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Pró-Reitoria Acadêmica Escola de Exatas, Arquitetura e Meio Ambiente Curso de Engenharia Civil Trabalho de Conclusão de Curso

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Pró-Reitoria Acadêmica

Escola de Exatas, Arquitetura e Meio Ambiente

Curso de Engenharia Civil

Trabalho de Conclusão de Curso

AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO ACÚSTICO DE SALA DE

AULA EM UMA ESCOLA PÚBLICA DO DISTRITO FEDERAL

Autores: Marcelo Santiago de Castro Sousa

Raquel Nascimento de Aguiar

Orientador: Dr. Edson Benício de Carvalho Júnior

Co-Orientador: Msc. Cleber Alves da Costa

Brasília - DF

2018

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MARCELO SANTIAGO DE CASTRO SOUSA RAQUEL NASCIMENTO DE AGUIAR

AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO ACÚSTICO DE SALA DE AULA EM UMA ESCOLA PÚBLICA DO DISTRITO FEDERAL

Artigo apresentado ao curso de graduação em Engenharia Civil da Universidade Católica do Brasília, como requisito parcial para obtenção do Título de Bacharel em Engenharia Civil

Orientador: Dr. Edson Benício de Carvalho Júnior

Brasília 2018

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ESCOLA PÚBLICA DO DISTRITO FEDERAL

MARCELO SANTIAGO DE CASTRO SOUSA RAQUEL NASCIMENTO DE AGUIAR

Resumo

O estudo sobre o conforto acústico de uma sala de aula é de grande importância pois é necessário verificar a influência da qualidade acústica do ambiente no sucesso do processo de aprendizagem de um indivíduo. O presente estudo teve como objetivo avaliar o desempenho acústico de uma sala de aula de uma escola pública do Distrito Federal no intuito de identificar os principais fatores acústicos que possam gerar prejuízos para o aprendizado. Foram coletados dados em vários pontos pré-selecionados no ambiente escolar e a partir deles foram efetuadas as análises como da intensidade dos níveis de som residual e dos tempos de reverberação nesses locais. Os resultados obtidos demonstram que a maioria dos parâmetros não atendem as exigências de qualidade acústica recomendadas pelas normas NBR. Algumas medidas e sugestões foram propostas, visando melhorias no conforto acústico e no processo de aprendizagem. Concluiu-se através dos resultados obtidos que a falta de conforto acústico em salas de aula evidencia a necessidade de melhorias. O mercado da construção civil dispõe de materiais isolantes acústicos capazes de conferir às salas de aula o isolamento e o tratamento acústico previstos em norma, mas infelizmente isso não ocorre de forma efetiva.

Palavras-chave: Acústica. Ruído. Tempo de Reverberação. Inteligibilidade. Acústica

em salas de aula. Distrito Federal.

Abstract

The study about acoustic comfort in a classroom is considered important because it is necessary to verify the environment acoustic quality in the success of an individual's learning process. The main objective of the present study was to evaluate the acoustic performance of a classroom at a public school in Distrito Federal, to identify the acoustic factors that can cause damage for the learning process. The data was collected at several preselected spots in the school area and submitted to analysis of noise and times of reverberation in these places. The results show that most parameters did not met the expected levels according to the NBR standards. Suggestions were made, in order to improve the acoustic comfort and the learning process. It was concluded from the results obtained that the lack of acoustic comfort in classrooms evidences the need for improvements. The construction market has acoustic insulation materials capable of conferring to the classrooms the appropriate insulation and acoustic treatment, but unfortunately this does not happen effectively.

Keywords: Acoustics. Noise. Reverberation Time. Intelligibility. Classroom

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1. INTRODUÇÃO

O som é um dos fenômenos físicos que mais provoca impactos na vida em sociedade. Por esse motivo a acústica - que é a ciência que estuda o som, vem se tornando cada vez mais relevante. Diante dos vários parâmetros presentes na composição dos tipos de ambientes, a acústica é um critério que tende a ganhar pouca importância em razão das várias outras prioridades já estabelecidas.

Mesmo com a existência de várias fontes de ruídos no nosso dia a dia e com o fato de que tais ruídos têm piorado significativamente a qualidade de vida das pessoas, o critério acústico não é levado em consideração ou acaba sendo deixado em segundo plano, principalmente por não causar problemas imediatos (RABELO et al., 2014).

Em sala de aula, a capacidade de escutar e compreender o que é falado é fundamental para a comunicação entre o professor e os alunos e, consequentemente, para o processo ensino-aprendizagem. Nesse contexto, o desempenho acústico do ambiente tem fator decisivo na efetividade das atividades desenvolvidas. De acordo com Souza, Almeida e Bragança (2012), requisitos como boa inteligibilidade do som, ausência de interferência de ruídos externos sobre o som de interesse, distribuição sonora uniforme, difusão sonora e tempo de reverberação adequada são necessários para que o desempenho acústico seja considerado satisfatório.

Diante dos problemas presentes em salas de aula do ensino público - ambientes que deveriam ser benéficos e favoráveis para o ensino, mas muitas vezes apresentam uma realidade bem diferente – é possível não apenas perceber que a qualidade acústica no cenário escolar não é apropriada para o sucesso de aprendizagem, mas também identificar o ruído como um fator de grande influência nesse contexto, “no qual suas fontes principais são atividades internas e externas, e esses geram danos físicos, emocionais e educacionais. Podem ocorrer mudanças prévias de audição, zumbido, fadiga, dificuldade maior para concentração, perda de parte do conteúdo explicado, esforço vocal e ininteligibilidade da fala”. (RABELO et al., 2014, p. 361).

Para uma inteligibilidade de fala ideal, a quantidade de energia sonora que deve ser absorvida ou refletida se dá em função do tempo de reverberação (tempo de permanência do som) recomendado a cada ambiente. Os materiais empregados na construção de salas de aula devem ser combinados corretamente com o objetivo de refletir as ondas sonoras para garantir reflexão e absorção em níveis adequados, e distribuir uniformemente a energia sonora, sem comprometer a transmissão da mensagem de fala (RUSSO,1999).

No que tange ao papel do Engenheiro Civil durante as etapas de projeto, considerar a acústica como parâmetro é fundamental para a qualidade do espaço a ser construído. Um ambiente destinado a atividades que se baseiam no uso dos sons e da fala deve ser pensado e projetado observando diversos aspectos de forma a assegurar que o espaço projetado não se torne um local de baixa qualidade acústica (SOUZA; ALMEIDA; BRAGANÇA, 2012).

O objetivo principal deste trabalho é avaliar o desempenho acústico de uma sala de aula em uma escola pública do Distrito Federal. Foi escolhido como amostra o Centro de Educação Infantil 01 de Taguatinga, localizado em Taguatinga Sul, analisando as características e alguns dos parâmetros referenciais baseados na bibliografia sobre o assunto, necessários para a análise do desempenho acústico.

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Os objetivos específicos são: a) apresentar os dados obtidos e analisá-los conforme as normas brasileiras vigentes NBRs 10151 (2000),10152 (2017) e 12179 (1992); b) identificar os principais fatores de influência nos resultados que possam causar prejuízos ao aprendizado; c) propor sugestões viáveis que possam ser aplicadas no melhoramento acústico em intervenções para adequação do ambiente.

2 DESENVOLVIMENTO

2.1 FUNDAMENTOS DE ACÚSTICA

2.1.1 Som

Segundo Nepomuceno (1994) tem-se por Acústica o estudo da geração, da transmissão e da recepção das vibrações mecânicas audíveis, ou não, que se propagam num meio elástico. Já o som é o resultado de vibrações mecânicas que, por estarem contidas em determinada faixa de frequências, são consideradas audíveis pelo homem. Para Costa (2003) a tais vibrações dá-se o nome de vibrações sonoras e, no caso de um meio isótopo (a propriedade elástica do meio é igual em todos os seus pontos), elas se transmitem ao meio que cerca a fonte sonora com velocidade uniforme em todas as direções.

