pessoas e gera-ção de risco de segurança. A partir do ponto de vista deste estudo, de acordo como descrito na seção 3.2.1, o ruído gerado pelas atividades emissoras de ruídopertencentes ao Grupo II será considerado como 55dB(A) e pelas atividades doGrupo III será de 70 dB(A).

O problema com as definições legais é que elas não levam em conta direta-mente os efeitos combinados de mais de uma fonte de ruído, nem consideramquaisquer efeitos (acústicos) indiretos. Os efeitos só são considerados indireta-mente a partir do estabelecimento de limites permitidos para cada zona de ocupa-ção. Entretanto, como uma consideração legal não está associada à outra, os re-sultados são menos que satisfatórios. Devido ao conceito global de que a legisla-ção é baseada em suposições simples, os registros e as exigências padrões sãotambém, conseqüentemente, inadequados. O SIG em geral e o método descritoem particular, oferecem uma alternativa melhor a isso, já que é possível combinare visualizar resultados ambientais que levem em consideração os aspectos legaise técnicos e físicos com um procedimento unificado e adequado.

A implementação do SIG é idealmente adaptada para suportar todas as infor-mações necessárias rápida e eficientemente, fornecendo dados gráficos e numéri-cos, em formulário integrado para análise e avaliação, e observando os aspectosambientais, legais, e de segurança. Foi utilizado um banco de dados convencionalcontendo registros das atividades licenciadas desde 1992 até abril de 1997. Essesregistros foram georreferenciados e classificados por grupos (I, II ou III) e portipo de repercussão ambiental, e usados no protótipo, combinado aos mapas da

93


cidade. A partir deste banco de dados, várias questões podem ser formuladas eapresentadas tanto como relatórios como mapas temáticos:

• Qual é a concentração de atividades econômicas que possuem umcerto tipo de repercussão ambiental?

• Como qualificar uma certa região em termos de atividades existen-tes?

• Quais devem ser as mudanças ambientais se uma determinada ativi-dade for instalada?

• Pode-se instalar uma outra atividade, geradora de ruído em um certoquarteirão da cidade, sem aumentar o nível de ruído acima do limitelegal?

Figura 3 - Representação típica do impacto de ruído

causado por atividades econômicas

Figura 4 - Representação típica do impacto de ruído de trânsito

94



As Figuras 3 a 5 exemplificam, numa escala de cinzas, a extensão do impactode ruído causado por várias atividades econômicas (Figura 3), por trânsito de ve-ículos (Figura 4) e o efeito global (Figura 5) em uma região central de Belo Hori-zonte.

Figura 5 - Representação típica do impacto de ruído combinando

ruídos produzidos pelas atividades econômicas e pelo trânsito.

6. CONCLUSÕES

A pesquisa sobre poluição causada por ruído urbano é bem recente e ainda emum estágio incipiente. A possibilidade de implementar diferentes tipos de mode-los dentro de um SIG oferece aos planejadores uma ferramenta poderosa e flexí-vel para analisar a ocupação do solo, e decidir sobre novos licenciamentos delocalização de atividades econômicas. A solução descrita provou ser adequadapara integrar os dados geográficos disponíveis em um modelo matemático acústi-co, fornecendo valores para a análise da relação entre os vários objetos geográfi-cos.

A principal contribuição do SEAU é tornar disponível um instrumento quepermite uma avaliação mais adequada do ambiente urbano da cidade, particular-mente em respeito aos aspectos ambientais. Na verdade, o SEAU é uma prova deque esta integração de dados é essencial para se conseguir suporte suficiente eanálise adequada.

Ele integra as várias instituições e setores da administração oficial envolvidosem um processo de tomada de decisão complexo, desta forma assegurando uni-formidade e disponibilidade de informações. É esta integração que deve levar aum planejamento ambiental global adequado, oferecendo um painel completo ecorreto de uma área particular.

95


O SEAU pode também ser utilizado por outras classes de impacto ambiental,que devem exigir uma implementação muito similar àquela encontrada em Acús-tica. Na verdade ela foi projetada tendo em vista a flexibilidade. É também espe-rado desta forma que outros tipos de impacto devam ser incluídos, e que o modeloAcústico deve experimentar alguns melhoramentos a fim de tornar o procedimen-to inteiro mais completo e apurado. É esta visão ambiental global que deve ser oponto decisivo para uma análise mais elaborada, levando talvez aos objetivosmaiores deste estudo, nomeadamente: fornecer uma vida melhor para a popula-ção.

