Material acústico projetável – Ressonador de Helmholtz

Existem uma gama de materiais acústicos para tratamento acústico que são utilizados para basicamente três finalidades: condicionamento acústico, isolamento acústico e controle de ruído. Para um profissional iniciante ou com pouco conhecimento na área é um difícil saber diferenciar a finalidade dos diversos materiais existentes no mercado. Um dos materiais acústicos pouco explorados em sua potencialidade são os ressonador de Helmholtz. Assim como os ressonador de membrana, o ressonador é um material acústico que atua em baixas frequências com absorção sonora restrita a uma faixa de frequência limitada. Isso significa que eles devem ser projetados para atuar em condições específicas que exigem absorção mas também apresentam dificuldades extras, como por exemplo grandes gradientes de temperatura, ambientes agressivos ou restrições de espaço físico. Falaremos sobre as particularidades do Ressonador de Helmholtz, como ele funciona e quais são suas características físicas e aplicações.

O que é um ressonador?

Na grécia antiga os teatros públicos que eram ao ar livre já apresentavam este elemento mesmo que de maneira rudimentar. Vasos eram colocados de cabeça para baixo no chão e entreabertos no palco de madeira dos teatro ou ainda nos degraus do auditório. Tais vasos, descritos por Marcus Vitruvius Pollio, nos anos 25 antes de cristo, vibravam em uma frequência específica de acordo com as dimensões do vaso, seu volume interno e tamanho do pescoço, de forma a vibrar o palco e com isso amplificar o som. A frequência de vibração era em geral de 100 a 300 Hz, que coincide com a frequência fundamental da voz humana. Com isso, conseguia-se uma sensação de poder na voz, que também foi descrita como perfeição acústica por Marcus. Vide este artigo.

Muito tempo depois, em 1860, Hermann von Helmholtz demonstrou as variedades de tons que se conseguia gerar com um vaso o qual chamou de resonador. Um exemplo do ressonador de Helmholtz é o som criado quando alguém assopra pelo gargalo de uma garrafa vazia. O ressonador é um sistema clássico de controle passivo de ruído muito utilizado hoje em dia em dutos, mufflers, sistemas de ventilação, aeronaves, escritórios e auditórios.

Em geral o ressonador é constituído de uma cavidade, ou volume de ar, conectado a um sistema acústico o qual se deseja a absorção de determinada faixa estreita de frequências. Tal volume de ar age como uma mola que é comprimida e rarefeita ao receber ondas sonoras de pressão pela entrada do ressonador. O gargalo, ou pescoço na entrada do ressonador pode ter comprimento variável e com isso alterar a inertância do sistema, ou seja, a massa de ar que vibra na boca do ressonador. Juntos o volume e o gargalo, forma-se um sistema massa mola que é amplamente modelado e equacionado nos estudos mecânicos.

Aplicações modernas

Nos dias de hoje uma das aplicações mais significativas dos ressonadores é na entrada dos dutos de um motor turbofan de uma aeronave comercial e em silenciadores de carros. No caso de aeronaves. próximo às pás de uma hélice do motor estão localizados ressonadores compostos por uma chapa perfurada sobre uma cavidade em formato de colméia. A profundidade da cavidade praticamente determina a frequência de ressonância do sistema para uma condição sem escoamento de ar rasante sobre a placa perfurada. E a taxa de perfuração por célula pode determinar também inertância do sistema. Veja na figura abaixo uma amostra de ressonador de profundidade variável criado pela NASA para experimentos em uma bancada de testes. O objetivo dos pesquisadores é desenvolver um resonador de banda larga com alto poder de absorção sonora em uma ampla faixa de frequências, que seja compacto e que seja facilmente projetável.

Essa não é uma tarefa fácil, considerando que a entrada de uma turbina de aeronave está exposta à variações de temperatura, escoamento de ar sobre a placa perfurada e diversas frequências de ressonância do duto principal do motor, os chamados modos acústicos do duto.

