A utilização da cortiça associada a espumas acústicas para ... utilizacao... · O aglomerado de...

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A utilização da cortiça associada a espumas acústicas para absorção sonora Dissertação apresentada para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente na Especialidade de Território e Gestão do Ambiente Autor Cátia Micaela Antunes Marques Orientador Julieta Maria Pires António (DEC-FCTUC) António José Barreto Tadeu (DEC-FCTUC) Esta dissertação é da exclusiva responsabilidade do seu autor, não tendo sofrido correções após a defesa em provas públicas. O Departamento de Engenharia Civil da FCTUC declina qualquer responsabilidade pelo uso da informação apresentada. Coimbra, Julho, 2014

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  • A utilizao da cortia associada a espumas

    acsticas para absoro sonora Dissertao apresentada para a obteno do grau de Mestre em Engenharia do

    Ambiente na Especialidade de Territrio e Gesto do Ambiente

    Autor

    Ctia Micaela Antunes Marques

    Orientador

    Julieta Maria Pires Antnio (DEC-FCTUC) Antnio Jos Barreto Tadeu (DEC-FCTUC)

    Esta dissertao da exclusiva responsabilidade do seu

    autor, no tendo sofrido correes aps a defesa em

    provas pblicas. O Departamento de Engenharia Civil da

    FCTUC declina qualquer responsabilidade pelo uso da

    informao apresentada.

    Coimbra, Julho, 2014

  • AGRADECIMENTOS

    A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora

    Ctia Micaela Antunes Marques i

    AGRADECIMENTOS

    Aos meus orientadores, pela disponibilidade e interesse manifestados para colaborar e orientar

    esta dissertao e por todo o apoio, sugestes e esclarecimentos prestados durante a

    elaborao deste trabalho.

    empresa Log(Acstica), Consultores Associados, Lda pela possibilidade de participar neste

    trabalho de desenvolvimento de solues de absoro sonora.

    Aos Engenheiros Ana Neves e Jos Nascimento do ITeCons por se mostrarem disponveis a

    colaborar na realizao dos ensaios, mostrando sempre preocupao em justificar todos os

    procedimentos adotados.

    minha famlia, principalmente aos meus pais por me transmitirem valores durante o meu

    crescimento que sero indispensveis em qualquer situao da minha vida. Por todo o apoio

    demostrado e por sempre me proporcionarem oportunidades de lazer, mas sobretudo de

    aprendizagem.

    A todos os meus amigos, pela pacincia e companheirismo demonstrados ao longo desta

    etapa. Agradeo cada minuto compartilhado, cada sorriso, cada gargalhada, cada momento

    nico e especial que guardarei com saudade, porque foram essenciais para o meu sucesso

    acadmico e porque o sero na minha vida futura.

  • RESUMO

    A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora

    Ctia Micaela Antunes Marques ii

    RESUMO

    A escolha de materiais mais ecolgicos para serem utilizados na construo de edifcios tem

    aumentado no sentido de acompanhar exigncias de sustentabilidade. Um dos materiais que se

    enquadra nesta fileira a cortia.

    O aglomerado de cortia expandida, ICB, descrito como aglomerado puro um produto

    natural, 100% vegetal, que provm da cortia extrada das operaes de limpeza e

    manuteno dos sobreiros. Este material tem vrias propriedades conhecidas, como seja o seu

    isolamento trmico e a capacidade de atenuar vibraes. Devido sua porosidade tem

    algumas propriedades de absoro sonora. No entanto, a sua absoro limitada a uma

    determinada gama de frequncias. Para alargar a gama de frequncias onde o material

    eficiente, o aglomerado negro de cortia pode ser combinado com outros materiais, como por

    exemplo espumas acsticas, utilizando perfuraes na cortia com diferentes geometrias.

    Assim, neste estudo pretende-se efetuar a caracterizao da absoro sonora da cortia

    combinada com espumas absorventes. Para o efeito selecionaram-se quatro espumas e um

    tecido espumoso. Inicialmente determinou-se a absoro sonora das espumas e do tecido

    isoladamente para se escolherem duas das melhores espumas. Posteriormente caracterizou-se

    a absoro sonora de painis de cortia no perfurada e de cortia perfurada para servirem de

    referncia.

    Depois, as duas espumas selecionadas e o tecido espumoso foram combinados com painis de

    cortia expandida perfurados para determinar os coeficientes de absoro sonora

    correspondentes. As duas solues finais testadas so compostas por cada uma das espumas

    selecionadas, tecido espumoso e aglomerado de cortia expandida perfurado. Estas

    combinaes apresentaram melhores resultados que o aglomerado de cortia expandida no

    perfurado isoladamente.

