Portaria n.º 42/2023 — Regulamenta o regime de avaliação e gestão do ruído ambiente e transpõe para a ordem jurídica interna a Diretiva (UE)…

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Os valores de (Delta)(índice dif) estão limitados como segue:

• Se (Delta)(índice dif) (menor que) 0: (Delta)(índice dif) = 0 dB;

• Se (Delta)(índice dif) (maior que) 25: (Delta)(índice dif) = 25 dB em caso de difração num bordo horizontal, mas apenas no termo (Delta)(índice dif) que figura no cálculo de A(índice dif) . Este limite superior não se aplica aos termos (Delta)(índice dif) que intervêm no cálculo de (Delta)(índice ground) nem às difrações em bordos verticais (difração lateral), no caso da elaboração de mapas de ruído industrial.

Cálculo da diferença de percursos

Calcula-se a diferença de percursos, (delta), num plano vertical que passa pela fonte e pelo recetor, numa aproximação em relação ao princípio de Fermat. Esta aproximação é aplicável nos casos em apreço (linhas de fontes). Calcula-se a diferença de percursos (delta) como se indica nas figuras seguintes, com base nas situações encontradas.

Condições homogéneas

Figura 2.5.d

Cálculo da diferença de percursos em condições homogéneas. O, O(índice 1) e O(índice 2) são os pontos de difração

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Nota: Apresenta-se a expressão de (delta) para cada configuração.

Condições favoráveis

Figura 2.5.e

Cálculo da diferença de percursos em condições favoráveis (difração simples)

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Em condições favoráveis, os três raios sonoros encurvados , e têm raio de curvatura, (Gama), idêntico, definido por:

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A notação do comprimento de um raio sonoro MN encurvado é M^N, em condições favoráveis. Este comprimento é igual a:

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Em princípio, seriam três os cenários a considerar no cálculo da diferença de percursos em condições favoráveis, (delta)(índice F) (ver a figura 2.5.e). Na prática, são suficientes duas equações:

• se a propagação direta do raio sonoro retilíneo SR for impedida pelo obstáculo (primeiro e segundo casos na figura 2.5.e):

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• se a propagação direta do raio sonoro retilíneo SR não for impedida pelo obstáculo (terceiro caso na figura 2.5.e):

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No caso de difrações múltiplas em condições favoráveis:

• determina-se o contorno convexo definido pelos vários bordos de difração potenciais;

• eliminam-se os bordos de difração que não atingem esse contorno;

• calcula-se (delta)(índice F) com base no comprimento dos segmentos que compõem o raio sonoro encurvado, subdividindo o percurso difratado nos segmentos necessários (ver a figura 2.5.f).

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Em condições favoráveis, o percurso de propagação no plano de propagação vertical consiste sempre de segmentos de um círculo cujo raio é dado pela distância, no espaço tridimensional, entre a fonte e o recetor, ou seja, todos os segmentos do percurso de propagação têm o mesmo raio de curvatura. Se o arco de ligação direta entre a fonte e o recetor estiver bloqueado, define-se o percurso de propagação como a mais curta combinação convexa de arcos que envolve todos os obstáculos. Entende-se por «convexo» neste contexto que, em cada ponto de difração, o segmento de raio que sai é defletido para baixo, em relação ao segmento de raio que entra.

Figura 2.5.f

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No caso ilustrado na figura 2.5.f, a diferença de percursos é a seguinte:

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Cálculo da atenuação Adif

Para calcular a atenuação devida à difração, tendo em conta os efeitos do solo do lado da fonte e do lado do recetor, utilizam-se as seguintes equações gerais:

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Cálculo do termo (Delta)ground(S,O)

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No caso especial em que a fonte está situada abaixo do plano médio do solo: (Delta) dif(S,R)= (Delta) dif(S',R) e (Delta) ground(S,O) = A ground(S,O)

Cálculo do termo (Delta) ground(O,R)

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No caso especial em que o recetor está situado abaixo do plano médio do solo: (Delta) dif(S,R') = (Delta) dif(S,R) e (Delta) ground ( O,R ) = A ground ( O,R ).

Cenários de bordo vertical

Pode utilizar-se a equação (2.5.21) para calcular difrações em bordos verticais (difrações laterais), no caso do ruído industrial. Se assim for, considera-se Adif = (Delta)dif(S,R) e utiliza-se o termo Aground . Por outro lado, calculam-se Aatm e Aground a partir do comprimento total do percurso de propagação. Adiv continua a ser calculado a partir da distância direta d. As equações (2.5.8) e (2.5.6) tomam o seguinte aspeto, respetivamente:

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(Delta)dif é efetivamente utilizado em condições homogéneas na equação (2.5.34).

Apenas se considera a difração lateral nos casos em que as condições a seguir enunciadas sejam satisfeitas:

. A fonte é uma fonte pontual real - não gerada por segmentação de uma fonte extensa, como uma fonte linear ou uma fonte plana;

. A fonte não é uma fonte espelho, construída para calcular uma reflexão;

. O raio direto entre a fonte e o recetor está totalmente acima do perfil do terreno;

. No plano vertical que contém S e R, a diferença (delta) na extensão do percurso excede 0, ou seja, o raio direto está bloqueado. Portanto, em algumas situações, pode ter-se em conta difração lateral em condições de propagação homogéneas, mas não em condições de propagação favoráveis.

Satisfeitas todas estas condições, podem ser tidos em conta, em acréscimo ao percurso de propagação difratado no plano vertical que contém a fonte e o recetor, até dois percursos de propagação com difração lateral. Define-se "plano lateral" como o plano, perpendicular ao plano vertical, que também contém a fonte e o recetor. As superfícies de intersecção com este plano lateral são construídas a partir de todos os obstáculos penetrados pelo raio direto da fonte até ao recetor. No plano lateral, a ligação convexa mais curta entre a fonte e o recetor, constituída por segmentos de reta e envolvente dessas superfícies de intersecção, define os bordos verticais tidos em conta na construção do percurso de propagação com difração lateral.

Para calcular a atenuação do solo para um percurso de propagação com difração lateral, calcula-se o plano médio do solo entre a fonte e o recetor tendo em conta o perfil do solo situado por baixo, na vertical, do percurso de propagação. Se, na projeção num plano horizontal, um percurso de propagação lateral cortar a projeção de um edifício, tem-se isto em conta no cálculo de Gpath (normalmente com G = 0) e no cálculo do plano médio do solo considerando a altura do edifício.

Reflexões em obstáculos verticais

Atenuação por absorção

As reflexões em obstáculos verticais são tratadas por meio de fontes imagem. As reflexões em fachadas de prédios e em barreiras sonoras são, portanto, tratadas deste modo.

As superfícies de objetos só são consideradas refletoras se a inclinação das mesmas em relação à vertical for inferior a 15o. Só se consideram as reflexões referentes a percursos no plano de propagação vertical, isto é, excluem-se os percursos com difração lateral. Partindo do princípio de que a superfície refletora é vertical, o ponto de reflexão (situado no objeto refletor) dos percursos incidente e refletido é construído utilizando linhas retas, em condições de propagação homogéneas, e linhas curvas, em condições de propagação favoráveis. O refletor deve ter, pelo menos, 0,5 m de altura, medida ao nível do ponto de reflexão e observada segundo a direção do raio incidente. Deve ter também, pelo menos, 0,5 m de largura, projetada num plano horizontal, medida ao nível do ponto de reflexão e observada segundo a direção do raio incidente.

Ignoram-se no cálculo das reflexões os obstáculos que possuam pelo menos uma dimensão inferior a 0,5 m, exceto em caso de configurações especiais (5).

As reflexões no solo não são tratadas neste item. São tidas em conta nos cálculos da atenuação de fronteira (solo, difração).

Sendo L(índice WS) o nível de potência da fonte S e (alfa)(índice r) o coeficiente de absorção da superfície do obstáculo, conforme definido na norma EN 1793-1:2013, o nível de potência da fonte imagem S' é o seguinte:

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As atenuações de propagação acima descritas aplicam-se a este percurso (fonte imagem, recetor) tal como a um percurso direto.

Figura 2.5.g

Reflexão especular num obstáculo tratada pelo método da fonte imagem (S: fonte, S': fonte imagem, R: recetor)

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Atenuação por retrodifração

No estudo geométrico de percursos sonoros, no tocante à reflexão em obstáculos verticais (barreiras, edifícios), a posição do ponto de impacto do raio em relação ao bordo superior do obstáculo determina que proporção, mais ou menos significativa, da energia é efetivamente refletida. Esta perda de energia acústica quando o raio é refletido denomina-se «atenuação por retrodifração».

Em caso de reflexão múltipla potencial entre duas paredes verticais, deve considerar-se, pelo menos, a primeira reflexão.

No caso de uma vala (ver, por exemplo, a figura 2.5.h), a atenuação por retrodifração aplica-se a cada reflexão nas paredes de suporte.

Figura 2.5.h

Reflexão de quarta ordem de um raio sonoro numa via em vala: corte real (em cima) e corte estendido (em baixo)

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Nesta representação, o raio sonoro atinge o recetor após «atravessar sucessivamente» as paredes de suporte da vala, as quais podem, portanto, equiparar-se a aberturas.

Ao calcular a propagação através de uma abertura, o campo sonoro do recetor resulta da soma do campo direto e do campo difratado pelos bordos da abertura. O campo difratado assegura continuidade de transição entre a zona clara e a zona de sombra. Quando o raio se aproxima do bordo da abertura, o campo direto é atenuado. O cálculo é idêntico ao da atenuação por uma barreira na zona clara.

A diferença de percursos, (delta)', associada a cada retrodifração constitui o oposto da diferença de percursos entre S e R correspondente a cada bordo superior, O, conforme a vista em corte estendido infra (ver a figura 2.5.i).

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Figura 2.5.i

Diferença de percursos para a segunda reflexão

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O sinal menos na equação (2.5.36) significa que se considera que o recetor está na zona clara.

Obtém-se a atenuação por retrodifração, (Delta)(índice retrodif) , através da equação (2.5.37), que é semelhante à equação (2.5.21), com as notações adaptadas.

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Aplica-se esta atenuação ao raio direto de cada vez que este «atravessa» (é refletido por) uma parede ou um edifício. O nível de potência da fonte imagem S' é então o seguinte:

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Em configurações de propagação complexas, podem existir difrações entre reflexões ou entre o recetor e as reflexões. Nesse caso, estima-se a retrodifração pelas paredes considerando o percurso entre a fonte e o primeiro ponto de difração, R' (considerado, portanto, o recetor na equação (2.5.36)). Este princípio é ilustrado na figura 2.5.j.

