Environmental noise of schools and its relation with

Buenos Aires – 5 to 9 September 2016
st
Acoustics for the 21 Century…
PROCEEDINGS of the 22nd International Congress on Acoustics
Psychological and Physiological Acoustics: FIA2016-79
Environmental noise of schools and its relation with
cognitive performance and cortisol levels in
adolescents
Eduardo Goettert Burgos(a), Leonardo Arzeno(b), Miria Suzana Burgos(c), Cézane Priscila
Reuter(d), Dinara Xavier da Paixão(e)
(a)
(b)
Federal University of Santa Maria (UFSM), Brazil, [email protected]
Federal University of Santa Maria (UFSM), Brazil, [email protected]
(c)
University of Santa Cruz do Sul (UNISC), Brazil, [email protected]
(d)
University of Santa Cruz do Sul (UNISC), Brazil, [email protected]
(e)
Federal University of Santa Maria (UFSM), Brazil, [email protected]
Abstract
In school environment, noise produced inside and outside the classrooms can impair student´s
cognitive performance and health. Thus, the present study aimed to relate the environmental
noise of schools with cognitive performance and cortisol levels in adolescents. Two public
schools from a city in south Brazil were evaluated, one does not have heavy urban traffic in its
surroundings (school A) and the other one has it (school B). The students of the two schools
have similar characteristics. To evaluate cognitive performance, concentration test was carried
out. Cortisol levels were evaluated in the beginning and at the end of the class, in the morning
shift. The comparison of continuous variables was performed through independent-sample T
test. Values of p<0.05 were considered significant. The results demonstrate that adolescents
from school B presented lower mean for the concentration test (86 versus 99 points; p=0.033).
In addition, cortisol levels in adolescents from school B decrease less (∆=0.208 µl/dL), during
the morning, in comparison to the students from school A (∆=0.106 µl/dL) (p=0.017). We
conclude that adolescents from the school with the worst acoustic performance present more
unsatisfactory results for cognitive performance evaluation and cortisol levels.
Keywords: acoustics, noise, physiological stress, cognition disorders, adolescent
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Ruído ambiental em escolas e sua relação com o
desempenho cognitivo e níveis de cortisol em
adolescentes
1 Introdução
O ruído crônico em salas de aula afeta, de forma negativa, o processo de aprendizagem de
escolares [1], os quais são mais propensos à ruptura das funções cognitivas, prejudicando a
memória, a concentração, a leitura e a escrita. Além disso, o ruído excessivo compromete a
percepção da fala e compreensão auditiva [2], prejudicando o processo de ensinoaprendizagem [3].
Além de afetar o aprendizado, tem sido demonstrado que o ruído em salas de aula apresenta
implicações fisiológicas relevantes; dessa forma, a temática também tem despertado interesse
por pesquisadores da área da saúde [4]. Nesse sentido, estudos tem demonstrado que o ruído
ambiental está associado com níveis elevados de pressão arterial na população infanto-juvenil
[5], [6], [7], [8]. Tem sido demonstrado, também, que o ruído está associado com os níveis de
cortisol, um marcador fisiológico de estresse, o qual tem seu pico entre 7 e 8 horas da manhã,
diminuindo ao longo do dia [9]. Quando os níveis de cortisol estão elevados,
consequentemente ocorre alteração nos níveis cardíacos também [10]. Este marcador se eleva
para preparar o organismo a se defender de uma possível perturbação ao bem-estar [11].
No Brasil, estudos realizados em diferentes regiões, em especial no Sudeste, como em MaríliaSP [12], [13] e Taubaté-SP [14] e na região Sul, em municípios como Curitiba-PR [15],
Urussanga-SC [16] e Santa Maria-RS [17], demonstram que as escolas não apresentam
adequado conforto acústico. Porém, poucos estudos no Brasil descrevem a paisagem sonora
no entorno das escolas e a sua relação com o desempenho cognitivo e indicadores de saúde
também não está bem estabelecida. Diante do exposto, o presente estudo objetivou relacionar
a paisagem sonora de duas escolas com o desempenho cognitivo e níveis de cortisol em
adolescentes de um município do Sul do Brasil.
2 Método
O presente estudo comparativo envolveu a participação de 56 adolescentes, pertencentes a
duas escolas estaduais do município de Santa Cruz do Sul, no estado do Rio Grande do Sul,
extremo sul do Brasil.
