Avaliação da qualidade do campo acústico de uma câmara reverberante

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CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

AUGUSTO IVAMA SPROROWSKI MARCO ALBERTS

AVALIAÇÃO

DA

QUALIDADE

DO

CAMPO

ACÚSTICO

DE

UMA

CÂMARA

REVERBERANTE

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

CURITIBA 2018

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AUGUSTO IVAMA SPROROWSKI MARCO ALBERTS

AVALIAÇÃO

DA

QUALIDADE

DO

CAMPO

ACÚSTICO

DE

UMA

CÂMARA

REVERBERANTE

Monografia do Projeto de Pesquisa apresentada à disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso - Tcc2 do curso de Engenharia Mecânica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, como requisito parcial para aprovação na disciplina.

Orientador: Prof. Dr. Marcio Henrique de Avelar Gomes

CURITIBA 2018

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TERMO DE ENCAMINHAMENTO

Venho por meio deste termo, encaminhar para apresentação a monografia do Projeto de Pesquisa " AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DO CAMPO ACÚSTICO DE UMA CÂMARA REVERBERANTE ", realizado pelo aluno(s) AUGUSTO IVAMA SPROROWSKI e MARCO ALBERTS, como requisito parcial para aprovação na disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso - Tcc2, do curso de Engenharia Mecânica da Universidade Tecnológica do Paraná.

Orientador: Prof. Dr. Marcio Henrique de Avelar Gomes UTFPR - DAMEC

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TERMO DE APROVAÇÃO

Por meio deste termo, aprovamos a monografia do Projeto de Pesquisa “AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DO CAMPO ACÚSTICO DE UMA CÂMARA REVERBERANTE”, realizada pelo aluno(s) AUGUSTO IVAMA SPROROWSKI e MARCO ALBERTS, como requisito parcial para aprovação na disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso - Tcc2, do curso de Engenharia Mecânica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná.

Prof. Dr. Marcio Henrique de Avelar Gomes DAMEC, UTFPR

Orientador

Prof. Dr. Alexandre Augusto Pescador Sardá DEMEC, UFPR

Avaliador

Prof. Me. Rodrigo Scoczynski Ribeiro UTFPR - Guarapuava

Avaliador

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AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus pois sem Ele nada disso seria possível, agradecemos nosso professor orientador por todo o auxílio proporcionado durante o andamento do nosso projeto. Agradecemos também o DACOC pelo auxílio durante a aquisição e na instalação dos difusores.

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RESUMO

ALBERTS, Marco; SPROROWSKI, Augusto Ivama. Avaliação da qualidade do campo acústico de uma câmara reverberante. 2018.41 f. Monografia – Graduação do Departamento Acadêmico de Engenharia Mecânica, Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curitiba, 2018.

Para assegurar a qualidade da informação obtida, equipamentos utilizados em pesquisas precisam ser verificados a fim de confirmar que seu uso na aquisição de dados não compromete a pesquisa executada. Portanto, a nova câmara reverberante construída na UTFPR câmpus Curitiba precisa ser qualificada de acordo com as normas para que possa ser utilizada em pesquisas futuras. O objetivo deste trabalho é a avaliação do campo acústico da câmara reverberante utilizando a metodologia descrita pela norma ISO 10140, prioritariamente. Para tal avaliação, tem-se como finalidade a qualificação da câmara no que se refere ao isolamento acústico de elementos de construção e consequentemente a faixa de bandas de frequência para as quais ela poderá ser utilizada. Utilizando a metodologia descrita pela norma abordada neste trabalho, e com auxílio de parâmetro utilizados em qualificação semelhante descrita na norma ISO 3741 (potência sonora), realizou-se a aquisição dos dados utilizados na qualificação. Os dados obtidos inicialmente apontam para um resultado contra intuitivo uma vez que o aumento no número dos difusores não apresenta um aumento da homogeneidade do campo sonoro, através de observação do desvio padrão de médias espaciais. Para confirmar a conclusão inicial, faz-se uso de uma segunda bateria de testes com resultados mais refinados porém semelhantes. Nota-se uma tendência de aumento do desvio padrão com a adição dos difusores, principalmente em altas frequências, porém não nota-se o aumento do número de bandas de frequência para as quais a câmara pode ser utilizada, como seria esperado. Observou-se também que o tempo de reverberação só apresenta conformidade com valores indicados pela ISO 10140 para frequência acima de 1.25 kHz para qualquer quantidade de difusores. Recomenda-se, neste momento, a não utilização de difusores, visto que essa é a situação que tende a resultar nos menores desvios-padrão do nível de pressão sonora. Os resultados obtidos vão em linha com pesquisas que questionam os métodos descritos nas normas ISO, uma vez que eles não foram o suficiente para qualificar a câmara do estudo, lançando dúvidas a respeito da eficácia da norma.

Palavras-chave: Acústica; Técnicas de medição em acústica; Isolamento

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ABSTRACT

ALBERTS, Marco; SPROROWSKI, Augusto Ivama. Avaliação da qualidade do campo acústico de uma câmara reverberante. 2018.41 f. Monografia – Graduação do Departamento Acadêmico de Engenharia Mecânica, Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curitiba, 2018.

In order to assure the quality of obtained information, research equipment must be verified to confirm that its use don't compromise the research executed. Therefore, the new reverberant chamber built on UTFPR campus Curitiba need to be qualified according to standard so it can be used on future researches. The objective of this monography is to evaluate the reverberant chamber's acoustic field using the methodology described in ISO standard 10140, primarily. To evaluate the chamber the main goal is to qualify it regarding the acoustics insulation of constructions material and consequently the frequency bands to whom the chamber can be used as a reverberant chamber. Using the method described on the ISO standard used on this monography, and based on parameters used on similar qualifications described on ISO standard 3741(sound pressure), the data acquisition was executed and used on the qualification. Data obtain initially shown a counter-intuitive result once the increase in the number of diffusers doesn't reflect in the improvement of the acoustic field homogeneity through standard deviation observation. To confirm the initial conclusion, a second data acquisition was executed. The data obtained was more refined but yet shown similar results. Can be noticed a trend regarding the increase of standard deviation as the number of diffusers increases (mainly on high frequencies), but can't notice an increase in the number of frequency bands to which the chamber can be considered reverberant as was expected. The conclusion is that, according to ISO standard 3741, the chamber studied can only be considered reverberant to frequencies above 1.25 kHz to any given number of diffusers. To the current situation of the chamber is recommended not to use diffusers. The results obtained shows that the researches that question the ISO standards may be correct, once the method described is not enough to qualify the studied chamber, making questionable the standard's efficiency.

