O que é Ruído de Fachada e Classe de Ruído

Quando falamos de fachadas de edificações está cada vez mais comum falarmos das diversas formas de ruído que chegam nessa fachada e de como podemos trabalhar da melhor maneira para diminuirmos a transmissão desse ruído para dentro dos recintos. Para isso é importante sabermos como realizar uma medição adequada, quais normas são recomendadas, e em qual classes de ruído essa edificação se encontra.

Antes de falarmos sobre questões de medição e classe de ruído é importante comentar que cada vez mais as cidades estão criando seus mapas de ruído com o objetivo de determinar valores de ruído urbano e de como esse afeta a cidade em si e seus habitantes. Resultados de mapas de ruído estão diretamente ligados aos valores imobiliários, pois é preferível vivermos em uma região da cidade com baixos valores de ruído do que em ambientes com altos valores de ruído e também à saúde das pessoas. Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS) o ruido urbano é um problema de saúde pública, que pode ocasionar danos auditivos, como perda temporária e permanente da audição, zumbido e também problemas extra-auditivos como problemas cardiovasculares, insônia e desconforto. Mas como podemos classificar se estamos vivendo em um ambiente ruidoso ou não?

Classes de ruído

Para falarmos de fachadas de uma edificação, temos a NBR 15.575-4 que  determina  os sistemas de vedação vertical externa (fachadas). As fachadas são as  paredes de separação do recinto para com o ambiente exterior. Tais fachadas devem garantir um desempenho acústico adequado em termos do ruído aéreo, ocasionado pelo tráfego de carros, motos, caminhões, aviões, trens, drones, etc. O desempenho acústico mínimo exigido em norma é função do ruído exterior, no entorno da edificação. Para isso, vamos deixar claro que uma fachada geralmente é  constituída por uma parede, com suas diversas morfologias (sacadas, parapeitos, etc) e por uma esquadria. A esquadria em geral é o ponto mais fraco de isolamento acústico de uma fachada. Para um bom isolamento acústico, a esquadria acústica deve ter uma atenção especial durante o projeto da edificação, para evitar frustrações futuras. Em especial o calculo de isolamento acústico deve ser realizado considerando a classe de ruído.

A NBR 15.575 determina diferentes classes de ruído, e para cada classe de ruído foram determinados valores de desempenho mínimo, intermediário e superior. Podemos observar abaixo as diferentes classes de ruído que a norma menciona, para o parâmetro de medição D2m,nT,w (diferença padronizada de nível ponderada à 2m de distância da fachada).

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O quadro nos mostra que existem três tipos de classe de ruído. Se tivermos uma habitação em uma área de ruído intenso ( Classe III)o desempenho mínimo da fachada deve apresentar no mínimo ou maior que D2m,nT,w = 30 dB.

Vale comentar aqui que além de medirmos o D2m,nT,w, podemos estimá-lo matematicamente a partir das propriedades dos diferentes elementos do sistema construtivo da fachada. As uniões e as geometrias  afetam a transmissão sonora. Além disso, podemos realizar simulações com softwares específicos para determinar se o sistema projetado atende ou não ao requisito da norma. Há um artigo no nosso blog falando sobre o SonArchitect uma ferramenta usada para esse fim, clique aqui para ler.

Como avaliar o desempenho da fachada?

Primeiro ressalto que para realizar uma medição de perda de transmissão sonora de fachada não é uma tarefa fácil. Para as medições serem feitas de forma adequada, exige-se um conhecimento prévio do assunto, além dos equipamentos adequados. Um profissional capacitado, geralmente sendo um Engenheiro Acústico, ou também um Engenheiro Mecânico ou Engenheiro Civil especializado com mestrado são os profissionais ideais para avaliar o atendimento da norma de desempenho.

A NBR 15.575 indica dois diferentes métodos de medição, o método de controle e o método de engenharia. A precisão do método de controle é inferior, gerando maiores incertezas nos resultados. Por isso, recomenda-se a realização das medições pelo método de engenharia.

A metodologia de medição é especificada pelas normas ISO 140-5 (de engenharia) e ISO 10.052:2004 (simplificado). Ela é baseada na emissão de ruído do ambiente exterior em direção à fachada por uma fonte sonora controlada (alto-falante). A medição dos níveis de pressão sonora é avaliada em bandas de frequência no exterior da residência, a uma distância de 2 metros da fachada, e no recinto receptor, dentro do ambiente. Veja na figura abaixo o indivíduo na janela do primeiro andar colocando o sonômetro a 2 metros de distância da fachada.

