Toda situação acústica envolve, necessariamente, 3 elementos: RECEPTOR FONTE MEIO DE PROPAGAÇÃO A resposta acústica de um ambiente depende das características morfológicas do meio de propagação.
PROPAGAÇÃO SONORA A energia sonora (E I ) que incide sobre um obstáculo pode ser: ER REFLETIDA (ER), voltando ao meio de incidência; ED ABSORVIDA (EA) pelo obstáculo; E I EA ET TRANSMITIDA (ET), passando ao meio posterior ao obstáculo. DIFRATADA (ED), através de frestas ou contornando o obstáculo.
REFLEXÃO Por definição, raio sonoro é o trajeto percorrido por um ponto de uma onda sonora. O raio sonoro forma com o plano refletor um ângulo igual ao formado pelo raio incidente. A menor dimensão do plano refletor deve ser igual ou maior a quatro vezes o comprimento de onda (λ). A quantidade de energia refletida depende do coeficiente de absorção do plano refletor. A distribuição espacial da energia refletida depende da forma e rugosidade das superfícies. β = β β β
Materiais duros e polidos refletem a maior parte da energia sonora incidente. ER Ei Ei ER Ei ER
ABSORÇÃO A quantidade de energia que retorna ao meio de incidência varia em função do coeficiente de absorção sonora ( α) do plano refletor. Coeficiente de absorção sonora é a relação entre a energia absorvida pelo material e energia incidente. Os valores de (α) variam de 0 (totalmente reflexivo) a 1 (totalmente absorvente). Sempre que a onda sonora encontra um obstáculo, parte da energia incidente será absorvida. Ei ER EA Como o coeficiente de absorção varia em função da freqüência, além de atenuado o som refletido sofre modificações em sua composição espectral. Cine Botafogo Arteplex
MATERIAIS POROSOS E FIBROSOS Os materiais porosos e fibrosos apresentam vazios, através dos quais penetram as ondas sonoras. O movimento do ar contido nos poros, sob o efeito da variação de pressão acústica, transforma parte da energia sonora em energia térmica. Esta família de materiais apresenta melhor desempenho nas freqüências médias e altas. Forro suspenso de lã de vidro Placas de espuma de poliuretano NRC 0,75 NRC (Noise Reduction Class) é a media aritmética dos coeficientes de absorção Sonora, para as freqüências de 250, 500, 1000 e 2000 Hz.
CHAPAS PERFURADAS A onda sonora penetra através dos orifícios e provoca a vibração do ar, transformando, pelo atrito, a energia sonora em energia mecânica. È mais eficiente nas baixas freqüências. Forro em chapa metálica perfurada Placas de gesso perfurado NRC 0,7 a 0,95 Para melhorar o desempenho nos tons médios e agudos, pode ser combinado com mantas de lã mineral ou feltros acústicos.
COEFICIENTES (α) DE ABSORÇÃO ACÚSTICA Materiais de construção usuais 125 250 500 1000 2000 4000 Reboco áspero, cal 0,03 0,03 0,03 0,03 0,04 0,07 Reboco liso 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,06 Teto pesado suspenso (de gesso) 0,02-0,03- - 0,05 - Estuque 0,03-0,04-0,07 - Superfície de concreto 0,02 0,03 0,03 0,03 0,04 0,07 Revestimento de pedras sintéticas 0,02-0,05-0,07 - Chapa de mármore 0,01 0,01 0,01-0,02 - Vidraça de janela - 0,04 0,03 0,02 - - Assoalhos Tapetes de borracha 0,04 0,04 0,08 0,12 0,03 0,10 Taco colado 0,04 0,04 0,06 0,12 0,10 0,17 Linóleo 0,02-0,03-0,04 - Passadeira fina porosa 0,03-0,17-0,40 - Tapete de boucle duro 0,03 0,03 0,04 0,10 0,19 0,35 Tapete de 5 mm de espessura 0,04 0,04 0,15 0,29 0,52 0,59 Tapete boucle macio 0,08-0,20-0,52 - Tapete de veludo 0,02 0,06 0,10 0,24 0,42 0,60 Tapete 5mm sobre base de feltro 5mm 0,07 0,21 0,57 0,66 0,81 0,72
Móveis, tecidos, gente 125 250 500 1000 2000 4000 Uma pessoa com cadeira 0,33-0,44-0,40 - Poltrona estofada vazia coberta de tecido 0,28 0,26 0,28 0,26 0,34 0,34 Cadeira estofada, chata, c/ tecido, vazia 0,13-0,20-0,25 - Cadeira idem, com couro sintético 0,13-0,15-0,07 - Cadeira de assento dobradiço, de madeira vazia 0,05 0,05 0,05 0,05 0,08 0,05 Tecido de algodão esticado liso 0,04-0,13-0,32 - Idem 50/150mm na frente de parede lisa 0,20-0,38-0,45 - Feltro de fibra natural 5 mm de espessura 0,09 0,12 0,18 0,30 0,55 0,59 Cortina de porta comum, opaca 0,15-0,20-0,40 - Tela cinematográfica 0,10-0,20-0,50 - Público em ambientes muito grandes (1 pessoa) 0,13 0,31 0,45 0,51 0,51 0,43 Portas, Janelas e Aberturas Janela aberta 1.00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 Portas de madeira, fechadas 0,14-0,06-0,10 - Palco sem cortina 0,30-0,25-0,40 - Recessos com cortinas 0,25-0,30-0,35 - Abertura embaixo de balcão 0,25 - - - - 0,80 Grade de ventilador cada 50% de seção livre 0,30-0,50-0,50 -
Outros materiais 125 250 500 1000 2000 4000 Carpete 10mm sobre concreto 0,09 0,18 0,21 0,26 0,27 0,47 Carpete mural 0,02 0,04 0,10 0,12 0,29 0,40 Forro colméia c/ manta de lã de vidro 0,30 034 0,56 0,56 0,57 0,34 Forro de gesso perfurado 0,17 0,47 0,68 0,55 0,35 0,33 Forro de gesso perfurado c/ manta de lã de vidro 0,68 0,90 0,78 0,65 0,50 0,45 Forro suspenso de lã vidro 0,35 0,80 0,95 0,80 0,95 1,00 Lã de vidro revestida com tecido 0,08 0,40 0,82 0,90 0,88 0,99 Lã de vidro revestida com véu de vidro 0,12 0,69 0,98 1,00 1,00 1,00 Placas de espuma ondulada 35mm 0,11 0,21 0,48 0,71 0,86 0,94 Placas de espuma plana 20mm 0,04 0,12 0,32 0,66 0,94 1,00 O uso de materiais de absorção em EAS é recomendado para reduzir a reverberação de vozes em espaços de reunião (hall, espera), atenuar o ruído ambiente (casas de máquinas e equipamentos) e para melhorara s condições de privacidade (consultórios e salas de reunião) e audibilidade (salas de aula e auditórios).
