ISOLAMENTO ACÚSTICO POR DIFERENTES PAINÉIS DE MADEIRA

Transcrição

1 ISOLAMENTO ACÚSTICO POR DIFERENTES PAINÉIS DE MADEIRA Danilo B. DONATO¹*, Amélia G. CARVALHO¹, Welliton L. CÂNDIDO¹, Lucas F. FIALHO¹, Clarissa G. Figueiro¹ e Angélica de C. O. CARNEIRO¹ ¹ - Departamento de Engenharia Florestal, Universidade Federal de Viçosa UFV, Viçosa, Minas Gerais, Brasil *danilobdonato@gmail.com Resumo: A utilização dos painéis de madeira é crescente, entretanto estudos sobre suas propriedades acústicas são escassos. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar o isolamento sonoro proporcionado por painéis compensados e MDF com diferentes espessuras. De cada tipo de painel foram confeccionadas três caixas de dimensões de 45 x 45 x 45 cm, com espessura de 6, 9 e 15 mm. Para avaliação do isolamento acústico, foi utilizado um alto falante um decibelímetro. O isolamento acústico proporcionado pelas diferentes espessuras do painel de compensado de 6, 9 e 15 mm foram respectivamente 9,2; 10,8 e 13,3 db e pelo MDF esses valores foram de 11,0; 11,5 e 14,3 db, mostrando que o painel de MDF foi mais eficaz no isolamento acústico. Palavras-chave: Acústica, MDF, compensado. ACOUSTIC INSULATION FOR DIFFERENT WOOD PANELS Abstract: The use of wood panels is growing, but studies about their acoustic properties are scarce. In this sense, the objective of this study was to evaluate the sound insulation provided by plywood and MDF panels with different thickness. Three boxes of dimensions 45 x 45 x 45 cm, thickness 6, 9 and 15 mm, were made of each panel type. To review the acoustic insulation, a loudspeaker was used, and one decibelimeter. The acoustic insulation provided by different thicknesses of plywood panel 6, 9 and 15 mm, respectively, were 9.2, 10.8 and 13.3 db and the MDF these values were 11.0, 11.5 and 14.3 db, showing that the MDF panel was more effective at acoustic insulation. Key words: Acoustics; MDF; Plywood. 1. Introdução A poluição é uma das principais características de queda na qualidade de percepção do ambiente. São diversas as suas formas, entre elas destacam-se a poluição atmosférica, hídrica, do solo e a sonora, foco desse estudo. Os níveis de ruído a que as populações são expostas diariamente no local de trabalho, espaços públicos, locais de lazer e em suas casas aumentou nos últimos anos, prejudicando a qualidade de vida da população (FERREIRA, 2010). Sendo assim, a redução da exposição ao ruído das populações constitui um desafio importante. A perda de audição provocada por ruído tem como causa a exposição a elevados níveis de pressão sonora por um determinado tempo (LOSCHI NETO et al,. 2008). Quando mais elevado o nível de pressão sonora, menor o tempo permitido de exposição. Essa situação

2 quase sempre acontece de forma inconsciente, visto que as pessoas se acostumam ao ruído, não percebendo os efeitos deletérios quando expostas ao barulho. Entretanto, além dos danos à audição, os efeitos maléficos do ruído atingem também o nível físico, mental e emocional. A exposição excessiva ao ruído pode provocar também distúrbios do sono, perca de inteligibilidade da palavra, propensão à irritabilidade e em casos extremos, a perda da audição (CLÍMACO, 2003). Do ponto de vista acústico, um ambiente ideal necessita de controle dos sons no interior e também isolamento contra ruídos externos através de revestimentos. A madeira é um material que assume um papel importante para revestimentos, podendo ser utilizada para promover a absorção sonora ou as reflexões difusas, condicionando o campo sonoro estabelecido no interior dos ambientes. Existem varias linhas de pesquisa que estudam as propriedades físicas e mecânicas dos diversos produtos de madeira reconstituída (SUEMATSU e OKUMA, 1993; SHRESTHA, 1999; HAN et al 2005; BAHAROGLU et al. 2013; ÇAVDAR et al. 2013; EVANS et al. 2013; FANG et al. 2013; BAL e BEKTAS, 2014), visando um melhor aproveitamento da madeira assim como melhores propriedades do produto. Contudo trabalhos a respeito das propriedades acústicas de painéis de madeira reconstituída são escassos. Dessa forma o objetivo deste trabalho foi avaliar o isolamento sonoro proporcionado por painéis compensados e MDF (Medium Density Fiberboard) com diferentes espessuras. 2. Material e métodos Neste estudo foram utilizados painéis MDF e compensados para fazer a barreira acústica. De cada tipo de painel foram confeccionadas três caixas de dimensões de 45 x 45 x 45 cm, com 6, 9 e 15 mm de espessura, o que equivale a 3, 5 e 7 laminas para o painéis de compensado. A densidade aparente e umidade dos painéis foram determinadas conforme as normas da ABNT, NBR 11941(2003) e NBR 7190 (1997), respectivamente. O experimento foi conduzido em uma sala de 6,10 m de comprimento; 5,78 m de largura e 3 m de altura. A sala possuía apenas os aparatos para a realização do experimento e os cantos da porta foram isolados de modo a evitar que algum ruído externo a sala de ensaio e também a reflexão dos sons no interior da mesma. Para avaliação do isolamento acústico, foi utilizado um alto falante (16 W RMS e resposta de freqüência de 22 a Hz) e um decibelímetro Solo - SLM. O alto-falante foi fixado no interior da caixa, e esta foi colocada em cima de uma mesa e sua parte aberta foi colocada virada para baixo em cima de uma espuma acústica, conhecida como Espumex, que tem a função de aumentar a absorção acústica. Em seguida o alto falante era ligado e a pressão sonora medida com o auxilio de um decibelímetro a 100 cm de distância do altofalante conforme ilustra a Figura 1.