A diferença entre esses níveis irá nos dar a Diferença padronizada de níveis (D2m,nT), considerando os efeitos de absorção do recinto receptor. É interessante observar que os erros metrológicos podem chegar a até 3 dB para esse índice conforme o método, segundo o IPT. Após a medição, o resultado pode ser convertido em um número único, através do procedimento existente na ISO 717-1. Assim, a diferença padronizada de nível ponderado é obtida (D2m,nT,w). Esse é o valor que deve ser comparado com o estabelecido na norma NBR 15575-4, de acordo com a classe de ruído. O resultado da medição dá como conclusão do laudo o desempenho acústico de fachada daquela edificação naquelas condições.

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Além disso, está cada vez mais comum cidades possuírem seus mapas de ruído. Um mapa de ruído é importante pois influencia diretamente na valorização (ou desvalorização) de um imóvel. O ruído é um indicador da qualidade acústica de uma habitação, pois o cliente sempre irá optar por viver em um ambiente com mais conforto.

Um mapa de ruído pode ser útil para diagnosticar os problemas de uma região e se a norma NBR 10.151 de ruído em comunidades está realmente sendo eficaz. A NBR 10.151 estabelece os limites máximos de ruído de acordo com o zoneamento da região. Além disso, ela propõe um método de medição de acústica ambiental e indica quais critérios os equipamentos de medição devem atender.

Inovações tecnológicas em acústica ambiental

Além da forma de medição que mencionamos, já existem maneiras inovadoras de realizar um mapa de ruído, usando como por exemplo sensores IoT (Internet of Things) para criar modelos 3D de mais alta fidelidade, que podem capturar a dimensão dos edifícios com precisão de cerca de 5 cm. Você pode saber mais sobre Novos métodos de medição e modelagem de ruído ambiental, aliados à saúde ocupacional em um webinar exclusivo do Portal Acústica clicando aqui. E o mais interessante é que esses dados podem abastecer enormes data centers onde será possível realizar análises de Big Data para acionar alarmes, mecanismos de fiscalização ou até prever comportamentos e aplicar multas.

Devemos estar atentos às diferentes inovação tecnológicas para o cálculo do ruído de fachada, e cabe às construtoras e grandes ndústrias se adequarem a essas diferentes formas de medição para se prevenirem de problemas com a sociedade civil. O perfil dos profissionais necessários para esse tipo de trabalho está se mudando rapidamente. Portanto, para garantir a tranquilidade e saúde da população os órgãos públicos também devem fazer a sua parte, o que consequentemente vai gerar mecanismos mais fortes de fiscalização e por fim mais mobilização das empresas para investir em qualidade de vida.

 

 

Preciso de espuma acústica no meu estúdio?

Muitas pessoas procuram por espumas acústicas para seu home estúdio, sala de gravação de videos para o youtube, ou ainda para uma aplicação profissional. Poucas pessoas realmente sabem é como escolher a espuma acústica ideal para o seu propósito. Neste artigo quero trazer um pouco da minha experiência com materiais acústicos para te ajudar a escolher uma espuma acústica mais adequada com a sua aplicação.

Antes de mais nada, vamos dar um passo atrás e entender mais sobre os materiais acústicos de uma maneira geral. Quando falamos de acústico, pensamos em um material para absorver o som e tentar reduzir a reverberação de um local. Essa redução, do que algumas pessoas inadvertidamente chamam de “eco”, é necessária para atingirmos o tempo de reverberação ideal de uma sala. Cada sala tem uma aplicação distinta, e com isso tempos de reverberação ótimos. Falo sobre a diferença de eco e reverberação neste outro post aqui. E sobre a reverberação ideal neste post aqui.