Keywords: Acoustic; Measuring techniques in acoustics; acoustic insulation;

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Mínimo volume para câmaras reverberantes recomendado em função da menor banda de frequência. ... 24 Tabela 2 - Características Físicas da Câmara ... 26 Tabela 3 - Valor de ruído de fundo para as bandas de frequência observadas ... 27 Tabela 4 - Máximo desvio padrão proposto pela ISO3741 por banda de frequência 27 Tabela 5 - Níveis de Pressão Sonora e Desvio Padrão. Valores para ambas as salas

na configuração 0 difusores ... 28 Tabela 6 - Níveis de Pressão Sonora e Desvio Padrão. Valores para ambas as salas

na configuração 3 difusores ... 28 Tabela 7 - Níveis de Pressão Sonora e Desvio Padrão. Valores para ambas as salas

na configuração 7 difusores ... 29 Tabela 8 - Valor de ruído de fundo para as bandas de frequência observadas. Segunda

bateria de aquisições. ... 31 Tabela 9 - Níveis de Pressão Sonora e Desvio Padrão. Valores para ambas as salas

na configuração 0 difusores. Segunda bateria de aquisição ... 32 Tabela 10 - Níveis de Pressão Sonora e Desvio Padrão. Valores para ambas as salas

na configuração 3 difusores. Segunda bateria de aquisição ... 32 Tabela 11 - Níveis de Pressão Sonora e Desvio Padrão. Valores para ambas as salas

na configuração 7 difusores. Segunda bateria de aquisição ... 33 Tabela 12- Tempo de Reverberação e Desvio Padrão para as 3 configurações de

difusores ... 35 Tabela 13 – Níveis de Redução Aparente de Isolamento Sonoro (dB) ... 37

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Câmara reverberante da UTFPR sem a amostra de vedação vertical ... 13

Figura 2 – Representação da câmara reverberante ... 14

Figura 3 - Representação do cálculo do tempo de reverberação por impulso ... 16

Figura 4 - Esboço da câmara reverberante – visão superior ... 18

Figura 5 - Microfone 01dB mce 212 e pré-amplificador 01dB 21S n°15990. ... 19

Figura 6 - Fonte sonora de referência. ... 19

Figura 7 - Medidor 01dB Solo com a verificação no display. ... 20

Figura 8 - Conjunto emissor. ... 20

Figura 9 - Esboço em vista superior com demarcações de microfone e fonte. ... 22

Figura 10 - Objeto de teste e suas reduções de área transversal. ... 26

Figura 11 - Comparação dos desvios padrões da câmara emissora (nas 3 configurações) com a ISO3471 ... 30

Figura 12 - Comparação dos desvios padrões da câmara receptora (nas 3 configurações) com a ISO3471 ... 30

Figura 13 - Diferença Entre os Níveis de Pressão Sonoras médias das salas da 1ª bateria. ... 31

Figura 14 - Comparação dos desvios padrões da câmara emissora (nas 3 configurações) com a ISO3471. Segunda bateria de aquisição. ... 34

Figura 15 - Comparação dos desvios padrões da câmara receptora (nas 3 configurações) com a ISO3471. Segunda bateria de aquisição. ... 34

Figura 16 - Diferença Entre os Níveis de Pressão Sonoras médias das salas da 2ª bateria. ... 35

Figura 17 - Representação dos tempos médios de reverberação medidos. ... 36

Figura 18 - Desvio Padrão dos Tempos de Reverberação medidos. ... 37

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ... 11 1.1 Contexto do Tema ...11 1.2 Caracterização do Problema ...12 1.3 Objetivos ...12 1.4 Justificativa ...13 2. Fundamentação Teórica ... 14 2.1 Câmara Reverberante ...14 2.2 Isolamento Sonoro ...15 2.3 Tempo de Reverberação ...16 3. MATERIAIS E MÉTODOS ... 18 3.1. Materiais ...18 3.2. Métodos ...18 3.2.1 Verificação...19

3.2.2 Aquisição dos Dados ...20

3.2.3 Ruído de Fundo ...21 3.2.4 Tempo de Reverberação ...21 3.2.5 Isolamento Sonoro...23 3.2.6 Bandas de Frequência ...23 3.2.7 Critérios ...24 4. Resultados ... 26

4.1 Primeira Bateria de Aquisições ...27

4.2 Segunda Bateria de Aquisições ...31

4.3 Comparação Entre Baterias de Aquisição ...38

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 39

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1. INTRODUÇÃO

1.1 Contexto do Tema

O assunto endereçado neste trabalho está inserido no campo de estudos da mecânica estrutural, uma área vasta em que o segmento da acústica ganha cada vez mais espaço e inclusive passou a intensificar-se o estudo por outras especialidades, como a engenharia civil e a arquitetura, além da engenharia mecânica.

Ao qualificar acusticamente um produto ou um determinado componente, usualmente é utilizada uma câmara acústica sendo ela anecoica, semi anecoica ou reverberante. Uma câmara reverberante deve promover a existência de um campo sonoro difuso, para que equações desenvolvidas sob a hipótese de que a energia transita com a mesma probabilidade em todas as direções possam ser utilizadas.

A fim de permitir o desenvolvimento de novas pesquisas nesta área, a Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) construiu uma câmara reverberante no câmpus Ecoville com a função de estudar o isolamento acústico de paredes, cujo procedimento é dado pela série de normas ISO 10140. A câmara construída é apresentada na Figura 1.

O objeto de estudo deste trabalho é a qualificação desta nova câmara no que diz respeito ao isolamento acústico de elementos de construção imersos em ar, e à verificação das propriedades de reverberação da câmara.

A qualificação deste tipo de laboratório é descrito na norma ISO 10140-5. No entanto, o tipo de procedimento descrito por ela tem sido questionado nos últimos anos por vários pesquisadores desde o trabalho de Vercammen (2010). Como será visto no decorrer do trabalho, aparentemente o referido procedimento falha em alcançar o objetivo nas câmaras analisadas.

Para auxiliar na avaliação da difusividade do campo acústico nas câmaras da UTFPR, um parâmetro descrito na ISO 3741, que descreve o procedimento para medição de potência sonora em câmara reverberante, também foi utilizado.

O objetivo inicial do presente Trabalho de Conclusão de Curso era de qualificar as câmaras reverberantes para que o método descrito na ISO 10140-2 pudesse ser devidamente aplicado. Como tal objetivo não foi alcançado, procurou-se sugerir a

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melhor configuração, dentro das atuais limitações, para que o isolamento acústico de vedações verticais possa ser devidamente avaliado.

1.2 Caracterização do Problema

O campo difuso é uma propriedade acústica teórica que Prislan (2014) acredita ser impossível de ser alcançado na prática. No entanto, é possível aproximar suficientemente um campo sonoro de uma câmara a um campo difuso e assim torná-la reverberante segundo as normas internacionais ISO. Para que esta aproximação possa ser considerada válida, é preciso realizar os procedimentos descritos, por exemplo, nas normas ISO 10140 e ISO 3741. Dessa forma é possível garantir a validade e repetibilidade dos dados obtidos em futuras pesquisas utilizando a câmara reverberante.

