PROPRIEDADES ACÚSTICAS DA MADEIRA

• São de elevada importância uma vez que a madeira

é utilizada em revestimento de ambientes, produção

de instrumentos musicais e outros.

O QUE É O SOM?

• O som é toda e qualquer vibração ou onda mecânica

que se propaga em um meio dotado de forças internas

capaz de produzir no homem uma sensação auditiva

(ABNT, 1992).

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ALTERAÇÕES

Encontro

com uma

superfície

Absorção

Transmissão

Reflexão

SUPERFÍCIE E ONDA SONORA

• Ao encontrar uma superfície, a onda sonora sofre

alterações (Figura 1), que estão relacionadas ao tipo de

material constituinte dessa superfície.

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ACÚSTICA DE AMBIENTES

• Para ser considerado ideal para a permanência de

pessoas, um ambiente deve apresentar certos níveis de

conforto. Os principais pontos tratados nessa área são o

isolamento contra o ruído e o controle do som no

interior do ambiente.

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PROPRIEDADES FUNDAMENTAIS DA MADEIRA

• As propriedades fundamentais da madeira são descritas

como aquelas relacionadas à sua formação. São elas

que irão determinar a durabilidade, a identificação, a

resistência e também a qualidade dos produtos

gerados a partir de uma árvore

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PROPRIEDADES ACÚSTICAS EM INSTRUMENTOS

PROPRIEDADES ACÚSTICAS DA MADEIRA

• As propriedades acústicas da madeira, relacionadas

aos princípios de ressonância e às propriedades de

radiação do som, foram aplicadas por muito tempo,

apesar de não serem cientificamente comprovadas.

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TIPOS DE MADEIRA

• Madeiras mais resinosas filtram mais as frequências

agudas, deixando graves mais brilhosos. Costumam não

aceitar o acabamento, deixando seus poros expostos.

Exemplos são o Ébano e o Jacarandá-da-Bahia.

• Já as madeiras menos resinosas, devido à sua rigidez e

inflexibilidade, filtram mais os graves, abrilhantando as

frequências agudas. As mais comuns são o Pau-

Marfim e o Bordo-açucareiro.

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INSTRUMENTOS MUSICAIS: FILTRAÇÃO DE

FREQUÊNCIAS

• Madeiras mais

resinosas filtram mais as frequências agudas.

• Ex. Ébano (Diospyros ebenum Koenig ex. Retz);

• Madeiras menos resinosas filtram mais os graves. Ex. Pau-Marfim (Balfourodendron riedelianum (Engler) Engler, Engler et Prantl, Natürl).

Ébano Pau-marfim

INSTRUMENTOS MUSICAIS: QUANTO A ABERTURA DO SOM, TEMPO DE RESPOSTA ENTRE A EMISSÃO DA FREQUÊNCIA E A

VIBRAÇÃO DO TAMPO?

• Madeiras mais densas: mais lenta a abertura do som. Maior resistência do instrumento. Ex. Pau Ferro (Caesalpinia leiostachya (Benth.) Ducke 1953).

• Madeiras menos densas: mais rápida a abertura do som. Maior fragilidade do tampo. Ex. Imbuia (Ocotea porosa (Nees et Martius ex Nees) Liberato Barroso).

Pau Ferro Imbuia

INSTRUMENTOS MUSICAIS

• A madeira é amplamente utilizada para a

confecção de instrumentos musicais, em

especial os de corda, como violino, violão,

violoncelo etc.

VIOLINO

• Para a construção de um violino por exemplo, são empregados varias espécies de acordo com cada parte do instrumento. (Bordo e o sicômoro para o tampo inferior, as ilhargas e o braço e geralmente abeto para o belly e o arco de Pau Brasil.)

• São recomendadas madeiras mais densas, com idade de 8 a 10 anos para evitar empenamentos e rachaduras no instrumentos.

• A secagem dessa madeira deve ser feita ao ar livre e a umidade deve estar entre 8 e 6% tornando-a menos suscetível a movimentos dimensionais sucessivamente mais estável.

