Critérios Para Seleção de Materiais Acusticos Utilizados Em Recintos Fechados p Diferentes...

UFOP - CETEC - UEMG

REDEMATREDE TEMÁTICA EM ENGENHARIA DE MATERIAIS

UFOP – CETEC – UEMG

Dissertação de Mestrado

Critérios para seleção de materiais acústicos

utilizados em recintos fechados para diferentes

tipologias

Autor: Mônica Mesquita Lamounier

Orientador: Prof. Dr. Cláudio Gouvêa dos Santos

Setembro de 2008

UFOP - CETEC - UEMG

REDEMATREDE TEMÁTICA EM ENGENHARIA DE MATERIAIS

UFOP – CETEC – UEMG

Mônica Mesquita Lamounier

Critérios para seleção de materiais acústicos

utilizados em recintos fechados para diferentes

tipologias

Dissertação de Mestrado apresentada ao

Programa de Pós-Graduação em Engenharia

de Materiais da REDEMAT, como parte

integrante dos requisitos para a obtenção do

título de Mestre em Engenharia de Materiais.

Área de concentração: Análise e Seleção de Materiais

Orientador: Prof. Dr. Cláudio Gouvêa dos Santos

Ouro Preto, setembro de 2008

―Como não ter Deus?! Com Deus existindo, tudo dá esperança: Sempre um milagre é possível, o mundo se resolve. Mas, se não

tem Deus, há de a gente perdidos no vai e vem, e a vida é burra. É o aberto perigo das grandes e pequenas horas, não se podendo

facilitar – são todos contra os acasos. Tendo Deus, é menos grave se descuidar um pouquinho, pois, no fim dá certo.‖

João Guimarães Rosa

DEDICATÓRIA

―À minha família e amigos com amor‖

AGRADECIMENTOS

Meus sinceros agradecimentos àqueles que de alguma forma contribuíram

para a realização deste trabalho.

Em especial agradeço:

À Deus, pelo dom da vida e pela proteção em todos os momentos;

À minha família, base de tudo, pelo apoio, esforço, dedicação e incentivo. Meus

pais, Hamilton e Rosângela, pelo amor incondicional e minhas queridas irmãs,

Melissa e Milena pela amizade fraterna;

Ao André, pela amizade, amor e companheirismo, sempre incentivando nos

momentos difíceis;

À Redemat, em especial ao coordenador Prof. Fernando Gabriel, por me

permitir fazer parte do Programa de pós-graduação;

Ao Prof. Dr Paulo Santos Assis, que me apresentou a Redemat;

Ao meu orientador Prof. Dr. Cláudio Gouvêa dos Santos, que acreditou em

mim, me motivou, apoiou e esteve sempre disponível nas diversas horas de

aperto;

Ao meu co-orientador Prof. Eduardo Bauzer que, mesmo com a distância, foi

muito importante para a conclusão deste trabalho;

Aos queridos colegas de mestrado, em especial a Maira, Marquito, Lilian, Lillia,

Tiaguinho, Tays, Victor, pelo incentivo e apoio, que me ajudaram muito a

vencer as dificuldades;

Aos queridos amigos que Ouro Preto me proporcionou, Urano e Tatá, pelo

carinho, apoio e abrigo;

Ao Graciliano do Núcleo de Valorização de Materiais Minerais, pela realização

dos ensaios de adsorção de nitrogênio e densidade real;

Ao Leandro do Laboratório de Infravermelho, pela realização do FTIR;

À FIAT, pela realização dos ensaios de impedância acústica;

Aos colegas de laboratório, Jussara, Lázaro e Carlúcio, que, além de me ajudar

com a parte química, me proporcionaram momentos únicos;

Às repúblicas Quitandinha e Pif-Paf, por muitas vezes me acolherem e pela

amizade;

E finalmente, a todos que contribuíram de forma direta ou indireta por essa

conquista.

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 3.1 – IMAGEM ILUSTRATIVA MOSTRANDO A FREQÜÊNCIA. (A) FORMA DA ONDA DE UM TOM PURO

NA FREQÜÊNCIA F; (B) ESPECTRO SONORO DO TOM PURO. FONTE: BISTAFA, 2006................... 9 FIGURA 3.2 – IMAGEM ILUSTRATIVA MOSTRANDO A FREQÜÊNCIA. (A) FORMA DE ONDA DE UM RUÍDO; (B)

ESPECTRO SONORO DO RUÍDO. FONTE: BISTAFA, 2006. ......................................................... 9 FIGURA 3.3 – ESQUEMA ILUSTRANDO A PROPAGAÇÃO SONORA AO AR LIVRE. .................................... 10 FIGURA 3.4– ESQUEMA ILUSTRANDO A ENERGIA INCIDENTE. ............................................................ 11 FIGURA 3.5– ESQUEMA ILUSTRANDO A ENERGIA ABSORVIDA. ........................................................... 11 FIGURA 3.6 – ESQUEMA MOSTRANDO A ISOLAÇÃO E A ABSORÇÃO SONORA E COMO ELA AUXILIA NO

TRATAMENTO ACÚSTICO. FONTE: AKUSTIK ............................................................................. 26 FIGURA 3.7 – ESQUEMA MOSTRANDO A ABSORÇÃO SONORA, NA APLICAÇÃO 1 E A ISOLAÇÃO SONORA,

NA APLICAÇÃO 2. FONTE: AKUSTIK ......................................................................................... 26 FIGURA 3.8 –ISOSOUND GLASS FABRICS,COMERCIALIZADOS PELA ISOVER. FONTE: ISOVER. ........ 30 FIGURA 3.9 –GRÁFICO COM VARIAÇÃO DO COEFICIENTE DE ABSORÇÃO EM FUNÇÃO DA FREQÜÊNCIA

PARA O ISOSOUND® GLASS FABRICS, COMERCIALIZADOS PELA ISOVER. FONTE: ISOVER ..... 30 FIGURA 3.10 – IMAGEM ILUSTRATIVA PAINÉIS PS, COMERCIALIZADOS PELA ROCKFIBRAS. FONTE:

ROCKFIBRAS. ........................................................................................................................ 31 FIGURA 3.11 –GRÁFICO COM VARIAÇÃO DO COEFICIENTE DE ABSORÇÃO EM FUNÇÃO DA FREQÜÊNCIA

PARA OS PAINÉIS PS®, COMERCIALIZADOS PELA ROCKFIBRAS. FONTE: ROCKFIBRAS. .............. 32 FIGURA 3.12 – IMAGEM ILUSTRATIVA DE DRYWALL, COMERCIALIZADOS PELA KNAUF. FONTE: ISAR. ... 34 FIGURA 3.13 – IMAGEM ILUSTRATIVA DE SONEX, COMERCIALIZADOS PELA ILBRUCK. FONTE: ILBRUCK.

............................................................................................................................................ 35 FIGURA 3.14 –GRÁFICO COM VARIAÇÃO DO COEFICIENTE DE ABSORÇÃO EM FUNÇÃO DA FREQÜÊNCIA

PARA O SONEX, COMERCIALIZADOS PELA ILBRUCK. FONTE: ILBRUCK. ...................................... 36 FIGURA 4.1 – IMAGEM ILUSTRATIVA DE PISO FLUTUANTE, EPS, COMERCIALIZADOS PELA ABRAPEX.

FONTE: ABRAPEX. ................................................................................................................. 42 FIGURA 5.1 – IMAGEM DO APARELHO DE FTIR ................................................................................ 60 FIGURA 5.2 – IMAGEM DO APARELHO DE BET ................................................................................. 61 FIGURA 5.3 – IMAGEM DO PICNÔMETRO. ......................................................................................... 63 FIGURA 5.4 – IMAGEM DO APARELHO DE IMPEDÂNCIA ACÚSTICA. FONTE: BRUEL & KJAER, 2004 .. 64 FIGURA 5.5 – ESQUEMA DO FUNCIONAMENTO DO TUBO DE IMPEDÂNCIA. FONTE: BRUEL & KJAER,

2004. ................................................................................................................................... 64 FIGURA 6.1- ESPECTRO NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO DO GESSO ................................................. 67 FIGURA 6.2- ESPECTRO NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO DA ESPUMA DE POLIURETANO, AMOSTRA I. .. 68 FIGURA 6.3- ESPECTRO NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO DA ESPUMA DE POLIURETANO, AMOSTRA II. . 69 FIGURA 6.4 - GRÁFICO COM RESULTADOS DE IMPEDÂNCIA OBTIDOS PARA DIFERENTES AMOSTRAS DE

PU D28................................................................................................................................ 72 FIGURA 6.5 - GRÁFICO COM RESULTADOS DE IMPEDÂNCIA OBTIDOS PARA DIFERENTES AMOSTRAS DE



PS. ...................................................................................................................................... 76 FIGURA 6.8 - GRÁFICO DO THERMATEX. ......................................................................................... 77

LISTA DE TABELAS

TABELA 3.1: RELAÇÃO ENTRE O NÍVEL SONORO E O TEMPO DE EXPOSIÇÃO ...................................... 17 TABELA 3.2: NÍVEL DE CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO DE NCA PARA AMBIENTES EXTERNOS, EM DB(A) ...... 19 TABELA 3.3: NÍVEL DE RUÍDO PARA CONFORTO ACÚSTICO ............................................................. 19 TABELA 5.1: ESPECIFICAÇÃO DAS ESPUMAS DE POLIURETANO ........................................................ 57 TABELA 5.2: ESPECIFICAÇÃO DO POLIESTIRENO ............................................................................. 57 TABELA 6.1: PRINCIPAIS BANDAS DE ABSORÇÃO NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO NA AMOSTRA DE

GESSO .......................................................................................................................................... 67 TABELA 6.2: PRINCIPAIS BANDAS DE ABSORÇÃO NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO NAS AMOSTRAS DE

ESPUMA ACÚSTICA ......................................................................................................................... 69 TABELA 6.3: BET DAS AMOSTRAS .................................................................................................. 70 TABELA 6.4: DENSIDADE DAS AMOSTRAS ....................................................................................... 70

SUMÁRIO

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO .................................................................................. 3 CAPÍTULO 2 – OBJETIVOS ..................................................................................... 6

2.1 - Objetivos Gerais ................................................................................................... 6

2.2 - Objetivos Específicos ........................................................................................... 6

CAPÍTULO 3 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................. 7 3.1 - Generalidades ....................................................................................................... 7

História da acústica ................................................................................................. 7 Grandezas e unidades acústicas ............................................................................... 7

O som e suas propriedades ....................................................................................... 8

Mecanismos de transmissão ................................................................................... 14 Os Efeitos do Som no Homem ................................................................................ 15

3.2 – Normas e Legislação ......................................................................................... 18 3.3 - Acústica arquitetônica e de ambientes ............................................................... 20

Tratamento acústico ............................................................................................... 23 Isolamento acústico ................................................................................................ 27 Materiais acústicos absorventes ............................................................................. 27 Materiais de importância encontrados no mercado............................................... 29 Fibra de Vidro ........................................................................................................ 29 Lã de Rocha ............................................................................................................ 31 Gesso Acartonado .................................................................................................. 32

Espumas Acústicas ................................................................................................. 35

CAPÍTULO 4 – PROJETO ACÚSTICO ...................................................................... 37 4.1 - Problemas mais freqüentes ............................................................................ 37 4.2 - Como escolher o tipo de material .................................................................. 39

Escolha da estrutura ............................................................................................... 41 Escolha das divisões ............................................................................................... 41

Escolha de revestimentos........................................................................................ 43 4.3 – Roteiro para projeto acústico ........................................................................ 45 4.4 – Tipologia por ambiente ................................................................................. 46

Casas de máquina ou Equipamentos ...................................................................... 46 Auditórios ............................................................................................................... 47

Escolas .................................................................................................................... 48 Estabelecimentos comerciais .................................................................................. 48 Residências ............................................................................................................. 49 Templos Religiosos ................................................................................................. 50

Estúdios .................................................................................................................. 50 Hospitais ................................................................................................................. 51 Indústrias ................................................................................................................ 52

CAPÍTULO 5 – METODOLOGIA .............................................................................. 54 5.1 – Materiais selecionados .................................................................................. 54

Espumas de poliuretano ......................................................................................... 54 Poliestireno ............................................................................................................. 57

Gesso ...................................................................................................................... 58 5.2 – Métodos ......................................................................................................... 60 Espectroscopia na Região do Infravermelho ......................................................... 60 BET ......................................................................................................................... 61 Impedância Acústica............................................................................................... 63

CAPÍTULO 6 – RESULTADOS E DISCUSSÕES ......................................................... 66

6.1– Espectroscopia na Região do Infravermelho ................................................. 66 6.2 – BET ............................................................................................................ 70 6.3 – Impedância Acústica ................................................................................. 72

CAPÍTULO 7 – CONCLUSÕES ............................................................................... 80 CAPÍTULO 8 – SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ....................................... 82 CAPÍTULO 9 – REFERÊNCIAS ............................................................................... 83

1

Resumo

Os problemas de acústica, antes considerados somente para lugares

específicos como teatros e cinemas, atualmente causam transtornos tanto em

áreas residenciais como em áreas comerciais. O presente trabalho consiste de

um estudo comparativo entre os principais materiais usados no tratamento

acústico de recintos fechados, a fim de identificar as principais causas desses

problemas e avaliar as medidas que têm sido utilizadas para resolvê-los.

Observou-se que fatores como montagem, técnica construtiva e projeto

interferem de maneira significativa e, por isso, devem ser utilizados segundo

procedimentos específicos para cada tipo de material. Na avaliação dos

materiais foram realizados ensaios importantes, tais como análise por

espectroscopia na região do infravermelho, picnometria e porosimetria, para se

avaliar a composição físico-química dos materiais, bem como avaliar suas

densidades e porosidades. As propriedades acústicas dos materiais foram

determinadas através de medidas de impedância.

Palavra-chave: Acústica arquitetônica; BET; FTIR; Impedância Acústica.

2

Abstract

Acoustic problems, once concerning just specific places such as auditoriums

and movie theaters, cause a lot of nuisance these days, both in residential and

commercial areas. The present work is a comparative study between most

common materials used in the acoustic treatment of closed precincts, in order to

identify the main causes of theses problems and evaluate solutions that have

been used to solve them. It was observed that some factors, such as

assembling, building technique and design interfere in a significant extent and,

therefore, must be used according specific procedures for each type of material.

