Ruído de baixa frequência – o que é e como se sente

Neste artigo, explica-se o que é o ruído de baixa frequência – o que é e como se sente, efetuando-se a mesma explicação para os infrassons.

Este artigo, tem como base:

• O que é referido na norma Alemã  DIN 45680:2013 – Medição e avaliação de imissões de ruído de baixa frequência(1).
• As referências que se encontram no seu final.
• A experiência do autor

Caso pretenda ver uma apresentação sobre ruído de baixa frequência – o que é e como se sente, ela é apresentada a seguir.

Ruído e saúde

O ruído é constituído por sons, que causam desconforto e incómodo.

Assim qualquer som indesejável é, portanto, ruído.

É sabido que o ruído pode afectar a saúde de qualquer pessoa.

É muito relevante ter em conta que, a Organização Mundial de Saúde define saúde, como um estado de bem estar físico, mental e social.

De acordo com a OMS, os principais efeitos do ruído sobre os seres humanos, são os seguintes:

1. Distúrbios do sono;
2. Perturbação do descanso e das actividades de lazer;
3. Interferência na comunicação oral;
4. Perturbações de concentração e perda de eficiência no trabalho
5. Incomodidade em termos gerais susceptível de levar a reacções relacionadas com o stress como a de agressividade
6. Danos à capacidade auditiva.

Incomodidade e efeitos sobre a saúde

É muito importante ter em conta que, antes do ruído produzir qualquer efeito directo sobre a audição (ou efeitos indirectos tais como desordens fisiológicas e mentais),  já terá sido sentido pelo receptor, uma grande incomodidade.

Portanto, nem sempre será possível estabelecer critérios estritamente médicos, para determinar, que ruído particular tem efeitos nefastos sobre as pessoas.

Existem assim, os chamados efeitos diretos e indiretos do ruído, sobre a saúde.

Infrassons e ruído de baixa frequência – o que são?

Os sons com uma frequência inferior a  20 Hz são designados de infrassons;

De forma similar,  entende-se por ruído de baixa frequência, o som cuja frequência é inferior a 125 Hz;

Contrariamente ao que é muito referido, infrassons e sons de baixa frequência, não podem ser classificados como completamente inperceptiveis (1);

De facto, este tipo de sons pode-se perceber (frequentemente, mais que ouvir), se o nível for suficientemente alto (1).

Fontes de infrassons e ruído de baixa frequência

De acordo com o que hoje em dia é sabido, as fontes de infrassons e ruído de baixa frequência são muito comuns:

• • Por um lado existem fontes naturais:
    • vulcões,
    • trovões,
    • terremotos,
    • etc.;
  • Existem também, fontes artificiais:
    • comboios,
    • tráfego aéreo e rodoviário,
    • indústria,
    • ventiladores,
    • ar-condicionado,
    • compressores frigoríficos,
    • alto-falantes,
    • lavandarias,
    • máquinas em geral.

Incomodidade gerada por infrassons e ruído de baixa frequência

É sabido que, os seres humanos são muito sensíveis relativamente a infrassons e ruído de baixa frequência. De facto, sabe-se (1) que os infrassons e ruído de baixa frequência, podem causar incómodo, mesmo se forem inaudíveis. Sabe-se (1) também que, isto tem a ver com a sensibilidade para este tipo de vibrações acústicas, de certas células nervosas auditivas, as células ciliadas externas. Deste modo, níveis inaudíveis de infrassons e ruído de baixa frequência, podem ser sentidos como pressão nos ouvidos. 

Portanto, mesmo que não sejam “ouvidos”, são percebidos, como outras sensações, que não a de ouvir.

