UFOP - CETEC - UEMG
REDEMAT
REDE TEMÁTICA EM ENGENHARIA DE MATERIAIS
UFOP – CETEC – UEMG
Dissertação de Mestrado
Critérios para seleção de materiais acústicos
utilizados em recintos fechados para diferentes
tipologias
Autor: Mônica Mesquita Lamounier
Orientador: Prof. Dr. Cláudio Gouvêa dos Santos
UFOP - CETEC - UEMG
REDEMAT
REDE TEMÁTICA EM ENGENHARIA DE MATERIAIS
UFOP – CETEC – UEMG
Mônica Mesquita Lamounier
Critérios para seleção de materiais acústicos
utilizados em recintos fechados para diferentes
tipologias
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais da REDEMAT, como parte integrante dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Engenharia de Materiais.
Área de concentração: Análise e Seleção de Materiais
Orientador: Prof. Dr. Cláudio Gouvêa dos Santos
―Como não ter Deus?! Com Deus existindo, tudo dá esperança:
Sempre um milagre é possível, o mundo se resolve. Mas, se não tem Deus, há de a gente perdidos no vai e vem, e a vida é burra. É o aberto perigo das grandes e pequenas horas, não se podendo facilitar – são todos contra os acasos. Tendo Deus, é menos grave
se descuidar um pouquinho, pois, no fim dá certo.‖
DEDICATÓRIA
AGRADECIMENTOS
Meus sinceros agradecimentos àqueles que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho.
Em especial agradeço:
À Deus, pelo dom da vida e pela proteção em todos os momentos;
À minha família, base de tudo, pelo apoio, esforço, dedicação e incentivo. Meus pais, Hamilton e Rosângela, pelo amor incondicional e minhas queridas irmãs, Melissa e Milena pela amizade fraterna;
Ao André, pela amizade, amor e companheirismo, sempre incentivando nos momentos difíceis;
À Redemat, em especial ao coordenador Prof. Fernando Gabriel, por me permitir fazer parte do Programa de pós-graduação;
Ao Prof. Dr Paulo Santos Assis, que me apresentou a Redemat;
Ao meu orientador Prof. Dr. Cláudio Gouvêa dos Santos, que acreditou em mim, me motivou, apoiou e esteve sempre disponível nas diversas horas de aperto;
Ao meu co-orientador Prof. Eduardo Bauzer que, mesmo com a distância, foi muito importante para a conclusão deste trabalho;
Aos queridos amigos que Ouro Preto me proporcionou, Urano e Tatá, pelo carinho, apoio e abrigo;
Ao Graciliano do Núcleo de Valorização de Materiais Minerais, pela realização dos ensaios de adsorção de nitrogênio e densidade real;
Ao Leandro do Laboratório de Infravermelho, pela realização do FTIR;
À FIAT, pela realização dos ensaios de impedância acústica;
Aos colegas de laboratório, Jussara, Lázaro e Carlúcio, que, além de me ajudar com a parte química, me proporcionaram momentos únicos;
Às repúblicas Quitandinha e Pif-Paf, por muitas vezes me acolherem e pela amizade;
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 3.1 –IMAGEM ILUSTRATIVA MOSTRANDO A FREQÜÊNCIA. (A) FORMA DA ONDA DE UM TOM PURO
NA FREQÜÊNCIA F;(B) ESPECTRO SONORO DO TOM PURO.FONTE:BISTAFA,2006... 9
FIGURA 3.2 –IMAGEM ILUSTRATIVA MOSTRANDO A FREQÜÊNCIA.(A) FORMA DE ONDA DE UM RUÍDO;(B) ESPECTRO SONORO DO RUÍDO.FONTE:BISTAFA,2006. ... 9
FIGURA 3.3 –ESQUEMA ILUSTRANDO A PROPAGAÇÃO SONORA AO AR LIVRE. ... 10
FIGURA 3.4–ESQUEMA ILUSTRANDO A ENERGIA INCIDENTE. ... 11
FIGURA 3.5–ESQUEMA ILUSTRANDO A ENERGIA ABSORVIDA. ... 11
FIGURA 3.6 –ESQUEMA MOSTRANDO A ISOLAÇÃO E A ABSORÇÃO SONORA E COMO ELA AUXILIA NO TRATAMENTO ACÚSTICO.FONTE:AKUSTIK ... 26
FIGURA 3.7 –ESQUEMA MOSTRANDO A ABSORÇÃO SONORA, NA APLICAÇÃO 1 E A ISOLAÇÃO SONORA, NA APLICAÇÃO 2.FONTE:AKUSTIK ... 26
FIGURA 3.8 –ISOSOUND GLASS FABRICS,COMERCIALIZADOS PELA ISOVER.FONTE:ISOVER. ... 30
FIGURA 3.9 –GRÁFICO COM VARIAÇÃO DO COEFICIENTE DE ABSORÇÃO EM FUNÇÃO DA FREQÜÊNCIA PARA O ISOSOUND®GLASS FABRICS, COMERCIALIZADOS PELA ISOVER.FONTE:ISOVER ... 30
FIGURA 3.10 –IMAGEM ILUSTRATIVA PAINÉIS PS, COMERCIALIZADOS PELA ROCKFIBRAS.FONTE: ROCKFIBRAS. ... 31
FIGURA 3.11 –GRÁFICO COM VARIAÇÃO DO COEFICIENTE DE ABSORÇÃO EM FUNÇÃO DA FREQÜÊNCIA PARA OS PAINÉIS PS®, COMERCIALIZADOS PELA ROCKFIBRAS.FONTE:ROCKFIBRAS. ... 32
FIGURA 3.12 –IMAGEM ILUSTRATIVA DE DRYWALL, COMERCIALIZADOS PELA KNAUF.FONTE:ISAR. ... 34
FIGURA 3.13 –IMAGEM ILUSTRATIVA DE SONEX, COMERCIALIZADOS PELA ILBRUCK.FONTE:ILBRUCK. ... 35
FIGURA 3.14 –GRÁFICO COM VARIAÇÃO DO COEFICIENTE DE ABSORÇÃO EM FUNÇÃO DA FREQÜÊNCIA PARA O SONEX, COMERCIALIZADOS PELA ILBRUCK.FONTE:ILBRUCK. ... 36
FIGURA 4.1 –IMAGEM ILUSTRATIVA DE PISO FLUTUANTE,EPS, COMERCIALIZADOS PELA ABRAPEX. FONTE:ABRAPEX. ... 42
FIGURA 5.1 –IMAGEM DO APARELHO DE FTIR ... 60
FIGURA 5.2 –IMAGEM DO APARELHO DE BET ... 61
FIGURA 5.3 –IMAGEM DO PICNÔMETRO. ... 63
FIGURA 5.4 –IMAGEM DO APARELHO DE IMPEDÂNCIA ACÚSTICA. FONTE:BRUEL&KJAER,2004 .. 64
FIGURA 5.5 –ESQUEMA DO FUNCIONAMENTO DO TUBO DE IMPEDÂNCIA.FONTE:BRUEL&KJAER, 2004. ... 64
FIGURA 6.1- ESPECTRO NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO DO GESSO ... 67
FIGURA 6.2-ESPECTRO NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO DA ESPUMA DE POLIURETANO, AMOSTRA I. .. 68
FIGURA 6.3- ESPECTRO NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO DA ESPUMA DE POLIURETANO, AMOSTRA II. . 69
FIGURA 6.4 - GRÁFICO COM RESULTADOS DE IMPEDÂNCIA OBTIDOS PARA DIFERENTES AMOSTRAS DE PUD28... 72
FIGURA 6.5 -GRÁFICO COM RESULTADOS DE IMPEDÂNCIA OBTIDOS PARA DIFERENTES AMOSTRAS DE PUD33... 73
FIGURA 6.6 -GRÁFICO COM RESULTADOS DE IMPEDÂNCIA OBTIDOS PARA DIFERENTES AMOSTRAS DE PUD23... 75
FIGURA 6.7 - GRÁFICO COM RESULTADOS DE IMPEDÂNCIA OBTIDOS PARA DIFERENTES AMOSTRAS DE PS. ... 76
LISTA DE TABELAS
TABELA 3.1:RELAÇÃO ENTRE O NÍVEL SONORO E O TEMPO DE EXPOSIÇÃO ... 17
TABELA 3.2:NÍVEL DE CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO DE NCA PARA AMBIENTES EXTERNOS, EM DB(A) ... 19
TABELA 3.3:NÍVEL DE RUÍDO PARA CONFORTO ACÚSTICO ... 19
TABELA 5.1:ESPECIFICAÇÃO DAS ESPUMAS DE POLIURETANO ... 57
TABELA 5.2:ESPECIFICAÇÃO DO POLIESTIRENO ... 57
TABELA 6.1:PRINCIPAIS BANDAS DE ABSORÇÃO NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO NA AMOSTRA DE GESSO ... 67
TABELA 6.2:PRINCIPAIS BANDAS DE ABSORÇÃO NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO NAS AMOSTRAS DE ESPUMA ACÚSTICA ... 69
TABELA 6.3:BET DAS AMOSTRAS ... 70
SUMÁRIO
CAPÍTULO 1–INTRODUÇÃO ... 3
CAPÍTULO 2–OBJETIVOS ... 6
2.1 - Objetivos Gerais ... 6
2.2 - Objetivos Específicos ... 6
CAPÍTULO 3–REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 7
3.1 - Generalidades ... 7
História da acústica ... 7
Grandezas e unidades acústicas ... 7
O som e suas propriedades ... 8
