Com o objetivo de se avaliar e possivelmente minimizar a influência do ruído aéreo gerado e transmitido para o ambiente receptor (nível de pressão sonora de impacto médio 'Li'), devido ao funcionamento da máquina de impacto, optou-se pela fabricação de uma clausura para a máquina de impacto padrão. A eficiência desta clausura no isolamento do ruído aéreo gerado pela máquina de impacto foi considerada através de medições in situ. Primeiramente, uma caixa acústica gerando ruído rosa foi enclausurada e apoiada sobre camada de elastômero enquanto os níveis do ruído aéreo eram medidos simultaneamente nos ambientes emissor e receptor. Em seguida, a caixa acústica foi substituída pela máquina de impacto, e os níveis de ruído aéreo e estrutural gerados pela máquina foram medidos no ambiente emissor e receptor. Desta forma, foi possível a realização de uma análise quantitativa mostrando a influência do ruído aéreo nos resultados (LÍBERO et al., 2016).
A figura A.1 apresenta os resultados dos níveis de pressão sonora nos ambientes emissor e receptor devido ao ruído rosa gerado por uma caixa acústica. Como mencionado anteriormente, esta caixa foi acusticamente isolada do piso utilizando-se camada de neoprene de forma a minimizar a transmissão do ruído estrutural, nos ambientes emissor e receptor. As medições foram realizadas com e sem enclausuramento. Sendo assim, os resultados obtidos foram importantes para se avaliar a influência do ruído aéreo. Observa-se uma significativa diferença entre os níveis de pressão sonora no ambiente emissor com e sem clausura, depreendendo-se que o objetivo para o qual a clausura foi confeccionada está sendo cumprido. Em contrapartida, vê-se que a diferença entre os níveis de pressão sonora no ambiente receptor com e sem a presença da clausura foi mínima (quase nula para algumas bandas de frequência). Tal constatação encontra-se justificada no fato de que o piso de concreto ensaiado ter sido bastante eficiente para isolamento de ruído aéreo. Sendo assim os
níveis de pressão sonora medidos na suíte receptora, dada uma fonte sonora de ruído aéreo no pavimento superior, foram praticamente os mesmos.
Para as medições no ambiente emissor (curvas em vermelho), verificou-se uma diferença máxima de 29,4 [dB] e mínima de 8,7 [dB] nas bandas de frequências de um terço de oitavas de 3150 [Hz] e 100 [Hz], respectivamente. Já para as medições no ambiente receptor (curvas em preto), a diferença máxima verificada foi de 4,6 [dB] e mínima de 0,3 [dB] nas bandas de frequências de um terço de oitavas de 160 [Hz] e 800 [Hz], respectivamente.
Em todas as medições no ambiente emissor, o nível de pressão sonora sem clausura foi maior do que com a clausura em todas as faixas de frequência. O mesmo ocorreu no ambiente receptor, com exceção da banda de frequência de um terço de oitavas com frequência central em 630 [Hz], no qual o nível de pressão sonora com clausura foi maior do que sem clausura, com diferença registrada de 4,0 [Hz].
Figura A. 1: NPS do Ruído Rosa com/sem clausura
Dada a eficiência da clausura, mediu-se, então, o nível de pressão sonora a partir da geração do ruído de impacto nos ambientes emissor e receptor com e sem clausura (figura A.2). Percebe-se que a diferença do nível de pressão sonora na suíte receptora para as duas situações tende a zero. Sendo assim, conclui-se que a parcela de nível de pressão sonora presente na suíte receptora proveniente do ruído de impacto, para essa situação, é bem superior à parcela proveniente do ruído aéreo.
1000 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Frequência [Hz] N íve l d e P re ssã o S o n o ra [ d B ] (r e 2 x1 0 - 5 P a )
Ruído Rosa no ambiente emissor (sem clausura) Ruído Rosa no ambiente receptor (sem clausura) Ruído Rosa no ambiente emissor (com clausura) Ruído Rosa no ambiente receptor (com clausura) Ruído de fundo
Figura A.2: NPS do Ruído de Impacto com/sem clausura
Na sala emissora, a maior diferença de nível de pressão sonora entre as medições sem e com clausura foi de 5,2 [dB] registrada para a faixa de frequência de um terço de oitavas cuja frequência central é de 2000 [Hz]. Já a menor foi de 0,5 [dB] para a faixa de frequência de 500 [Hz].