In evaluating the materials, important tests were performed such as infrared

spectroscopic analyses, picnometry and porosimetry, in order to assess

chemical composition of the materials, as well as their density and porosity.

Acoustic properties of the materials were determined by impedance

measurements.

3

Capítulo 1 – Introdução

A Acústica é a ciência dos fenômenos associados ao som, incluindo sua

geração, transmissão e efeitos. O termo som se refere não somente à

sensação produzida no sistema auditivo, mas também a perturbações em

freqüências muito baixas (infra-sons) ou muito elevadas (ultra-sons), que não

são ouvidas por uma pessoa com a audição normal.

Diferentemente da luz, cujo grau de efeito é praticamente em linha reta, com

movimento de ondas eletromagnéticas, as ondas sonoras, com movimento

ondulatório mecânico, sofrem alguns efeitos devido ao seu curto comprimento

de onda em relação aos objetos (NEPOMUCENO,1968). Dentre estes efeitos

temos: dispersão, espalhamento e difração.

O crescimento das cidades e a redução no custo das construções resultaram

em mudança no padrão de vida e, neste caso específico, de moradia da

população. Prédios começaram a ser construídos para atender a nova

demanda populacional. Como conseqüência tem-se o ruído, que é um som

sem harmonia.

A preocupação com a acústica arquitetônica não se restringe mais a auditórios

e teatros, visto que é uma necessidade a ser considerada em qualquer tipo de

construção. Os ruídos em edificações geram incômodos não só para

moradores, mas também para usuários, no caso de áreas comerciais.

4

A origem desse incômodo é quase sempre o próprio prédio. Sendo assim, o

responsável pela construção deve prever e providenciar soluções para esse

tipo de situação.

Em residências, o incômodo causado pelo som de fundo é mais evidenciado,

principalmente com sons decorrentes de impactos e em dormitórios, onde o

silêncio é extremamente importante. Quanto mais elevado o padrão da

edificação, mais os moradores ou usuários investem para se ter maior

privacidade.

Nesse contexto, fez-se necessária a combinação de diversos materiais em

forros, pisos, paredes e divisórias para se obter resultados satisfatórios e

reduzir sons indesejados. Para isso, deve-se levar em consideração o

desempenho acústico dos materiais a serem aplicados. Para se ter uma idéia

da importância de um projeto acústico, basta considerar que o tratamento

acústico de um edifício na fase de projeto representa de 1% a 1,5% do preço

total da construção, enquanto que, para se obter o mesmo desempenho em um

estágio mais avançado do que na fase de projeto, o custo pode chegar a 15%

do valor da construção (LOTURCO, 2005).

A tendência do planejamento das cidades modernas, com zoneamento

apropriado, distribuindo as áreas por função de atividades (zona comercial,

zona residencial, zona mista entre outras), bem como a sistematização dos

transportes, é a solução mais avançada e definitiva do problema de ruído

(SILVA, 2002).

5

Considerando-se a importância cada vez maior da redução do ruído nas

construções modernas, o estabelecimento de critérios bem como a

compreensão desses critérios para a seleção de materiais utilizados como

isolantes acústicos tem assumido um papel cada vez mais relevante. Este

trabalho pretende ser uma contribuição para essa discussão.

6

Capítulo 2 – Objetivos

2.1 - Objetivos Gerais

Identificar os principais problemas acústicos, suas causas e as medidas

necessárias para sanar esses problemas.

Efetuar um estudo comparativo dos principais materiais usados no tratamento

acústico de recintos fechados.

2.2 - Objetivos Específicos

Com base nos custos de produção e aplicação, pretende-se avaliar a

viabilidade da utilização de diferentes materiais acústicos, bem como sugerir

aqueles mais adequados para ambientes específicos. Além desses, são

também objetivos específicos deste trabalho:

Caracterização físico-química de amostras de gesso, espumas de poliestireno

expandido e espumas de poliuretano.

Determinação de propriedades acústicas desses materiais, através de ensaios

de impedância acústica.

Comparação entre as propriedades desses materiais com as de um produto

comercial à base de poliuretano.

7

Capítulo 3 – Revisão Bibliográfica

3.1 - Generalidades

História da acústica

A acústica como estudo do som remonta ao tempo dos filósofos gregos, que

investigaram as primeiras relações entre a altura de um som com o

comprimento de uma corda. Pitágoras descobriu a lei da harmonia, segundo a

qual dois sons estão em harmonia se a relação entre suas freqüências for igual

à razão entre dois números inteiros pequenos. Foi somente no final do século

XVII, que apareceram as primeiras noções e idéias ligando a altura de um som

ao número de vibrações por segundo.

Estudos posteriores sobre vibrações e velocidade de propagação sonora,

assim como o desenvolvimento da teoria ondulatória do som, contribuíram para

estabelecer as bases científicas da Acústica. Essas bases foram importantes

para o surgimento de estudos relacionados à acústica arquitetônica. Embora os

materiais acústicos sejam empregados desde a década de 50, existem poucos

estudos relativos à avaliação do comportamento acústico desses materiais.

Grandezas e unidades acústicas

Tendo como base o decibel, a escala A, é usualmente utilizada para medir os

diversos níveis de amplitude ou de pressão sonora. A escala A é o nível obtido

a partir do valor médio quadrático da pressão sonora referente ao intervalo de

tempo, é uma curva que se assemelha a curva do ouvido humano. Na prática

8

chamamos níveis de som ou de ruído os diversos graus dessa amplitude

(SILVA, 2002).

Cada país, através de seus órgãos normalizadores e agências reguladoras,

estabelecem métodos para quantificar e avaliar o impacto que o ruído produz

nas pessoas (BISTAFA, 2006).

Segundo Silva (2002) o valor médio da potência da voz humana é de 50 micro-

watt e um indivíduo falando em campo aberto, sem obstáculos, só é ouvido a

pouco mais de uma dezena de metros de distância da fonte. Nesse contexto,

sabe-se que qualquer som originado das proximidades, como o vento, veículos

e máquinas, irá mascarar a fala, tornando-a inaudível.

O som e suas propriedades

A definição do termo som inclui além da sensação percebida pelo ouvido,

perturbações fora da faixa audível. A faixa dos sons audíveis tem freqüência

limitada pelos valores entre cerca de 16Hz a 20.000Hz. Sons com freqüência

abaixo de 16Hz chamam-se infra-sons, e sons com freqüência acima desta

faixa são os ultra-sons. Para uma mesma velocidade, a freqüência (medida em

ciclos por segundos ou Hz) é inversamente proporcional ao comprimento de

onda. Sons agudos têm freqüência grande e comprimento de onda pequeno.

Sons graves têm freqüência pequena e comprimento de onda grande.

9

Sabe-se que o som puro, Figura 3.1(a) é um som em uma única freqüência, o

que é confirmado pelo espectro sonoro da Figura 3.1(b). Já o ruído, composto

de varias freqüências é representado na Figura 3.2(a) e seu espectro está

ilustrado na Figura 3.2(b). Esse é caracterizado por cobrir uma ampla faixa de

freqüências. Nos gráficos temos a relação de T (tempo) com P e de Peficaz com

freqüência, em que P é o nível de pressão sonora e Peficaz é o nível de pressão

sonora eficaz, que caracteriza a sensação da amplitude sonora (BISTAFA,

2006).

Figura 3.1 – Imagem ilustrativa mostrando a freqüência. (a) forma da onda de um tom

puro na freqüência f; (b) espectro sonoro do tom puro. Fonte: BISTAFA, 2006.

Figura 3.2 – Imagem ilustrativa mostrando a freqüência. (a) forma de onda de um ruído;

(b) espectro sonoro do ruído. Fonte: BISTAFA, 2006.

10

Segundo Silva (2002) o termo barulho define qualquer som que não é

desejável. Já o termo ruído é uma mistura de sons cujas freqüências diferem

entre si por um valor inferior à discriminação do ouvido. Tanto o barulho como o

ruído resultam de um agrupamento de som desordenados.

As ondas sonoras precisam de um meio material para se propagar. Este meio,

que deve permitir a vibração, pode ser sólido, liquido ou gasoso. A propagação

sonora ao ar livre ocorre normalmente como descrita abaixo.

Figura 3.3 – Esquema ilustrando a propagação sonora ao ar livre.

Primeiramente, a fonte emite determinada potência sonora (Figura 3.3), criada

no ar por variações de pressão. A partir daí, o nível sonoro vai se atenuando à

medida que o som se propaga, em forma de ondas, entre a fonte e o receptor,

ao longo de determinada trajetória (BISTAFA, 2006).

Ao entrar em contato com o meio receptor, a onda sonora incidente se

subdivide, parte é absorvida e parte é refletida (Figura 3.4). Da energia

absorvida, parte se dissipa e a outra parte é transmitida atravessando o

material (Figura 3.5). A absorção quando causada por atrito, ocorre quando a

onda sonora penetra pelos poros no interior de cada material. A quantidade de

energia sonora que penetra por um determinado material configura o que se

11

denomina coeficiente de absorção, sendo que a absorção é maior para

freqüências agudas.

Figura 3.4– Esquema ilustrando a energia incidente.

Figura 3.5– Esquema ilustrando a energia absorvida.

Um material será considerado tão bom absorvente de som quanto maior for a

movimentação das moléculas em seu interior, uma vez que o som se dissipa e

é amortecido por estas moléculas. Quando se quer avaliar a absorção, além da

porosidade, outros fatores que são de grande relevância são tortuosidade e

densidade. Espessura, freqüência e a orientação das fibras também

influenciam.

Quando o material não tem características que o classificam como um bom

absorvedor haverá refração e se o material for suficientemente fino a onda o

atravessará e irá se propagar para o outro lado, embora atenuada, efeito

conhecido por transmissão sonora. Tudo isso acontece em segundos,

dependendo da espessura do material e das dimensões do ambiente (SILVA,

2002). As paredes e divisórias vibram devido à energia das ondas sonoras.

Quanto mais rígidas e mais pesadas melhores serão suas características

isolantes do som em detrimento aquelas feitas com material leve e flexível.

Energia Incidente

Energia Absorvida

Energia Refletida

12

A velocidade de propagação do som é função da densidade do meio em que

ele se propaga. Quanto mais denso o meio, menor será a transmissão. A

velocidade do som independe da sua altura, amplitude ou timbre.

O volume sonoro refere-se ao modo com que a sensação do som é recebida

pelo ouvido humano. À medida que o volume sonoro aumenta, aumenta

também a amplitude sonora. E esta nada mais é do que a média no tempo da

quantidade de energia transportada pela onda por unidade de área e por

unidade de tempo através de uma superfície perpendicular à direção de

propagação. A amplitude de variação da pressão determina a amplitude do

som (SILVA, 2002).

Quanto mais polida a superfície mais refletora ela será. A onda incide sobre a

superfície e continua a se propagar no meio com a mesma velocidade. No eco,

observa-se a reflexão de um som de pequena duração em uma grande área,

havendo distinção do som original e do som refletido. Quando não há distinção,

ocorre reverberação. Se a superfície é pelo menos quatro vezes maior que o

comprimento de onda, ocorre reflexão direcional, onde o ângulo de incidência é

igual ao ângulo de reflexão.

Dentre os fenômenos que as ondas sonoras refletidas podem apresentar,

temos:

Difração: é a mudança sofrida na direção de uma onda sonora, quando

ao se encontrar com um obstáculo, a onda sonora o contorna (SILVA,

2002). Para um mesmo obstáculo ou orifício, quanto maior o

13

comprimento de onda, maior será a difração. Se a superfície é pequena

em relação ao comprimento de onda também ocorre difração.

Difusão/ Dispersão: ocorre quando a superfície é do mesmo tamanho

do comprimento de onda, o som muda de direção, mas de maneira

aleatória, ou seja, não direcional.

Refração: ocorre quando ao atravessar meios com índices de refração

diferentes, a onda sonora muda de velocidade e de direção de

propagação.

Nos recintos fechados ainda podem ocorrer:

Interferência: quando diferentes ondas sonoras se encontram,

alterando a amplitude das mesmas.

Ressonância: quando corpos sólidos distintos são atingidos por uma

onda sonora e vibram pelo efeito de reflexão cumulativa, que resulta na

ampliação de determinadas freqüências.

A propagação sonora ao ar livre é diferente da propagação nos recintos

fechados. Quando ao ar livre, o som vai se atenuando, à medida que se afasta

da fonte, e sendo absorvido até atingir um nível que não pode mais ser ouvido.

Dentro de um recinto fechado, porém, o som é parcialmente absorvido e

refletido por elementos como paredes, tetos e móveis. A direção de

propagação sonora depende das formas limítrofes dos ambientes. Segundo

Silva (2002), podemos dizer que, o volume sonoro em um ambiente fechado é

um pouco maior do que ao ar livre e a amplitude sonora será mais uniforme.

14

Mecanismos de transmissão

Para solucionar os problemas acústicos é importante entender mecanismos e

características dos barulhos e ruídos, que muitas vezes são nocivos ao

homem.

As ondas sonoras classificam-se segundo sua transmissão em (LOTURCO,

2005):

Transmissão por meio do ar: são produzidos dentro da massa de ar

do ambiente e que se transmitem, através do próprio ar, independente

de contato com a estrutura, até nossos ouvidos.

Transmissão por impacto: ocorre quando o canal transmissor é a laje,

as paredes ou pilares, são produzidos pelo choque de elementos,

sólidos ou líquidos, transmitindo-se através destes até o nosso corpo,

sendo percebido sob forma de vibração ou sensação sonora. O som de

impacto pode, portanto, caminhar depois de atravessar esse elemento

até os nossos ouvidos, através do ar.

A transmissão por impacto pode ainda ser subdividida em transmissão por

meio da estrutura da própria construção ou canalizações diversas, onde

vibrações se transmitem e podem assumir valores que inviabilizam a utilização

de um ambiente para certos tipos de atividades mais acuradas. E ainda

transmissão por superfícies limítrofes dos recintos fechados, como paredes,

pisos e aberturas.

O controle dos sons deve levar em conta o mecanismo de transmissão sonora,

uma vez que a maneira de combater um som gerado no ar é completamente

15

diferente da maneira utilizada para combater os sons de impacto (SILVA,

2002).

