Janelas antirruído e projeto acústico de fachadas

Muitas vezes, na hora de lazer ou de trabalho, acabamos nos deparando com um vizinho com música alta, com o ruído do tráfego de veículos ou até mesmo de pessoas conversando na rua. Geralmente, só sentimos esse incômodo quando ele é tido em excesso. Mas esse ruído urbano é classificado pela Organização Mundial de Saúde (OMS) como um problema de saúde pública, podendo ocasionar danos auditivos, como perda temporária e permanente da audição e também problemas extra-auditivos, como cardiovasculares, insônia e desconforto. Por causa disso, cada vez mais, a questão do ruído urbano está levando órgãos públicos e empresas a repensarem questões de acústica ambiental (urbana) e questões de isolamento acústico em edificações.

Com a preocupação da saúde e do bem estar da população foi criada, no Brasil, a NBR 15.575, que determina valores mínimos de isolamento acústico para pisos, paredes externas e paredes internas de edificações. Ela também determina o Rw, que é o índice de redução sonora ponderado, o principal parâmetro para a determinação do isolamento sonoro. Na maioria das vezes, o maior cuidado que precisamos ter é com as paredes externas, pois é a partir dessas que se tem os ruídos vindos do exterior e que nos incomodam tanto. Com um tratamento adequado da parede externa, principalmente das esquadrias, esse problema pode ser solucionado.

Sabemos que uma parede é composta por diversas morfologias e que junto à essa temos a esquadria que, em geral, é o ponto mais fraco de isolamento acústico de uma fachada. Por isso as esquadrias merecem um cuidado especial na hora do projeto. No ramo de construção civil brasileira é comum utilizarmos janelas simples, mas em um projeto com um bom isolamento acústico isso não é suficiente. Já existem no mercado uma gama de tipos de janelas antirruído, sendo essas dominadas por janelas duplas. Porém, antes de falarmos sobre este assunto, devemos entender como funciona, de forma básica, a transmissão de uma onda sonora em uma esquadria e uma parede.

Na figura abaixo podemos observar que há três efeitos diferentes para uma onda sonora que incide em um aparato. Ela pode ser tanto refletida de volta ao ambiente, dissipada em forma de vibração ao longo da estrutura ou transmitira para o outro lado da parede.

Propagação sonora em uma parede

A nossa preocupação principal é fazer com que a onda incidente, que pode ser o ruído urbano, seja o mínimo transmitido possível para dentro da sua casa ou apartamento. Para isso temos de trabalhar com materiais especiais para ter um bom isolamento sonoro.

JANELAS SIMPLES

É comum em projetos brasileiros utilizar janelas simples, devido ao custo-benefício. Essas janelas são compostas por vidros com uma espessura de 4 à 8 mm e é comum a esquadria ser composta por alumínio, madeira ou PVC. É normal uma janela simples possuir um Rw entre 19~21 dB o que não acaba atendendo aos requisitos mínimos da NBR 15.575.  Algumas pesquisas mostram que deve-se esperar uma perda de desempenho de cerca de 5 dB, em média, entre o resultado obtido no laboratório e o do campo, mas podemos calcular através da norma EN 12354.

JANELAS DUPLAS

Para um bom desempenho de isolamento sonoro em edificações é comum utilizarmos janelas duplas. O objetivo é oferecer uma maior resistência à passagem da onda sonora pelo material (sendo a janela de vidro por exemplo). Para realizar esse isso, uma janela dupla deve ser composta de duas camadas de vidro e entre elas geralmente deixamos uma camada de ar, pois conforme a onda vai passando na estrutura vidro-ar-vidro ela perde mais energia do que passando por uma estrutura vidro-vidro, devido à troca de energias com os diferentes meios. Temos no mercado as janelas de vidro duplo, com espessuras variando de entre 6 e 10 mm, as quais possuem um Rw entre 32~37 dB, sendo esses valores satisfatórios para uma obra em locais de ruído não muito intenso.

Vidro duplo

Existem também opções de janelas com vidro triplo e quádruplo, porém, devemos analisar sempre o custo-benefício do projeto e para isso o indicado é realizar um estudo de impacto ambiental nos arredores do local para determinarmos valores de ruído externo. Desta forma saberemos qual é a janela mais adequada para o projeto.

JANELAS DE INOVAÇÕES TECNOLÓGICAS

Janelas com controle ativo de ruído são produtos de inovações tecnológicas, mas ainda não muito utilizados no mercado. Elas têm como funcionamento o princípio de ondas destrutiva,  podendo ser a onda 1, uma onda provinda do ambiente externo (ruído) no qual haverá um dispositivo eletrônico junto a janela que irá reconhecer o ruído incidente e o mesmo irá reproduzir uma onda 2, de fase invertida, o que acarretará no cancelamento da onda. Essa parece ser uma ideia que acabaria com o problema do ruído externo, porém, o princípio de controle ativo de ruído em estruturas como janelas possuem algumas limitações na faixa de frequência e ainda não possuem resultados satisfatórios como os de isolamento de uma janela de vidro duplo. Mas essa é uma área que está sendo estudada e no futuro podemos ter bons materiais no mercado.

Também estão sendo estudadas as janelas ventiladas. O Brasil é um país tropical e parece interessante termos um sistema com uma ventilação natural do ambiente. Da mesma forma, como no controle ativo, essas janelas estão em fase de estudos, pois como irão proporcionar uma ventilação, suas esquadrias deixarão frestas, o que não seria adequado para ter um bom isolamento sonoro. Você pode saber assistindo o webinar de inovações tecnológicas clicando aqui.

Dicas importantes na escolha de uma janela adequada

Há diversos cuidados que devemos ter ao adquirir uma janela para um projeto. As janelas são formadas por vários elementos (vidro, esquadria, sistema de fechamento e vedações), em que cada um deles tem papel importante no desempenho final do produto. Devido a esta complexidade, é recomendável que os fabricantes forneçam ensaios de laboratório, a fim de comprovar seu isolamento acústico. Para além disso, o mais adequado para os fabricantes quando mostrarem seus produtos é que esses resultados venham em forma de banda de frequência, para que na hora da compra o cliente possa ter o conhecimento em quais há um maior isolamento.

Também devemos levar em consideração alguns cuidados para que a janela seja instalada de forma adequada para se ter uma melhor qualidade. O principal cuidado no momento da instalação é para que não fiquem frestas entre a esquadria e a parede. Isso vai impedir a passagem do som por meio de vibração estrutural dessas frestas.

Para maiores informações sobre como realizar medições, qual janela adequada para a sua obra ou maiores cuidados na compra e na instalação da sua janela, deve-se procurar um especialista em isolamento acústico em edificações, bem como um Engenheiro Acústico ou um Engenheiro Civil, ou ainda, um técnico em edificações que tenha entendimento no assunto.

Além disso, é necessário ter o conhecimento sobre elementos construtivos, como quais tipos de vidro e de esquadrias são mais adequados para o seu projeto e também conhecimentos técnicos como a importância da lei da massa, da lei das frestas, de como realizar uma medição adequada em laboratório e in loco, seguindo as devidas normas internacionais. Para isso estaremos lançando nos próximos dias um e-book que é um Manual de Janelas Antirruído, não deixe de conferir esse material completo nos próximos dias.