As duas escolas foram escolhidas por conveniência, mas os escolares apresentam
características semelhantes, como o nível socioeconômico, classificado pelo critério da
Associação Brasileira de Empresas de Pesquisas - ABEP [18]. A escola A está localizada em
um bairro tipicamente residencial, não apresentando tráfego intenso em seu entorno, contando
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com a participação de 27 escolares. A escola B foi escolhida por estar localizada em uma rua
com intenso tráfego urbano.
As características dos estudantes que participaram do estudo encontram-se na Tabela 1.
Observa-se que os adolescentes avaliados apresentam características semelhantes, não
diferindo significativamente (p>0,05) para sexo, idade e nível socioeconômico, sendo que a
maior parte dos escolares, das duas escolas, são de classe alta (A-B) e média (C).
Tabela 1. Características descritivas dos estudantes avaliados
Sexo
Masculino
Feminino
Nível socioeconômico
A-B (classe alta)
C (classe média)
D-E (classe baixa)
Idade
Escola A
%
Escola B
%
p
37,0
63,0
48,3
51,7
0,3961
66,7
33,3
0,0
Média (DP)
16,1 (0,7)
62,1
34,5
3,4
Média (DP)
16,2 (0,6)
0,6121
p
0,5892
1
teste de qui-quadrado; 2teste t para amostras independentes; DP: desvio-padrão; diferenças
significativas para p<0,05.
As medições acústicas para caracterizar a paisagem sonora externa do entorno imediato das
escolas e salas de aulas, foram obtidas através das medições do nível de pressão sonora
equivalente (LAeq em dBA), registradas em períodos subsequentes de 3 minutos. Seguiu-se a
mesma sequência em ambas escolas, tendo início nas áreas externas à escola, porém, ao lado
das salas de aula. As medições seguintes foram feitas no pátio interno das escolas, nas
imediações das salas analisadas.
A avaliação acústica foi realizada através do software AudioTools. As respostas impulsivas
foram obtidas através do microfone Behringer ecm8000 e processadas pelo software Dirac v.
4.1 (Brüel & Kjær, modelo 7841) e deste foram obtidos os parâmetros da norma ISO 3382 [19].
O desempenho cognitivo foi avaliado através do teste de atenção concentrada – AC, o qual
visa manter a atenção concentrada na atividade estabelecida durante um período de tempo
[20], sendo considerado o número de acertos para a análise dos dados.
Os níveis de cortisol foram analisados em uma manhã, em dois momentos, através da coleta
de amostra de saliva: 1) no início da aula (às 8 horas) e no final da aula (após às 11 horas). Os
escolares foram instruídos a manter um pequeno rolo de algodão embaixo da língua, durante 3
minutos, aproximadamente, até ficarem saturados com saliva. Em seguida, os rolos foram
removidos e armazenados em um recipiente de coleta, para posterior recolhimento da saliva, a
qual foi mantida sob congelamento (-20ºC) até o momento da análise. Os níveis de cortisol
foram avaliados através de imunoensaio (ELISA; enzyme-linked immunosorbent assay),
utilizando kits comerciais e seguindo as recomendações do fabricante. Após a obtenção dos
valores de cortisol, foi calculada a diferença (∆) dos valores avaliados nos dois momentos (∆
dos níveis de cortisol: final da manhã - início da manhã).
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A análise estatística dos dados foi realizada no programa SPSS v. 23.0 (IBM, Armonk, NY,
USA). As características da amostra foram expressas em frequência absoluta e relativa, para
variáveis categóricas, bem como através de média e desvio-padrão, para a variável idade
(quantitativa). Foi aplicado o teste de qui-quadrado (para as variáveis categóricas) e o teste t
de Student para amostras independentes (para a variável idade) para demonstrar as
características semelhantes entre as duas escolas avaliadas. A normalidade das variáveis
contínuas foi testada pelo teste de Shapiro-Wilk. Como as variáveis apresentaram distribuição
normal, foram comparados os valores médios dos níveis de cortisol e da pontuação obtida no
teste de concentração, através do teste t de Student para amostras independentes. Foram
consideradas significantes as diferenças para p<0,05.