Figura 2.5.j

Diferença de percursos na presença de difração: corte real (em cima) e corte estendido (em baixo)

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Em caso de reflexão múltipla, somam-se as reflexões correspondentes a cada reflexão.

Se existir um obstáculo ou uma barreira acústica refletora nas proximidades da via-férrea, os raios sonoros provenientes da fonte são sucessivamente refletidos por esse obstáculo e pela face lateral do veículo ferroviário. Nessas condições, os raios sonoros passam entre o obstáculo e a estrutura do veículo ferroviário antes da difração no bordo superior do obstáculo.

A fim de ter em conta as múltiplas reflexões entre o veículo ferroviário e o obstáculo existente nas proximidades, calcula-se a potência sonora de uma fonte equivalente única, ignorando, nesse cálculo, os efeitos do solo.

Para determinar a potência sonora da fonte equivalente, aplica-se o seguinte:

• A origem do sistema de coordenadas é a cabeça de carril exterior;

• A fonte real está situada em S (ds = 0, hs ), em que hs é a altura da fonte em relação à cabeça do carril;

• O plano h = 0 define a estrutura dos veículos ferroviários;

• Considera-se um obstáculo vertical com topo em B (dB , hb );

• Considera-se um recetor situado a uma distância dR (maior que) 0 por detrás do obstáculo, em que as coordenadas de R são (dB+dR , hR ).

O lado interno do obstáculo tem coeficientes de absorção (alfa)(f) por banda de oitava. A estrutura do veículo ferroviário tem um coeficiente de reflexão equivalente Cref , normalmente igual a 1. Apenas no caso dos vagões de mercadorias abertos de plataforma se pode utilizar o valor 0. Se dB (maior que) 5hB ou (alfa)(f) (maior que) 0,8, nenhuma interação entre comboio e barreiras é tida em conta.

Nesta configuração, as múltiplas reflexões entre a estrutura do veículo ferroviário e o obstáculo podem ser calculadas utilizando fontes imagem localizadas em Sn (dn = -2n. dB, hn = hs ), sendo n = 0, 1, 2,...N, como ilustra a figura 2.5.k.

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A potência sonora da fonte equivalente é expressa do seguinte modo:

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A correção devida à divergência esférica é dada por:

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A correção devida à difração pelo topo do obstáculo é dada por:

(2.5.42)

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A correção devida à absorção do lado interno do obstáculo é dada por:

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A correção devida à reflexão pela estrutura do veículo ferroviário é dada por:

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A correção devida à altura finita do obstáculo refletor é tida em conta por meio de retrodifração. O raio correspondente a uma imagem de ordem N (maior que) 0 será refletido pelo obstáculo n vezes no seu percurso. Na secção transversal, estas reflexões ocorrem às distâncias di = - (2i-q)db, i = 1,2,..n, sendo Pi (d = di, h = hb ), i = 1,2,..n, os topos das superfícies refletoras em causa. Calcula-se do seguinte modo um termo de correção em cada um desses pontos:

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2.6. Disposições gerais - Ruído gerado pelas aeronaves

2.6.1. Definições e símbolos

Definem-se alguns termos importantes com base no significado geral que lhes é atribuído neste documento. A lista não é exaustiva. Só contempla as expressões e os acrónimos mais frequentemente utilizados. São definidos outros na primeira ocorrência no texto.

Os símbolos matemáticos cuja lista figura após a dos termos são os principais utilizados nas equações integradas no texto principal. Os restantes símbolos, utilizados pontualmente no texto principal e nos apêndices, são definidos quando ocorrem.

Recorda-se várias vezes ao leitor a intermutabilidade neste documento dos termos som e ruído. Embora o termo ruído tenha conotações subjetivas - os acústicos definem-no, normalmente, como «som indesejado» -, no domínio do controlo do ruído gerado pelas aeronaves significa habitualmente apenas «som» - energia transmitida pelo movimento de ondas acústicas no ar. O símbolo -> remete para outros termos da lista.

Termos

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Símbolos

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Índices

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2.6.2. Qualidade

Exatidão dos valores utilizados

Os valores que afetem o nível de emissão de uma fonte, incluindo a posição desta, devem ser determinados com, pelo menos, a exatidão correspondente a uma incerteza de (mais ou menos) 2 dB(A) no nível de emissão da fonte (mantendo inalterados os outros parâmetros).

Utilização de valores predefinidos

Na aplicação do método, os dados utilizados devem refletir a realidade. Em geral, não deve recorrer-se a hipóteses ou valores predefinidos. Em particular, devem utilizar-se trajetórias de voo definidas a partir de dados de radar que sirvam para esse efeito, sempre que tais dados existam e tenham qualidade suficiente. São aceitáveis hipóteses e valores predefinidos - por exemplo, para estabelecer modelos de rotas em vez de definir trajetórias de voo a partir de dados de radar - se a obtenção dos dados reais implicar custos desproporcionadamente elevados.

Qualidade do software utilizado nos cálculos

O software utilizado nos cálculos deve ser comprovadamente conforme, por meio da certificação dos resultados obtidos em casos ensaiados, com os métodos aqui descritos.

2.7. Ruído gerado pelas aeronaves

2.7.1. Objetivo e domínio de aplicação do documento

Utilizam-se mapas de curvas de ruído para indicar a incidência geográfica e a intensidade do impacto do ruído gerado pelas aeronaves em redor dos aeroportos, sendo esse impacto representado por valores de um determinado índice ou métrica de ruído. Uma curva de ruído é uma linha ao longo da qual o valor do índice é constante. O valor do índice agrega, de algum modo, todos os acontecimentos ruidosos gerados por aeronaves em determinado período, normalmente dias ou meses.

O ruído gerado por aeronaves a aterrar ou a descolar num aeroporto que é sentido em pontos do solo vizinhos depende de muitos fatores. Os principais são o tipo de aeronave e o tipo de motor, os procedimentos de gestão da potência, da posição dos flaps e da velocidade em relação ao ar nas próprias aeronaves, a distância dos pontos em causa às várias trajetórias de voo, a topografia local e as condições meteorológicas verificadas. As operações aeroportuárias incluem, em geral, diversos tipos de aeronaves, vários procedimentos de voo e uma diversidade de pesos operacionais.

As curvas de ruído são geradas pelo cálculo matemático de superfícies de valores locais de índice de ruído. Este documento explica pormenorizadamente como se calculam, num ponto de observação, os níveis dos acontecimentos ruidosos gerados pelas aeronaves, para cada voo ou tipo de voo correspondente, dos quais se calcula depois, de algum modo, a média, ou os quais são depois acumulados, para se obterem os valores do índice escolhido no ponto em causa. A superfície pretendida de valores do índice é gerada simplesmente repetindo os cálculos, tantas vezes quantas as necessárias, para os diversos movimentos de aeronaves, tendo o cuidado de maximizar a eficiência excluindo os acontecimentos sem significado em termos de ruído (ou seja, que não contribuem significativamente para o total).

Se determinadas atividades geradoras de ruído associadas às operações aeroportuárias praticamente não contribuírem para a exposição global da população ao ruído gerado pelas aeronaves nem para as curvas de ruído conexas, as atividades em causa podem ser excluídas. É o caso da utilização de helicópteros, da circulação em pista, dos ensaios de motores e da utilização de unidades auxiliares de energia. Tal não significa, necessariamente, que o impacto respetivo seja insignificante. Caso as circunstâncias o justifiquem, estas fontes podem ser avaliadas conforme se descreve nos pontos 2.7.21 e 2.7.22.

2.7.2. Estrutura do documento

O processo de geração de curvas de ruído é ilustrado na figura 2.7.a. Geram-se curvas de ruído para várias finalidades, que normalmente condicionam os requisitos aplicáveis às fontes e ao pré-tratamento dos dados utilizados. Podem gerar-se curvas de ruído descritivas do impacto de ruído histórico a partir dos registos reais das operações das aeronaves - movimentos, pesos, trajetórias de voo medidas por radar etc. As curvas de ruído utilizadas para finalidades de planificação futura assentam mais em previsões - de tráfego, das trajetórias de voo e do desempenho e das características de ruído das futuras aeronaves.

Figura 2.7.a

Processo de geração de curvas de ruído

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Seja qual for a fonte dos dados de voo, define-se cada movimento de uma aeronave, de aterragem ou de descolagem, em termos da geometria da trajetória de voo e da emissão de ruído da aeronave ao percorrer essa trajetória (os movimentos essencialmente idênticos, em termos de ruído e de trajetória de voo, são contabilizados por simples multiplicação). A emissão de ruído depende das características da aeronave - em especial da potência gerada pelos motores. A metodologia recomendada compreende a divisão da trajetória de voo em segmentos. Os pontos 2.7.3 a 2.7.6 resumem os elementos metodológicos e explicam o princípio de segmentação no qual assenta o método: o de que o nível de ruído observado de um acontecimento resulta da agregação das contribuições de todos os segmentos com significado em termos de ruído da trajetória de voo, cada um dos quais calculável independentemente dos outros. Os pontos 2.7.3 a 2.7.6 resumem igualmente os requisitos dos dados necessários para gerar uma série de curvas de ruído. O apêndice A especifica pormenorizadamente os dados operacionais necessários.

Os pontos 2.7.7 a 2.7.13 descrevem o modo como se calculam os segmentos de trajetória de voo a partir de dados pré-tratados. Este cálculo compreende a análise do desempenho das aeronaves em voo, cujas equações constam do apêndice B. As trajetórias de voo estão sujeitas a grande variabilidade: as aeronaves que percorrem uma rota dispersam-se num feixe, devido aos efeitos das variações ao nível das condições atmosféricas, do peso das aeronaves, dos procedimentos operacionais, dos constrangimentos impostos pelo controlo do tráfego aéreo etc. Esta variabilidade é tida em conta pela descrição de cada trajetória de voo em termos estatísticos - compreendendo uma trajetória central e uma série de trajetórias para ambos os lados desta. Este aspeto é igualmente explicado nos pontos 2.7.7 a 2.7.13, incluindo-se informações adicionais no apêndice C.

Os pontos 2.7.14 a 2.7.19 definem as etapas a seguir para calcular o nível de ruído de um acontecimento isolado - ruído gerado num ponto do solo pelo movimento de uma aeronave. O apêndice D trata do recálculo de dados NPD para condições diferentes das condições de referência. O apêndice E explica a fonte acústica dipolar utilizada no modelo para definir a radiação sonora proveniente de segmentos de trajetória de voo de comprimento finito.

As aplicações dos modelos de relações descritos nos capítulos 3 e 4 necessitam, além das trajetórias de voo correspondentes, de dados adequados de ruído e de desempenho referentes à aeronave em questão.