O ruído de baixa frequência origina insistentes e veementes reclamações

No entanto a realidade mostra que, a reação das pessoas, a este tipo de ruído, é veemente. Apesar disto, este tipo de ruído não é  levado em conta na avaliação acústica, de acordo com a regulamentação portuguesa (2). Nestas circunstâncias, as queixas das pessoas, tendem a não ser atendidas. Assim, estas, ao verem negadas as suas razões de queixa, podem reagir de uma forma muito forte. Ou seja, as emissões de ruído de baixa frequência, frequentemente, levam a insistentes reclamações, muito veementes e assertivas. E isto verifica-se mesmo que, os critérios de avaliação de ruído da regulamentação a Portuguesa, sejam cumpridos.

Tem-se que isto se deve ao facto de,  de acordo com  investigações sobre o tema, se ter que a perceção e o efeito de incomodidade do ruído de baixa frequência, diferem significativamente, dos referentes a ruídos de média ou alta frequência.

As pessoas são muito sensíveis a ruído de baixa frequência

Desta forma, as emissões de ruído de baixa frequência, em contraste com os ruídos de banda larga, mais comuns, podem causar incomodidade, mesmo se o limiar de audição para baixas frequências, for apenas ligeiramente excedido. Isto é devido à dependência da frequência da sensibilidade do ouvido.

Caso esteja interessado pode ver um video sobre porque somos mais sensíveis a ruído de baixas frequências aqui.

A habituação ao nível sonoro e a evolução da reação de incomodidade ao ruído de baixa frequência

Hoje em dia sabe-se, com base em estudos empíricos e laboratoriais, que o efeito primário devido ao ruído de baixa frequência, consiste no incómodo. Sabe-se também que, este efeito é maior do que o esperado, com base apenas no nível ponderado A (dBA).(3, 4,5, 6)

De acordo com o que hoje em dia se sabe, para sons com conteúdo de baixa frequência com características tonais, abaixo de 50 Hz e para infrassons, o incómodo e o nível percebido são tratados de forma diferente. Tem-se também que, esta diferença de reações pode aumentar com o tempo. Isto ocorre particularmente quando o nível do som é percetivelmente flutuante ou pulsante (7). Portanto, como a perceção do nível do som se adapta mais rapidamente com o tempo do que a perceção de  incomodidade, o efeito é aumentar efetivamente o incómodo com o tempo. Ou seja, tem-se que, a perceção do volume diminui mais rapidamente com o tempo, do que o incomodidade percebida. Por outras palavras, parece que nos podemos adaptar ao nível sonoro mais facilmente do que à incomodidade por ele gerada.

Sabe-se também que, este efeito será mais pronunciado para as frequências de infrassons onde, em níveis acima do limiar auditivo, o som não é muito ouvido, mas é percebido como uma sensação de pressão.

Também a perceção de incomodidade é particularmente dependente do grau de modulação de amplitude (oscilações) e equilíbrio espectral (8, 9).

Outro aspeto a considerar consiste em que existe uma limitação significativa na realização de médias de longa duração, dos níveis de ruído e esta abordagem resulta na perda de informação sobre flutuações e pulsações.(5, 10, 11)

A medição do nível de ruído e o dB(A) o sonómetro

Sendo o nível, a característica mais incomodativa do ruído, a forma de avaliar o desconforto consiste em primeiro lugar, em medir o nível de ruído com um sonómetro.

Este equipamento de medida para avaliar a reação humana de incomodidade, tem de ter a mesma resposta em frequência que o ouvido humano. Isto é conseguido através da simulação, tão precisamente quanto é tecnicamente possível, da resposta em frequência do ouvido humano que são conhecidas através das  curvas isofónicas

Tem-se assim que este equipamento de medida inclui, um sistema de ponderação em frequência, que simula a reacção do ouvido humano, em função da frequência.

Figura – A medição do nível de ruído – esquema de funcionamento de um sonómetro

As ponderações em frequência dos sonómetros

Como foi atrás referido, os sonómetros utilizam as ponderações em frequência, para simular a resposta em frequência do ouvido humano. Para este fim, foram desenvolvidas diversas malhas de ponderação de frequência. Entre outras, existem as malhas A, B e C que correspondem aproximadamente ao inverso das linhas isofónicas de 40, 70 e 100 fones. Hoje em dia, estas malhas estão incorporadas pelas normas internacionais. 