3 Resultados e discussão
A figura 1 evidencia a paisagem sonora do entorno de cada escola e proximidades exteriores
às salas de aulas analisadas, apresentando o conjunto de medições de nível de pressão
sonora equivalente (LAeq em dBA), feitas a cada 3 minutos durante o período da manhã,
coincidindo com o momento em que foram coletadas as amostras de saliva dos alunos e
aplicado o teste de concentração. Os primeiros períodos analisados foram medidos nas
imediações das ruas próximas às escolas e salas, no qual fica evidente o ruído provocado pelo
trânsito, através do aumento do LAeq para as baixas frequências, sendo que a Escola B
apresentou níveis de ruído muito superiores em comparação com a Escola A.
Já nos períodos subsequentes, quando as medições foram feitas nas imediações dos pátios
internos das escolas, ao lado das salas de aula, a Escola B também apresentou níveis maiores
de LAeq, em comparação com a escola A, porém, com ênfase nas médias e altas frequências,
que expressam as vozes dos alunos das séries inferiores, que têm o horário de recreio
diferenciado e/ou praticam atividades didáticas no saguão coberto ao lado da sala de aula
analisada e no mesmo momento em que os alunos do estudo assistem as aulas.
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Escola A
Escola B
Figura 1: Nível de pressão sonora equivalente (LAeq em dBA) das duas escolas avaliadas
Na comparação da diferença dos níveis de cortisol (Figura 2), observa-se que os adolescentes
da escola B apresentam médias significativamente (p=0,013) inferiores, demonstrando que
ocorre menor redução dos níveis de cortisol, ao longo da manhã, em comparação aos
adolescentes da escola A (menos ruidosa).
O pico de cortisol, quando avaliado no início da manhã, não apresenta grande variação
intraindividual; porém, ao longo da manhã, os níveis deste hormônio são influenciados por
fatores ambientais [21], [22], sendo considerado, desta forma, um bom marcador de resposta
aos agentes estressores, como o ruído, por exemplo [23]. De forma semelhante aos dados
encontrados no presente estudo, em Uppsala, na Suécia, identificou-se que existe relação
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entre a exposição ao ruído e os níveis de cortisol durante a manhã em escolares. Além disso,
os autores demonstram uma correlação fraca (r=-0,19), porém significativa (p=0,005), entre os
níveis de cortisol e o nível sonoro equivalente [24]. Em adultos canadenses, observou-se que a
exposição ao ruído aumentou a secreção de cortisol [25].
Figura 2: Diferença (∆) nos níveis de cortisol. Dados expressos em média e intervalo de confiança
para 95%.
Com relação ao teste de concentração (Figura 3), observa-se que escolares da escola B (mais
ruidosa) obtiveram menor pontuação (menor número de acertos) no teste de concentração
(p=0,033). Isso corrobora dados de estudo realizado em Londres, no qual o ruído gerado pelo
tráfego aéreo foi associado com baixos níveis de compreensão de leitura e memória em
crianças que estudam em escolas próximas a um aeroporto. Por outro lado, no citado trabalho
não foram observadas diferenças significativas quando avaliado o ruído do tráfego urbano [26].
Em escolares holandeses, no entanto, a exposição ao ruído do tráfego urbano esteve
associada ao maior número de erros realizados em testes cognitivos [27].
Estudo conduzido na Alemanha avaliou o desempenho cognitivo de jovens adultos em três
locais com níveis distintos de ruído gerado pelo tráfego urbano (50 dB(A), 60 dB(A) e 70
dB(A)). Foi identificado que o nível de atenção dos sujeitos foi melhor no local com ruído de
tráfego urbano de 50 dB(A), em comparação ao local com ruído de 70 dB(A) [28].
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Figura 3: Pontuação no teste de concentração. Dados expressos em média e intervalo de
confiança para 95%.
4 Conclusão
O presente estudo demonstrou que o nível de pressão sonora equivalente no entorno de
ambas as escolas é elevado. No entanto, conclui-se que adolescentes da escola com maior
ruído gerado pelo ambiente externo apresentam resultados significativamente inferiores de
concentração, com menor número de acertos no teste, bem como menor diminuição dos níveis
de cortisol ao longo da manhã, sugerindo que estes escolares estão mais expostos aos
agentes estressores ambientais, como o ruído. Sugere-se a realização de estudos
experimentais, com intervenções acústicas, para estabelecer a relação causal dos níveis de
ruído em salas de aula sobre os indicadores de saúde e de desempenho cognitivo de
escolares.
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