O cálculo fundamental é a determinação do nível do acontecimento correspondente a um movimento de uma aeronave que é sentido no ponto de observação, repetindo-se este cálculo para todos os movimentos de aeronaves em cada ponto da matriz que necessariamente cobre a área geográfica prevista para o traçado das curvas de ruído. Em cada ponto, agregam-se os níveis dos acontecimentos, ou calcula-se de algum modo uma média desses níveis, a fim de se determinar um «nível acumulado» ou o valor de um índice de ruído. Esta parte do processo é descrita nos pontos 2.7.20 e 2.7.23 a 2.7.25.

Os pontos 2.7.26 a 2.7.28 resumem as opções e requisitos para a adaptação de curvas de ruído a matrizes de valores de índices de ruído. Estes pontos dão orientações sobre a geração dessas curvas e o pós-tratamento.

2.7.3. Conceito da segmentação

A base de dados contém relações de ruído-potência-distância (NPD) básicas para qualquer aeronave. Estas relações definem, para voo retilíneo estabilizado a uma velocidade de referência, em condições atmosféricas de referência especificadas e numa configuração de voo especificada, os níveis sonoros máximo e integrado no tempo de cada acontecimento recebidos diretamente por debaixo da aeronave (6), em função da distância. Para efeitos de modelos de ruído, a potência de propulsão, aspeto determinante, é representada por um parâmetro de potência ligado ao ruído, geralmente a força propulsora líquida corrigida. Ajustam-se os níveis de base dos acontecimentos, determinados a partir da base de dados, em primeiro lugar para atender às diferenças entre as condições atmosféricas reais (do modelo) e de referência e, no caso dos níveis de exposição sonora, à velocidade da aeronave e, em segundo lugar, no tocante aos pontos de receção não situados diretamente por debaixo da aeronave, para ter em conta as diferenças entre o ruído emitido para baixo e o ruído irradiado lateralmente. Esta última diferença deve-se à diretividade lateral (efeitos ligados à implantação dos motores) e à atenuação lateral. Porém, os níveis de acontecimento assim ajustados apenas se aplicam ao ruído total gerado por aeronaves em voo plano estabilizado.

A segmentação é o processo segundo o qual o modelo de curvas de ruído recomendado adapta os dados NPD e laterais correspondentes a uma trajetória infinita para calcular o ruído que atinge um recetor, proveniente de uma trajetória de voo não-uniforme, isto é, ao longo da qual a configuração de voo da aeronave vai variando. Para calcular o nível sonoro de acontecimento associado a um movimento de uma aeronave, representa-se a trajetória de voo por uma série de segmentos de reta contíguos, cada um dos quais pode ser encarado como uma parte finita de uma trajetória infinita para a qual se conhecem uma relação NPD e os ajustamentos laterais. O nível máximo do acontecimento é simplesmente o maior dos valores correspondentes aos segmentos da série. Calcula-se o nível integrado no tempo do acontecimento ruidoso total somando o ruído recebido de um número suficiente de segmentos, ou seja, dos segmentos cuja contribuição para o ruído total do acontecimento é significativa.

O método de estimativa da contribuição, em termos de ruído, de um segmento finito para o nível integrado do acontecimento é puramente empírico. Define-se a fração energética, F - expressão do ruído associado ao segmento como proporção do ruído total associado à trajetória infinita -, por uma expressão relativamente simples, que permite ter em conta a diretividade longitudinal do ruído da aeronave e da «vista» do segmento por parte do recetor. Uma das razões pelas quais um método empírico simples se revela geralmente adequado é que, em regra, a maior parte do ruído provém do segmento mais próximo, normalmente adjacente - situação para a qual o ponto de aproximação máxima (closest point of approach, CPA) do recetor se situa algures no segmento e não numa das extremidades deste. Significa isto que as estimativas do ruído proveniente de segmentos não-adjacentes podem ser cada vez mais aproximadas à medida que aumenta a distância em relação ao recetor, sem com isso comprometer significativamente a exatidão.

2.7.4. Trajetórias de voo: rotas e perfis

No contexto dos modelos, entende-se por trajetória de voo uma descrição completa, no tempo e no espaço, do movimento de uma aeronave (7). Juntamente com a força propulsora (ou outro parâmetro de potência ligado ao ruído), constituem as informações necessárias para calcular o ruído gerado. A rota no solo é a projeção vertical da trajetória de voo em solo plano. É combinada com o perfil de voo vertical para construir uma trajetória de voo tridimensional. O modelo de segmentação passa pela descrição da trajetória de voo de cada movimento distinto de uma aeronave por uma série de segmentos de reta contíguos. A maneira como se procede à segmentação rege-se pela necessidade de equilibrar exatidão e eficiência - há que obter uma aproximação suficientemente coincidente com a curva real da trajetória de voo, minimizando ao mesmo tempo a complexidade dos cálculos e os dados necessários. Cada segmento tem de ser definido pelas coordenadas geométricas das suas extremidades, assim como pela velocidade da aeronave e pelos parâmetros de potência do motor associados (dos quais depende a emissão sonora). As trajetórias de voo e a potência dos motores podem ser determinadas de várias maneiras. As principais compreendem a) um processo de síntese a partir de uma série de ações de pilotagem e b) um processo de análise de dados de perfil de voo medidos.

A síntese da trajetória de voo (a) exige o conhecimento (ou que sejam estabelecidos pressupostos acerca) das rotas no solo e da dispersão lateral das mesmas, bem como do peso e dos procedimentos de gestão da velocidade, da posição dos flaps e da força propulsora da aeronave e ainda da elevação do aeroporto, do vento e da temperatura do ar. As equações a utilizar no cálculo do perfil de voo, com base nos parâmetros aerodinâmicos e de propulsão necessários, figuram no apêndice B. Cada equação compreende coeficientes (e/ou constantes) baseados em dados empíricos para cada tipo de aeronave. As equações de desempenho aerodinâmico constantes do apêndice B permitem ter em conta qualquer combinação razoável de peso operacional e procedimentos de voo da aeronave, incluindo operações a diferentes pesos totais à descolagem.

A análise de dados medidos (b), provenientes, por exemplo, de registadores de dados de voo, de radares ou de outros equipamentos de seguimento de aeronaves, implica, na realidade, um processo de sentido inverso ao da síntese (a). Em vez de se estimarem os estados da aeronave e dos motores no final de cada segmento de voo através da integração dos efeitos das forças propulsora e aerodinâmica exercidas na estrutura da aeronave, estimam-se essas forças com base nas variações de altura e de velocidade da estrutura. Os procedimentos necessários ao tratamento das informações relativas à trajetória de voo são descritos no ponto 2.7.12.

Numa aplicação muito aperfeiçoada dos modelos de ruído, teoricamente cada voo poderia ser representado de modo independente, o que garantiria uma contabilização exata da dispersão espacial das trajetórias de voo - que pode ser muito significativa. Porém, para que a preparação dos dados e o tempo de cálculo informático se mantenham dentro de limites razoáveis, é prática normal representar os feixes de trajetórias de voo por um pequeno número de «sub-rotas» desviadas lateralmente umas das outras. (Normalmente, a dispersão vertical é representada de modo satisfatório contabilizando os efeitos da variação do peso das aeronaves nos perfis verticais.)

2.7.5. Ruído e desempenho das aeronaves

A base de dados ANP constante do apêndice I contém coeficientes de desempenho de aeronaves e de motores, perfis de partida e de aproximação e relações NPD para parte substancial das aeronaves civis que operam nos aeroportos da União Europeia. Os tipos ou versões de aeronaves ainda não contemplados nesta lista podem ser representados pelos dados dela constantes, referentes a outras aeronaves, normalmente similares, que melhor se lhes adequem.

Estes dados foram determinados para se calcularem as curvas de ruído correspondentes a combinações médias ou representativas de frota ou de tráfego em cada aeroporto. Podem não se adequar à previsão de níveis absolutos de ruído de determinado modelo de aeronave e não servem para comparar as características e o desempenho, em termos de ruído, de tipos, modelos ou frotas específicos de aeronaves. Para determinar que tipos, modelos ou frotas de aeronaves contribuem mais para o ruído, há que consultar, em vez disso, os certificados de ruído.

A base de dados ANP compreende um ou mais perfis de descolagem e de aterragem predefinidos para cada tipo de aeronave indicado na lista. É necessário verificar a aplicabilidade desses perfis ao aeroporto em causa, determinando o perfil de pontos fixos ou as ações de pilotagem que melhor representem as operações de voo nesse aeroporto.

2.7.6. Operações aeroportuárias e das aeronaves

Indicam-se a seguir os dados, a particularizar no caso concreto, com base nos quais se podem calcular as curvas de ruído correspondentes a um determinado cenário aeroportuário.

Dados aeroportuários gerais

• Ponto de referência do aeroporto (simplesmente para localizar o aeroporto num sistema adequado de coordenadas geográficas). Constitui a origem do sistema local de coordenadas cartesianas utilizado no processo de cálculo.

• Altitude de referência do aeroporto (altitude do ponto de referência do aeroporto). Constitui a altitude do plano nominal do solo no qual, caso não haja correções topográficas, se definem as curvas de ruído.

• Parâmetros meteorológicos médios no ponto de referência do aeroporto ou próximo deste ponto (temperatura, humidade relativa, velocidade média do vento e sentido de sopro do vento).

Dados das pistas

Relativamente a cada pista:

• Designação da pista;

• Ponto de referência da pista (centro da pista, expresso em coordenadas locais);

• Comprimento, orientação e declive médio da pista;

• Localização do ponto de início da rolagem para descolagem e da cabeceira da pista de aterragem (8).

Dados relativos às rotas no solo

As rotas das aeronaves no solo são descritas por uma série de coordenadas no plano do solo (horizontal). A fonte dos dados relativos às rotas no solo depende da disponibilidade de dados de radar pertinentes. Caso se disponha de tais dados, estabelecem-se, por análise estatística dos mesmos, uma rota central fiável e uma série adequada de sub-rotas (dispersas) associadas. Caso contrário, definem-se geralmente as rotas centrais a partir de informações adequadas relativas a determinados procedimentos, por exemplo recorrendo aos procedimentos normalizados de partida por instrumentos constantes das publicações de informação aeronáutica. Convencionalmente, esta descrição de uma rota no solo compreende as seguintes informações:

• Designação da pista de origem da rota;

• Indicação da origem da rota (início da rolagem para descolagem, cabeceira da pista de aterragem);

• Comprimento dos segmentos (no caso das curvas, raio e mudança de direção).