Na figura a seguir apresentada, podem-se algumas curvas de ponderação.

Por exemplo, a 100 Hz, a malha A, de ponderação em frequência, introduz uma atenuação de 19,1 dB, para qualquer nível sonoro que seja medido a essa frequência.

Sonometros – a malha A de ponderação em frequência

Como é conhecido, a avaliação da reação de incomodidade de acordo com o critério da regulamentação portuguesa, efetua-se utilizando a malha de ponderação A. Por outras palavras,  a Regulamentação Portuguesa  considera que a malha de ponderação A, simula adequadamente a reacção do ouvido em função da frequência. Os resultados de medidas efetuadas com esta ponderação são expressos dB(A).

A ponderação A (dBA), é inadequada para avaliar a reação humana, a ruído de baixas frequências

O nível de pressão sonora, medido com ponderação A (L_pA ), não diz se, e em que medida, o limiar de perceção é excedido.

Considere-se por exemplo a seguinte situação:

• • Um som constituído por um tom com uma frequência igual a 20 Hz e um nível L_p = 68 dB. Este som está abaixo do limiar de perceção que a esta frequência é de 68,5 dB.
  • Um som constituído por um tom com uma frequência igual a 80 Hz e um nível L_p = 40 dB. Este som está significativamente acima do limiar de perceção que a esta frequência é de 68,5 dB.
  • No entanto, ambos os tons têm o mesmo nível ponderado A, de L_pA=17,5 dB(A).

Portanto, numa situação de um quarto de dormir à noite, em que o ruído de fundo é muito pequeno, um tom de 80 Hz, que origine 17,5 dB(A) é extremamente incomodativo por exceder o limiar de percepção em 18,5 dB.

A perceção dos infrassons (abaixo dos 20 Hz) (1) 

É muito importante notar que, os infrassons e ruído de baixa frequência podem causar incómodo, mesmo se forem inaudíveis.

Sabe-se que este facto tem a ver com a sensibilidade para este tipo de vibrações acústicas, das células nervosas auditivas, as células ciliadas externas. De facto tem-se que, quando o som ocorre no intervalo de frequências abaixo de 20 Hz (infrassons), não ocorre a normal sensação de audição, porque não existe a perceção de frequência.

O som pode ser percebido como pressão nos ouvidos e é comum também, as pessoas queixarem-se de náuseas e dores de cabeça.

No entanto, os infrassons não são, em princípio, inaudíveis, em contraste com uma opinião amplamente aceite. De facto, o limiar de perceção foi estudado (11), até cerca de 1 Hz.

Tem-se também, como um efeito especial dos infrassons, é conhecida uma redução da frequência respiratória;

Também são causas comuns de incómodo adicional, os efeitos secundários, como sejam, entre outros:

• • Ruído aéreo por vibrações de vidros de janelas e portas;
  • Vidros tilintando,
  • Vibrações percetíveis de elementos de construção.

A perceção dos infrassons – fatores adicionais geradores de incómodidade

Também pode contribuir para uma sensação de desconforto, não ser capaz de identificar ou localizar a fonte de um ruído de baixa frequência. Isto ocorre porque o ruído de baixa frequência pode chegar mais longe do que o som com uma alta ou média frequência. 

Nestas circunstâncias, só se ouve o som de baixa frequência e, por vezes, não é possível determinar se o som percebido é produzido por um comboio, um camião ou uma instalação técnica.

Também é difícil determinar a direção, a partir da qual um som de baixa frequência está a chegar. Isto ocorre porque a diferença entre o som que o ouvido direito e o esquerdo ouvem, é difícil de diferenciar. É sabido que este é o nosso mecanismo normal de localização de sons.