1.3 Objetivos

O objetivo deste projeto é a avaliação do campo acústico da câmara reverberante da UTFPR, à princípio conforme o procedimento de qualificação descrito na norma ISO 10140-5. A coleta de dados para o cálculo de isolamento tomou como base os níveis de pressão sonora.

Como objetivos específicos temos:

 A qualificação da câmara, no que se refere ao isolamento acústico de elementos de construção, de acordo com a norma internacional ISO 10140.

 A determinação das bandas de frequência para as quais a câmara pode ser considerada reverberante de acordo com a ISO 10140.

 Aquisição de dados para pesquisas futuras no que se refere a métodos de qualificação de câmara acústica.

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Figura 1 – Câmara reverberante da UTFPR sem a amostra de vedação vertical

Fonte: Autoria própria1 1.4 Justificativa

Os investimentos realizados nas universidades públicas têm como objetivo auxiliar na inovação, desenvolvimento tecnológico, desenvolvimento de produto e pesquisa acadêmica, logo, a nova câmara reverberante deverá estar apta para ser utilizada na pesquisa e no estudo do comportamento sonoro, principalmente no que diz respeito ao isolamento, de diversos elementos estruturais. Para tanto, é necessário que os parâmetros físicos pertinentes à natureza dos testes nele desempenhados estejam enquadrados dentro das normas internacionais, tornando os resultados obtidos confiáveis.

Assim, com a qualificação do equipamento por meio da implantação de um campo que possa ser considerado difuso, permite-se que futuras pesquisas sobre o campo acústico em câmaras reverberantes sejam desenvolvidas gerando dados confiáveis com um respaldo internacional, de forma a aumentar o entendimento do comportamento e das propriedades das ondas sonoras.

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2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Para a melhor compreensão do tema, alguns conceitos importantes são apresentados a seguir. Ressaltando a importância da unidade Decibel [dB] que é a escala logarítmica utilizada para acústica, para facilitar a compreensão e determinar a intensidade.

2.1 Câmara Reverberante

A reverberação é um fenômeno que ocorre com as ondas sonoras se propagando em várias direções e tendendo a se tornando caótico devido à quantidade de trajetórias. Logo, a câmara reverberante consiste em um espaço com paredes lisas e pintadas que proporciona a maximização da reflexão de ondas sonoras, para gerar, idealmente, um campo difuso (BISTAFA, 2012). Para tal função, a norma internacional ISO 10140-5 estabelece que a câmara deve ter no mínimo 50 m³ de volume interno. Pode ocorrer a utilização de difusores para aumentar ainda mais a reflexão das ondas no interior de uma câmara, com a intenção de tornar o campo mais próximo de um difuso.

Existem variações das câmaras reverberantes de acordo com sua função. As utilizadas para medir o isolamento acústico de algum objeto são duas câmaras, que são muitas vezes chamadas de salas, com o espaço para a construção do corpo de prova apresentado na Figura 2 abaixo em cinza. A sala da fonte sendo maior que a sala receptora e sendo o corpo de prova uma parede construída para proporcionar um isolamento.

Figura 2 – Representação da câmara reverberante

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2.2 Isolamento Sonoro

O isolamento sonoro refere-se à resistência que um determinado corpo oferece à passagem do som e, na ocasião deste trabalho, o enfoque será dado ao isolamento sonoro de uma parede entre duas salas reverberantes. Para o cálculo de isolamento sonoro pode-se utilizar a medição de potência sonora ou da intensidade sonora, sendo o método da pressão sonora o mais simples e rápido (HONGISTO,2000) e está demonstrado na equação 2.1 de acordo com a ISO 10140-2.

𝑅′ = 𝐿𝐸− 𝐿𝑅 + 10𝑙𝑜𝑔 𝑆 𝐴

(2.1)

Onde:

R’ é o nível de redução aparente de isolamento sonoro; LE é o nível de pressão sonora média da sala emissora [dB];

LR é o nível de pressão sonora média da sala receptora em [dB];

S é a área do elemento de separação [m²]; A é a área de absorção sonora [m²].

O nível de pressão sonora média é dado pela equação 2.2 segundo a ISO 10140-4: 𝐿 = 10𝑙𝑔1 𝑛∑ 10 𝐿𝑗 10 𝑛 𝑗=1 (2.2)

O cálculo da área de absorção sonora (A) do tempo de reverberação usando a fórmula de Sabine é dado pela equação 2.3 segundo a ISO 10140-4

𝐴 = 0,16𝑉𝑅 𝑇

(2.3)

Sendo:

VR o volume interno da sala receptora [m³];

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2.3 Tempo de Reverberação

O tempo de reverberação é definido como o tempo necessário para o decaimento da pressão sonora em 60dB depois da fonte sonora cessar. Este tempo é medido em segundos e pode ser extrapolado ou diminuído linearmente a partir do intervalo avaliado. Para frequência maior ou igual a 100Hz o intervalo do tempo de reverberação deve seguir a equação 2.4 de acordo com a ISO 10140. Quando fora deste intervalo, deve-se ajustar o tempo de reverberação utilizando difusores ou absorvedores.

1 ≤ 𝑇 ≤ 2(𝑉 50)

2/3 _(2.4)

Sendo:

V o valor volumétrico da câmara receptora em metros cúbicos [m³]; T o tempo de reverberação em segundos [s].

Abaixo temos a Figura 3 com um cálculo do tempo de reverberação, representada por TR, na faixa de 1Khz, obtido a partir de uma medição. O cálculo é feito por uma aproximação linear do decaimento de 60dB observado pela linha entre os intervalos. Os valores da figura na vertical são proporcionais ao nível de pressão sonora, enquanto a horizontal mostra valor de tempo, em segundos.

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Há várias formas de medir o tempo de reverberação. A mais básica consiste em excitar um ambiente com ruído branco (que contém todas as frequências com mesma energia) e, ao cessar a fonte, registrar o nível de pressão sonora. Isso geral uma curva de decaimento, a partir da qual pode-se estimar o tempo que o som demora para cair 60 dB naquele ambiente.

Em geral, o ruído de fundo é alto o suficiente para não permitir que o decaimento chegue aos 60 dB. Por isso trechos da curva de decaimento são utilizados.

Alternativamente pode-se utilizar uma fonte do tipo impulsiva para realizar essa medição. Quando se possui um bom conjunto de alto-falante e amplificador de potência, é possível utilizar técnicas mais modernas que utilizam um processamento de sinais mais sofisticado. Uma dessas técnicas é a técnica da deconvolução que, dependendo da implementação, pode rejeitar ao menos parte do ruído. Outra característica é a alta repetibilidade, que possibilita uma rejeição extra de ruído, quando várias medições são feitas.