Tipos de materiais acústicos

Existem materiais acústicos de absorção de basicamente 4 tipos:

  • porosos
  • fibrosos
  • membranosos
  • reativos

Os materiais porosos é que chamamos de espumas, pois eles apresentam poros que dissipam o som por viscosidade nos pequenos canais, transformando o som em calor. Além disso, a estrutura do material pode vibrar, causando também a transferência de energia sonora em vibração, e com isso sendo dissipado-a no material. Exemplos são as espumas acústicas de poliuretano e espumas acústicas de melamina, que são as mais encontradas no mercado. Entretanto, especial atenção deve ser dada a questão de flamabilidade, ou melhor, como se comportam em relação ao fogo. Tais materiais atuam principalmente em frequências mais agudas, não sendo muito eficientes em frequências baixas, nos formatos de painéis finos encontrados no mercado. Os perfis, que são essas ondulações, causam melhor direcionamento das ondas sonoras para dentro do material, e com isso aumentando sua eficiência. Isso é bem interessante no caso de cunhas anecoicas, que são essas espumas em formato de cunha, usadas em câmaras com 99% de absorção do som.

Exemplo de espuma perfilada em melamina

Exemplo de espuma perfilada em melamina

Os materiais fibrosos, apresentam estruturas com cavidades entre as fibras, que também vibram e dissipam o som. Os químicos são especialistas em alterar os tamanhos das fibras e utilizar diferentes ligantes para obter propriedades distintas. Exemplos destes materiais são as fibras naturais de côco, banana, e as sintéticas de poliester, também chamada de PET. Nesta categoria poderíamos colocar às lãs de vidro e lã de rocha, que são muito utilizadas em  projetos acústicos. Entretanto, temos que ter cuidado com fibras pequenas que se desprendem do material e podem causar irritação nas vias aéreas. Esses materiais funcionam bem em frequências médias e altas.

uma alternativa de painel acústico fibroso

Uma alternativa de painel acústico fibroso usando madeira mineralizada em fibras

Os materiais membranosos são compostos por uma cavidade que possui uma membrana vibratória em frente. Eles em geral funcionam bem para frequências mais graves a médias, e são dependentes da massa por metro quadrado e do tamanho da cavidade para sintonizar o som que se queira absorver. Eles em geral são difíceis de serem encontrados no mercado e muitas pessoas fazem os seus próprios de acordo com a necessidade e exigência do projeto acústico da sala.

Já os materiais reativos, ou ressonadores, são materiais que combinam uma cavidade com uma ou mais aberturas, de forma a sintonizar também faixas de frequência específicas. Os ressonadores de Helmholtz, por exemplo, são eficientes em baixas e médias frequências, sendo altamente dependentes da macro geometria e sintonizáveis.

Ressonadores acústicos em madeira.

Ressonadores acústicos em madeira.

Em geral os materiais acústicos com geometrias distintas e personalizáveis são conhecidos como metamateriais. Um termo que foi cunhado junto ao pessoal que trabalha com óptica, mas que também é aplicável em acústica. Explico mais sobre esse conceito neste outro artigo aqui.

Qual espuma acústica escolher?

Agora que você viu que existem diferentes categorias de materiais acústicos de absorção. Quem disse que você necessariamente precisa de uma espuma? Lembre-se do caso da boate Kiss em Santa Maria que foi incendiada e houveram muitas mortes. Causa disso foi a espuma inflamável, e com fumaça altamente tóxica, feita de material utilizado para fazer colchões. Esse com certeza não foi um projeto feito por um profissional qualificado, o que acarretou em uma tragédia de grandes proporções.

Dito isso, o ideal é analisar se a sua sala está com um tempo de reverberação ideal e equilibrado em toda a faixa de frequência. Achando as falhas da sua sala, é possível corrigi-la ao aplicar os materiais adequados e nas posições mais eficientes. E claro, tudo depende do seu grau de exigência em termos de qualidade sonora. Mas se sua aplicação for profissional, você desejaria que seu áudio refletisse seu profissionalismo. Lembre-se, uma gravação ruim soa mal, mesmo que você passe horas tentando consertá-la.

Ao projetarmos um estúdio com uma boa qualidade acústica devemos sempre ter em mente que é necessário controlar a reverberação do local, pois essa reverberação geralmente é indesejável. A sala de gravação da voz em geral deve ser neutra, permitindo colocar efeitos posteriormente. Em relação à música isso se altera um pouco. Podemos ter salas com reverberação maior que dêem uma coloração interessante, e com isso mais riqueza ao som.