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora ABSTRACT

    Ctia Micaela Antunes Marques iii

    ABSTRACT

    The choice of more environmentally friendly materials for use in building construction has

    increased in order to follow sustainability requirements. One of the materials that meets those

    requirements is cork.

    The expanded cork agglomerate, ICB, is described as a pure cluster, is a natural product,

    100% vegetable that comes from cork extracted from the cleaning and maintenance

    operations of the cork tree. This material has a number of known properties, such as thermal

    insulation and has a capacity to attenuate vibrations. Due to its porosity has some sound

    absorption properties. However the corks sound absorption is limited to a certain range of

    frequencies. To extend the range of frequencies where the material is efficient, the expanded

    cork agglomerate can be combined with other materials, such as acoustic foams, using

    perforations in cork with different geometries.

    Thus, this study aims to characterize the sound absorption of cork combined with absorbent

    foams. For this purpose four foams were selected and a foamized fabric. Initially, the sound

    absorption of the four foams and the fabric were characterized in order to select two of the

    best performance foams. Then, non-perforated and perforated cork boards were tested to

    obtain their sound absorption coefficient to be used as reference.

    Afterwards the two selected foams and the fabric were associated with the perforated

    expanded cork agglomerate boards and tested to find the sound absorption coefficients. The

    two final solutions tested are composed by each one of the foams, the foamized fabric and the

    perforated expanded cork agglomerate. The combination of the perforated expanded cork

    agglomerate with the foamized fabric and the foams presents a better sound absorption than

    the non-perforated expanded cork agglomerate alone.

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora NDICE

    Ctia Micaela Antunes Marques iv

    NDICE

    AGRADECIMENTOS ................................................................................................................ i

    RESUMO ................................................................................................................................... ii

    ABSTRACT .............................................................................................................................. iii

    NDICE ...................................................................................................................................... iv

    NDICE DE FIGURAS ............................................................................................................. vi

    NDICE DE QUADROS ........................................................................................................... ix

    SIMBOLOGIA ........................................................................................................................... x

    ABREVIATURAS E SIGLAS ................................................................................................. xii

    1. INTRODUO .................................................................................................................. 1

    1.1. Enquadramento e Motivao ....................................................................................... 1

    1.2. Objetivos ...................................................................................................................... 3

    1.3. Estrutura do documento ............................................................................................... 3

    2. ABSORO DO SOM ...................................................................................................... 5

    2.1. Absoro sonora .......................................................................................................... 5

    2.1.1. Controlo de reverberao...................................................................................... 6

    2.1.2. Inteligibilidade ...................................................................................................... 7

    2.2. Sistemas Absorventes .................................................................................................. 8

    2.2.1. Materiais porosos ou fibrosos ............................................................................... 9

    2.2.1.1. Ls minerais .................................................................................................... 10

    2.2.1.2. Massas porosas ............................................................................................... 13

    2.2.1.3. Espumas acsticas ........................................................................................... 13

    2.2.1.4. Alcatifas e tecidos ........................................................................................... 14

    2.2.1.5. Gesso acstico ................................................................................................. 15

    2.2.1.6. Materiais sustentveis ..................................................................................... 17

    2.2.2. Sistemas Ressonantes ......................................................................................... 22

    2.2.2.1. Ressoadores de cavidade ................................................................................ 22

    2.2.2.2. Membranas ressonantes .................................................................................. 24

    2.2.3. Dispositivos de acstica varivel ........................................................................ 25

    2.2.3.1. Elementos fsicos variveis ............................................................................. 25

    2.2.3.2. Sistemas eletroacsticos ................................................................................. 26

    2.3. Mtodos para determinao da absoro sonora em laboratrio e in situ ................. 28

    2.3.1. Mtodo do tubo de ondas estacionrias .............................................................. 28

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora NDICE

    Ctia Micaela Antunes Marques v

    2.3.2. Mtodo da cmara reverberante ......................................................................... 30

    2.3.3. Ensaios in situ ..................................................................................................... 32

    3. MATERIAIS, EQUIPAMENTOS E MTODO .............................................................. 35

    3.1. Descrio da cmara reverberante ............................................................................. 35

    3.2. Descrio das amostras .............................................................................................. 37

    3.3. Descrio do equipamento ......................................................................................... 40

    3.4. Condies ambientais ................................................................................................ 41

    3.5. Descrio do mtodo ................................................................................................. 42

    3.5.1. Montagem do provete ......................................................................................... 42

    3.5.2. Medio do tempo de reverberao .................................................................... 43

    3.5.2.1. Verificaes preliminares ............................................................................... 43

    3.5.2.2 Posies do microfone e da fonte ......................................................................... 43

    3.5.2.3. Produo de campo sonoro .................................................................................. 44

    4. RESULTADOS DOS ENSAIOS DE ABSORO ........................................................ 46

    4.1. Clculo e expresso dos resultados do coeficiente de absoro sonora, .............. 46

    4.1.1. Avaliao do tempo de reverberao baseada em curvas de decaimento .......... 46

    4.1.2. Clculo dos tempos de reverberao T1 e T2 ...................................................... 46

    4.1.3. Clculo de 1, 2 e ...................................................................................... 46

    4.1.4. Clculo de ...................................................................................................... 48