 

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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.

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ProAcústica, o que é e o que faz essa associação?

Acústica é um nicho de mercado bastante interessante com muita potencialidade e profissionais em formação. Prova disso é a criação recente da ProAcústica em 2012 e lançamento em 2011. A ProAcústica Associação Brasileira para a Qualidade Acústica é um entidade sem fins lucrativos que tem por finalidade congregar empresas e profissionais, dispostos a alavancar o desenvolvimento da Acústica Aplicada no Brasil, campo que abrange também a Ciência das Vibrações. Atualmente a associação conta com cerca de 70 associados, entre eles fundadores, efetivos e beneméritos. São tanto empresas quanto pessoas físicas que atuam no mercado de acústica no Brasil. A missão da ProAcústica é “promover e divulgar para a sociedade a importância da boa técnica, da qualidade acústica nas edificações e no meio ambiente, como fator de bem-estar e saúde.” Uma missão que se assemelha com a do Portal Acústica que é “entregar à sociedade informação relevante sobre tecnologias, produtos, serviços e profissionais de acústica, visando auxiliar o mercado consumidor e estimular parcerias.”

ProAcustica

A diretoria da ProAcústica reelegeu como presidente executivo Edison Claro de Moraes para o Biênio 2018 e 2019, uma pessoa muito influente e engajada com a causa da acústica no Brasil. A diretoria ficou assim:

Diretoria Executiva
Presidente Executivo | Edison Claro de Moraes
Vice-Presidente Administrativo Financeiro | Alberto Safra
Vice-Presidente de Atividades Técnicas | Marcos Cesar de Barros Holtz
Vice-Presidente de Comunicação e Marketing | Luciano Nakad Marcolino
Vice-Presidente de Relações com o Mercado | Carlos Gabriel Caruy
Vice-Presidente de Recursos Associativos | José Carlos Giner

Conselho Administrativo
Presidente | Omair Roberto Zorzi
Vice-Presidente | Fernando Medeiros Alcoragi
Conselheiro 1 (efetivo) | Juan de Frias Pierrard
Conselheiro 2 (efetivo) | Cândida de Almeida Maciel
Conselheiro 3 (efetivo) | Débora Miranda Barretto
Conselheiro 4 (suplente) | Davi Akkerman
Conselheiro 5 (suplente) | Rafael Schmitt
Conselheiro 6 (suplente) | Marcelo de Godoy

Entre as diversas ações da ProAcústica, podemos citar os comitês técnicos de Acústica ambiental e o de Acústica nas Edificações. Ambos com forte influência nos campos técnicos e políticos, visando a integração e discussão de temas ligados ao assunto para melhoria da técnica, consolidação de métodos, discussão de normativas do setor, etc. Os comitês são fóruns abertos aos associados que permitem avanços no setor. Cada comitê criou grupos de trabalho (GTs) para dar andamento a tópicos específicos. Há portanto, os GTs de:

  • GT Mapa de ruídos
  • GT Acústica de escolas
  • GT Pisos e Mantas
  • GT Salas Especiais

O fruto destes grupos de trabalho são padronizações quanto a ensaios dos materiais, questão de calibração dos equipamentos, melhores métodos a aplicar, necessidades do setor em termos de legislação e outros. Convém salientar que as normas brasileiras em acústica estão passando por uma reformulação muito importante, que oferece diversos benefícios à sociedade. E tais comitês técnicos têm sido de grande importância neste processo.

Prova disso é a disponibilização da nova versão da NBR 10.152, dia 24/11/2017, com o título: Acústica — Níveis de pressão sonora em ambientes internos a edificações. Essa norma é fruto do trabalho do CB-002 de Construção Civil da Associação Brasileira de Normas Técnicas, a ABNT. Em relação à versão anterior, existem diversas melhorias. Assim como vem sendo realizado com a NBR 10.151, nomeada como: Acústica — Medição e avaliação de níveis de pressão sonora em ambientes externos às edificações. Essas melhorias estão atualizando o Brasil em termos de normativas, e tornando o mercado mais bem preparado para lidar com o tema. Países desenvolvidos já passaram por uma extensiva modificação de suas normas, para atenderem e serem harmônica em relação às normas internacionais.

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Recentemente houve uma reunião na ProAcústica para discussão do Mapa de Ruído de São Paulo. O grupo de especialistas acústicos têm se reunido com o IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas) para discutirem ações conjuntas na elaboração do mapa de ruído, buscando harmonizar os aspectos técnicos por meio de estudos de casos reais e recentes. Esses serão a base para as melhores práticas em mapeamento de um futuro “Projeto Piloto” adaptando modelos internacionais de mapeamento sonoro à realidade de São Paulo. O desafio é constituir uma rede de ação e gestão integrada para compartilhamento de dados e processos e desenvolver uma linguagem metodológica comum para aplicação após regulamentação da Lei. Um processo complexo que envolve checagem de dados e verificação do grau de atualização das informações para obter um retrato fidedigno dos impactos sonoros do ambiente urbano de São Paulo. Na minha visão uma ação que deve aplicar tecnologias de Big Data para garantir históricos em grandes bases de dados que permitam acompanhamento contínuo e que deixa lastros para eventuais processos jurídicos que envolvam ruído.

Vejamos como irá se desenrolar essa carruagem, mas ao menos a ProAcústica está presente e atuante para auxiliar neste processo, junto com outras entidades, como a Sociedade Brasileira de Acústica (SOBRAC).

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Acústica para auditórios – Quais problemas contornar?

Existem projetos acústicos complexos, como salas de concerto multiuso e teatros. Entretanto, em geral temos visto a multiplicação de auditórios de 50 a 200 pessoas com o objetivo de treinamento corporativo. Muitos destes ambientes possuem dimensões pequenas a médias, onde o objetivo principal é otimizar o espaço ao máximo. Entretanto, o projeto de auditórios destes ambientes é por vezes negligenciado devido a falta de entendimento dos conceitos básicos de acústica. Como consequência, as pessoas acabam por contratar sistemas de som, ou mesmo uma consultoria para resolver os problemas acústicos em um estágio já avançado da obra, o que encarece a obra, visto que fica complicado consertar o que deveria já ter nascido bem.
Portanto, nossos objetivo neste artigo é identificar os principais problemas encontrados nos projetos de acústica para auditórios. Para assim, prever o aparecimento de tais problemas, e caso necessário, você já tenha conhecimento das principais métricas para avaliar a qualidade acústica de um auditório antes dele sair do papel. Vamos lá!

Defeitos acústicos em auditórios

Entre os principais problemas relatados em auditórios de pequeno a médio porte, vamos citar alguns que estão relacionados à homogeneidade do som no ambiente, à capacidade do auditório em absorver o som do ambiente, e outros estão ligados a inteligibilidade da voz.