Tecnologias que envolvem ressonadores

As tecnologias mais modernas de condicionamento acústico baseadas nos princípios dos ressonadores de Helmholtz envolvem basicamente:

  • Chapas microperfuradas (MPPs – Micro perfurated plates)
  • Ressonadores com cavidades curvas
  • Ressonadores com microtubos

As MPPs apresentam chapas com perfurações da ordem de 0,2 a 0,8 mm com baixas áreas abertas (1 a 5%) as quais promovem absorções em amplas faixas de frequência. Os ressonadores com cavidades curvas apresentam a possibilidade de conseguir reduzir o espaço disponível para aplicação do material acústico e atingir baixas frequências de ressonância. Já os ressonadores com microtubos apresentam a facilidade de modelagem da inertância do sistema em regimes lineares de excitação sonora (baixos Niveis de Pressão Sonora – NPS) e com isso melhor previsão do comportamnto.

Tendências e conclusões

Acreditamos que para obter um material acústico projetável seja necessária uma mescla das tecnologias apontadas acima. Ao se valer de métodos de manufatura avançada baseados em fotolitografia é possível conseguir ressonadores de banda larga. Preferencialmente os ressonadores devem atuar em baixas frequências, com dimensões aceitáveis e que sejam altamente previsíveis quanto à sua impedância acústica. As aplicações deste material acústico projetável pode ir além do mercado aeroespacial, passando por drones, aviação pessoal, automotivo e arquitetônico, entretanto o custo será fator determinante. Considera-se que tais projetos são de alto risco para a indústria, mas o problema do ruído das aeronaves em áreas residenciais só tende a piorar se não formos para modelos elétricos de baixo ruído. No caso da indústria automotiva, Elon Musk apresenta modelos e perspectivas muito claras para um futuro elétrico, mas ainda assim, dispositivos acústicos serão necessários para atuar em diferentes faixas de frequência que podem ser até mais incômodas devido às características subjetivas as quais o ruído elétrico nos causa. Além disso, estudos recentes ainda não publicados mostram a maior qualidade acústica proporcionada por ressonadores de Helmholtz em divisórias de escritórios open office frente a outros revestimentos acústicos. Ainda há muito mais nos esperando quanto a isso…

Espero que você tenha gostado do artigo. Esperamos seus comentários e pode nos solicitar os artigos nos quais nos baseamos para elaborar este. Não se esqueça de visitar o nosso site principal www.portalacustica.info para baixar os nossos e-books introdutórios sobre acústica.

 

 

Parede acústica – Qual devo escolher?

 

Ter uma vida agitada em grandes centros urbanos pode ser estressante principalmente por causa do ruído urbano. Cada vez mais se procuram métodos para o controle desse ruído tão incômodo que traz estresse e problemas cardiovasculares. Visando o conforto e a saúde da população em 2013 foi publicada a norma NBR 15.575 através da ABNT. A norma determina valores mínimos de desempenho quanto ao isolamento acústico para pisos, paredes externas e paredes internas de edificações.

Porém, como devo construir uma parede acústica adequada? Qual a morfologia ideal dessa parede acústica? Existe diferença entre o isolamento acústico de uma parede interna e de uma parede externa? Pretendo falar aqui sobe essas dúvidas que estão surgindo devido às recentes mudanças nesse ramo de materiais acústicos para construção civil.

Tipos de paredes e requisitos exigidos pela NBR 15.575

A NBR 15.575 classifica o desempenho acústico em partições verticais de fachadas e partições verticais internas, ou seja, as paredes acústicas externas e as paredes acústicas internas. Lembrando que também temos o isolamento acústico entre andares e que podemos classificar a propagação do som em aérea e de impacto.

Paredes acústicas internas

As paredes acústicas internas são paredes que separam as diferentes unidades habitacionais autônomas, ou ainda paredes dentro de uma mesma unidade. Para garantir desempenho adequado de isolamento acústico ao ruído aéreo devemos ter em mente o padrão pretendido pela construção. Podemos montar a parede com diversas morfologias, mas é comum a montagem de duas formas diferentes:

  •  Massivas: Alvenaria (bloco de concreto, cerâmico ou de gesso), concreto pré- moldado ou moldado “in loco”. Seu desempenho de isolamento ao ruído aéreo em partições verticais internas (Dnt,w) depende fundamentalmente da sua densidade superficial, ou seja, massa por metro quadrado – kg/m2.
  • Leves: Sistemas drywall ou steel frame. Seu desempenho de isolamento ao ruído aéreo depende de sua composição (número de placas, perfis, banda acústica perimétrica, etc). A espessura da cavidade e presença de material absorvente na cavidade contribuem para o desempenho acústico e devem ser projetadas para minimizar custos e para atender aos requisitos de projeto.