A reverberação é medida através do parâmetro chamado tempo de reverberação, sendo que para estúdios pequenos deve ser entre 0,3~0,6 s, mas esse valor varia com o volume do local e o tipo de música que se deseja trabalhar. Portanto, um estúdio com acústica variável é altamente recomendado para quem quer ter versatilidade e proporcionar qualidade aos seus clientes.

Como dito, tempo de reverberação está diretamente ligado ao volume do estúdio e também as áreas dos materiais que compõe a sala, como por exemplo os revestimentos das paredes, cadeiras, mesas e pessoas. Cada elemento tem um respectivo coeficiente de absorção sonoro.

Podemos definir o coeficiente de absorção, como sendo a quantidade de energia sonora que a espuma acústica é capaz de absorver de uma onda incidente. Em uma gravação, a nossa faixa de frequência de interesse é entre 20~20.000 Hz (faixa de audição do ser humano) e como comentamos, as espumas acústicas não absorvem em todas essas faixas de frequência. Para isso, é necessário utilizarmos mais de um material absorvente no projeto de um estúdio de gravação, por exemplo. Aqui vemos um estúdio da Minneapolis Audio Recording Studio, onde podemos observar que essa não é uma sala muito grande, mas que possui diferentes materiais por toda a sala. Essa distribuição foi planejada e confere uma boa qualidade sonora e estética ao ambiente, diferente de muitos home studio que estão cheios de apenas um material de uma única cor e em toda uma parede. Pense diferente, e com criatividade. Além disso, a posição dos materiais de absorção pode ser fundamental para evitar reflexões primárias que podem degradar a qualidade na posição de audição.

Minneapolis Audio Recording Studio

Dicas para um bom projeto

Vimos que existem diferentes classes de materiais acústicos para salas, como um home studio, ou estúdios de gravação. Cada tipo de material possui características diferentes e são melhor aproveitados em certas faixas de frequência. Além disso, para um bom projeto, é necessário adequar a sua sala de acordo com o estilo musical ou para locução. Parece uma tarefa simples, apenas escolher alguns materiais e colocar na parede, mas não é fácil se você realmente quer algo de qualidade. Então, não necessariamente você precisa de uma espuma acústica. Pode ser que o seu problema esteja relacionado a uma frequência grave que seja um problema da geometria da sala. Ou ainda, pode haver uma frequência média que te consumiria muito dinheiro em um material caro e que quem sabe um painel amadeirado e perfurado resolva. Considere, portanto, diferentes materiais e o apoio de um consultor em acústica para obter um projeto equilibrado, e que atenda o seu propósito de conforto e qualidade. Em outra oportunidade falamos mais sobre isolamento acústico…

Gostou do tema? Que tal saber mais sobre materiais acústicos para acústica de salas.

Se inscreva no webinar gratuito com o professor especialista no tema que foi gravado recentemente.

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Como os drones auxiliam o controle ambiental

Quando a maioria das pessoas pensa em drones, provavelmente associa a uma diversão, ou para fazer boas imagens aéreas. Mas tem muita gente usando eles para aplicações mais refinadas que demandam tecnologia avançada. Esses pequenos brinquedos na verdade podem ser grandes aliados no agronegócio, cinema, aplicações industriais, mas também para a engenharia civil e ambiental. Neste artigo quero explorar um pouco o tema ao usar os drones para realizar mapeamentos que sirvam como base para o controle ambiental. Inclusive esse controle pode incluir parâmetros como térmicos e acústicos.

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Criei um interesse especial sobre esse tema depois de participar o maior Forum de aviação do mundo, o AIAA Aviation Forum, realizado em Denver, onde apresentei um trabalho sobre medição acústica para materiais acústicos em aeronaves no congresso de aeroacústica, o AIAA/CEAS. E esse gosto me levou a estudar mais o tema que compartilho aqui com vocês.

Pablo no congresso AIAA

Pablo Serrano no congresso AIAA/CEAS (Não reparem o penteado…)

Uso de drones em engenharia

Uma empresa russa chamada Geoscan desenvolveu um software chamado Photoscan, que permite coletar diversas imagens aéreas de um drone, referenciar elas através de satélites e com isso gerar mapas tridimensionais de qualidade. Veja o video abaixo.