A audição de 20 Hz a 60 Hz

Como já foi referido, no intervalo de frequência de 20 Hz a cerca de 60 Hz, o ruído é audível a níveis apropriados, mas a sensação de frequência é muito fraca. Também, em muitos casos, são percebidas flutuações (oscilações de nível e pulsações). Frequentemente os afetados, queixam-se de:

• • • zumbido,
    • sensação de vibração
    • pressão que ocorre na cabeça,

Estes efeitos podem levar a significativas e assertivas, reações de incomodidade, no caso das imissões de ruído estacionário. Como no caso dos infrassons, podem ocorrer efeitos secundários que causam incomodidade.

A audição acima dos 60 Hz

Assim, na faixa de frequência que começa em 60 Hz, a transição para a perceção normal de frequência e ruído, ocorre;

• • Tem-se também que, os efeitos secundários geradores de incomodidade, são insignificantes.

Ruído de baixa frequência – o que é e como se sente – limiar de perceção

Tem-se que, de acordo com a norma alemã DIN 45680:2013, o limiar de perceção, em bandas de terço de oitava, é o que se vê na tabela a seguir apresentada.

De acordo com esta norma, o limiar de percepção é 10 dB abaixo do limiar de audição, especificado na norma ISO 226.

Tem-se que, nas frequências abaixo de 20 Hz, os valores da norma alemã têm como base os valores encontrados por Watanabe / Moller (12).

De acordo com esta norma correspondem ao percentil 90%, da distribuição do limiar auditivo.

O que é o percentil 90% da distribuição do limar de audição – a seleção de critérios de avaliação de ruído

Tem-se que estes valores se baseiam na relação entre a percentagem de pessoas incomodadas por um ruído e o nível sonoro do ruído.

O gráfico a seguir apresentado, mostra esta relação.

Pode-se ver que, é virtualmente impossível escolher um critério para o qual ninguém se sinta incomodado. Por outras palavras, até ruídos de muito baixo nível, têm probabilidade de incomodar um pequeno número de pessoas.Tem-se também que, acima de um certo limiar, a percentagem aumenta rapidamente com o nível do ruído, até praticamente toda a gente se sentir afectada.

Como factor adicional tem-se que, o limiar de audição a baixas frequências tem uma grande variabilidade.

Por outras palavras, é comum existirem pessoas, muito mais sensíveis que outras, ao ruído de baixas frequências.

Ruído de baixa frequência – a variação do limiar de percepção entre as pessoas

Como já foi referido, existem também grandes diferenças na sensibilidade individual, tendo isto como consequência, as pessoas muitas vezes sentirem-se incompreendidas. 

Sabe-se que, de facto, uma pessoa pode ouvir o som de baixa frequência do infrassom, enquanto, outra pessoa, pode não ser capaz de o ouvir.

Ruído de baixa frequência – o que é e como se sente – as decisões dos tribunais

Tem-se que, em Portugal, são frequentes os processos judiciais, originados por queixas de incomodidade, geradas por emissões de ruído. Tem-se vindo também a constatar que, na maioria destes casos, os tribunais têm vindo a decidir em favor dos queixosos. Isto acontece apesar de, frequentemente, os valores obtidos na respetiva avaliação acústica, evidenciarem que são cumpridos os limites legais aplicáveis.

Ruído de baixa frequência – o que é e como se sente – a situação dos agentes económicos

Este facto tem como consequência, uma crescente insegurança nos agentes económicos. Efetivamente ocorre que, apesar de garantirem emissões sonoras em conformidade com a legislação em vigor, são surpreendidos com a solicitação de exigências suplementares por parte das entidades judiciais.

Estas exigências suplementares, são muitas das vezes de difícil e/ou muito onerosa implementação.

Ruído de baixa frequência – o que é e como se sente – a situação dos queixosos

Os queixosos descrevem frequentemente que ouvem/”sentem” ruídos perturbadores, com intensidade apreciável.

Em alguns destes casos, as medições efectuadas em conformidade com o critério definido na regulamentação, não evidenciam a ocorrência de situações de incomodidade.

A situação acima descrita (14) tem, em alguns casos, origem na emissão de ruído de baixa frequência.

De acordo com um estudo efetuado na Suécia (15) , 44% das queixas de incomodidade, têm origem em ruído de baixa frequência.