    4.2. Clculo e expresso dos resultados do coeficiente de absoro sonora ponderado,

    48

    4.2.1. Clculo de ................................................................................................... 49

    4.2.2. Clculo de .................................................................................................... 49

    4.3. Clculo e expresso dos resultados do coeficiente de reduo de rudo, ......... 50

    4.4. Resultados .................................................................................................................. 51

    5 CONCLUSES E TRABALHOS FUTUROS ..................................................................... 62

    5.1. Concluses ..................................................................................................................... 62

    5.2. Trabalhos Futuros .......................................................................................................... 63

    6 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .................................................................................. 64

    ANEXO A RESULTADOS DOS ENSAIOS LABORATORIAIS ....................................... A

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora NDICE DE FIGURAS

    Ctia Micaela Antunes Marques vi

    NDICE DE FIGURAS

    Figura 2.1- Tempos de reverberao aconselhados em funo do volume do recinto

    (f=500Hz) (Ferreira, 2010) 6

    Figura 2.2- Sobreposio de sons com diferentes atrasos e impresso subjetiva associada

    (Isbert, 1998). 8

    Figura 2.3- Coeficientes de absoro sonora, , de uma soluo mista (Tadeu et al, 2007) 9

    Figura 2.4- Estrutura de materiais porosos e fibrosos respetivamente ([email protected], 2014) 10

    Figura 2.5- Baffles acsticos suspensos ([email protected], 2014) 11

    Figura 2.6- Manta de l de vidro e placa de l de rocha respetivamente

    ([email protected], 2014 e [email protected], 2014) 12

    Figura 2.7- Coeficientes de absoro sonora dos materiais l de rocha e l de vidro com 10 cm

    de espessura (adaptado de Jadir e Lima, 2009) 12

    Figura 2.8- Exemplos de coeficientes de absoro sonora para massa porosa projetada

    aplicada sobre uma superfcie rgida em diversas espessuras (adaptado de Ferreira,

    2010). 13

    Figura 2.9- Aglomerado de espuma de poliuretano ([email protected], 2014) 14

    Figura 2.10- Coeficientes de absoro sonora de uma espuma de poliuretano com 2,5 cm de

    espessura 14

    Figura 2.11- Valores do coeficiente de absoro sonora de uma alcatifa sobre uma laje de

    beto armado (Rodrigues, 2008) 15

    Figura 2.12- Valores do coeficiente de absoro sonora de um reposteiro de algodo com

    diferentes percentagens de franzido (Domingues, 2005) 15

    Figura 2.13-Coeficientes de absoro sonora do gesso acstico consoante a espessura e

    composio ([email protected]) 17

    Figura 2.14- Granulados de cortia ([email protected],2014) 18

    Figura 2.15- Aglomerado de cortia expandida ([email protected], 2014) 18

    Figura 2.16- Absoro sonora de aglomerados negros e aglomerados compostos de cortia

    (Domingues, 2005) 19

    Figura 2.17- Fibras naturais de cana-de-acar (Putra et al, 2013) 20

    Figura 2.18- Comparao do coeficiente de absoro sonora de fibras de cana-de-acar e um

    tecido (Putra et al, 2013) 20

    file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588097file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588098file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588099file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588100file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588100file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588102file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588102file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588102file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588103file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588104file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588104file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588105file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588105file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588106file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588106file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588107file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588107file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588108file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588109

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora NDICE DE FIGURAS

    Ctia Micaela Antunes Marques vii

    Figura 2.19- Coeficientes de absoro sonora de uma placa composta por palha de arroz e

    resduos de pneus em comparao com os de outros materiais de construo (Yang et al,

    2004) 21

    Figura 2.20-Esquema bsico de um ressoador simples de cavidade (Helmholtz) montado

    numa parede (Isbert, 1998) 22

    Figura 2.21-- Esquema bsico de um ressoador mltiplo de cavidade (Helmholtz) base de

    painis perfurados ou estriados (Isbert, 1998) 23

    Figura 2.22- Ressoadores base de painis perfurados e estriados 23

    Figura 2.23- Blocos de beto com cmaras Helmholtz ([email protected], 2014) 23

    Figura 2.24- Coeficientes de absoro sonora para diferentes absorvedores de Helmholtz(Cox

    e DAntonio, 2009): 24

    Figura 2.25- Esquema bsico de um ressoador de membrana (Isbert, 1998) 24

    Figura 2.26- Caractersticas de absoro sonora de sistemas tipo membrana ressonante, com e

    sem preenchimento por material absorvente na caixa-de-ar (adaptado de Domingues,

    2005) 25

    Figura 2.27- Cadeiras mveis (Isbert, 1998): 26

    Figura 2.28- Coeficiente de absoro sonora de cadeiras mveis vazias e ocupadas com

    diferentes percentagens de estofo (Isbert, 1998) 26

    Figura 2.29- Esquema bsico de um canal de um sistema de Ressonncia Assistida (Isbert,