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3. MATERIAIS E MÉTODOS

Os materiais e métodos utilizados para a realização da atividade de qualificação são descritos abaixo.

3.1. Materiais

Para a aquisição dos dados necessários para a realização deste trabalho, utilizaram-se os seguintes materiais:

● Câmara reverberante com duas salas adjacentes conectadas horizontalmente e compostas por uma sala de emissão de 57,02m³ e uma sala de recepção 51,45m³ conforme a Figura 4;

● Software dBBATI32 da 01dB Metravib. ● Amplificador de potência 01dB ampli 12;

● Fonte sonora omnidirecional dodecaédrica 01dB;

● Fonte sonora de referência, que emita nível de pressão sonora de 94dB em 1000Hz;

● Microfone 01dB mce 212 e pré-amplificador 01dB 21S n°15990; ● Medidor 01dB Solo;

● Difusores de teto de placa plana de polipropileno (1000 mm x 1000 mm x 5 mm);

Figura 4 - Esboço da câmara reverberante – visão superior Fonte: Autoria própria, adaptada das dimensões passadas pelo DACOC

3.2. Métodos

Todos os procedimentos descritos neste trabalho foram realizados na câmara reverberante pertencente ao Departamento Acadêmico de Construção Civil (DACOC) da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), câmpus Ecoville, bloco EF,

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primeiro andar. A metodologia de aquisição de dados seguiu o método descrito na ISO 10140. É composta pela aquisição do ruído de fundo, cálculo do tempo de reverberação e cálculo do isolamento do objeto de teste (parede). Ela é descrita a seguir.

3.2.1 Verificação

Para utilizar o medidor 01dB Solo, na Figura 7, acoplado ao microfone, Figura 5, por meio de um cabo durante o processo de aquisição de dados é necessário realizar a verificação do conjunto. Verificou-se o conjunto de equipamentos uma vez por dia para todos os dias em que realizou-se a aquisição dos dados. Para a verificação, utilizou-se o a fonte sonora de referência, Figura 6, e a função de calibração do medidor 01dB Solo.

Vale observar que o termo “calibração” costumava ser empregado no contexto aqui abordado. No entanto, atualmente este termo se refere ao procedimento completo de verificação, que é realizado por laboratórios credenciados, para toda a faixa de frequência de medição.

Figura 5 - Microfone 01dB mce 212 e pré-amplificador 01dB 21S n°15990.

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Figura 7 - Medidor 01dB Solo com a verificação no display.

3.2.2 Aquisição dos Dados

Durante toda a aquisição dos dados utilizou-se o 01dB Solo acoplado ao microfone 01dB mce 212 e ao pré-amplificador 01dB 21S n°15990 como conjunto medidor (microfone). Além do amplificador de potência 01dB ampli 12 e fonte sonora omnidirecional dodecaédrica 01dB como fonte emissora, representada na Figura 8. Os dados foram processados utilizando o software dBBATI32 e exportados na forma de tabelas e gráficos.

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Para a qualificação de uma câmara reverberante, é necessário que dentro da câmara o campo acústico possa ser considerado difuso. Para isso, utilizou-se de difusores conforme descrito em 2.1.

Utilizou-se 3 configurações na câmara para se realizar a qualificação. Foram elas:

 Câmara sem difusores em ambas as salas;

 Câmara com 3 difusores de teto instalados em casa sala;

 Câmara com 7 difusores de teto instalados em casa sala.

O número máximo de 7 difusores por sala se deve à limitação financeira disponibilizada para o projeto.

O procedimento de testes foi realizado para as 3 configurações descritas acima.

3.2.3 Ruído de Fundo

A aquisição do valor do ruído de fundo, ruído sonoro externo à câmara que está presente no interior da câmara por conta de falhas no isolamento acústico, se faz necessária como valor de base para definição da potência sonora emitida pela fonte durante o processo de aquisição do tempo de reverberação (item 3.2.4). O valor do ruído de fundo permite que se defina a potência sonora, utilizada o tempo de reverberação, em um valor de grandeza tal que os valores obtidos não sofram influência exagerada do mesmo.

Para cada uma das configurações descritas no item 3.2.2 foi realizado o procedimento que segue abaixo para ambas as salas da câmara.

Com a fonte desligada, captou-se com o microfone no centro da sala analisada o nível de potência sonora dentro da sala durante 10 segundos. O valor do ruído de fundo é o resultado da média logarítmica dos níveis de potência sonora medidos para cada banda de frequência sem atuação de uma fonte sonora no interior das câmaras.

3.2.4 Tempo de Reverberação

Realizou-se o cálculo do tempo de reverberação para todas as configurações descritas no item 3.2.2 e respeitando todos os critérios descritos no item 3.2.1. Todas as aquisições foram realizadas utilizando um nível de potência sonora emitido pela fonte igual ou superior a 100dB. O ruído utilizado foi o ruído rosa originário do medidor 01dB solo.

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22

Somente na câmara receptora realizou-se o procedimento descrito abaixo. Para aquisição do tempo de reverberação, conforme item 2.3 é necessário que o campo acústico dentro da câmara esteja homogêneo. A fim de atingir um campo homogêneo, ligou-se a fonte por 30 segundos antes de realizar a aquisição do tempo de reverberação.

Para uma posição de fonte dentro da sala, realizou-se a aquisição do tempo de reverberação para 6 posições distintas de microfone na mesma sala. Alterou-se a posição da fonte dentro da mesma sala e realizou-se a aquisição do tempo de reverberação para 6 posições distintas de microfone dentro da mesma sala. Seguindo a disposição apresentada pela Figura 9.

Figura 9 - Esboço em vista superior com demarcações de microfone e fonte.

Sendo a posição F o local escolhido para a colocação da fonte e as posições indicadas pelo M as posições dos microfones. As linhas traço-ponto foram colocadas para demonstrar o respeito as distancias minimas apresentadas no item 3.2.7.

Obteve-se o tempo de reverberação para cada banda de frequência através da média aritmética dos tempos.

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3.2.5 Isolamento Sonoro

Realizou-se o cálculo do isolamento sonoro para todas as configurações descritas no item 3.2.4 e respeitou-se os critérios descritos no item 3.2.7. O nível de pressão sonora emitido pela fonte deve ser tal que o nível de pressão sonora medido em ambas as salas seja no mínimo 15 dB superior ao ruído de fundo em cada uma das bandas de frequências descritas no item 3.2.3. O procedimento realizado é descrito abaixo.