Além disso, é opcional a aplicação de revestimento de gesso, de argamassa ou de cerâmica para dar acabamento. Esses são os revestimentos mais comuns na construção civil brasileira, mas em sistemas de steel frame se usam as placas cimentícias e OSB. A escolha da morfologia da parede acústica interna (composição de materiais) deve seguir às exigências de isolamento acústico dados na NBR 15.575 conforme a tabela abaixo.

D2mntw parede interna

É importante ressaltar aqui que os métodos construtivos adotados até então no Brasil dificilmente atingem os níveis intermediários e superiores isolamento acústico (colunas mais à direita). Algumas construtoras tiveram que variar a morfologia das paredes para se adequar ao desempenho térmico e acústico e com isso alcançar desempenhos mensuráveis e previsíveis.

Paredes acústicas externas

As paredes acústicas externas separam dormitórios do exterior e devem garantir um desempenho adequado de isolamento acústico ao ruído aéreo. Por ruído aéreo entendemos o som da televisão, caixa de som, e outros que não vibram o piso e paredes de maneira significativa. O desempenho mínimo de uma fachada varia em função do ruído exterior no entorno do empreendimento. Os sistemas de vedações verticais externas são em geral compostos pelos seguintes elementos:

  • Parede: Diversas morfologias.
  • Esquadrias: É o ponto mais fraco de isolamento acústico de uma fachada. Para saber mais sobre como ter uma esquadria adequada para a sua obra, adquira agora: O guia de janelas acústicas para fachadas residenciais.
  • Instalações: são dutos de ar condicionado, saídas de ventilação, chaminés, etc.

As exigências da NBR 15.575 levaram as construtoras e fabricantes de materiais a repensarem a morfologia das paredes, para atingir o desempenho quanto ao isolamento acústico necessário. Está cada vez mais comum utilizar light steel frame e wood frame, assim como é feito na Europa e Estados Unidos. Essas paredes leves possuem uma estrutura de aço ou madeira com reforços e contraventamentos. Por serem revestidas com placas em ambos os lados, também são classificadas como paredes duplas. Veja um exemplo abaixo.

paredes

Os requisitos para paredes externas podem ser observados na tabela a seguir. Vale  lembrar que para avaliar as paredes externas é necessário medir o ruído externo a 2 metros da fachada. Para mais informações sobre ruído de fachada leia o nosso artigo clicando aqui.

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O desempenho exigido varia conforme a localização da edificação, podendo variar o desempenho mínimo entre 20 dB e 30 dB. Em morfologias como as mostradas anteriormente, as paredes de light steel frame podem possuir um Rw em torno de 43~47 dB. Lembrando que há diferença entre os índices de D2m,nT,w, Rw e D,nT,w , e esses valores devem ser calculados pelo projetista acústico ou medidos in-loco ou em laboratório. As paredes de wood steel frame possuem um Rw  em torno de 35~38dB para morfologias semelhantes a mostrada na figura acima.

Dicas e conclusões importantes

As exigências da NBR 15.575 levaram as construtoras e os fabricantes de materiais de construção a se adequarem. Por isso é importante que o profissional do ramo busque informações e se adeque às exigências normativas. É sempre importante a consulta com um Engenheiro Acústico ou um profissional qualificado, pois cada vez mais os clientes estão ficando exigentes sobre as condições do isolamento acústico em edificações.

Além de todo o conhecimento teórico sobre paredes acústicas é crucial cuidados na hora da construção da mesma. Cuidados com a montagem das esquadrias evitam frestas por onde o som pode passar. Cuidado na construção da parede para evitar juntas com massa mais fraca também degradam o desempenho. Uma atenção especial às esquadrias que serão utilizadas é essencial, pois essas são o ponto fraco do isolamento acústico de uma parede.

 

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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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Quando virá o Uber com taxi aéreo intermunicipal?