Mecanismos de transmissão ... 14
Os Efeitos do Som no Homem ... 15
3.2 – Normas e Legislação ... 18
3.3 - Acústica arquitetônica e de ambientes ... 20
Tratamento acústico ... 23
Isolamento acústico ... 27
Materiais acústicos absorventes ... 27
Materiais de importância encontrados no mercado... 29
Fibra de Vidro ... 29
Lã de Rocha ... 31
Gesso Acartonado ... 32
Espumas Acústicas ... 35
CAPÍTULO 4–PROJETO ACÚSTICO ... 37
4.1 - Problemas mais freqüentes ... 37
4.2 - Como escolher o tipo de material ... 39
Escolha da estrutura ... 41
Escolha das divisões ... 41
Escolha de revestimentos... 43
4.3 – Roteiro para projeto acústico ... 45
4.4 – Tipologia por ambiente ... 46
Casas de máquina ou Equipamentos ... 46
Auditórios ... 47
Escolas ... 48
Estabelecimentos comerciais ... 48
Residências ... 49
Templos Religiosos ... 50
Estúdios ... 50
Hospitais ... 51
Indústrias ... 52
CAPÍTULO 5–METODOLOGIA ... 54
5.1 – Materiais selecionados ... 54
Espumas de poliuretano ... 54
Poliestireno ... 57
Gesso ... 58
5.2 – Métodos ... 60
Espectroscopia na Região do Infravermelho ... 60
BET ... 61
Impedância Acústica... 63
6.1– Espectroscopia na Região do Infravermelho ... 66
6.2 – BET ... 70
6.3 – Impedância Acústica ... 72
CAPÍTULO 7–CONCLUSÕES ... 80
CAPÍTULO 8–SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ... 82
1
Resumo
Os problemas de acústica, antes considerados somente para lugares específicos como teatros e cinemas, atualmente causam transtornos tanto em áreas residenciais como em áreas comerciais. O presente trabalho consiste de um estudo comparativo entre os principais materiais usados no tratamento acústico de recintos fechados, a fim de identificar as principais causas desses problemas e avaliar as medidas que têm sido utilizadas para resolvê-los. Observou-se que fatores como montagem, técnica construtiva e projeto interferem de maneira significativa e, por isso, devem ser utilizados segundo procedimentos específicos para cada tipo de material. Na avaliação dos materiais foram realizados ensaios importantes, tais como análise por espectroscopia na região do infravermelho, picnometria e porosimetria, para se avaliar a composição físico-química dos materiais, bem como avaliar suas densidades e porosidades. As propriedades acústicas dos materiais foram determinadas através de medidas de impedância.
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Abstract
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Capítulo 1
–
Introdução
A Acústica é a ciência dos fenômenos associados ao som, incluindo sua geração, transmissão e efeitos. O termo som se refere não somente à sensação produzida no sistema auditivo, mas também a perturbações em freqüências muito baixas (infra-sons) ou muito elevadas (ultra-sons), que não são ouvidas por uma pessoa com a audição normal.
Diferentemente da luz, cujo grau de efeito é praticamente em linha reta, com movimento de ondas eletromagnéticas, as ondas sonoras, com movimento ondulatório mecânico, sofrem alguns efeitos devido ao seu curto comprimento de onda em relação aos objetos (NEPOMUCENO,1968). Dentre estes efeitos temos: dispersão, espalhamento e difração.
O crescimento das cidades e a redução no custo das construções resultaram em mudança no padrão de vida e, neste caso específico, de moradia da população. Prédios começaram a ser construídos para atender a nova demanda populacional. Como conseqüência tem-se o ruído, que é um som sem harmonia.
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A origem desse incômodo é quase sempre o próprio prédio. Sendo assim, o responsável pela construção deve prever e providenciar soluções para esse tipo de situação.
Em residências, o incômodo causado pelo som de fundo é mais evidenciado, principalmente com sons decorrentes de impactos e em dormitórios, onde o silêncio é extremamente importante. Quanto mais elevado o padrão da edificação, mais os moradores ou usuários investem para se ter maior privacidade.
Nesse contexto, fez-se necessária a combinação de diversos materiais em forros, pisos, paredes e divisórias para se obter resultados satisfatórios e reduzir sons indesejados. Para isso, deve-se levar em consideração o desempenho acústico dos materiais a serem aplicados. Para se ter uma idéia da importância de um projeto acústico, basta considerar que o tratamento acústico de um edifício na fase de projeto representa de 1% a 1,5% do preço total da construção, enquanto que, para se obter o mesmo desempenho em um estágio mais avançado do que na fase de projeto, o custo pode chegar a 15% do valor da construção (LOTURCO, 2005).
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6
Capítulo 2
–
Objetivos
2.1 - Objetivos Gerais
Identificar os principais problemas acústicos, suas causas e as medidas necessárias para sanar esses problemas.
Efetuar um estudo comparativo dos principais materiais usados no tratamento acústico de recintos fechados.
2.2 - Objetivos Específicos
Com base nos custos de produção e aplicação, pretende-se avaliar a viabilidade da utilização de diferentes materiais acústicos, bem como sugerir aqueles mais adequados para ambientes específicos. Além desses, são também objetivos específicos deste trabalho:
Caracterização físico-química de amostras de gesso, espumas de poliestireno expandido e espumas de poliuretano.
Determinação de propriedades acústicas desses materiais, através de ensaios de impedância acústica.
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Capítulo 3
–
Revisão Bibliográfica
3.1 - Generalidades
História da acústica
A acústica como estudo do som remonta ao tempo dos filósofos gregos, que investigaram as primeiras relações entre a altura de um som com o comprimento de uma corda. Pitágoras descobriu a lei da harmonia, segundo a qual dois sons estão em harmonia se a relação entre suas freqüências for igual à razão entre dois números inteiros pequenos. Foi somente no final do século XVII, que apareceram as primeiras noções e idéias ligando a altura de um som ao número de vibrações por segundo.
Estudos posteriores sobre vibrações e velocidade de propagação sonora, assim como o desenvolvimento da teoria ondulatória do som, contribuíram para estabelecer as bases científicas da Acústica. Essas bases foram importantes para o surgimento de estudos relacionados à acústica arquitetônica. Embora os materiais acústicos sejam empregados desde a década de 50, existem poucos estudos relativos à avaliação do comportamento acústico desses materiais.
