PROPRIEDADES ACÚSTICAS DA
MADEIRA
• São de elevada importância uma vez que a madeira
é utilizada em revestimento de ambientes, produção de instrumentos musicais e outros.
O QUE É O SOM?
• O som é toda e qualquer vibração ou onda mecânica
que se propaga em um meio dotado de forças internas capaz de produzir no homem uma sensação auditiva (ABNT, 1992).
ALTERAÇÕES
Encontro
com uma
superfície
Absorção
Transmissão
Reflexão
SUPERFÍCIE E ONDA SONORA
• Ao encontrar uma superfície, a onda sonora sofre
alterações (Figura 1), que estão relacionadas ao tipo de material constituinte dessa superfície.
ACÚSTICA DE AMBIENTES
• Para ser considerado ideal para a permanência de
pessoas, um ambiente deve apresentar certos níveis de conforto. Os principais pontos tratados nessa área são o isolamento contra o ruído e o controle do som no
interior do ambiente.
PROPRIEDADES FUNDAMENTAIS DA
MADEIRA
• As propriedades fundamentais da madeira são descritas
como aquelas relacionadas à sua formação. São elas que irão determinar a durabilidade, a identificação, a resistência e também a qualidade dos produtos
gerados a partir de uma árvore
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PROPRIEDADES ACÚSTICAS
EM INSTRUMENTOS
PROPRIEDADES ACÚSTICAS DA
MADEIRA
• As propriedades acústicas da madeira, relacionadas
aos princípios de ressonância e às propriedades de radiação do som, foram aplicadas por muito tempo, apesar de não serem cientificamente comprovadas.
TIPOS DE MADEIRA
• Madeiras mais resinosas filtram mais as frequências
agudas, deixando graves mais brilhosos. Costumam não aceitar o acabamento, deixando seus poros expostos. Exemplos são o Ébano e o Jacarandá-da-Bahia.
• Já as madeiras menos resinosas, devido à sua rigidez e
inflexibilidade, filtram mais os graves, abrilhantando as frequências agudas. As mais comuns são o
Pau-Marfim e o Bordo-açucareiro.
INSTRUMENTOS MUSICAIS: FILTRAÇÃO DE
FREQUÊNCIAS
• Madeiras mais
resinosas filtram mais as
frequências agudas.
• Ex. Ébano
(Diospyros ebenum Koenig ex. Retz);
• Madeiras menos resinosas
filtram mais os graves. Ex. Pau-Marfim (Balfourodendron
riedelianum (Engler) Engler,
Engler et Prantl, Natürl).
INSTRUMENTOS MUSICAIS: QUANTO A ABERTURA DO SOM,
TEMPO DE RESPOSTA ENTRE A EMISSÃO DA FREQUÊNCIA E A VIBRAÇÃO DO TAMPO?
• Madeiras mais densas: mais
lenta a abertura do som. Maior resistência do
instrumento. Ex. Pau Ferro (Caesalpinia leiostachya (Benth.) Ducke 1953).
• Madeiras menos densas:
mais rápida a abertura do som. Maior fragilidade do tampo. Ex. Imbuia (Ocotea
porosa (Nees et Martius ex
Nees) Liberato Barroso).
INSTRUMENTOS MUSICAIS
•
A madeira é amplamente utilizada para a
confecção de instrumentos musicais, em
especial os de corda, como violino, violão,
violoncelo etc.
VIOLINO
• Para a construção de um violino por
exemplo, são empregados varias
espécies de acordo com cada parte do instrumento. (Bordo e o sicômoro para o tampo inferior, as ilhargas e o braço e geralmente abeto para o belly e o arco de Pau Brasil.)
• São recomendadas madeiras mais
densas, com idade de 8 a 10 anos para evitar empenamentos e
rachaduras no instrumentos.
• A secagem dessa madeira deve ser
feita ao ar livre e a umidade deve estar entre 8 e 6% tornando-a menos suscetível a movimentos dimensionais sucessivamente mais estável.