O presente protótipo, criado dentro do SEAU, é a tentativa inicial de incrementaro SEAU com mapeamento de informações de nível de ruído. Ele usa um modelomatemático muito simples que todavia fornece uma primeira aproximação para adeterminação da poluição acústica. De todo modo, este é um aperfeiçoamentoimportante sobre outras aproximações padrões para mapeamento de níveis de ru-ído, que não se baseiam em bancos de dados geográficos ou instrumentos de SIG.Essas aproximações dependem de especialistas que adquirem dados de campo dasregiões a serem mapeadas, adotando simulações e criando mapas que são limita-dos à área de estudo. A principal vantagem do presente protótipo é que uma gran-de parte dos dados necessários já está disponível no banco de dados, e englobatoda a cidade. Logo, vários tipos de diagnósticos de níveis acústicos podem sergerados baseados unicamente em modificar os modelos matemáticos e a classifi-cação das principais fontes de ruído.

Em particular, pesquisas futuras envolvem o aumento da sofisticação dos mé-todos aplicados, adequando-os às necessidades específicas de cada área conside-rada

KEYWORDS

Urban noise-Pollution control- Geographic applications.

ABSTRATCThe economic development taking place in large urban centers can often providean improvement in life quality as a consequence of the wider availability of services.However, severe environmental problems can also occur, if a coordinated strategyinvolving adequate monitoring of established businesses is not carried out.Adequate assessment of the environmental impact which may result from theeconomic development can only be carried out if suitable tools are available tothe administrators, enabling proper supervision of land occupation. Noise is amajor source of nuisance in urban environments, and in general 70% of theinhabitants of large cities usually describe noise related disturbances as a very

96


important factor affecting life quality. This paper describes a set of GIS-basedtools intended to provide the administrators with a methodology enabling a properassessment of the acoustic impact within the urban environment. A modelestablishing the correlation between the spatial distribution of impacts and therelevant activities is developed. This model has been implemented as a prototypein a GIS environment, using Belo Horizonte’s geographic database, which isintended to represent a typical large Brazilian city situation. Initial fieldmeasurements compare favorably with this prototype, indicating the feasibility ofthe proposed approach.

KEYWORDSUrban noise-Pollution control- Geographic applications.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[Bor97] BORGES, Karla A.V.. Modelagem de dados geográficos - uma extensão do mo-delo OMT para aplicações geográficas. (Tese de Mestrado), Fundação João Pinheiro,1997.

[SMMA90] Secretaria Municipal do Meio Ambiente - Belo Horizonte. Diagnóstico deruídos urbanos em Belo Horizonte, 1990; (Relatório Técnico).

[BH96] BELO HORIZONTE. Lei no 7.166 de 27 de agosto de1996 – Lei de Parcelamento,Ocupação e Uso do Solo. Prefeitura Municipal de Belo Horizonte, SecretariaMunicipal do Planejamento, 1996.

[KFCS82] KINSLER, L. E; FREY, A. R.; COPPENS, A. B.; SANDERS, J. V. Fundamentalsof Acoustics. John Wiley & Sons, 1982.

[LF97] LISBOA FILHO, Jugurta. Modelos conceituais de dados para Sistemas de Infor-mações Geográficas. Relatório Técnico EQ-12, CPGCC-UFRGS, 1997.

[MK98] MEDEIROS, E. B.; KROEFF, G. Acoustic Modelling and Simulation of an UrbanSubstation. Proceedings of the 16th International Congress on Acoustics, Seattle, 1998.

[Oliv97] OLIVEIRA, Maria Piedade G. Sistema espacial de apoio à decisão: modelospara análise do adensamento de atividades econômicas no espaço urbano.(Dissertação de Mestrado) Fundação João Pinheiro, Belo Horizonte,1997.

[RBP+91] RUMBAUGH, J., BLAHA, M., PREMERLANI, W., EDDY, F., LORENSEN, W.Object-oriented modeling and design. Prentice-Hall, 1991.

[Val97] VALADARES, Victor M.. Ruído de tráfego veicular em corredores de transporteurbano: estudo de caso em Belo Horizonte –MG, Florianópolis, 1997,(Dissertação de Mestrado) – Universidade Federal de Santa Catarina.

Planejando o Meio Ambiente Acústico Urbano: uma abordagem ... · tem⁄tica pela PUC/MG; Mestre em...

Documents

Transcript of Planejando o Meio Ambiente Acústico Urbano: uma abordagem ... · tem⁄tica pela PUC/MG; Mestre em...