O som, é definido na física como uma onda mecânica que não se propaga no vácuo, precisa de um material para se reproduzir, e apenas se desenvolve em meios que tenham massa e elasticidade. Segundo Russo (1999), devido a estas características, as ondas sonoras são consideradas ondas mecânicas.

É considerado som tudo o que nós conseguimos ouvir, compreendido muito especificamente entre uma frequência inicial até uma frequência máxima definidas. Teoricamente existem ondas sonoras de qualquer frequência, mas o ouvido humano é sensível somente a certa faixa de frequência. Segundo Bistafa (2011), tais frequências na faixa de 20Hz e 20kHz, recebem o nome de faixa de áudio, são sons que o sistema auditivo consegue identificar. Frequências abaixo de 20Hz são ditas como infrassons, e acima de 20kHz são chamadas de ultrassons.

As vibrações sonoras propagam-se pelo ambiente através de pequenas alterações provocadas na pressão atmosférica, configurando-se como ondas sonoras (SOUZA; ALMEIDA; BRAGANÇA, 2012). As vibrações sonoras propagam-se pelo ambiente através de compressões e rarefações das partículas do meio. A compressão ocorre quando uma partícula empurra a seguinte, e a rarefação é causada pelo espaço vazio deixado pelas partículas que se afastarem daquela região (NEPOMUCENO, 1994). Sendo assim, o movimento de uma partícula provoca a vibração da partícula que lhe segue imediatamente, resultando na propagação sonora (SOUZA; ALMEIDA; BRAGANÇA, 2012).

A sensação sonora é causada no aparelho auditivo pela ação mecânica das vibrações elásticas do meio. O som só se propaga em meios elásticos, devido a natureza da onda sonora, e sua velocidade de propagação se dá em função do módulo de elasticidade e da densidade do meio (COSTA, 2003).

Os sons podem ser caracterizados por sua altura, intensidade ou timbre. A altura está associada à frequência do som, no qual temos os sons mais agudos (mais altos como os de maior frequência) e os mais graves (mais baixos de menor frequência). A intensidade está relacionada à capacidade de transporte de energia pelo som, de acordo com a força da intensidade do som, a onda possui maior ou

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menor amplitude. O timbre representa o conjunto de ondas sonoras que constituem um som, este por sua vez, é o responsável por facilitar a percepção de sons completamente diferentes, pois distingue as fontes sonoras.

2.1.2 Absorção e Reflexão

O fenômeno chamado de absorção ocorre quando uma onda sonora encontra uma superfície e essa onda é absorvida, não retornando energia sonora para o ambiente. Já quando a onda não é absorvida e é refletida de volta para o ambiente com ângulo igual ao ângulo de incidência, damos a esse fenômeno o nome de reflexão (VALLE, 2009).

Figuras 1a e 1b - Absorção: nenhuma energia retorna ao ambiente e Reflexão: ângulos iguais

Fonte: Valle (2009)

Ao incidir sobre uma superfície sólida, parte da energia da onda sonora é absorvida devido ao atrito e viscosidade do ar e se transforma em calor. Esta fração de energia depende essencialmente das propriedades do material (COSTA, 2003). A capacidade de absorção de um material é indicada pelo coeficiente de absorção, que representa a porcentagem de som que é absorvido em relação ao som emitido pela fonte sonora. Este coeficiente pode variar de 0 a 1 e apresenta diferentes valores também para sons médios, graves e agudos. Materiais menos absorventes e mais refletores, como aqueles com características mais impermeáveis, apresentam valores de absorção próximos a zero, enquanto para os materiais mais absorventes os valores do coeficiente se aproximam de 1. (SOUZA; ALMEIDA; BRAGANÇA, 2012).

Gerges (2000) afirma que, em ambientes fechados, para promover a absorção do som e evitar que ele seja refletido, são utilizados materiais denominados como absorventes acústicos. Tais materiais fazem uso da energia dissipada na sua estrutura para absorver o som (BISTAFA, 2011). Materiais de estrutura porosa, como tecidos, feltros, plásticos porosos, madeira aglomerada, etc., apresentam grandes coeficientes de absorção.

A distribuição dos materiais influi na reverberação de salas de aula pois cada material apresenta capacidade própria de absorção sonora, diferenciando-se entre eles a maneira com que promovem a absorção e o grau com que absorvem. Dessa forma, a escolha dos materiais deve ser compatibilizada com as demais prioridades

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estabelecidas no projeto, haja vista que influem diretamente em aspectos como a porcentagem do som absorvido, a intensidade do som refletido e consequentemente o tempo de reverberação, a distribuição das frequências sonoras e o nível de ruídos no ambiente. A qualidade acústica é determinada, em grande parte, pela escolha adequada dos materiais (SOUZA; ALMEIDA; BRAGANÇA, 2012).

A absorção total (A) de um ambiente é determinada pela soma de todas as absorções parciais dos materiais que o compõe, e é medida em sabines (sa), unidade que representa “metros quadrados de absorção total” (VALLE, 2009).

𝑨 = 𝒔

𝟏

𝒂

𝟏

+ 𝒔

𝟐

𝒂

𝟐

+ 𝒔

𝟑

𝒂

𝟑

+ ⋯ + 𝒔

𝒏

𝒂

𝒏

(1) Onde:

S1, S2, ... Sn = área das superfícies interiores do recinto em m2, afetadas pelos

coeficientes de absorção α1, α2, αn respectivamente

α1, α2, αn = coeficientes de absorção sonora das várias superfícies interiores e

demais elementos absorventes do recinto, do tipo espectadores, cadeiras, mesas, etc.

Podemos obter A também através da medida do tempo de reverberação, utilizando a seguinte fórmula:

𝑨 =

𝟎,𝟏𝟔𝟏 ·𝑽

𝑹𝑻𝟔𝟎

(2)

Onde:

RT60 = tempo de reverberação do recinto, em segundos

V = volume do recinto, em m3

2.1.3 Reverberação

Em ambientes fechados, onde ocorrem múltiplas reflexões sonoras, manifesta-se o fenômeno chamado de reverberação. Podemos percebê-lo por exemplo, sempre que dentro de um ambiente onde o som é produzido escuta-se primeiro o som direto e logo após o som refletido, provocando uma sensação de audição mais estendida devido a essas sobreposições de sensação. A reverberação pode nos auxiliar a ouvir melhor um som produzido por um padre, por exemplo, numa igreja (RUSSO, 1999).

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Figura 2 - Reverberação: um fenômeno de múltiplas reflexões

Fonte: Russo (1999)

Quando a fonte sonora cessa a emissão, o som não se extingue no ambiente de forma imediata, pois suas sucessivas reflexões ainda podem ser percebidas como um prolongamento do som emitido. O tempo de reverberação é aquele necessário para uma queda de 60 dB no nível sonoro, e é expresso em segundos. Cada ambiente possui seu próprio tempo de reverberação, em função de seu volume e da composição de seus materiais de revestimento (SOUZA; ALMEIDA; BRAGANÇA, 2012).

Por sua vez, Lazzarini (1998) explica que o tempo de reverberação determina a quantidade de tempo necessário para um som morrer a 1/1000 (-60 dB) de sua amplitude, após a fonte parar de emiti-lo, ou seja, este não vai dizer a medida exata de tempo em que o ouvinte vai parar de ouvir um som após sua origem calar-se, porém uma medida que seria equivalente a isso.

Figura 3 - Tempo de Reverberação

(10)

Para Rabelo et al. (2014), quando o tempo de reverberação tem valores mais elevados se torna mais difícil a distinção dos sons e a compreensão do que é falado. Isso acontece devido à sobreposição das sílabas e causa prejuízos à inteligibilidade da fala, que é a capacidade de reconhecimento pelo ouvinte do sinal acústico emitido pelo orador. De acordo com estudos feitos por Lazzarini (1998), é possível identificar uma relação direta entre o volume de uma sala e o seu tempo de reverberação pois quanto maior o volume da sala, maior será o seu tempo de reverberação. O número de superfícies absorventes ou refletivas no recinto também é um fator de influência.