3 Figura 1. Desenho ilustrativo das medições do isolamento acústico dos painéis. Figure 1.Drawing showing the measurements of the acoustic insulation of board. A leitura foi realizada por 1 minuto consecutivo para cada caixa. Foram também realizadas as leituras da intensidade sonora do alto falante sem nenhum isolamento acústico e a leitura da intensidade sonora do ambiente no momento das medições. Todas as medições foram executadas na ausência de vento, de precipitação ou qualquer outro ruído externo que viesse a comprometer as medições. O experimento foi analisado segundo o delineamento inteiramente casualizado. Os dados foram submetidos aos testes de Shapiro-Wilk, para testar a normalidade, e de Bartlett, para testar a homogeneidade das variâncias. Posteriormente foi realizada uma análise de variância, e quando houve efeito dos tratamentos, as médias foram comparadas pelo teste Tukey, a 95% de probabilidade. 3. Resultados e discussão Os valores médios da umidade e densidade aparente dos painéis reconstituídos de madeira usados na confecção das barreiras acústicas são apresentadas na Tabela 3. Tabela 1. Valores médios da umidade e da densidade aparente dos materiais utilizados na confecção das barreiras acústicas. Table 1. Means values of moisture and the apparent density of the materials used in the manufacture of noise barriers. Material Espessura Umidade (%) Densidade Aparente (g/cm³) 6 mm 13,79 Aa 0,52 Ab Compensado 9 mm 14,08 Aa 0,69 Bb 15 mm 14,28 Aa 0,62 Bb 6 mm 13,41 Aa 0,79 Aa MDF 9 mm 12,63 Aa 0,72 Ba 15 mm 13,28 Aa 0,72 Ba *Letras maiúsculas referentes à comparação entre as espessuras de um mesmo tipo de painel; letras minúsculas referentes à comparação entre painéis.

4 Observa-se que a umidade apresentou-se uniforme para cada tipo de painel, fato que mostra a não-interferência dessa variável no isolamento acústico, conforme mencionado por Cruz (2006), Carrasco e Azevedo Júnior (2003). Já à densidade, os valores obtidos foram superiores para o painel MDF. Em relação a cada tipo de painel, para o compensado o painel de menor espessura apresentou uma menor densidade e para o MDF aconteceu o contrário onde o painel de menor espessura apresentou uma maior densidade. Na Tabela 2 encontram-se os valores dos níveis de pressão sonora obtidas por cada tratamento utilizado nesse estudo. Tabela 2. Valores mínimos e máximos dos níveis de pressão sonora obtidos com o decibelímetro, em db (A). Table 2. Minimum values, average and maximum sound pressure levels obtained with the decibelimeter, db (A). Material Tratamento Pressão sonora db (A) Maximo Mínimo 6 mm 61,6 44,0 Compensado 9 mm 60,0 41,7 15 mm 57,5 40,8 6 mm 59,8 42,6 MDF 9 mm 59,3 42,6 15 mm 56,5 40,1 Sem barreira acústica 70,8 65,3 Ruído de fundo 40,0 40,1 O isolamento acústico do alto falante proporcionado pelas diferentes espessuras do painel de compensado de 6, 9 e 15 mm foram respectivamente 9,2; 10,8 e 13,3 db. Já o isolamento obtido pelo MDF para as espessuras de 6, 9 e 15 mm foram respectivamente de 11,0; 11,5 e 14,3 db. Observou-se pequena variação entre os valores máximos e mínimos para diferentes espessuras de mesmo painel. Porém, apesar de numericamente muito próximos, esses valores apresentam diferença significativa do ponto de vista acústico. Pois segundo Loschi Neto et al (2008) a cada 3 decibéis tem-se o dobro de energia sonora, e 1 decibel é a mínima variação perceptível pelo sistema auditivo humano. Sendo assim pode-se afirmar que tanto para o compensado quanto para o MDF, conforme houve o aumento da espessura aumentou-se o isolamento acústico. O compensado apresentou menor isolamento acústico. Sua menor densidade faz com que a barreira contra o som seja mais fraca. Silva (2005) em estudo sobre a influencia da densidade da madeira no isolamento acústico, avaliou as madeiras de Eucaliptus grandis, Pinus sp. e Dipteryx sp., cuja suas respectivas densidades foram de 0,728; 0,817 e 0445 g/cm³, encontrou um padrão de resposta semelhante, tendo obtido como respostas que as madeiras de menor densidade utilizadas em seu estudo apresentaram um menor isolamento acústico. De acordo com Paya (1994), para se conseguir um isolamento adequado é necessário o uso de materiais que apresentam densidades mais elevadas. Sendo assim, ao utilizar a madeira ou materiais constituídos por madeira como, por exemplo, os painéis, para se fazer um isolamento acústico de determinado local, é interessante que esses apresentem uma alta densidade, para dificultar a passagem da onda sonora. Logo, madeiras ou seus derivados com