Focalização

Nesta figura abaixo podemos ver alguns raios acústicos de uma fonte pontual em um palco. Conforme o som bate em uma parede côncava ao fundo, assim como a luz, eles formam um ponto focal. Esse defeito pode causar bastante desconforto em algumas posições de audição, e deve ser evitado quando detectado. Veja que os teatros e auditórios em formato de ferradura podem vir a apresentar esse problema.

exemplo de ponto focal

Exemplo de ponto focal

Falta ou excesso de absorção

No que tange a quantidade de absorção sonora, podemos partir de uma avaliação bem básica usando a fórmula de Sabine. Essa fórmula considera alguns elementos do ambiente como áreas de cada superfície (paredes, piso e forro) além do volume da sala e absorção média dos materiais acústicos. A fórmula fornece um valor razoável como um chute inicial para determinar o tempo de reverberação. O tempo de reverberação ideal para cada sala varia de acordo com o volume de cada auditório. E em outras aplicações, como música em teatros, em geral o tempo de reverberação ideal é mais alto do que em auditórios. Diversos estudos foram feitos em auditórios reais e em geral o tempo de reverberação para auditórios deve ser da ordem de 0,8 a 1,2 segundos. Isso porque uma sala muito seca (pouca reverberação) não nos dá uma sensação de intimidade. Já uma reverberação muito longa pode vir a confundir o ouvinte, que pode ouvir uma sílaba que sai diretamente da boca do orador, juntamente com outra sílaba emitida anteriormente, fundindo ambas. Ao ouvir duas sílabas juntas em níveis parecidos, pode ser que a pessoa caracterize o som como “embolado”, o que causa desconforto. Esse defeito é decorrente da absorção.
LB Home Auditório Artefacto - Bahia, Brasil.

Inteligibilidade

Em termos de inteligibilidade, temos que ter em mente que podemos estar falando de nível ou de cobertura, ou seja, caso o ouvinte esteja muito distante, pode ser necessário o uso de um sistema de som. Por outro lado, caso haja falta de cobertura sonora em algumas frequências, pode ser difícil distinguir sílabas similares.
Entretanto, devido a característica de absorção dos materiais e sua distribuição, podemos ter locais com diferente distribuição do conteúdo de frequência do som. O interessante é medir os parâmetros ao obter respostas impulsivas da sala. Veja um video que explica um pouco disso neste artigo aqui. Existem parâmetros técnicos e quantitativos que permitem avaliar esse aspecto de inteligibilidade. Entre eles podemos citar:

  • A articulação das consoantes, ALCons
  • O índice de transmissão da fala, STI

Sendo que indiretamente o tempo de reverberação pode ser considerado um parâmetro de inteligibilidade. Exploramos mais sobre esse tema neste post aqui. Se você quiser se aprofundar um pouco mais aconselhamos a dissertação da Profa. Gabriela Kurtz Oliveira que pode ser vista aqui.

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O que é Aeroacústica e quem trabalha nessa fascinante área?

Um lindo dia de sol em Florianópolis, SC e mais de 40 pesquisadores de todo o mundo discutindo os rumos de uma fascinante área de conhecimento, a Aeroacústica. Foi assim no primeiro dia da Escola de Primavera de Aeroacústica, um evento que reuniu os mais gabaritados profissionais do mundo no Costão do Santinho entre os dias 23 e 26 de Outubro de 2017. Neste artigo você saberá do que se trata esse intrigante tema, e quais são os principais desafios da academia e da indústria que podem vir a movimentar o mercado.

Aeroacústica o estudo do som influenciado por escoamentos

Não é muito fácil observar os efeitos das condições ambientais na propagação de ondas sonoras, principalmente se o som é gerado por escoamentos de qualquer fluido, o qual pode gerar turbulência e com isso ruído. Vários efeitos são causados por variações de temperatura e de velocidade do ar, ainda mais se temos a interação entre uma estrutura rígida e sólida o que também pode causar forças aerodinâmicas e consequentemente ruído. Desta forma, esse campo de estudo é bastante complexo e desafiador. Muitos autores divergem quanto aos modelos criados para representar os fenômenos aeroacústicos em determinadas condições, e além disso, os experimentalistas divergem dos analíticos e dos numéricos, que são as tribos conhecidas por tomar diferentes abordagens aos problemas.

Para que serve a Aeroacústica?

Muitos problemas da indústria podem ser resolvidos aplicando simplificações em fórmulas matemáticas que representam o comportamento aeroacústico de uma determinada configuração. Para sermos mais específicos, hoje em dia os principais problemas estão ligados à indústria aeroespacial, de refrigeração e automotiva. Isso envolve em grande parte o desenvolvimento de aeronaves, trens, drones, dutos industriais, atenuadores, escapamentos, e outros. E no fim das contas o ruído ocasionado por esses meios de transporte ou equipamentos pode vir a interferir na nossa saúde auditiva ou na nossa qualidade de vida em comunidades. Portanto, o desafio dos profissionais desta área é gerar valor ao negócio, atendendo critérios de certificação e ao mesmo tempo balancear os prós e contras que uma adequação acústica pode proporcionar em outros critérios, como desempenho, consumo de combustível, poluição do ar e incômodo.

Quem são os profissionais da área?

Como essa área é bastante complexa, existem poucos profissionais no mundo que pesquisam e atuam efetivamente com aeroacústica. Se você pretende atuar em acústica, veja o depoimento do Denison Oliveira, profissional do ramo, neste video.

Uma excelente iniciativa foi reunir tais profissionais em Florianópolis para discutir o tema em alto nível. Uma parceria entre a UFSC e a KTH, duas instituições de ensino superior do Brasil e da Suécia respectivamente, trouxe quase 50 profissionais para formar a Escola de Primavera em Aeroacústica, que ocorreu dos dias 23 a 26 de Outubro em Florianópolis com o financiamento Sueco. Entre os envolvidos estão diversos acadêmicos que atuam com pesquisa e representantes da indústria nacional. No terceiro dia houve uma visita técnica ao Laboratório de Vibrações e Acústica da UFSC, o LVA, e uma mesa redonda coordenada pelo professor Julio Apolinário Cordioli, organizador do evento, para discussão dos rumos e desafios da indústria. Nos próximos parágrafos vou repassar algumas anotações que fiz ao traduzir a visão de cada participante desta mesa redonda e de alguns dos mais influentes pesquisadores, visto que tudo foi feito no idioma inglês. A minha intenção não é traduzir literalmente o que cada um falou, e aviso que possam haver más interpretações da minha parte. Entretanto, o objetivo é repassar à comunidade a importância do estudo nesta área.

RIG de Jato UFSC
Essa é a bancada de ensaios de ruído de jato construída no LVA em parceria com a EMBRAER para pesquisas dos efeitos de instalação e interações dos jatos com placas, simulando o efeito entre a saída de uma turbina e os flaps de uma aeronave.