Estas informações são as mínimas necessárias para definir a rota central. O cálculo de níveis médios de ruído com base no pressuposto de que as aeronaves percorrem exatamente as rotas nominais pode gerar erros locais de vários decibéis. Por conseguinte, é necessário representar a dispersão lateral, com base nas seguintes informações adicionais:

• Largura do feixe de rotas (ou outro dado estatístico da dispersão) no final de cada segmento;

• Número de sub-rotas;

• Distribuição dos movimentos perpendicularmente à rota central.

Dados relativos ao tráfego aéreo

Trata-se dos seguintes dados:

• período abrangido pelos dados;

• número de movimentos (chegadas ou partidas) de cada tipo de aeronave segundo cada trajetória de voo, subdividido em função (1) da hora do dia, conforme mais se adeque aos descritores de ruído especificados, (2) dos pesos operacionais ou da extensão das etapas, no caso das partidas, e (3) dos procedimentos operacionais, se necessário.

Na sua maior parte, os descritores de ruído necessitam que os acontecimentos (os movimentos das aeronaves) sejam definidos por valores médios correspondentes a determinados períodos do dia (por exemplo, períodos diurno, do entardecer e noturno) - ver os pontos 2.7.23 a 2.7.25.

Dados topográficos

O terreno que circunda a maior parte dos aeroportos é relativamente plano. Porém, nem sempre é assim, pelo que pode, por vezes, ser necessário ter em conta variações da elevação do terreno em relação à elevação de referência do aeroporto. O efeito da elevação do terreno pode ser especialmente importante na vizinhança das rotas de aproximação, que as aeronaves percorrem a altitudes relativamente baixas.

Normalmente, os dados relativos à elevação do terreno são apresentados sob a forma de séries de coordenadas (x,y,z) numa grelha retangular com uma determinada malha. Porém, é provável que os parâmetros da grelha de elevação sejam diferentes dos parâmetros da grelha utilizada no cálculo do ruído, caso em que pode recorrer-se a interpolação linear para estimar as coordenadas z adequadas desta última.

Uma análise exaustiva dos efeitos de um terreno acidentado na propagação do som é matéria complexa que transcende o âmbito do presente método. Os desvios moderados de elevação relativamente a terreno plano podem ser tidos em conta considerando um terreno «pseudonivelado»: ou seja, simplesmente subindo ou descendo o plano correspondente ao solo plano até à elevação local do solo (relativamente ao plano do solo de referência) em cada ponto de receção (ver o ponto 2.7.4).

Condições de referência

Os dados internacionais de ruído e desempenho das aeronaves (ANP) são normalizados em função de condições de referência padrão amplamente utilizadas nos estudos do ruído associado aos aeroportos (ver o apêndice D).

Condições de referência dos dados NPD

1) Pressão atmosférica: 101,325 kPa (1 013,25 mb);

2) Absorção atmosférica: taxas de atenuação indicadas no quadro D-1 do apêndice D;

3) Precipitação: nenhuma;

4) Velocidade do vento: menos de 8 m/s (15 nós);

5) Velocidade em relação ao solo: 160 nós;

6) Terreno local: solo plano e acusticamente brando, sem estruturas de grandes dimensões nem outros objetos refletores num perímetro de vários quilómetros em redor das rotas das aeronaves no solo.

As medições normalizadas do som emitido pelas aeronaves são efetuadas 1,2 m acima do solo. Porém, esta condição não tem de ser especialmente tida em conta, dado que, para efeitos dos modelos, pode considerar-se que o nível dos acontecimentos é relativamente insensível à altura a que está o recetor (9).

A comparação dos níveis estimados e medidos de ruído aeroportuário indica que os dados NPD podem considerar-se aplicáveis quando as condições médias próximas da superfície do solo se enquadram nas seguintes:

• Temperatura do ar inferior a 30 ºC;

• Produto da temperatura do ar (ºC) pela humidade relativa ( %) superior a 500;

• Velocidade do vento inferior a 8 m/s (15 nós).

Estas condições abrangem presumivelmente as condições verificadas na maior parte dos principais aeroportos do mundo. O apêndice D descreve um método de conversão de dados NPD em função de condições médias locais que o apêndice não abranja, mas, em casos extremos, é conveniente consultar os construtores da aeronave.

Condições de referência dos dados aerodinâmicos e dos motores das aeronaves

1) Elevação da pista: Nível médio das águas do mar;

2) Temperatura do ar: 15 ºC;

3) Peso total à descolagem: Definido na base de dados ANP em função da extensão da etapa;

4) Peso total à aterragem: 90 % do peso máximo total à aterragem;

5) Motores geradores de força propulsora: Todos.

Embora os dados ANP dos motores e aerodinâmicos se baseiem nestas condições, podem ser utilizados conforme constam dos quadros, para elevações de pista e temperaturas médias do ar nos Estados da ECAC (Conferência Europeia da Aviação Civil) distintas dos valores de referência, sem que isso afete significativamente a exatidão das curvas calculadas de nível sonoro médio cumulativo. (ver o apêndice B.)

A base de dados ANP contém tabelas de dados aerodinâmicos para os pesos totais à descolagem e à aterragem referidos nos itens 3 e 4 supra. Se bem que, para cálculos de ruído cumulativo, não seja necessário ajustar os dados aerodinâmicos em função de outros pesos totais, o cálculo dos perfis de voo de descolagem e de subida conforme se descreve no apêndice B deve basear-se nos pesos totais operacionais à descolagem adequados.

2.7.7. Descrição da trajetória de voo

O modelo de ruído necessita que cada movimento de aeronave distinto seja descrito pela trajetória de voo tridimensional correspondente e pelas variações de potência dos motores e de velocidade da aeronave ao longo dessa trajetória. Regra geral, o modelo de um movimento representa um subconjunto do tráfego total do aeroporto, ou seja, uma série de movimentos (considerados) idênticos, com o mesmo tipo de aeronave, o mesmo peso e os mesmos procedimentos operacionais, ao longo de uma rota no solo única. Essa rota pode representar uma de várias «sub-rotas» dispersas, sendo utilizada para estabelecer um modelo do que, na realidade, é um feixe de trajetórias correspondente a uma determinada rota. Os feixes de rotas no solo, os perfis verticais e os parâmetros operacionais das aeronaves são determinados a partir dos dados correspondentes ao cenário considerado - juntamente com os dados das aeronaves provenientes da base de dados ANP.

Os dados de ruído-potência-distância (da base de dados ANP) definem o ruído gerado por aeronaves que percorrem, com velocidade e potência constantes, trajetórias de voo horizontais idealizadas de comprimento infinito. Para adaptar esses dados às trajetórias de voo junto dos aeroportos, caracterizadas por variações frequentes de potência e de velocidade, subdivide-se cada trajetória em segmentos de reta finitos, após o que se somam as contribuições sonoras de todos os segmentos sentidas no ponto de observação.

2.7.8. Relações entre a trajetória de voo e a configuração de voo

A trajetória de voo tridimensional dos movimentos da aeronave determina os aspetos geométricos da irradiação sonora e da propagação do som entre a aeronave e o observador. Para um dado peso da aeronave e em determinadas condições atmosféricas, a trajetória de voo é totalmente condicionada pela sequência de variações de potência, posição dos flaps e altitude aplicadas pelo piloto (ou sistema automático de gestão de voo) a fim de seguir rotas e manter as alturas e velocidades especificadas pelo controlo do tráfego aéreo - em observância dos procedimentos operacionais normalizados estabelecidos pelo operador da aeronave. Estas ações e instruções dividem a trajetória de voo em fases distintas, que geram uma segmentação natural. No plano horizontal, traduzem-se em trechos retilíneos - correspondentes à distância entre curvas consecutivas - e curvas, definidas pelo raio das mesmas e pela mudança de rumo. No plano vertical, os segmentos são definidos pelo tempo e/ou pela distância necessários para obter as variações pretendidas de velocidade de progressão e/ou de altura correspondentes às regulações de potência e de posição dos flaps especificadas. As coordenadas verticais correspondentes são frequentemente designadas por pontos de perfil.

Para efeitos de modelos de ruído, as informações relativas às trajetórias de voo são geradas por síntese, a partir de uma série de ações de pilotagem (ou seja, executadas pelo piloto), ou por análise de dados de radar - medições físicas das trajetórias de voo realmente percorridas. Seja qual for o método utilizado, convertem-se os traçados horizontal e vertical da trajetória de voo em séries de segmentos. O traçado horizontal (isto é, a correspondente projeção bidimensional no solo) constitui a rota no solo definida pelos itinerários de partida ou de chegada. O traçado vertical, dado pelos pontos de perfil, e os parâmetros de voo associados velocidade, ângulo de pranchamento e regulação da potência, definem conjuntamente o perfil de voo, o qual depende dos procedimentos de voo normalmente recomendados pelo construtor e/ou pelo operador da aeronave. Obtém-se a trajetória de voo combinando o perfil bidimensional de voo com a rota bidimensional no solo, de modo a obter uma sequência de segmentos de trajetória tridimensional de voo.

Importa referir que, para uma determinada série de ações de pilotagem, o perfil depende da rota no solo. Por exemplo, para a mesma força propulsora e a mesma velocidade, a velocidade ascensional de uma aeronave é menor nas curvas do que em voo retilíneo. Embora as presentes orientações expliquem como pode ter-se em conta esta dependência, é certo que isso implicaria, normalmente, uma sobrecarga de cálculo muito importante, pelo que os utilizadores podem preferir considerar que, para efeitos de modelos de ruído, o perfil de voo e a rota no solo podem ser tratados como entidades independentes, ou seja, que o perfil ascensional não é afetado pelas curvas. Porém, é importante determinar as variações de ângulo de pranchamento necessárias para curvar, dado que este aspeto influencia bastante a direcionalidade da emissão sonora.

O ruído recebido de um segmento de trajetória de voo depende da geometria do segmento em relação ao observador e da configuração de voo da aeronave. Dado que estes parâmetros são interdependentes - a variação de um deles faz variar o outro -, é necessário garantir que, em todos os pontos da trajetória, a configuração da aeronave é coerente com o movimento da mesma ao longo daquela.

Ao proceder-se a uma síntese de trajetória de voo, isto é, ao construir-se uma trajetória de voo a partir de uma série de «ações de pilotagem» que descrevem as regulações do piloto ao nível da potência dos motores, do ângulo dos flaps e da aceleração/velocidade vertical, é o movimento que tem de ser calculado. Numa análise de trajetória de voo, passa-se o contrário: é necessário estimar as regulações de potência dos motores a partir do movimento observado da aeronave - determinado a partir de dados de radar ou, por vezes, em estudos especiais, a partir de dados do registador de voo das aeronaves (embora, neste último caso, a potência dos motores faça normalmente parte dos dados). Em qualquer das situações, são necessários para os cálculos de ruído as coordenadas e os parâmetros de voo no final de todos os segmentos.