    1998) 27

    Figura 2.30- Tempos de reverberao do Royal Festival Hall de Londres (Gr Bretanha): 27

    Figura 2.31- Construo e operao do tubo de impedncia (adaptado de Everest e Pohlmann,

    2009 e EN ISO 10534-1:1996) 29

    Figura 2.32- Mtodo do tubo de impedncia usando dois microfones (EN ISO 10534-2:1998)

    29

    Figura 2.33-Instalao para a tcnica de medio in situ equivalente norma ISO 13472-1

    (Londhe et al, 2009) 33

    Figura 3.1-Esquema das dimenses da cmara reverberante utilizada nos ensaios 36

    Figura 3.2- Difusores fixos, constitudos por painis em policarbonato, dispostos no teto da

    cmara reverberante 36

    Figura 3.3- Caixas-de-ressonncia forradas com telas 36

    Figura 3.4- Amostra E1 37

    Figura 3.5- Amostra E2 37

    Figura 3.6- Amostra E3 37

    Figura 3.7- Amostra E4 37

    Figura 3.8- Amostra E5 37

    file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588113file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588113file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588113file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588114file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588114file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588115file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588115file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588116file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588117file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588118file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588118file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588121file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588122file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588122file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588123file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588123file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588124file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588125file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588125file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588127file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588127file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588129file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588129file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588130file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588134file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588135

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora NDICE DE FIGURAS

    Ctia Micaela Antunes Marques viii

    Figura 3.9- Amostra E6 38

    Figura 3.10- Amostra E7 38

    Figura 3.11- Amostra E8 38

    Figura 3.12- Amostra E9 38

    Figura 3.13- Amostra E10 39

    Figura 3.14- Amostra E11 39

    Figura 3.15- Amostra E12 39

    Figura 3.16- Amostra E13 39

    Figura 3.17- Amostra E14 39

    Figura 3.18- Equalizador e Amplificador 40

    Figura 3.19- Sistema de aquisio multianalisador Pulse 40

    Figura 3.20- Termo-higrmetro 40

    Figura 3.21- Fonte de rudos areos 41

    Figura 3.22- Microfone 41

    Figura 3.23- Software usado para determinar as curvas de absoro sonora 41

    Figura 3.24- Calibrador acstico 41

    Figura 4.1- Curva de referncia para avaliao do coeficiente de absoro ponderado,

    (ISO 11654:1997 (E)) 49

    Figura 4.2- Resultados dos ensaios realizados na primeira fase (amostras E1, E2, E3, E4 e E5)

    52

    Figura 4.3- Resultados da combinao das amostras E1 e E2 (E6) 53

    Figura 4.4- Resultados da combinao das amostras E1 e E3 (E7) - segunda fase 55

    Figura 4.5- Comparao das duas melhores espumas acsticas aps a sobreposio do tecido

    espumoso 56

    Figura 4.6- Resultados dos ensaios E8 e E9 57

    Figura 4.7- Resultados dos ensaios E9, E10, E11 e E12 58

    Figura 4.8- Resultados comparativos das espumas com a cortia perfurada e isoladamente

    (E2,E3,E11 e E12) 59

    Figura 4.9- Resultados dos ensaios E9, E11, E12, E13 e E14 60

    Figura 4.10- Painis de cortia com diferentes configuraes de perfuraes, esteticamente

    atraentes 61

    file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588136file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588137file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588145file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588146file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588147file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588148file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588149file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588154file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588155file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588156file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588156file:///C:/Users/CtiaMicaela/Downloads/Tese%20catia.docx%23_Toc394588158

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora NDICE DE QUADROS

    Ctia Micaela Antunes Marques ix

    NDICE DE QUADROS

    Quadro 2.1- Vantagens e Desvantagens de sistemas eletroacsticos em relao a elementos

    fsicos de acstica varivel (Isbert, 1998) 28

    Quadro 2.2-Vantagens e Desvantagens do Mtodo do Tubo de ondas estacionrias 30

    Quadro 2.3- Frequncias centrais, em Hz, para as bandas de um tero de oitava (ISO 266) 32

