D ISPOSITIVOS DE E NSAIO

A geometria e dimensões da câmara reverberante deve normativamente respeitar a condição da expressão 4.1. Como o volume da câmara é aproximadamente 216 m³, obtém-se um ɭ_𝑚á𝑥. de 11,40 m.

ɭ_𝑚á𝑥.≤ 1,9 × 𝑉^1/3≈ 11,40 𝑚 ^(4.1) em que ɭ𝑚á𝑥. representa o comprimento da maior linha reta contida nos limites da câmara reverberante em metros, e 𝑉 representa o volume da câmara em metros cúbicos.

Aplicando os valores das dimensões da câmara reverberante R1 (apresentados no subcapítulo 4.1), o ɭ_𝑚á𝑥. pode ser determinado com recurso à equação 4.2.

ɭ_𝑚á𝑥.= √(6,905+7,635

2 )²+ (6,125+5,545

2 )²+ 4,65²≈ 10,42 𝑚 ^(4.2) Assim, ao analisar e comparar a condição imposta na expressão 4.1, verifica-se que a forma e dimensões da câmara reverberante R1 cumpre com a norma imposta (4.3).

10,42 ≤ 11,40 𝑚 ^(4.3) Uma vez que o volume da câmara reverberante ultrapassa os 200 m³, a norma [3] obriga que os valores das áreas de absorção sonora equivalente máxima da câmara vazia (A0) sejam multiplicados pelo fator ((V/200)^2/3 =1,0526). No Quadro 4.2 encontram-se calculados os valores A0 corrigidos para um volume de 216 m³ (volume da câmara R1), de acordo com a expressão supracitada .

Banda de frequências de terço de oitava alvo de medições (Hz)

100 125 160 200 250 315

400 500 630 800 1000 1250

1600 2000 2500 3150 4000 5000

Quadro 4.2 - Área máxima normativa de absorção sonora equivalente definida pela norma NP EN ISO 354 [3]

para a câmara R1 do Laboratório de Acústica da FEUP vazia com um volume, V, de aproximadamente 216 m³.

Frequência domínio da frequência, deve ser regular e não apresentar picos ou depressões em amplitude superiores a 15% da média dos valores correspondentes às duas bandas de terços de oitava adjacentes.

Na figura 4.3 encontram-se retratados graficamente os valores da área de absorção sonora equivalente (A0) medidos experimentalmente na câmara reverberante R1 vazia, e os respetivos valores máximos de absorção sonora equivalente admitidos para a câmara R1, com um volume V= 216 m³ (apresentados no Quadro 4.2), para as bandas de frequências dos 100 aos 5000 Hz.

Figura 4.3 - Área de absorção sonora equivalente na câmara R1 vazia (A0) comparada com o limite máximo regido pela norma NP EN ISO 354 [3].

Desta forma é possível constatar, pela leitura do gráfico (figura 4.3), que os valores de calculo experimental da área de absorção sonora equivalente na câmara R1 vazia se encontram abaixo, em toda a banda de frequências propostas pela norma [3], ao dos valores normativos teóricos de A0 corrigidos para o volume existente na câmara R1. A câmara reverberante cumpre assim experimentalmente a condição normativa imposta ao A0.

4.2.3.2 PROVETEDE ENSAIO

O método normalizado de validação da difusividade do campo sonoro que se encontra sintetizado na norma NP EN ISO 354 [3], obriga a que o provete de ensaio (amostra) seja constituído por um material absorvente, poroso e homogéneo, de 5 a 10 cm de espessura que, em condições ideais, tenha um coeficiente de absorção sonora superior a 0,9 na gama de frequências entre 500 e 4000 Hz. Já a área da amostra (S) deve estar idealmente compreendida entre 10 e 12 m² para câmaras reverberantes com volume inferior a 200 m³. Caso o volume seja superior, utiliza-se o fator multiplicativo (V/200)^2/3. A câmara reverberante R1 tem um volume aproximado de 216 m³, o que implica que para satisfazer a condição requerida pela norma, a área (S) da amostra absorvente terá de ser multiplicado pelo valor do fator ((V/200)^2/3 =1,0526) obtendo-se assim um área normativa de amostra entre 10,53 a 12,63 m². O provete deve ter uma forma retangular com uma relação entre largura e comprimento compreendida entre 0,7 e 1. A sua localização na câmara deve ser tal que permita haver um distanciamento mínimo de pelo menos 1 m de qualquer vértice da placa absorvente até às paredes da câmara. As arestas devem estar dispostas de forma que, estas não fiquem paralelas às paredes mais próximas.