A propriedade que mais influi na transmissão é a densidade: quanto mais

denso o material, maior será sua resistência ao movimento e menor será a

transmissão, ou seja, mais isolante o material será. Outra propriedade que

também influencia na transmissão é a rigidez do material: quanto mais rígido,

mais ele irá transmitir.

Cada material apresenta um coeficiente de transmissão e é a partir dele que se

calcula a perda por transmissão (TL), que é a quantidade em decibels que o

som perde ao passar de um lado para o outro de uma estrutura. Quanto maior

a resistência ao movimento, maior será a TL. A perda por transmissão aumenta

com a freqüência.

Os Efeitos do Som no Homem

O som por ser uma sensação sonora captada pelos nossos ouvidos causa

alguns efeitos nas emoções humanas. Ao considerarmos o efeito do som no

nosso ouvido, devemos levar em conta que o mesmo pode nos influenciar de

duas maneiras: física ou psicologicamente. Estes efeitos podem ou não ser

insignificantes. Segundo Sales (2001), apesar de não ser um fenômeno visível,

o ruído é extremamente prejudicial à saúde.

Problemas como perda da audição, stress, hipertensão, perda de sono, falta de

concentração, conversação, relaxamento, baixa produtividade, deterioração da

qualidade de vida e redução de oportunidades de repouso são alguns dos

16

transtornos causados pelo ruído, que causam impacto psicológico, podendo

prejudicar a saúde mental.

O som pode provocar efeitos adversos não somente no sistema auditivo.

Suspeita-se que os efeitos não-auditivos do ruído se manifestem na função

cardiovascular (hipertensão, variações da pressão sangüínea e/ou dos

batimentos cardíacos), provocando adicionalmente distúrbios respiratórios,

perturbação e alterações na saúde física e mental. Essa diversidade de efeitos

faz com que o ruído seja considerado fator de stress generalizado. Os efeitos

fisiológicos podem ser temporários ou permanentes e são similares aos

causados por outros tipos de stress (BISTAFA, 2006).

Segundo Bistafa (2006), em certas situações somos agentes ativos, ou seja,

somos geradores de ruídos, como quando operamos aparelhos e

equipamentos ruidosos. Em outras situações, não somos geradores, mas sim

agentes passivos, vítimas do som produzido por outros agentes ativos. Apesar

de ser prejudicial em ambos os casos, a condição de agente passivo é pior,

uma vez que os transtornos gerados pelo ruído são impostos pelo ambiente.

O controle do ruído era visto mais como ônus do que como benefício. Há até

pouco tempo, o ruído não entrava na questão de produtos de consumo, pois os

usuários estavam dispostos a suportar mais ruído em troca de potência. Nos

últimos anos, porém, uma nova tendência vem sendo observada.

Consumidores e usuários que adquirem equipamentos industriais e produtos

de consumo mostram-se mais conscientes em caracterizar o ruído como um

17

fator importante na decisão de compra. Níveis de ruído estão sendo incluídos

nas especificações de vários tipos de equipamento industrial, como motores e

bombas, quando antes eram apenas disponibilizadas informações superficiais

do desempenho acústico (BISTAFA, 2006).

Devido às diferenças fisiológicas e psicológicas entre os indivíduos, o grau de

incômodo não pode ser, cientificamente medido para uma determinada pessoa.

Apesar dos efeitos causados pelo som ter um componente psicológico, a

medição sonora nos dá uma indicação precisa de quando um som se torna

prejudicial à audição e faculta a escolha de medidas corretivas (SILVA, 2002).

Ou seja, para um mesmo indivíduo, dependendo da freqüência de um som,

para uma determinada quantidade pré-fixada de energia sonora, sua

percepção ou sua audibilidade varia sensivelmente.

Segundo Silva (2002) o som não precisa ser muito alto para incomodar, o

nosso ouvido é mais sensível às variações dos sons de baixa freqüência que

aqueles de média e alta freqüência. Além do mais, os danos auditivos de um

ruído não dependem somente do seu nível de amplitude, mas também do seu

tempo de exposição (Tabela 3.1).

Tabela 3.1: Relação entre o nível sonoro e o tempo de exposição

Leqa (q=5min) Exposição máxima diária

85dB(A) 8h

90dB(A) 4h

95dB(A) 2h

100dB(A) 1h

105dB(A) 0,5h

110dB(A) 0,25h

Fonte: Silva, 2002.

18

Quando nos submetemos à influência de um som de alta amplitude, cujo nível

de pressão sonora (NPS) está acima de 100dB(A), sentimo-nos mal. Se essa

amplitude se aproximar do limiar da dor, ou seja, 140dB(A), o incômodo é muito

maior e pode até romper o tímpano. Esse efeito passa de psicológico a efeito

físico do som (SILVA, 2002).

3.2 – Normas e Legislação

Para evitar danos à saúde pública, causados pelo excesso de ruídos,

característicos das atividades, sobretudo as industriais do mundo moderno,

governos de vários países têm estabelecido normas para o controle nos níveis

de ruídos. Os critérios adotados são vários, como o estabelecimento de um

limite do nível de pressão acústica, considerado como de conforto, ou mesmo

aceitável para a finalidade a que se destina, de acordo com o horário e até

mesmo com o tempo de duração (COSTA, 2003).

No Brasil, os critérios adotados devem ser os da Associação Brasileira de

Normas Técnicas (ABNT), cujo procedimento consta das normas NBR-

10151:2000 e NBR-10152:1987. A NBR-10151 (Tabela 3.2) estabelece as

condições e métodos para medição e avaliação da aceitabilidade do ruído em

comunidades. Essencialmente, essa norma requer a medição do nível de

pressão sonora equivalente, o LAeq, que deve ser corrigido com +5dB caso o

ruído tenha características impulsivas ou de impacto, e caso o ruído tenha

componentes tonais. O nível sonoro corrigido é então comparado com o nível

critério de avaliação (NCA). A NBR-10152 fixa níveis de ruído compatíveis com

o conforto acústico em ambientes diversos, adotando as curvas de NC (Tabela

3.3 e Anexo 1) para estabelecer os níveis de ruído compatíveis com o conforto

19

acústico em ambientes diversos. Nessa norma, as curvas NC são

denominadas curvas de avaliação de ruído (BISTAFA, 2006).

Tabela 3.2: Nível de critério de avaliação de NCA para ambientes externos, em dB(A)

Tipos de áreas Diurno Noturno

Áreas de sítios e fazendas 40 35

Área estritamente residencial urbana ou de hospitais ou de escolas 50 45

Área mista, predominantemente residencial. 55 50

Área mista, com vocação comercial e administrativa. 60 55

Área mista, com vocação recreacional 65 55

Área predominantemente industrial 70 60

Fonte: Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 10151:2000.

Tabela 3.3: Nível de Ruído para Conforto Acústico

Tipos de áreas dB(A) NC

Hospitais Apartamentos, Enfermarias, Berçários, Centros Cirúrgicos 35-45 30-40

Laboratórios, Áreas para uso do público 40-50 35-45

Serviços 45-55 40-50

Escolas

Bibliotecas,Salas de Música, Salas de desenho 35-45 30-40

Salas de Aula, Laboratórios 40-50 35-45

Circulação 45-55 40-50

Hotéis

Apartamentos 35-45 30-40

Restaurantes, Salas de Estar 40-50 35-45

Portaria, Recepção, Circulação 45-55 40-50

Residências Dormitórios 35-45 30-40

Salas de Estar 40-50 35-45

Auditórios Salas de concertos, Teatros 30-40 25-30

Salas de conferências, Cinemas, Salas de uso múltiplo 35-45 30-40

Restaurantes 40-50 35-45

Escritórios Salas de reunião 30-40 25-30

Salas de gerência, Salas de projeto e administração 35-45 30-40

Salas de computadores 45-65 40-60

Salas de Mecanografia 50-60 45-55

Igrejas e Templos 40-50 35-45

Locais para esporte

Pavilhões fechados para espetáculos e atividades esportivas 45-60 40-55


20

Têm-se ainda a Norma NR-15 do Ministério do Trabalho. Essa determina que o

trabalhador não deve ser submetido a um ruído contínuo ou intermitente maior

do que 85 dB durante 8 horas de trabalhos diárias (SLAMA, 1996).

Os problemas da área urbana são regulados pela resolução n° 1, de 08/03/90,

do CONAMA – Conselho Regional do Meio Ambiente, atendendo mais ao

incômodo comunitário.

3.3 - Acústica arquitetônica e de ambientes

O problema causado pelos ruídos tem sido abordado com uma importância

crescente nas construções, podendo ser detectado pelo simples fato do

morador de um andar superior ter um piso de madeira ou pedra. Nessa

situação, grande parte do som do apartamento de cima é ouvido no andar

inferior. Esse problema pode ser resolvido pelo "tratamento acústico‖, na fase

da execução do projeto a um custo baixo se levarmos em conta os prejuízos e

transtornos que o excesso de ruído pode causar.

A acústica arquitetônica estuda as condições acústicas de cada sala em si

favorecendo a audibilidade e as condições de conforto. O problema tornou-se

relevante de fato, quando se constatou o prejuízo real que o excesso de ruído

pode causar fisicamente e/ou psicologicamente ao ser humano exposto a ele.

Para que as condições sejam satisfatórias, a índice de articulação ou

inteligibilidade deve ser superior a 90%, garantindo-se uma relação satisfatória

entre o som útil e o som prejudicial (NEPOMUCENO, 1968).

21

Todos os materiais têm características acústicas que podem ser desejadas, ou

não. Como exemplo típico, tem-se o ar como acústico, pois é através dele que

os sons chegam aos ouvidos. Em outro exemplo, tem-se o vácuo absoluto,

comportando como isolante acústico, uma vez que este não permite a

transmissão sonora. Em elementos arquitetônicos, tem-se que uma parede de

concreto maciça, com alto índice de redução sonora e também com elevados

níveis de reflexão sonora, também pode ser considerada como importante

material acústico. Já no caso de materiais que evitam a reflexão sonora, mas

não isolam o som, têm-se as fibras (lã de rocha, lã de vidro, lã cerâmica),

espumas de poros abertos, tecidos e carpetes.

Nas paredes, pode ser facilmente verificado se o som foi transmitido de uma

sala a outra via ar ou via parede. Se a transmissão ocorre via corpo, uma fonte

isolada (como máquina de escrever, por exemplo) não é ouvida no outro

ambiente. O amortecimento do som nos edifícios depende do fator de perdas

do material que circunda a fonte de propagação do som sobre a superfície total

(NEPOMUCENO, 1968). Dentro do exemplo, tem-se que a máquina de

escrever praticamente não existe, mas esta poderia ser substituída por um

relógio ou uma impressora, por exemplo.

Tipos de Materiais Acústicos

Os materiais acústicos podem ser absorventes, difusores, refletores ou

isolantes.

22

Absorventes: Tem grandes coeficientes de absorção, não deixam o som

passar de um ambiente para o outro e evitam eco (materiais porosos como lã

ou fibra de vidros revestidos, manta de poliuretano, madeira aglomerada,

carpetes grossos e cortinas pesadas).

Difusores: Refletem o som de forma difusa, sem ressonâncias. Em geral, são

materiais refletores sobre superfícies irregulares (pedras ou lambris de

madeira).

Isolantes: Impedem a passagem de ruído de um ambiente para outro. Está

relacionado ao peso próprio de cada material: quanto mais pesado, maior será

seu poder de isolação (tijolo maciço, pedra lisa, concreto, gesso, drywall,

madeira e vidro com espessura mínima de 6mm)

Refletores: Podem ser isolantes, e aumentam a reverberação interna do som.

(azulejos, cerâmica, pedras lisas, massa corrida, madeira, papel de parede).

A capacidade de determinado material ou estrutura absorver e isolar o ruído

são as principais medidas de seu desempenho acústico. Freqüentemente as

funções da absorção e da isolação sonora são confundidas. A absorção sonora

é utilizada principalmente no controle do tempo de reverberação de

determinado recinto. Embora a incorporação de absorção implique também na

redução de ruído do recinto, normalmente essa redução é de apenas uns

poucos decibels. No entanto o conforto acústico gerado com o aumento da

absorção normalmente da à impressão de que os níveis sonoros foram

reduzidos mais do que as medições objetivas revelam. Portanto a absorção

não deve ser a principal medida mitigadora do ruído, principalmente quando o

nível de ruído for elevado (BISTAFA, 2006).

23

Tratamento acústico

Quando se fala em tratamento acústico, quer se obter, através de um conjunto

de operações, a atenuação no nível de energia sonora entre a fonte sonora e o

receptor. Segundo Silva (2002) isso pode ser alcançado com três

procedimentos:

Isolamento atenuador: quando a fonte sonora estiver em ambiente

diferente do ouvinte. Neste caso, deverá ser feito o barramento da

energia decorrente da fonte de onda, por barreira ou painel isolante.

Tratamento absorvente: quando a fonte sonora estiver no mesmo

ambiente do ouvinte. Para estes casos, deve ser feito um processo

atenuador, para minimizar o nível do ruído através do revestimento de

superfícies internas por materiais acústicos absorventes.

Isolamento atenuador e tratamento absorvedor combinados: quando

se quer atenuar fontes sonoras de ambientes externos ou do próprio

ambiente.

Outra maneira de isolar o som transmitido é com o uso de materiais conhecidos

como ―sanduíches‖. Estes materiais são compostos por uma mistura entre um

material leve e outro rígido e ainda de um material poroso ou resiliente que,

pelo efeito do amortecimento, atenua o nível de ruído devido aos poros no

interior dos materiais, dissipando a energia, antes que se reflita ou se

transmita, tanto para o ambiente, quanto para os materiais vizinhos.

Quando mais distante a fonte de ruído, menor será o nível deste ruído. A

isolação sonora é medida através da perda por transmissão (PT ou TL), sendo

24

utilizada para impedir que o ruído de um recinto se transmita para um recinto

contíguo. Uma estrutura com características isoladoras é geralmente densa e

reflexiva, e normalmente oferece propriedades estruturais (BISTAFA, 2006).

A perda por transmissão de uma parede pode ser bem melhorada se a parede

é dupla e internamente estes dois planos são separados por um espaço de ar.