Na sala receptora, o nível de pressão sonora com e sem clausura foram bem semelhantes. A maior diferença registrada foi de 1,1 [dB] para as faixas de frequência de 100 e 400 [Hz].
Sendo assim, conclui-se que o uso da clausura foi bastante efetivo quanto ao isolamento do ruído aéreo, fato este comprovado através do ensaio com a caixa acústica. Notou-se que a parcela de ruído aéreo captada no ambiente receptor devido à sua geração no ambiente emissor foi mínima (irrisória para algumas faixas de frequência). O piso de concreto armado, considerando a transmissão direta do ruído, apresentou valores significativos de perda de transmissão, ou seja, proporcionou um isolamento sonoro considerável. Devido a sua elevada densidade, o concreto, utilizado em pisos estruturais, comparado, por exemplo, com a alvenaria, tem a propriedade de isolar o ruído aéreo de forma significativa. O desempenho acústico de um piso estrutural normalmente também varia com a espessura, textura e porosidade da camada de concreto.
1000 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Frequência [Hz] N íve l d e P re ssã o S o n o ra [ d B ] (r e 2 x1 0 - 5 P a )
Ruído de Impacto na sala emissora sem clausura Ruído de Impacto na sala emissora com clausura Ruído de Impacto na sala receptora sem clausura Ruído de Impacto na sala receptora com clausura Ruído de Fundo
A
PÊNDICE
B
CÁLCULO DA
FREQUÊNCIA
CRÍTICA E
NATURAL DOS
PISOS
ENSAIADOS
B.1 Introdução
Uma das principais características do isolamento acústico de uma estrutura é a chamada “frequência crítica”, no qual a Perda de Transmissão (PT) ou o Índice de Redução Sonora (IRS) assumem um valor mínimo, permitindo uma máxima transmissão sonora.
Outro tipo de frequência também de grande importância para análise do comportamento dinâmico de estruturas são as frequências naturais. Tais frequências refletem um comportamento intrínseco das estruturas, não dependendo de excitação para existirem, apenas de um distúrbio. Quando a excitação se dá na mesma frequência que a frequência natural, ocorre o fenômeno chamado de ressonância. Em termos de projetos estruturais, a ressonância é um fenômeno indesejável, pois a vibração das partículas pode ser bastante excessiva ao ponto de levar a estrutura à ruína.
Para obter uma melhor compreensão dos resultados encontrados, calcularam-se a frequência crítica e as dez primeiras frequências naturais dos sistemas pisos estruturais ensaiados (Tabela B.1).
Segundo Fahy (1987), a frequência crítica para placas planas, uniformes e homogêneas é dada por:
onde C é a velocidade do som no meio, h é a espessura da placa e CL é a velocidade da onda longitudinal no sólido.
Já a frequência natural é dada por (FAHY, 1987):
(B.2)
No qual D é a rigidez da placa, m’ é a massa por unidade de área, a e b são o comprimento e largura da placa, respectivamente, e p e q relacionam-se ao número de onda primário.
Tabela B- 1: Frequência Crítica e Frequências Naturais para os sistemas estruturais de ensaio Elemento estrutural/Freq. [Hz] fc Fn 1 Fn2 Fn3 Fn4 Fn5 Fn6 Fn7 Fn8 Fn9 Fn10 Teto da Sala 184,9 18,4 27,9 63,9 73,4 89,3 149,3 165,2 187,5 271,5 293,7 Teto do Banheiro 2 184,9 140,4 227,5 474,6 561,5 706,6 1118,1 1263,3 1466,5 2042,6 2245,8 Teto da Suíte 184,9 32,8 69,9 94,1 131,3 193,2 233,5 295,4 381,9 438,5 525,1 Teto do Quarto 2 184,9 36,3 89,7 91,5 144,9 234,0 237,1 326,1 450,8 455,1 579,7 Teto do Quarto 3 184,9 29,8 65,9 83,2 119,3 179,5 208,5 268,6 352,8 393,3 477,5 Teto da Cozinha 184,9 50,0 109,2 140,9 200,1 298,8 351,7 450,4 588,5 662,5 800,7