1.DENSIDADE DA MADEIRA

• Dependendo da densidade da madeira, o instrumento pode ter

maior fragilidade na tampa. Isso pode fazer com que o "som

abra" depois de um tempo.

• As madeiras mais comuns para tampo são:

• Abeto Alemão – Densidade média 0,45 g/cm³

• Abeto Siltika - Densidade média 0,40g/cm³

• Marupá - Densidade média 0,40g/cm³

• Abeto Engelmann - Densidade média 0,38g/cm³

• Cedro Vermelho - Densidade média 0,35g/cm³

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Tampo do violino em

abeto alemão

1.1 DENSIDADE DA MADEIRA

• Para as madeiras que tratam necessariamente da caixa, fundo, laterais e braço do instrumento, é preciso uma densidade um tanto maior do que as reparadas no tampo.

• As madeiras mais densas possuem mais resistência e mais sustentação – porém menos projeção, que deverá se compensada com um corpo largo para o som ser intenso. Dentre essas, encontramos a linha “rosewood” (Jacarandá da Bahia, Jacarandá Indiano), o Pau Ferro e o Pau Marfim. As madeiras com menores densidades e maior projeção são o Acero, muito comum na fabricação de fundos de violinos; a Imbuia; e o tão conhecido Mogno.

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2. INSTRUMENTOS DE CORDA

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2.1 INSTRUMENTOS DE PERCUSSÃO

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2.2 INSTRUMENTOS DE SOPRO

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• Ambiente considerado ideal é aquele que

apresenta certos níveis de conforto;

• Principais pontos:

• Isolamento contra ruídos;

• Controle do som interior do ambiente.

> Massa > Isolamento Acústico

ACÚSTICA DE AMBIENTES

LOSCHI NETO et al. (2008)

RUÍDO

Definição

Qualquer som indesejável

• Acima de 70 dB estresse, hipertensão arterial

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RUÍDO

ISOLAÇÃO E ACÚSTICA DE ANFITEATROS

• O isolamento acústico consiste em conter a propagação do som

pelo ar e através de materiais sólidos. A propagação sonora no ar depende da relação entre o som rebatido e o absorvido dependendo também do tipo de material solido.

• A madeira tem um grau de absorção considerável em relação a outros materiais por absorver principalmente as frequências mais baixas causando um efeito agradável para os ouvidos, fator importantíssimo quando se trata do revestimento de anfiteatros

ISOLAMENTO ACÚSTICO

O isolamento acústico pode ser estruturado para as

seguintes situações:

• Agências bancárias;

• Auditórios;

• Bibliotecas;

• Estúdios de gravação;

• Ginásio de esportes;

• Hometheaters;

• Igrejas;

• Salas de aula;

• Salas de cinema;

• Salas de concertos;

• Salas de conferências;

• Salas de reuniões;

• Teatros

• A madeira é menos eficiente em bloquear a transmissão do som;

• Com a combinação de materiais, pode-se obter uma barreira acústica eficiente;

• Barreira acústica: • peso do material,

• Madeira é mais leve que outros materiais estruturais; ¹

• Boa absorção do som: • Leve;

• Poroso.

• Uso da madeira para salas de concerto e auditórios; ²

MADEIRA COMO MATERIAL ISOLANTE ACÚSTICO

¹CARTAGENA et al.(1984) citado por MELLO

(2007)

²MELLO(2007)

ISOLAMENTO ACÚSTICO

Fonte: (Moreschi 2012)

Os materiais geralmente usados para blindagem acústica são la de vidro,

cortiça, isopor (poliestireno expandido), poliuretano, espumas em geral, etc.

Tabela 2 – Coeficiente de absorção acústica de diferentes

materiais

PROPAGAÇÃO SONORA NO AR

• A a c ú s t i c a d e u m a m b i e n t e

d e p e n d e d a r e l a ç ã o e n t r e o

s o m a b s o r v i d o e / o u r e f l e t i d o

p e l o s m a t é r i a s d o m e i o e o

f o r m a t o d e s s e s , o q u e i n f l u ê n c i a

n o â n g u l o d e r e f l e x ã o d o s o m e

n a f r e q u ê n c i a .

