Materiais acústicos: selecionando e utilizando de forma correta

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1 Materiais acústicos: selecionando e utilizando de forma correta Wagner Isidoro Simioni * RESUMO Os problemas relacionados com ruído atingem grande parte da população mundial. No âmbito da construção civil, esse problema é uma realidade ainda conhecimento gera problemas com desempenho unicamente pelo incorreto emprego dos materiais. Este artigo tem por objetivo orientar engenheiros, arquitetos e projetistas quanto ao uso dos materiais acústicos para suas diversas aplicações na construção civil. Os materiais para tratamento acústico são divididos em duas classes, quais sejam: isolantes e absorvedores. Procurou-se apresentar a maneira correta de aplicação desses materiais, de modo a maximizar o seu desempenho. Palavras-chave: Tratamento acústico. Materiais acústicos. Isolamento de ruído. Acústica arquitetônica. 1 ISOLAMENTO E TRATAMENTO ACÚSTICO A arquitetura tem como responsabilidade projetar ambientes que atendam as necessidades dos usuários. Os ambientes projetados deverão ser, além de funcionais e bonitos, confortáveis sob todos os aspectos. Nesse contexto, o conforto acústico, juntamente com o térmico e lumínico, são pontos que devem ser considerados no momento da concepção e elaboração de um projeto. Atualmente, os consumidores estão cada vez mais críticos e exigentes quanto à qualidade dos materiais e, principalmente, quanto ao nível de conforto e habitabilidade dos edifícios. Ambientes que não atendam esses quesitos poderão sofrer altos índices de rejeição no momento da compra ou ocupação. Assim, a Associação * Engenheiro Civil pela UNIVALI e Mestre em Engenharia Civil pela UFSC. Professor do curso de Arquitetura e Urbanismo da FACC. 105

2 Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) publicou a NBR /2013. Essa Norma Técnica entrou em vigor em julho de 2013, instituindo níveis mínimos Uma das questões que vem preocupando engenheiros, arquitetos e projetistas refere-se ao conforto acústico dos ambientes, tema central deste artigo. Com o crescimento urbano acelerado, aliado à grande quantidade de automóveis em circulação, os níveis de ruídos gerados nos centros urbanos - do patamares superiores aos recomendados pela NBR /2000. Medições de nível de ríudo de tráfego urbano publicados em Balzan (2011), no centro urbano do município catarinense de Chapecó, evidenciam que esse problema por meio de seus fechamentos, a atenuação de ruído necessária de modo a produzir um nível sonoro interno dentro dos limites preconizados pela norma NBR /2000, que recomenda faixas de níveis sonoros em função do tipo de utilização do ambiente. O índice de isolamento sonoro, ou perda sonora por transmissão de um fechamento, ocorre, principalmente, em função da massa dos elementos que o compõe, obedecendo a Lei das Massas dada pela equação (1). Quanto mais pesado for o fechamento, maior será o isolamento oferecido por ele para uma mesma faixa de frequência e, se dobrando a massa de um fechamento, consegue-se um acréscimo de 6 db no isolamento acústico. PT = -42, log(m.f) (1) em que: PT é a perda por transmissão em db (decibéis); f é a frequência em Hz (Hertz) Por outro lado, quando se fala em tratamento acústico de recintos fechados, observa-se a importância da qualidade sonora. Um ambiente deverá oferecer condições para que seus usuários possam se comunicar da melhor 106

3 forma, ouvir e serem ouvidos de maneira clara e limpa, sem surgimento de eco ou de outro fenômeno que possa prejudicar a inteligibilidade do som. Um parâmetro utilizado para essa avaliação é o tempo de reverberação, resultado da pesquisa de Wallace Clement Sabine ( ), físico norte-americano o tempo de permanência do som após extinguir-se a fonte de emissão. A equação (2) é utilizada para estimar o tempo de reverberação. Convém ressaltar que o tempo de reverberação deve ser calculado para as diversas faixas de frequência que se deseja analisar. em que: TR é o tempo de reverberação em segundos; V é o volume da sala considerada em m³; A é a área do revestimento considerado em m². Um parâmetro de grande interesse para avaliação do Tempo de Revermenor será o tempo de reverberação oferecido pelo ambiente. Materiais leves e macios tendem a ser mais absorventes e, quando bem utilizados, melhoram muito a qualidade acústica dos ambientes fechados. A utilização associada de materiais isolantes (pesados) com materiais absorventes (macios) tem apresentado bons resultados para isolamento acústico. O material mais comum são as paredes compostas por duas placas de gesso acartonado com uma manta de lã de vidro disposta internamente. Essa sistema construtivo a seco, ou Dry wall - tema massa/mola/massa, em que o material absorvente disposto internamente atua como uma mola, promovendo um incremento no isolamento da ordem 107