Grandezas e unidades acústicas
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chamamos níveis de som ou de ruído os diversos graus dessa amplitude (SILVA, 2002).
Cada país, através de seus órgãos normalizadores e agências reguladoras, estabelecem métodos para quantificar e avaliar o impacto que o ruído produz nas pessoas (BISTAFA, 2006).
Segundo Silva (2002) o valor médio da potência da voz humana é de 50 micro-watt e um indivíduo falando em campo aberto, sem obstáculos, só é ouvido a pouco mais de uma dezena de metros de distância da fonte. Nesse contexto, sabe-se que qualquer som originado das proximidades, como o vento, veículos e máquinas, irá mascarar a fala, tornando-a inaudível.
O som e suas propriedades
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Sabe-se que o som puro, Figura 3.1(a) é um som em uma única freqüência, o
que é confirmado pelo espectro sonoro da Figura 3.1(b). Já o ruído, composto
de varias freqüências é representado na Figura 3.2(a) e seu espectro está
ilustrado na Figura 3.2(b). Esse é caracterizado por cobrir uma ampla faixa de
freqüências. Nos gráficos temos a relação de T (tempo) com P e de Peficaz com
freqüência, em que P é o nível de pressão sonora e Peficaz é o nível de pressão
sonora eficaz, que caracteriza a sensação da amplitude sonora (BISTAFA, 2006).
Figura 3.1 – Imagem ilustrativa mostrando a freqüência. (a) forma da onda de um tom puro na freqüência f; (b) espectro sonoro do tom puro. Fonte: BISTAFA, 2006.
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Segundo Silva (2002) o termo barulho define qualquer som que não é desejável. Já o termo ruído é uma mistura de sons cujas freqüências diferem entre si por um valor inferior à discriminação do ouvido. Tanto o barulho como o ruído resultam de um agrupamento de som desordenados.
As ondas sonoras precisam de um meio material para se propagar. Este meio, que deve permitir a vibração, pode ser sólido, liquido ou gasoso. A propagação sonora ao ar livre ocorre normalmente como descrita abaixo.
Figura 3.3 – Esquema ilustrando a propagação sonora ao ar livre.
Primeiramente, a fonte emite determinada potência sonora (Figura 3.3), criada
no ar por variações de pressão. A partir daí, o nível sonoro vai se atenuando à medida que o som se propaga, em forma de ondas, entre a fonte e o receptor, ao longo de determinada trajetória (BISTAFA, 2006).
Ao entrar em contato com o meio receptor, a onda sonora incidente se subdivide, parte é absorvida e parte é refletida (Figura 3.4). Da energia
absorvida, parte se dissipa e a outra parte é transmitida atravessando o material (Figura 3.5). A absorção quando causada por atrito, ocorre quando a
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denomina coeficiente de absorção, sendo que a absorção é maior para freqüências agudas.
Figura 3.4– Esquema ilustrando a energia incidente.
Figura 3.5– Esquema ilustrando a energia absorvida.
Um material será considerado tão bom absorvente de som quanto maior for a movimentação das moléculas em seu interior, uma vez que o som se dissipa e é amortecido por estas moléculas. Quando se quer avaliar a absorção, além da porosidade, outros fatores que são de grande relevância são tortuosidade e densidade. Espessura, freqüência e a orientação das fibras também influenciam.
Quando o material não tem características que o classificam como um bom absorvedor haverá refração e se o material for suficientemente fino a onda o atravessará e irá se propagar para o outro lado, embora atenuada, efeito conhecido por transmissão sonora. Tudo isso acontece em segundos, dependendo da espessura do material e das dimensões do ambiente (SILVA, 2002). As paredes e divisórias vibram devido à energia das ondas sonoras. Quanto mais rígidas e mais pesadas melhores serão suas características isolantes do som em detrimento aquelas feitas com material leve e flexível.
Energia Incidente
Energia Absorvida
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A velocidade de propagação do som é função da densidade do meio em que ele se propaga. Quanto mais denso o meio, menor será a transmissão. A velocidade do som independe da sua altura, amplitude ou timbre.
O volume sonoro refere-se ao modo com que a sensação do som é recebida pelo ouvido humano. À medida que o volume sonoro aumenta, aumenta também a amplitude sonora. E esta nada mais é do que a média no tempo da quantidade de energia transportada pela onda por unidade de área e por unidade de tempo através de uma superfície perpendicular à direção de propagação. A amplitude de variação da pressão determina a amplitude do som (SILVA, 2002).
Quanto mais polida a superfície mais refletora ela será. A onda incide sobre a superfície e continua a se propagar no meio com a mesma velocidade. No eco, observa-se a reflexão de um som de pequena duração em uma grande área, havendo distinção do som original e do som refletido. Quando não há distinção, ocorre reverberação. Se a superfície é pelo menos quatro vezes maior que o comprimento de onda, ocorre reflexão direcional, onde o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.
Dentre os fenômenos que as ondas sonoras refletidas podem apresentar, temos:
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comprimento de onda, maior será a difração. Se a superfície é pequena em relação ao comprimento de onda também ocorre difração.
Difusão/ Dispersão: ocorre quando a superfície é do mesmo tamanho do comprimento de onda, o som muda de direção, mas de maneira aleatória, ou seja, não direcional.
Refração: ocorre quando ao atravessar meios com índices de refração diferentes, a onda sonora muda de velocidade e de direção de propagação.
Nos recintos fechados ainda podem ocorrer:
Interferência: quando diferentes ondas sonoras se encontram, alterando a amplitude das mesmas.
Ressonância: quando corpos sólidos distintos são atingidos por uma onda sonora e vibram pelo efeito de reflexão cumulativa, que resulta na ampliação de determinadas freqüências.
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Mecanismos de transmissão
Para solucionar os problemas acústicos é importante entender mecanismos e características dos barulhos e ruídos, que muitas vezes são nocivos ao homem.
As ondas sonoras classificam-se segundo sua transmissão em (LOTURCO, 2005):
Transmissão por meio do ar: são produzidos dentro da massa de ar do ambiente e que se transmitem, através do próprio ar, independente de contato com a estrutura, até nossos ouvidos.
Transmissão por impacto: ocorre quando o canal transmissor é a laje, as paredes ou pilares, são produzidos pelo choque de elementos, sólidos ou líquidos, transmitindo-se através destes até o nosso corpo, sendo percebido sob forma de vibração ou sensação sonora. O som de impacto pode, portanto, caminhar depois de atravessar esse elemento até os nossos ouvidos, através do ar.
A transmissão por impacto pode ainda ser subdividida em transmissão por meio da estrutura da própria construção ou canalizações diversas, onde vibrações se transmitem e podem assumir valores que inviabilizam a utilização de um ambiente para certos tipos de atividades mais acuradas. E ainda transmissão por superfícies limítrofes dos recintos fechados, como paredes, pisos e aberturas.
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diferente da maneira utilizada para combater os sons de impacto (SILVA, 2002).
A propriedade que mais influi na transmissão é a densidade: quanto mais denso o material, maior será sua resistência ao movimento e menor será a transmissão, ou seja, mais isolante o material será. Outra propriedade que também influencia na transmissão é a rigidez do material: quanto mais rígido, mais ele irá transmitir.
Cada material apresenta um coeficiente de transmissão e é a partir dele que se calcula a perda por transmissão (TL), que é a quantidade em decibels que o
som perde ao passar de um lado para o outro de uma estrutura. Quanto maior a resistência ao movimento, maior será a TL. A perda por transmissão aumenta
com a freqüência.
Os Efeitos do Som no Homem
O som por ser uma sensação sonora captada pelos nossos ouvidos causa alguns efeitos nas emoções humanas. Ao considerarmos o efeito do som no nosso ouvido, devemos levar em conta que o mesmo pode nos influenciar de duas maneiras: física ou psicologicamente. Estes efeitos podem ou não ser insignificantes.Segundo Sales (2001), apesar de não ser um fenômeno visível, o ruído é extremamente prejudicial à saúde.