A percepção deste ruído, pode ser identificada por indivíduos com maior sensibilidade, mas que, à data, os critérios de avaliação em vigor, em Portugal, não contemplam.

Tem-se que a resolução destes casos é normalmente difícil, podendo arrastar-se por um longo período de tempo, muitas vezes vários anos.

De facto, o que acontece frequentemente, é que as pessoas se apercebem do ruído, através do conjunto dos seus sentidos, apesar de até poderem não o ouvir, despoletando assim, uma queixa de incomodidade. Assim o que acontece é que as pessoas, mais que escutarem,  sentem o ruído e daí deriva a queixa de incomodidade.

Na norma alemã DIN45680:2013, no que se refere a critérios de avaliação da reação de incomodidade a ruído de baixa frequência,  refere -se explicitamente, a limiar de percepção e não a limiar de audição.

Por outro lado, este tipo de ruídos, não facilita a reação de habituação, tão comum nos ruído de média e alta frequência.

Estas circunstâncias conduzem a situações de tensão entre os responsáveis pelas emissões sonoras e os queixosos das mesmas, com os técnicos de avaliação de ruído de permeio.

Ruído de baixa frequência – o que é e como se sente – a situação com que se deparam os técnicos que fazem avaliação

É com alguma regularidade, que os técnicos de medição de ruído são confrontados com queixas de ruído, em que os reclamantes utilizam um vocabulário altamente consistente, nomeadamente:

• Pressão nos ouvidos;
• Um som como “um motor a diesel em marcha lenta à distância”;
• Um “zumbido”.

Assim os queixosos descrevem frequentemente um som, que é intenso, até mesmo ensurdecedor.

• É comum, os queixosos também relatarem uma perceção sensorial de vibração, não percebida pelos outros.

Ruído de baixa frequência – o que é e como se sente – a situação de quem avalia

A experiências dos técnicos, nestas circunstâncias, consiste em que, este tipo de situações, pode ocupar uma quantidade desproporcional de tempo e recursos. Sabem que, estas situações são notoriamente difíceis de abordar, mesmo para especialistas com longa experiência e com equipamentos adequados.

Infelizmente, muitos casos acabam com uma degradação nas comunicações entre os técnicos e os queixosos. Como é normal os técnicos, muitas vezes, assumem parte do sofrimento do queixoso, mas são incapazes de detetar a origem do problema. Nestas circunstâncias, é comum os queixosos, estarem convencidos de que o técnico está indiferente à sua situação.

É sabido que, a taxa de sucesso de resolução deste tipo de casos não é alta. Os casos não resolvidos, tendem a arrastar-se por um longo período, muitas vezes vários anos.

Assim tem-se que, isto não é satisfatório:

• Nem para os técnicos, para quem estes casos se podem tornar num fardo,
• Nem para os queixosos, que podem ser deixados num estado de expectativa, mas sem perspetivas reais de solução.

Infelizmente, uma proporção relativamente elevada destes casos, acaba em tribunal, o que coloca os dois lados sob grande tensão.

É evidente que esta situação, raramente leva a uma solução satisfatória.

Também acontece que, mesmo quando o técnico está convencido de que existe um incómodo e é capaz de localizar a fonte, muitas vezes é relutante em reportá-lo.

• Tem-se que isto ocorre porque, existe uma ausência de um critério, na legislação portuguesa, de avaliação de ruído de baixa frequência.

Portanto, a situação atual é a de que os técnicos necessitam de uma resolução considerável para considerar relatar uma situação de incómodo, gerada por ruídos de baixa frequência.

Ruído de baixa frequência – o que é e como se sente – a necessidade de critérios de avaliação de ruído de baixa frequência

É notório que, mesmo recorrendo aos tribunais, as soluções encontradas não satisfazem, totalmente, nenhuma das partes envolvidas.

Assim tem-se que, se torna evidente a necessidade de serem definidos critérios legais de medição e análise de ruído, que englobem as emissões/recepções de baixa frequência.