Estive discutindo bastante sobre carros voadores e o futuro da indústria aeroespacial nos últimos dias com os colegas de trabalho. Ainda mais porque um deles foi contratado pela Lilium para trabalhar em um projeto que já está bastante adiantado, com um protótipo que já realizou alguns voos. Meu objetivo neste artigo é discutir as implicações relacionadas ao ruído ao se falar de novos projetos de aviação pessoal e de drones.

Atualmente existem empresas construindo protótipos e falando muito sério em lançar modelos de transporte de 2 passageiros no mercado. A maioria das alternativas trabalha com 2 ou mais propulsores que podem mecânicos ou elétricos. Uma grande vantagem dos novos conceitos é a possibilidade de fazer decolagens verticais, não sendo necessária qualquer infra-estrutura de rodovias. Entretanto, ao adquirir certa altitude os carros voadores alteram a direção dos propulsores para realizar um voo mais rápido e eficiente na horizontal, como aviões comerciais. As velocidades de cruzeiro podem chegar a 300 km/h, o que é bastante interessante.

Empresas como a Aurora, em parceria com nossa querida Embraer e Uber pensam em um modelo compartilhado que permita ser locado. No primeiro momento haverá um piloto, mas a idéia é tornar um veículo automático a partir do momento que os passageiros estiverem mais seguros com a ideia de voar sem um piloto no comando. Mas eles não estão sozinhos nesta corrida tecnológica, tendo empresas de todo o mundo como DeLorean’s, Lilium, EHang, AeroMobil, Terrafugia, Joby Aviation com projetos de lançamento daqui a 5 ou 10 anos.
Veja esse video para aprender mais sobre o sistema de propulsão distribuída e para ver alguns destes protótipos. O artigo que usei como base é esse aqui.

 

Em termos de ruído para a aviação pessoal, nada está definido! A preocupação dos pesquisadores que trabalham comigo é em termos de certificação, visto que infra-estruturas completas serão necessárias para avaliar todos os requisitos de segurança, inclusive o ruído. Os mecanismos de certificação com certeza terão longos debates para realizar ensaios e estabelecer parâmetros que permitam credenciar empresas a atuar neste mercado.

Certamente as regulamentações da ANAC terão que ser reavaliadas e as atuais não serão completamente válidas para este cenário, visto que ou a aeronave é tratada como um avião ou um helicóptero nas RBAC (Regulamentos Brasileiros da Aviação Civil). Por exemplo, a RBAC 21 define questões relacionadas à Certificação de produto Aeronáutico, já a RBAC 36 define requisitos de ruído para aeronaves, e por fim a RBAC 161 define como são elaborados os Planos de Zoneamento de Ruído de Aeródromos PZR. Mas perceba que no caso dos carros voadores e dos drones, qualquer terraço ou campo pode vir a ser um local de pouso. Muito do conteúdo destes regulamentos são cópias quase que fiéis de documentos da FAA (Federal Aviation Administration) do departamento de transportes dos Estados Unidos.

Durante uma caminha em Kensington Gardens gravei um rápido video sobre esse tema. Acompanhe abaixo.

O fato é que todos esses meios de transporte, tripulados ou não tripulados,  são extremamente ruidosos, gerando ruídos tonais através das hélices, que são especialmente incômodos para nós humanos. Como a penalidade tonal passa pelo critério utilizado pelo profissional perito que realiza a medição, nas leis e normativas brasileiras essa questão não foi totalmente incorporada e com procedimento claro. Me corrijam se eu estiver errado, mas me parece que é necessário um amadurecimento técnico com relação aos estudos psicoacústicos relacionados aos efeitos do ruído de drones e de carros voadores nos humanos. Somente assim podemos aprimorar as normativas e regulamentos de certificação que se traduzirão em leis brasileiras, culminando na permissão o uso seguro e regulamentado deste tipo de transporte.

É claro que o ruído é somente um dos potenciais vilões desta história. Mas se primarmos somente pelo desempenho, economia de combustível, aerodinâmica e segurança na aviação pessoal; fatalmente estaremos desbalanceando a equação. O que pode potencialmente perigoso, ao colocar no mercado aeronaves ruidosas e que venham a gerar problemas a longo prazo, como estresse, irritabilidade e problemas do coração.