Valle (2009) explica que a fórmula de Sabine, descrita a seguir, foi desenvolvida por Wallace Sabine, em 1900, para o cálculo do tempo de reverberação em um ambiente.

𝑻

𝑹

=

𝟎,𝟏𝟔𝟏 ∙𝐕

𝑺𝟏𝛂𝟏+𝑺𝟐𝛂𝟐+⋯

(3)

Onde, conforme NBR 12179 (1992):

Tr = tempo de reverberação do recinto, em segundos V = volume do recinto, em m3

S1, S2, ... Sn = área das superfícies interiores do recinto em m2, afetadas pelos

coeficientes de absorção α1, α2, αn respectivamente

α1, α2, αn = coeficientes de absorção sonora das várias superfícies interiores e

demais elementos absorventes do recinto, do tipo espectadores, cadeiras, mesas, etc.

Conforme Valle (2009), a fórmula de Sabine funciona muito bem quando o ambiente é considerado muito vivo (com pouca absorção). É empregada quando o coeficiente médio de absorção for menor ou igual a 0,30. Quando o ambiente possui um índice médio de absorção que tende a 100%, não há o que reverberar, e então a fórmula apresenta grandes erros. Para coeficientes maiores que 0,30, utiliza-se a fórmula desenvolvida pelo matemático Eyring, descrita a seguir.

𝑻

𝑹

=

𝟎,𝟏𝟔𝟏 ∙ 𝐕

−𝟐,𝟑 𝐒 𝐥𝐨𝐠 (𝟏−𝛂𝒎 )

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Onde, conforme NBR 12179 (1992):

Tr = tempo de reverberação do recinto, em segundos V = volume do recinto, em m3

S= área total das superfícies interiores do recinto em m2

αm = coeficiente médio ponderado de absorção sonora das várias superfícies

interiores e demais elementos absorventes do recinto, do tipo espectadores, cadeiras, mesas, etc.

De acordo com Fernandes (2006), existem dois fatores responsáveis pela reverberação em um ambiente:

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• o índice de reflexão das superfícies do ambiente (piso, paredes, teto), de forma que quanto mais dura a superfície, maior a reflexão do som. Materiais como mármore, concreto e vidro são altamente reflexivos; já materiais mais absorventes como a espuma, carpete, algodão, lã de vidro, tapetes, cortinas grossas, etc. proporcionam menor reflexão do som.

• o volume do ambiente, ou seja, o atraso do som e consequentemente, a reverberação, serão maiores em ambientes com maiores distâncias entre as superfícies.

Para cada tipo de sala existe um tempo de reverberação apropriado com base nas frequências sonoras da fonte e no volume da sala. Esse tempo é chamado de tempo ótimo de reverberação (SOUZA; ALMEIDA; BRAGANÇA, 2012).

É importante mencionar que reverberação e eco são fenômenos diferentes. Costa (2003) define eco como o fenômeno de reflexão sonora pelo qual o som refletido provoca, no órgão auditivo, uma sensação auditiva independente da ocasionada pelo som direto. Essa sensação se trata da repetição do som original e ocorre quando as duas sensações auditivas (ocasionadas pelo som direto e pelo som refletido) possuem um intervalo de tempo superior a 1/15 de segundo entre elas. De forma resumida, a ocorrência do eco se dá quando a distância percorrida pela onda sonora direta juntamente com a refletida for superior a cerca de 23 metros, ou seja, duas vezes a distância de 12 metros do obstáculo ou parede grandemente refletora.

2.1.4 O som residual (ruído de fundo) e o Noise Criteria (NC)

O conceito de ruído é associado ao som desagradável e indesejável (GERGES, 2000). Nepomuceno (1994) define o ruído como o fenômeno audível cujas frequências não podem ser discriminadas pois possuem valores inferiores aos detectáveis pelo órgao auditivo. Já segundo Russo (1999, p.157 apud FELDMAN & GRIMES, 1985), o termo ruído é utilizado para descrever um sinal acústico irregular, resultante da superposição de movimentos variados de vibração com frequências diferentes, as quais, não apresentam relação entre si.

De forma geral, todo som que intefira no bom andamento das atividades e nos objetivos dos espaços de forma a prejudicar a função do ambiente pode ser considerado ruído. O termo ruído de fundo pode se referir a ruídos gerados internamente no ambiente e decorrente de atividades nele desenvolvidas ou a ruídos oriundos de atividades externas ao ambiente, sendo elas urbanas ou de ambientes vizinhos. Por consequência da propriedade de mascaramento dos sons, o ruído de fundo pode contribuir para a acústica dos ambientes (SOUZA; ALMEIDA; BRAGANÇA, 2012).

Conforme Zwirtes (2006), ruído de fundo é todo aquele que, presente em um determinado local, não diz respeito ao objeto de apreciação ou medição. No ambiente escolar é considerado como todo ruído presente na sala de aula, com exceção da voz do professor. De forma prática, quando várias pessoas conversam em grupos separados como é o caso de algumas atividades escolares, o ruído de fundo será maior e por isso a conversação será mais difícil. Automaticamente, ao tentar falar mais alto a fim de serem compreendidas, as pessoas contribuirão para um aumento ainda maior do ruído de fundo e para a diminuição da compreensão da fala. Esse fenômeno é chamado de “Efeito Coquetel”.

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Outro conceito importante é o da relação sinal/ruído, definida como a diferença entre o sinal acústico da fonte sonora e o ruído de fundo contido no ambiente. Essa relação permite estimar o grau de compreensibilidade da fala em um recinto e é de suma importância para garantir a inteligibilidade da fala. Quanto menor a relação sinal/ruído, maior deverá ser o esforço vocal do professor para ser entendido (ZWIRTES, 2006).

É importante mencionar que as terminologias ruído de fundo e ruído ambiente agora são descritas como som residual, desde revisões mais recentes das normas ABNT NBR 10151 (2000) e NBR 10152 (2017). O objetivo é adotar como padrão técnico o termo “som residual”, que está definido e apresentado em normas internacionais.

O método mais utilizado para a classificação do nível de som residual de uma sala é o método Noise Criteria Curves, NC (curvas critério de ruído). Mede-se o nível de ruído em cada banda de oitava das frequências entre 63Hz e 8kHz e então traça-se sobre as curvas NC o gráfico que corresponde ao espectro do ruído alvo da medição (VALLE, 2009). A NBR 10152 (2017) estabelece que os ambientes destinados a salas de aula devem estar situados na faixa abaixo da curva NC-35.

Figura 4 - Curvas NC (Noise Criteria)

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Figura 5 - Valores de referência para ambientes internos de uma edificação de acordo com suas finalidades de uso

Fonte: NBR10152 (2017)

2.1.5 Inteligibilidade da fala

A inteligibilidade da fala é definida como a relação entre palavras faladas e palavras entendidas, expressas em porcentagem. Para que a comunicação seja efetiva e inteligível, a inteligibilidade da fala deve ser superior a 90% (NEPOMUCENO, 1994). De acordo com Rabelo (2014), quanto maior esse índice, maior é a compreensão do sinal acústico. Para proporcionar melhores condições de ensino-aprendizagem, valores próximos de 100% são desejados.

A reverberação de um ambiente escolar, por exemplo, não é o único elemento que pode certificar ou não a inteligibilidade, a relação na posição do ouvinte, entre o nível de pressão sonora da voz e o nível de pressão sonora do ruído de fundo é relevante da mesma maneira (BERTOLI; GOMES, 2006). A comunicação através da fala é uma atividade crítica em muitos espaços, o grau de interferência do ruído na fala depende do seu nível no interior desses espaços.