Dependendo do tamanho do espaço entre as duas paredes, os dois planos

comportam-se como duas paredes distintas, e a TL total fica próxima da soma

das TLS individuais.

A abertura, mesmo que pequena, é suficiente para que o som atravesse o

material, apesar de atravessar com alguma perda. Para que o isolamento seja

efetivo, devem ser evitadas rachaduras ou aberturas em qualquer componente.

Paredes e teto devem ser balanceados para terem aproximadamente a mesma

perda por transmissão.

Mesmo que os absorvedores não sejam bons isolantes, a absorção pode

contribuir para o isolamento sonoro. Isso é mais evidente com sons de baixa

freqüência em salas pequenas.

Ao incidir sobre o material, a onda sonora faz com que o ar nele contido

transmita a vibração da onda para as paredes das células, as quais, vibrando,

transformam-se em calor (efeito imperceptível, devido à fácil dissipação desse

calor ambiente). Esta propriedade faz com que a reverberação diminua.

25

Se o ambiente isolado acusticamente for utilizado para alguma finalidade que

gere ruídos, como home theater, guitarra, bateria, etc, deve-se utilizar

absorvedores acústicos, os quais irão absorver os ruídos, evitando a reflexão

excessiva das ondas sonoras. Ou seja, diminui ou elimina o nível de

reverberação num mesmo ambiente. Nestes casos se deseja, além de diminuir

os níveis de pressão sonora do recinto, melhorar o índice de articulação.

Contrariamente aos materiais de isolamento, estes são materiais leves (baixa

densidade), fibrosos ou de poros abertos. Tecidos com trama muito estreita,

que não permitem o ar atravessá-lo, são ineficazes, assim como aqueles que

apresentam trama muito esparsa, que permitem enxergar através deles.

Percebe-se que a propriedade fundamental dos materiais absorventes é a

―resistência ao fluxo de ar‖ – a maximização da absorção sonora requer uma

resistência ótima através do material (BISTAFA, 2006).

A capacidade de absorção se refere a quanto o material pode dissipar a

energia que incide sobre ele, por meio da transformação da energia mecânica

vibratória em energia térmica.

A Figura 3.6 ilustra os efeitos produzidos por uma barreira entre a fonte de

ruídos e o receptor. Quanto menor o ruído transmitido através da barreira,

maior será o coeficiente de isolação. Um dos modelos empregados para

compreender esses efeitos é o do conjunto massa-mola (Figura 3.7, aplicação

1), no qual a finalidade do material mola (efeito elástico) é amortecer a pressão

da onda sonora, enquanto a massa se opõe ao movimento desencadeado,

forçando o retorno da onda ou a sua dissipação. Na Figura 3.7, aplicação 2, o

26

material isolante não é usado no mesmo recinto da fonte sonora, mostra-se

grande eficácia na utilização do mesmo.

tratamento

acustico

sons propagados

pela estrutura

sons

propagados

por via

aérea

sons

refletidos

sons

absorvidos

por

materiais

acusticos

Figura 3.6 – Esquema mostrando a isolação e a absorção sonora e como ela auxilia no tratamento acústico. Fonte: Akustik

fonte

absorçao/mola

massabase

div

isoria

Aplicaçao 1

fonte mola

massa

base

acabamento

div

isoria

Aplicaçao 2

Figura 3.7 – Esquema mostrando a absorção sonora, na aplicação 1 e a isolação sonora,

na aplicação 2. Fonte: Akustik

27

Isolamento acústico

Isolamento acústico é um fator de extrema importância no controle do ruído das

edificações, ocorre quando se minimiza a passagem do som de um recinto

para outro vizinho.

Segundo Silva (2002) a característica básica de um isolador é sua elasticidade,

isto é, a capacidade de voltar a sua forma original quando uma força deixa de

agir. A propriedade física que define essa capacidade é a sua rigidez, que é a

razão entre a força aplicada e a deflexão que o isolador apresenta. Essa

característica permite que o isolador armazene energia de vibração, impedindo

que esta seja transmitida para a estrutura de apoio.

O isolamento acústico em muitos casos, não será suficiente para o

condicionamento sonoro do edifício, é necessário sempre levar em conta, o

tratamento acústico do local com materiais absorventes adequados.

Materiais acústicos absorventes

A energia sonora absorvida em um compartimento é o principal fator na

redução de seu nível de ruído ou do controle das múltiplas reflexões (SILVA,

2002).

Um material é absorvente quando uma grande parte de energia sonora que

nele incide é retida, transformando-se em energia mecânica ou calorífica ou

transmitindo-se (SILVA, 2002).

28

A capacidade de absorção representa o quanto o material pode dissipar a

energia sonora incidente, por meio da transformação da energia mecânica

vibratória em energia térmica. Forros e paredes com recheio absorvente, como

lãs minerais, podem corrigir o tempo de reverberação do som. Porém, a

reverberação não pode ser totalmente eliminada, porque impediriam a

inteligibilidade (AIDAR, 2006).

Segundo Silva (2002) as características mais importantes na escolha de um

material acústico são: aparência; resistência ao fogo; resistência mecânica;

facilidade de montagens; isolamento térmico.

Praticamente todos os materiais existentes no mercado ou isolam ou absorvem

ondas sonoras, embora com diferentes eficácias. Um material que tem grande

poder de isolamento acústico quase não tem poder de absorção acústica, e

vice-versa. Quanto mais leve e poroso o material mais absorvente e menos

isolante este material será. E quanto mais denso, compacto e rígido, mais

isolante e menos absorvente. Alguns outros materiais têm baixo poder de

isolamento acústico e também baixo poder de absorção acústica (como

plásticos leves e impermeáveis), pois são de baixa densidade e não tem poros

abertos.

Como não existe um material que resolva todos os problemas acústicos, cada

projeto deve ser elaborado de acordo com as peculiaridades exigidas em cada

recinto, que sejam aquelas que se relacionam com as características técnicas

29

do som, como também aquelas que melhor satisfaçam as exigências

decorativas, estéticas e funcionais da obra arquitetônica (SILVA, 2002).

Materiais de importância encontrados no mercado

Fibra de Vidro

A fibra de vidro é um material absorvedor, que apresenta elevado coeficiente

de absorção acústica. É usada em forros ou em paredes duplas, no processo

construtivo conhecido como massa-mola-massa, substituindo com vantagens

as paredes pesadas, uma vez que dificulta a transmissão dos sons devido a

sua descontinuidade e a grande elasticidade. Sua resistência ao calor é ainda

superior à do poliuretano, mas apresenta o inconveniente de ser prejudicial ao

contato, devendo na maior parte das vezes ser protegida por meio de resinas

ou chapas perfuradas (COSTA, 2003).

Um exemplo comercial de material isolante acústico a base de fibra de vidro é

o IsoSound Glass Fabrics (Figura 3.8 e Figura 3.9), produzido pela ISOVER

(Anexo 2). Esse produto é um painel rígido, absorvedor acústico, constituído

por lã de vidro aglomerada com resinas sintéticas e fornecido com revestimento

em véu de vidro ou tecido de vidro, em uma ou em ambas as faces. Pode ser

utilizado como revestimento de paredes de alvenaria ou como divisória piso-

teto.

30

Figura 3.8 –Isosound Glass Fabrics,

comercializados pela ISOVER. Fonte: ISOVER.

Figura 3.9 –Gráfico com Variação do coeficiente de absorção em função da freqüência para o

Isosound® Glass Fabrics, comercializados pela ISOVER. Fonte: ISOVER.

0 1000 2000 3000

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Isosound

Absorç

ao

Frequência

31

Lã de Rocha

A lã de rocha apresenta resistência ao calor superior ao poliuretano, porém é

prejudicial ao contato, devendo também ser protegida por meio de resinas ou

chapas perfuradas (COSTA, 2003).

Como exemplo deste tipo de material tem-se os Painéis PS, comercializados

pela Rockfibras (Figura 3.10 e Figura 3.11). Tratam-se de painéis em lã de

rocha basáltica THERMAX®, aglomerados com resinas especiais. São

fornecidos em várias densidades e espessuras, de modo a serem utilizados em

baixas, médias e altas temperaturas.

As Placas PS apresentam baixa condutividade térmica, conservando energia e

garantindo conforto térmico com baixos investimentos. Para temperaturas até

250°C, recomenda-se o PSL; para temperaturas até 500°C, recomenda-se o

PSE; já para temperaturas até 750°C, recomenda-se o PSR (Anexo 3).

Figura 3.10 – Imagem ilustrativa Painéis PS, comercializados pela Rockfibras. Fonte: Rockfibras.

32

Figura 3.11 – Gráfico com Variação do coeficiente de absorção em função da freqüência

para os Painéis PS®, comercializados pela Rockfibras. Fonte: Rockfibras.

Gesso Acartonado

Sistema composto por duas divisórias leves separadas por um material

absorvente (que aumenta o isolamento). Por fora, parece uma parede de

alvenaria. Por dentro combina perfis de aço galvanizado e placas de gesso

revestidas com folhas de papelão em ambos os lados. Nesse caso, o papelão é

comparado ao concreto armado, garantindo resistência a tração (similar ao

aço) e o gesso possibilita resistência a compressão (similar ao concreto). O

sistema forma um sanduíche que permite a introdução de lã mineral em seu

miolo, o que confere uma acústica melhor além de alta resistência mecânica.

0 1000 2000 3000 4000

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

PSL - 32 (5)

PSL - 32 (10)

PSE - 64 (5)

PSE - 64 (10)

PSR - 80 (5)

PSR - 80 (10)

Ab

so

rça

o

Frequência

33

Essa configuração, segundo Sales (2001), faz com que estruturas e vedações

fiquem mais leves. Por este motivo, oferecem uma significativa redução no

peso da estrutura, além de um aumento da área útil dos ambientes por causa

da sua menor espessura. De acordo com o fabricante Knauf enquanto uma

parede de tijolos comuns com aproximadamente 10cm de espessura pesa

entre 155 e 165kg/m2, uma parede de gesso acartonado de mesma espessura

pesa menos de 25kg/m2.

Gesso acartonado ou simplesmente drywall, tem esse nome por não necessitar

de argamassa para a sua construção, ao contrário do que ocorre na construção

convencional.

Dependendo da sua finalidade, a parede pode ser montada com perfis mais

largos, receber mais de uma chapa de cada lado e ainda ser complementada

com lã de vidro ou lã mineral no seu interior, para melhorar o seu isolamento

acústico ou térmico. A utilização de lã mineral e outros isolantes térmicos no

interior de paredes, tetos e revestimentos contribuem para regular e estabilizar

a temperatura.

Os índices de isolação são determinados, primeiro, pela densidade do material

utilizado como recheio e depois, pela espessura e quantidade de placas de

gesso utilizadas na confecção da parede. Conseqüentemente é possível elevar

a capacidade de absorção do fechamento até níveis predeterminados.

34

O drywall, fabricado pela Lafarge GYPSUM , segundo o próprio fabricante,

confere isolamento acústico entre 36 a 52dB (Figura 3.12). O gesso já

apresenta naturalmente alta resistência ao fogo. As chapas Resistentes ao

Fogo (RF), também conhecidas como "chapas rosa", contêm retardantes de

chama em sua fórmula, sendo indicadas para uso em áreas especiais (saídas

de emergência, escadas enclausuradas, etc.). As chapas Resistentes à

Umidade (RU), também conhecidas como "chapas verdes", contêm elementos

hidrofugantes e são indicadas para uso em áreas úmidas como banheiros,

cozinhas e áreas de serviço.

Figura 3.12 – Imagem ilustrativa de Drywall, comercializados pela Knauf. Fonte: Isar.

35

Espumas Acústicas

A Espuma Absorvedora Acústica é um material absorvente, que permite isolar

ou absorver ruídos incômodos, provenientes de outros ambientes ou mesmo

aqueles reverberados (eco).

Dos produtos utilizados comercialmente, podemos citar a linha SONEX,

fabricada pela empresa IllBruck (Figura 3.13 e Figura 3.14). Trata-se de

espumas de poliuretano, cuja absorção diminui a reverberação sonora nos

ambientes, conseqüentemente diminui a amplitude sonora dos ruídos (Anexo

4).

Figura 3.13 – Imagem ilustrativa de Sonex, comercializados pela Ilbruck. Fonte: Ilbruck.

36

Figura 3.14 –Gráfico com Variação do coeficiente de absorção em função da freqüência para o Sonex, comercializados pela Ilbruck. Fonte: Ilbruck.

0 1000 2000 3000 4000

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

20/35

27/35

35/35

42/35

50/75

66/75

75/125

Ab

sorç

ao

Frequência

37

Capítulo 4 – Projeto Acústico

Segundo Silva (2002) o projeto acústico de um determinado local é feito para

controlar ou corrigir a entrada ou saída de ruído, ecos ou reflexões

indesejadas, ressonância e reverberação, para melhorar a inteligibilidade da

palavra, a musicalidade e a percepção dos sons em geral.

Devido a tantas variáveis, os especialistas afirmam que não existem soluções

genéricas para projetos acústicos. O que se pode ser feito é uma combinação

de diversos materiais usados em forros, pisos, paredes e divisórias, obtendo-se

assim resultados satisfatórios e reduzindo os sons indesejáveis (AIDAR, 2006).

4.1 - Problemas mais freqüentes

Um dos problemas mais graves com relação à acústica arquitetônica refere-se

ao incômodo causado pelo som dos passos e quedas de objetos sobre lajes. O

problema é recorrente para quem reside em edifícios sem tratamento acústico

adequado.

Para solucionar problemas com ruídos deve-se buscar a fonte deste, que

podem ser aéreos ou de impacto. Os ruídos externos são na maioria das vezes

aéreos e ocasionados fora do limite da estrutura. Os ruídos internos decorrem

de atividades dos usuários ou dos equipamentos na edificação. De maneira

geral, o desconforto depende do volume em decibels, do tempo de exposição e

da freqüência de onda. Para situações como campainhas, por exemplo, ou

seja, quando as freqüências são mais baixas, ocorre irritabilidade. Porém, para

38

freqüências mais altas, como equipamentos e automóveis, dependendo da

freqüência com que ocorrem pode não exigir tratamento específico

(LOTURCO, 2005).