• A m a d e i r a p o s s u i c o m o

c a r a c t e r í s t i c a u m a m a i o r

a b s o r ç ã o d e s o n s c o m

f r e q u ê n c i a s m a i s a l t a s d o q u e

b a i x a s , p o r i s s o s ã o u t i l i z a d a s n o

r e v e s t i m e n t o d e a m b i e n t e s

c o m o s a l a s d e a u l a , a u d i t ó r i o s ,

t e a t r o s e o u t r o s , p o i s , d e i x a m o

s o m m a i s p o l i d o p a r a o s i s t e m a

a u d i t i v o .

As ondas sonoras no ar são ondas

mecânicas longitudinais, pois

resultam de compressões e

rarefações.

PROPAGAÇÃO DO SOM DE UM AMBIENTE PARA OUTRO PELAS PAREDES:

• As ondas sonoras propagadas pelo ar, incidentes sobre uma parede, são colididas entre si o que causa uma vibração nesse material, consequentemente ocorrendo a propagação dessas ondas para o lado oposto da parede. Sendo assim, para fazer um bom isolamento de ondas sonoras que se propagam pelo ar, de um ambiente para outro, se faz necessário aumentar a massa dos materiais que compõem esse ambiente, pois, assim as oscilações desses seriam reduzidas.

• Madeira é um material poroso, por isso absorve ondas sonoras, mas paredes simples constituídas desse material são ineficientes no isolamento acústico. Por outro lado, compensados que possuem várias camadas de madeira, ar entre estas camadas, reduzem a transmissão das ondas sonoras de um ambiente para outro, uma vez que reduzem a vibração desses materiais.

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Quando se trata de barrar o som no sentido do deslocamento entre

sólidos quanto maior a densidade do material usado na construção da

parede melhor, pois o mesmo ira reverberar menos assim transmitirá

menos ondas para o ambiente seguinte. No caso de paredes de

madeira são usadas paredes múltiplas feitas de placas de compensado

que possuem um espaço preenchido por um material poroso isolante,

podendo ser lã de vidro ou lã de madeira

PROPRIEDADES ACÚSTICAS

• Isolamento do som

• Propagação do som pelo ar

SALA DE CONCERTOS DO SIBELLIUS HALL

Figura 1 e 2: Revestimento de balcões, paredes, pisos e teto em madeira, em Lahti, Finlândia.

COMPARAÇÃO DOS MATERIAIS EM RELAÇÃO A ABSORÇÃO E MASSA

• Coeficiente de absorção de

ruídos = 18 dB

• Massa do material =

2,3 kg/m²

• Coeficiente de absorção de

rúidos = 30 dB

• Massa do material =

27 kg/m²

MORESCHI (2014)

Figura 3: Compensado de 5

mm

Figura 4: Vidro de 7 a 8 mm

EFEITOS DE DIFERENTES MADEIRAS NO ISOLAMENTO ACÚSTICO

• Laboratório de

Usinagem da Madeira

(UFLA)

• Amostras retiradas do

Teste PRODEPEF

(Eucalipto)

• Madeireira de

Lavras/MG (Pinus e Cumaru)

• Tábuas 74 x 15 x 1,7 cm

• Umidade em 15%

LOSCHI NETO et al. (2008)

Eucalipto

Cumaru

Pinus

Efeitos de diferentes madeiras no isolamento acústico

Eucalipto Cumaru Pinus

Redução de Ruídos

(dB)

25,7 18,6 15

Densidade (g/m³) 0,880 0,817 0,445

Tabela 1: valores médios de níveis de pressão sonora obtidos com o decibelímetro de

Eucalipto, Cumaru e Pinus e a densidade de cada espécie. (Adaptado de LOSCHI NETO

et al.(2008)

• O isolamento acústico pode ainda ser melhorado

pela incorporação de materiais absorventes de

som, moles e porosos;¹

• A madeira é menos eficiente em bloquear a

transmissão do som;¹

• Combinando-se com outros materiais é possível

obter uma barreira acústica eficiente;²

CONCLUSÃO

¹ MORESCHI (2014)

² CARTAGENA (1984)