Tabela 1: Valores aceitáveis de Inteligibilidade

Valores da Inteligibilidade Qualidade acústica

I ≥ 90% Ótima 85% ≤ I < 90% Muito boa 80% ≤ I < 85% Boa 75% ≤ I < 80% Satisfatória 70% ≤ I < 75% Regular 60% ≤ I < 70% Má I < 60% Inaceitável Fonte: Fernandes (2006)

Russo (1999) explica que a atividade que mais ocupa o tempo dos alunos é a escuta. A voz do professor, se tiver tons baixos ou muito agudos, pode ser um fator de influência negativa, além de outros fatores como os problemas acústicos decorrentes da distância do aluno em relação ao professor, a perda da energia de fala pela absorção, ecos ou reverberações, presença de superfícies refletoras impróprias e o ruído excessivo. Tudo isso pode comprometer a percepção e a efetividade da comunicação em sala de aula.

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As condições necessárias para que o ouvinte tenha sucesso em compreender bem os sinais da fala que recebe, de acordo com Russo & Behlau (1993 apud RUSSO, 1999, p.216 e 217) estão listadas a seguir:

• atenção à mensagem, comportamento de escuta, o qual hierarquiza o estímulo de fala;

• intensidade da mensagem, os sons de fala devem ser audíveis para que possam ser percebidos;

• intensidade do ruído ambiental, que deverá ser inferior à do sinal priorizado;

• tipo de material de fala empregado, vocabulário utilizado pelo falante: palavras

familiares e mais comuns da língua;

• co-articulação e fatores supra-segmentais – entonação, pausas no discurso; • sensação de frequência (“pitch”), tonalidade;

• sensação de intensidade (“loudness”), audibilidade; • fatores temporais, ritmo e velocidade de fala;

• qualidade vocal do falante – sonoridade e harmonia; e

• articulação, pronúncia e regionalismos, características das diversas regiões do país.

Russo (1999) também explica que os principais objetivos da acústica arquitetônica são procurar favorecer a inteligibilidade e eliminar os fatores que possam causar desconforto auditivo, principalmente a interferência do ruído e da reverberação na percepção dos sons e da fala. Os ruídos que ocorrem em sala de aula e são produzidos pelos alunos são os que mais interferem na qualidade do aprendizado, já que a tarefa de hierarquizar um estímulo sonoro em detrimento dos demais fica prejudicada e exige maior esforço do aluno para assimilar as informações.

Batista (1998, apud ZWIRTES, 2006, p. 19) afirma que “a inteligibilidade da fala está diretamente ligada às características e tipo de ocupação do espaço em estudo. Tais características podem ser discriminadas como: 1) volume da sala; 2) nível de ruído de fundo; 3) tempo de reverberação; 4) coeficiente de absorção sonora das superfícies em estudo; 5) distância e orientação entre quem fala e quem escuta. ”.

Em salas de aula, a inteligibilidade pode ser medida a partir do tempo de reverberação e da relação sinal/ruído. O cuidado com a qualidade acústica do ambiente para garantir a adequada recepção e aprendizagem do grande volume de informações fornecidas se torna muito importante e contribui para os alunos focarem apenas nos aspectos cognitivos da percepção auditiva (FIORINI 2002 apud ZWIRTES, 2006, p. 20).

(15)

2.1.6 Perda de Articulação de Consoantes (ALcons)

De acordo com Valle (2009), uma das formas para o cálculo da inteligibilidade da fala é através da ALcons, Perda e Articulação de consoantes. Quando o tempo de

reverberação de um ambiente é conhecido, podemos calcular a perda de articulação de consoantes através da equação a seguir:

𝑨𝑳

𝒄𝒐𝒏𝒔

=

𝟐𝟎𝟎 ∙𝑫𝟐 ∙𝑻𝑹𝟔𝟎𝟐

𝐕 ∙𝐐

; 𝑫 ≤ 𝑫

𝑳

(5) Onde:

D = distância do ouvinte à fonte sonora V = volume do ambiente

Q = diretividade da fonte sonora DL = distância crítica

No interior de ambientes fechados, o som que se ouve é constituído pelo som direto (emitido pela fonte) e o som reverberante (depende das condições acústicas do ambiente). Distância crítica é o termo utilizado para designar a distância limite onde a intensidade sonora devido ao som direto se iguala à intensidade do campo reverberante, e pode ser calculada utilizando o tempo de reverberação, pela seguinte fórmula:

𝑫

𝒄

= 𝟎, 𝟎𝟓𝟕 ∙ √

𝑸∙𝑽

𝑻𝑹𝟔𝟎

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Tabela 2 – Valores de ALcons

Valores de ALcons 0% a 5% Excelente 5% a 10% Bom 10% a 15% Aceitável acima de 15% Inaceitável Fonte: Valle (2009) 2.1.7 C50 e C80 – Clareza e Claridade

Ambos são índices que complementam o cálculo de ALcons na avaliação do

resultado sonoro subjetivo de uma sala.

Valle (2009) define a Clareza de Fala ou C50 como a razão entre a energia acústica nos primeiros 50 milissegundos e no restante do tempo. É um critério utilizado para avaliar a inteligibilidade da fala. Conhecendo- se o tempo de reverberação, a clareza pode ser calculada pela seguinte equação:

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𝑪𝟓𝟎 = 𝟏𝟎 · 𝐥𝐨𝐠

𝟏 𝑸 · ( 𝑫𝒄 𝑫) 𝟐 +𝟏− 𝒆−𝟎,𝟔𝟗/𝑻𝑹𝟔𝟎 𝒆−𝟎,𝟔𝟗/𝑻𝑹𝟔𝟎

𝒅𝑩

(7)

Valores acima de 0 dB indicam ótima inteligibilidade da fala. Em salas com muita reverberação, valores acima de -5 dB já são considerados aceitáveis para boa inteligibilidade.

A claridade, C80 ou clareza de música é um parâmetro que diz respeito à articulação da música na sala (VALLE, 2009). O cálculo da claridade com base no tempo de reverberação ocorre através da seguinte fórmula:

𝑪𝟖𝟎 = 𝟏𝟎 · 𝐥𝐨𝐠

𝟏 𝑸 · ( 𝑫𝒄 𝑫) 𝟐 +𝟏− 𝒆−𝟏,𝟏𝟎𝟒/𝑻𝑹𝟔𝟎 𝒆−𝟏,𝟏𝟎𝟒/𝑻𝑹𝟔𝟎

𝒅𝑩

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Os valores da claridade dependem do tipo de música a ser executada no ambiente (VALLE, 2009):

• abaixo de 0 dB - instrumentos de sopro, tocando melodias com notas longas.

• de 0 dB a +4 dB – Música clássica e sinfônica, cordas e corais. Ideal para igrejas tradicionais.

• de +2 dB a +6 dB – Instrumentos de cordas puxadas, música pop. Música religiosa mais moderna, jazz leve, estilo com notas mais rápidas.

• de +6 dB a +10 dB – Instrumentos de percussão, rock’n’roll. Adapta-se melhor à música atual.

• Maior que +10 dB – produzem salas muito “mortas”, não recomendado.

2.1.8 RASTI

O padrão RASTI é a versão mais simplificada do STI (SpeechTransmission Index), indicada para estimar a qualidade de transmissão da fala, e utiliza o valor de Alcons na sua formulação (VALLE, 2009):

𝑹𝑨𝑺𝑻𝑰 = 𝟎, 𝟗𝟒𝟖𝟐 − 𝟎, 𝟏𝟖𝟒𝟓 · 𝐥𝐧 (𝐀𝐥𝐜𝐨𝐧𝐬)

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Seus valores de interpretação estão presentes na tabela a seguir:

Tabela 3 – Valores de RASTI

Valores de RASTI 0,6 a 1 Ótimo 0,45 a 0,6 Bom 0,3 a 0,45 Razoável 0,25 a 0,3 Ruim 0 a 0,25 Inaceitável Fonte: Valle (2009)

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2.1.9 Medições acústicas

De acordo com Bistafa (2011), as medições acústicas são capazes de fornecer informações de amplitude, de frequência de de fase dos sons em geral. O sensor de pressão sonora é o elemento básico presente nos instrumentos de medidas acústicas, pois o nível de pressão sonora é a principal grandeza acústica relacionada a intensidade dos sons. Esse sensor, conhecido como microfone, transforma a pressão sonora em um sinal elétrico equivalente, que é condicionado e expresso em termos de nível de pressão sonora. Ao instrumento que realiza essa medição dá-se o nome de sonômetro, também conhecido popularmente como decibelímetro.

