Em termos de aplicação que se tornou possível com o uso de perfilômetros inerciais, merece destaque a utilização em vias urbanas. Há boas experiências no exterior, como por exemplo, na cidade de Nova Iorque, no estudo: Center on Municipal Government Performance (1998 e 2003), assim como em outros experimentos relacionados a vias urbanas, como Shafizadeh et al. (2002) e Shafizadeh e Mannering (2003).
Pelo fato de poderem conviver com a mudança de velocidade sem problemas, os perfilômetros inerciais tornam possível a avaliação das principais vias de uma cidade, principalmente no período noturno – para se evitar o tráfego excessivo, visando a montagem de um banco de dados que auxilie na gerência da malha urbana.
O índice de irregularidade utilizado nos levantamentos realizados em Nova Iorque foi batizado de City Roughness Index, ou simplesmente CRI. Embora todo o método de cálculo seja o mesmo do IRI, o novo nome foi adotado, pois em uma malha urbana nem sempre é possível se manter a velocidade do perfilômetro acima do limite mínimo estabelecido na norma de medição do IRI a partir de um perfilômetro inercial. Além do índice CRI, o método de avaliação dos pavimentos urbanos com perfilômetro inercial utilizado nos trabalhos executados na cidade de Nova Iorque também computava uma contagem de “solavancos fortes” sofridos pelo veículo, por milha trafegada. A utilização destas duas medidas foi bastante adequada aos propósitos, segundo os autores.
A respeito dos tipos de superfícies que podem ser avaliadas com um perfilômetro inercial, é possível afirmar que em tese, não existe um tipo específico de pavimento que não possa ter seu perfil medido com ele , desde que suas condições de uso sejam atendidas. Naturalmente, um bom perfilômetro inercial pode ser usado em quaisquer tipos de revestimentos secos que possuam uma superfície na qual o pneu de um veículo possa tocar a grande maioria de seus pontos. Isto incluiria até, por exemplo, uma estrada de terra em condições razoáveis de trafegabilidade ou tratada com antipó.
Foi verificado por Wang (2006) que em geral os perfilômetros inerciais apresentam menor repetitividade e maiores erros de exatidão em superfícies com texturas mais proeminentes, o que é de se esperar, dado que existem alguns tipos de textura no qual os pneus, ainda que deformáveis, deixam de tocar em boa parte da superfície, enquanto um medidor laser é capaz de medi-la.
A restrição em relação a pavimentos molhados deve-se ao fato dos módulos laser realizarem suas leituras por reflexão, que se torna instável e difusa qua ndo o laser é apontado para água, não gerando resultados exatos na medição. Outra dificuldade trazida pela presença de água é o aumento do acúmulo de sujeira sob os módulos laser.
Usuários mais avançados, que possam efetuar um tratamento estatístico adequado às medidas de um perfilômetro inercial, podem ser capazes de medir outros tipos de revestimento que possuam, por exemplo, ranhuras transversais ou longitudinais, como por exemplo, o “grooving”, bastante usado em pistas de aeroportos; ou ainda misturas muito abertas (ou com macrotextura muito pronunciada), como é o caso de um SMA stone-mastic asphalt ou stone matrix asphalt.
Para a utilização de perfilômetros inerciais em pavimentos de concreto de cimento Portland, embora não existam restrições, é preciso salientar que os resultados podem ser afetados pela presença de juntas transversais não seladas no mesmo nível da superfície, que eventualmente seriam medidas e computadas como parte do perfil. Nestes casos, para maior exatidão nos resultados, pode ser necessária uma pré-filtragem dos dados para evitar influências indevidas de fatores que não causam distúrbio ao rolamento , como é o caso da profundidade das juntas transversais de dilatação. Sobre as juntas longitudinais, os operadores devem ter ciência que não se deve trafegar com nenhum dos módulos sobre elas, sob pena de se incrementar falsamente o valor da irregularidade. Este tema também será objeto de análise no Capítulo 4.
Dependendo do número de módulos laser que um perfilômetro possui, pode ser possível a medição simultânea do afundamento nas trilhas de roda de uma faixa de rolamento, ou seja, neste caso se está medindo além do perfil longitudinal, alguns pontos do perfil transversal do pavimento.
Por exemplo, quando se usa três módulos laser, sendo dois deles posicionados sobre as trilhas de roda e o terceiro posicionado no meio, entre os anteriores, normalmente é possível a medição de um valor médio de afundamento plástico de ambas as trilhas de roda (ATR).
Antes mesmo de se explicar como tal medição é feita é preciso salientar que normalmente esta não é uma maneira exata de se medir o afundamento nas trilhas de roda. Isto acontece porque normalmente o número de pontos de medição (ou módulos laser) utilizados é muito limitado, ou seja, o valor dos afundamentos é estimado com base em um perfil transversal incompleto, formado geralmente por 3 ou 5 pontos.
Sendo assim, se a posição de tais pontos em relação ao perfil transversal não for perfeita, ou seja, se dois desses pontos não estiverem bem no ponto de afundamento máximo, e o outro ou os outros estiverem fora da zona de afundamento, a medida pode não representar a verdade em termos de ATR.
Assim, é possível afirmar que uma medida de ATR feita com um perfilômetro laser com 3 ou 5 módulos laser, ainda que bem posicionados ao longo de sua barra de suporte, só pode garantir que as medidas efetuadas representam o afundamento mínimo naquele ponto, não o máximo, pois o veículo onde o perfilômetro está instalado tem deslocamentos transversais na faixa, por mais cuidadoso que seja o motorista.