A transmissão do som dos passos depende da condutividade acústica do

material, da qualidade do assoalho e também do tipo de sapatos utilizados.

Esses ruídos provocam grande desconforto, por serem ouvidos claramente

pelo vizinho de baixo. Como resultado de uma eficiente excitação por contato,

a laje se torna irradiadora de energia sonora em ampla faixa de freqüências,

devido ao movimento vibratório induzido pela excitação localizada.

A transmissão sonora em lajes pode ocorrer por via aérea ou impacto. A

redução de som aéreo varia com a espessura, mas o de impacto depende mais

do amortecimento. O desempenho acústico para ruídos aéreos, melhora com o

aumento da densidade, uma vez que é definido pela relação peso/m². Em

residências a transmissão de ruído por laje é grande fonte de incômodo. Para

amenizar e alguns casos resolver o problema, deve-se usar piso flutuante,

carpete ou forro suspenso (LOTURCO, 2005).

Cada tipo de revestimento usado no piso, como carpete, madeira, granito, tem

um diferente índice de amortecimento. Esse índice influencia a transmissão de

som de impacto, mas pouco influencia quando a transmissão é por via aérea. O

uso de materiais como o carpete pode diminuir significativamente a

transmissão de ruído de impacto.

39

Como já foi dito anteriormente, em aberturas, o ruído atravessa e trafega por

qualquer orifício, por menor que seja. Mais especificamente no caso de janela,

a espessura e o tipo dos vidros devem ser escolhidos em função do ruído

externo e do ambiente.

Para o caso da abertura ser porta, ocorre transmissão de ruído de áreas

externas. As portas devem ser mais espessas e vedadas para ambientes como

quartos e home theater. De maneira geral, em áreas nas quais se espera uma

privacidade maior, devem ser usadas portas mais espessas e pesadas. Alguns

ambientes exigem um cuidado maior, como casas de máquina, que demandam

portas acústicas.

4.2 - Como escolher o tipo de material

Para a escolha do material deve-se levar em conta se este será usado para

corrigir, reduzir ou eliminar ruídos. Os elementos empregados para reduzir a

transmissão sonora podem ser isolantes ou absorventes. Materiais isolantes

evitam que o ruído gerado em um ambiente passe para outro, podendo refletir

nos revestimentos e causar reverberação. E os materiais absorventes reduzem

a transmissão entre ambientes e a reflexão (LOTURCO, 2005).

Para recintos em que a especificação deve ser mais precisa, deve-se

considerar a taxa de ocupação e a forma do espaço. O corpo humano, por

exemplo, absorve muitos sons e ruídos, devendo-se considerá-lo como taxas

40

de ocupação flutuantes, podendo variar a taxa de absorção acústica média do

recinto (LOTURCO, 2005).

Na isolação sonora de paredes e divisórias, a resistência de cada material está

mais relacionada com a espessura do que com a densidade. Para densidades

menores, a rigidez é menor, assim como sua capacidade de deformação. Para

materiais mais densos, as espessuras podem ser menores. Placas

―sanduíches‖, com fibras minerais, lã de vidro ou de rocha, também

apresentam bons resultados acústicos. Os índices de isolação são

determinados pelo tipo de material usado como recheio do ―sanduíche‖ e

também pela espessura e tipo das placas.

Divisórias tipo piso-teto bloqueiam a transmissão sonora, sendo por isso, bons

isoladores sonoros. A isolação sonora da divisória protege este recinto dos

ruídos produzidos externamente. A grandeza física associada à isolação

sonora de um material é o índice de redução sonora, que caracteriza a

atenuação imposta pela divisória à transmissão sonora. Esta atenuação

depende da freqüência do som transmitido, para sons graves, ou seja, com

baixa freqüência, a transmissão é maior do que para sons agudos, com altas

freqüências (GODOY, 2006).

Quanto mais denso, maior tenderá a ser sua isolação sonora. Qualquer

abertura, por menor que seja, pode prejudicar este efeito, uma vez que sabe-se

que por onde o ar passa, passa também o som.

41

Para melhorar o desempenho de portas e esquadrias, essas apresentam o

interior preenchido por materiais fonoabsorvedores de alta densidade e

borrachas de vedação para aumentar a pressão de fechamento.

Escolha da estrutura

A estrutura deve ser feita com materiais diferentes, uma vez que as estruturas

heterogêneas são favoráveis a não propagação de ruídos. Porém, se a

estrutura tiver que ser homogênea, dever-se-á separar os elementos leves da

ossatura do prédio e construí-los de modo que não tenham freqüências de

ressonância. Para evitar a propagação de ruídos aéreos ou de impacto pela

estrutura, deve-se fazer tratamento acústico interno e isolar algumas partes da

estrutura.

Escolha das divisões

As divisões deverão ser escolhidas de maneira que o índice de redução

acústica fique entre 45 e 50dB. Quando se quer aumentar o índice de redução

acústica para valores acima de 50dB, deve-se construir parede dupla (com ou

sem material isolante entre elas).

As precauções a serem tomadas para utilização de paredes divisórias deverão

ser função da natureza e da concepção estrutural do edifício, bem como dos

revestimentos adotados. Para isolar as paredes divisórias das lajes, usa-se

materiais que evitam o engastamento das mesmas e impedem a formação de

42

curtos-circuitos ou passagem direta do som, da laje para a parede. Para isso,

usa-se o piso flutuante (SILVA, 2002).

Figura 4.1 – Imagem ilustrativa de piso flutuante, EPS, comercializados pela Abrapex. Fonte: Abrapex.

Segundo Silva (2002), os tipos de parede se definem como:

Paredes entre unidades independentes e áreas de circulação -

Recomenda-se a utilização de paredes com pelo menos duas camadas

de chapas de gesso em cada uma das faces. A estrutura pode ser

simples ou dupla. No caso de estrutura dupla, elas podem ser

independentes ou solidarizadas.

Paredes internas a uma mesma unidade - Recomenda-se a utilização

de paredes com pelo menos uma camada de chapa de gesso em cada

face.

Paredes incorporando vigas, pilares ou tubulações internas a uma

mesma unidade - Esta parede possui uma camada de chapa de gesso

em cada face. A sua espessura é variável em função dos elementos a

serem inseridos no interior da mesma.

contrapiso

piso

acabado

laje

EPS

43

Paredes de altas performances mecânicas - Esta parede possui pelo

menos duas camadas de chapa de gesso em cada face. A sua

espessura é variável.

Paredes de altas performances acústicas - Esta parede possui pelo

menos duas camadas de chapa de gesso em cada face. A sua

espessura é variável. As duas estruturas devem necessariamente ser

independentes e deve-se prever lã mineral para aumentar o isolamento

acústico.

Escolha de revestimentos

Segundo Silva (2002) este tipo de revestimento pode ser classificado em três

categorias:

Muito refletores: pinturas, mármores, todas as películas muito finas

aplicadas sobre a alvenaria; com coeficientes de absorção da ordem de

até 0,01. As placas de gesso tem coeficiente de absorção 0,05.

Ligeiramente absorventes: pintura fosca granulada, papel pintado

poroso, tapeçaria, lambris de madeira, etc., cujos coeficientes médios de

absorção são superiores a 0,1.

Muito absorventes: painéis perfurados (ou não) cobrindo colchão de lã

de vidro, lã mineral ou de rocha, produtos porosos, cujos coeficientes

médios de absorção podem ser superiores a 0,5. Para absorções

consideradas excelentes, o coeficiente deve estar entre 0,75 a 1. E para

materiais com absorções consideradas boas, os índices ficam entre 0,65

a 0,75.

44

Os revestimentos devem ser escolhidos de modo que a média dos coeficientes

de absorção para halls, corredores, caixas de escada, etc., não seja inferior a

0,15 e, para os compartimentos principais do prédio, que não seja inferior a

0,40 (o que corresponde a um tempo de reverberação de aproximadamente 1

segundo para uma sala de 4x4m.).

Para o revestimento da fachada em locais com índices de até 65dB(A), janelas

e paredes comuns são suficientes para isolar o ruído. Porém, para índices

maiores, superiores a 65 dB, deve-se ter uma precaução maior.

Os ruídos provenientes da rua dependem mais do local de origem, sendo

resultantes da conformação das ruas e da própria cidade como um todo.

Nestas condições, uma parede comum de fachada (de alvenaria, com

aproximadamente 15cm) isola em torno de 40 a 45dB(A). Se, afastarmos a

fonte ou abafando-a (implantando uma barreira vegetal espessa, por exemplo)

a sensação do ruído pode ser atenuada.

Porém, para andares mais altos das edificações, em que o abafamento

proporcionado pela vegetação não interfere, o ruído de uma fonte distante

incomoda mais. Para estas situações, as janelas deverão ser herméticas, com

vidro duplo, entre outros cuidados extras.

Segundo Silva (2002), o revestimento do piso deve ser considerado tanto

quanto ao seu coeficiente refletor, como no ponto de vista do isolamento,

principalmente para os ruídos de impacto.

45

No caso de estruturas homogêneas, os cuidados com o piso deverão ser muito

maiores que aqueles com as estruturas heterogêneas e a adoção de piso

flutuante é um imperativo (SILVA, 2002). Quando não há piso flutuante, o piso

sobreposto ao cimentado se torna muito sensível aos sons de impacto, o que

faz com que a transmissão do ruído por impacto seja integral. Uma solução

paliativa é o uso de carpete ou tapetes.

4.3 – Roteiro para projeto acústico

Segundo Silva (2002), o projeto acústico deve seguir um roteiro para qualquer

tipo de uso, conforme sugerido a seguir:

1. Observar e classificar os tipos de ruídos (nível de ruído nos diversos

pontos do terreno; mapear fontes de ruído existentes);

2. Objetivos do projeto (estabelecer o ruído médio admissível; fazer a

distribuição e determinar os diversos níveis de som; calcular os tempos

de reverberação; calcular o nível de rebaixamento do ruído interno;

calcular o isolamento acústico, desejável ou necessário; calcular o índice

de redução acústica;

3. Na etapa do lançamento do projeto (observar o isolamento do som;

prognósticos de tratamento acústico de superfícies; estudo das formas e

superfícies interiores);

4. Cálculos (transmissão dos sons; superfícies de absorção e

reverberação; tempo de reverberação; fator de isolamento acústico;

rebaixamento do nível de ruído);

46

5. Detalhes (estrutura; tetos e forros; divisões internas; aberturas; outros

elementos);

6. Cautela com as instalações especiais (condicionamento de ar e

ventilação; iluminação e instalações elétricas; hidráulico-sanitárias;

sistema de amplificação sonora; elevadores e escadas rolantes;

máquinas em geral.

4.4 – Tipologia por ambiente

Para cada tipo de uso, deve-se previamente fixar o seu nível médio de ruído

admissível. Os ecos devem ser eliminados e o tempo de reverberação deve ser

o adequado (SILVA, 2002).

Casas de máquina ou Equipamentos

Instrumentos, aparelhos e eletrodomésticos, não deverão ser ligados as

paredes, pisos ou divisões, estruturas, uma vez que transmitem vibrações

indesejáveis. A adoção de lençóis ou calços isoladores atenuam essas

vibrações.

Para o sistema de calefação e para as colunas de aquecimento deverão ser

instalados sobre suportes de borracha ou sobre molas amortecedoras,

devendo ser, sempre enclausurados.

Tubos e dutos deverão ser dotados de juntas flexíveis e possuir isolamento

absorvente interior, quando localizados em ambientes que requerem silêncio.

Motores e guinchos dos elevadores deverão ser dotados de bases

antivibratórias. Caixas de escada e elevadores devem ser revestidas materiais

47

absorventes, para dificultar a transmissão dos sons a distância, que geram

ecos palpitantes.

Auditórios

Nestes recintos, segundo Silva (2002), é necessária que o índice de articulação

seja considerada ótima, ou seja, superior a 90, segundo as normas

estabelecidas, deve-se ter alguns cuidados.

O teto deve ser com material refletor nas proximidades do palco e material

absorvente no fundo do auditório. A altura não deve ultrapassar 6 a 7m, o para

não aumentar o seu tempo de reverberação. O material do palco e suas

proximidades devem ser refletores como o teto, para que o som seja dirigido a

atinja todo o auditório.

As paredes laterais, não deverão ser paralelas ou apresentar ligeira

divergência, para se evitar reflexões nocivas. A parede de fundo não pode ser

côncava e deve ser revestida de material altamente absorvente para evitar

concentração de energia. As cadeiras deverão ser do tipo poltrona, estofadas,

para aumentar as superfícies de absorção.

As alas e passagens devem ser revestidas com tapetes comuns ou de

borracha ou outro material absorvente. Para barrar sons externos, os auditórios

devem possuir paredes simples (ou duplas) e lajes espessas e pesadas ou

isolamento especial.

48

Escolas

Os auditórios escolares devem ser projetados levando-se em conta sua

versatilidade. Como são ambientes ruidosos, os auditórios das escolas devem

ser feitos em locais mais tranqüilos, afastando-os sempre das ruas ou estradas

movimentadas e das quadras esportivas, em que o nível de ruído chega a 60-

70dB(A). Esses ruídos externos não só prejudicam a audibilidade das palavras

como desviam a atenção dos alunos.

Uma boa arborização que constitua barreiras entre os diversos prédios,

isolando-os é de grande efeito nestes casos. Cada tipo de local, dependendo

de seu uso, deve receber um tratamento característico e que lhe seja próprio.

Ambientes como salas de aula e laboratórios devem ser isolados dos ruídos

externos. Outros como galerias, halls ou os corredores não devem servir de

meios transmissores dos ruídos.

Um local que exige um cuidado especial nas escolas são as bibliotecas, além

das salas de música e os auditórios. Estes ambientes devem ser tranqüilos e

livres de ruídos externos.

Em ambientes destinados ao lazer, como quadras poliesportivas, apenas a

localização destes em um local afastado das áreas destinadas as salas de aula

já reduz significativamente o ruído.

Estabelecimentos comerciais

Por estarem em áreas comerciais, com excesso de tráfego e de pessoas nas

ruas, estes ambientes tem um grave problema que é reduzir o nível de ruído.