1.DENSIDADE DA MADEIRA
• Dependendo da densidade da madeira, o instrumento pode ter
maior fragilidade na tampa. Isso pode fazer com que o "som abra" depois de um tempo.
• As madeiras mais comuns para tampo são: • Abeto Alemão – Densidade média 0,45 g/cm³ • Abeto Siltika - Densidade média 0,40g/cm³
• Marupá - Densidade média 0,40g/cm³
• Abeto Engelmann - Densidade média 0,38g/cm³ • Cedro Vermelho - Densidade média 0,35g/cm³
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Tampo do violino em abeto alemão
1.1 DENSIDADE DA MADEIRA
• Para as madeiras que tratam necessariamente
da caixa, fundo, laterais e braço do instrumento, é preciso uma densidade um tanto maior do que as reparadas no tampo.
• As madeiras mais densas possuem mais resistência e
mais sustentação – porém menos projeção, que deverá se compensada com um corpo largo para o som ser
intenso. Dentre essas, encontramos a
linha “rosewood” (Jacarandá da Bahia, Jacarandá
Indiano), o Pau Ferro e o Pau Marfim. As madeiras com menores densidades e maior projeção são o Acero, muito comum na fabricação de fundos de violinos; a Imbuia; e o tão conhecido Mogno.
2. INSTRUMENTOS DE CORDA
2.1 INSTRUMENTOS DE PERCUSSÃO
2.2 INSTRUMENTOS DE SOPRO
•
Ambiente considerado ideal é aquele que
apresenta certos níveis de conforto;
•
Principais pontos:
• Isolamento contra ruídos;
• Controle do som interior do ambiente.
> Massa > Isolamento Acústico
ACÚSTICA DE AMBIENTES
RUÍDO
Definição
Qualquer som indesejável
•
Acima de 70 dB estresse, hipertensão arterial
ISOLAÇÃO E ACÚSTICA DE
ANFITEATROS
• O isolamento acústico consiste em conter a propagação do som
pelo ar e através de materiais sólidos. A propagação sonora no ar depende da relação entre o som rebatido e o absorvido
dependendo também do tipo de material solido.
• A madeira tem um grau de absorção considerável em relação a
outros materiais por absorver principalmente as frequências mais baixas causando um efeito agradável para os ouvidos, fator
ISOLAMENTO ACÚSTICO
O isolamento acústico pode ser estruturado para as seguintes situações: • Agências bancárias; • Auditórios; • Bibliotecas; • Estúdios de gravação; • Ginásio de esportes; • Hometheaters; • Igrejas; • Salas de aula; • Salas de cinema; • Salas de concertos; • Salas de conferências; • Salas de reuniões; • Teatros
•
A madeira é menos eficiente em bloquear a
transmissão do som;
•
Com a combinação de materiais, pode-se obter
uma barreira acústica eficiente;
•
Barreira acústica:
• peso do material,
• Madeira é mais leve que outros materiais estruturais; ¹
•
Boa absorção do som:
• Leve; • Poroso.
•
Uso da madeira para salas de concerto e
auditórios; ²
MADEIRA COMO MATERIAL
ISOLANTE ACÚSTICO
¹CARTAGENA et al.(1984) citado por MELLO (2007)
ISOLAMENTO ACÚSTICO
Fonte: (Moreschi 2012)
Os materiais geralmente usados para blindagem acústica são la de vidro, cortiça, isopor (poliestireno expandido), poliuretano, espumas em geral, etc.