Painel – Futuro da Aeroacústica e desafios da indústria

Eduardo Lobão – Embraer

O design de aeronaves é altamente multidisciplinar. Há muitos conflitos de necessidades das disciplinas de projetos e é um desafio incorporar variáveis de ruído que atendam tanto à certificação das aeronaves quanto às estratégias de negócio nas empresas grandes como a Embraer. Uma coisa é o incômodo das comunidades, e outra coisa é a certificação das aeronaves. Não podemos comparar as aeronaves usando somente essa métrica do EPNL, mas precisamos de melhores maneiras de prever esses valores, mesmo tendo uma variabilidade grande. Há maneiras de trabalhar com comunidades e como endereçar os problemas, mas precisamos separar as certificações individuais de cada aeronave disso. Quanto a análise estatística de Monte Carlo, pode ser algo bem interessante em termos de previsão, visto que estamos usando parâmetros estimados, e com isso temos que ter uma visão holística em relação aos resultados. Bases de dados de baixo custo são necessárias de forma que ferramentas empíricas sirvam para design nas primeiras etapas de concepção das aeronaves. Algumas tecnologias são baseadas em geometrias mais complexas de peças e novos sistemas de propulsão, mas tudo é muito incerto, com grandes projetos da NASA dando sinais de bons prognósticos para o futuro. O SILENCE project da Embraer é muito importante para mostrar os problemas às pessoas e como podemos colocar a comunidade científica em contato com a indústria para chegarmos a projetos de inovação e de alto impacto.

Fernando Catalano – USP

Quanto ao ruído aerodinâmico temos que ter em mente que tudo tem interdependências e impactos em consumo de combustível, emissão de gases, eficiência aerodinâmica e ruído. Os motores turbofan estão aumentando de tamanho, com uma tendência a termos nacelles (entrada do duto da turbina) cada vez mais curtas e finas. Devemos também manter as melhores práticas de redução de combustível e poluição, mas para isso precisamos pensar mais na fase de design da aeronave. A integração do pessoal de aerodinâmica e de ruído é fundamental para adquirir bons resultados, e isso está na agenda no momento. Os liners (materiais de revestimento de motores de aeronaves) são importantes para os novos designs de aeronaves na visão do professor da USP. Não há como “curar” um trem de pouso, mas podemos otimizar os efeitos de ruído na fase de concepção do produto. Enfim, a certificação de ruído das aeronaves pode ser crucial para se manter ou sair desse mercado de aeronaves.

Paul Murray – ISVR

Os liners devem trabalhar em frequências mais baixas, portanto, temos que ter certeza que nossos modelos funcionam bem e que podemos trabalhar em espaços diminutos e mais curtos tendo melhor eficiência. Precisamos avaliar todas as condições de antemão para prever o efeito dos liners. Baixo custo é essencial e as camadas limites devem ser melhor estudadas para entendermos como a skin friction velocity do escoamento se dá, e com isso para termos melhores previsões da impedância do material. Precisamos considerar modelos 3D na fase de projeto, e como os modos e a incidência do som afeta a eficiência dos materiais de tratamento acústico das aeronaves. Se irmos para estruturas de fibra de carbono, teremos um problema de como isolar o ruído interno nas aeronaves comerciais, principalmente para quem está na primeira classe e paga mais pela passagem. Então se as aeronaves ficarão mais leves, teremos que tratar melhor a questão de isolamento acústico nas cabines. Temos ideias em termos de cavidades curvas de materiais de tratamento acústico, mas a fabricação é difícil e melhores métodos de manufatura devem ser utilizados.

Hans Boden – KTH

Os aviões elétricos, assim como carros elétricos são algo inovativo e que merece atenção em termos das inovações e baixo ruído. O problema é a autonomia das baterias, mas em um futuro próximo isso será resolvido. A incomodação das pessoas quanto ao ruído foi avaliada nas residências na Europa, mas ainda não temos como usar essas informações para melhorar as métricas ou modelos preditivos em incômodo. o Prof. Fernando Catalano também concorda que é um tópico quente e que agora foi feito um comitê para discutir modelos elétricos de aeronaves.

Damiano Casalino – TU Delft

Tivemos problemas para reduzir ruído em trens de pouso, mas há muito o que fazer. Precisamos também falar em revestimentos para atenuar grandes faixas de frequência. O que podemos fazer também é otimizar cada segmento dos revestimentos para obter ótima atenuação do som em cada parte da nacelle, o que não é feito hoje em dia. Temos muitos riscos nesses tipos de projeto, principalmente na instalação de flaps próximo aos jatos, mas temos iniciativas de materiais de atenuação nos flaps que são uma ótima ideia. Os aviões ultrasônicos são algo novo que estão melhorando em termos do sonic boom, e pode ser uma ótima e rápida alternativa para voos sobre o mar. No entanto, as incertezas e a variabilidade dos dados experimentais em geral é ainda grande, não somente em relação ao ruído subsônico, podendo chegar a 7dB. Portanto temos que ter cuidado e reduzir essas incertezas. A métrica EPNL não está representando a audibilidade, portanto temos que reavaliar essa métrica. Outra coisa são as grandes simulações, que podemos usar para fins de educação e a indústria tem que promover a oportunidade das pessoas verem e estudarem isso.

Willian Wolf – UNICAMP

Ele questiona como investigar os problemas que temos em aeroacústica, visto que temos diversos problemas na indústria e que não são compartilhados na academia. Por exemplo, será que os métodos numéricos são realmente realizáveis? O quanto a indústria está disposta a pagar para ter melhores previsões de alta fidelidade em termos de ruído? Claro que temos mais capacidade computacional e técnicas conhecidas, mas precisamos saber onde estamos indo. Há possibilidade de usarmos machine learning em modelos reduzidos para aprender mais dos dados que temos? Enfim, precisamos de mais gente para trabalhar nesses tópicos, tanto na academia quanto na indústria.

Gwenael Gabard – Université du Maine

O que podemos tirar dos dados que já temos? Uma grande simulação dá muita informação, mas precisamos entender se aquilo é fisicamente possível. Precisamos portanto de parâmetros mais realistas da indústria para guiar os esforços de pesquisa e que, no fim das contas, realmente representem algo realizável e factível.

Guillaume Brés – Cascade

Precisamos de pesquisa aplicada, mas também de pesquisa básica da academia. Falamos muito de aplicações subsônicas, mas as aplicações militares são em geral supersônicas, e neste caso temos outros problemas de ruído muito maiores. Os pilotos de aeronaves militares precisam de capacetes para reduzir o ruído, e isso pode apresentar problemas de saúde também. É um desafio multidisciplinar e com muitas frentes, sendo que modelos com fidelidade podem ser necessários. O desafio está posto, mas precisamos de dados experimentais bem documentados para causar um bom impacto.

Luc Mongeau – McGill

Os desafios da indústria são guiados pelas certificações. Os procedimentos hoje adotados dão uma ideia do ruído, mas muitas fontes surgiram. Na certificação não se vê cada parte em separado, mas sim valores globais em condições de decolagem, cruzeiro e pouso, não sendo possível separar cada fonte de ruído. Precisamos rever as recomendações em termos dos níveis de certificação, conclui. Para tal, pesquisamos o ruído de várias aeronaves e com isso nos deram a possibilidade de usar uma “bola de cristal” e prever o futuro. Não queremos matar a indústria, mas precisamos de níveis que sejam desafiadores para irmos em frente. Estamos vendo novas aeronaves indo muito bem em relação aos critérios das certificações nos dias de hoje. Mas os procedimentos atuais usados na certificação são realmente adequados e estão servindo aos propósitos de reduzir o ruído nas comunidades próximas aos aeroportos? Se as condições e métodos estatístico evoluírem, podemos usar isso para avaliar de uma maneira geral o ruído.