    Quadro 2.4-Vantagens e Desvantagens do Mtodo da Cmara reverberante 32

    Quadro 2.5- Vantagens e Desvantagens de Ensaios in situ 34

    Quadro 3.1- Descrio das amostras 39

    Quadro 3.2- Verificao das condies ambientais 41

    Quadro 3.3- Verificao de forma das amostras 42

    Quadro 4.1- Classes de absoro sonora 50

    Quadro 4.2- Classes de absoro sonora das amostras ensaiadas (E1, E2, E3, E4 e E5) 52

    Quadro 4.3- Valores de das amostras ensaiadas E2 e E6 53

    Quadro 4.4- Classes de absoro sonora das amostras ensaiadas (E1, E2 e E6) 54

    Quadro 4.5- Valores de das amostras ensaiadas E3 e E7 55

    Quadro 4.6- Classes de absoro sonora das amostras ensaiadas (E1, E3 e E7) 56

    Quadro 4.7- Classes de absoro sonora das amostras ensaiadas (E8 e E9) 57

    Quadro 4.8- Classes de absoro sonora das amostras ensaiadas (E9, E10, E11 e E12) 59

    Quadro 4.9- Classes de absoro sonora das amostras ensaiadas (E9, E11 e E12, E13 e E14)

    60

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora SIMBOLOGIA

    Ctia Micaela Antunes Marques x

    SIMBOLOGIA

    1e A2- rea de absoro sonora equivalente da cmara reverberante sem e com o provete

    respetivamente

    - rea de absoro sonora equivalente do provete

    () ()- espetros refletido e incidente respetivamente

    ()- nvel de presso sonora mdio, no instante t

    ()- nvel de presso sonora do decaimento de ordem n, no instante t

    1e 2- tempo de reverberao da cmara reverberante sem e com o provete respetivamente

    - distncia entre o microfone e a superfcie a ser testada

    - distncia entre o altifalante e a superfcie a ser testada

    0- frequncia de ressonncia

    - frequncia inicial da banda de 1/3 de oitava

    - maior linha reta contida nos limites da cmara reverberante

    1e 2- coeficiente de atenuao devido presena do ar da cmara reverberante sem e com

    provete respetivamente

    - largura da banda de 1/3 de oitava

    ()- coeficiente de absoro para cada banda de 1/3 de oitava

    - coeficiente de absoro sonora para cada banda de um tero de oitava

    - coeficiente de absoro sonora prtico para cada banda de oitava

    - coeficiente de absoro sonora de Sabine

    - coeficiente de absoro sonora ponderado

    - massa volmica aparente

    cm- centmetro

    CO2- Dixido de Carbono

    dB- decibel

    Hz- hertz

    Kg- quilograma

    m- metro

    m2- metro quadrado

    m3- metro cbico

    mm- milmetro

    ms- milissegundos

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora SIMBOLOGIA

    Ctia Micaela Antunes Marques xi

    C- graus Celsius

    RCD- Resduos de Construo e Demolio

    s- segundos

    TR- Tempo de reverberao

    - coeficiente de absoro sonora

    - coeficiente de reduo de rudo

    ()- coeficiente de reflexo complexo

    - rea

    - volume

    - velocidade de propagao do som

    - temperatura do ar

    - coeficiente de atenuao atmosfrica

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora ABREVIATURAS

    Ctia Micaela Antunes Marques xii

    ABREVIATURAS E SIGLAS

    ACS- Sistemas de Controlo Acstico

    Agl- Aglomerado

    AR- Sistemas de Ressonncia Assistida

    ASCE- Sociedade Americana dos Engenheiros Civis

    C/- Com

    CERF- Civil Engineering Research Foundation

    FFT- Fast Fourier Transform

    IPAC- Instituto Portugus de Acreditao

    ITeCons- Instituto de Investigao e Desenvolvimento Tecnolgico em Cincias de

    Construo

    MDF- Painis de fibra de mdia densidade

    MRC- Sistemas de Reverberao de Canal Mltiplo

    Part- partculas

    pu- poliuretano

    RRAE- Regulamento dos Requisitos Acsticos dos Edifcios

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 1 INTRODUO

    Ctia Micaela Antunes Marques 1

    1. INTRODUO

    1.1. Enquadramento e Motivao

    O sector da construo civil tem acompanhado o crescente desenvolvimento populacional da

    sociedade. No entanto, associado a atividades como a construo e demolio de edifcios tm

    sido incitados impactes ambientais negativos como o consumo excessivo de recursos naturais,

    nomeadamente gua e energia, gerao de resduos de construo e demolio, RCD,

    emisses atmosfricas, ocupao e contaminao do solo e gerao de rudo.

    Segundo a estratgia da Unio Europeia para o Ambiente Urbano, durante a operao dos

    edifcios consumida muita energia (42% do total de energia consumida durante o ciclo de

    vida de um edifcio) e, so produzidas 35% de todas as emisses de gases com efeito de estufa

    no aquecimento e iluminao dos edifcios. Durante a produo de materiais e construo

    propriamente dita, o consumo de energia, denominada por energia incorporada, estimada em

    cerca de 10 a 15%, considerando o ciclo de vida global.

