Embora as avaliações de ruído ambiental omitam com frequência os efeitos do vento e da temperatura devido a sua variabilidade, a relação entre a temperatura e o ruído tem vindo a ser objecto de estudos cada vez mais frequentes, já que o ruído pneu/pavimento é afectado por estes factores quer durante a emissão do som, quer durante a sua propagação.
A influência da temperatura sobre o nível de ruído depende das características do pneu e da superfície do pavimento. Desta forma, é provável que esta seja diferente para cada tipo de superfície (apesar de estas diferenças não serem muito grandes na maioria dos casos) [Raitanen, 2005].
Durante o dia, as temperaturas da superfície do pavimento podem tornar-se muito elevadas, o que produz uma camada de ar muito quente próxima da superfície e um elevado gradiente de temperatura. Nestas condições, a refracção é ascendente, resultando numa “mancha sonora” onde os níveis de ruído são significativamente reduzidos (Figura 3.13 (a)). Este fenómeno pode frequentemente levar a níveis de ruído reduzidos sobre receptores posicionados ao lado da estrada [Philips et al., 1998].
Pelo contrário, à noite o calor é irradiado longe da superfície do solo resultando numa camada de ar relativamente fria próximo do solo com camadas aquecidas por cima (inversão da temperatura). Nestas condições as ondas sonoras são refractadas para baixo o que facilita a propagação do som (Figura 3.13 (b)).
(a) (b)
O vento produz um efeito similar, função da localização da fonte de ruído. Quando a fonte de ruído está contra o vento (ou quando a temperatura diminuiu) as ondas sonoras se refractem desde o solo provocando uma diminuição nos níveis de ruído. O contrário, se passa quando a fonte de ruído está no sentido do vento ou quando há uma inversão da temperatura junto ao solo (Figura 3.14).
Figura 3.14 – Refracção da onda sonora devido ao radiante do vento [Watts, 2005]
Os níveis sonoros podem ser corrigidos com base em diferentes factores associados à temperatura. Os mais usados são:
• Temperatura do pneu;
• Temperatura da superfície do pavimento; • Temperatura do ar.
Kuijpers (2001) realizou um estudo de modo a avaliar a relação entre essas temperaturas. Na Figura 3.15 (a) e (b) são ilustrados os gráficos que relacionam a temperatura do pavimento com a temperatura do ar e a temperatura do pneu, respectivamente.
(a) (b)
Figura 3.15 – Relação entre a temperatura da estrada e a temperatura do ar (a) e entre a temperatura da estrada e a temperatura do pneu (b) [Sandberg and Ejsmont, 2002]
A linha obliqua indicada nas figuras mostra uma relação aproximadamente de 1:1. No entanto, a correlação entre a temperatura da superfície do pavimento e a temperatura do ar é mais elevada, pelo que geralmente opta-se pela correcção dos níveis sonoros em função da temperatura do pavimento ou do ar.
Isto significa que se deverá seleccionar ou a temperatura da estrada ou a temperatura do ar, o que poderá constituir uma escolha de ordem meramente prática. O coeficiente de correcção é, de qualquer forma, mais elevado para a temperatura do ar do que para a temperatura do pavimento, sendo a última cerca de 65% da primeira, devido ao facto da temperatura do ar não variar a uma escala tão elevada como a temperatura do pavimento [Sandberg and Ejsmont, 2002].
Num estudo realizado por Afonsso-Lédée (2001) é demonstrado o efeito da temperatura nos níveis de ruído e são apresentados duma forma genérica coeficientes de correcção para a temperatura para vários tipos de superfície, Quadro 3.2.
Quadro 3.2 – Coeficientes de correcção da temperatura para diferentes tipos de camadas superficiais [Sandberg and Ejsmont, 2002]
Quando se fala em coeficientes de correcção para a temperatura, é assumido que se fala duma relação que pode ser descrita pela Equação 3.1:
Equação 3.1:
em que:
bT a
L= +
L é nível de pressão sonora (dB); T é a temperatura (ºC);
a e b são constantes.
A inclinação b é designada por coeficiente da temperatura. O sinal negativo constantes nos valores do Quadro 3.2 significa um decréscimo dos níveis de ruído com o aumento da temperatura [Sandberg and Ejsmont, 2002].
A Norma ISO para o método estatístico de passagem (SPB) e a minuta de norma para o método da estrita proximidade (CPX) não fornecem qualquer fórmula para correcções de temperatura. No método estatístico de passagem, sugere-se apenas que a menos que as medições visem especificamente determinar a influência do tempo ou de outras condições ambientais sobre a emissão de ruído, a temperatura do ar deverá situar-se entre os 5 ºC e os 30 ºC e a temperatura da superfície de estrada deverá situar-se entre os 5 ºC e os 50 ºC. A temperatura do pneu não é muito usada na correcção dos níveis sonoros, com excepção da Directiva da U.E. sobre o ruído do pneu (n.º 2001/43/EC ou Decreto-Lei n.º 72-C/2003
em Portugal), onde são aplicados coeficientes de correcção em função da classe do pneu e da temperatura da superfície do pavimento. Na Figura 3.16 é apresentada a curva ruído- temperatura usada pela União Europeia na Directiva n.º 2001/43/EC para o ruído do pneu [Sandberg and Ejsmont, 2002].
Figura 3.16 – Curva ruído-temperatura [Sandberg and Ejsmont, 2002]
Num estudo elaborado por Landsberger (2001) foram apresentados os níveis de pressão sonora versus a temperatura do ar, obtidos através do método Coast-By (Decreto-Lei n.º 72- C/2003) para 6 tipos de pneus circulando a 53 Km/h e 80 Km/h, Figura 3.17 (a) e (b), respectivamente.
(a) (b)
Figura 3.17 – Níveis de pressão sonora versus temperatura do ar para 6 tipos de pneus, a 53 Km/h (a) e 80 Km/h (b) [Sandberg and Ejsmont, 2002]
Verificou-se que foi obtida uma pequena mas significante redução dos níveis de ruído com o aumento da temperatura positiva, mas não para todos os pneus. Esta redução foi mais evidente em dois dos pneus (Tyre 1 e Tyre 5) a 53 Km/h e em cinco dos pneus (Tyre 1, Tyre 2, Tyre 4, Tyre 5 e Tyre 6) a 80 Km/h. A análise do espectro de frequência demonstrou também que o ruído do pneu nas frequências entre os 1200 e 2000 Hz é particularmente afectado pelas mudanças de temperatura. Contudo, as diferenças dos níveis de pressão sonora devido à velocidade e tipo de pneu são mais notórias do que devido à temperatura [Landsberger, 2001].