Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

1. Redução do Ruído de Rolamento dos Pneus

2. Agenda • Características dos pneus que afectam o ruído de rolamento • Características da estrada que afectam o ruído de rolamento • Conceitos para reduzir a emissão do ruído

3. Contributos para a poluição sonora em Vienna[1] [1] E. Pucher: “Low-Noise Road – Optimization of the System Vehicle-tyres-Road”. AVL-Conference ‘Engine and Environment’, Graz,, Sep. 1996.

4. Incentivos • Protecção do ambiente contra ruído indesejado • Ruído de trânsito entendido como elevado • Considerado nocivo para a saúde • Necessidade de zonas citadinas silenciosas • Conforto para passageiros de veículos • Ruído interior no veículo distrai a atenção da situação do trânsito • Causa de fadiga • Possibilidade de diálogo • A redução do ruído na fonte é mais eficaz • Uma abordagem eficiente com benefícios para a sociedade, no que respeita a emissões de ruído de rolamento, tem que ser considerada numa Base Global onde os principais agentes são o pavimento, o veículo e o pneu. • A gestão do fluxo de trânsito e o comportamento na condução têm que ser incluídos nesta abordagem global. A indústria de pneus dedicada à diminuição do ruído de rolamento

5. Superfícies Tecnologias de produção de estrada silenciosas Técnicas de limpeza e manutenção Pneus de Conformidade com segurança, resistência ao rolamento, durabilidade baixo ruído Baixo ruído de funcionamento e em aceleração (camiões e autocarros) Estruturas ligeiras e de baixo ruído (sistema de propulsão e veículo) * Materiais silenciosos para motor/caixa de velocidades Veículos Controlo activo de ruído associado a orifícios (escape, admissão de ar) Gestão térmica para uma mais eficiente contenção/confinação Sistemas de propulsão alternativos (ex. para serviços urbanos) Comportamento Suporte electrónico através de sistemas inteligentes de transmissão, gestão do motor, ... na condução Gestão do fluxo Modelos sofisticados & sistemas em rede detrânsito Redução do ruído, Potencial da Tecnologia: ³ < 5 dBA 5 dBA Pesquisa & Des. Pesquisa & Des. Implementação Implementação 2010 2000 2005 *) Potencial não especificado 2020 2015 Caminhos para uma abordagem ao ruído dos transportes em estrada

6. Teste do Veículo Geneva Reg 51.02 & EC Dir 70/157 Baseado nas actuais ISO 362:98 Superfície de teste conforme ISO 10 844 Passagem do veículo em aceleração (“drive by”) Veículo acelerado “a fundo” (ligeiros) Em várias relações de caixa a partir de 50km/h A um regime de motor-rpm especificado (pesados) Carga do veículo: nenhuma, veículo vazio Resultados: aritmético (não energético) Média das medições individuais Dependendo do tipo de pneu, contribuição do pneu (profundidade de piso legal) Teste dos Pneus EC Dir 2001/43 Superfície de teste conforme ISO 10 844 Veículo a velocidade constante (“coast-by”) variando entre 70-90 km/h (ligeiros) entre 60-80 km/h (pesados) Nota: A partir da linha de regressão SPL = a + b log V/Vo O nível de pressão do som (SPL) é calculado a 80 km/h para ligeiros 70 km/h para pesados Assumida nenhuma fonte de ruído activa para além da pneu/estrada Microfone esquerdo Microfone direito Normas relativas às emissões de Ruído de Rolamento

7. Limites do Ruído Factores Nota:Superfície de teste ISO especificada para testes de ruído em veículos e pneu/estrada não é utilizada em estradas públicas uma vez que não resiste a tráfego intenso de veículos pesados

8. Ruído de Rolamento em pneus Categorias e possível evolução dos limites da Dir 2001/43

9. Ruído em Veículos Pesados Método de teste actual para veículos da categorias M2, M3, N2 e N3 Velocidade de aproximação à linha AA correspondente à mínima das seguintes velocidades: • 50 km/h • Ou • ¾ de velocidade S* (potência do motor inferior a 225 kW) • ½ de velocidade S* (potência do motor superior a 225 kW) • * S: Velocidade do motor na potência máxima Primeira “velocidade” a ser testada: • x/2* (potência do motor inferior a 225 kW) • x/3* (potência do motor superior a 225 kW) • * x: Nº total de “velocidades” “para a frente” Ultima “velocidade” a ser testada: • A “velocidade” mais alta X onde S* é atingida antes de passar a linha BB

10. Percepção Objectiva Subjectiva Exterior Interior Interacção entre Pavimento e Pneu Interacção entre Pneu e Veículo O estudo do Ruído dos Pneus exige uma abordagem do Sistema Total Contribuição do Pavimento e da Técnica de Condução Não existe: RUÍDO DO PNEU Mas existe: RUÍDO PNEU/PAVIMENTO e RUÍDO PAVIMENTO/PNEU/VEÍCULO