Com a fonte posicionada na sala emissora, emitindo para cada configuração descrita no item 3.2.4 o mesmo nível de pressão sonora, realizou-se a aquisição dos níveis de pressão sonora com o microfone. Para uma mesma posição de fonte, posicionou-se o microfone em 6 posições distintas dentro da câmara emissora e realizou-se a aquisição por 10 segundos (por posição de microfone) do nível de pressão sonora. Alterou-se então a posição da fonte e novamente realizou-se a aquisição do nível de pressão sonora por 10 segundos para 6 posições de microfones distintas.

Então, para a fonte posicionada na sala emissora, realizou-se a aquisição do nível de pressão sonora por 10 segundos para 6 posições distintas de microfone na sala receptora. Mudou-se a posição da fonte dentro da sala emissora e realizou-se mais 6 aquisições do nível de potência sonora por 10 segundos com posições de microfone distintas na sala receptora.

Para cada banda de frequência citadas no item 3.2.6 obteve-se 12 níveis de pressão sonora para cada sala. Utilizando o método da média logarítmica calculou-se um valor de nível de potência sonora para cada banda de frequência para sala emissora e receptora.

Para cada banda de frequência utilizou-se a equação 2.1 para calcular o isolamento sonoro.

3.2.6 Bandas de Frequência

Para o cálculo do isolamento sonoro deve-se avaliar os resultados obtidos dentro das bandas de frequência conforme descrito na ISO 10140-4. A norma define as

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seguintes bandas de frequência, em hertz, a serem analisadas (bandas de 1/3 de oitava):

100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6300, 8000.

Porém, a ISO 3741 define valores mínimos de frequência que devem ser analisados dependendo do volume da câmara reverberante em estudo, conforme mostrado na tabela 1.

As câmaras do estudo possuem volume inferior a 70m³. Então, devido à limitação espacial da câmara, decidiu-se por adaptar a recomendação da norma para a realidade do teste, começando com as medidas em 250 Hz (bandas de 125 Hz, 160 Hz e 200Hz serão observadas com atenção). Portanto, somente as bandas descritas a seguir foram analisadas, em hertz:

250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6300, 8000.

Tabela 1 – Mínimo volume para câmaras reverberantes recomendado em função da menor banda de frequência.

Menor banda de frequência para um terço de oitava

Hz

Menor volume da câmara de reverberação m³ 100 200 125 150 160 100 ≥200 70 Fonte: ISO 3741. 3.2.7 Critérios

Os microfones, fonte e difusores foram posicionados de maneira aleatória, porém respeitando as restrições descritas a seguir:

 Mínimo de 0,7m de distância entre posições de microfones;

 Mínimo de 0,7m entre a posição de qualquer microfone e as paredes da sala;

 Mínimo de 0,7m de distância entre qualquer posição de microfone e qualquer difusor instalado;

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 Mínimo de 1,0m de distância entre qualquer microfone e o elemento de teste (parede)

 Mínimo de 1,0m de distância entre qualquer posição de microfone e a fonte emissora.

As restrições descritas são válidas para uma posição de fonte. Quando a posição da fonte é alterada, as restrições devem ser consideradas apenas para as posições de fonte, microfone e difusores da nova posição de fonte.

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26

4. RESULTADOS

Conforme demonstrado nos itens 2.2 e 2.3, para a avaliação do isolamento acústico e cálculo do tempo de reverberação faz-se necessário o levantamento dos dados físicos da câmara reverberante estudada. A câmara receptora de acordo com a Figura 9 possui 3,97x4,8 de área e aproximadamente 2,7 de altura. O objeto de teste apresentado na Figura 10 tem degraus tanto nas laterais quanto na base e topo reduzindo a área de seção transversal da câmara em aproximadamente 0,19m segundo esboços disponibilizados pelo departamento acadêmica de construção civil. Os valores são apresentados na tabela 2.

Figura 10 - Objeto de teste e suas reduções de área transversal. Tabela 2 - Características Físicas da Câmara

Característica física Operação Valor Volume interno da câmara receptora 3,97 x 4,8 x 2,7 51,45 m³ Área da secção transversal do objeto de teste 2,32 x 4,42 10,25 m²

(27)

Dado o volume interno da câmara receptora, é possível calcular o intervalo para o qual a câmara pode ser considerada reverberante conforme descrito na equação 2.4. O intervalo observado é o descrito na equação 4.1.

1 ≤ 𝑇 ≤ 2,038 _(4.1)

Para todas as bandas de frequência descritas no item 3.2.6 avaliadas neste trabalho aplica-se esse intervalo. Durante a aquisição dos dados, notou-se uma disparidade entre os resultados esperados e os resultados obtidos. Dada esta disparidade, a metodologia descrita no item 3 foi realizada duas vezes. Os resultados obtidos em ambas as aquisições são descritos a seguir.

4.1 Primeira Bateria de Aquisições

Como descrito no item 3.2.3, mediu-se o valor do ruído de fundo da câmara reverberante para as 3 configurações de difusores no interior da câmara. O valor da média do ruído de fundo da câmara reverberante é apresentado na tabela 3.

Tabela 3 - Valor de ruído de fundo para as bandas de frequência observadas Bandas de Frequência (Hz) 250 315 400 500 630 800 1000 1250 Ruído de fundo (dB) 28,4 25,9 19,4 16,6 17,1 17,6 17,1 17,3 Bandas de Frequência (Hz) 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 Ruído de fundo (dB) 15,3 14 14,2 14,3 14 14,2 14 14,2

Os valores para nível de pressão sonora obtidos para cada banda de frequência na sala emissora e receptora para as 3 configurações de difusores são apresentados nas tabelas 5, 6 e 7. Ao plotar os valores do desvio padrão dos níveis de pressão sonora e compará-los com os valores máximos de desvio padrão propostos pela ISO3741, anexo D, (apresentados na tabela 4) nota-se que alguns valores se encontram acima do valor máximo, como demonstrado na figura 11.

Tabela 4 - Máximo desvio padrão proposto pela ISO3741 por banda de frequência Bandas de

Frequência (Hz)

250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 Desvio Padrão

(28)

28

Tabela 5 - Níveis de Pressão Sonora e Desvio Padrão. Valores para ambas as salas na configuração 0 difusores

Bandas de Frequência 250 315 400 500 630 800 1000 1250 Nível de Pressão Sonora

(Emissora) [dB] 101,30 100,54 99,36 97,38 95,76 93,60 94,48 96,55

Desvio Padrão (Emissora)

[dB] 0,73 0,81 0,52 0,84 0,53 0,45 0,70 0,29

Nível de Pressão Sonora

(Receptora) [dB] 72,80 71,59 68,97 64,14 61,58 58,72 56,41 56,77

Desvio Padrão

(Receptora) [dB] 1,98 1,09 1,32 0,78 0,41 0,43 0,49 0,42

(Emissora) [dB] 95,05 94,15 91,91 91,98 91,98 86,13 88,94 88,48

[dB] 0,49 0,59 0,47 0,44 0,48 0,51 0,51 0,64

(Receptora) [dB] 56,95 56,93 54,78 52,99 52,22 45,79 46,63 44,96

Desvio Padrão

(Receptora) [dB] 0,40 0,52 0,47 0,47 0,46 0,40 0,31 0,41

Tabela 6 - Níveis de Pressão Sonora e Desvio Padrão. Valores para ambas as salas na configuração 3 difusores