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transtornos causados pelo ruído, que causam impacto psicológico, podendo prejudicar a saúde mental.
O som pode provocar efeitos adversos não somente no sistema auditivo. Suspeita-se que os efeitos não-auditivos do ruído se manifestem na função cardiovascular (hipertensão, variações da pressão sangüínea e/ou dos batimentos cardíacos), provocando adicionalmente distúrbios respiratórios, perturbação e alterações na saúde física e mental. Essa diversidade de efeitos faz com que o ruído seja considerado fator de stress generalizado. Os efeitos
fisiológicos podem ser temporários ou permanentes e são similares aos causados por outros tipos de stress (BISTAFA, 2006).
Segundo Bistafa (2006), em certas situações somos agentes ativos, ou seja, somos geradores de ruídos, como quando operamos aparelhos e equipamentos ruidosos. Em outras situações, não somos geradores, mas sim agentes passivos, vítimas do som produzido por outros agentes ativos. Apesar de ser prejudicial em ambos os casos, a condição de agente passivo é pior, uma vez que os transtornos gerados pelo ruído são impostos pelo ambiente.
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fator importante na decisão de compra. Níveis de ruído estão sendo incluídos nas especificações de vários tipos de equipamento industrial, como motores e bombas, quando antes eram apenas disponibilizadas informações superficiais do desempenho acústico (BISTAFA, 2006).
Devido às diferenças fisiológicas e psicológicas entre os indivíduos, o grau de incômodo não pode ser, cientificamente medido para uma determinada pessoa. Apesar dos efeitos causados pelo som ter um componente psicológico, a medição sonora nos dá uma indicação precisa de quando um som se torna prejudicial à audição e faculta a escolha de medidas corretivas (SILVA, 2002). Ou seja, para um mesmo indivíduo, dependendo da freqüência de um som, para uma determinada quantidade pré-fixada de energia sonora, sua percepção ou sua audibilidade varia sensivelmente.
Segundo Silva (2002) o som não precisa ser muito alto para incomodar, o nosso ouvido é mais sensível às variações dos sons de baixa freqüência que aqueles de média e alta freqüência. Além do mais, os danos auditivos de um ruído não dependem somente do seu nível de amplitude, mas também do seu tempo de exposição (Tabela 3.1).
Tabela 3.1: Relação entre o nível sonoro e o tempo de exposição
Leqa(q=5min) Exposição máxima diária
85dB(A) 8h
90dB(A) 4h
95dB(A) 2h
100dB(A) 1h
105dB(A) 0,5h
110dB(A) 0,25h
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Quando nos submetemos à influência de um som de alta amplitude, cujo nível de pressão sonora (NPS) está acima de 100dB(A), sentimo-nos mal. Se essa amplitude se aproximar do limiar da dor, ou seja, 140dB(A), o incômodo é muito maior e pode até romper o tímpano. Esse efeito passa de psicológico a efeito físico do som (SILVA, 2002).
3.2 – Normas e Legislação
Para evitar danos à saúde pública, causados pelo excesso de ruídos, característicos das atividades, sobretudo as industriais do mundo moderno, governos de vários países têm estabelecido normas para o controle nos níveis de ruídos. Os critérios adotados são vários, como o estabelecimento de um limite do nível de pressão acústica, considerado como de conforto, ou mesmo aceitável para a finalidade a que se destina, de acordo com o horário e até mesmo com o tempo de duração (COSTA, 2003).
No Brasil, os critérios adotados devem ser os da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), cujo procedimento consta das normas
NBR-10151:2000 e NBR-10152:1987. A NBR-10151 (Tabela 3.2) estabelece as
condições e métodos para medição e avaliação da aceitabilidade do ruído em comunidades. Essencialmente, essa norma requer a medição do nível de pressão sonora equivalente, o LAeq, que deve ser corrigido com +5dB caso o
ruído tenha características impulsivas ou de impacto, e caso o ruído tenha componentes tonais. O nível sonoro corrigido é então comparado com o nível critério de avaliação (NCA). A NBR-10152 fixa níveis de ruído compatíveis com
o conforto acústico em ambientes diversos, adotando as curvas de NC (Tabela
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acústico em ambientes diversos. Nessa norma, as curvas NC são
denominadas curvas de avaliação de ruído (BISTAFA, 2006).
Tabela 3.2: Nível de critério de avaliação de NCA para ambientes externos, em dB(A)
Tipos de áreas Diurno Noturno
Áreas de sítios e fazendas 40 35
Área estritamente residencial urbana ou de hospitais ou de escolas 50 45
Área mista, predominantemente residencial. 55 50
Área mista, com vocação comercial e administrativa. 60 55
Área mista, com vocação recreacional 65 55
Área predominantemente industrial 70 60
Fonte: Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 10151:2000.
Tabela 3.3: Nível de Ruído para Conforto Acústico
Tipos de áreas dB(A) NC
Hospitais Apartamentos, Enfermarias, Berçários, Centros Cirúrgicos 35-45 30-40
Laboratórios, Áreas para uso do público 40-50 35-45
Serviços 45-55 40-50
Escolas
Bibliotecas,Salas de Música, Salas de desenho 35-45 30-40
Salas de Aula, Laboratórios 40-50 35-45
Circulação 45-55 40-50
Hotéis
Apartamentos 35-45 30-40
Restaurantes, Salas de Estar 40-50 35-45
Portaria, Recepção, Circulação 45-55 40-50
Residências Dormitórios 35-45 30-40
Salas de Estar 40-50 35-45
Auditórios Salas de concertos, Teatros 30-40 25-30
Salas de conferências, Cinemas, Salas de uso múltiplo 35-45 30-40
Restaurantes 40-50 35-45
Escritórios Salas de reunião 30-40 25-30
Salas de gerência, Salas de projeto e administração 35-45 30-40
Salas de computadores 45-65 40-60
Salas de Mecanografia 50-60 45-55
Igrejas e Templos 40-50 35-45
Locais para
esporte Pavilhões fechados para espetáculos e atividades esportivas 45-60 40-55
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Têm-se ainda a Norma NR-15 do Ministério do Trabalho. Essa determina que o
trabalhador não deve ser submetido a um ruído contínuo ou intermitente maior do que 85 dB durante 8 horas de trabalhos diárias (SLAMA, 1996).
Os problemas da área urbana são regulados pela resolução n° 1, de 08/03/90,
do CONAMA – Conselho Regional do Meio Ambiente, atendendo mais ao
incômodo comunitário.
3.3 - Acústica arquitetônica e de ambientes
O problema causado pelos ruídos tem sido abordado com uma importância crescente nas construções, podendo ser detectado pelo simples fato do morador de um andar superior ter um piso de madeira ou pedra. Nessa situação, grande parte do som do apartamento de cima é ouvido no andar inferior. Esse problema pode ser resolvido pelo "tratamento acústico‖, na fase
da execução do projeto a um custo baixo se levarmos em conta os prejuízos e transtornos que o excesso de ruído pode causar.
21
Todos os materiais têm características acústicas que podem ser desejadas, ou não. Como exemplo típico, tem-se o ar como acústico, pois é através dele que os sons chegam aos ouvidos. Em outro exemplo, tem-se o vácuo absoluto, comportando como isolante acústico, uma vez que este não permite a transmissão sonora. Em elementos arquitetônicos, tem-se que uma parede de concreto maciça, com alto índice de redução sonora e também com elevados níveis de reflexão sonora, também pode ser considerada como importante material acústico. Já no caso de materiais que evitam a reflexão sonora, mas não isolam o som, têm-se as fibras (lã de rocha, lã de vidro, lã cerâmica), espumas de poros abertos, tecidos e carpetes.
Nas paredes, pode ser facilmente verificado se o som foi transmitido de uma sala a outra via ar ou via parede. Se a transmissão ocorre via corpo, uma fonte isolada (como máquina de escrever, por exemplo) não é ouvida no outro ambiente. O amortecimento do som nos edifícios depende do fator de perdas do material que circunda a fonte de propagação do som sobre a superfície total (NEPOMUCENO, 1968). Dentro do exemplo, tem-se que a máquina de escrever praticamente não existe, mas esta poderia ser substituída por um relógio ou uma impressora, por exemplo.