A medição efetuada é a do nível sonoro total em decibéis, que oferece como resultado um único valor, referente à energia sonora contida na faixa de frequência que o aparelho pode captar. Como o dado obtido é um número único e não há informações de como a energia sonora é distribuída em frequências, utiliza-se filtros para análise espectral afim de se obter esse tipo de informação. Nos filtros de 1/n oitava, cada banda possui uma largura que sempre corresponde a uma porcentagem constante da frequência central de cada filtro. Por exemplo, a largura das bandas dos filtros de 1/1, 1/3, 1/6 e 1/10 oitava são, respectivamente, 71%, 23%, 12% e 7% da frequência central da banda. Sendo a largura de cada banda é aproximadamente 70% da frequência central, para a frequência central de 1000 Hz, por exemplo, a largura da banda é de 700 Hz. (BISTAFA, 2011).

2.2 ACÚSTICA ARQUITETÔNICA

2.2.1 Isolamento acústico

De acordo com NBR 12179 (1992), isolamento acústico é o processo pelo qual se procura evitar a entrada ou saída de ruídos ou sons em um determinado recinto. Costa (2003) explica que a transmissão de energia sonora entre dois ambientes, sejam os dois fechados ou um fechado e outro aberto, pode ocorrer por três diferentes caminhos: 1) por meio do ar, através das aberturas localizadas em portas, janelas, etc.; 2) através da estrutura da própria construção ou canalizações, por onde vibrações são transmitidas e, em alguns casos, podem inviabilizar um a destinação de um ambiente para certos tipos de atividades; e 3) Pelas superfícies limítrofes do local fechado, com forros, pisos, tetos, paredes, etc..

Souza, Almeida e Bragança (2012) afirmam que estruturas com características isoladoras são normalmente densas, reflexivas, oferecem propriedades estruturais e são utilizadas para impedir que o ruído de um ambiente seja transmitido para um ambiente próximo. O isolamento proporcionado por uma superfície depende, assim como as barreiras acústicas para âmbito urbano, da sua massa, da sua rigidez e da sua capacidade de amortecer as ondas sonoras. Os principais elementos responsáveis pela transmissão de ruídos aéreos para o interior de um recinto são janelas, portas, paredes, pisos, tetos, frestas ou fendas existentes na composição de superfícies do ambiente.

Sempre que ocorre uma mudança nas características do ambiente de propagação, também é reduzida a intensidade sonora transmitida para o meio seguinte. Deste modo, uma parede diminui a intensidade sonora propagada entre ambientes pois acontecem duas variações do meio de propagação ar-parede e

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parede-ar (BISTAFA, 2011). Na maior parte dos casos, parte do som produzido em um recinto é transmitido indiretamente e disperso por paredes laterais, tetos e pisos, para ambientes próximos (ELMALLAWANY, 1983 apud ZWIRTES, 2006).

Segundo Souza, Almeida e Bragança (2012) os sons de baixa frequência são mais difíceis de serem isolados. Tendo como exemplo dois ambientes próximos, onde em um deles toca-se algum estilo musical, no outro se consegue perceber sons de frequência mais baixa com mais clareza que aqueles de alta frequência. O som de uma trompa pode ser propagado por uma parede mais fácil do que o som de trompete de mesma intensidade.

De acordo com Catai, Penteado e Dalbello (2006), os materiais utilizados para isolamento acústico podem ser classificados em convencionais e não convencionais. Os convencionais são os de vedação, que são usados frequentemente dentro da construção civil e possuem como vantagem principal o isolamento acústico satisfatório para uso comum. São os blocos cerâmicos, bloco de concreto, madeira, vidro etc. Já os materiais desenvolvidos particularmente para isolar ambientes diferentes acusticamente são chamados de materiais não convencionais, e normalmente possuem também certas vantagens térmicas. Podemos citar a lã de vidro, lã de rocha, fibra de coco, etc.

2.2.2 Tratamento Acústico

O tratamento acústico é definido por Faria (2013), como a criação de recintos com boas condições de audibilidade, utilizando bloqueios de ruídos externos e ruídos internos, e aplicando materiais que apresentem características de absorção acústica, como revestimentos de paredes, pisos, tetos e componentes complementares. O ambiente também pode ser tratado com o direcionamento das reflexões internas.

Valle (2009) afirma que o condicionamento acústico consiste em trabalhar a sonoridade do ambiente para que essa seja adequada, através do controle de fenômenos como a reverberação e os ecos, da reparação de problemas modais e da promoção de respostas de frequências adequadas ao propósito de utilização do ambiente.

Um bom tratamento acústico deve compreender especificações para um isolamento acústico adequado, com o uso de materiais capazes de permitir a necessária impermeabilidade acústica, previamente fixada; e condicionamento acústico satisfatório, pelo estudo geométrico-acústico do recinto e cálculo do tempo de reverberação (FARIA, 2013).

2.2.3 Controle de ruído em escolas

De acordo com Zwirtes (2006), no ambiente escolar a presença ou ausência de ruído é resultado de fatores estruturais que variam desde a escolha do terreno para construção da escola até a realização do projeto arquitetônico. Tal projeto deve conter o planejamento acústico, o qual deve ter como foco principal elaborar condições para um ambiente escolar sem perturbações de ruídos externos e internos. Fatores e hábitos do comportamento dos usuários que frequentam tais ambientes, como alunos, professores e funcionários, também podem gerar ruídos.

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Outro aspecto importante são as aberturas para ventilação, haja vista que sua localização pode aumentar ou diminuir a incidência de ruídos nas salas de aulas. Aberturas posicionadas na fachada direcionada para a área com maior volume de ruídos, facilitarão o aumento do nível sonoro incidente nas salas de aula. Esse fator merece atenção especial principalmente pelo fato de que o clima quente na maioria das cidades no Brasil resulta na necessidade de as janelas ficarem abertas em salas não climatizadas (BATISTA, 1988 apud ZWIRTES, 2006).

Os vários ambientes de uma escola devem ser conhecidos pelo projetista, bem como as suas diferenças quanto às características acústicas. Dessa forma, é possível distribuir os ambientes visando garantir a qualidade acústica e arquitetônica. O projeto arquitetônico aliado ao projeto acústico é capaz de fornecer resultados mais equilibrados.

2.2.4 Normas Nacionais

As normas utilizadas como referencial para esse estudo foram as NBRs 10151,10152 e 12179. A Norma Brasileira NBR 10151 - Avaliação do ruído em áreas habitadas, visando o conforto da comunidade – Procedimento fixa condições para a avaliação da aceitabilidade do ruído em comunidades, especifica o método para medição de som residual nessas áreas, o método de avaliação dos dados obtidos e a aplicação de correções dos níveis obtidos caso não estejam em concordância com a norma. (NBR 10151, 2000).

A Norma Brasileira NBR 10152 - Níveis de pressão sonora em ambientes internos a edificações estabelece os procedimentos técnicos a serem adotados na execução de medições de níveis de ruído em ambientes internos a edificações, os valores de referência para avaliação dos resultados em função da finalidade de uso do ambiente, visando a saúde e o bem-estar humano. É recomendado aos construtores, empreendedores, incorporadores, projetistas, usuários e ao poder público que adotem os valores de referência por ela estabelecidos para o adequado uso dos diferentes ambientes internos de uma edificação (NBR 10152, 2017).

A Norma Brasileira NBR 12179 – Tratamento acústico em recintos fechados define conceitos relevantes para a acústica em ambientes e fixa os critérios fundamentais para a execução de tratamentos acústicos em recintos fechados (NBR 12179, 1992).

3 MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 ANÁLISE ACÚSTICA

Medições acústicas geram informações de amplitude, de frequência e de fase dos sons em geral, e de ruídos particularmente, com isso permitindo detectar e reconhecer fontes de ruídos principais; averiguar a execução de normas e legislações de controle de ruído; analisar e comparar soluções e avaliar a qualidade acústica de um ambiente (BISTAFA, 2011).