Por outro lado, apesar do alerta, não se pode deixar de reconhecer que o método de medida do ATR normalizado no Brasil pela norma DNIT 006/2003–PRO (2003c), que faz uso de uma treliça, é muito rudimentar, pouco preciso, pouco produtivo e perigoso para o técnico de campo, que muitas vezes se vê obrigado a realizar as medições com a treliça sem o fechamento do tráfego. Por todos esses problemas, quando esta medida com a treliça é realizada, ela é feita com intervalos muito grandes de espaço, 40 m, 100 m, às vezes até 200 m.
Assim sendo, como o método tradicional têm pontos negativos bastante evidentes, não é má escolha optar pela avaliação com o perfilômetro, seja pela segurança, seja pela economia, seja ainda pelas milhares de medidas que seriam possíveis nos mesmos 40 m em que a norma preconiza que seja feita uma medida em cada trilha.
Para que a determinação do ATR seja possível com um perfilômetro, é preciso garantir que os 3 ou mais módulos laser utilizados estejam zerados em um mesmo nível, ou seja, que os zeros deles estejam alinhados depois que os módulos estiverem devidamente fixados no veículo. Esta rotina de zeragem ou nivelamento pode ser feita de forma bem rápida, logo antes do levantamento, utilizando-se, por exemplo, uma régua plana como referência. Pode acontecer também que o equipamento já tenha sido zerado de fábrica, quando foi montado e que não tenha sido desinstalado do veículo desde então, o que pode dispensar tal necessidade. A necessidade ou não deste procedimento depende do equipamento e da forma de instalação.
O importante é que com três módulos, só se consegue medir a média do afundamento das duas trilhas. Não é possível individualizar a medição de cada uma das trilhas, uma vez que não se tem a informação da inclinação transversal do pavimento. Para se calcular o afundamento, supondo que se esteja trabalhando com 3 módulos laser chamados de L1, L2 e L3, com o L1 e L3 posicionados sobre as trilhas, ter-se-á o afundamento médio das trilhas subtraindo-se do valor medido por L2, a média dos valores medidos por L1 e L3.
Para a medida individualizada dos afundamentos nas duas trilhas de roda, é necessária a utilização de pelo menos 5 módulos laser, sendo que a barra que suporta os módulos pode ter largura somente um pouco menor que a largura da faixa de rolamento, pois nas pontas, fora dos limites do veículo ficam instalados os dois módulos adicionais que coletam as referências de altura das extremidades da faixa. O cálculo para esta situação é similar e deve ser feito duas vezes, uma para cada trilha de roda, usando-se os módulos 3 a 3. No item 3.4.2 a medição de ATR, assim como a possibilidade de medição do degrau entre pista e acostamento são ilustrados.
Vale registrar que existem outros tipos de equipamentos embarcados em veículos que são capazes de medir rápida e corretamente o afundamento em ambas as trilhas de roda, tais como os mencionados por Laurent e Hébert (2004), e também por Phoenix Scientific Inc (2004a).
Como este item do trabalho pretende ser bastante abrangente na abordagem dos perfilômetros inerciais, é preciso deixar registrado que a teoria subjacente a este tipo de equipamento, não prevê a necessidade de serem usados módulos de medição de distância sem contato com a superfície, a laser por exemplo. Pelo contrário, a norma norte-americana citada não veta nem indica nenhuma tecnologia, apenas fixa o tipo de resultado e as características da medição, que podem em tese ser obtidas inclusive com uma roda apalpadora.
Naturalmente pelo desenvolvimento tecnológico atual, o método de medição da distância sem contato, utilizando laser como fonte de luz e sensores apropriados, permite medições de distância muito precisas e muito rápidas, o que levou a maioria, senão a totalidade dos fabricantes de perfilômetros inerciais a adotarem a medição a laser como padrão, por exemplo, Dynatest (2004), mas nem sempre foi assim.
Os perfilômetros inerciais dos anos oitenta por causa do custo de um sistema de medição a laser, quando utilizaram medidores de distância sem contato, optaram pelo uso de sensores de ultra-som pela disponibilidade da tecnologia a um preço razoável.
Entretanto, o uso de sensores de distância que utilizavam o ultra-som esbarra em certas limitações, mencionadas por diversos autores, tais como, Ningyuan et al. (2001), Sayers e Karamihas (1998), Choubane et al. (2002), Ksaibati et al. (1998a). Tais limitações levaram à substituição dos sensores de ultra-som, principalmente para a medida do perfil longitudinal, pois na medida no perfil transversal eles resistiram um pouco mais, uma vez que chegaram a ser usados em grande número para um medição mais representativa, porém em velocidades menores.
Apenas para que fique registrado, considerando que a pergunta pelos sensores de ultra-som é recorrente quando se apresenta a tecnologia com laser, os principais problemas apontados nos perfilômetros inerciais com sensores de ultra-som são: a resolução típica é menor, por volta de 0,25 mm, o que leva a problemas na medição de pavimentos com irregularidade mais baixa; as medidas são afetadas por ventos; as medidas são afetadas pela umidade relativa do ar; as medidas podem ser mais afetadas por sujeira na pista ou nos sensores; existe uma limitação da velocidade de tráfego do veículo, que está correlacionada com a freqüência das medições; a
distância entre medições sucessivas não é tão boa – pela própria velocidade do som; por fim, este tipo de sensor não funciona bem em superfícies com macrotextura muito proeminente.