O apêndice B apresenta as equações que relacionam as forças exercidas sobre uma aeronave com o movimento da mesma e explica o modo de resolvê-las para definir as propriedades dos segmentos constituintes das trajetórias de voo. Os diferentes tipos de segmentos (abordados nas secções respetivas do apêndice B) correspondem às fases seguintes: rolagem para descolagem (B5), subida a velocidade constante (B6), redução da potência (B7), subida em aceleração e recolha dos flaps (B8), subida em aceleração após recolha dos flaps (B9), descida e desaceleração (B10) e aproximação final para aterragem (B11).

Inevitavelmente, o recurso a modelos implica, na prática, vários graus de simplificação - na dependência da natureza da aplicação, do significado dos resultados e dos recursos disponíveis. Uma hipótese simplificadora geral, mesmo nas aplicações mais elaboradas, consiste em considerar que, no tocante à dispersão da trajetória de voo, os perfis e configurações de voo de todas as sub-rotas são idênticos aos da rota central. Dado que são recomendadas pelo menos seis sub-rotas (ver o ponto 2.7.11), esta aproximação reduz enormemente o volume de cálculo, praticamente sem prejuízo da fidelidade.

2.7.9. Fontes dos dados de trajetórias de voo

Dados de radar

Embora os registadores de dados de voo das aeronaves possam fornecer dados de qualidade muito elevada, esses dados são difíceis de obter para efeitos de modelos de ruído e os dados de radar são considerados a fonte de informações mais facilmente acessível sobre as trajetórias de voo efetivamente seguidas nos aeroportos (10). Uma vez que estão normalmente disponíveis graças aos sistemas de monitorização das trajetórias de voo e do ruído dos aeroportos, os dados de radar são cada vez mais utilizados nos modelos de ruído.

O radar secundário de vigilância apresenta a trajetória de voo de uma aeronave como uma sequência de coordenadas de posição a intervalos iguais ao período de varrimento do radar, normalmente cerca de 4 segundos. Determina-se a posição da aeronave acima do solo em coordenadas polares - distância e azimute - a partir do reflexo gerado pelo radar, embora o sistema de monitorização normalmente as converta em coordenadas cartesianas. A altura da aeronave (11) é medida pelo altímetro do próprio aparelho e transmitida ao computador do controlo do tráfego aéreo por um emissor-respondedor (transponder) ativado pelo radar. Porém, registam-se erros de posição inerentes significativos, devido a interferências radioelétricas e à resolução limitada dos dados (embora sem consequências para as finalidades do controlo do tráfego aéreo). Por conseguinte, se for necessário obter a trajetória de voo de um determinado movimento de uma aeronave, é necessário alisar os dados recorrendo a uma técnica adequada de ajustamento de curvas. Todavia, para efeitos dos modelos de ruído, a exigência habitual é uma descrição estatística de um feixe de trajetórias de voo, por exemplo para todos os movimentos segundo uma rota ou apenas para os movimentos de um determinado tipo de aeronave. Nestas circunstâncias, os processos de cálculo de valores médios permitem reduzir à insignificância os erros de medição associados ao tratamento estatístico utilizado.

Ações de pilotagem

Em muitos casos, não é possível estabelecer um modelo de trajetórias de voo com base em dados de radar, porque os recursos necessários não estão disponíveis ou porque se trata de um cenário futuro, para o qual não existem dados de radar adequados.

Na falta de dados de radar, ou quando não for adequado utilizar dados dessa proveniência, é necessário estimar as trajetórias de voo com base em elementos de orientação operacional, por exemplo as instruções dadas às tripulações nas publicações de informação aeronáutica e nos manuais técnicos das aeronaves - designados neste documento por ações de pilotagem. Se necessário, pode solicitar-se aconselhamento sobre a interpretação destes elementos às autoridades de controlo do tráfego aéreo e aos operadores das aeronaves.

2.7.10. Sistemas de coordenadas

Sistema de coordenadas local

O sistema de coordenadas local (x,y,z) é um sistema de coordenadas cartesianas cuja origem (0,0,0) é o ponto de referência do aeroporto (X(índice ARP),Y(índice ARP),Z(índice ARP) ). Z(índice ARP) é a altitude de referência do aeroporto e z = 0 define o plano nominal do solo no qual normalmente se calculam as curvas de ruído. Mede-se o rumo, (csi), da aeronave no plano xy, no sentido horário, em relação ao norte magnético (ver a figura 2.7.b). Os pontos de observação, a grelha de cálculo básica e os pontos das curvas de ruído são todos expressos em coordenadas locais (12).

Figura 2.7.b

Sistema local de coordenadas (x,y,z) e coordenada fixa da rota no solo (s)

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

Sistema de coordenada fixa da rota no solo

Esta coordenada é específica de cada rota no solo e representa a distância, s, medida ao longo da rota, no sentido do voo. Nas rotas de partida, mede-se s a partir do início da rolagem para descolagem; nas rotas de aproximação, a partir da cabeceira da pista de aterragem. Por conseguinte, s é negativo nas seguintes zonas:

• no tocante às partidas, antes do início da rolagem para descolagem;

• no tocante às aproximações, antes de transposta a cabeceira da pista de aterragem.

Exprimem-se em função de s parâmetros operacionais de voo como a altura, a velocidade e a regulação de potência.

Sistema de coordenadas da aeronave

O sistema de coordenadas cartesianas fixo da aeronave (x',y',z') tem origem na posição real da aeronave. O sistema de eixos é definido pelo ângulo de subida, (gama), o rumo do voo, (csi), e o ângulo de pranchamento, (épsilo) (ver a figura 2.7.c).

Figura 2.7.c

Sistema de coordenadas fixo da aeronave (x',y',z')

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

Consideração da topografia

Nos casos em que é necessário atender à topografia (ver o ponto 2.7.6), há que substituir a coordenada z da altura da aeronave por z' = z - z(índice o) (em que z(índice o) é a coordenada z do ponto de observação O) ao estimar a distância de propagação d. A figura 2.7.d ilustra a geometria entre a aeronave e o observador. Ver as definições de d e de (lambda) nos pontos 2.7.14 a 2.7.19 (13).

Figura 2.7.d

Elevação do solo ao longo da rota no solo (à esquerda) e lateralmente a esta última (à direita)

(O plano nominal do solo, z = 0, passa no ponto de referência do aeroporto. O é o ponto de observação)

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

2.7.11. Rotas no solo

Rotas centrais

A rota central define o eixo central do feixe das rotas percorridas pelas aeronaves que utilizam um determinado itinerário. No contexto dos modelos do ruído gerado pelas aeronaves, define-se a rota central i) com base em dados operacionais obrigatórios, como as instruções dadas aos pilotos nas publicações de informação aeronáutica, ou ii) por análise estatística de dados de radar, conforme se explica no ponto 2.7.9 (quando disponíveis e caso se adequem às necessidades do modelo em estudo). A definição da rota a partir de instruções operacionais é, normalmente, bastante simples, pois estas prescrevem uma sequência de trechos que, ou são retilíneos (definidos pela extensão e pelo rumo), ou são arcos de círculo (definidos pela velocidade de viragem e pela mudança de rumo). Ver uma ilustração na figura 2.7.e.

Figura 2.7.e

Geometria da rota no solo em termos de viragens e de segmentos retilíneos

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

A definição de uma rota central a partir de dados de radar é mais complexa, em primeiro lugar porque, na realidade, as viragens se efetuam a velocidade variável, em segundo lugar porque a linha de rota é esbatida pela dispersão dos dados. Como se referiu, ainda não se desenvolveram procedimentos formalizados sobre esta matéria e é prática comum fazer coincidir os segmentos, retilíneos e curvos, com as posições médias calculadas a partir de secções transversais das trajetórias traçadas por radar, efetuadas a determinados intervalos ao longo da rota. É crível que sejam futuramente desenvolvidos algoritmos informáticos que realizem esta tarefa, mas, de momento, cabe ao construtor do modelo decidir a melhor maneira de utilizar os dados disponíveis. Um fator importante é o facto de a velocidade e o raio de viragem da aeronave determinarem o ângulo de pranchamento. Ora, como se verá no ponto 2.7.19, o ruído sentido no solo é condicionado, não só pela posição da trajetória de voo, mas também pelas assimetrias da radiação sonora em redor desta.

Em teoria, uma transição sem descontinuidade entre um voo retilíneo e uma curva com raio fixo exigiria a aplicação instantânea de um ângulo de pranchamento, (épsilo), o que é fisicamente impossível. Na realidade, é necessário um tempo finito para que o ângulo de pranchamento atinja o valor necessário para manter uma determinada velocidade e um determinado raio de viragem, r, período durante o qual este último diminui de um valor infinito para r. Para efeitos dos modelos, não é necessário ter em conta a transição do raio de viragem e pode considerar-se que o ângulo de pranchamento aumenta uniformemente de zero (ou outro valor inicial) para (épsilo) no início da curva e adquire o valor seguinte de (épsilo) no final desta (14).

Dispersão lateral das rotas

Sempre que possível, a definição da dispersão lateral e das sub-rotas representativas deve basear-se no histórico pertinente relativo ao aeroporto em estudo, normalmente através da análise de amostras de dados de radar. A primeira etapa consiste em agrupar os dados por rota. As rotas de partida caracterizam-se por dispersão lateral substancial, que é necessário ter em conta para aumentar a exatidão dos modelos. As rotas de chegada normalmente coalescem num feixe muito estreito em redor da trajetória de aproximação final, pelo que, em geral, é suficiente representar todas as chegadas por uma trajetória única. Porém, se os feixes de aproximação forem largos na zona das curvas de ruído, pode ser necessário representá-los por sub-rotas, do mesmo modo que as rotas de partida.

É habitual tratar os dados de uma rota como uma amostra de uma população única, isto é, a representar por uma rota central ou por um conjunto de sub-rotas dispersas. Todavia, no caso de se verificarem diferenças significativas entre os dados relativos a diferentes categorias de aeronaves ou de operações (por exemplo, se as aeronaves grandes e pequenas tiverem raios de viragem bastante diferentes), pode ser conveniente subdividir mais os dados, em feixes diferentes. Para cada feixe, determina-se a dispersão lateral das rotas em função da distância à origem. Em seguida, com base numa estatística de distribuição, repartem-se os movimentos entre uma rota central e um número adequado de sub-rotas dispersas.