Concluindo

Na minha visão a indústria brasileira tem sido muito feliz em manter um bom relacionamento com a academia, mesmo havendo bastante segredo industrial. No entanto, a complexidade requerida hoje para se certificar uma aeronave é algo que não é para qualquer profissional. Essa área é extremamente complexa e pouquíssimos chegam no nível de discussão e de entendimento do assunto como esses profissionais. Então fica aqui meu agradecimento aos organizadores e pela oportunidade de cobertura do evento. Espero que tenhamos mais desafios com mais tipos distintos de aeronaves nos próximos anos e que seja possível criar conhecimento e inovação sem barreiras quanto ao uso do espaço aéreo, sempre respeitando os ouvidos e com isso a saúde e o bem estar.

Espero que tenham gostado e que continuem visitando o Portal Acústica. Se tiverem interesse em mais material sobre acústica, separamos um e-book sobre ferramentas computacionais para você se verificar quais pode utilizar em sua aplicação ou pesquisa. O download é gratuito ao clicar aqui ou na imagem abaixo.
Guia de Softwares para Acútica

Medição de desempenho acústico em câmara reverberante

Esses dias uma colega me disse que não conseguia dormir porque ouvia o barulho da TV através da parede do quarto dela com o vizinho. Era um sobrado que foi construído sem qualquer atenção às normas brasileiras em vigência. Infelizmente isso ocorre frequentemente, e gostaríamos de alertar as pessoas que isso pode ser contornado se o planejamento e o investimento em acústica é feito.

Agora a questão é, qual é o sistema construtivo ideal para se colocar nesta parede do exemplo acima? Os fabricantes de drywall, de janelas, portas e outros sistemas acústicos usados para separar dois ambientes, devem testar seus protótipos ou produtos antes de botar no mercado. Agora onde e como fazer isso? Existem alguns poucos laboratórios como o LVA/UFSC e o IPT que realizam ensaios para comprovar a chamada “perda de Transmissão” de um sistema construtivo. Esse ensaio é realizado em uma câmara especial e fornece um laudo dizendo o desempenho do specimen testado. O chamado Rw do sistema, que é o valor de isolamento acústico ponderado conforme uma curva padronizada.

Perda de Transmissão

Você sabe a importância de medir o desempenho acústico de sistemas construtivos? No vídeo a seguir eu, Pablo Serrano, estive no Laboratório de Vibrações e Acústica da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) para realizar algumas medições e contar um pouco sobre a câmara reverberante e o ensaio de perda de transmissão.

Esse laboratório é um espaço altamente reverberante com diversos difusores que fazem função de quebrar os modos acústicos do ambiente. Esse local também é utilizado para fazer outros ensaios como de potência sonora de equipamentos, além do ensaio de perda de transmissão de materiais acústicos, veja só:

 

As esquadrias de uma janela na construção de uma casa, por exemplo, devem ser projetadas para evitar vazamentos de som. Para isso, os testes feitos em laboratório procuram reproduzir as condições da aplicação prática do equipamento para que seja medida a transmissão sonora através do material. Um outro exemplo é a avaliação de um visor acústico de um estúdio de gravações por exemplo, que deve atender a um isolamento bastante grande.

Faz-se uma medição no lado de dentro da câmara e também do lado de fora em outra câmara. O valor do desempenho acústico do sistema acústico pode então ser utilizado nos catálogos dos fabricantes e é útil para o projetista. Para cada tipo de material há uma perda de desempenho em relação ao que é medido em laboratório ao aplicá-lo na obra. Mas isso é assunto para outro post.

Gostou desse vídeo sobre como medir o desempenho acústico de materiais? Então compartilhe com os seus colegas e deixe comentários aqui abaixo! Você também pode conferir o webinar com o professor Eric Brandão, onde exploramos o tema Materiais Acústicos para Acústica de Salas. Disponível aqui.

Ruído de veículos em grandes centros urbanos

O ruído de veículos pode ser uma verdadeira dor de cabeça para quem vive nos grandes centros urbanos do mundo. Seja num escritório de um prédio comercial ou num apartamento de um condomínio residencial, o ruído está em todo lugar. Hoje quando fui ao pilates a minha instrutora disse que não havia dormido direito por conta da conversa das vizinhas no sobrado de cima. Na hora observei a frustração dela e vi o quanto isso é realmente um problema para ela. Neste caso, os ruídos podem ser do vizinho de cima, mas o problema que você está enfrentando pode ser decorrente de outra fonte.

Se você mora em um grande centro urbano ou próximo a uma rodovia, sabe que as vezes é cansativo e estressante ficar com as janelas abertas. Nós técnicos e planejadores, temos que ter consciência disso e dizer que  é importante monitorar o comportamento acústico do ambiente, para garantir mais qualidade de vida e conforto para os cidadãos. E infelizmente a polícia e os orgãos fiscalizadores de poluição sonora são ineficazes, sendo somente um comprimido que tomamos nos dias em que não dá para aguentar a festa do vizinho.

Nesse vídeo, Pablo Serrano foi até o subúrbio de Londres para medir o ruído de veículos em uma região que mistura prédios comerciais e residenciais, veja:

Temos diversos tipos de ruído de veículos: rodoviário, metroviário, ferroviário, aeronáutico e outros. Em geral, temos que avaliá-los de forma independente e de acordo com a presença de cada tipo de fonte sonora encontrada em uma localidade. E o ruído de carros, por exemplo, é variável de acordo com a velocidade da via, tipo de asfalto, porte do carro, tipo de combustível (elétrico, gasolina, etc) e hora do dia. Em geral podemos modelar o ruído de uma rua ao ter uma estimativa do fluxo de veículos  por porte e horário de avaliação. Esse modelo pode ser simplificado e baseado na potência sonora média, podemos criar fontes sonoras lineares que representem a rodovia. Tais modelagens podem ser inseridas a mapas de ruído.

Certamente uma tendência em todas as grandes cidades, assim como São Paulo decretou, é a criação de mapas de ruídos para orientar a construção civil e reduzir o stress da população. O poder público terá agora muito mais condição de realizar melhorias e controlar as poluições sonoras. Esse é um projeto ambicioso e que contempla a colocação de diversos medidores de som em toda a cidade. Tais medidores ficam por horas, e as vezes diversos dias ligados, guardando informação. O melhor mesmo seria ter essa informação em tempo real, gerando um histórico massivo de dados. Mas, imagine, numa cidade como São Paulo, a quantidade de dados absurda que seria gerada durante a aquisições de dados. Imagine agora isso sendo guardado por anos, permitindo análises complexas de evolução da poluição sonora por bairro ou região. Falo mais sobre isso em um outro post que você pode conferir aqui.

