Fonte sonora de impacto padronizado

A fonte sonora de impacto padronizado começou a ser usada no continente europeu por recomendação da norma internacional ISO R140 (1960). O anexo A, presente em quatro partes (6, 7, 8 e 11) das dezoito partes que compõe a norma ISO 140 refere-se à fonte geradora de impacto padronizado. O anexo A é normativo e estabelece os requisitos e critérios que o equipamento deve atender. Este anexo descreve o equipamento como um conjunto de cinco cilindros de aço rígido que são posicionados de maneira linear, espaçados igualmente entre si e que impactam de maneira sincronizada e perpendicular à superfície a ser excitada (ambiente emissor).

O anexo A da norma ISO 140-7 (1998), especifica as formas, as dimensões, o peso e velocidade de trabalho de cada martelo, sugerindo que sua superfície de impacto deva ser cilíndrica, plana e com diâmetro de trinta milímetros. Cada um dos martelos deve possuir uma massa efetiva de quinhentos gramas e deve ser elevado de maneira a provocar uma queda livre de quarenta milímetros até o ponto de contato. A distância do centro de um martelo até o centro do martelo vizinho deve ser de cem milímetros. O funcionamento do conjunto deve ser automático permitindo que o tempo médio entre cada impacto seja de cem milissegundos com tolerância de cinco milissegundos. O tempo de percurso do martelo entre o impacto e sua elevação deverá ser menor que oitenta milissegundos.

O sistema de apoio (pés) do equipamento na superfície também deve atender aos requisitos no anexo A da norma ISO 140-7 (1998), sendo que os pontos de aderência da fonte de impactos com a superfície impactada deverão ser feitos de material flexível com características vibro-absorvente. Os pontos de fixação dos (pés) suportes à base do equipamento deverão manter a distância de cem milímetros até o centro do martelo mais próximo do apoio.

O Anexo A da Norma ISO 140-7 (1998) possibilita, por meio de requisitos, que o projetista do equipamento tenha liberdade para criar ou incorporar mecanismos ou outros dispositivos com o propósito de atender os critérios estabelecidos. O objetivo da norma

é padronizar o sinal emitido pela fonte sonora de impactos, independente do modelo ou do fabricante do equipamento. Entretanto, o que se constata atualmente mediante pesquisa de mercado é um número reduzido de fornecedores deste equipamento para atender a demanda nacional por ensaios de medição. São empresas estrangeiras que se empenharam em desenvolver esse tipo de fonte, mas nenhuma das empresas pesquisadas e contatadas produz esta fonte no Brasil.

Os representantes das empresas estrangeiras importam o equipamento de suas matrizes no exterior. O processo de importação é oneroso e moroso, notoriamente para a aquisição de peças de reposição, trazendo muitas vezes prejuízo para a rotina de manutenções que os equipamentos necessitam para seu funcionamento adequado. A dependência destes processos não contribui para o crescimento tecnológico, pois pode atrasar a aplicação da norma NBR 15575 (2013) de forma mais abrangente nas construções realizadas dentro do território nacional.

Cinco décadas após adoção da fonte pelas Normas ISO nos anos 60, foi possível encontrar alguns poucos modelos de fonte geradora de ruído de impacto padronizado, conforme mostra a Figura 2. Nos primeiros equipamentos, ainda nos estágios iniciais de desenvolvimento dos projetos, notam-se a forma rústica e os poucos recursos embarcados. Ao logo do tempo, com os resultados de suas aplicações em campo, os aspectos operacionais e estéticos foram refinados, incorporando os avanços tecnológicos de cada período.

Figura 2. A evolução da Tapping Machine em cinco décadas.

Fonte: Autor

Quando é acionado, o mecanismo da fonte geradora de impacto padronizado produz um ciclo de elevação e de queda para os martelos. Num ciclo completo de funcionamento, cada um dos martelos realiza o impacto no piso duas vezes por segundo (2 Hz). De modo sequencial os cinco martelos são alternados para produzir os impactos vibrando o pavimento. As vibrações produzidas são interpoladas enquanto são propagadas pelo sistema piso-teto e irradiadas para o ambiente receptor. devido a propagação oferecida pela estrutura e pelas vedações verticais (paredes). O ruído de impacto produzido no ambiente emissor e transmitido para o ambiente receptor pode ser mensurado e avaliado segundo os métodos normatizados

Segundo Gerges (2000), o pavimento se comporta como uma placa e a excitação resultante da sequência de impactos induzem todo o sistema do pavimento a vibrar produzindo frequências harmônicas.

Hopkins (2007) apresenta a Tapping Machine descrevendo matematicamente a transformação da energia produzida pelos impactos em vibrações e ruído aéreo. A Figura

3a apresenta de maneira gráfica os pulsos de energia produzida com os impactos dos martelos na superfície do piso em função do tempo. Uma parte da energia produzida pela sucessão de impactos induz vibração ao sistema piso teto. A superfície do piso pode transmitir essa vibração pela estrutura da edificação. A Figura 3b apresenta o gráfico de intensidade das frequências produzidas pela fonte sonora de impacto padronizado. Neste gráfico nota-se que a intensidade da força (F) é praticamente constante em baixas e médias frequências, sofrendo uma leve redução gradual em altas frequências.

Figura 3. Gráficos representativos do sinal produzido pela atuação da fonte sonora de impactos sobre uma superfície.

Fonte: Rabold et. al. (2010)

A rigidez no contato do sistema piso-laje é um fator determinante para a maior ou menor transmissão das vibrações pela estrutura. A vibração provocada à partir da superfície do piso é transmitida pela estrutura e irradiada na forma de ruído aéreo para o ambiente receptor. Este ruído pode ser registrado e avaliado por alguns tipos de medidor de nível de pressão sonora que contenham dispositivos analisadores de espectro, fornecendo os dados da medição para o cálculo do nível de pressão sonora de impacto padronizado (L’nT).

A Figura 4 ilustra os caminhos e a forma de propagação sonora do impacto pela estrutura de um edifício. A linha pontilhada representa a parcela de som direto emitido pelo sistema piso-teto excitado pela fonte de impactos, enquanto que setas representam o caminho percorrido pelas transmissões laterais e conexões estruturais.

Fonte: Autor

A norma NBR 15575-3 (2013) classifica o desempenho acústico oferecido pelo sitema piso-teto em situação de impactos por meio de um número único dado em dB. No método de cálculo deste número são utilizados os dados de campo dos níveis de pressão sonora de impacto padronizado (L’nT) em função de frequência.

O número único do nível de desempenho acústico para impactos é ponderado por meio de cálculos segundo as recomendações da norma ISO 717-2 (2013). O valor obtido por esses cálculos é o descritor do desempenho acústico proporcionado pelo sistema piso-teto divisor dos ambientes e denominado como nível de pressão sonora de impacto padronizado ponderado (L’nT,w). Nas avaliações de desempenho acústico oferecidos pelo sistema piso-teto com relação a impactos, o valor obtido mediante ensaio de campo é comparado com um dos três níveis de desempenho sugeridos no anexo “E” da norma NBR 15575-3 (2013) para estabelecer a classificação do sistema piso-teto da edificação entre os três níveis de desempenho normatizados pela ABNT.