Dado que, normalmente, é pouco recomendável não ter em conta os efeitos da dispersão das rotas, na falta de dados de medição dos feixes deve definir-se, por meio de uma função de distribuição convencional, uma dispersão lateral nominal, transversal e perpendicularmente à rota central. Os valores calculados dos índices de ruído não são especialmente sensíveis à forma precisa da distribuição lateral: a distribuição normal (curva de Gauss) descreve adequadamente muitos dos feixes medidos por radar.

Geralmente recorre-se a uma aproximação discreta de 7 pontos (ou seja, representa-se a dispersão lateral por 6 sub-rotas igualmente espaçadas de um lado e do outro da rota central). O espaçamento das sub-rotas depende do desvio-padrão da função de dispersão lateral.

No caso de uma distribuição normal de rotas com desvio-padrão S, 98,8 % das rotas situam-se num corredor com fronteiras definidas por (mais ou menos) 2,5 . S. Indicam-se no quadro 2.7.a o espaçamento das seis sub-rotas referidas e a percentagem de movimentos atribuída a cada uma delas. No apêndice C indicam-se valores para outros números de sub-rotas.

Quadro 2.7.a

Percentagens de movimentos correspondentes a uma função de distribuição normal com desvio-padrão S, para 7 sub-rotas (a rota central é a sub-rota 1)

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

O desvio-padrão, S, é função da coordenada s ao longo da rota central. Este parâmetro pode ser especificado - juntamente com a descrição da rota central - na folha de dados da rota de voo constante do apêndice A3. Na falta de qualquer indicação relativa ao desvio-padrão - obtida, por exemplo, a partir de dados de radar descritivos de rotas de voo comparáveis -, recomendam-se os seguintes valores:

Rotas que compreendam viragens de ângulo inferior a 45º:

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

Por razões práticas, considera-se S(s) igual a zero entre o início da rolagem para descolagem e s = 2 700 m ou s = 3 300 m, consoante o ângulo de viragem. Às rotas com mais de uma curva deve aplicar-se a equação (2.7.2). No que respeita às chegadas, pode negligenciar-se a dispersão lateral nos 6 000 m anteriores ao toque no solo.

2.7.12. Perfis de voo

O perfil de voo constitui uma descrição do movimento da aeronave no plano vertical acima da rota no solo, em termos de posição da aeronave, de velocidade, de ângulo de pranchamento e de regulação da potência dos motores. Uma das tarefas mais importantes do utilizador de um modelo é a definição de perfis de voo das aeronaves que satisfaçam com eficiência os requisitos do modelo aplicado sem consumo excessivo de tempo ou de recursos. Naturalmente, para garantirem uma exatidão elevada, os perfis têm de refletir com fidelidade as operações das aeronaves que se pretende que representem. Para isso, são necessárias informações fiáveis sobre as condições atmosféricas, os tipos e versões de aeronaves, os pesos operacionais e os procedimentos operacionais - variações de força propulsora e da regulação dos flaps e interdependência das mudanças de altitude e de velocidade -, havendo que calcular para todas elas as médias adequadas no(s) período(s) pertinentes. É frequente não estarem disponíveis informações tão detalhadas, o que não constitui necessariamente um obstáculo. Mesmo que disponha destas informações, o construtor do modelo tem de procurar equilibrar judiciosamente a exatidão e o pormenor das informações utilizadas, por um lado, e as necessidades e utilizações associadas às curvas de ruído a determinar com base nelas, por outro.

A síntese de perfis de voo a partir de «ações de pilotagem» provenientes da base de dados ANP ou obtidas dos operadores das aeronaves é descrita no ponto 2.7.13 e no apêndice B. Este processo, normalmente o único recurso à disposição do construtor do modelo quando não dispõe de dados de radar, permite obter tanto a geometria da trajetória de voo como as variações de velocidade e de força propulsora conexas. Pode, normalmente, considerar-se que todas as aeronaves (idênticas) que voam num determinado feixe, quer associadas à rota central quer associadas às sub-rotas dispersas, seguem o perfil da rota central.

Além da base de dados ANP, que fornece informações normalizadas sobre as ações de pilotagem, os operadores das aeronaves são a melhor fonte de informações fiáveis, no tocante aos procedimentos que seguem e aos pesos com que as aeronaves normalmente voam. Quanto aos voos concretos, a melhor fonte de informações é o registador de dados de voo da aeronave, do qual podem ser obtidas todas as informações pertinentes. Porém, mesmo que se disponha destas informações, o pré-tratamento é uma tarefa de envergadura. Por conseguinte, para não sobrecarregar os modelos, como se impõe, a solução prática normalmente adotada consiste em adotar hipóteses fundamentadas acerca dos pesos médios e dos procedimentos operacionais.

É necessária alguma precaução ao adotar ações de pilotagem predefinidas constantes da base de dados ANP (o que normalmente sucede quando se desconhecem os procedimentos reais). Trata-se de procedimentos normalizados que são amplamente seguidos, mas que, em determinados casos, os operadores podem utilizar ou não. Um aspeto importante é a definição da força propulsora dos motores à descolagem (e, por vezes, na subida), a qual, em certa medida, pode depender das circunstâncias. Em particular, é prática comum reduzir a força propulsora dos motores (relativamente ao máximo disponível) durante a partida, para prolongar o tempo de vida útil dos mesmos. O apêndice B contém orientações sobre a representação da prática habitual, o que normalmente gera curvas de ruído mais realistas do que pressupor a aplicação da força propulsora total. Porém, se, por exemplo, a pista for curta e/ou a temperatura média do ar for elevada, é provável que considerar a aplicação da força propulsora total constitua hipótese mais realista.

Ao estabelecer modelos de cenários reais, pode aumentar-se a exatidão utilizando dados de radar em suplemento ou em substituição das informações nominais a que se aludiu. Podem ser determinados perfis de voo a partir de dados de radar de modo análogo para rotas centrais laterais - mas apenas depois de repartido o tráfego por tipo e versão de aeronave e, por vezes, por peso e extensão de etapa (mas não em função da dispersão) -, a fim de obter, para cada subgrupo, um perfil médio de altura e velocidade em função da distância percorrida no solo. Ao ser depois combinado com as rotas no solo, cada perfil único assim obtido é, de novo, normalmente associado tanto à rota central como às sub-rotas.

Conhecendo o peso da aeronave, pode calcular-se a variação de velocidade e de força propulsora através de uma solução passo a passo das equações de movimento. Antes disso, é útil pré-tratar os dados de modo a minimizar os efeitos dos erros de radar, que podem retirar fiabilidade às estimativas de aceleração. A primeira coisa a fazer consiste em redefinir o perfil por meio de segmentos de reta representativos das fases importantes do voo, classificando adequadamente cada um deles: rolagem para descolagem, subida ou descida a velocidade constante, redução de força propulsora ou aceleração/desaceleração com ou sem movimentação dos flaps. Outros dados necessários são o peso da aeronave e as condições atmosféricas.

Inserem-se as fontes do ruído associado a aeronaves a altura não inferior a 1,0 m (3,3 ft) acima, consoante o caso, do nível do aeroporto ou do nível correspondente de elevação da pista.

O ponto 2.7.11 deixa claro que é necessário ter em conta a dispersão lateral das trajetórias de voo de um lado e do outro dos itinerários nominal ou central. As amostras de dados de radar caracterizam-se por dispersões semelhantes das trajetórias de voo no plano vertical. Todavia, não é prática habitual considerar a dispersão vertical como variável independente nos modelos. Esta dispersão deve-se, sobretudo, a diferenças nos pesos e nos procedimentos operacionais das aeronaves que são tidas em conta no pré-tratamento dos dados de tráfego.

2.7.13. Construção dos segmentos da trajetória de voo

É necessário definir cada trajetória de voo por uma série de coordenadas de segmentos (nós) e de parâmetros do voo. Em primeiro lugar, há que determinar as coordenadas dos segmentos da rota no solo. Calcula-se seguidamente o perfil de voo, tendo presente que, para uma determinada série de ações de pilotagem, o perfil depende da rota no solo. Por exemplo, para a mesma força propulsora e a mesma velocidade, a velocidade ascensional de uma aeronave é menor nas curvas do que em voo retilíneo. Procede-se, em seguida, à subsegmentação para a aeronave na pista (rolagem para descolagem ou rolagem à aterragem) e para a aeronave próxima da pista (subida inicial ou aproximação final). Segue-se a subsegmentação dos segmentos de voo aos quais corresponda uma velocidade no ponto inicial substancialmente diferente da velocidade no ponto final. Para construir os segmentos tridimensionais da trajetória de voo, determinam-se as coordenadas bidimensionais dos segmentos da rota no solo (*) e combinam-se as mesmas com o perfil de voo bidimensional. Por fim, eliminam-se os pontos da trajetória de voo que estejam demasiado próximos de outros pontos.

Perfil de voo

Os parâmetros descritivos de cada segmento do perfil de voo no início (sufixo 1) e no final (sufixo 2) de cada segmento são os seguintes:

s1, s2 distância ao longo da rota no solo;

z1, z2 altura da aeronave;

V1 , V2 velocidade em relação ao solo;

P1 , P2 parâmetro de potência ligado ao ruído (coincidente com aquele para o qual são definidas as curvas NPD);

(épsilo)1, (épsilo) 2 ângulo de pranchamento.

Para definir um perfil de voo a partir de uma série de ações de pilotagem (síntese da trajetória de voo), constroem-se segmentos sequencialmente de modo que os pontos finais destes correspondam às condições requeridas. Os parâmetros do ponto final de cada segmento constituem os parâmetros do ponto inicial do segmento seguinte. No cálculo de cada segmento, conhecem-se os parâmetros iniciais. As condições requeridas no final são especificadas pela ação de pilotagem. As ações de pilotagem correspondem aos dados predefinidos da base ANP ou são definidas pelo utilizador (por exemplo a partir dos manuais de voo da aeronave). As condições finais são geralmente a altura e a velocidade. A construção do perfil passa pela determinação da distância percorrida pela aeronave na sua trajetória até atingir essas condições. Determinam-se os parâmetros indefinidos por meio dos cálculos de desempenho em voo descritos no apêndice B.