Banda de Frequência 250 315 400 500 630 800 1000 1250 Nível de Pressão Sonora

(Emissora) [dB] 90,46 88,60 86,61 84,01 82,46 80,25 80,82 82,63

[dB] 0,78 0,95 1,08 1,54 1,23 1,16 1,11 1,19

(Receptora) [dB] 72,30 68,28 65,98 60,73 58,00 55,38 53,09 53,78

Desvio Padrão

(Receptora) [dB] 1,99 1,12 0,94 0,84 0,65 0,54 0,68 0,77

Banda de Frequência 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 Nível de Pressão Sonora

(Emissora) [dB] 80,90 79,79 77,58 77,43 77,57 70,85 73,28 73,55

[dB] 1,09 1,03 1,17 1,17 1,20 1,18 1,20 1,43

(Receptora) [dB] 53,78 53,59 51,52 50,28 49,34 42,70 43,58 42,12

Desvio Padrão

(29)

Tabela 7 - Níveis de Pressão Sonora e Desvio Padrão. Valores para ambas as salas na configuração 7 difusores Banda de Frequência 250 315 400 500 630 800 1000 1250 Nível de Pressão Sonora (Emissora) [dB] 85,54 83,88 81,98 79,41 77,45 75,62 76,56 79,01 Desvio Padrão (Emissora) [dB] 1,76 1,39 1,43 1,13 0,99 1,27 1,16 0,95 Nível de Pressão Sonora (Receptora) [dB] 59,43 55,35 53,14 48,83 46,13 43,05 41,83 42,23 Desvio Padrão (Receptora) [dB] 1,13 0,75 1,06 0,78 0,58 0,56 0,48 0,34 Banda de Frequência 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 Nível de Pressão Sonora (Emissora) [dB] 77,18 75,93 73,64 73,54 73,58 67,84 70,34 70,55 Desvio Padrão (Emissora) [dB] 1,04 0,95 1,10 0,93 1,01 1,02 1,17 1,17 Nível de Pressão Sonora (Receptora) [dB] 42,44 42,33 40,11 38,61 38,11 31,38 32,13 29,56 Desvio Padrão (Receptora) [dB] 0,57 0,33 0,35 0,54 0,62 0,56 0,84 0,73

Na figura 11, os desvios padrões observados na câmara emissora para bandas de frequência acima de 800 Hz nas configurações de 3 e 7 difusores levantaram questionamentos sobre a qualidade dos valores obtidos na aquisição dos dados, gerando a desconfiança de algum erro no processo.

Para confirmar a tendência do isolamento sonoro, calculou-se a diferença entre os níveis de pressão sonoro médios por meio de subtração simples dos valores médios da sala emissora e receptora. Os valores obtidos são apresentados na figura 13. Os valores observados tendem, com base nessa aproximação, a não demonstrar uma relação de aumento do nível de isolamento sonoro com o aumento dos difusores. Optou-se portanto pela realização da aquisição de dados novamente, afim de confirmar a veracidade dos dados obtidos, sanar dúvidas e confirmar a relação observada entre difusores e nível aparente de isolamento sonoro.

(30)

30

Figura 11 - Comparação dos desvios padrões da câmara emissora (nas 3 configurações) com a ISO3471

Figura 12 - Comparação dos desvios padrões da câmara receptora (nas 3 configurações) com a ISO3471 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 D e s v io Pa d rã o (s ) Frequência (Hz)

Emissora 0 Dif Emissora 3 Dif Emissora 7 Dif MAX ISO3741

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 D e s v io Pa d rã o (s ) Frequência (Hz)

(31)

Figura 13 - Diferença Entre os Níveis de Pressão Sonoras médias das salas da 1ª bateria.

4.2 Segunda Bateria de Aquisições

Dada a desconfiança nos dados obtidos inicialmente, todas as etapas de aquisição de dados foram refeitas. Para esta nova aquisição, novamente realizou-se a aquisição do ruído de fundo da câmara reverberante. Os valores obtidos foram satisfatoriamente similares aos valores anteriores, conforme demonstrado nas tabelas 3 e 8.

Tabela 8 - Valor de ruído de fundo para as bandas de frequência observadas. Segunda bateria de aquisições. Bandas de Frequência 250 315 400 500 630 800 1000 1250 Ruído de fundo [dB] 28,6 24,2 18,2 15,8 18,1 19,1 17,3 18,2 Bandas de Frequência 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 Ruído de fundo [dB] 15,7 14,6 14,8 14,7 14,6 14,5 14,4 14,4

Os valores obtidos para os níveis de pressão sonora para a segunda bateria de aquisição são apresentados nas tabelas 9, 10 e 11.

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 250 315 400 500 630 800 1 k 1.25 k 1.6 k 2 k 2.5 k 3.15 k 4 k 5 k 6.3 k 8 k N ív e l d e Pr e s s ã o So n o ra (d B ) Frequência (Hz)

(32)

32

Tabela 9 - Níveis de Pressão Sonora e Desvio Padrão. Valores para ambas as salas na configuração 0 difusores. Segunda bateria de aquisição

(Emissora) [dB] 99,85 98,47 97,80 95,89 93,61 92,13 92,15 94,54

[dB] 1,04 1,16 0,83 0,86 0,65 0,65 0,70 0,64

(Receptora) [dB] 78,22 74,97 70,22 65,84 62,68 59,90 57,03 57,08

Desvio Padrão

(Receptora) [dB] 3,00 1,61 0,82 0,75 0,47 0,47 0,29 0,44

(Emissora) [dB] 92,69 91,91 89,95 90,24 90,42 84,42 86,99 87,47

[dB] 0,42 0,58 0,45 0,47 0,55 0,60 0,57 0,61

(Receptora) [dB] 56,21 55,76 52,32 50,38 50,05 42,20 42,57 40,67

Desvio Padrão

(Receptora) [dB] 0,62 0,57 0,61 0,39 0,22 0,43 0,44 0,38

(Emissora) [dB] 102,53 98,92 98,93 95,82 94,36 92,87 93,34 95,76

[dB] 1,98 0,70 1,15 0,75 0,47 0,56 0,40 0,53

(Receptora) [dB] 78,30 73,36 69,08 64,41 61,78 59,39 57,42 57,41

Desvio Padrão

(Receptora) [dB] 3,04 1,30 0,75 0,81 0,50 1,14 0,97 0,78

(Emissora) [dB] 94,13 93,56 91,56 91,65 92,13 85,93 88,72 89,25

[dB] 0,43 0,44 0,34 0,53 0,62 0,54 0,43 0,58

(Receptora) [dB] 56,42 55,84 52,68 51,18 50,42 42,19 42,50 40,46

Desvio Padrão

(33)