Enfim, gostaríamos de ouvir mais comentários sobre esse assunto de você. Comente e participe.

Se você trabalha com simulação acústica ou está pensando em entrar neste mercado, eu gostaria de te fazer um convite. Estamos fechando a turma do único curso de Modelagem Acústica Ambiental do Brasil. Para saber mais, clique na imagem abaixo.

Software de modelagem da poluição sonora gratuito!

Passando pelos corredores da feira de negócios, dentro do Congresso Internacional de Acústica e Vibrações (ICSV24) em Londres, me deparei com um stand de uma empresa de softwares para acústica que me chamou a atenção. Eu já tinha ouvido falar da ferramenta deles, o iNoise, que prometia ser gratuita para consultores e engenheiros em início de carreira. Então decidi conversar e tirar as minhas dúvidas. Para a minha surpresa, eles me deram uma licença que permite colocar a minha própria marca nos mapas gerados em uma interface que eu já estou acostumado, visto que são os mesmos desenvolvedores do Predictor Lima.

Ainda vamos ouvir muito sobre o iNoise, um software que no Brasil é oferecido pela 3R Brasil, uma empresa do Rio de Janeiro que oferece tecnologia de ponta em termos de monitoramento de ruído, modelagem e controle de ruído ocupacional. Podes habilitar as legendas em Português caso necessário.

Como dito no video, o iNoise é oferecido em 3 tipos distintos de licenças, sendo uma gratuita, outra profissional e a terceira para empresas. Cada modalidade de licença tem suas limitações em termos da quantidade de prédios e fontes sonoras que podem ser modeladas. A aquisição pode ser realizada no site do fornecedor fazendo o download do iNoise, que é rapidamente instalado. A configuração é simples e não requer suporte. Entretanto, se você ainda não tem familiaridade com esse tipo de ferramenta, talvez seja interessante realizar um curso que abranja as normativas utilizadas.

As normas ISO 9613 de controle de qualidade em termos do método de cálculo de poluição sonora em ambientes externos, e a norma ISO 1996 que descreve os procedimentos de medição e avaliação de ruído ambiental são atendidas no iNoise. Em termos de ruído rodoviário, podemos citar a norma ISO 9613-2 e a RLS90 que estabelecem a categoria dos veículos em termos do modelo de cálculo de potência sonora em fontes lineares e equivalentes utilizado. Entretanto, se outras fontes de ruído precisarem ser modeladas, como por exemplo fazendas eólicas e fontes portuárias ou industriais, o software também permite a inclusão nos modelos. Lembrando que modelos são representações ideais de fenômenos físicos ou de equipamentos, de forma que eles contemplam uma faixa de incerteza devido às condições climáticas, épocas do ano, temperatura, ventos e outras variáveis que influenciam o comportamento do som. Assim como o furação IRMA que está varrendo as Bahamas, Cuba e Flórida, veja há certa diferença entre os modelos preditivos durante uma semana de análise. Quanto maior o problema, mais imprecisão o modelo terá. A Teoria do Caos por vezes é utilizada para gerar previsões de grande porte, mas para problemas acústicos na Europa, já existem muitas medições que permitem ter modelos mais fiéis com cerca de 4 dB de variabilidade.

Para se ter uma ideia em quanto é importante prever a poluição sonora, veja o caso do festival Na Praia que teve uma multa emitida pelo IBRAM de R$15.000,00 por perturbação do sossego. A empresa 3R Brasil foi contatada para resolver o problema e atuou de forma ativa no controle do ruído do festival. O controlador de ruído para eventos altamente intermitentes e esporádicos se mostrou como uma ótima solução. Entretanto, para ambientes industriais o ruído pode ser fator determinante na implantação de um parque industrial, um estaleiro, ou outra atividade que também tenha grande impacto ambiental.