    Em relao a outro impacte ambiental, a quantidade de resduos produzida pela atividade da

    construo est avaliada em cerca de 40% do total de resduos. Deste valor, 92% so gerados

    durante a demolio e 8% atribudos a atividades construtivas, quer sejam edifcios ou

    renovaes de estruturas existentes (Pinheiro, 2006).

    Perante estes dados, a preocupao ambiental grande. Dados baseados na pesquisa

    internacional da Civil Engineering Research Foundation (CERF), entidade ligada Sociedade

    Americana dos Engenheiros Civis (ASCE), revelam que a questo ambiental uma das

    maiores preocupaes dos lderes deste sector, logo a seguir informtica. Deste modo, torna-

    se essencial tomar medidas que minimizem os impactes ambientais negativos provocados pela

    construo civil, principalmente no uso dos recursos naturais e gerao de resduos.

    No que diz respeito produo de RCD, durante a elaborao de projetos e respetiva

    execuo em obra podem e devem ser adotadas medidas que minimizem a produo e

    perigosidade dos resduos gerados, recorrendo reutilizao de materiais e a materiais no

    suscetveis de originar RCD contendo substncias perigosas. Para alm disso, devem ser

    tomadas tambm medidas que maximizem a valorizao de resduos, utilizando materiais

    reciclados e reciclveis

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 1 INTRODUO

    Ctia Micaela Antunes Marques 2

    Quanto au uso dos recursos naturais, no projeto de obra bem como durante a fase de obra

    devem ser tomadas medidas de preveno ou minimizao do consumo de gua e de energia

    tais como, planear a implementao de sistemas de recirculao e reutilizao de guas

    residuais, avaliar o consumo de gua das vrias atividades realizadas em obra, de modo a

    identificar e corrigir desvios de consumo, planear a instalao de sensores de movimento e

    luminosidade para arranque automtico da iluminao por exemplo em escritrios e

    balnerios e instalar equipamentos eficientes (AEP, 2011).

    Para avaliar a qualidade de um edifcio, alm dos impactes ambientais causados, o

    desempenho de um edifcio deve tambm ser considerado, que depende essencialmente de

    aspetos fundamentais como o conforto, a segurana e a durabilidade do edifcio. Associados a

    estes aspetos podem ser avaliados os confortos trmico e acstico, a segurana contra

    incndio e a resistncia estrutural aos agentes agressivos e gua.

    O conforto acstico cada vez mais exigido pelos utilizadores dos edifcios pois, caso no

    sejam cumpridas as condies mnimas, podem surgir inconvenientes na sade humana tais

    como, reduo da capacidade de comunicao e de memorizao, perda ou diminuio da

    audio e do sono, envelhecimento prematuro, distrbios neurolgicos e cardacos, entre

    outros (Boer e Schroten, 2007).

    Em Portugal, existe um regulamento, o Regulamento dos Requisitos Acsticos dos Edifcios

    (RRAE) que, cumprindo o regime jurdico relativo ao rudo ambiente, tem por objetivo

    controlar o conforto acstico de edifcios, contribuindo para a melhoria da qualidade do

    ambiente acstico e para o bem-estar e sade das populaes.

    Atravs da absoro e do isolamento sonoro o conforto acstico facilmente conseguido. A

    absoro sonora pode ser definida como a transformao da energia sonora em energia

    trmica, conseguida atravs da passagem de ondas sonoras atravs de materiais absorventes.

    O isolamento sonoro est associado propagao do som entre dois espaos distintos.

    Como resposta s necessidades atuais de conforto e preocupao ambiental, recorrendo a

    materiais ecolgicos que no afetem o ambiente, a utilizao da cortia uma tima soluo.

    Este material 100% natural, de fonte renovvel e possui caractersticas fsicas,

    nomeadamente o facto de ser bastante poroso, que fazem com que tenha eficincias notveis

    no conforto trmico e acstico, proporcionando os nveis de conforto necessrios em locais

    que requerem de condies especiais tais como, salas de conferncias, teatros, cinemas,

    edifcios comerciais, hospitais, escolas, entre outros.

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 1 INTRODUO

    Ctia Micaela Antunes Marques 3

    Para alm de ser um material sustentvel, a cortia um material altamente produzido em

    Portugal. Segundo a [email protected], 2014, anualmente produz-se em Portugal uma mdia 150 mil

    toneladas de cortia, 50% da produo mundial. Por isso, a cortia representa, neste momento,

    a matria-prima essencial a uma indstria extremamente importante para a economia

    nacional. Todos os anos so criados no mercado novos produtos com base na cortia, como

    por exemplo, os novos pavimentos que imitam visuais de outros materiais (madeira, couro,

    pedra), produtos com distintas texturas (lisas ou rugosas) com diversas cores e dimenses,

    tornando possvel a combinao com outro tipo de materiais na construo e decorao de

    edifcios.