Tipos de Materiais Acústicos
22 Absorventes: Tem grandes coeficientes de absorção, não deixam o som passar de um ambiente para o outro e evitam eco (materiais porosos como lã ou fibra de vidros revestidos, manta de poliuretano, madeira aglomerada, carpetes grossos e cortinas pesadas).
Difusores: Refletem o som de forma difusa, sem ressonâncias. Em geral, são materiais refletores sobre superfícies irregulares (pedras ou lambris de madeira).
Isolantes: Impedem a passagem de ruído de um ambiente para outro. Está relacionado ao peso próprio de cada material: quanto mais pesado, maior será seu poder de isolação (tijolo maciço, pedra lisa, concreto, gesso, drywall,
madeira e vidro com espessura mínima de 6mm)
Refletores: Podem ser isolantes, e aumentam a reverberação interna do som. (azulejos, cerâmica, pedras lisas, massa corrida, madeira, papel de parede).
23 Tratamento acústico
Quando se fala em tratamento acústico, quer se obter, através de um conjunto de operações, a atenuação no nível de energia sonora entre a fonte sonora e o receptor. Segundo Silva (2002) isso pode ser alcançado com três procedimentos:
Isolamento atenuador: quando a fonte sonora estiver em ambiente diferente do ouvinte. Neste caso, deverá ser feito o barramento da energia decorrente da fonte de onda, por barreira ou painel isolante. Tratamento absorvente: quando a fonte sonora estiver no mesmo ambiente do ouvinte. Para estes casos, deve ser feito um processo atenuador, para minimizar o nível do ruído através do revestimento de superfícies internas por materiais acústicos absorventes.
Isolamento atenuador e tratamento absorvedor combinados: quando se quer atenuar fontes sonoras de ambientes externos ou do próprio ambiente.
Outra maneira de isolar o som transmitido é com o uso de materiais conhecidos
como ―sanduíches‖. Estes materiais são compostos por uma mistura entre um
material leve e outro rígido e ainda de um material poroso ou resiliente que, pelo efeito do amortecimento, atenua o nível de ruído devido aos poros no interior dos materiais, dissipando a energia, antes que se reflita ou se transmita, tanto para o ambiente, quanto para os materiais vizinhos.
24
utilizada para impedir que o ruído de um recinto se transmita para um recinto contíguo. Uma estrutura com características isoladoras é geralmente densa e reflexiva, e normalmente oferece propriedades estruturais (BISTAFA, 2006).
A perda por transmissão de uma parede pode ser bem melhorada se a parede é dupla e internamente estes dois planos são separados por um espaço de ar. Dependendo do tamanho do espaço entre as duas paredes, os dois planos comportam-se como duas paredes distintas, e a TL total fica próxima da soma
das TLS individuais.
A abertura, mesmo que pequena, é suficiente para que o som atravesse o material, apesar de atravessar com alguma perda. Para que o isolamento seja efetivo, devem ser evitadas rachaduras ou aberturas em qualquer componente. Paredes e teto devem ser balanceados para terem aproximadamente a mesma perda por transmissão.
Mesmo que os absorvedores não sejam bons isolantes, a absorção pode contribuir para o isolamento sonoro. Isso é mais evidente com sons de baixa freqüência em salas pequenas.
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Se o ambiente isolado acusticamente for utilizado para alguma finalidade que gere ruídos, como home theater, guitarra, bateria, etc, deve-se utilizar
absorvedores acústicos, os quais irão absorver os ruídos, evitando a reflexão excessiva das ondas sonoras. Ou seja, diminui ou elimina o nível de reverberação num mesmo ambiente. Nestes casos se deseja, além de diminuir os níveis de pressão sonora do recinto, melhorar o índice de articulação.
Contrariamente aos materiais de isolamento, estes são materiais leves (baixa densidade), fibrosos ou de poros abertos. Tecidos com trama muito estreita, que não permitem o ar atravessá-lo, são ineficazes, assim como aqueles que apresentam trama muito esparsa, que permitem enxergar através deles. Percebe-se que a propriedade fundamental dos materiais absorventes é a
―resistência ao fluxo de ar‖ – a maximização da absorção sonora requer uma resistência ótima através do material (BISTAFA, 2006).
A capacidade de absorção se refere a quanto o material pode dissipar a energia que incide sobre ele, por meio da transformação da energia mecânica vibratória em energia térmica.
A Figura 3.6 ilustra os efeitos produzidos por uma barreira entre a fonte de
ruídos e o receptor. Quanto menor o ruído transmitido através da barreira, maior será o coeficiente de isolação. Um dos modelos empregados para compreender esses efeitos é o do conjunto massa-mola (Figura 3.7, aplicação 1), no qual a finalidade do material mola (efeito elástico) é amortecer a pressão
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material isolante não é usado no mesmo recinto da fonte sonora, mostra-se grande eficácia na utilização do mesmo.
tratamento acustico sons propagados pela estrutura sons propagados por via aérea sons refletidos sons absorvidos por materiais acusticos
Figura 3.6 – Esquema mostrando a isolação e a absorção sonora e como ela auxilia no tratamento acústico. Fonte: Akustik
fonte absorçao/mola massa base div is or ia Aplicaçao 1
fonte molamassa
base acabamento div is or ia Aplicaçao 2
27 Isolamento acústico
Isolamento acústico é um fator de extrema importância no controle do ruído das edificações, ocorre quando se minimiza a passagem do som de um recinto para outro vizinho.
Segundo Silva (2002) a característica básica de um isolador é sua elasticidade, isto é, a capacidade de voltar a sua forma original quando uma força deixa de agir. A propriedade física que define essa capacidade é a sua rigidez, que é a razão entre a força aplicada e a deflexão que o isolador apresenta. Essa característica permite que o isolador armazene energia de vibração, impedindo que esta seja transmitida para a estrutura de apoio.
O isolamento acústico em muitos casos, não será suficiente para o condicionamento sonoro do edifício, é necessário sempre levar em conta, o tratamento acústico do local com materiais absorventes adequados.
Materiais acústicos absorventes
A energia sonora absorvida em um compartimento é o principal fator na redução de seu nível de ruído ou do controle das múltiplas reflexões (SILVA, 2002).
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A capacidade de absorção representa o quanto o material pode dissipar a energia sonora incidente, por meio da transformação da energia mecânica vibratória em energia térmica. Forros e paredes com recheio absorvente, como lãs minerais, podem corrigir o tempo de reverberação do som. Porém, a reverberação não pode ser totalmente eliminada, porque impediriam a inteligibilidade (AIDAR, 2006).
Segundo Silva (2002) as características mais importantes na escolha de um material acústico são: aparência; resistência ao fogo; resistência mecânica; facilidade de montagens; isolamento térmico.
Praticamente todos os materiais existentes no mercado ou isolam ou absorvem ondas sonoras, embora com diferentes eficácias. Um material que tem grande poder de isolamento acústico quase não tem poder de absorção acústica, e vice-versa. Quanto mais leve e poroso o material mais absorvente e menos isolante este material será. E quanto mais denso, compacto e rígido, mais isolante e menos absorvente. Alguns outros materiais têm baixo poder de isolamento acústico e também baixo poder de absorção acústica (como plásticos leves e impermeáveis), pois são de baixa densidade e não tem poros abertos.
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do som, como também aquelas que melhor satisfaçam as exigências decorativas, estéticas e funcionais da obra arquitetônica (SILVA, 2002).