49

Dentro dos recintos a aglomeração de pessoas já é o suficiente para gerar um

ruído próprio. Para estes casos, o tratamento acústico não só reduz o nível

como elimina parte dos ruídos externos.

Outro inconveniente no que diz respeito a área como supermercado é com

relação ao tipo de construção, por requerem estruturas leves, resistentes e

econômicas, e geralmente se utiliza estruturas metálicas, cobertas com telhas

de cimento amianto. Porém, telhas de fibrocimento aquecem e irradiam grande

quantidade de energia calorífica para o ambiente, estas estão sendo banidas

da construção civil devido a sua nocividade ambiental. O isolamento das

coberturas de fibrocimento por materiais acústicos absorventes vem, também,

melhorar as condições internas de temperatura, pois, quase todos eles são, ate

certo ponto, bons isolantes térmicos (SILVA, 2002). Um novo tipo de telha,

telha dupla, tem sido amplamente utilizada em construções deste porte. Estas

são revestidas internamente com lã de vidro ou espuma rígida de poliuretano.

Residências

Quando as moradias estão situadas em zonas residências, geralmente, não se

faz necessário cuidados acústicos especiais. Exceto para ambientes

específicos como quartos de dormir, salas de música ou home teather.

Porém quando estes estiverem em zonas comerciais, como é o caso de hotéis,

os seus salões, suas salas de estar, os seus halls e os seus corredores devem

merecer um tratamento acústico conveniente. E suas lajes de piso devem ser

isoladas para que não haja transmissão dos ruídos de impacto, o piso flutuante

pode resolver este problema.

50

Templos Religiosos

Para qualquer tipo de igreja as precauções com os ecos, com as ressonâncias,

com as superfícies e com o isolamento do ruído externo devem ser

cuidadosamente observadas, a fim de que o projeto acústico se torne o mais

perfeito possível.

Em todas as igrejas, desde que sua área comporte um grande número de

pessoas, começam a aparecer problemas que impõem o seu tratamento

acústico. Para templos para mais de 10³ pessoas, o projeto acústico deverá ser

completado sempre com um sistema apropriado, eletroacústico, de

amplificação sonora.

Estúdios

Segundo Silva (2002) o projeto tem que ser o mais perfeito. O aparelhamento

de transmissão ou gravação exige baixos níveis de ruído local e sua

sensibilidade é tal que costuma captar e amplificar certos sons de freqüências

determinadas, presentes no recinto, causando serias perturbações nos

receptores ou nas fitas gravadas.

De um modo geral, podemos dizer que os projetos de estúdios devem prever

um tempo de reverberação ótimo para cada caso. Apresentar um nível de ruído

inferior a 30dB(A). Prover isolamento perfeito contra os ruídos externos e

contra as vibrações estranhas. Ter freqüência de transmissão uniforme e isenta

de ressonâncias ou interferências prejudiciais. E possibilitar boa difusão dos

sons.

Como se tem necessidade de variar os tempos de reverberação dos estúdios

empregam-se neles painéis móveis ou cilindros rotativos, revestidos de

51

materiais absorventes do som, que possibilitam a variação das superfícies de

absorção.

Para isolar os sons nos estúdios deve-se inicialmente, deve-se usar paredes

espessas e densas, muitas vezes é necessário o uso de paredes duplas, para

impedir tanto a entrada dos sons externos como a saída dos sons internos. Em

casos que só as paredes não é suficiente, é necessário ainda o emprego de

painéis isolantes formando camadas alternadas, de lã de vidro, com placas de

vários materiais rígidos e com espaços vazios, conhecida como ―sanduíches‖,

para que grande parte da energia sonora seja absorvida e não atravesse para

o outro lado.

As vibrações incômodas resultantes das tubulações hidráulico-sanitárias, dos

dutos de condução de ar e das máquinas devem ser totalmente eliminadas.

Para os sons de alta freqüência, o uso de painéis de materiais rijos,

convenientemente localizados, distribui satisfatoriamente os sons. Já para as

faixas de baixa freqüência, usam-se grandes superfícies convexas, ou

protuberâncias irregulares, como meio de difusão sonora (SILVA, 2002).

Hospitais

A primeira medida é a localização, que deve ser em um lugar tranqüilo. A

acústica nestes casos age como corretivo, uma vez que quase sempre se

situam em locais ruidosos. As medidas necessárias para o silêncio interno em

um hospital são aquelas como: tratamento acústico ou cuidados especiais nos

sistemas de ventilação ou condicionamento de ar, nas bombas, elevadores,

disciplina, entre outras (SILVA, 2002).

52

Os materiais empregados deverão assegurar boas condições de higiene,

segurança e limpeza. Não deverão permitir a proliferação de bactérias. Devem

ser incombustíveis e facilmente laváveis. Os pisos dos corredores e halls

deverão ser cobertos com passadeiras de borracha, sobre base flutuante, para

amortecer os ruídos dos passos, dos impactos de objetos ou do tráfego de

carrinhos de serviço.

Indústrias

O estudo acústico de uma indústria deve ser precedido de um minucioso

estudo de fontes de ruído e níveis sonoros vizinhos, uma vez que as indústrias

causam incômodo e também são incomodados por indústrias vizinhas. As

precauções devem ser consideradas com relação à penetração do ruído na

indústria, bem como contra a saída do seu próprio ruído para o exterior.

Há necessidade de reduzir-se o ruído interior e de eliminar-se certos barulhos

localizados, tanto sob o ponto de vista de higiene do trabalho como para

satisfação das exigências legais.

Segundo Silva (2002) considerando que o ruído industrial é nocivo a saúde do

operário e afeta sua produtividade, com graves inconvenientes para a

população vizinha, resultando num mal social de grande significação e que

esse mal tende a se agravar devido a crescente mecanização devemos ter os

seguintes cuidados:

No zoneamento industrial, deve-se considerar o fator ruído das

máquinas para proteger a população vizinha, amenizando o incômodo

gerado pelo excesso de ruído;

53

Deve-se admitir o nível máximo de ruído igual a 85dB(A) no interior do

estabelecimento;

Aplicação de revestimentos de materiais absorventes do som, para

reduzir o ruído aéreo; adoção de equipamento o mais silencioso

possível, acompanhado de boa manutenção, para reduzir o ruído na

fonte sonora.

54

Capítulo 5 – Metodologia

5.1 – Materiais selecionados

Para a escolha de um material acústico deve-se levar em conta se ele será

usado para corrigir, reduzir ou eliminar ruídos. Qualquer material, desde que

devidamente especificado pode atender a uma finalidade acústica. Para que

um material seja considerado acústico, os parâmetros de principal relevância

são: porosidade, tortuosidade e densidade. A porosidade é a característica de

um material conter poros. Esta característica é causada pela descontinuidade

da matéria, ou seja, pelos espaços existentes entre as partículas que formam

qualquer tipo de matéria. Esses espaços podem ser maiores ou menores,

tornando a matéria mais ou menos densa.

Estes parâmetros fazem com que a onda sonora seja dissipada (perca energia)

em seu interior, quanto mais poros houver, e quanto mais tortuoso estes forem,

mais permitirão a penetração e absorverão as ondas sonoras. Quanto mais

denso, mais isolante o material será. E quanto mais rígido, mais ele irá

transmitir.

Na execução do presente trabalho os seguintes materiais foram selecionados:

Espumas de poliuretano

Segundo Callister (2006) as espumas são materiais plásticos que contêm uma

porcentagem volumétrica relativamente alta de pequenos poros. Tanto os

55

materiais termoplásticos quanto os materiais termofixos podem ser usados

como espumas. O processo de espumação é conduzido pela incorporação em

uma batelada de material de um agente de insuflação, o qual, mediante

aquecimento, se decompõe com a liberação de um gás. As bolhas de gás são

geradas ao longo de toda a massa então fluida; com o resfriamento, essas

bolhas de gás permanecem no meio sob a forma de poros, dando origem a

uma estrutura tal qual a de uma esponja. O mesmo efeito é produzido pelo

borbulhamento de um gás inerte através de um material enquanto este se

encontra em estado fundido.

O poliuretano é um produto sólido, com textura de espuma e aparência entre

a cortiça e o poliestireno expandido (isopor). É um elastômero, composto por

repetições de monômeros de uretano, sendo obtido a partir da reação química

que ocorre entre o grupo isocianato, —NCO, e a hidroxila de álcoois, —OH, de

acordo com a seguinte equação (POLY-URETHANE, 2007):

—N=C=O + R—OH —NH—CO—OR

Os poliuretanos são formados pela utilização de isocianatos difuncionais ou

polifuncionais e poliálcoois (polióis) ou polímeros contendo grupos alcoólicos

terminais.

O poliuretano pode ser classificado como elastômero. Segundo Callister (2006)

esses materiais possuem a habilidade de sofrerem elevadas deformações e a

seguir retornarem elasticamente, tais como, molas, às suas dimensões

56

originais. Em um estado sem tensões, um elastômero será amorfo e composto

por cadeias moleculares que se encontram altamente torcidas, dobradas e

espiraladas. A deformação elástica, mediante a aplicação de carga de tração,

consiste simplesmente em se desenrolar, distorcer e retificar parcialmente a

cadeia, tendo como resultado o alongamento das cadeias na direção da

tensão. Com a liberação da tensão, as cadeias se enrolam novamente,

voltando às suas conformações antes da aplicação da tensão, e o objeto

macroscópico retorna a sua forma original.

Ainda segundo Callister (2006) os elastômeros são formados através de

ligações cruzadas, um processo conhecido como vulcanização, que é realizado

através de uma reação química irreversível, conduzida normalmente a uma

temperatura elevada. A magnitude do modulo de elasticidade é diretamente

proporcional a densidade das ligações cruzadas. Ou seja, para produzir uma

borracha capaz de ser submetida a grandes deformações sem rompimento das

ligações da cadeia principal, devem existir poucas ligações cruzadas, e estas

devem ser bastante separadas na cadeia.

Para a presente pesquisa foram utilizadas espumas de várias densidades e

espessuras. Densidade 33, de 1cm, 2cm e 5cm e 5cm pro de espessura.

Densidade 28, de 1,5cm, 3cm e 5cm de espessura. Densidade 28 de 5cm de

espessura e densidade 28 também de 5cm de espessura perfilada. Densidade

20, de 3cm de espessura. Densidade 23, de 2cm e 5cm de espessura. Essas

amostras foram compradas no comércio, e suas marcas são especificadas na

Tabela 5.1.

57

Tabela 5.1: Especificação das Espumas de Poliuretano

Densidade Espuma de PU

Espessura Marca Preço/m²*

D33

1cm Delsolo R$16,30

2cm Ortobom R$30,10

5cm Ortobom R$75,20

D28

1,5cm Ortobom R$15,75

3cm Ortobom R$49,10

5cm Ortobom R$63,80

5cm soft Ortoflex R$50,00

5cm perfilada Ortoflex R$50,00

D20 3cm Delsolo R$15,70

D23 2cm Delsolo R$16,43

5cm Delsolo R$24,65

* os preços citados acima foram atualizados em maio de 2008.

Poliestireno

O poliestireno é um polímero sintético orgânico, que pode ser fundido e

solidificado repetidas vezes sem modificação significativa nas propriedades

básicas. Trata-se de um polímero rígido e barato, bastante utilizado e perdendo

em popularidade apenas para o polietileno (CLARIANT, 2007).

Foram utilizadas as espessuras 1 e 5cm e um material conhecido

comercialmente por ―pluma de isopor‖. Estas também foram compradas no

comércio, da marca Isar.

Tabela 5.2: Especificação do Poliestireno

Espessura OS

Marca Preço por placa

1cm Isar R$1,00

5cm Isar R$4,00

Pluma de isopor Isar R$2,70

* os preços citados acima foram atualizados em maio de 2008.

58

Gesso

O gesso é uma substância, normalmente vendida sob a forma de um pó

branco, produzida a partir do mineral gipsita, sendo composto basicamente de

sulfato de cálcio hidratado. Quando a gipsita é esmagada e calcinada, ela

perde água, formando o gesso, através da reação:

2[CaSO4.2H2O] → 2[CaSO4.½H2O] + 3H2O

Misturado com água, ele endurece rapidamente, adquirindo forma definitiva

dentro de oito a doze minutos. Devido à sua facilidade em absorver água, o

gesso é considerado como isolador térmico, retira umidade do ar, quando esta

está elevada e a devolve, quando o ar está seco (SILVA, 2002).

Foi utilizado o gesso em pó da marca Globo, a R$2,50/kg (valor atualizado em

maio de 2008. E foram feitas amostras com o gesso puro e misturando-se o

gesso com isopor. Nas espessuras 1cm, 2,5 cm e 5cm.

Para verificar as propriedades acústicas, os materiais selecionados foram

ensaiados e seus resultados foram comparados com aqueles fornecidos por

produtos vendidos no mercado para uso específico.

Os materiais foram caracterizados por espectroscopia na região do

infravermelho, a fim de determinar a presença de grupos funcionais específicos

em sua estrutura química. O BET foi feito para avaliar a porosidade, importante

para definir o nível e absorção de cada material.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Mineral

http://pt.wikipedia.org/wiki/Gipsita

http://pt.wikipedia.org/wiki/Sulfato

http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lcio

http://pt.wikipedia.org/wiki/Calcina%C3%A7%C3%A3o

http://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura

59

Medidas de impedância acústica também foram feitas, a fim de fazer um

estudo comparativo entre os diferentes materiais e identificar parâmetros que

permitam avaliar a potencialidade de aplicação dos mesmos no tratamento

acústico de recintos fechados.

60

5.2 – Métodos

Espectroscopia na Região do Infravermelho

Segundo Sperling (1992), a espectroscopia na região do infravermelho é

considerada uma técnica experimental importante para a identificação de

características estruturais poliméricas.

Figura 5.1 – Imagem do aparelho de FTIR.

A radiação denominada infravermelha corresponde à parte do espectro

eletromagnético situada entre a região do visível e das microondas. A interação

da fração infravermelha da radiação eletromagnética com um polímero resulta

na absorção de certos comprimentos de onda correspondentes a energia de

transição entre estes vários estados vibracionais-rotacionais dos grupos de

átomos presentes na amostra. Certos grupos funcionais produzem bandas de

absorção características, a despeito da composição do polímero (RAGHAVAN,

1995).