5 densidades elevadas, apresentam maiores valores de isolamento quando comparadas com madeiras de densidade mais baixa. Nesse sentido, a eficiência do isolamento acústico de painéis pode aumentar sua utilização no mercado, aumentando as receitas e o lucro para os segmentos que utilizam a madeira como matéria prima. 4. Conclusões O painel de MDF foi mais eficaz no isolamento acústico em comparação ao painel de compensado. Em relação à espessura para ambos os painéis, foi possível observar que quanto maior a espessura maior será o seu isolamento. A utilização de painéis para isolamento acústico mostrou-se eficaz, acrescentando uma nova finalidade a este material e aumentando sua aplicação no mercado. 5. Agradecimentos Os autores agradecem à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais FAPEMIG, à Secretaria de Estado, Ciência, Tecnologia e Ensino Superior SECTES/ MG, ao Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento CNPq. Referências Associação Brasileira de Normas Técnicas (2003). ABNT - NBR 11941: Madeira - Determinação da densidade básica. Rio de Janeiro, 6p. Associação Brasileira de Normas Técnicas (1997). ABNT - NBR 7190: Projeto de estruturas de madeira. Rio de Janeiro, 107p. BAHAROGLUA M, NEMLI G, SARI B, BIRTÜRK T, BARDAK S. Effects of anatomical and chemical properties of wood on the quality of particleboard. Composites: Part B 2013; 52(1): BAHAROGLUA M, NEMLI G, SARI B, BARDAK S, AYRILMIS N. The influence of moisture content of raw material on the physical and mechanical properties, surface roughness, wettability, and formaldehyde emission of particleboard composite. Composites: Part B 2012; 43(1): BAL BC, BEKTAS I. Some mechanical properties of plywood produced from Eucalyptus, Beech, and Poplar veneer Maderas. Ciencia y tecnologia 2014; 16(1): CARRASCO, E. V. M.; AZEVEDO JÚNIOR, A. P. Avaliação não destrutiva de propriedades mecânicas de madeiras através de ultra-som fundamentos físicos e resultados experimentais. CERNE, Lavras, v. 9, n. 2, p , jul./dez

6 ÇAVDAR AD, YEL H, KALAYCIOGLUC H, HIZIROGLU S. Effect of waste melamine impregnated paper on properties of oriented strand board. Materials and Design 2013, 51(1): CLÍMACO RSC. Conforto Sonoro: notas de aula. Brasília, DF: Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, UnB, p. CRUZ, C. R. Aplicação de ondas de tensão para a estimativa da umidade em madeira de Eucalyptus. 72 p. Tese (Doutorado em Engenharia Florestal) Setor de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, EVANS PD, MIESNER M, ROGERSON D. Machined tapers reduce the differential edge swelling of oriented strand board exposed to water Composites Part B: Engineering 2013; 50(1): FANG L, CHANG L, WEN-JING G, YI-PING R, ZHENG W. Preparation and characterization of wood-plastic plywood bonded with high density polyethylene film. European Journal of Wood and Wood Products 2013; 71(6): FERREIRA RAP. Comportamento acústico de componentes da construção à Base de aglomerado de fibras de Madeira e cimento. Mestrado Integrado em Engenharia Civil / Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, HAN GP, WU QL, DUAN XF. Physical and mechanical properties of mixed comrind and hardwood oriented strandboard bonded with phenol-formaldehyde resin. Forest Products Journal 2005; 55(10): LOSCHI NETO A, SILVA JRM, LIMA JT, RABELO GF. Efeito das diferentes madeiras no isolamento acústico. Floresta 2008; 38(4): PAYA M. Isolamento térmico e acústico. Barcelona: Plátano Edições Técnicas, Silva P. Acústica arquitetônica e condicionamento de ar. 5 ed. Belo Horizonte: Edital, p. SHRESTHA D. Shear properties tests of oriented strandboard panels Forest Products Journal 1999; 49(10): SUEMATSU A, OKUMA M. Mechanical-properties of low-density particleboard - modulus of rigidity and lateral nail-resistance Mokuzai Gakkaishi 1993; 39(3):