(Emissora) [dB] 97,16 94,66 94,18 91,06 89,31 87,68 89,10 90,98

[dB] 1,07 1,01 1,32 1,27 0,95 0,85 1,19 0,78

(Receptora) [dB] 79,24 72,51 69,23 63,77 61,04 58,62 56,88 56,83

Desvio Padrão

(Receptora) [dB] 3,61 1,48 1,02 0,44 0,63 0,62 0,55 0,62

(Emissora) [dB] 89,43 88,51 86,48 86,56 86,96 80,06 81,83 80,77

[dB] 1,10 1,14 1,06 1,02 1,21 1,09 1,21 1,34

(Receptora) [dB] 56,20 55,45 52,02 50,23 49,39 41,02 41,15 39,08

Desvio Padrão

(Receptora) [dB] 0,61 0,50 0,65 0,83 0,88 0,78 0,92 0,50

Com base nos dados obtidos de desvio padrão, pode-se novamente comparar os valores obtidos com os valores de desvio padrão máximos propostos pela ISO3741 apresentados na tabela 4. Esta comparação pode ser observada nas figuras 14 e 15. Para a câmara emissora, notou-se novamente valores acima do prescrito na norma, ainda que na segunda bateria de aquisição menos pontos extrapolam os limites propostos.

Para a câmara receptora, encontrou-se um ponto acima do valor proposto pela norma, em 800 Hz. Particularmente para a banda de frequência de 250 Hz obteve-se um valor discrepante em relação a todos os outros dados. Dada a singularidade, suspeita-se da intervenção de algum agente externo durante a aquisição de dados nessa frequência específica.

Para confirmar novamente a tendência do isolamento sonoro, calculou-se a diferença entre os níveis de pressão sonoro médios por meio de subtração simples dos valores médios da sala emissora e receptora. Os valores obtidos são apresentados na figura 16. Os valores observados tendem, com base nessa aproximação, a não demonstrar uma relação de aumento do nível de isolamento sonoro com o aumento dos difusores.

(34)

34

Figura 14 - Comparação dos desvios padrões da câmara emissora (nas 3 configurações) com a ISO3471. Segunda bateria de aquisição.

Figura 15 - Comparação dos desvios padrões da câmara receptora (nas 3 configurações) com a ISO3471. Segunda bateria de aquisição.

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 D e s v io Pa d rã o [s ] Frequência [Hz]

Emissora 0 Dif Emissora 3 Dif Emissora 7 Dif MAX ISO3741

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 D e s v io Pa d rã o (s ) Frequência [Hz]

(35)

Figura 16 - Diferença Entre os Níveis de Pressão Sonoras médias das salas da 2ª bateria.

Os tempos de reverberação medidos, por banda de frequência, são apresentados da tabela 12. Dada a limitação do equipamento Solo 01dB, só foi possível medir o tempo de reverberação para bandas de frequência de 50 Hz a 5000 Hz.

Tabela 12- Tempo de Reverberação e Desvio Padrão para as 3 configurações de difusores

0 difusores 3 difusores 7 difusores

Hz Média (s) Desv.P. (s) Média (s) Desv.P. (s) Média (s) Des.P. (s) 250 3,30 0,98 3,36 0,54 3,20 0,44 315 3,73 0,89 3,45 0,84 3,08 0,27 400 3,69 0,35 3,32 0,71 2,70 0,58 500 3,69 0,43 2,92 0,50 2,41 0,34 630 3,17 0,58 2,65 0,32 2,34 0,37 800 2,82 0,25 2,31 0,33 2,34 0,26 1 k 2,56 0,35 2,37 0,27 2,40 0,38 1.25 k 2,17 0,21 2,08 0,17 2,07 0,13 1.6 k 2,02 0,11 1,88 0,10 1,83 0,11 2 k 1,85 0,07 1,76 0,10 1,74 0,10 2.5 k 1,70 0,06 1,64 0,06 1,63 0,08 3.15 k 1,60 0,06 1,52 0,05 1,49 0,06 4 k 1,49 0,04 1,41 0,06 1,39 0,06 5 k 1,29 0,03 1,28 0,05 1,24 0,05 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 40005000 6300 8000 N ív e l d e Pr e s s ã o So n o ra (d B ) Frequência [Hz]

(36)

36

Para a qualificação da câmara como reverberante, é necessário verificar para quais banda de frequência e configuração de difusores o tempo de reverberação encontra-se dentro do intervalo definido na equação 4.1. A figura 17 compara os valores médios do tempo de reverberação com os limites previstos pela norma. Onde “T60 Inf.” é o limite inferior proposto pela norma, de valor 1 e “T60 Sup.” é o limite superior proposto pela norma, de valor 2,038 para o objeto de estudo deste trabalho.

Figura 17 - Representação dos tempos médios de reverberação medidos.

Nota-se que para todas as configurações de difusores, a câmara só pode ser considerada reverberante para as bandas de frequência superiores a 1250 Hz. Sendo recomendada a instalação de absorvedores para as demais bandas de frequência como uma alternativa para resolver o não atendimento do intervalo de reverberação supracitado. A figura 18 retrata o desvio padrão das medições referentes ao tempo de reverberação da figura 17 apresentadas na tabela 12.

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 250 315 400 500 630 800 1k 1.25k 1.6k 2.5k 3.15k 4k 5k T e m p o (s ) Frequência (Hz)

(37)

Figura 18 - Desvio Padrão dos Tempos de Reverberação medidos.

Os níveis de redução aparente de isolamento sonoro do objeto de testes puderam ser calculados utilizando as equações 2.1 e 2.3 e os dados das tabelas 9, 10, 11 e 12. Os valores de redução aparente de isolamento sonoro por banda de frequência são apresentados na tabela 13.

Tabela 13 – Níveis de Redução Aparente de Isolamento Sonoro (dB)

Bandas de Frequência 250 315 400 500 630 800 1000 1250 0 Difusores 27,77 30,17 34,20 36,67 36,89 37,68 40,16 41,78 3 Difusores 30,44 31,89 36,02 37,01 37,77 38,06 40,62 42,48 7 Difusores 23,92 27,99 30,23 32,06 32,91 33,71 36,97 38,25 Bandas de Frequência 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 0 Difusores 40,48 39,78 40,90 42,84 43,05 44,28 46,48 48,86 3 Difusores 41,40 41,13 41,97 43,24 44,17 45,76 48,23 50,81 7 Difusores 36,82 36,43 37,52 39,00 39,96 40,95 42,59 43,59

Para as bandas de frequência de 6.3 kHz e 8 kHz utilizou-se o mesmo tempo de reverberação obtido em 5 kHz por aproximação, dada a limitação do equipamento utilizado. 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 250 315 400 500 630 800 1 k 1.25 k 1.6 k 2.5 k 3.15 k 4 k 5 k D es vi o P ad rão [s ] Frequência [Hz]

(38)

38

A figura 17 compara o nível de redução aparente do isolamento sonoro do objeto de estudo para as diferentes configurações de difusores.