Deste modo, pretende-se que todos os envolvidos na respectiva avaliação sejam beneficiados, nomeadamente:

• Os receptores, que serão melhor protegidos;
• As entidades geradoras de ruído, que poderão agir em conformidade com a correcta identificação do problema e, assim, implementar soluções mitigadoras eficazes e atempadas;
• Os tribunais, que decidirão em conformidade com regulamentação adequada, reduzindo situações de conflitualidade;
• Os reguladores, que terão as respectivas decisões menos confrontadas pelo poder judicial;
• Os técnicos de avaliação de ruído, que deixarão de estar envolvidos em situações em que os resultados dos ensaios acústicos efectuados não correspondem ao que os queixosos dizem ouvir/”sentir”.

Conclusões de “Ruído de baixa frequência – o que é e como se sente”

Conclui-se portanto referindo que considerando:

• O que se sabe sobre a frequência com que os tribunais portugueses decidem em favor dos queixosos, em situações de incomodidade à exposição de ruído,
• E também que isto ocorre, apesar de serem cumpridos os limites legais estabelecidos na legislação nacional, sobre poluição sonora,

Portanto, isto indicia que, a mesma se encontra desajustada face à realidade.

Também existem também fortes evidências que, os critérios de avaliação contidos na legislação portuguesa, sobre a reação de incomodidade das pessoas, ao ruído, não contemplam totalmente, o que hoje em dia se sabe tecnicamente, sobre este assunto.

Referências de “Ruído de baixa frequência – o que é e como se sente”

1) DIN 45680:2013 – Medição e avaliação de imissões de ruído de baixa frequência

2) Decreto-Lei n.º 9/2007

3) Berglund, Hassmén,Sources and effects of low-frequency noise, The Journal of the Acoustical Society of America 99(5):2985-3002 · June 1996

4) Norm Broner, A Simple Criterion for Low Frequency Noise Emission Assessment, Noise Notes 29(1):1-13 · December 2010

5) Norm Broner, Geoff Leventhall,Low Frequency Noise Annoyance Assesment by Low Frequency Noise Rating (LFNR) Curves, January 1985

6) Bryan, Infrasound and Low Frequency Vibration ,Academic Press Inc (10 de janeiro de 1977)

7) Rhona Hellman, Norm Broner, Relation between loudness and annoyance over time: Implications for assessing the perception of low-frequency noise, The Journal of the Acoustical Society of America 115(5):2452-2452 · January 2001

8) John S. Bradley, Annoyance caused by constant-amplitude and amplitude- modulated sounds containing rumble, Noise Control Engineering Journal 42(6) · November 1994

9) Bengtsson, J., Persson-Waye K., Kjellberg, A. (2002) “Sound Characteristics in Low Frequency Noise and their Relevance for Performance Effects” InterNoise 2002, Paper 298.

10) Blazier, W.E., Ebbing, C.E (1992) “Criteria for Low Frequency HVAC System Noise Control in Buildings”, InterNoise 92, Toronto, Canada, 761 – 766.

11) A review of published research on low frequency noise and its effectsLeventhall, G., Pelmear, P. and Benton, S. 2003. A review of published research on low frequency noise and its effects. UK Department for Environment, Food and Rural Affairs. doi:EPG1/2/50

12) WATANABE, T. und MOELLER, H., Low frequency hearing thresholds in pressure field and in free field. Journal of Low Frequency Noise and Vibration 9. 1990, page 106 – 115

13) ISO 226:2003 Acoustics — Normal equal-loudness-level contours

14) Experimental study of annoyance due to low frequency environmental noise. R. N. Vasudevan; Colin G. Gordon; Applied Acoustics, Volume 10, Issue 1, Pages 57-69, 1977

15) Assessments of low frequency noise complaints among the local Environmental Health Authorities and a follow-up study 14 years later. Johanna Bengtsson; Kerstin Persson Waye; Department of Environmental Medicine, Göteborg University, Sweden, 2003