Imagine agora poder utilizar tais imagens para fazer a gestão de obras em andamento. Uma possibilidade é a entrada neste mapa virtual ultra realístico para realizar inspeções usando realidade virtual, o que não é nada do outro mundo hoje em dia.

Existem diversas aplicações dos drones, e vou listar algumas aplicáveis à engenharia ambiental, mecânica, elétrica e civil abaixo:

  • Mapeamento térmico para inspeção de tubulações utilizando câmeras térmicas
  • Elaboração de modelos 3D para museus e arquivo
  • Controle e gestão de obras
  • Monitoramento de desmatamento
  • Monitoramento de dispersão de gases poluentes
  • Monitoramento de vazamentos de poluentes em águas
  • Inspeção de parques eólicos
  • Inspeção de linhas de transmissão de energia
  • Fiscalização do plano diretor por invasão de áreas
  • Acompanhamento de ocupação do solo

Enfim, o que gostaríamos de salientar, é que os modelos tridimensionais podem ser utilizados como arquivos de alta fidelidade, com precisão de cerca de 5 cm dependendo da tecnologia, para elaboração de modelos de engenharia. Quando digo modelos, podemos pensar em um cálculo matemático usando parâmetros físicos para descrever o comportamento de um fenômeno. Por exemplo a dispersão de um gás em uma cidade, de acordo com a direção do vento, densidade e relevo. Outro parâmetro que depende fortemente do relevo e da absorção dos materiais é o som.

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Modelos de propagação sonora

A propagação sonora em ambientes abertos, por vezes é realizada em softwares, como o iNoise, que simplificam ao máximo o relevo e as propriedades acústicas de absorção dos materiais, e permitem realizar cálculos rápidos dos níveis de pressão sonora. Entretanto, se realizamos algumas medições em pontos específicos e criarmos um modelo, esse será praticamente estático.

Para se ter mais qualidade de detalhes do relevo, os drones permitem realizar medições em intervalos regulares de tempo. E com isso ter mapas atualizados e com alta qualidade, que permitem atualizar o mapa de ruído periodicamente. Se aliarmos a posição de cada medidor de nível de pressão sonora que está realizando uma medição contínua, com as coordenadas de GPS das ortofotos geradas pelas imagens do drone, podemos ter um mapa acústico em tempo real! Isso é incrível e praticamente inconcebível para muitas pessoas, visto o custo computacional. Entretanto, essa pode ser uma solução muito interessante para monitoramento de explosões, de eventos esportivos ou culturais com duração reduzida e que causam um impacto ambiental considerável.

Como fazer isso

Primeiramente é necessário dispor de um drone que tenha capacidade de carregar uma câmera adequada à aplicação. Por exemplo, se o objetivo é determinar a periculosidade em uma chaminé, pode-se utilizar uma câmera térmica que inclusive pode ser colocada em um drone durante a noite para verificar a temperatura e inspecionar rachaduras nas paredes da chaminé.

Depois é necessário um software de processamento de imagens para geração das ortofotos. O Photoscan é uma das alternativas, e o Drone Deploy é outra. Depois de possuir as ortophotos é necessário um software de modelagem acústica, por exemplo o iNoise, que importa os arquivos do relevo e realiza os cálculos de propagação ao inserir as fontes sonoras. Os dados das fontes sonoras podem ser adquiridos em tempo real de uma estação de monitoramento ambiental, ou ainda podem vir de medições realizadas por um profissional que foi à campo.

O site Ambiência Acústica apresenta mais detalhes em termos de legislação e de como isso é realizado considerando fatores importantes como a insalubridade. Essa questão de segurança do trabalho é de extrema importância visto a enorme quantidade de processos trabalhistas advindos da falta de projeto, controle e manutenção de infra-estruturas que abrigam diversos funcionários, os quais estão expostos a agentes de risco.

Outra referência interessante é o projeto BlueAeroVision que trás mais detalhes sobre as diversas aplicações do uso de drones na engenharia. Vale a pena conferir, portanto veja o video abaixo.

 

Se você se interessou e quer saber mais. Nós do Portal Acústica vamos fazer um webinar, neste dia 10/01/2018 às 20h de Brasília, entrevistando o MEng. Rogério Regazzi, que é especialista no tema. Vamos abordar as tecnologias e aplicações, explorando a questão de saúde ocupacional e de controle ambiental.

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