Tendo em conta as obrigações normativas supracitadas, a amostra absorvente de ensaio escolhida no presente trabalho denomina-se por “Espuma”. É um material poroso constituído por uma fina camada de 50 mm de espessura em espuma densa.

O quadro 4.3 ilustra as dimensões exatas do provete e respetiva designação atribuída.

Quadro 4.3 - Dados da amostra absorvente usada nos ensaios e respetiva designação S.

A amostra (S) é colocada no centro do solo, cumprindo os critérios de distanciamento impostos. Como o objetivo do trabalho passa por verificar a existência de um campo sonoro suficientemente difuso na câmara, a localização e dimensão da amostra absorvente permanecerá constante durante todo o ensaio (figura 4.4).

Designação Área (m²) Dimensões (m) Perímetro (m)

S 9,8^* (3 × 3) + (1 × 0,8) 13,6

* Considerou-se que a diferença de 7% face ao mínimo normativo (10,53 m²) não seria significativo.

Figura 4.4 - Amostra absorvente "Espuma" distribuída no solo da câmara R1 [fotos do autor].

As variações da humidade relativa (HR) e temperatura no interior da câmara durante a realização das medições podem trazer uma grande influência para o tempo de reverberação medido (especialmente em altas frequências e com a humidade relativa baixa). A norma [3] salienta que todas as medições efetuadas ao longo do ensaio, devam apresentar condições similares de temperatura e humidade relativa, de forma a evitar que o efeito de absorção do ar tenha uma influência significativa entre medições. É exigido ainda neste tópico que humidade relativa se situe sempre entre os 30% a 90% e que a temperatura seja, pelo menos, 15 ºC durante o ensaio. Em todas as medições, as correções para a variação da absorção sonora relativa do ar devem ser aplicadas à fórmula de Sabine de acordo com o parâmetro m (Quadro 4.4).

Quadro 4.4 - Valores da absorção sonora relativa do ar (m^-1) em função da HR, até à banda de frequência de 1/1 oitava dos 4000 Hz. Adaptado de [1].

HR (%) < 1 kHz 1 kHz 2 kHz 4 kHz

0 0 0 0 0

20 0 0,008 0,016 0,056

40 0 0,004 0,008 0,044

60 0 0,003 0,004 0,028

80 0 0,002 0,004 0,008

4.2.3.3. DIFUSORES

A norma NP EN ISO 354 [3] afirma que para um campo sonoro difuso ser normativamente aceitável é essencial recorrer ao uso de difusores apropriados (fixos e/ou refletores rotativos). Estes elementos difusores devem apresentar tanto quanto possível uma superfície de reduzida absorção sonora. A utilização de difusores de áreas diferentes, variando aproximadamente entre 0,8 e 3 m² em cada face, é recomendável. As faces devem ser ligeiramente curvas e estar orientadas aleatoriamente e posicionadas por toda a câmara.

Assim, tendo presente as recomendações normativas supracitadas, são utilizados no estudo um máximo de cinco difusores de acrílico suspensos (disponíveis para uso imediato). A escolha do material

“acrílico” deve-se por ser uma estrutura rígida e por apresentar um baixa absorção sonora. A leveza e maleabilidade do material torna-o ainda mais vantajoso de aplicação. Estas peças apresentam uma geometria retangular fina com sensivelmente 10 mm de espessura, três delas com uma área unitária superficial de 5,02 m² e os restantes dois difusores com uma área superficial unitária de 3,82 m², em ambos os lados do painel. Foi detetado, aquando da retirada das placas de acrílico, uma grande concentração de poeiras alojadas nas superfícies das mesmas, pelo que a sua limpeza foi uma prioridade para evitar erros de medição que pudessem daí surgir. Na figura 4.5 encontra-se apresentado a distribuição de alguns difusores já devidamente presos ao teto da câmara R1, minutos antes da realização das medições laboratoriais.

Figura 4.5 - Disposição espacial dos difusores suspensos fixos na câmara R1, antes da realização de medições [fotos do autor].

4.3 MEDIÇÃO DO TEMPO DE REVERBERAÇÃO