Se a rota no solo for retilínea, podem determinar-se independentemente dela os pontos de perfil e os parâmetros de voo que lhe estão associados (o ângulo de pranchamento é sempre nulo). Todavia, as rotas no solo raramente são retilíneas. Normalmente incluem curvas, as quais, para obter melhores resultados, têm de ser tidas em conta na determinação do perfil de voo bidimensional, se necessário subdividindo os segmentos do perfil junto dos nós da rota no solo, para inserir as variações do ângulo de pranchamento. Regra geral, o comprimento do segmento seguinte é inicialmente desconhecido, sendo calculado provisoriamente admitindo que o ângulo de pranchamento não varia. Caso se verifique, em seguida, que o segmento provisório abarca um ou mais nós da rota no solo, situando-se o primeiro à distância s (s1 (menor que) s (menor que) s2 ), trunca-se o segmento em s e calculam-se os parâmetros nesse ponto por interpolação (ver abaixo). Esses parâmetros passam a constituir os parâmetros do ponto final do segmento atual e os parâmetros do ponto inicial de um novo segmento, que conserva as mesmas condições finais visadas. Se não se interpuser nenhum nó da rota no solo, confirma-se o segmento provisório.

Caso não se pretenda ter em conta os efeitos das viragens no perfil de voo, adota-se a solução do voo retilíneo e de um segmento único, embora se conservem as informações relativas ao ângulo de pranchamento para utilização ulterior.

Quer os efeitos das viragens sejam ou não integrados no modelo, gera-se cada trajetória tridimensional de voo combinando o perfil de voo bidimensional e a rota no solo bidimensional correspondentes. O resultado é uma sequência de trios de coordenadas (x,y,z), correspondendo cada um deles a um nó da rota no solo segmentada, a um nó do perfil de voo ou a ambos e sendo os pontos do perfil acompanhados dos valores correspondentes de altura, z, velocidade em relação ao solo, V, ângulo de pranchamento, (épsilo), e potência dos motores, P. Os parâmetros de voo correspondentes a um ponto da rota com as coordenadas (x,y), situado entre as extremidades de um segmento do perfil de voo, obtêm-se por interpolação do seguinte modo:

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

Note-se que se considera que z e (épsilo) variam linearmente com a distância e que V e P variam linearmente com o tempo (aceleração constante (**)).

Ao definir segmentos de perfil de voo com base em dados de radar (análise da trajetória de voo), determinam-se todas as distâncias, alturas, velocidades e ângulos de pranchamento dos pontos finais diretamente a partir desses dados. Só as regulações de potência têm de ser calculadas por meio das equações de desempenho. Dado que é possível estabelecer uma correspondência adequada entre as coordenadas da rota no solo e do perfil de voo, os cálculos são normalmente bastante simples.

Rolagem para descolagem

Ao descolar, dado que a aeronave acelera entre o ponto de destravagem (também designado por «início da rolagem para descolagem», SOR) e o ponto de descolagem, a velocidade varia enormemente ao longo de uma distância de 1 500 m a 2 500 m, entre zero e cerca de 80 a 100 m/s.

Divide-se, portanto, a rolagem para descolagem em segmentos de comprimento variável, em cada um dos quais a velocidade da aeronave varia de um incremento (Delta)V não superior a 10 m/s (cerca de 20 kt). Embora a aceleração na realidade varie durante a rolagem para descolagem, a hipótese de aceleração constante é adequada para este efeito. Nestas circunstâncias, para a fase de descolagem, V1 é a velocidade inicial, V2 é a velocidade de descolagem, nTO é o número de segmentos de descolagem e sTO é a distância de descolagem equivalente. Para a distância de descolagem equivalente sTO (ver o apêndice B), a velocidade inicial V1 e a velocidade de descolagem VTO , o número nTO de segmentos da rolagem para descolagem é o seguinte:

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

O comprimento, sTO,k, do segmento k (1 (igual ou menor que) k (igual ou menor que) nTO) da rolagem para descolagem é dado pela seguinte equação:

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

Exemplo: Para uma distância de descolagem sTO = 1 600 m, V1 = 0 m/s e V2 = 75 m/s, nTO = 8 segmentos de comprimento compreendido entre 25 m e 375 m (ver a figura 2.7.g):

Figura 2.7.g

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

Tal como sucede com as variações de velocidade, a força propulsora exercida sobre a aeronave varia de um incremento constante (Delta)P em cada segmento, calculado da seguinte forma:

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

Utiliza-se este incremento constante de força propulsora (em vez de recorrer à equação quadrática 2.7.6) por razões de coerência com a relação linear entre força propulsora e velocidade no caso das aeronaves de motor de reação.

Nota importante: As equações e o exemplo acima pressupõem implicitamente que a velocidade inicial da aeronave no início da fase de descolagem é zero. É esta a situação comum na qual a aeronave começa a rolagem e inicia a aceleração a partir do ponto de destravagem. Todavia, há também situações em que a aeronave inicia a aceleração a partir da sua velocidade de circulação em pista, sem se deter na cabeceira da pista. Nesses casos de velocidade inicial, Vinit , diferente de zero, utilizam-se as seguintes equações, ditas «generalizadas», em vez das equações (2.7.8), (2.7.9), 2.7.10 e 2.7.11.

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

Neste caso, para a fase de descolagem, V1 é a velocidade inicial Vinit , V2 é a velocidade de descolagem VTO , n é o número de segmentos de descolagem nTO , s é a distância de descolagem equivalente sTO e sk é o comprimento sTO,k do segmento k (1[Symbol] k [Symbol] n).

Rolagem à aterragem

Embora a rolagem à aterragem seja essencialmente o inverso da rolagem para descolagem, é necessário ter especialmente em conta o seguinte:

• a inversão de força propulsora por vezes aplicada para desacelerar a aeronave;

• a saída das aeronaves da pista de aterragem depois da desaceleração (as aeronaves que saem da pista de aterragem deixam de contribuir para o ruído aéreo, pois não se considera o ruído gerado pela circulação em pista).

Em contraste com a distância de rolagem para descolagem, que se determina a partir dos parâmetros de desempenho da aeronave, a distância de paragem, sstop (isto é, a distância entre o ponto de toque no solo e o ponto no qual a aeronave sai da pista de aterragem), não depende apenas da aeronave. Embora se possa determinar uma distância mínima de paragem a partir da massa e do desempenho da aeronave (e da inversão de força propulsora disponível), a distância efetiva de paragem também depende da localização das vias de circulação, da situação de tráfego e das regras estabelecidas no aeroporto para inversão da força propulsora.

O recurso à inversão de força propulsora não é um procedimento normalizado - a inversão só é utilizada se não for possível obter a desaceleração necessária por aplicação dos travões das rodas. (A inversão de força propulsora pode ser excecionalmente incomodativa, pois a mudança rápida do regime do motor da potência mínima regulável para uma força propulsora de sentido inverso gera um pico de ruído intenso).

Porém, na sua maior parte, as pistas são utilizadas tanto para partidas como para chegadas, pelo que a inversão de força propulsora tem um efeito muito pequeno nas curvas de ruído, dado que a energia sonora total nas proximidades da pista é dominada pelo ruído gerado pelas operações de descolagem. A contribuição da inversão da força propulsora para as curvas de ruído só poderá ser significativa se a pista for utilizada unicamente para operações de aterragem.

O ruído gerado pela inversão da força propulsora é um processo físico muito complexo. Todavia, dado ter relativamente pouco significado para as curvas de ruído aéreo, pode ser integrado nos modelos de um modo simplista: a rápida mudança de regime do motor é tida em conta por uma segmentação adequada.

É evidente que a construção de um modelo para o ruído gerado na rolagem à aterragem é mais complicada do que para o ruído gerado na rolagem para descolagem. Quando não se dispõe de informações pormenorizadas, recomenda-se a adoção das seguintes hipóteses simplificadas para uso geral na construção de modelos (ver a figura 2.7.h.1):

Figura 2.7.h.1

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

A aeronave ultrapassa a cabeceira da pista de aterragem (à qual corresponde a coordenada s = 0 na rota de aproximação no solo) à altitude de 50 pés e continua a descer a sua rampa de planeio até tocar a pista. Para uma rampa de planeio de 3o, o ponto em que a aeronave toca na pista situa-se 291 m adiante da cabeceira da pista de aterragem (como se ilustra na figura 2.7.h.1). A aeronave é, em seguida, desacelerada ao longo de uma distância de paragem sstop - a base de dados ANP fornece valores específicos para cada aeronave -, desde a velocidade de aproximação final, Vfinal , até 15 m/s. Dado que a velocidade varia rapidamente ao longo deste segmento, o segmento deve ser subdividido da mesma maneira que no caso da rolagem para descolagem (ou dos segmentos de voo nos quais se verificam rápidas mudanças de velocidade), utilizando as equações generalizadas (2.7.13) (pois a velocidade de circulação em pista não começa por ser igual a zero). O regime dos motores varia da potência de aproximação final, no momento do toque no solo, até à regulação de potência correspondente à inversão da força propulsora, Prev , numa distância de 0,1.sstop , decrescendo em seguida até 10% da potência máxima disponível ao longo dos 90% restantes da distância de paragem. A velocidade da aeronave mantém-se depois constante até ao final da pista (em s = -s RWY).

A base de dados ANP não contém, de momento, curvas NPD correspondentes à inversão da força propulsora, pelo que é necessário recorrer às curvas convencionais para estabelecer um modelo deste efeito. Normalmente, a regulação de potência correspondente à inversão da força propulsora, Prev , representa cerca de 20% da regulação «potência total», sendo aquele o valor que se recomenda considerar quando não se dispõe de informações operacionais. Porém, para uma determinada regulação de potência, o regime com inversão da força propulsora tende a gerar bastante mais ruído do que o regime com força propulsora positiva, pelo que deve aplicar-se um incremento, (Delta)L, ao nível do acontecimento determinado a partir de dados NPD. Este variará de zero até ao valor (Delta)Lrev (5 dB é o valor provisoriamente recomendado (***)) ao longo da distância 0,1.sstop , diminuindo depois, linearmente, até zero no restante da distância de paragem.

Subsegmentação dos segmentos da subida inicial e dos segmentos da aproximação final

A geometria dos segmentos em relação ao recetor altera-se rapidamente ao longo dos segmentos de voo na subida inicial e na aproximação final, em especial no tocante aos pontos de observação situados para os lados da trajetória de voo, nos quais o ângulo de elevação (ângulo beta) também varia rapidamente à medida que a aeronave se eleva ou desce ao percorrer os segmentos iniciais ou finais em causa. A comparação com cálculos realizados com segmentos muito pequenos revela que a utilização de um segmento de voo único, ou de um pequeno número de segmentos de voo, na subida ou na aproximação, abaixo de determinada altura (em relação à pista), se traduz numa aproximação deficiente do ruído sentido lateralmente à trajetória de voo, para métricas de integração. Deve-se isto à aplicação de um ajustamento de atenuação lateral único a cada segmento, correspondente a um valor único de ângulo de elevação para o segmento em causa, ao passo que a rápida variação deste parâmetro se traduz em variações significativas do efeito de atenuação lateral ao longo de cada segmento. Pode melhorar-se a exatidão do cálculo subsegmentando os segmentos da subida inicial e da aproximação final. O número de subsegmentos e a extensão de cada um deles determinam o grau de decomposição da variação de atenuação lateral tido em conta. Tendo em atenção a expressão da atenuação lateral total para aeronaves com motores instalados na fuselagem, pode mostrar-se que, para uma variação da atenuação lateral limitada a 1,5 dB por subsegmento, os segmentos de subida e de aproximação a altura inferior a 1 289,6 m (4 231 ft) em relação à pista devem ser subsegmentados com base na seguinte série de valores de altura:

z = {18,9, 41,5, 68,3, 102,1, 147,5, 214,9, 334,9, 609,6, 1 289,6} metros ou

z = {62, 136, 224, 335, 484, 705, 1 099, 2 000, 4 231} pés.