Na minha visão, os modelos acústicos usados no Brasil ainda confiam muito nos trabalhos realizados no exterior (Europa e EUA), sendo que nossos carros, nossos aviões, nossos caminhões e nossas indústrias são diferentes das dos europeus ou norte americanos. Precisamos de mais medições, mais estudos, mais pesquisa, mais modelos e mais softwares com a nossa assinatura tupiniquim. Só assim teremos mais possibilidade de gerar valor aos nossos clientes, ao ser mais precisos em nossos modelos. Mas por agora, podemos começar com o que nos aparece na frente, sem custo, e que permite ao menos começarmos a trabalhar sem incorrer em pesados investimentos, especialmente para quem está começando.

Se você trabalha com simulação acústica ou está pensando em entrar neste mercado, eu gostaria de te fazer um convite. Estamos fechando a turma do único curso de Modelagem Acústica Ambiental do Brasil. Para saber mais, clique na imagem abaixo.

Internoise 2017 – Acústica direto da China

O congresso internacional Internoise 2017 é um dos maiores do gênero e reúne os maiores profissionais do ramo. A foto acima é da palestrante Brigitte Schulter – famosa pelos estudos em paisagem sonora. Veja o nosso grande professor Samir falar sobre o congresso nesse video abaixo, diretamente com o nosso correspondente Edison Claro de Hong Kong…

Hong Kong é uma cidade grande e com muitos problemas similares à São Paulo, o que nos permite traçar um paralelo entre as duas realidades. Haja visto a grande poluição sonora causada por sistemas de transporte, e a grande densidade populacional devido à verticalização da cidade.

Além disso, o povo Chinês também gosta de uma batucada como nós Brasileiros. Os instrumentos são diferentes dos nossos, os chamados Taikos, que são uma classe de instrumentos musicais de percussão. Veja um pouco da apresentação neste curto video…

Dentre os brasileiros neste congresso, tivemos a presença dos representantes das duas sociedades brasileiras de acústica, a Débora Barretto e o Davi Akkerman, representando a SOBRAC e a ProAcústica respectivamente. Davi apresentou um artigo explicando a norma de desempenho de edificações NBR 15575 à comunidade internacional. Essa é uma oportunidade muito boa de mostrar nossas iniciativas e receber críticas não só sobre a norma, mas sobre a pesquisa que é realizada no nosso país. Veja o que eles falam para nós sobre o congresso no video abaixo…

Entre os palestrantes das Keynotes gostaria de citar o professor Xin Zhang que ministra na Hong Kong University of Science and Technology. Sou leitor dos seus artigos, que são focados em ruído aeronáutico. Xin fundou o Airbus Noise Technology Centre aqui na University of Southampton, UK, onde o Davi Akkerman estudou e onde atualmente eu estudo. O trabalho de Xin Zhang é focado em aeroacústica computacional e aerodinâmica e ele tem mais de 25 anos em pesquisa básica.

Aos pesquisadores que pretendem participar futuramente deste congresso, é importante saber sobre quais são os tópicos aceitos. Entre eles podemos citar:

  • Acústica em dutos
  • Paisagem sonora em arquitetura e urbanismo
  • Geração e modelagem de ruído rodoviário
  • Controle ativo
  • Absorção sonora
  • Modelagem, medição e mitigação
  • Métodos e aplicações em vibroacústica estocástica
  • Controle e gerenciamento de ruído em construções
  • Controle e transmissão de ruído em edificações
  • Mapeamento de ruído
  • Ruído industrial
  • Privacidade
  • Visualização e manipulação sonora
  • Ruído de rotores
  • Ruído aeroportuário
  • Ruído induzido por escoamentos em água e ar
  • Certificação green building
  • Vibração
  • Psicoacústica
  • Aeroacústica computacional

E ainda há outros temas correlatos em seções técnicas curtas com 4 a 5 artigos científicos. Veja, que essa experiência é muito gratificante para acadêmicos e também para os profissionais, onde ambos conseguem ficar a par das tecnologias mais modernas no mundo. Veja aqui o relato de um participante brasileiro explicando um pouco sobre a tecnologia piezoelétrica aplicada às janelas acústicas.

Veja que a tecnologia discutida acima é um tipo de controle ativo, que basicamente consiste em anular o som/vibração ao aplicar inteligentemente um processamento em um sinal vindo de um transdutor. Esse sinal é direcionado a um atuador, que causa cancelamento da vibração e consequentemente do ruído gerado pela vibração de uma membrana, chapa, ou outro sistema ressonante. Esse tema ainda está em fase de muita pesquisa básica, e com pouca aplicação em produtos nacionais de prateleira.