Materiais de importância encontrados no mercado
Fibra de Vidro
A fibra de vidro é um material absorvedor, que apresenta elevado coeficiente de absorção acústica. É usada em forros ou em paredes duplas, no processo construtivo conhecido como massa-mola-massa, substituindo com vantagens as paredes pesadas, uma vez que dificulta a transmissão dos sons devido a sua descontinuidade e a grande elasticidade. Sua resistência ao calor é ainda superior à do poliuretano, mas apresenta o inconveniente de ser prejudicial ao contato, devendo na maior parte das vezes ser protegida por meio de resinas ou chapas perfuradas (COSTA, 2003).
Um exemplo comercial de material isolante acústico a base de fibra de vidro é o IsoSound Glass Fabrics (Figura 3.8 e Figura 3.9), produzido pela ISOVER
(Anexo 2). Esse produto é um painel rígido, absorvedor acústico, constituído
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Figura 3.8 –Isosound Glass Fabrics, comercializados pela ISOVER. Fonte: ISOVER.
Figura 3.9 –Gráfico com Variação do coeficiente de absorção em função da freqüência para o
Isosound® Glass Fabrics, comercializados pela ISOVER. Fonte: ISOVER.
0 1000 2000 3000
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Isosound
A
bsor
çao
31 Lã de Rocha
A lã de rocha apresenta resistência ao calor superior ao poliuretano, porém é prejudicial ao contato, devendo também ser protegida por meio de resinas ou chapas perfuradas (COSTA, 2003).
Como exemplo deste tipo de material tem-se os Painéis PS, comercializados
pela Rockfibras (Figura 3.10 e Figura 3.11). Tratam-se de painéis em lã de
rocha basáltica THERMAX®, aglomerados com resinas especiais. São
fornecidos em várias densidades e espessuras, de modo a serem utilizados em baixas, médias e altas temperaturas.
As Placas PS apresentam baixa condutividade térmica, conservando energia e
garantindo conforto térmico com baixos investimentos. Para temperaturas até 250°C, recomenda-se o PSL; para temperaturas até 500°C, recomenda-se o PSE; já para temperaturas até 750°C, recomenda-se o PSR (Anexo 3).
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Figura 3.11 – Gráfico com Variação do coeficiente de absorção em função da freqüência
para os Painéis PS®, comercializados pela Rockfibras. Fonte: Rockfibras.
Gesso Acartonado
Sistema composto por duas divisórias leves separadas por um material absorvente (que aumenta o isolamento). Por fora, parece uma parede de alvenaria. Por dentro combina perfis de aço galvanizado e placas de gesso revestidas com folhas de papelão em ambos os lados. Nesse caso, o papelão é comparado ao concreto armado, garantindo resistência a tração (similar ao aço) e o gesso possibilita resistência a compressão (similar ao concreto). O sistema forma um sanduíche que permite a introdução de lã mineral em seu miolo, o que confere uma acústica melhor além de alta resistência mecânica.
0 1000 2000 3000 4000
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4
PSL - 32 (5) PSL - 32 (10) PSE - 64 (5) PSE - 64 (10) PSR - 80 (5) PSR - 80 (10)
A
bsor
çao
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Essa configuração, segundo Sales (2001), faz com que estruturas e vedações fiquem mais leves. Por este motivo, oferecem uma significativa redução no peso da estrutura, além de um aumento da área útil dos ambientes por causa da sua menor espessura. De acordo com o fabricante Knauf enquanto uma
parede de tijolos comuns com aproximadamente 10cm de espessura pesa entre 155 e 165kg/m2, uma parede de gesso acartonado de mesma espessura pesa menos de 25kg/m2.
Gesso acartonado ou simplesmente drywall, tem esse nome por não necessitar
de argamassa para a sua construção, ao contrário do que ocorre na construção convencional.
Dependendo da sua finalidade, a parede pode ser montada com perfis mais largos, receber mais de uma chapa de cada lado e ainda ser complementada com lã de vidro ou lã mineral no seu interior, para melhorar o seu isolamento acústico ou térmico. A utilização de lã mineral e outros isolantes térmicos no interior de paredes, tetos e revestimentos contribuem para regular e estabilizar a temperatura.
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O drywall, fabricado pela Lafarge GYPSUM , segundo o próprio fabricante,
confere isolamento acústico entre 36 a 52dB (Figura 3.12). O gesso já
apresenta naturalmente alta resistência ao fogo. As chapas Resistentes ao Fogo (RF), também conhecidas como "chapas rosa", contêm retardantes de
chama em sua fórmula, sendo indicadas para uso em áreas especiais (saídas de emergência, escadas enclausuradas, etc.). As chapas Resistentes à Umidade (RU), também conhecidas como "chapas verdes", contêm elementos
hidrofugantes e são indicadas para uso em áreas úmidas como banheiros, cozinhas e áreas de serviço.
35 Espumas Acústicas
A Espuma Absorvedora Acústica é um material absorvente, que permite isolar ou absorver ruídos incômodos, provenientes de outros ambientes ou mesmo aqueles reverberados (eco).
Dos produtos utilizados comercialmente, podemos citar a linha SONEX, fabricada pela empresa IllBruck (Figura 3.13 e Figura 3.14). Trata-se de
espumas de poliuretano, cuja absorção diminui a reverberação sonora nos ambientes, conseqüentemente diminui a amplitude sonora dos ruídos (Anexo
4).
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Figura 3.14 –Gráfico com Variação do coeficiente de absorção em função da freqüência para o Sonex, comercializados pela Ilbruck. Fonte: Ilbruck.
0 1000 2000 3000 4000
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
20/35 27/35 35/35 42/35 50/75 66/75 75/125
A
bso
rçao
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Capítulo 4
–
Projeto Acústico
Segundo Silva (2002) o projeto acústico de um determinado local é feito para controlar ou corrigir a entrada ou saída de ruído, ecos ou reflexões indesejadas, ressonância e reverberação, para melhorar a inteligibilidade da palavra, a musicalidade e a percepção dos sons em geral.
Devido a tantas variáveis, os especialistas afirmam que não existem soluções genéricas para projetos acústicos. O que se pode ser feito é uma combinação de diversos materiais usados em forros, pisos, paredes e divisórias, obtendo-se assim resultados satisfatórios e reduzindo os sons indesejáveis (AIDAR, 2006).
4.1 - Problemas mais freqüentes
Um dos problemas mais graves com relação à acústica arquitetônica refere-se ao incômodo causado pelo som dos passos e quedas de objetos sobre lajes. O problema é recorrente para quem reside em edifícios sem tratamento acústico adequado.
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freqüências mais altas, como equipamentos e automóveis, dependendo da freqüência com que ocorrem pode não exigir tratamento específico (LOTURCO, 2005).
A transmissão do som dos passos depende da condutividade acústica do material, da qualidade do assoalho e também do tipo de sapatos utilizados. Esses ruídos provocam grande desconforto, por serem ouvidos claramente pelo vizinho de baixo. Como resultado de uma eficiente excitação por contato, a laje se torna irradiadora de energia sonora em ampla faixa de freqüências, devido ao movimento vibratório induzido pela excitação localizada.
A transmissão sonora em lajes pode ocorrer por via aérea ou impacto. A redução de som aéreo varia com a espessura, mas o de impacto depende mais do amortecimento. O desempenho acústico para ruídos aéreos, melhora com o aumento da densidade, uma vez que é definido pela relação peso/m². Em residências a transmissão de ruído por laje é grande fonte de incômodo. Para amenizar e alguns casos resolver o problema, deve-se usar piso flutuante, carpete ou forro suspenso (LOTURCO, 2005).
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Como já foi dito anteriormente, em aberturas, o ruído atravessa e trafega por qualquer orifício, por menor que seja. Mais especificamente no caso de janela, a espessura e o tipo dos vidros devem ser escolhidos em função do ruído externo e do ambiente.
Para o caso da abertura ser porta, ocorre transmissão de ruído de áreas externas. As portas devem ser mais espessas e vedadas para ambientes como quartos e home theater. De maneira geral, em áreas nas quais se espera uma
privacidade maior, devem ser usadas portas mais espessas e pesadas. Alguns ambientes exigem um cuidado maior, como casas de máquina, que demandam portas acústicas.