Se tiveres alguma questão extra sobre ruído de veículos que não abordamos no vídeo, deixe aqui abaixo nos comentários! Será bem bacana continuar o diálogo.

Quem não ouve não aprende: acústica no aprendizado

Quando pensamos em sala de aula, normalmente não imaginamos o quanto é importante considerar a acústica no aprendizado de todas as pessoas. Mas o que aconteceria se um aluno não conseguisse aprender devido ao não entendimento do que o professor fala? Parece algo inconcebível não? Nem tanto!

Nossa linguagem é composta de vogais e consoantes. As vogais são os sons com maior energia e que permite a fluidez da fala. As consoantes, entretanto, são os sons que permitem a distinção das palavras. Já pensou na diferença entre “mala”, “fala”, “vala” e “bala”? A sonoridade destas palavras é bastante parecida, mas o que faz com que consigamos distinguir uma da outra é a primeira consoante. E se uma sala possuir um desempenho acústico que mascare, ou melhor, não permita entender o som desta consoante? O que iria acontecer? Imagine um aluno que está aprendendo a escrever, e que ele escreve baseado naquilo que ele ouve…

Sabemos que nossa audição abrange uma faixa de frequências que conseguimos ouvir. A faixa de audição média de um ser humano varia entre 20Hz e 20.000Hz. Quanto menor esse número, mais grave é a frequência. Quanto maior, mais agudo. Em nossa linguagem, as vogais estão na faixa de frequência mais grave chegando nas médias frequências, em torno de 200Hz a mais ou menos 1000Hz. As consoantes estão na faixa de frequência dos agudos, em torno de 2000Hz a 5000Hz. Mas como projetar uma sala de aula que auxilie no aprendizado?

Um dos assuntos que se estuda em acústica no aprendizado é a inteligibilidade da fala. Uma das maneiras de se medir a inteligibilidade da fala é medir a quantidade de perda de consoantes. Como é a consoante que determina a diferença entre uma ou outra palavra, se uma pessoa não consegue entender uma consoante, ela perde aquela palavra. Dentro de uma frase, o cérebro pode tentar entender o contexto e predizer a palavra perdida, mas além de um gasto maior de energia, existem situações em que isso pode dar muito errado… Acho que todos nós já brincamos de telefone sem fio, e rimos no final da brincadeira certo? É justamente isso!

Uma outra maneira de medir a inteligibilidade é medir um parâmetro chamado STI – Speech Transmission Index ou Índice de Transmissão da Fala. Esse parâmetro é literalmente medido com um alto-falante que simula uma boca, possui a mesma direcionalidade e faixa de frequência emitida pela fala de uma pessoa. O parâmetro STI é diretamente influenciado pelo ruído já presente no ambiente e pelo tempo de reverberação. Vamos entender um pouco mais sobre isso.

O tempo de reverberação, como já comentado em um post anterior pelo Eng. Pablo Serrano, é o tempo que o som leva para se tornar inaudível após uma fonte sonora ser interrompida. Se você for numa igreja e falar rapidamente a letra “a” o tempo de reverberação é o tempo que o som leva para você deixar de ouvir aquele “a” que você emitiu. Claro que uma sala de aula não tem o mesmo tempo de reverberação de uma igreja, mas algumas estão quase lá. O problema do tempo de reverberação alto em uma sala de aula é que as vogais possuem muito mais energia do que as consoantes. Se possuem mais energia, significa que ouvimos as vogais com maior volume. Se a sala tem um tempo de reverberação alto o suficiente para que o som de uma vogal fique por alguns instantes ecoando na sala, e logo em seguida falamos um consoante que possui energia menor que a vogal emitida, um fenômeno acústico pode acontecer: o de mascaramento sonoro. Se a energia sonora da vogal for grande o suficiente, devido ao prolongamento causado pela reverberação da sala, a consoante seguinte pode ser mascarada (sobreposta) pela vogal. E como já vimos, se perdemos uma consoante, perdemos parte da palavra, se não ela toda.

acústica no aprendizado

No caso do ruído, o mesmo pode acontecer. Se um ruído presente na sala de aula, como um ventilador ligado, ou o ruído dos carros na rua, ou mais comum ainda em escolas, o ruído da sala de aula vizinha ou do pátio da escola, for alto o suficiente, ele pode também mascarar o som de determinadas consoantes e até mesmo algumas vogais. Se entendemos apenas parte do que é falado, aprendemos apenas parte do que é ensinado. O ruído é muito mais pernicioso do que apenas atrapalhar o entendimento das palavras. Quando expostos ao ruído, as pessoas tendem a se dispersar, perder a concentração, se tornar mais irritadas e no caso do professor, para compensar o ruído externo, seu cérebro automaticamente o incentiva a falar mais alto. Isso pode causar fadiga, stress e problemas nas cordas vocais chegando a casos extremos de problemas cardíacos e psicológicos.

Disso podemos tirar que o projeto acústico adequado de salas de aula deve contemplar um baixo tempo de reverberação e baixo nível de ruído de fundo. Simples não? Nem tanto. Em certos países como Estados Unidos, Inglaterra, países Nórdicos, Nova Zelândia, entre outros, há diretivas e normas para o projeto acústico adequado de escolas. A Diretiva BB93 da Inglaterra por exemplo, além de fornecer as diretrizes para adequação acústica de cada ambiente escolar, como sala de aula, corredores, salas de música, bibliotecas, etc, fornece também quais sistemas construtivos atendem o desejado desempenho.

E o Brasil? Infelizmente no Brasil não há lei, diretiva ou norma que direcione o projeto acústico de escolas. A NBR10152 propõe o valor do nível máximo de ruído de fundo em salas de aula e bibliotecas. Mas a norma não é lei e portanto nem mesmo o estado se preocupa em cumpri-la. No caso do tempo de reverberação, a NBR12179 não estabelece claramente um valor recomendado para salas de aula. Recentemente, no Estado de São Paulo, a FDE – Fundação para o Desenvolvimento da Educação, lançou uma série de catálogos técnicos com recomendações a respeito do projeto arquitetônico de escolas públicas. Entretanto, as recomendações referentes à acústica são superficiais, longe da especificidade apontada por normas como a ANSI 12.60 nos Estados Unidos ou mesmo a BB93 Inglesa.

As pesquisas mostram que no Brasil, as salas de aulas públicas possuem os dois problemas citados, alto ruído de fundo e alto tempo de reverberação. E é por isso que as pesquisas nesta área no Brasil são de fundamental importância. Através das pesquisas e das publicações, estamos constantemente avaliando escolas, apontando os acertos e levantando os erros. E claro, fornecendo ou indicando as soluções. O processo é lento, entretanto a sociedade cada vez mais toma conhecimento do problema e se predispõe a participar, a cobrar, a reivindicar soluções.

Um grande abraço a todos e continuem participando e comentando no blog!