A metodologia adotada para a execução deste estudo seguiu instruções e requisitos conforme as normas nacionais vigentes NBRs 10151 (2000),10152 (2017) e 12179 (1992). Este capítulo contém a descrição da escola escolhida, sua localização, geometria e aspectos construtivos, além da descrição dos

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procedimentos adotados para a coleta dos dados, os métodos aplicados durante a execução das medições, os materiais utilizados e demais informações relevantes.

3.1.1 Características gerais da escola

A escola escolhida como modelo de pesquisa é uma escola de educação infantil da rede pública de ensino do Distrito Federal. Localizado em Taguatinga Sul/DF, o Centro de Educação Infantil 01 de Taguatinga está próximo da linha do metrô e de uma via principal, que pertence ao itinerário de algumas linhas de ônibus. Possui 8 salas de aula, pátios descoberto e coberto, brinquedoteca, cantina, parques recreativos, dentre outras dependências internas. A planta de sua estrutura está presente no apêndice A.

A escola localiza-se em uma esquina, com uma via principal com tráfego de ônibus à sua frente. Ao seu lado direito existe uma via secundária com pouco movimento, ambas asfaltadas. Em seu lado esquerdo, a uma distância de cerca de 160 metros, passa uma linha do Metrô.

Figura 6 – Fachada da escola

Fonte: Autores (2018)

3.1.2 Dimensões e geometria da sala de aula

A sala de aula selecionada para a análise foi a de número 6 e possui as seguintes dimensões físicas: comprimento de 7,98m, largura de 6,06m e altura de 2,72m, totalizando um volume de 131,53m³.

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Figura 7 - Planta baixa da sala de aula

Fonte: Autores (2018)

O piso da sala de aula é composto por revestimento cerâmico e o teto possui forro de PVC. As paredes são de alvenaria com pintura em tinta acrílica. Possui janelas de vidro em uma das paredes e janelas de aço em outra. Há também um quadro branco e a porta é de madeira.

Figura 8 - Parede Direita

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Figura 9 - Parede de fundo

Fonte: Autores (2018)

Figura 10 - Parede Esquerda

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Figura 11 - Parede Frontal

Fonte: Autores (2018)

3.1.3 Predefinições

O estudo de caso proposto consistiu na medição de parâmetros acústicos na sala de aula escolhida e também em alguns pontos internos e externos do Centro de Educação Infantil 01 de Taguatinga, localizado em Taguatinga Sul/DF.

Primeiramente, foram efetuadas as medições das dimensões de todos os móveis presentes na sala de aula, assim como das paredes e superfícies. As fontes sonoras emissoras de ruído impulsivo foram definidas (balões de tamanho nº 250), assim como as combinações das posições emissor-receptor, para cada medição. Também foram determinadas as características gerais da escola, afim de selecionar os pontos para a medição do ruído de fundo. Os parâmetros acústicos analisados foram: Som residual - Noise Criteria (NC) e Tempo de reverberação RT60. Com os

dados obtidos nas medições, também foi possível estimar os parâmetros ALcons, C50

e RASTI, já mencionados no item 2.1.

3.1.4 Medição do Tempo de Reverberação (RT60)

Para efetuar a medição do tempo de reverberação em um ambiente fechado é necessário que haja uma fonte sonora (emissor) e um sistema para medição do decaimento nos níveis de pressão sonora quando a emissão sonora for desligada (receptor). O método utilizado foi o de ruído impulsivo a partir de estouro de balões tamanho nº 250 em sete diferentes combinações de emissor e receptor, e foram analisadas frequências nas bandas de oitava de 63 a 8 kHz de acordo com o método.

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Figura 12- Balões utilizados como fonte omnidirecional de ruído impulsivo.

Fonte: Autores (2018)

As posições de microfone foram escolhidas respeitando-se uma distância mínima de 1,5 m de superfícies refletoras, incluindo o chão. Cada balão a ser estourado também foi posicionado em posição contrária á do microfone, para ocorrer influência.

Tabela 4 – Combinações dos pontos para medições

Combinação Medições Receptor Emissor

A 01,02,03,04 6 1 B 05,06,07 5 2 C 08,09,10 4 5 D 11,12,13 3 2 E 14,15,16 2 5 F 17,18,19 1 6 G 20,21,22 7 6 Fonte: Autores (2018)

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Figura 13 - Pontos de medição na sala de aula

Fonte: Autores (2018)

No momento de estouro dos balões, a fala foi interrompida a fim de que a medição fosse confiável, e o ventilador da sala permaneceu desligado, para evitar a geração de ruído. Protetores auriculares foram utilizados como equipamentos de proteção individual. Para cada ponto foram feitas cerca de três leituras utilizando o equipamento medidor de pressão sonora SIP95 da 01 dB (calibrado e com data e horário atualizados antes da medição), com tripé e protetor de vento.

Figura 14 – Equipamento Sonômetro 01dB utilizado para medição do TR

Fonte: Autores (2018)

Como o microfone foi posicionado a uma altura de 1,5 m do chão, cada balão foi estourado a mesma altura, simulando a altura aproximada da boca do professor. As medições foram realizadas na sala de aula vazia, sem alunos e sem mobília. Foram realizadas no mínimo 3 medições por combinação de emissor e receptor.

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Figura 15 - Execução de uma das medições do TR

Fonte: Autores (2018)

Após cada estouro dos balões, os resultados foram registrados. O medidor apresentou um conjunto de parâmetros acústicos para cada medição, que foram extraídos e registrados posteriormente. As medições foram transferidas para o computador com auxílio do programa de computador 01dB dBSLM32 Esses resultados foram compilados e utilizados no cálculo da média aritmética e do desvio padrão para cada frequência, para se obter resultados confiáveis.

Os tempos de reverberação obtidos foram inseridos em uma planilha básica para o cálculo de reverberação, juntamente com os dados das áreas dos revestimentos que compõe as paredes, o piso e o teto da sala de aula. A planilha, oferecida pela empresa de soluções acústicas Vibrason, simula o comportamento do ambiente quanto ao seu tempo de reverberação quando algumas intervenções fossem aplicadas. Os resultados e comparações entre materiais obtidos a partir do uso da planilha se encontram na seção de resultados.

3.1.5 Medição do Som Residual

Conforme a NBR 10152 (2017), os pontos de medição devem ser distribuídos de forma que possibilitem a representação do campo sonoro do ambiente em avaliação, bem como o tempo de medição em cada ponto não pode ser inferior a 30 segundos, e deve ser definido buscando ser abrangente quanto às variações sonoras significativas no ambiente. As condições ambientais no momento das medições não podem consideradas adversas quanto ao vento, temperatura, umidade relativa do ar, precipitações pluviométricas ou trovoadas para que não interfiram nos resultados.

O tempo de medição adotado para os pontos externos, no entorno da escola, foi de dez minutos. Já para a avaliação dos ruídos nos pontos localizados no interior da escola, incluindo o na sala de aula, o tempo de medição para cada ponto foi de cinco minutos. Todas as medições foram efetuadas no período diurno. As medições externas (área externa e interna da escola) foram realizadas em um momento sem atividades escolares, e a medição realizada dentro da sala de aula foi efetuada em um dia letivo normal.

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As medições dos níveis de pressão sonora foram realizadas com a utilização do aparelho decibelímetro 01DB Solo Black Edition, calibrado logo antes das medições, com tripé e protetor de vento.

Figura 16 – Equipamento Sonômetro 01dB utilizado para medição do som residual

Fonte: Autores (2018)

O uso do protetor de vento sobre o microfone é recomendado a fim de evitar possíveis interferências da velocidade do ar e proteger o microfone contra poeira. As medições foram realizadas em boas condições meteorológicas, sem chuva ou vento forte. Os níveis de pressão sonora foram obtidos com medições efetuadas dentro da sala de aula analisada, no interior da escola e também na região do entorno. Os pontos internos e externos selecionados estão representados na imagem a seguir.