4.2 - Como escolher o tipo de material
Para a escolha do material deve-se levar em conta se este será usado para corrigir, reduzir ou eliminar ruídos. Os elementos empregados para reduzir a transmissão sonora podem ser isolantes ou absorventes. Materiais isolantes evitam que o ruído gerado em um ambiente passe para outro, podendo refletir nos revestimentos e causar reverberação. E os materiais absorventes reduzem a transmissão entre ambientes e a reflexão (LOTURCO, 2005).
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de ocupação flutuantes, podendo variar a taxa de absorção acústica média do recinto (LOTURCO, 2005).
Na isolação sonora de paredes e divisórias, a resistência de cada material está mais relacionada com a espessura do que com a densidade. Para densidades menores, a rigidez é menor, assim como sua capacidade de deformação. Para materiais mais densos, as espessuras podem ser menores. Placas
―sanduíches‖, com fibras minerais, lã de vidro ou de rocha, também
apresentam bons resultados acústicos. Os índices de isolação são
determinados pelo tipo de material usado como recheio do ―sanduíche‖ e
também pela espessura e tipo das placas.
Divisórias tipo piso-teto bloqueiam a transmissão sonora, sendo por isso, bons isoladores sonoros. A isolação sonora da divisória protege este recinto dos ruídos produzidos externamente. A grandeza física associada à isolação sonora de um material é o índice de redução sonora, que caracteriza a atenuação imposta pela divisória à transmissão sonora. Esta atenuação depende da freqüência do som transmitido, para sons graves, ou seja, com baixa freqüência, a transmissão é maior do que para sons agudos, com altas freqüências (GODOY, 2006).
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Para melhorar o desempenho de portas e esquadrias, essas apresentam o interior preenchido por materiais fonoabsorvedores de alta densidade e borrachas de vedação para aumentar a pressão de fechamento.
Escolha da estrutura
A estrutura deve ser feita com materiais diferentes, uma vez que as estruturas heterogêneas são favoráveis a não propagação de ruídos. Porém, se a estrutura tiver que ser homogênea, dever-se-á separar os elementos leves da ossatura do prédio e construí-los de modo que não tenham freqüências de ressonância. Para evitar a propagação de ruídos aéreos ou de impacto pela estrutura, deve-se fazer tratamento acústico interno e isolar algumas partes da estrutura.
Escolha das divisões
As divisões deverão ser escolhidas de maneira que o índice de redução acústica fique entre 45 e 50dB. Quando se quer aumentar o índice de redução acústica para valores acima de 50dB, deve-se construir parede dupla (com ou sem material isolante entre elas).
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curtos-circuitos ou passagem direta do som, da laje para a parede. Para isso, usa-se o piso flutuante (SILVA, 2002).
Figura 4.1 – Imagem ilustrativa de piso flutuante, EPS, comercializados pela Abrapex. Fonte: Abrapex.
Segundo Silva (2002), os tipos de parede se definem como:
Paredes entre unidades independentes e áreas de circulação -Recomenda-se a utilização de paredes com pelo menos duas camadas de chapas de gesso em cada uma das faces. A estrutura pode ser simples ou dupla. No caso de estrutura dupla, elas podem ser independentes ou solidarizadas.
Paredes internas a uma mesma unidade - Recomenda-se a utilização de paredes com pelo menos uma camada de chapa de gesso em cada face.
Paredes incorporando vigas, pilares ou tubulações internas a uma
mesma unidade - Esta parede possui uma camada de chapa de gesso em cada face. A sua espessura é variável em função dos elementos a serem inseridos no interior da mesma.
contrapiso
piso
acabado
43 Paredes de altas performances mecânicas - Esta parede possui pelo menos duas camadas de chapa de gesso em cada face. A sua espessura é variável.
Paredes de altas performances acústicas - Esta parede possui pelo menos duas camadas de chapa de gesso em cada face. A sua espessura é variável. As duas estruturas devem necessariamente ser independentes e deve-se prever lã mineral para aumentar o isolamento acústico.
Escolha de revestimentos
Segundo Silva (2002) este tipo de revestimento pode ser classificado em três categorias:
Muito refletores: pinturas, mármores, todas as películas muito finas aplicadas sobre a alvenaria; com coeficientes de absorção da ordem de até 0,01. As placas de gesso tem coeficiente de absorção 0,05.
Ligeiramente absorventes: pintura fosca granulada, papel pintado poroso, tapeçaria, lambris de madeira, etc., cujos coeficientes médios de absorção são superiores a 0,1.
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Os revestimentos devem ser escolhidos de modo que a média dos coeficientes de absorção para halls, corredores, caixas de escada, etc., não seja inferior a
0,15 e, para os compartimentos principais do prédio, que não seja inferior a 0,40 (o que corresponde a um tempo de reverberação de aproximadamente 1 segundo para uma sala de 4x4m.).
Para o revestimento da fachada em locais com índices de até 65dB(A), janelas e paredes comuns são suficientes para isolar o ruído. Porém, para índices maiores, superiores a 65 dB, deve-se ter uma precaução maior.
Os ruídos provenientes da rua dependem mais do local de origem, sendo resultantes da conformação das ruas e da própria cidade como um todo. Nestas condições, uma parede comum de fachada (de alvenaria, com aproximadamente 15cm) isola em torno de 40 a 45dB(A). Se, afastarmos a fonte ou abafando-a (implantando uma barreira vegetal espessa, por exemplo) a sensação do ruído pode ser atenuada.
Porém, para andares mais altos das edificações, em que o abafamento proporcionado pela vegetação não interfere, o ruído de uma fonte distante incomoda mais. Para estas situações, as janelas deverão ser herméticas, com vidro duplo, entre outros cuidados extras.
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No caso de estruturas homogêneas, os cuidados com o piso deverão ser muito maiores que aqueles com as estruturas heterogêneas e a adoção de piso flutuante é um imperativo (SILVA, 2002). Quando não há piso flutuante, o piso sobreposto ao cimentado se torna muito sensível aos sons de impacto, o que faz com que a transmissão do ruído por impacto seja integral. Uma solução paliativa é o uso de carpete ou tapetes.
4.3 – Roteiro para projeto acústico
Segundo Silva (2002), o projeto acústico deve seguir um roteiro para qualquer tipo de uso, conforme sugerido a seguir:
1. Observar e classificar os tipos de ruídos (nível de ruído nos diversos pontos do terreno; mapear fontes de ruído existentes);
2. Objetivos do projeto (estabelecer o ruído médio admissível; fazer a distribuição e determinar os diversos níveis de som; calcular os tempos de reverberação; calcular o nível de rebaixamento do ruído interno; calcular o isolamento acústico, desejável ou necessário; calcular o índice de redução acústica;
3. Na etapa do lançamento do projeto (observar o isolamento do som; prognósticos de tratamento acústico de superfícies; estudo das formas e superfícies interiores);
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5. Detalhes (estrutura; tetos e forros; divisões internas; aberturas; outros elementos);
6. Cautela com as instalações especiais (condicionamento de ar e ventilação; iluminação e instalações elétricas; hidráulico-sanitárias; sistema de amplificação sonora; elevadores e escadas rolantes; máquinas em geral.
4.4 – Tipologia por ambiente
Para cada tipo de uso, deve-se previamente fixar o seu nível médio de ruído admissível. Os ecos devem ser eliminados e o tempo de reverberação deve ser o adequado (SILVA, 2002).
Casas de máquina ou Equipamentos
Instrumentos, aparelhos e eletrodomésticos, não deverão ser ligados as paredes, pisos ou divisões, estruturas, uma vez que transmitem vibrações indesejáveis. A adoção de lençóis ou calços isoladores atenuam essas vibrações.
Para o sistema de calefação e para as colunas de aquecimento deverão ser instalados sobre suportes de borracha ou sobre molas amortecedoras, devendo ser, sempre enclausurados.
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absorventes, para dificultar a transmissão dos sons a distância, que geram ecos palpitantes.