Alexandre Maiorino é formado em música pela Unicamp, mestre em engenharia civil pela FEC – Unicamp na área de acústica e está concluindo seu doutorado em Arquitetura pela FEC – Unicamp em acústica. Trabalha há 30 anos como engenheiro de áudio, com especialidade em gravação de música erudita. Tem prestado consultoria acústica pelos últimos 8 anos. Realiza pesquisas na área de acústica de salas, acústica no aprendizado escolar e acústica ambiental.

 

Crédito da imagem: Alda Cavalcante

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6 fases do projeto de isolamento acústico que você precisa saber

O dia a dia do arquiteto e do engenheiro é corrido! Fazer plantas baixas, preencher planilhas de cálculo, gerar anotações de responsabilidade técnica, visita a obras, e se der tempo tomar um cafezinho com os clientes e colegas de trabalho. Parar um segundo para estudar um tópico novo é por vezes difícil e pouco estimulante se não há uma motivação forte para tal. Entretanto, o mercado está cada dia mais competitivo e quem acabou de entrar no mercado sabe que está despreparado no momento que o primeiro projeto chega na sua mão. Um desses projetos que poucos profissionais conseguem lidar é o projeto de isolamento acústico. Neste artigo quero apresentar os principais elementos de um projeto acústico, e quais conhecimentos o profissional deve conhecer antes de assumir uma responsabilidade frente a um projeto desta natureza. Com certeza, após essa leitura você terá bem claro o que é necessário para enfrentar o desafio de fazer ou contratar um projeto de isolamento acústico. Vamos lá?

Condicionamento Acústico X Isolamento Acústico

Talvez ainda não esteja claro para você, mas essa diferenciação dos termos é muito importante de faz toda a diferença. Isso é um problema pois as vezes até mesmo o poder público não tem isso bem claro. Por exemplo, quando um empresário precisa tirar uma “Certidão de Tratamento Acústico Adequado”, na verdade ele precisa é garantir que o seu espaço não esteja gerando poluição sonora para os vizinhos. Desta forma, o tratamento acústico engloba o isolamento acústico, é o que se deseja neste caso. O condicionamento acústico é quando temos um ambiente interno que possui qualidade sonora dentro dele, de forma que o som não seja distorcido, com eco ou reverberação excessiva. Ou ainda, a sala pode apresentar posições de audição que realcem o grave gerando sensação de falta de equalização do som, o que ocorre muito em estúdios pequenos ou home studios. Por outro lado, o isolamento acústico é a quantidade de som que é barrado de um ambiente para outro. Ou seja, do ambiente interno para o meio ambiente ou ainda de uma sala para outra. Se você quer saber mais sobre como emitir a “Certidão de Tratamento Acústico Adequado”, fiz um e-book que explica cada documento e cada processo necessário até conseguí-la, é só clicar aqui.

Iniciando um projeto de isolamento acústico

O primeiro passo de um projeto de isolamento acústico é definir o escopo, o que irá ser feito. Nessa hora o arquiteto, engenheiro civil ou mesmo o cliente, devem ter bem claro o que será solicitado. Um bom material sobre esse assunto é o Manual de Escopo de Projetos e Serviços de Acústica, elaborado pela Pro Acústica disponível aqui. Em resumo, esse manual contempla 6 fases de projeto, sendo algumas opcionais e outras obrigatórias. Tudo depende do porte do projeto e exigências do cliente e da legislação. As fases do projeto acústico são:

Tome nota

Fase A – Concepção do produto: nesta fase são feitas medições no local, seja uma obra já construída ou em um terreno que receberá o empreendimento. Um laudo é gerado e dependendo do porte do projeto pode-se fazer um mapa acústico. Esse mapa é uma carta informando os níveis de ruído da região ou da planta de uma indústria. São identificadas as fontes sonoras e a potência sonora de cada uma delas. Dependendo do zoneamento da região no plano diretor da cidade, verifica-se o isolamento acústico mínimo para atender a legislação. A Classe de ruído I caracteriza um ambiente externo calmo, e a Classe de ruído III caracteriza um meio ambiente bem ruidoso, como exemplo.

Fase B – Definição do produto: a fase contempla o chamado Anteprojeto, onde são definidas as áreas a receber soluções acústicas. É necessária uma planta arquitetônica, contendo os equipamentos de som e uso pretendido de cada ambiente. Com isso o engenheiro acústico pode realizar os cálculos de isolamento acústico, baseados na NBR 15.575 de desempenho acústico de edificações e em conjunto com a ISO 15.712 que calcula a performance acústica de um edifício com base nos elementos construtivos pré-definidos. Como um opcional, você pode solicitar ao engenheiro acústico uma busca por soluções inovadoras e sustentáveis, ou ainda estudo técnico-econômico do projeto.

Fase C – Identificação e solução das interfaces: também conhecida como Projeto Básico, onde todas as plantas complementares, principalmente de hidráulica, alvenaria e ar condicionado são comparadas com as plantas acústicas. Os problemas identificados são tratados imediatamente e por vezes a interação com profissionais das outras disciplinas é necessária para resolver os conflitos. As soluções acústicas são consolidadas, garantindo margens de segurança de engenharia, como de costume.

Fase D – Projeto de detalhamento das especificidades: ou ainda Projeto Executivo, que trata do detalhamento de todas as soluções acústicas em planta e em memoriais descritivos ou de cálculo. As especificações dos materiais e desenho técnico de equipamentos são realizadas em detalhe. Com isso, o cliente terá condições de elaborar orçamentos com os fornecedores de materiais, elaborar minutas contratuais de mão de obra e planilhas com o volume de materiais e serviços para futuro controle. Esse trabalho também pode ser realizado pelo engenheiro acústico, se contratado para tal. É aqui que as janelas anti ruido, ou as chamadas janelas acústicas vão ser detalhadas.

Fase E – Pós-entrega do projeto: nesta fase o projeto é apresentado ao cliente final e são tiradas dúvidas para dar andamento à fase de obras. Por vezes alguns fornecedores de materiais requerem o projeto para projetar sistemas auxiliares de suporte de equipamentos, ou painéis de revestimento. Por exemplo, se paredes de drywall são especificadas, toda a parte do projeto de perfis metálicos é realizada pela empresa instaladora. Nesta obra, o engenheiro acústico pode supervisionar a obra, caso contratado para tal, para garantir que falhas de instalação não ocorram durante a obra. Isso é de extrema importância ao nosso ver!

Fase F –  Pós-entrega da obra: essa última etapa é muito importante para garantia da qualidade dos serviços. O projeto só é bom se for constatado que ele atende ao projetado. Portanto, medições dos níveis de ruído dentro das salas, de uma sala para outra, e de uma sala para fora são essenciais. Deve-se medir com e sem o sistema de sonorização funcionando para poder comparar os níveis de ruído de fundo pela NBR 10.152 e os níveis de desempenho acústico preconizados na NBR 15.575. Somente profissionais gabaritados e com equipamentos adequados podem fazer esses ensaios. A norma de ruído em comunidades NBR 10.151 também pode ser usada, medindo o ruído com a janela acústica ou, não acústica, aberta e fechada.