4 a aplicação de apenas duas placas de gesso sem o material absorvente internamente prejudica muito o isolamento do ruído. Além do exposto, é preciso tomar alguns cuidados no momento da execução, principalmente em relação 2 MATERIAIS ACÚSTICOS PARA ISOLAMENTO DE RUÍDO AÉREO O som é uma perturbação de um meio material elástico que se propaga por ondas esféricas de pressão. A diferenciação de som e ruído é muito subjetiva, dependendo do julgamento do receptor. O que é som para um pode ser ruído para outro. Neste artigo, considera-se ruído um som indesejável ao qual se deseja reduzir a níveis de conforto através de isolamento acústico. O ruído aéreo é aquele que se propaga unicamente pelo ar atmosférico, por exemplo, o som gerado pelo tráfego intenso de veículos em uma rua, ou gerado pela conversa de vizinho do apartamento ao lado, etc. O som que se propaga no ar deve ser tratado de forma diferenciada daquele que se propaga pela estrutura de um edifício; por exemplo, este último, dito ruído estrutural ou de impacto. Nos casos onde se deseja isolar ruído aéreo, a recomendação é utilizar materiais que apresentem grande massa por unidade de área. Dessa forma, o ruído que se propaga no ar dissipará grande parte da sua energia na tarefa de tentar vibrar a estrutura pesada. Portanto, um material pesado irá isolar melhor o ruído aéreo, seguindo o princípio da lei das massas. Um erro muito celular ou mesmo blocos de poliestrieno expandido (isopor ) para isolamento acústico. Esses materiais são muito leves e prejudicam o isolamento do ruído aéreo, contrariando a lei das massas, sendo, dessa forma, contraindicados para a função de isolar ruído. - mento possuem valores razoáveis de massa por unidade de área. Alvenarias com tijolos cerâmicos seis furos e rebocadas em ambas as faces apresentam da ordem de 195 kg/m² se considerar-se a espessura usual de 15 cm. Assim, 108

5 segundo a lei das massas, um fechamento com essas caraterísticas pode oferecer um isolamento de 63 db para uma frequência média considerada de 1 khz. Analisando isoladamente um fechamento de alvenaria, salienta-se que ele desempenha satisfatoriamente sua função ao isolar o ruído aéreo. Contudo, os fechamentos normalmente não são compostos por um único elemento. esquadrias, por exemplo. Quando um fechamento dispõe de esquadrias envidraçadas (janelas), na maioria dos casos, o isolamento acústico global é prejudicado. Embora a densidade do vidro seja da ordem de 2500 kg/m³, quase o dobro da densidade da alvenaria por exemplo, as espessuras de 4 a 6 mm comumente utilizadas geram uma massa por unidade de área com valores extremamente baixos, na vidro não oferece isolamentos maiores que 30 db. O baixo índice de isolamento, somado à má qualidade dos caixilhos e à precariedade nos encaixes das folhas deslizantes, podem derrubar o índice de isolamento de uma janela envidraçada a patamares inferiores a 20 db. Uma parede de alvenaria comum oferece isolamento de 63 db; porém, quando instalada uma janela, numa proporção de 16% da área do fechamento, com vidro com espessura de 4 mm, o isolamento global cai para 45 db. Esses valores podem ser ainda menores na prática, principalmente em função do aparecimento de frestas nos encaixes das janelas. Dessa forma, um especial cuidado deve ser tomado ao se instalar janelas de vidro em fechamentos onde se deseja isolamento acústico. Na maioria dos casos, o ponto fraco do isolamento está justamente na janela. Para melhorar o isolamento acústico, recomenda-se a utilização de janelas com duas lâminas de vidro separadas por uma camada de ar. Ressalta-se que a utilização do vidro duplo não é garantia de sucesso no isolamento acústico. Deve-se avaliar, criteriosamente, a qualidade e estanqueidades dos encaixes das folhas - vamente o índice de isolamento acústico da janela e, por consequência, do fechamento como um todo. A Figura 1 mostra uma janela de vidro duplo e seus elementos. 109