Tabela 2 – Coeficiente de absorção acústica de diferentes materiais
PROPAGAÇÃO SONORA NO AR
• A a c ú s t i c a d e u m a m b i e n t e d e p e n d e d a r e l a ç ã o e n t r e o s o m a b s o r v i d o e / o u r e f l e t i d o p e l o s m a t é r i a s d o m e i o e o f o r m a t o d e s s e s , o q u e i n f l u ê n c i a n o â n g u l o d e r e f l e x ã o d o s o m e n a f r e q u ê n c i a . • A m a d e i r a p o s s u i c o m o c a r a c t e r í s t i c a u m a m a i o r a b s o r ç ã o d e s o n s c o m f r e q u ê n c i a s m a i s a l t a s d o q u e b a i x a s , p o r i s s o s ã o u t i l i z a d a s n o r e v e s t i m e n t o d e a m b i e n t e s c o m o s a l a s d e a u l a , a u d i t ó r i o s , t e a t r o s e o u t r o s , p o i s , d e i x a m o s o m m a i s p o l i d o p a r a o s i s t e m a a u d i t i v o .As ondas sonoras no ar são ondas mecânicas longitudinais, pois
resultam de compressões e rarefações.
PROPAGAÇÃO DO SOM DE UM AMBIENTE PARA OUTRO PELAS PAREDES:
• As ondas sonoras propagadas pelo ar, incidentes sobre uma parede, são colididas entre si o que causa uma vibração nesse material, consequentemente ocorrendo a propagação dessas ondas para o lado oposto da parede. Sendo assim, para fazer um bom isolamento de ondas sonoras que se propagam pelo ar, de um ambiente para outro, se faz necessário aumentar a massa dos materiais que compõem esse ambiente, pois, assim as oscilações desses seriam reduzidas.
• Madeira é um material poroso, por isso absorve ondas sonoras, mas paredes simples constituídas desse material são ineficientes no isolamento acústico. Por outro lado, compensados que possuem várias camadas de madeira, ar entre estas camadas, reduzem a transmissão das ondas sonoras de um ambiente para outro, uma vez que reduzem a vibração desses materiais.
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Quando se trata de barrar o som no sentido do deslocamento entre sólidos quanto maior a densidade do material usado na construção da parede melhor, pois o mesmo ira reverberar menos assim transmitirá menos ondas para o ambiente seguinte. No caso de paredes de
madeira são usadas paredes múltiplas feitas de placas de compensado que possuem um espaço preenchido por um material poroso isolante, podendo ser lã de vidro ou lã de madeira
PROPRIEDADES ACÚSTICAS
•
Isolamento do som
SALA DE CONCERTOS DO
SIBELLIUS HALL
Figura 1 e 2: Revestimento de balcões, paredes, pisos e teto em madeira, em Lahti, Finlândia.
COMPARAÇÃO DOS MATERIAIS EM
RELAÇÃO A ABSORÇÃO E MASSA
• Coeficiente de absorção de ruídos = 18 dB • Massa do material = 2,3 kg/m² • Coeficiente de absorção de rúidos = 30 dB • Massa do material = 27 kg/m² MORESCHI (2014) Figura 3: Compensado de 5 mm Figura 4: Vidro de 7 a 8 mm
EFEITOS DE DIFERENTES MADEIRAS NO
ISOLAMENTO ACÚSTICO
• Laboratório de Usinagem da Madeira (UFLA) • Amostras retiradas do Teste PRODEPEF (Eucalipto) • Madeireira de Lavras/MG (Pinus e Cumaru) • Tábuas 74 x 15 x 1,7 cm • Umidade em 15%LOSCHI NETO et al. (2008)
Eucalipto
Cumaru
Efeitos de diferentes madeiras no
isolamento acústico
Eucalipto Cumaru Pinus
Redução de Ruídos
(dB) 25,7 18,6 15 Densidade (g/m³) 0,880 0,817 0,445
Tabela 1: valores médios de níveis de pressão sonora obtidos com o decibelímetro de Eucalipto, Cumaru e Pinus e a densidade de cada espécie. (Adaptado de LOSCHI NETO
•
O isolamento acústico pode ainda ser melhorado
pela incorporação de materiais absorventes de
som, moles e porosos;¹
•
A madeira é menos eficiente em bloquear a
transmissão do som;¹
•
Combinando-se com outros materiais é possível
obter uma barreira acústica eficiente;²
CONCLUSÃO
¹ MORESCHI (2014) ² CARTAGENA (1984)