61

Os espectros foram obtidos em um espectrômetro FTIR-Nicolet, modelo Impact

410, com resolução de 4cm-1. A análise foi realizada no intervalo de 4000 a

650cm-1, média de 16 varreduras para todas as espumas acústicas (Figura

5.1).

BET

Todos os parâmetros relacionados a porosidade e superfície específica podem

ser determinados por um aparelho de BET, que utiliza o principio da adsorção

de um gás na superfície do sólido, através de técnica de BET desenvolvida por

Brunauer, Emmett e Teller (PENA, 2002).

Figura 5.2 – Imagem do aparelho de BET.

62

A Figura 5.2 ilustra o aparelho NOVA 1000, da Quantachrome, da UFOP. O

procedimento operacional do BET consiste primeiramente em se desgaseificar

uma massa conhecida da amostra, submetendo-a ao vácuo e sob uma

determinada temperatura, no caso 170°C, com o objetivo de se eliminar

possíveis contaminantes presentes. Em seguida se estabelecem valores

desejados de pressão relativa durante o ensaio e a amostra mantida a

temperatura de ebulição do nitrogênio líquido (77K ou -196°C), é submetida a

um pequeno fluxo de N2 gasoso. Atingida a pressão relativa estabelecida, o

volume de nitrogênio absorvido na superfície é registrado e armazenado em

disquete no aparelho [Quantachrome,1999]. Foram usados valores

progressivos de pressão relativa no intervalo de 0,05 a 0,98 (PENA, 2002).

Ainda segundo Pena (2002), o fenômeno da absorção de N2 é fortemente

dependente das propriedades físicas do sólido, em particular de sua estrutura

de poros. Assim, foram obtidas como resultado do ensaio nesse tipo de

aparelho, tabelas e gráficos com informações sobre área superficial específica,

volume total de poros, tamanho médio dos poros, distribuição de tamanhos de

poros, volume de microporos, isotermas de adsorção – dessorção, de cuja

forma se podem extrair informações sobre a forma de geométrica dos poros.

A Figura 5.3 mostra o picnômetro que é utilizado para medir a densidade de

cada amostra.

63

Figura 5.3 – Imagem do picnômetro.

Impedância Acústica

A impedância é uma função de transferência que relaciona um conjunto de

entradas a um conjunto de saídas e neste caso especifico, segundo Bistafa

(2006), as moléculas do ar, no movimento vibratório, deslocam-se da posição

de equilíbrio com uma velocidade chamada velocidade de partícula. Define-se

impedância acústica específica, como a razão entre a pressão sonora e a

velocidade das partículas. A impedância acústica específica depende do meio

de propagação e do tipo de onda presente (onda plana, esférica, etc.).

O método do tubo de impedância é usado para medir o coeficiente de absorção

de materiais com poros abertos. É um método eficaz para determinação rápida

e eficiente dos coeficientes de absorção sonora. O tubo tem geralmente seção

circular com paredes rígidas (EVEREST, 2000).

64

Figura 5.4 – Imagem do aparelho de Impedância Acústica. Fonte: BRUEL & KJAER, 2004.

Pr

Pi

amostra

onda plana

fonte

sonoraamplificador

microfone

Figura 5.5 – Esquema do funcionamento do tubo de impedância. Fonte: BRUEL & KJAER, 2004.

Para os ensaios de impedância foi utilizado o equipamento da marca Bruel &

Kjaer, modelo 4206 (Figura 5.4) do laboratório da empresa FIAT em Betim. No

método do tubo de impedância (Figura 5.5) inicialmente o material é cortado de

forma que se ajuste no porta amostra do tubo e o equipamento é então

calibrado. No tubo de impedância é gerado por onda acústica unidimensional

pela fonte sonora (alto-falante). Durante o processo de calibração, a freqüência

é obtida pelas variáveis dos dois microfones interligados e calculados a partir

do valor padrão. Quando a onda atinge a amostra, parte do som é refletido.

Sendo propagado de volta através do tubo e passa pelo microfone novamente.

65

Para se obter o resultado, é feito um cálculo a partir da leitura feita, com a

diferença entre os dois valores, dados pelos dois microfones, com o valor da

distância da amostra, e só então é possível saber se a onda é incidente ou

refletida. Uma parte do som que não é refletido atravessa a amostra.

Dependendo da amostra, a onda é mais ou menos atenuada. A parte do som

que não é absorvida pela amostra se propaga como onda plana pelo tubo,

passando novamente pelos dois microfones no tubo. Para amostras com

diâmetro 100mm é feita uma medida da banda de baixa freqüência. E para

amostras de diâmetros menores é feita uma medição de banda de alta

freqüência (com amostras de diâmetro menor 30mm) (Bruel & Kjaer, 2004).

66

Capítulo 6 – Resultados e Discussões

6.1– Espectroscopia na Região do Infravermelho

A espectroscopia na região do infravermelho permite identificar grupos

funcionais presentes nas moléculas, bem como identificar a presença de

impurezas e aditivos, ou a quantidade relativa de dois monômeros em um

sistema polimérico.

A análise por infravermelho foi utilizada neste trabalho para identificar a

estrutura química da espuma acústica de diferentes marcas e do gesso.

O espectro de infravermelho do gesso foi obtido em pastilha de KBr (Figura

6.1) e apresenta picos característicos do grupos sulfato entre 1080 a 1150 cm-1

(3) e também entre 580 e 670 cm-1 (4). A presença da hidroxila devido à água

de hidratação é observada na faixa entre 3100 a 3700 cm-1 (1) além de um pico

médio próximo a 1620 cm-1 (2).

O espectro de infravermelho é obtido pela passagem de radiação através da

amostra de interesse observando os comprimentos de ondas e as bandas de

absorção. Essas bandas são causadas pela absorção de radiações

eletromagnéticas e sua conversão é dada em movimentos moleculares

específicos. As amplitudes das bandas são expressas como transmitância ou

absorbância. A transmitância é definida como a razão entre a energia radiante

transmitida por uma amostra e a energia radiante que nela incide. A

absorbância é definida pelo logaritmo, na base 10, do recíproco da

67

transmitância. A análise desses espectros permite então, a identificação dos

grupos funcionais presentes no material analisado (SPERLING, 1992)

Figura 6.1: Espectro na região do infravermelho do gesso

Tabela 6.1: Principais bandas de absorção na região do infravermelho na amostra de gesso

Numero no

Espectro Amplitude da

banda Numero de onda

cm-1

Grupos de Absorção

Tipo de vibração

1 Forte 3100 a 3700 OH Estiramento

2 Médio 1620 OH Estiramento

3 Forte 1080 a 1150 SO4

2 – Deformação axial

4 Forte 580 a 670 SO4

2 – Deformação axial

Os espectros de infravermelho de duas amostras de poliuretano são mostrados

nas Figuras 6.2 e 6.3. Embora se trate de produtos comerciais e apesar de as

absorções estarem superpostas a ruídos, algumas atribuições podem ser

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 5000

10

20

30

40

50

1

3

4

2

%T

rans

mitâ

ncia

Número de onda (cm-1)

68

feitas. As bandas centradas em 3450 cm-1 (1) correspondem a vibrações de

estiramento da ligação –NH; em torno de 2960 cm-1 aparecem as bandas de

estiramento de grupos –CH2 (2); as bandas correspondentes ao estiramento do

grupo –NCO– aparecem próximo a 2270 cm-1 (3). Na região entre 1750-1400

cm-1 aparecem várias bandas que não são facilmente distinguíveis; entretanto

é razoável supor que a banda de estiramento da ligação –C=O, que ocorre em

torno de 1700 cm-1, seja uma delas (4). Essa região também é típica das

bandas de dobramento de ligação –N–C–O.

Figura 6.2: Espectro na região do infravermelho da espuma de poliuretano, amostra I.

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 50020

25

30

35

40

45

4

2

3

1% T

rans

mitâ

ncia

Número de Onda (cm-1)

69

Figura 6.3: Espectro na região do infravermelho da espuma de poliuretano, amostra II.

Tabela 6.2: Principais bandas de absorção na região do infravermelho nas amostras de espuma acústica

Numero no

Espectro Amplitude da

banda Numero de onda

cm-1

Grupos de Absorção

Tipo de vibração

1 Forte 3450 NH Estiramento

2 Forte 2960 CH2 Deformação axial

3 Forte 2270 NCO Deformação axial

4 Forte 1700 C=O ou NCO Estiramento

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 50025

30

35

40

45

3 4

21

% T

rans

mitâ

ncia

Número de Onda (cm-1)

70

6.2 – BET

Tabela 6.3: BET das amostras

Características das amostras Parâmetros de porosidade

Identificação Transmissão Superf. Especif. (m²/g)

Vol. Total dos Poros

(cm³/g)

Vol.dos Microporos

(cm³/g)

Área dos Micropor

os (m²/g)

Diâmetro Médio dos

Poros (Å)

Tamanho Máx. Dos

Poros (Å)

Gesso 0,999951 4,658 0,01110 0,002083 5,897 95,32 1397,1

Pluma 0,993442 1,513 0,0007357 2,083 301,0 2143,0 2143,0

PU - D20 (esp. 3cm)

0,988325 3,397 0,01122 0,001401 3,968 697,4 5508,5

PU - D23 (esp. 2cm)

0,944179 3,325 0,007454 0,001304 3,693 61,96 7408,4

PU - D23 (esp. 5cm)

0,999445 8,364 0,01057 0,002710 7,672 50,54 0,0106

PU - D28-soft (esp. 5cm)

0,998760 5,338 0,01008 0,003942 11,16 75,54 7732,4

PU - D28 (esp. 5cm)

0,991117 1,783 0,01008 0,003942 11,16 75,54 7732,4

PU - D33 (esp. 1cm)

0,995395 3,315 0,006514 0,001304 3,693 61,96 8408,3

PU D33-Pró (esp. 5cm)

0,991571 1,905 0,003592 0,0008438 2,389 75,42 5699,6

Tabela 6.4: Densidade das amostras

Identificação Densidade g/cm³

Gesso 2,661

Pluma 0,488

PS (esp. 1cm) 0,679

PU - D20 (esp. 3cm) 0,798

PU - D23 (esp. 2cm) 0,825

PU - D23 (esp. 5cm) 0,834

PU - D28-soft (esp. 5cm) 0,784

PU - D28 (esp. 5cm) 0,804

PU - D33 (esp. 1cm) 0,815

PU- D33-Pró (esp. 5cm) 0,824

Os resultados obtidos nos ensaios BET (Tabela 6.3) forneceram dados de

grande relevância para a absorção acústica, como densidade e porosidade.

Entretanto pouco se pode concluir. O que pode se observar é que para se

melhorar o produto, tanto a porosidade quanto a densidade deve ser

71

aumentada. Ou seja, a absorção será melhor em materiais cuja densidade é

elevada do que em materiais com densidades baixas.

O mesmo para a porosidade, (Tabela 6.4) quanto mais poroso o material, mais

ele irá absorver, uma vez que a onda sonora penetra nos poros. Porém, se o

material tem a superfície lisa, ocorre reflexão e não absorção acústica. Os

poros reduzem a área da seção reta através da qual uma carga é aplicada, e

os poros atuam também como concentradores de tensão. Por estes motivos,

podemos dizer que a porosidade exerce um efeito negativo sobre a resistência

a flexão. Uma observação que também pode ser feita a partir da Tabela 6.4 é

que os produtos vendidos no mercado com densidades específicas não

representam corretamente suas densidades reais.

Porém, deve-se levar em conta que os poros reduzem a área da seção reta

através da qual uma carga é aplicada, e atuam também como concentradores

de tensão (CALLISTER, 2006). Por estes motivos, podemos dizer que a

porosidade exerce um efeito negativo sobre a resistência a flexão.

72

6.3 – Impedância Acústica

Figura 6.4 - Gráfico com resultados de impedância obtidos para diferentes amostras de PU D28.

A Figura 6.4 apresenta os resultados do ensaio de impedância obtido para

diferentes amostras de poliuretano de densidade 28. Observa-se que o

poliuretano de 5cm de espessura (representado no gráfico pela linha de cor

vermelha) e o de 3cm (no gráfico representado pela linha de cor verde)

apresentam resultados bem parecidos, com bons índices de absorção com

freqüências relativamente baixas (abaixo de 800Hz) tendo seu pico próximo de

1 (o máximo para coeficiente de absorção). Mantendo-se na faixa 0,8 a 0,97

para freqüências de até 7000Hz.

A amostra do poliuretano soft de espessura 5cm (representada no gráfico pela

linha de cor azul claro) é bem parecido com as citadas acima, porém,

deslocada para a direita, ou seja, ela demora um pouco mais para absorver. Só

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

PU - D28 (5)

PU - D28 (3)

PU - D28 (1,5)

PU - D28 soft (5)

PU - D28 perf. (5)

Ab

sorç

ão

Frequência

73

quando a freqüência atinge 1500Hz é que o coeficiente de absorção fica

próximo de 0,9. Apresenta o maior índice de absorção na freqüência 4500Hz,

com valores superiores a 0,9.

Para o poliuretano de 1,5cm de espessura (representado no gráfico pela linha

de cor azul) ocorre também um deslocamento para a direita, e a absorção

chega em seu máximo, próximo a 1, na freqüência 4000Hz.

O poliuretano de 5cm perfilado (representado no gráfico pela linha de cor rosa)

tem seu pico entre 3000Hz e 3500Hz de freqüência a 0,9. E este logo decai

para pouco mais de 0,7 a uma freqüência de 6000Hz.

Figura 6.5 - Gráfico com resultados de impedância obtidos para diferentes amostras de PU D33.

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

PU - D33 pro (5)

PU - D33 (1)

PU - D33 (5)

PU - D33 (2)

Ab

sorç

ão

Frequência

74




verde) e o pró (no gráfico, representado na linha de cor preta) e ainda o de 2cm

de espessura (cor azul, no gráfico) apresentam resultados bem próximos. A

amostra com 2cm de espessura (cor azul) absorve aproximadamente 0,8 na

freqüência de 1500Hz. Nessa mesma freqüência, a amostra com 5cm de

espessura (linha verde) apresenta um coeficiente próximo a 0,9, enquanto que

a amostra de 5cm de espessura pró (linha cor preta) aproxima-se do

coeficiente de absorção igual a 1,0.