Para cada segmento original abaixo de 1 289,6 m (4 231 ft), aplicam-se as alturas acima indicadas identificando que altura da série é mais próxima da altura do ponto final (segmentos de subida), ou da altura do ponto inicial (segmentos de aproximação), originais. Calculam-se, em seguida, as alturas reais dos subsegmentos, zi, utilizando a seguinte relação:

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

Exemplo do segmento inicial de subida:

Se a altura do ponto final do segmento original for ze = 304,8 m, obtém-se, da série de valores de altura, 214,9 m (menor que) ze (menor que) 334,9 m, pelo que, da série, a altura mais próxima de ze é z'7 = 334,9 m. Calculam-se, em seguida, as alturas dos pontos finais dos subsegmentos:

zi = 304,8 [z'i / 334,9] (i = 1 a 7)

(neste caso, por se tratar de um segmento inicial de subida, k = 1)

Portanto, z1 seria 17,2 m, z2 seria 37,8 m e assim por diante.

Subsegmentação em voo

No caso dos segmentos de voo, se a variação de velocidade num segmento for apreciável, subdivide-se o segmento tal como se procedeu em relação à rolagem para descolagem, ou seja:

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

Rota no solo

Define-se uma rota no solo, quer se trate de uma rota central ou de uma sub-rota dispersa, por uma série de coordenadas (x,y) no plano do solo (provenientes, por exemplo, de informações de radar) ou por uma sequência de comandos vetoriais descritivos de segmentos retilíneos e de arcos de círculo (curvas de raio r e mudança de rumo (Delta)(csi) definidos).

Para a construção de um modelo de segmentação, representam-se os arcos por sequências de segmentos retilíneos correspondentes a subarcos. Embora os subarcos não apareçam explicitamente nos segmentos da rota no solo, o rolamento da aeronave durante as viragens influencia a definição dos mesmos. O apêndice B4 explica como calcular ângulos de pranchamento durante uma viragem em condições estabilizadas, mas é evidente que, na realidade, esses ângulos não são aplicados nem removidos instantaneamente. Não está definida nenhuma maneira de tratar as transições entre voo retilíneo e voo em curva nem entre viragens consecutivas. Regra geral, os pormenores, que são deixados ao critério do utilizador (ver o ponto 2.7.11), terão provavelmente um efeito negligenciável nas curvas de ruído finais. O importante é, sobretudo, evitar descontinuidades pronunciadas nas extremidades das viragens, o que pode ser conseguido, simplesmente, por exemplo, através da inserção de segmentos de transição curtos ao longo dos quais o ângulo de pranchamento varia linearmente com a distância. Apenas no caso especial de uma determinada viragem ser suscetível de ter um efeito dominante nas curvas de ruído finais será necessário construir um modelo mais realista da dinâmica da transição, relacionar o ângulo de pranchamento com o tipo de aeronave e adotar velocidades de rolamento adequadas. Neste item, é suficiente indicar que os subarcos (Delta)(csi)trans das extremidades de uma viragem dependem da variação do ângulo de pranchamento. Divide-se o resto do arco, correspondente à mudança de rumo (Delta)(csi) - 2·(Delta)(csi)trans graus, em nsub subarcos por meio da seguinte equação:

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

Figura 2.7.h.2

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

Uma vez os segmentos da rota no solo estabelecidos no plano x-y, sobrepõem-se-lhes os segmentos do perfil de voo (no plano s-z), para gerar os segmentos da rota tridimensional (x, y, z).

A rota no solo deve prolongar-se sempre da pista até para além da extensão da grelha de cálculo. Para isso, em caso de necessidade, pode adicionar-se um segmento retilíneo de comprimento adequado ao último segmento da rota no solo.

Uma vez combinado o perfil de voo com a rota no solo, aquele também deve prolongar-se da pista até para além da extensão da grelha de cálculo. Para isso, em caso de necessidade, pode acrescentar-se um ponto de perfil extra:

• ao final de um perfil de partida, com valores de velocidade e de força propulsora idênticos aos do último ponto desse perfil e altura obtida por extrapolação linear do último e do penúltimo pontos desse mesmo perfil; ou

• ao início de um perfil de chegada, com valores de velocidade e de força propulsora idênticos aos do primeiro ponto desse perfil e altura obtida por extrapolação linear do primeiro e do segundo pontos desse mesmo perfil.

Ajustamentos da subsegmentação em voo

Uma vez obtidos os segmentos tridimensionais da trajetória de voo como se descreveu no ponto 2.7.13, podem ser necessários alguns ajustamentos, para eliminar pontos da trajetória de voo demasiado próximos de outros pontos.

Se pontos adjacentes distarem um do outro menos de 10 metros e as velocidades e forças propulsoras correspondentes forem iguais, elimina-se um dos pontos.

(*) Nessa perspetiva, o comprimento total da rota no solo deve exceder sempre o do perfil de voo. Para isso, em caso de necessidade, podem adicionar-se segmentos retilíneos de comprimento adequado ao último segmento da rota no solo.

(**) Mesmo que a regulação da potência dos motores se mantenha constante ao longo de um segmento, a força de propulsão e a aceleração podem variar, devido a variações da densidade do ar e de altura. Todavia, para efeitos dos modelos de ruído, essas variações são normalmente negligenciáveis.

(***) Este valor foi recomendado na edição anterior do documento n.º 29 da ECAC, mas continuará a ser considerado provisório enquanto não se obtiverem dados experimentais suficientemente corroborantes.

(****) Definido desta forma simples, o comprimento total da trajetória segmentada é ligeiramente menor do que o comprimento da trajetória de arco de círculo. Porém, o erro correspondente nas curvas de ruído é negligenciável se os incrementos angulares forem inferiores a 30º.

2.7.14. Cálculo do ruído associado a um acontecimento isolado

O aspeto central do processo de construção do modelo, descrito na íntegra neste ponto, é o cálculo do nível de ruído de um acontecimento a partir das informações relativas à trajetória de voo descritas nos pontos 2.7.7 a 2.7.13.

2.7.15. Métricas de acontecimentos isolados

Exprime-se o som gerado pelo movimento de uma aeronave que atinge o local onde se encontra o observador como «nível sonoro (ou de ruído) de um acontecimento isolado», quantidade que constitui um indicador do impacto desse som (ou ruído) nas pessoas. Mede-se o som recebido em termos de ruído utilizando uma escala decibélica básica L(t), que aplica uma ponderação (ou um filtro) em função da frequência para simular as características da audição humana. A escala mais importante no contexto dos modelos de curvas do ruído gerado pelas aeronaves é a do nível sonoro com ponderação A, L(índice A) .

A métrica mais habitualmente utilizada para caracterizar acontecimentos completos é a dos «níveis de exposição sonora (ou ao ruído) de um acontecimento isolado», L(índice E) , que contabiliza a totalidade (ou a maior parte) da energia sonora dos acontecimentos. A integração no tempo que este processo requer gera as principais complexidades dos modelos de segmentação (ou de simulação). É mais fácil estabelecer um modelo da métrica alternativa L(índice max) , que constitui o nível instantâneo máximo verificado durante o acontecimento. L(índice E) constitui a componente principal da maior parte dos índices modernos do ruído gerado pelas aeronaves, mas é de prever que, no futuro, os modelos práticos incorporem tanto L(índice max) como L(índice E) . Ambas as métricas podem ser medidas em diferentes escalas de ruído. Neste documento, apenas se consideram níveis sonoros com ponderação A. Em geral, esta escala é indicada simbolicamente por extensão do sufixo indicativo da métrica em causa, ou seja, L(índice AE) e L(índice Amax).

O nível de exposição sonora (ou ao ruído) de um acontecimento isolado é expresso rigorosamente pela equação seguinte:

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

No contexto dos modelos de curvas do ruído gerado pelas aeronaves, a principal aplicação da equação 2.7.17 é a métrica normalizada Nível de exposição sonora, L(índice AE) (acrónimo SEL):

([ver documento original](https://files.diariodarepublica.pt/1s/2023/02/02900/0000301010.pdf))

As equações do nível de exposição supra podem ser utilizadas para determinar níveis de acontecimentos quando é integralmente conhecida a função do tempo L(t). Na metodologia recomendada para a construção de modelos de ruído, não se define essa função; em vez disso, calculam-se os níveis de exposição associados a acontecimentos somando valores correspondentes a segmentos - isto é, somando níveis correspondentes a acontecimentos parciais, cada um dos quais contabiliza a contribuição de um só segmento finito da trajetória de voo.

2.7.16. Determinação de níveis de acontecimentos a partir de dados NPD

A fonte principal de dados relativos ao ruído gerado pelas aeronaves é a base de dados internacional de ruído e desempenho das aeronaves (ANP). Esta base apresenta quadros de valores Lmax e LE em função da distância de propagação, d, por tipo e versão de aeronave, configuração de voo (aproximação, partida, regulação dos flaps) e regulação de potência, P. Estes dados referem-se a voos em condições estabilizadas a velocidades de referência específicas, Vref , ao longo de trajetórias retilíneas teoricamente infinitas (*).

A maneira como se determinam as variáveis independentes P e d é descrita mais adiante. Dispondo-se dos valores de P e d, os valores a obter por correspondência simples (single look-up) são os níveis de base Lmax(P,d)) e/ou LE (infinito)(P,d) (aplicável a uma trajetória de voo infinita). A menos que se disponha de valores tabelados exatamente correspondentes para P e/ou d, em geral é necessário estimar o nível ou níveis de ruído do acontecimento por interpolação. Utiliza-se uma interpolação linear entre valores tabelados de regulações de potência e uma interpolação logarítmica entre distâncias tabeladas (ver a figura 2.7.i).

Figura 2.7.i