O que precisamos no Brasil é de incorporação de tecnologias como essa citada, para avançar em termos de inovação e qualidade de vida. Acredito que só assim, com incentivos governamentais à produção de tecnologia nacional e com parcerias sérias entre universidades e empresas de inovação nacionais, consigamos implementar tecnologia de ponta em bens de consumo para todos os cidadãos.

Um muito obrigado a todos os nossos correspondentes! Nós do Portal Acústica estamos muito felizes com a cooperação e por vocês levantarem a bandeira da Acústica em nosso país.

 

Se você gostou do assunto, por favor comente sobre a questão: O que podemos fazer para inovar em nosso país?

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Abraços e nos vemos do outro lado do Portal!

 

Ferramenta para Projeto de Isolamento Acústico

Buscando novas ferramentas para projetos de isolamento acústico, Pablo Serrano participou do ISCV 24th “International Congress on Sound and Vibration” na cidade de Londres. O evento aconteceu entre os dias 23 e 27 e recebeu cientistas, engenheiros e desenvolvedores do mundo todo. Pablo não perdeu tempo e aproveitou para gravar uma série de entrevistas . Toda semana teremos novos videos e entrevistas.  Fique ligado  no Canal Portal Acústica aproveite pra saber o que está acontecendo  no mundo da engenharia acústica.

Uma grande ferramenta que encontramos por lá foi o SONArchitect desenvolvido pela Sound Of Numbers. Um software fundamental para quem faz projetos de isolamento acústico e pretende ganhar tempo com a avaliação de seus empreendimentos. Com o SONarchitect você pode calcular todos os valores de isolamento acústico. Calculando em bandas de um terço de oitava em todo o edifício de acordo com  a Norma Européia EN 12354. Os resultados são detalhados para cada recinto, partição, flanco e caminho de transmissão, e podem ser explorados de forma interativa.

Confira como foi o bate papo com o espanhol Castor Rodrigues um dos desenvolvedores dessa grande ferramenta.

 

Separamos alguns detalhes bastante interessantes sobre essa incrível ferramenta. No final desse post você pode acessar gratuitamente um e-book com mais detalhes sobre esse e outros softwares.

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Aurilização 3D
Obtenha uma experiência subjetiva do desempenho acústico do seu prédio com o mecanismo de aurilização, acessado diretamente os arquivos de resultados. Use faixas de audio simuladas em qualquer sala do seu modelo e ouça cada recinto separadamente.
Você só precisa de um bom par de fones de ouvido. Dê uma volta dentro do ambiente 3D e sinta as diferenças graças ao processamento de áudio binaural.

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Imprima os resultados desejados e da forma que desejar. O SONarchitect fornece um gerador de relatórios flexível. Adicione o logotipo da sua empresa, selecione uma imagem de capa com o modelo 3D de seu prédio. São apenas alguns dos relatórios que o software pode gerar.

Mapa de Ruído ao Ar Livre

Mapa de Ruído ao Ar Livre

O SONarchitect ISO calcula os mapas de emissão de ruído de qualquer sala barulhenta em seu prédio. Especifique um espectro de ruído interno personalizado e obtenha o resultado nos quartos adjacentes e na fachada.

Achou interessante esse post e quer saber mais sobre o assunto? Baixe nosso e-book e descubra mais detalhes sobre esta e outras ferramentas para projetos de isolamento acústico disponíveis no mercado.
Guia de Softwares para Acútica

Como medir ruídos ferroviários

Trens e metrôs são utilizados todos os dias para o transporte de passageiros no mundo todo. A expansão das malhas também provoca o aumento da construção de edifícios às margens desses espaços pois facilita a locomoção dos habitantes dessas localidades e, por consequência, dos ruídos ferroviários no ambiente.

Nesse tipo de situação, é fundamental que se faça um mapeamento da paisagem sonora do local. Com isso, sabe-se qual o nível de pressão sonora nas janelas de um apartamento, por exemplo.