Figura 19 - Comparativo do Nível de Redução Aparente do Isolamento Sonoro

4.3 Comparação Entre Baterias de Aquisição

A desconfiança baseada na tendência demonstrada na figura 13 foi confirmada na segunda bateria de aquisição como demonstrado na figura 17 pois não há acréscimo do nível aparente de isolamento sonoro com a adição de difusores. Com a quantidade de dados levantados não é possível estabelecer alguma relação causal entre a variação dos difusores e o nível aparente de isolamento sonoro.

De acordo com o procedimento descrito na norma ISO 10140, poderia se esperar que, adicionando mais difusores, o valor do nível aparente de isolamento sonoro apresentasse convergência. No entanto, há um fato que parece ser contraditório: o desvio padrão, principalmente na sala emissora, tende a aumentar, de uma forma geral, quando se instalam mais difusores. Vale ressaltar que um dos supostos indícios da existência de um campo difuso seria a homogeneidade no campo acústico, ao menos em certa região da câmara reverberante. É preciso ponderar essa observação, pois fatores externos podem ter causado este tipo de comportamento, como por exemplo, ruídos externos às câmaras.

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 250 315 400 500 630 800 1000125016002000250031504000500063008000 N ív e l d e Pr e s s ã o So n o ra [d B ] Frequência (Hz)

(39)

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Este trabalho, por fatores à princípio inesperados, terminou por colocar foco na questão da qualidade do campo difuso do conjunto de câmaras reverberantes construídas. Não foi possível concluir a qualificação, mas este fato pode ser justificado parcialmente pela constatação de que o procedimento descrito na referida norma, assim como aquele descrito na norma ISO 354, tem sido tema de questionamento e discussão nos últimos anos como é o caso do artigo de Vercammen (2010). Deve-se também considerar que fatores como isolamento da câmara e outros que não são objeto de estudo deste trabalho podem influenciar as propriedades acústicas da câmara.

Exemplos de fatores que influenciam nas medições são: a porta das câmaras não possuem o preenchimento recomendado e apresentam espaços não preenchidos pelas borrachas ao redor do seu batente. Há furos para passagem de fios que consistem em um espaço de abertura onde pode ocorrer a influência externa no teste. A construção da parede de teste também apresentou faltas de preenchimento de argamassa entre os blocos.

Os difusores tem a capacidade de tornar o campo acústico interno da câmara mais difuso sem a necessidade de alterar parâmetros estruturais da câmara como citado anteriormente. Sendo assim uma solução relativamente barata. No entanto, o tipo de difusores utilizado pareceu não tornar o campo sonoro mais homogêneo. Há questionamentos sobre o tipo de difusor que pode ser mais eficiente. Especula-se que os chamados “difusores de superfície” são mais eficientes.

Espera-se, com base na literatura e nas normas de qualificação ISO, que a adição de difusores à câmara aumente a quantidade de bandas de frequência para as quais ela possa ser considerada útil. Porém, não consegue-se observar tal relação na figura 16, nem a partir dos resultados de desvio padrão para o nível de pressão sonora. Uma observação deste parâmetro não é capaz de mostrar nitidamente um aumento da homogeneidade do campo sonoro. Um efeito inesperado, observado com a instalação de difusores, é tendência de aumento do desvio padrão em frequência mais altas, à medida que números maiores de difusores são utilizados.

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Pode-se observar uma pequena alteração nos tempos de reverberação para frequências mais baixas, provavelmente pela absorção sonora promovida pelos difusores. Segundo Vercammen (2010), recomenda-se a não utilização de difusores pendurados além de uma crítica as normas vigentes para qualificação de câmaras acústicas reverberantes, mas este é um assunto a ser melhor estudado.

Há uma tendência de decréscimo do desvio padrão associado ao tempo de reverberação, medidos na câmara receptora, quando mais difusores são instalados. Essa observação encontra semelhança de comportamento em relação ao nível de pressão sonora, na primeira bateria de testes, mas não comparável aos resultados obtidos na segunda rodada de medições. Um dos motivos poderia ser ruído de fundo. Ou seja, os níveis de ruído de fundo ao longo de uma bateria de testes podem estar acima do razoável, apesar de que isso não foi constatado em algumas medições. Eventualmente o decaimento nas frequências mais baixas é menos afetado pelo ruído de fundo. Essas questões deverão ser observadas em futuros trabalhos.

Em relação ao tempo de reverberação, a câmara reverberante, em seu estado atual equipada com até 7 difusores em cada uma de suas salas só se encontra dentro dos padrões para frequências superiores a 1.25 kHz.

Finalmente, recomenda-se a não utilização de difusores na câmara no estado atual por não haver indícios de alterações significativas nos tempos de reverberação, e além disso por haver um indício inesperado de decréscimo do seu isolamento sonoro.

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REFERÊNCIAS

ADELGREN, J., BRADLEY, D., MÜLLER-TRAPET, M., VOLÄNDER, M., Effect of

boundary diffusers in a reverberation chamber: Standardized diffuse field quantifiers, 2014.

BISTAFA, Sylvio R. Acústica aplicada ao controle do ruído – 2º edição – São Paulo: Blucher, 2011.

ISO 10140-2: 2010, Acoustics – Laboratory measurement of sound isulation of

building elements – Part 2: Measurement of airborne sound isulation, 2010.

building elements – Part 4: Measurement procedures and requirements, 2010.

building elements – Part 5: Requirements for test facilities and equipment, 2010.

ISO 354: 2003, Acoustics — Measurement of sound absorption in a reverberation

room, 2003

ISO 3741: 2010, Acoustics — Determination of sound power levels and sound

energy levels of noise sources using sound pressure — Precision methods for reverberation test rooms, 2010.

PRESTES, Pedro Gabriel de Moura. Medição de isolamento sonoro pelo método

da função de transferência. 2015, 55f. Monografia (Graduação em engenharia

mecânica) – Departamento Acadêmico de Engenharia Mecânica, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015.

PRISLAN,R., BRUNSKOG, J.,JACOBSEN, F., JEONG, C., An objective measure for

the sensitivity of room impulse responde and its link to a diffuse sound field,

2014.

VERCAMMEN, M.L.S. Improving the accuracy of sound absorption