11. Ruído Pneu/Pavimento transmitido para dentro do Veículo Ruído interior Ruído exterior Ruído transmitido pela estrutura Ruído transmitido pelo ar Ruído absorvido pelo ar Ruído transmitido directamente pelo ar Ruído de vibração dos pneus transmitido pelo ar Ruído transmitido pela estrutura

12. Mecanismos de Ruído para Ruído Pneu/Pavimento Sentido de rotação Vibrações da superfície do piso “horn effect” “horn effect” Impacto dos blocos do piso no solo “saída” do bloco do piso “Bombagem” de ar mega rugosidade “agarrar”-”derrapar” macro rugosidade Ressonância das ranhuras Impacto da textura do solo

13. Mecanismos de Ruído para Ruído Pneu/Pavimento - influenciado pelo pavimento Sentido de rotação Vibrações da superfície do piso “Horn effect” “Horn effect” Impacto dos blocos do piso no solo “saída” do bloco do piso “Bombagem” de ar mega rugosidade “agarrar”-”derrapar” macro rugosidade Ressonância das ranhuras Impacto da textura do solo

14. Vibrações do piso demonstradas através do modelo RATIN* Interacção Forças de contacto *RATIN= Road & Tyre Interaction Noise

15. „Escorregamento“ Velocidade da cinta Velocidade dos blocos do piso extremo de saída extremo de entrada Deformação dos blocos do piso = Força de fricção Fx A velocidade da cinta é inferior à dos blocos do piso. Estes têm de compensar a sua maior velocidade com o escorregamento na superfície de contacto. À saída os blocos do piso são libertados e criam um efeito estrutural e acústico.

16. Ruído exterior Bom para baixo ruído do perfil Ranhuras circunferenciais largas Ângulo elevado das ranhuras no centro Ranhuras laterais estreitas Lamelas ventiladoras Lamelas (abertas) Blocos no ombro do pneu de dimensões alternadas Ranhuras de separação Número elevado de blocos Variáveis customizáveis: Formato dos blocos do piso e sequência do “pitch”

17. Atingido: Pneus com perfil com menos de 1 dB(A) de ruído a mais relativamente a pneus lisos Conclusão: Reduções adicionais de ruído Pneu/Pavimento através de optimização do perfil não podem ser esperadas Contribuição do Pavimento tem que ser estudada

18. Steel SMA0/11 ISO Steel SMA0/11 ISO Distribuição de pressões na superfície do pneu (vários pavimentos) Pneu Liso 50Sh Pneu Perfilado 50Sh

19. Base de dados Francesa «Controlled Pass-By» Pavimentos pouco ruidosos: As soluções propostas pela indústria Francesa construtora de estradas. Yves MEUNIER - USIRF/ROUTIÈRE MORIN: Continental Square, 3, Place de Londres - BP 10764 - 95727 ROISSY CHARLES DE GAULLE CEDEX FRANCE “The 2001 International Congress and Exhibition on Noise Control Engineering” The Hague, The Netherlands, 2001 August 27-30 Pavimentos intermediários Pavimentos ruidosos Pavimentos pouco ruidosos • Superfícies pouco ruidosas: 0/6 e 0/10 “porous asphalt” (PA), 0/6 e 0/10 tipo 2 “very thin asphalt concrete” (VTAC), 0/6 “ultra-thin asphalt concrete” (UTAC) • Pavimentos intermediários: 0/14 “porous asphalt” (PA), 0/10 “asphalt concrete” (AC), 0/10 “thin asphalt concrete”, 0/10 “very thin asphalt concrete” (VTAC), “cold-applied slurry surfacing” (CASS) • Pavimentos ruidosos: 0/14 “asphalt concrete” (AC), “surface dressings” (SD), “cement concrete” (CC), 0/14 “thin asphalt concrete” e 0/14 “ultra-thin asphalt concrete” (UTAC)

20. 25 0 15 20 30 45 60 15 75 ²L 90 [dB] 10 5 0 400 600 1000 3000 7000 frequência [Hz] Amplificação causada pelo “Horn effect”

21. Efeito do Pavimento Nível de pressão do ruído (SPL) em dB(A)

22. Diminuição do ruído de rolamento • Pavimento O potencial mais elevado (no mínimo -10 dB(A)) para redução imediata do Ruído de Rolamento consiste no uso de pavimentos de estrada avançados pouco ruidosos. O mapeamento do ruído é essencial. • Veículo Ruído em orifícios (escape, admissão de ar) Gestão térmica para uma mais eficiente contenção/confinação. Materiais silenciosos para estruturas do motor/caixa de velocidades • Pneu Redução da emissão de ruído em conformidade com os requisitos de segurança, resistência ao rolamento e durabilidade.