    Desde o incio do sculo XX, que os governos dos pases corticeiros se convenceram da

    necessidade de desenvolver polticas de proteo e valorizao deste material e, a construo

    civil uma boa opo contudo, ainda em desenvolvimento.

    Uma vez que a absoro sonora da cortia est concentrada numa zona muito especfica do

    espectro de frequncias audveis pretende-se, nesta dissertao, estudar o efeito da perfurao

    e a sua combinao com outros materiais absorventes, nomeadamente com espumas acsticas,

    aliando a sua eficincia na absoro sonora com a esttica.de espaos interiores.

    1.2. Objetivos

    O presente estudo tem como objetivo geral, caracterizar a absoro sonora de solues

    combinadas de aglomerado de cortia expandida e espumas absorventes. Pretende-se melhorar a

    absoro sonora da cortia ou ali-la com outros materiais e criar solues esteticamente

    interessantes. Para concretizar este objetivo foi necessrio:

    Estudar a absoro sonora de diferentes tipos de espumas acsticas;

    Estudar a capacidade de absoro sonora da cortia;

    Verificar/Analisar a absoro sonora da cortia combinada com outros materiais

    absorventes, nomeadamente com espumas acsticas;

    Testar a influncia na absoro sonora da perfurao em painis de cortia

    associados a outros materiais;

    E, por ltimo, obter um painel perfurado ptimo de cortia combinado com uma

    espuma acstica.

    1.3. Estrutura do documento

    A presente dissertao encontra-se organizada em seis captulos principais.

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 1 INTRODUO

    Ctia Micaela Antunes Marques 4

    No presente captulo, Introduo, realizou-se uma apresentao do tema deste estudo, fez-

    se um breve enquadramento, a identificao dos objetivos principais desta dissertao, bem

    como, a motivao que d origem a este trabalho. Deste modo, exps-se de uma forma

    genrica as razes que levam necessidade da realizao deste estudo e identificaram-se, de

    modo sucinto, os objetivos a que se prope esta dissertao.

    No segundo captulo, Absoro do som feita uma reviso bibliogrfica. Apresentam-se

    algumas noes bsicas acerca do tema, alguns materiais e respetivas capacidades de absoro

    sonora e, no final do captulo so apresentados alguns mtodos de medio em laboratrio e

    in situ do coeficiente de absoro sonora de materiais absorventes.

    De seguida, no captulo Materiais, Equipamentos e Mtodo, descrevem-se as amostras a

    serem analisadas nos ensaios experimentais, e referem-se os procedimentos seguidos e

    normas aplicveis durante os ensaios.

    No quarto captulo apresentam-se os resultados dos ensaios de absoro sonora. Para alm de

    serem descritos os clculos efetuados, perante os resultados obtidos e o seu tratamento, faz-se

    uma anlise comparativa do desempenho das diferentes amostras ensaiadas.

    Nas Concluses e Trabalhos Futuros, referem-se as consideraes finais da dissertao,

    obtidas a partir da anlise de resultados realizada no captulo anterior, bem como sugestes de

    futuros trabalhos nesta temtica.

    Por ltimo, no sexto captulo, expem-se as Referncias Bibliogrficas consultadas para a

    realizao desta dissertao.

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 5

    2. ABSORO DO SOM

    2.1. Absoro sonora

    Manter ou melhorar a qualidade de vida uma preocupao crescente do ser humano. Com o

    aumento da civilizao e, consequentemente, com o aumento dos nveis de rudo, o problema

    da poluio sonora cada vez mais preocupante. Talvez por isso, a proteo acstica de

    edifcios tenha ganho destaque nos ltimos anos.

    Para garantir a qualidade acstica de um determinado espao necessrio minimizar o rudo

    de fundo, adequando a reverberao utilizao do espao e fazendo com que haja

    inteligibilidade dos sons no interior do espao.

    A absoro sonora essencial para se obter um ambiente sonoro com qualidade acstica,

    ajustado utilizao de cada espao. Atravs desta propriedade, possvel controlar o som

    produzido e propagado no interior de um recinto fechado, de acordo com as necessidades

    (Mateus, 2008).

    A absoro sonora pode ser definida como a transformao de energia sonora em alguma

    outra forma, normalmente em calor, quando passa atravs de um material. Esta transformao

    ocorre quando o comprimento das ondas sonoras incidentes num determinado material

    pequeno, em comparao com as dimenses das irregularidades das superfcies,

    nomeadamente dos poros.