Figura 17 - Localização dos pontos escolhidos para a medição do som residual

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No ambiente interno, foram escolhidos três pontos considerados de relevância à percepção do ruído oriundo da região: dois pontos localizados no pátio central da escola, onde ocorrem atividades recreativas, e um terceiro em um local próximo à sala de aula analisada onde a incidência do ruído metroviário é provavelmente mais expressiva.

Figura 18 - Medição do som residual no ponto 2 (área interna da escola)

Fonte: Autores (2018)

Com o objetivo de averiguar a influência sonora dos ruídos do tráfego, foi verificada a influência das condições sonoras do ambiente externo por meio de três medições nas calçadas ao redor da escola. Os pontos escolhidos localizam-se na frente da escola e nas laterais direita e esquerda, afim de obter o nível de ruído proveniente do tráfego local.

Figura 19 - Medição do som residual no ponto 5 (área externa da escola)

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Dentro da sala de aula, a medição foi efetuada aproximadamente no ponto central, para captar os sons residuais vindos de todas as direções.

Figura 20 – Medição do som residual no ponto 7 (interior da sala de aula).

Fonte: Autores (2018)

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Este capítulo aborda as análises dos dados coletados e aponta os resultados avaliados com relação ao comportamento acústico da sala de aula em relação aos parâmetros Som residual - Noise Criteria (NC) e Tempo de reverberação TR60.

4.1 TEMPO DE REVERBERAÇÃO

Os resultados dos parâmetros acústicos obtidos na sala de aula estão apresentados a seguir. Os gráficos de decaimento obtidos estão presentes no apêndice. A tabela 5 e os gráficos 1, 2 e 3 apresentam os resultados do parâmetro Tempo de Reverberação (TR), medidos em função de frequência nas bandas de oitava entre 63 Hz e 8.000 Hz, através das médias obtidas nas medições efetuadas em cada combinação emissor-receptor nos pontos espacialmente espalhados na sala de aula, e os respectivos desvios-padrão.

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Tabela 5 –Tempos de Reverberação obtidos nas medições na sala de aula Frequência (Hz) RT60 (s) Desvio Padrão

63 16,3 16,31 125 2,25 4,17 250 1,13 0,08 500 1,18 0,07 1000 1,25 0,09 2000 1,09 0,07 4000 1,06 0,06 8000 0,94 0,03 Fonte: Autores (2018)

Para cada tipo de ambiente existe um TR considerado ótimo, que varia conforme o volume e o uso do local. A NBR 12179 (1992) é a norma utilizada no Brasil como parâmetro para tempos de reverberação em recintos fechados e traz um ábaco com os tempos ótimos de reverberação a 500 Hz para diferentes ambientes. A sala de aula analisada nesse estudo foi considerada como Sala de Conferência para utilização do ábaco, que se encontra no apêndice. O resultado do TR ótimo encontrado para o volume da sala (131m3) é aproximadamente 0,55 segundos. Gráfico 1: Tempo de reverberação obtido entre 63Hz e 8 kHz

Fonte: Autores (2018)

O gráfico 1 indica que o TR obtido nas baixas frequências se encontra muito acima do recomendado. Conforme a NBR 12179 (1992), os materiais usualmente utilizados para revestimento na construção civil geralmente possuem menores coeficientes de absorção acústicas a frequências mais baixas, consequentemente gerando um maior TR nessas frequências.

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Gráfico 2: Tempo de reverberação obtido entre 125Hz e 8 kHz

Fonte: Autores (2018)

O gráfico 2 apresenta os valores obtidos no intervalo de frequências de 125Hz a 8kHz. Ao analisar esses dados, podemos perceber um TR mais próximo do recomendado para 125Hz, porém o desvio padrão para as medições nessa frequência ainda é elevado para esse valor.

Gráfico 3: Tempo de reverberação obtido entre 250Hz e 8 kHz

Fonte: Autores (2018)

O gráfico 3 apresenta comportamento mais similar ao esperado para o TR em diferentes frequências, porém o tempo de reverberação obtido para a frequência de 500 Hz – 1,18 segundos – está bem acima do TR ótimo de 0,55 segundos, definido por norma. A análise dos valores obtidos indicam que a sala de aula é inadequada, pois o TR é superior ao estabelecido pela NBR 12179 (1992).

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4.2 SOM RESIDUAL

A tabela a seguir apresenta os resultados obtidos nas medições de ruído de fundo nos pontos internos e externos. São apresentados os níveis sonoros máximos e mínimos, e os valores referêntes ao L90, L50, L10, além do Leq. Embora os níveis de Leq obtidos nos pontos externos (pontos 4,5 e 6) sejam superiores a 50 dB, valor recomendado pela NBR 10151 (2000), os níveis de Leq obtidos nos pontos internos estão próximos ou abaixo desse esse valor, indicando que os ruídos externos não oferecem influência significativa no interior da escola.

A via que oferece maior incidência de sons residuais é a localizada em frente á escola, o que pode ser percebido devido aos valores de Leq das medições dos pontos 1 e 4 serem os mais elevados. Os valores de Leq das medições dos pontos 3 e 6 (pontos mais próximos do metrô) foram os mais baixos, o que nos permite concluir que o ruído gerado pela linha do metrô não gera impactos significativos no ambiente escolar.

Ao observar o valor de Leq obtido na medição do ponto 7 (interior da sala de aula) e a análise dos valores dos demais pontos, é possível perceber que os ruídos causados pelas próprias atividades escolares são os que mais contribuem para que o Leq do ponto 7 (56,6 dB) seja superior ao estabelecido pela norma (50 dB).

Os parâmetros estatísticos Ln são significativos pois representam o valor do nível de ruído excedido durante n% do tempo de medição. Destes valores, L90 é normalmente considerado como o valor correspondente ao ruído de fundo, sendo o valor de L10 correspondente ao nível mais ruidoso (VALLE, 2009). Os valores dos parâmetros L90, L50 e L10 estão presentes na tabela 6.

Tabela 6 - Ruído nos pontos internos e externos da escola

Local Leq Lmin Lmax L90 L50 L10

dB dB dB dB dB dB Ponto 1 55,7 47,4 64,5 50,6 54,4 58,0 Ponto 2 53,5 43,9 64,3 47,5 51,3 56,1 Ponto 3 48,5 42,1 56,4 44,1 47,3 50,6 Ponto 4 67,5 51,1 80,3 60,6 65,5 70,7 Ponto 5 61,7 46,7 77,2 50,9 57,5 65,4 Ponto 6 57,6 43,4 75,1 47,3 53,8 59,8 Ponto 7 56,6 45,6 67,5 51,1 54,9 59,5 Fonte: Autores (2018)

O gráfico 4 apresenta os níveis de pressão sonora da medida do ponto 7, no interior da sala de aula, em relação ao horário da medição. Também estão representados os níveis de L10, Leq e L90.

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Gráfico 4 – Nível de Pressão Sonora no interior da sala de aula (ponto 7)

Fonte: Autores (2018)

O gráfico a seguir traz os níveis de pressão sonora, em dB, para cada faixa de frequência medidos na sala de aula.

Gráfico 5 – Níveis de Pressão Sonora para as frequências centrais de cada banda de oitava

Fonte: Autores (2018)

A norma ABNT NBR 10152 (2017) estabelece que os ambientes destinados à salas de aula devem estar situados na faixa abaixo da curva NC-30 (admitindo-se uma tolerância de até 5dB). Segundo Valle (2009), O NC da sala deve ser aquele

#1 Hz;(dB[2.000e-05 Pa], POT) 31.5 61.9

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 31.5 63 125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 k 16 k

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que em nenhum ponto fique abaixo do perfil do ruído, podendo tangenciá-lo em quantos pontos forem possíveis. O gráfico a seguir mostra a curva de critério de ruído da sala de aula analisada. O valor de NC obtido após a plotagem do gráfico da medição NC-50. É possível perceber também uma maior incidência de ruído nas baixas frequências.

