A influência dos parâmetros de amostragem na incerteza das medições de ruído ambiental

Abstract

A avaliação dos descritores acústicos de longa duração para o ruído ambiental é muitas vezes efetuada a partir de medições de maior ou menor duração. Com base nestas medições, são muitas vezes tiradas conclusões, e tomadas decisões, que podem ter maior ou menor repercussão para os cidadãos, para as atividades económicas e para o ambiente. Como em qualquer outro processo de medição, são muitos os fatores que podem interferir e no final todas elas contribuem para o resultado final. Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia genérica que, aplicada a um padrão temporal de ruído, permite a seleção da melhor combinação dos parâmetros de amostragem, em função do grau de precisão requerido para as medições. Foi estudada uma localização urbana com predominância de ruído rodoviária ao longo de 4 anos. Os dados obtidos durante esse período permitiram definir estatisticamente o perfil sonoro do local. Foi utilizado um sistema de monitorização permanente, baseado num computador portátil, um microfone externo e o respetivo pré-amplificador. Para avaliar a influência dos parâmetros de amostragem na incerteza dos descritores de ruído, os dados recolhidos por esse sistema foram sujeitos a um processo de reamostragem através do método de Bootstrap. O conjunto de resultados obtidos para a relação entre a incerteza do nível equivalente e os parâmetros de amostragem (número e duração individual dos episódios de amostragem) permitiu a obtenção de uma expressão matemática genérica que pode ser aplicada aos vários períodos de referência (dia, entardecer e noite). É proposta a consideração do efeito da estratégia de amostragem selecionada, como mais uma componente a incluir no modelo de cálculo de incerteza de ruído ambiente atualmente utilizado. Foi ainda avaliado, numa vertente financeira, o custo das várias estratégias de amostragem e verificada a possibilidade de o otimizar para cada nível de precisão requerido. Conseguiu-se obter uma expressão analítica tipo que define o grau de precisão em função dos parâmetros de amostragem, permitindo assim quantificar e avaliar influência dos mesmos. Ficou patente que o esforço a colocar numa dada estratégia de amostragem deverá ser equacionado definindo níveis de precisão para as medições. Mostrou-se que é possível definir patamares mínimos para a incerteza do indicador de longa duração, sendo igualmente possível vi escolher várias estratégias que garantam ainda assim que a incerteza se situa dentro de intervalos bem definidos. Por último, foi ainda possível conjugar todos os resultados com os custos financeiros de modo a minimizá-los.

The assessment of environmental noise long term acoustic descriptors is often made through longer or shorter measurements. Having these measurements in mind, conclusions are drawn, and decisions are taken, that may have greater or lesser impact on the life of citizens, on economic activities and on the environment. As in any other measurement process, there are several factors that can interfere and, in the end, they all contribute to the final result. In this work, a generic methodology was developed, which applied to a temporal noise pattern, allows the optimization of the sampling parameters, in order to help in its definition when designing a sampling strategy and thus control the accuracy level of the sample. An urban site with road noise predominance was studied over four years. The data collected during that period allowed to statistically define the sound profile. A permanent monitoring system, based on a laptop computer with a data acquisition board and an external microphone and its respective pre-amplifier, was used. To evaluate the influence of the sampling parameters on the precision of obtained noise descriptors, the collected data was subjected to a re-sampling process through the Bootstrap method. The set of obtained results for the relationship between the uncertainty of the noise equivalent level and the sampling parameters (number and duration of sampling episodes) allowed to get a generic expression that may be applied to the various reference periods (day, evening, night). It is proposed the consideration of the sampling strategy as one more component to include in the environmental noise uncertainty calculation model currently in use. In a financial level, the cost of several sampling strategies was assessed and the possibility to optimize it to each required accuracy level was verified. An analytical expression was obtained which defines the accuracy level having in mind the sampling parameters, thus allowing quantifying and assessing their influence. It became evident that the effort for a given sampling strategy must be resolved by defining levels of accuracy for the measurements. It has been shown that it is possible to establish minimum thresholds for long duration uncertainty and that it is also possible to choose different strategies to ensure that the uncertainty is located within well-defined ranges. viii Finally, it was still possible to combine all the results with the financial costs in order to minimize them.