Universidade de São Paulo Faculdade de Arquitetura e Urbanismo Departamento de Tecnologia da Arquitetura AUT 0278 - Desempenho Acústico, Arquitetura e Urbanismo Comportamento Sonoro Ranny L. X. N. Michalski e-mail: rannyxavier@gmail.com Comportamento da Onda Sonora: Considerando apenas o som direto, sem influências das superfícies e obstáculos, a onda sonora tende a propagar-se esfericamente, em todas as direções: 1
Comportamento da Onda Sonora: O que acontece se a onda sonora encontra uma superfície dura e lisa? Reflexão de ondas: Ocorre quando as ondas sonoras encontram superfícies duras e lisas. Nestas condições, voltam para trás, refletindo-se. reflexão sonora ondas sonoras superfície refletora 2
Reflexão sonora: Obedece às leis de reflexão da luz. Vetorialmente o comportamento de uma onda sonora é exatamente o mesmo da ótica. Uma onda refletida determina com a superfície refletora um ângulo igual ao ângulo da onda incidente. Reflexão: Obedece às leis de reflexão da luz. Em meios homogêneos e isotrópicos raios retilíneos e perpendiculares à superfície (ou às linhas) de onda. Raio sonoro refletido tem seu ângulo em relação à superfície igual ao de incidência como se fosse sua imagem em um espelho. n normal à superfície î ângulo incidente ˆr ângulo refletido iˆ rˆ 3
Reflexão: Reflexão em superfície curva Reflexão: Reflexão em superfície curva 4
Reflexão: Reflexão em superfície curva côncava: Concentração dos raios sonoros Reflexão: Reflexão em superfície curva convexa: Difusão dos raios sonoros 5
Reflexão: Sons de alta frequência tendem a sofrer mais reflexões do que sons de baixa frequência e podem provocar sombras acústicas. Reflexão: O som que chega ao receptor é a composição do som direto com as reflexões sonoras. 6
Reflexão: Som direto e primeiras reflexões: Reflexão: Som direto e reflexões: 7
Reflexão: Permite o reforço e a distribuição sonora. Reflexão: Importante em ambientes em que a inteligibilidade é necessária. Porém, em excesso, pode ser prejudicial à inteligibilidade. Pode ser reduzida tratando as superfícies para que sejam menos refletoras. 8
Reverberação: Prolongamento de um som produzido. Deverá ser maior quanto maior for o volume do recinto. Refração: Consiste na passagem do som de um meio de propagação para outro, com mudança de velocidade e direção. Avelocidadeeadireçãovariam,masafrequênciapermanece igual. 9
Refração: Dois meios homogêneos e isotrópicos 1 e 2 separados por uma superfície S Quando a onda sonora passa do meio 1 para o meio 2, ocorre refração. Refração: Velocidades de propagação diferentes em cada meio. n normal à superfície î ângulo incidente ˆr ângulo refratado iˆ rˆ 10
Difração: Propriedade que uma onda sonora apresenta de contornar obstáculos colocados em seu caminho. (A abertura torna-se uma fonte de som secundária.) Difração: Propriedade que uma onda sonora possui de transpor obstáculos posicionados entre a fonte sonora e a recepção, mudando sua direção e reduzindo sua intensidade. 11
Difração: Propriedade que uma onda sonora possui de transpor obstáculos posicionados entre a fonte sonora e a recepção, mudando sua direção e reduzindo sua intensidade. Difração: Fenômeno notório: Ouvimos a buzina de um automóvel antes dele atingir a esquina, apesar de não estarmos vendo-o. 12
Difração: Quando uma onda encontra uma barreira com um orifício: Seodiâmetrodoorifícioéomesmodocomprimentodeonda esperase ondas só no alinhamento do orifício (princípio da propagação retilínea). Se isto não acontece as ondas se encurvam, contornando o obstáculo. Difração: 13
Difração: Sons de baixa frequência arestas objeto como nova fonte Difração: Som muda de direção ao incidir numa extremidade e pode gerar uma sombra acústica. 14
Difração: Em ambientes, a difração relacionada à reflexão é um fenômeno importante. A descontinuidade dos materiais de revestimento, assim como a forma das paredes, provocam a difração, espalhando o som pelo ambiente. Difusão: A difusão proporciona um espalhamento das ondas sonoras. 15
Difusão: Em um ambiente difuso, todos os pontos do ambiente recebem a mesma quantidade de energia sonora, isto é, possuem a mesma pressão sonora. Difusores: Ressonância: Fenômeno que ocorre quando um sistema recebe energia periodicamente numa frequência igual a uma de suas frequências próprias de vibração. Superfícies rígidas de pequenas massas, ao vibrarem por esta influência, tendem a se quebrarem. 16
Ressonância: Vibração de determinado corpo por influência da vibração de outro, na mesma faixa de frequência. Ressonância: A ponte Tacoma Narrows foi destruída quatro meses e seis dias depois da sua inauguração. O vão principal, com 853,44 m de comprimento e 11,89 m de largura, possuía nos dois lados vigas protetoras de aço de 2,44 m de altura. A amplitude máxima das vibrações de torção foram de 35º e a frequência de ressonância foi igual a aproximadamente 0,2 Hz (comprimento de onda de 1,72 m). 17
Eco: Eco: Os nossos ouvidos têm a capacidade de distinguir sons num intervalo de tempo de, no mínimo, 0,1 s (1/15 s). Para que o eco seja ouvido, o tempo entre a produção do som e o seu retorno refletido aos nossos ouvidos deve ser igual ou superior a 0,1 s, ou seja, o som deve percorrer 34 metros antes de retornar aos nossos ouvidos, para que tenhamos a sensação do eco. 18
Eco: Fenômeno que ocorre se a distância entre a fonte sonora e o obstáculo for, no mínimo, de 17 m. Ocorre quando o som é refletido por uma ou mais superfícies e retorna ao receptor em um intervalo de tempo maior que 1/15 do segundo. O eco é classificado palpitante quando se observam sucessivas reflexões entre paredes paralelas de uma sala. Em recintos fechados - Ondas estacionárias: Fenômeno que ocorre em recintos fechados com paredes convergentes formando ângulos menores que 90. Sobreposição de duas ondas de igual frequência, mesma amplitude, mesmo comprimento, mesma direção e que propagam em sentidos opostos. Sensação de desconforto auditivo. 19
Em recintos fechados - Ondas estacionárias: Absorção sonora: Ocorre quando as ondas sonoras encontram superfícies onde são absorvidas, ou seja, deixam de se propagar. 20
Transmissão sonora: Ocorre quando as ondas sonoras encontram superfícies por onde são transmitidas. 21