Bom, essas fases são o passo a passo para o seu projeto de isolamento acústico. É essencial saber que quanto mais pesada a estrutura, parede ou piso, mais som será isolado. Mas estruturas rígidas também vibram, portanto, se uma máquina vibratória estiver encostada na parede, por mais espessa e pesada que ela seja, o som pode ser transmitido para a sala adjacente. Alguns sistemas usam o conceito massa-mola-massa, na qual duas estruturas de maior densidade são unidas por um colchão de ar ou uma estrutura esbelta com boa dissipação, dificultando a passagem do som. Isso porque o som precisa trocar de meio várias vezes e o material do meio do sanduiche (mola) é um mal condutor do som. Você já deve ter ouvido falar das paredes duplas, certo?

Veja que as normas citadas são somente algumas das tantas normas existentes neste ramo. Essas normas são aplicadas à construção civil, mas existem outras normas mais complicadas para projeto de encausuramento de geradores, casas de máquinas, equipamentos de fonoaudiologia e outros. Verifique com o consultor acústico quais normas são aplicáveis para evitar de tomar uma multa por ruído excessivo dos órgãos públicos. Outra questão é que sistemas com isolamento maior que 55 dB geralmente são difíceis de projetar, sendo necessários sistemas especiais que poucas pessoas conseguem executar sem orientação. Se esse for o seu caso, procure um especialista. E aí, valeu a dica?

Abraço e bons projetos!

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Eco e Reverberação: Qual a diferença?

Arquiteto + Eng. Acústico = Bom projeto

Quando pensamos em um projeto arquitetônico, temos em mente sua estrutura e principalmente o design. O desenho do arquiteto na maioria das vezes nos surpreende em todos os sentidos, principalmente a visão. Contudo, diversas vezes o fator acústico é deixado de lado por não ser tangível e visual, o que acaba por prejudicar o projeto final. O ambiente projetado deve propagar o som de forma clara e inteligível, mas isso só é possível quando especialistas estão na equipe. Um ambiente com uma acústica ruim pode ser considerado inutilizável para eventos de grande porte, como auditórios e casas de shows. Pode pegar muito mal e causar uma impressão muito ruim do estabelecimento se a acústica é pobre.
Essa preocupação com a acústica é historicamente consolidada. As grandes igrejas e teatros da antiguidade possuíam a acústica perfeita, pois eram desenhadas de maneira a reverberar o som sem causar ecos. As ondas sonoras chegavam de forma inteligível aos ouvidos dos espectadores, principalmente em teatros ao céu aberto. Com o advento dos teatros em recintos fechados, o público precisava ficar muito perto dos artistas para conseguir ouvir bem o que se falava. Nisso, foram criadas as galerias que permitiam melhor visão e audição. Entretanto, para comportar muitos espectadores, os teatros, igrejas e casas de concertos devem atentar a outros problemas acústicos, como ecos, falta de claridade e de ganho.
Para lidar com esses problemas, tanto o arquiteto quanto o designer de interiores e o engenheiro acústico devem trabalhar em conjunto, desde a concepção inicial do ambiente! Somente assim o ambiente poderá ser acusticamente confortável e evitar esses problemas acústicos. Isso vale principalmente para locais que visam atender uma grande quantidade de pessoas, como anfiteatros, e salas de conferência e outros já citados.

Tempo de Reverberação

O principal fator para quem pretende criar um ambiente ideal é compreender o tempo de reverberação do som e que diversos outros parâmetros técnicos dependem dele. Ao utilizar superfícies refletoras e materiais adequados que permitam que o som seja projetado ao público, se obtém uma sensação de maior intimidade com quem está palestrando, ainda com os músicos no palco. Um ambiente cheio de materiais de absorção não oferece esse tipo de experiência. Neste caso o ouvinte se sente mais isolado e excluído emocionalmente. A reverberação ideal depende do volume da sala e do objetivo de uso do espaço, basicamente. Para tal, estima-se o potencial de absorção de som com ou sem pessoas ao selecionar materiais de revestimento adequados para o ambiente. Esse processo leva em conta várias ferramentas de engenharia que oferecem uma razoável estimativa da qualidade do som no ambiente.
A reverberação é, em suma, a forma na qual o som se propaga. Ou seja, quando um som encontra obstáculos como as paredes ou até mesmo objetos e retorna, esse retorno é tão imediato que o ouvido humano não consegue perceber a diferença entre o som original vindo do orador e a reflexão vinda da parede. A intensidade do som em um determinado ambiente decai de acordo com a distância e de acordo com a quantidade de vezes que essa onda sonora bate no material. Materiais “mais acústicos” absorvem mais a onda sonora, e refletem pouco deste som, absorvendo muito dele. Mas entenda que é importante utilizar materiais “menos acústicos”, visto que o seu objetivo possa ser conseguir um maior alcance do som em um local grande sem usar um sistema eletroacústico (caixas de som) de grande porte.

E o Eco?

Mas qual é a diferença entre reverberação e eco? Uma vez que esse possui a mesma forma de produção que a reverberação do som, o eco é percebido por nós humanos como um atraso entre o som original e o refletido. Igual quando você grita na montanha e ela te responde. O eco não é favorável para ambientes, pois faz com que a inteligibilidade do som seja prejudicada. Logo, para evitar os ecos é preciso identificar as superfícies que produzem o mesmo e atuar de duas formas: utilizando objetos ou materiais que bloqueiem aquela superfície causadora do eco, e assim o som refletido chega mais rápido ao ouvinte; ou pode-se colocar um material de absorção “mais acústico” naquela superfície que gera o eco.

Limite entre reverberação e eco. Fonte: Egan M D, 1988.

Limite entre reverberação e eco. Fonte: Egan M D, 1988.

Veja no diagrama abaixo, tirado do livro do Egan, Architectural Acoustics, onde ele identifica a região que o eco causa incômodo (annoyance). Para isso acontecer, muito provavelmente o nível do eco é maior que o nível do som original vindo direto da fonte sonora. Ou ainda, o atraso entre o som original e o eco é grande, portanto perceptível. Se o atraso é pequeno entre os dois sons, não nos sentimos incomodados por esse “eco” e ele é percebido como uma reverberação. Essa reverberação também é conhecida como reverb pelos músicos (o que na verdade é até desejável).

Softwares Para Projetos

Uma das formas de calcular o tempo de reverberação e a qualidade do som em um ambiente é utilizando softwares especializados nesse segmento. Tanto o CATT-A como o Odeon são programas confiáveis e de fácil manuseio, auxiliando tanto na fase de projeto, quanto na correção de ambientes que já estão acusticamente prejudicados. Se quiser conhecer mais sobre o Odeon, veja alguns vídeos e informações técnicas clicando aqui.
Por fim colegas, existem outros parâmetros mais complicados, mas também utilizados no projeto de acústica de salas, especialmente em acústica para auditórios. Entre eles o STI (Speech Transmission Index) e o ALcons (Percentage Articulation Loss of Consonants), mas esse tema é mais avançado e podemos abordar em outro momento. Portanto, se você se interessou por esse assunto e quer aprender mais, entre na nossa comunidade do Facebook.

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