No vídeo apresentado a seguir, Pablo Serrano faz uma avaliação de SELs, um tipo de medição de ruídos originados com a passagem dos trens, em um município próximo a Londres. Ele explica que a paisagem sonora muda de acordo com os tipos, quantidade de vagões e velocidade dos trens. Veja mais:

Ao criar um modelo computacional, contendo a paisagem sonora de um local, e identificados os níveis de ruídos ferroviários, podemos definir quais materiais utilizar na construção de um empreendimento imobiliário. A disposição das aberturas, localização de quartos e outros insights podem ocorrer ao ter um mapa de ruído que considere todas as fontes sonoras da região. Além disso, o ruído ferroviário é difícil de se calcular em somente um número em dB, por conta destas questões de fluxo, tamanho, velocidade e quantidade de vagões. Uma avaliação correta é fundamental para o sucesso e a qualidade da entrega final para os arquitetos e urbanistas. Os grandes escritórios de arquitetura de Londres sabem disso e não dispensam uma boa avaliação da paisagem sonora antes do empreendimento sair do papel.

Acompanhe o Portal Acústica e saiba tudo sobre o universo da engenharia e da arquitetura acústica. Deixe seus comentários abaixo!

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Tecnologia sonora 3D – inovação binaural

Constantemente somos envoltos pelos sons de tudo em nossa volta. Entretanto, para ter uma experiência virtual, precisamos recorrer a um sistema de som com diversas caixas de som que tentam recriar essa sensação de se sentir dentro do ambiente que não se está. Isso acontece em cinemas e home cinemas com sistemas 5.1 ou 7.1, nos quais o sistema fica por vezes bastante caro para o consumidor residencial e envolve toda uma instalação e posicionamento das caixas. Mas ainda assim não temos uma sensação completa, porque com esses sistemas não conseguimos sentir a proximidade de um sussuro na ponta do ouvido.

Um estudo interessante que permite ouvir os sons de maneira completamente imersiva é chamada de binaural, ou seja, é uma sensação que somente quem tem as duas orelhas saudáveis é capaz de sentir. A forma das nossas orelhas, e a diferença de tempo de chegada do som em ambas, nos permite identificar de onde vem o som. Com isso temos um senso de direção que pode nos proteger de um acidente, por exemplo. Nossas orelhas também nos permitem ter esse senso de espacialidade e de localização da fonte sonora. Um exemplo bacana de som binaural, que deve ser ouvido com um fone de ouvido, é esse aqui, o chamado Virtual Barber Shop. Nesse áudio uma pessoa corta o seu cabelo e você tem a nítida impressão de que está realmente sentado na cadeira do barbeiro.

A tecnologia de virtualização 3D criada por Marcos Simon e o Prof. Filippo Fazi da Universidade de Southampton também nos permite ter essa sensação através de uma gravação que não utiliza técnicas binaurais especiais. Eles conseguiram manipular a fase das ondas sonoras e criar focos sonoros na entrada do canal auditivo. Utilizam então, feixes sonoros que são direcionados conforme a posição da cabeça de até 2 pessoas. As posições são monitoradas usando um sistema kinectic com uma câmera, similar à aquela dos video games mais avançados que capturam o seu movimento. A expectativa é que esse sistema binaural, que se vale de somente uma barra com alguns alto-falantes, seja incorporada em equipamentos de TV, ou video game em breve. Com isso, ao jogar um jogo de zumbis, você pode ser surpreendido com um grunido na sua nuca de um zumbi que vem de trás! Imagina o susto…

Esse projeto já passou pela primeira etapa de desenvolvimento de produto que é a validação da tecnologia. Agora os pesquisadores estão buscando fundos e parcerias para o sistema conversar com outras patentes como a Dolbi. Com isso será possível intercambiar diversos formatos de áudio e transformá-los em binaurais, para ter a possibilidade de aplicação em diversos produtos.

Veja o video abaixo (em inglês) explicando um pouco do projeto. E se você quiser saber mais sobre outras tecnologias e ferramentas utilizadas em acústica, acesse gratuitamente o e-book clicando aqui.

 

Um pouco mais sobre o assunto pode ser conferido neste post muito bom da incubadora Future Worlds, clicando aqui.

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