Auditórios
Nestes recintos, segundo Silva (2002), é necessária que o índice de articulação seja considerada ótima, ou seja, superior a 90, segundo as normas estabelecidas, deve-se ter alguns cuidados.
O teto deve ser com material refletor nas proximidades do palco e material absorvente no fundo do auditório. A altura não deve ultrapassar 6 a 7m, o para não aumentar o seu tempo de reverberação. O material do palco e suas proximidades devem ser refletores como o teto, para que o som seja dirigido a atinja todo o auditório.
As paredes laterais, não deverão ser paralelas ou apresentar ligeira divergência, para se evitar reflexões nocivas. A parede de fundo não pode ser côncava e deve ser revestida de material altamente absorvente para evitar concentração de energia. As cadeiras deverão ser do tipo poltrona, estofadas, para aumentar as superfícies de absorção.
48 Escolas
Os auditórios escolares devem ser projetados levando-se em conta sua versatilidade. Como são ambientes ruidosos, os auditórios das escolas devem ser feitos em locais mais tranqüilos, afastando-os sempre das ruas ou estradas movimentadas e das quadras esportivas, em que o nível de ruído chega a 60-70dB(A). Esses ruídos externos não só prejudicam a audibilidade das palavras como desviam a atenção dos alunos.
Uma boa arborização que constitua barreiras entre os diversos prédios, isolando-os é de grande efeito nestes casos. Cada tipo de local, dependendo de seu uso, deve receber um tratamento característico e que lhe seja próprio. Ambientes como salas de aula e laboratórios devem ser isolados dos ruídos externos. Outros como galerias, halls ou os corredores não devem servir de meios transmissores dos ruídos.
Um local que exige um cuidado especial nas escolas são as bibliotecas, além das salas de música e os auditórios. Estes ambientes devem ser tranqüilos e livres de ruídos externos.
Em ambientes destinados ao lazer, como quadras poliesportivas, apenas a localização destes em um local afastado das áreas destinadas as salas de aula já reduz significativamente o ruído.
Estabelecimentos comerciais
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Dentro dos recintos a aglomeração de pessoas já é o suficiente para gerar um ruído próprio. Para estes casos, o tratamento acústico não só reduz o nível como elimina parte dos ruídos externos.
Outro inconveniente no que diz respeito a área como supermercado é com relação ao tipo de construção, por requerem estruturas leves, resistentes e econômicas, e geralmente se utiliza estruturas metálicas, cobertas com telhas de cimento amianto. Porém, telhas de fibrocimento aquecem e irradiam grande quantidade de energia calorífica para o ambiente, estas estão sendo banidas da construção civil devido a sua nocividade ambiental. O isolamento das coberturas de fibrocimento por materiais acústicos absorventes vem, também, melhorar as condições internas de temperatura, pois, quase todos eles são, ate certo ponto, bons isolantes térmicos (SILVA, 2002). Um novo tipo de telha, telha dupla, tem sido amplamente utilizada em construções deste porte. Estas são revestidas internamente com lã de vidro ou espuma rígida de poliuretano.
Residências
Quando as moradias estão situadas em zonas residências, geralmente, não se faz necessário cuidados acústicos especiais. Exceto para ambientes específicos como quartos de dormir, salas de música ou home teather.
50 Templos Religiosos
Para qualquer tipo de igreja as precauções com os ecos, com as ressonâncias, com as superfícies e com o isolamento do ruído externo devem ser cuidadosamente observadas, a fim de que o projeto acústico se torne o mais perfeito possível.
Em todas as igrejas, desde que sua área comporte um grande número de pessoas, começam a aparecer problemas que impõem o seu tratamento acústico. Para templos para mais de 10³ pessoas, o projeto acústico deverá ser completado sempre com um sistema apropriado, eletroacústico, de amplificação sonora.
Estúdios
Segundo Silva (2002) o projeto tem que ser o mais perfeito. O aparelhamento de transmissão ou gravação exige baixos níveis de ruído local e sua sensibilidade é tal que costuma captar e amplificar certos sons de freqüências determinadas, presentes no recinto, causando serias perturbações nos receptores ou nas fitas gravadas.
De um modo geral, podemos dizer que os projetos de estúdios devem prever um tempo de reverberação ótimo para cada caso. Apresentar um nível de ruído inferior a 30dB(A). Prover isolamento perfeito contra os ruídos externos e contra as vibrações estranhas. Ter freqüência de transmissão uniforme e isenta de ressonâncias ou interferências prejudiciais. E possibilitar boa difusão dos sons.
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materiais absorventes do som, que possibilitam a variação das superfícies de absorção.
Para isolar os sons nos estúdios deve-se inicialmente, deve-se usar paredes espessas e densas, muitas vezes é necessário o uso de paredes duplas, para impedir tanto a entrada dos sons externos como a saída dos sons internos. Em casos que só as paredes não é suficiente, é necessário ainda o emprego de painéis isolantes formando camadas alternadas, de lã de vidro, com placas de vários materiais rígidos e com espaços vazios, conhecida como ―sanduíches‖, para que grande parte da energia sonora seja absorvida e não atravesse para o outro lado.
As vibrações incômodas resultantes das tubulações hidráulico-sanitárias, dos dutos de condução de ar e das máquinas devem ser totalmente eliminadas. Para os sons de alta freqüência, o uso de painéis de materiais rijos, convenientemente localizados, distribui satisfatoriamente os sons. Já para as faixas de baixa freqüência, usam-se grandes superfícies convexas, ou protuberâncias irregulares, como meio de difusão sonora (SILVA, 2002).
Hospitais
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Os materiais empregados deverão assegurar boas condições de higiene, segurança e limpeza. Não deverão permitir a proliferação de bactérias. Devem ser incombustíveis e facilmente laváveis. Os pisos dos corredores e halls deverão ser cobertos com passadeiras de borracha, sobre base flutuante, para amortecer os ruídos dos passos, dos impactos de objetos ou do tráfego de carrinhos de serviço.
Indústrias
O estudo acústico de uma indústria deve ser precedido de um minucioso estudo de fontes de ruído e níveis sonoros vizinhos, uma vez que as indústrias causam incômodo e também são incomodados por indústrias vizinhas. As precauções devem ser consideradas com relação à penetração do ruído na indústria, bem como contra a saída do seu próprio ruído para o exterior.
Há necessidade de reduzir-se o ruído interior e de eliminar-se certos barulhos localizados, tanto sob o ponto de vista de higiene do trabalho como para satisfação das exigências legais.
Segundo Silva (2002) considerando que o ruído industrial é nocivo a saúde do operário e afeta sua produtividade, com graves inconvenientes para a população vizinha, resultando num mal social de grande significação e que esse mal tende a se agravar devido a crescente mecanização devemos ter os seguintes cuidados:
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Deve-se admitir o nível máximo de ruído igual a 85dB(A) no interior do estabelecimento;
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Capítulo 5
–
Metodologia
5.1 – Materiais selecionados
Para a escolha de um material acústico deve-se levar em conta se ele será usado para corrigir, reduzir ou eliminar ruídos. Qualquer material, desde que devidamente especificado pode atender a uma finalidade acústica. Para que um material seja considerado acústico, os parâmetros de principal relevância são: porosidade, tortuosidade e densidade. A porosidade é a característica de um material conter poros. Esta característica é causada pela descontinuidade da matéria, ou seja, pelos espaços existentes entre as partículas que formam qualquer tipo de matéria. Esses espaços podem ser maiores ou menores, tornando a matéria mais ou menos densa.
Estes parâmetros fazem com que a onda sonora seja dissipada (perca energia) em seu interior, quanto mais poros houver, e quanto mais tortuoso estes forem, mais permitirão a penetração e absorverão as ondas sonoras. Quanto mais denso, mais isolante o material será. E quanto mais rígido, mais ele irá transmitir.
Na execução do presente trabalho os seguintes materiais foram selecionados:
Espumas de poliuretano