6 Figura 1 - Janela de vidro duplo e seus componentes Fonte: Gerges (2000). No isolamento de ruídos entre ambientes internos, em duas salas divididas por uma parede, por exemplo, alguns cuidados devem ser tomados, a fim de não se ter surpresas indesejáveis no momento da utilização. Ressalta-se a importância de se observarem os encaixes nos batentes de portas, pois eles podem prejudicar, significativamente, o isolamento sonoro da divisória. O material da divisória pode estar com um bom índice de isolamento; porém portas de madeira leve, com encaixes precários, prejudicam o isolamento acústico. Outro ponto a ser observado é a presenção de forros leves, de isopor, PVC ou placa de gesso simples, por exemplo. Esses forros são muito leves e, com isso, possuem baixos índices de isolamento sonoro. A exemplo das portas, eles podem configurar um caminho mais facilitado para o ruído chegar ao ambiente adjacente, embora a divisória seja pesada e isolante. Instalações de ar condicionado dutado também podem funcionar como caminhos abertos para o ruído chegar à outra sala. 110

7 3 MATERIAIS ACÚSTICOS PARA ISOLAMENTO DE RUÍDO DE IMPACTO - ções de maneira geral, é transmitido pela estrutura, por exemplo. Ruídos com essas características são gerados pelo impacto de calçados em pisos, queda de objetos, arraste de móveis, impacto da chuva em telhados, etc. O isolamento do ruído aéreo está totalmente ligado à massa dos elementos, sejam eles de fechamento ou de divisórias. As lajes utilizadas nas construções usuais e as paredes divisórias cumprem seu papel no que tange ao isolamento desse tipo de ruído. A música em volume alto que o vizinho do apartamento de cima ouve é facilmente isolada pela laje que separa os apartamentos. A conversa dos vizinhos do apartamento ao lado também é isolada com facilidade pela parede de alvenaria de tijolos cerâmicos. Contudo, o mesmo desempenho não se observa quando são arrastados móveis no apartamento acima ou mesmo quando do impacto de algum objeto na parede do apartamento ao lado. Isso ocorre porque os ruídos, aéreos e de impacto, possuem características distintas. Diferente do ruído aéreo, o de impacto não vibra o ar, mas, sim, a estrutura sólida (pilares, vigas, lajes, paredes, por exemplo). Para atenuar a propagação do ruído de impacto, deve-se promover a absorção da onda de vibração na estrutura. Nesse contexto, materiais facilmente deformáveis ou com características resilientes e elásticas são indicados para isolar ruído de impacto. Materiais com essas características irão absorver a onda de vibração no momento em que se deformam, voltando à forma original quanto extingue-se a vibração/deformação. Uma laje de concreto com 10 cm de espessura é um bom elemento de isolamento de ruído aéreo; porém o mesmo desempenho não é alcançado quando trata-se de ruído de impacto. Em pisos entre pavimentos de um edifício, por exemplo, onde se deseja isolar o ruído de impacto, de acordo com Gerges (2000), a indicação é a utilização de material resiliente entre o contrapiso e a laje estrutural. O contrapiso é a superfície que recebe o impacto dos calçados, do arraste de móveis e, até mesmo, da queda de objetos. Isolando-se o contrapiso com material elástico 111

8 de toda a estrutura do edifício. O material resiliente irá absorver boa parte da energia da onda de vibração gerada pela queda de um objeto, por exemplo, reduzindo a transmissão desse ruído ao pavimento imediatamente abaixo. A Figura 2 mostra, detalhadamente, a instalação desse tipo de material. Ressalestrutura, inclusive das paredes, sob pena de prejudicar o desempenho do isolamento de maneira geral. a laje estrutural Fonte: Gerges (2000). No Brasil, ainda não existem normas técnicas que regulamentem ou estabeleçam critérios de avaliação de ruído de impacto. Testes práticos realizados em um edifício no município de Concórdia, SC, apresentaram resultados bastante interessantes, em que se conseguiu uma redução de 25 db com a 4 APLICAÇÃO DE MATERIAIS ABSORVEDORES PARA TRATAMENTO ACÚSTICO Em recintos fechados, a preocupação com a qualidade do som revestese de importância e, nesse contexto, existem alguns cuidados a serem tomados no momento de projeto ou da adequação desses ambientes. O ambiente inter- 112