Já a amostra com 1cm de espessura (representada no gráfico pela linha na cor

vermelha) apresentou um resultado diferente, uma vez que a essa mesma

freqüência (1500Hz) tem um coeficiente de absorção inferior a 0,2. E somente

quando a freqüência fica acima de 4000Hz é que os índices de absorção ficam

superiores a 0,6.

75

Figura 6.6 - Gráfico com resultados de impedância obtidos para diferentes amostras de

PU D23.




vermelha) a uma freqüência de 1000Hz atinge um índice de absorção de 0,1.

Índice que aumenta para 0,2 a uma freqüência acima de 1500Hz. O poliuretano

de 5cm de espessura (representado no gráfico pela linha de cor preta) em uma

freqüência próxima a 1000Hz ela responde a índices próximos a 1, atingindo

0,8 em uma freqüência de 2500Hz.

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

PU - D23 (5)

PU - D23 (2)

Ab

sorç

ão

Frequência

76

Figura 6.7 - Gráfico com resultados de impedância obtidos para diferentes amostras de

PS.


diferentes amostras de poliestireno. Somente o poliestireno com 5cm de

espessura (representada no gráfico pela linha de cor preta) forneceu resultados

significativos. Para esse material observa-se que a uma freqüência de 1200Hz

o índice de absorção é de 0,1, que aumenta a partir da freqüência 3000Hz,

com seu pico entre 4500 e 5000Hz atingindo um índice de absorção de

aproximadamente 0,95. E este decai rapidamente para 0,2 quando a

freqüência atinge 5000Hz.

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

PS (5)

Ab

sorç

ão

Frequência

77

Figura 6.8 - Gráfico do Thermatex.

A impedância relativa usada como referência nos testes para comparação foi o

material designado comercialmente como THERMATEX. A curva média do

material mostra que a uma freqüência superior a 125Hz ela apresenta um

índice superior a 0,3. Este aumento se torna constante e a uma freqüência de

1000Hz, quando atinge o índice de absorção 0,6.

Com base nos gráficos acima, podemos afirmar que, dentre as amostras

testadas, as que apresentaram um comportamento comparável ao da

THERMATEX a uma freqüência de 1000Hz, atingindo um coeficiente de

absorção 0,6 foram a amostra de poliuretano D28 soft com 5cm de espessura

(representada na Figura 6.4 pela linha de cor azul claro), com índice de

absorção de aproximadamente 0,72, a amostra D28 com 5cm de espessura

0 1000 2000 3000 4000

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Thermatex

Absorç

ao

Frequência

78

(representada na figura 6.4, pela linha de cor vermelha) e a de 3cm de

espessura (Figura 6.4, representada pela linha de cor verde), ambas com

índices de absorção de aproximadamente 0,98. A Figura 6.5 mostra também

que as amostras de poliuretano da classe D33 com espessura 2cm (Figura 6.5,

linha de cor azul), 5cm (Figura 6.5, linha de cor verde) e 5cm pró (Figura 6.5,

linha de cor preta) atingiram índices próximos a 0,6, mesmo índice do produto

THERMATEX.

Já na Figura 6.6, em que amostras de poliuretano D23 são representadas, tem-

se que apenas a amostra com 5cm de espessura (representada na Figura 6.6

pela linha de cor preta) apresentou índice de absorção superior ao do

THERMATEX 0,98.

De modo geral, pode-se observar através das Figuras 6.4 a 6.6, para o

poliuretano, quanto mais denso, conforme esperado mais absorvente o material

será. Podemos observar também que quanto mais for a espessura do material,

mais ele irá absorver. De modo geral, para as amostras de poliuretano

avaliadas observa-se uma tendência melhora significativa do coeficiente de

absorção com o aumento da espessura.

Pela Figura 6.7, podemos observar que diferentemente do poliuretano que

responde ao ensaio de impedância com freqüências baixas, o poliestireno só

apresenta uma absorção relativa para freqüências acima de 4000Hz.

79

Finalmente, cabe acrescentar que existe um limite de ―saturação‖ para cada

material. A partir deste limite, o aumento da densidade não mais influenciará

nos resultados obtidos (BAUZER, 2007).

O Thermatex é um produto apropriado que atende tanto a características

térmicas quanto a características acústicas, enquanto que a presente análise

só faz referência a análise acústica, sem se ater as características térmicas ou

outras de outra natureza.

A análise no gesso não pode ser efetuada devido a restrições na operação do

aparelho de impedância acústica.

80

Capítulo 7 – Conclusões

A partir do estudo teórico do assunto, pode-se observar que fatores como

montagem, técnica construtiva e projeto influenciam decisivamente no

resultado final quando se quer avaliar o nível de absorção de um determinado

material. Isto reforça o conceito de que os projetos devem ser feitos por

pessoas especializadas e executados por mão-de-obra também especializada,

com técnicas indicadas para cada tipo de uso e de material.

A partir dos ensaios realizados, pode-se confirmar que a técnica de BET é uma

técnica satisfatória para se obter a porosidade, porque além de área externa

das partículas, ela engloba também a área interna e os microporos. E a partir

dai concluir que materiais porosos são bons absorvedores.

A densidade real, também obtida no ensaio de BET, uma vez que se encontra

associada a este método, é uma relação entre a massa e o volume. O aumento

da densidade melhora a absorção, o que pode ser observado em materiais

como o poliuretano.

Ao comparar-se as amostras selecionadas com o material vendido no mercado

THERMATEX, pode-se concluir com base nos gráficos apresentados que o

poliestireno (Capítulo 6, Figura 6.7) não é um bom isolante acústico. E ao

comparar-se o mesmo THERMATEX (Capítulo 6, Figura 6.8) as amostras de

poliuretano tem-se um custo beneficio satisfatório da espuma de poliuretano

D23, com 5cm de espessura (Capítulo 6, Figura 6.6, representada pela linha de

cor preta), uma vez, que esta apresentou o melhor resultado de porosidade e

81

também um bom desempenho no ensaio de impedância, e seu custo é baixo,

R$24,65/m² se comparado ao THERMATEX, cujo custo é de R$120,00/m².

Outros materiais que também apresentaram bom desempenho no ensaio de

impedância foram os poliuretanos D28 (Capítulo 6, Figura 6.4), com 5cm

(representada pela linha de cor vermelha) e 3cm de espessura (representada

pela linha de cor verde), cujos preços são respectivamente, R$63,80/m² e

R$49,10/m².

82

Capítulo 8 – Sugestões para Trabalhos Futuros

Efetuar um estudo comparativo dos principais materiais usados no tratamento

acústico, através da caracterização de suas propriedades térmicas e

mecânicas.

Estabelecer a viabilidade da utilização dos mesmos, com base nos custos de

produção e aplicação.

Avaliar até que ponto a densidade melhora a absorção, e o nível de saturação

para isso seria necessário um número maior de ensaios.

83

Capítulo 9 – Referências

ABRAPEX: banco de dados da Abrapex. Disponível em http://www.abrapex. com.br/31z12IsoAcuPF.html. Acesso em 10 de Março de 2008.

AIDAR, F. H. Conforto Acústico. Revista Techné n° 106. Janeiro de 2006. AKUSTIK: banco de dados da Akustic. Disponível em: www.akutisc.com.br. Acesso em: 05 Fev 2007. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 10.152: Níveis de Ruído para conforto acústico. Rio de Janeiro, dez 1987. 4p. _________.NBR 10.151: Avaliação do ruído em áreas habitadas visando o conforto da comunidade. Rio de Janeiro, 2000. 7p. BAUZER, E. M. Notas de aula do curso de acústica ENG033. Belo Horizonte, 2007. BISTAFA, S. R.. Acústica aplicada ao controle de ruído. 1a ed, São Paulo: Edgard Blücher, 2006. 368p. BRUEL & KJAER. Tecnhical Documentation. Impedance/ Transmission. Loss Measurement Tube, 2004. CALLISTER, W. D.. Fundamentos da Ciência e Engenharia de Materiais: uma abordagem integrada. 2 a ed, Rio de Janeiro: LTC, 2006. CLARIANT: Banco de dados da Clariant S. A. Division CP Química de polímeros BU Emulsiones. Disponível em: www.todoquimica.com.br. Acesso em 09 Agosto 2007. COSTA, E. C. Acústica técnica. 1a ed., São Paulo: Edgard Blücher, 2003. 127p. EVEREST, F. A. The master handbook of acoustics. 4th ed., TAB Books, 2000. 615p. GODOY, M. Desempenho Acústico de Divisórias para Escritórios. Revista Techné n° 109. Março de 2006. ILBRUCK ACOUSTIC: Banco de dados da Ilbruck acoustic. Disponível em www.illbruck.com.br. Acesso em 19 Mar 2007. ISAR: Banco de dados da Isar - isolamentos térmicos. Disponível em: www.isar.com.br. Acesso em 19 Mar 2007. ISOVER: Banco de dados da Isover, Saint Gobains. Disponível em: www.isover.com.br. Acesso em 19 Mar 2007.

http://www.abrapex.com.br/31z12IsoAcuPF.html

http://www.abrapex.com.br/31z12IsoAcuPF.html

http://www.akustik.com.br/

84

LAFARGE BRASIL: Banco de dados da Lafarge Brasil. Disponível em: www.gypsum.com.br. Acesso em 25 Mar 2007. LOTURCO, B. Barulho Domado. Revista Techné n° 96. Março de 2005 NEPOMUCENO, L. X. Acústica técnica. 1a ed, São Paulo: Etegil, 1968. 578p. PENA, E. Q. Caracterização dos Parâmetros Intrínsecos de Porosidade e de Superfície Específica de Pellet Feed de Minérios de Ferro do Quadrilátero Ferrífero Empregando o Método de Adsorção de Nitrogênio.78p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais),Redemat, 2002. POLYURETHANE: Banco de dados da Poly-urethane. Disponível em: poly-urethane.com.br. Acesso em: 16 Abril 2007. RAGHAVAN, D. Characterization of biodegradable plastics. Polymers Plastics Tecnology Engeneer, London, 1995. ROCKFIBRAS: Banco de dados da Rockfibras: isolantes térmicos e acústicos. Disponível em: www.rockfibras.com.br. Acesso em 25 Mar 2007. SALES, U. C. Mapeamento dos problemas gerados na associação entre sistemas de vedação e estrutura metálica e caracterização acústica e vibratória de painéis de vedação. 249p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil), Universidade Federal de Ouro Preto, 2001. SILVA, Pérides. Acústica arquitetônica e condicionamento de ar. 4 ed. Belo Horizonte: Edital E. T. Ltda., 2002. SLAMA, J.G. O uso de materiais absorventes no controle do ruído industrial: possibilidades e limitações, Acústica e Vibrações, número 17. Julho de 2006. SPERLING, L.H. Introduction to phisical polymer science. Bethlrhem : Wiley Interscience Publication, 1992. 593p. TERMPERVIDROS: Banco de dados da Tempervidros. Disponível em www.tempervidrosdomario.com.br. Acesso em 16 Abril 2007. VIBRASOM: Banco de dados da Vibrasom: tecnologia acústica. Disponível em www.vibrasom.ind.br. Acesso em 25 Março 2007. ROCKFIBRAS: Banco de dados da Rockfibras: isolantes térmicos e acústicos. Disponível em: www.rockfibras.com.br. Acesso em 25 Mar 2007.

http://www.gypsum.com.br/

http://www.gypsum.com.br/

85

ANEXOS

ANEXO 1

Níveis de pressão sonora correspondentes às curvas de avaliação (NC)

Curva 63 Hz dB

125 Hz dB

250 Hz dB

500 Hz dB

1 KHz dB

2 KHz dB

4K Hz dB

8 K Hz dB

15 47 36 29 22 17 14 12 11

20 50 41 33 26 22 19 17 16

25 54 44 37 31 27 24 22 21

30 57 48 41 36 31 29 28 27

35 60 52 45 40 36 34 33 32

40 64 57 50 45 41 39 38 37

45 67 60 54 49 46 44 43 42

50 71 64 58 54 51 49 48 47

55 74 67 62 58 56 54 53 52

60 77 71 67 63 61 59 58 57

65 80 75 71 68 66 64 63 62

70 83 79 75 72 71 70 69 69


86

Curva de Avaliação de ruído (NC), NBR 10152/1987 da ABNT. Fonte: Associação Brasileira de Normas Técnicas.

87

ANEXO 2

Coeficiente de Absorção Sonora

Produto

Freqüência (Hz)

125 250 500 1000 2000 4000

Isosound 0,21 0,58 0,84 1,00 0,99 1,03

Fonte: SAINT-GOBAIN VIDROS S.A. - Divisão ISOVER - Certificado n.º 882.067 - IsoSound Glass Fabrics - IPT/SP

ANEXO 3


Produto Esp. (cm)

Freqüência (Hz)

125 250 500 1000 2000 4000

PSL – 32 5 0,16 0,52 0,82 0,92 0,94 0,96

PSL – 32 10 0,85 0,98 1,01 1,11 1,09 1,18

PSE – 64 5 0,16 0,66 1,00 1,05 1,02 1,04

PSE – 64 10 0,87 1,23 1,19 1,15 1,12 1,09

PSR – 80 5 0,14 0,68 1,00 1,04 0,96 1,00

PSR – 80 10 0,88 1,23 1,19 1,16 1,12 1,09

Fonte: Testes efetuados de acordo com as Normas ISO/R-354 e ASTM - C - 423 – 81. Fonte: Rockfibras.

ANEXO 4


Freqüência (Hz)

Produto 125 250 500 1000 2000 4000

20/35 0,06 0,10 0,21 0,38 0,55 0,81

27/35 0,09 0,14 0,31 0,62 0,91 0,94

35/35 0,11 0,21 0,48 0,71 0,86 0,94

42/75 0,10 0,23 0,50 0,77 0,99 0,96

50/75 0,13 0,34 0,72 0,94 0,90 0,97

66/75 0,15 0,45 0,69 0,95 0,94 0,98

75/125 0,23 0,68 0,98 1,04 0,97 0,99

Fonte: Ilbruck

Critérios Para Seleção de Materiais Acusticos Utilizados Em Recintos Fechados p Diferentes...

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