Gráfico 6 – Curva de NC da sala de aula

Fonte: Autores (2018)

Através da análise desenvolvida podemos perceber que a sala de aula em questão não apresenta resultados satisfatórios quanto a seu uso, pois a curva de

Noise-Criteria em que a mesma se encaixa corresponde à NC-50, e não se

enquadra no recomendado conforme a NBR 10152 (2017), que indica valores abaixo da curva NC-35.

4.3 PERDA DE ARTICULAÇÃO DE CONSOANTES (ALcons)

Para efeito de cálculo, consideramos a distância entre o primeiro e o último ouvinte como sendo de 6.06m, a dimensão da sala de aula. Utilizando a equação 5 e considerando um fator de diretividade Q de 2.5, a inteligibilidade calculada pela ALCONS é de 31,11 %. Valores acima de 15 % são considerados inaceitáveis.

4.4 C50 - CLAREZA

Para o cálculo da Clareza de fala a fórmula 7 foi utilizada, e o valor do fator de diretividade Q adotado foi 10. A distância crítica encontrada através da fórmula 6 é

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de 0,95 metros. O valor da clareza obtido para o último ouvinte é de -0,90 dB, que é considerado aceitável para boa inteligibilidade, considerando que a sala é altamente reverberante. Porém, vale ressaltar que pelo cálculo da Alcons, a inteligibilidade nessa sala de aula na posição do último ouvinte é inaceitável.

Gráfico 7 – C50- Clareza na sala de aula

Fonte: Autores (2018)

4.5 RASTI

O valor de RASTI encontrado através da fórmula 9 foi 0,314. Valores de RASTI situados na faixa de 0,3 a 0,45 são considerados razoáveis.

Gráfico 8 – RASTI

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4.6 SUGESTÕES PARA MELHORAMENTO ACÚSTICO

Considerando que as medidas para o TR na sala de aula foram efetuadas com janelas fechadas, devemos considerar que em circunstâncias onde as janelas se encontram abertas, o TR cai, pois, a área total de janelas na sala, constituídas de materiais reflexivos (vidraçaria e superfícies metálicas), contribui de forma relevante para a reverberação no ambiente.

Com o uso de uma planilha básica para o cálculo de reverberação, o comportamento do ambiente em relação a possíveis intervenções acústicas foi simulado, principalmente quanto ao seu tempo de reverberação. Os dados utilizados foram a área atual composta de cada material, a possível área final após tratamento, os coeficientes dos materiais em cada faixa de frequência e as fórmulas para o cálculo do Tempo de Reverberação.

Através dessa simulação percebemos que a presença de cortinas de algodão com dobras na sala de aula já causaria um impacto de correção positivo no TR. Diferentes opções de revestimentos para acabamento interno, como o uso tintas de parede menos reflexivas e o uso de materiais com maior absorção podem promover um conforto acústico mais adequado ao ambiente escolar.

Em relação aos níveis de som residual, algumas técnicas promovem maior isolamento acústico, como o uso de drywall ou forros e revestimentos compostos de materiais densos. Existem também opções de janelas antirruídos e portas acústicas no mercado, que podem proporcionar reduções sonoras significativas.

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS

A análise acústica de ambientes educacionais tem se tornado objeto de estudo de diversos pesquisadores, dada a sua importância. Porém, tais estudos vêm revelando que as condições acústicas desses ambientes não são satisfatórias, o que consequentemente pode comprometer a qualidade do aprendizado de crianças e adolescentes. Infelizmente a acústica de salas de aula recebe pouca atenção no âmbito educacional, e investimentos em melhorias ainda são vistos como supérfluos. Diante do exposto, o presente trabalho buscou avaliar a qualidade acústica de uma sala de aula e do ambiente escolar de uma escola infantil da rede pública de ensino. Os níveis de som residual encontrados na região externa da escola, bem como nas áreas internas comuns, estavam acima ou bem próximos do recomendado pela NBR 10152 (1992). Porém, a análise dos níveis de som residual obtidos na medição efetuada dentro da sala de aula vazia, durante um dia letivo normal, mostrou que as atividades escolares são as que mais contribuem para a geração de ruído e que algumas intervenções no isolamento acústico da sala de aula se fazem necessárias.

Com relação aos tempos de reverberação, constatou-se que se encontram bem acima do recomendado para todas as frequências analisadas. Com isso, a perda de articulação de consoantes é significativa e consequentemente os níveis de inteligibilidade da fala obtidos para esse ambiente foram considerados inaceitáveis. De acordo com os dados analisados, a clareza da fala no ambiente também está comprometida.

Os resultados obtidos mostram a falta de conforto acústico na sala de aula avaliada e evidenciam a necessidade de melhorias. O mercado da construção civil dispõe de materiais isolantes acústicos capazes de conferir às salas de aula o

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isolamento e o tratamento acústico previstos em norma, mas infelizmente isso não ocorre de forma efetiva. A qualidade acústica de um ambiente é um fator indispensável no processo ensino-aprendizagem e não deve ser negligenciada.

REFERÊNCIAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12179: Tratamento Acústico em recintos fechados. Rio de Janeiro, 1992.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10151: Acústica – Avaliação do ruído em áreas habitadas, visando o conforto da comunidade - Procedimento. Rio de Janeiro, 2000.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10152: Acústica — Níveis de pressão sonora em ambientes internos a edificações. Rio de Janeiro, 2017.

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15 35 55 75 95 0 200 400 Medição 1 - 63Hz (57,149) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 1 - 125Hz (54,076 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 1 - 250Hz (50,157) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 1 - 500Hz (53,098 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 1 - 1kHz (54,224 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 1 - 2kHz (48,066 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 1 - 4kHz (44,382 ) 10 30 50 70 90 110 0 200 400 Medição 1 - 8kHz (34,503 )

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15 35 55 75 95 0 200 400 Medição 2 - 63 Hz (57,022) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 2 - 125 Hz (57,158) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 2 - 250 Hz (52,622) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 2 - 500 Hz (53,314) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 2 - 1 kHz (54,098) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 2 - 2 kHz (49,281) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 2 - 4 kHz (47,060) 15 35 55 75 95 0 200 400 Medição 2 - 8 kHz (38,683)

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15 35 55 75 95 0 200 400 Medição 3 - 63 Hz (53,919) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 3 - 125 Hz (54,657 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 3 - 250 Hz (49,962 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 3 - 500 Hz (53,434 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 3 - 1 kHz (53,532 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 3 - 2 kHz (48,569 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 3 - 4 kHz (44,966 ) 15 35 55 75 95 0 200 400 Medição 3 - 8 kHz (35,402 )

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15 35 55 75 95 0 200 400 Medição 4 - 63 Hz (53,227 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 4 - 125 Hz (54,207 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 4 - 250 Hz (50,433 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 4 - 500 Hz (53,924 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 4 - 1 kHz (54,221) 15 35 55 75 95 115 0 100 200 300 400 500 Medição 4 - 2 kHz (49,527) 15 35 55 75 95 115 0 100 200 300 400 500 Medição 4 - 4 kHz (44,609) 15 35 55 75 95 0 100 200 300 400 500 Medição 4 - 8 kHz (35,990)

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15 35 55 75 95 0 200 400 Medição 5 - 63 Hz (54,826 ) 15 35 55 75 95 0 200 400 Medição 5 - 125 Hz (49,493 ) 15 35 55 75 95 0 200 400 Medição 5 - 250 Hz (47,735 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 5 - 500 Hz (53,322) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 5 - 1 kHz (54,726) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 5 - 2 kHz (48,309 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 5 - 4 kHz (44,516) 10 30 50 70 90 110 0 200 400 Medição 5 - 8 kHz (35,597)

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15 35 55 75 95 0 200 400 Medição 6 - 63 Hz (56,934 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 6 - 125 Hz (60,610) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 6 - 250 Hz (52,401 ) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 6 - 500 Hz (55,836) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 6 - 1 kHz (54,897) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 6 - 2 kHz (49,089) 15 35 55 75 95 115 0 200 400 Medição 6 - 4 kHz (45,157) 15 35 55 75 95 0 200 400 Medição 6 - 8 kHz (35,874 )

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