9 no deve oferecer condições que maximizem a inteligibilidade do som, em que as pessoas possam ouvir e serem ouvidas com clareza, evitando, ao máximo, o uso de equipamentos eletroacústicos. Para melhorar a qualidade acústica de ambientes internos, deve-se manter o tempo de reverberação em certos limites, evitando, com isso, o surgimenreverberação em função do volume da sala e da frequência média em Hertz. Figura 3 - Tempo de reverberação em função da utilização e volume de um ambiente Fonte: Metha, Johnson, Rocafort (1999). Para se atingir esses patamares de tempo de reverberação, muitas vezes, a solução é alcançada instalando-se materiais absorvedores (Figura 4a) ou revestimentos ressonantes, como placas perfuradas (Figura 4b). Materiais macios diminuindo o tempo de reverberação. Normalmente, esses materiais são aplicados em paredes e tetos dos ambientes onde se deseja melhorar a qualidade acústica como em teatros, cinemas, auditórios, estúdios de rádio e TV, estúdios de 113

10 gravação, entre outros. Também é possível encotrar esses materiais instalados suspensos no teto. Ressalta-se a importância desses materiais serem incombustíveis, evitando, com isso, a propagação de chamas em situações de incêndio. Figura 4 - Materiais para tratamento acústico interno de ambientes Fonte: Metha et al. (1999). A B Muitas vezes, os materiais absorventes são erroneamente utilizados para isolamento de ruído. Esses materiais não têm função de isolamento, pois apresentam baixa densidade; portanto não isolam ruído. 5 CONCLUSÕES O presente artigo abordou questões relativas ao ruído e seus problemas no âmbito da construção civil. Evidenciaram-se as diferenças entre os tipos de materiais acústicos e suas aplicações. Quando se deseja isolar ruído aéreo, recomenda-se a utilização de ma- - sionais da construção civil que, por falta de conhecimento e, muitas vezes, orientados por fabricantes, acabam utilizando, erroneamente, materiais leves como Isopor ou, até mesmo, blocos de concreto celular leve para serem usados como isolantes, em total desacordo com a lei das massas, prejudicando o desempenho acústico. 114

11 Ainda, com relação ao ruído aéreo, um cuidado especial deve ser tomado quando tratar-se de um fechamento composto. Materiais leves e a presença de frestas podem prejudicar o desempenho do fechamento. Em se tratando de esquadrias, a má qualidade dos encaixes nos batentes prejudica o desempenho acústico como um todo. Nesse contexto, deve-se atentar para os pontos fracos dos fechamentos, que, se não observados e tratados de maneira adequada, podem apresentar resultados bastante desagradáveis. A utilização de materiais pesados nos fechamentos e vidros duplos nas janelas não é garantia de isolamento de ruído. Se a esquadria apresentar frestas ou folgas nos encaixes, o isolamento do fechamento Em relação ao ruído de impacto, que se propaga via estrutura sólida, deve-se promover o isolamento da superfície que recebe o impacto com material resiliente. Dessa forma, a vibração gerada pelo impacto será, em boa parte, absorvida pelo material deformável, impedindo sua propagação no restante da estrutura. Com menos energia para se propagar o ruído, ele chega em níveis baixos nos ambientes adjacentes. ABSTRACT Noise problems reach much of the world s population. In building construction, this problem is not completely understood. This lack of knowledge creates problems with the wrong use of acoustic materials. This paper aims to guide engineers, architects and designers about the use of acoustic materials and their applications in construction. The materials for acoustic treatment are divided into two classes: insulation and absorbers. We tried to show the correct way of application of materials, maximizing their performance. Keywords: Acoustic treatment. Acoustic materials. Noise isolation. Architectural acoustics. 115

12 REFERÊNCIAS ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR : Avaliação do ruído em áreas habitadas, visando o conforto da comunidade - Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, NBR : Níveis de ruído para conforto acústico. Rio de Janeiro: ABNT, NBR Janeiro: ABNT, BALZAN, K. L.. Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental. Universidade Federal de Santa Maria GERGES, S.N.Y. NR Editora Florianópolis: LOSSO, M.; VIVEIROS, E. Gesso acartonado e isolamento acústico: Teoria versus prática no Brasil. X Encontro Nacional de Tecnologia no Ambiente Construído, São Paulo, METHA, M; JOHNSON, J.; ROCAFORT, J. : Principles and Design. Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall, Inc.,