TRANSMISSÃO A relação entre a energia sonora incidente (EI) e a energia sonora transmitida (ET) define a capacidade de ISOLAMENTO de um material de vedação. EI ET STC (Sound Transmission Class) é um indicador global (para todas as faixas de freqüências) do isolamento oferecido por materiais de vedação. RW (Weighted Sound Reduction Insulation Index) éum índice ponderado, expresso em decibéis (db), usado para quantificar o isolamento - global ou por faixa de freqüência- dos materiais de vedação. O RW é utilizado pela maioria dos países europeus e o STC pelos Estados Unidos. No Brasil, o STC é adotado pela ABNT.
Paredes simples, homogêneas obedecem à chamada LEI DA MASSA: o isolamento sonoro aumenta de 4 db a cada vez que a massa superficial da parede é dobrada. EI ET Por exemplo, se uma parede de 80 kg/m 2 apresenta um isolamento de 38 db, o isolamento de uma parede de 40 kg/m 2 será de cerca de 34 db e de uma parede de 160 kg/m 2 de 44 db. Os materiais tradicionais (lajes de concreto, alvenarias, vidros monolíticos, etc) obedecem à lei da massa.
ISOLAMENTO SONORO DE ALGUNS MATERIAIS DE VEDAÇÃO (Lei da Massa) MATERIAL espessura (cm) massa (kg/ m 2 ) Tijolo cerâmico, maciço, reboco nas duas faces 9 170 37 Tijolo cerâmico, furado, reboco nas duas faces 12 150 36 Tijolo cerâmico, furado, reboco nas duas faces 19 250 39 Bloco de concreto, reboco nas duas faces 14 240 38 Laje de concreto 10 300 40 Porta simples, batente e soleira sem vedação 4 6 18 Porta simples, batente e soleira vedados 4 6 24 Janela simples, vidro 3mm, caixilho sem vedação 7-10 R W (db)
Para as situações em que o uso de materiais que obedecem a lei da massa não é suficiente (ou tecnicamente adequado), deve-se optar por sistemas do tipo MASSA MOLA- MASSA. massa mola massa O sistema é constituído por painéis leves (massa) separados por camada de ar ou material fibroso (mola) que amortece a onda sonora, reduzindo a transmissão do ruído entre compartimentos. Apesar de mais leve, o sistema apresenta desempenho superior ao oferecido pela lei da massa para uma divisória com a mesma espessura. O desempenho do conjunto depende da distância entre elementos e das condições de conexão entre eles. Paredes ou forros de gesso acartonado, vidros duplos ou laminados são exemplos de sistemas do tipo massa-mola-massa.
ISOLAMENTO SONORO DE ALGUNS SISTEMAS MASSA-MOLA-MASSA 1 MATERIAL Divisória de gesso acartonado, 1 chapa (12,5 mm) de cada lado espessura (cm) massa (kg/ m 2 ) R W (db) 7,3 22 44 2 3 4 5 Divisória de gesso acartonado, 2 chapas (12,5 mm) de cada lado Divisória de gesso acartonado, 2 chapas (12,5 mm) de cada lado, estrutura alternada (zig-zag) Divisória de gesso acartonado, 2 chapas (12,5 mm) de cada lado, estrutura alternada (zig-zag) Divisória de gesso acartonado, 2 chapas (12,5 mm) de cada lado, com miolo de lã mineral (100 mm) 9,8 43 50 20 43 52 30 57 60 12,4 57 63
CAMPO LIVRE Não existe obstáculo entre a fonte e o receptor. O nível sonoro percebido depende fundamentalmente da distância fonte/ receptor.
CAMPO REVERBERANTE A onda sonora sofre sucessivas reflexões; O nível sonoro depende da distância fonte/ receptor, da geometria do espaço e do coeficiente de absorção das superfícies refletoras. Cine Arteplex Botafogo - Galeria RECEPTOR FONTE