    Desta forma, a energia do som dissipada ao circular dentro dos poros ou interstcios dos

    materiais (Doelle, 1972 e Cowan, 1993).

    A eficincia da absoro sonora dos materiais avaliada pelo coeficiente de absoro sonora,

    , definido como a frao de energia sonora incidente absorvida, ou seja, que no refletida

    nem transmitida (Doelle, 1972). Este coeficiente varia de 0, quando existe reflexo total, a

    1, quando a absoro completa (Everest e Pohlmann, 2009). No entanto, possvel obter

    coeficientes de absoro sonora superiores a 1. Isto deve-se ao tipo de ensaio e forma como

    o valor calculado que pode, em determinados casos, dar valores incorretos. Coeficientes de

    absoro que apaream com valores superiores a 1 devem ser admitidos iguais unidade em

    quaisquer clculos ou consideraes efetuados.

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 6

    De uma forma geral, os materiais com coeficientes de absoro sonora menores que 0,15

    podem ser considerados refletores e os que possuem coeficientes de absoro sonora maiores

    que 0,4, absorventes (Antnio, 2012).

    2.1.1. Controlo de reverberao

    A reverberao causada por sucessivas reflexes do som, provocando assim um

    prolongamento sonoro. O tempo de reverberao, conceito introduzido por Sabine como o,

    tempo necessrio para que a intensidade ou nvel de presso sonora decaia 60 dB abaixo do

    seu volume inicial aps o desligar da fonte sonora avalia o conforto acstico num

    compartimento tendo em conta a reverberao indicada para cada espao. Este parmetro

    depende do volume e da rea de absoro do recinto e, para alm disso, deve ser ajustado

    consoante o fim a que se destina cada espao interior, tentando satisfazer o tempo de

    reverberao mdio aconselhado.

    Quando no cumprido, ou sequer aproximado, o tempo de reverberao mdio aconselhado,

    os espaos interiores podem tornar-se excessivamente reverberantes. Nestes tipos de espaos,

    as pessoas tendem a desacelerar o seu discurso, falar mais alto e tentar pronunciar melhor as

    palavras, tornando o seu discurso mais inteligvel (Cox e DAntonio, 2009).

    Na Figura 2.1 est representado o diagrama, onde possvel observar os valores do tempo de

    reverberao mdio aconselhado em funo do uso e do volume, para uma frequncia de 500

    Hz.

    Figura 2.1- Tempos de reverberao aconselhados em funo do volume do recinto

    (f=500Hz) (Ferreira, 2010)

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

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    Analisando a figura, conclui-se que para uma sala de conferncias o tempo de reverberao

    timo dever ser reduzido, de modo a que a conversao seja compreensvel, sem produzir

    cansao no orador e nos ouvintes.

    O tempo de reverberao adequado varia muito consoante o tipo de msica, por isso, verifica-

    se que, para salas de pera so necessrios tempos de reverberao baixos, ao contrrio de

    salas de concertos para msica de orquestra que requerem valores bem altos.

    Observa-se tambm que o tempo de reverberao deve aumentar com o volume do recinto.

    Isto deve acontecer porque as distncias que as ondas sonoras percorrem entre a fonte e os

    ouvintes aumentam, causando um acrscimo de atenuao sonora.

    A grande dificuldade no controlo de reverberao ocorre quando se est perante espaos com

    mltiplas funes, salas polivalentes, salas de espetculos, onde o mesmo recinto pode ser

    utilizado para o teatro, onde se exigem tempos de reverberao muito baixos e absoro

    elevada, ou para msica orquestral, onde a reverberao da sala deve ser elevada e a absoro

    sonora reduzida. Nestes casos, a qualidade acstica do espao pode ser conseguida atravs de

    dispositivos de acstica varivel, que sero explicados detalhadamente na seco 2.2.3.

    Adequar os tempos de reverberao a cada tipo de sala vital. Por isso, necessrio ter em

    ateno a superfcie e a natureza das paredes recorrendo, por vezes, a materiais de absoro,

    tendo em conta o tipo de mobilirio e nmero de ocupantes, a localizao e o espectro de

    frequncia do som emitido das fontes sonoras e o volume de recinto.

    2.1.2. Inteligibilidade

    A inteligibilidade um parmetro que avalia em percentagem, ou numa escala de 0 a 1, a

    quantidade de sons, ou palavras, compreensveis em relao totalidade emitida, tornando

    assim esta propriedade bastante subjetiva.

    Todas as reflexes que chegam ao recetor durante os primeiros 50 ms a partir da receo do

    som no so diferenciadas, isto , a sua perceo forma apenas um som com um nvel mais

    elevado, melhorando a inteligibilidade.

    Caso o atraso entre o som direto e o som refletido seja superior a 50 ms, o que equivale a uma

    distncia aproximadamente de 17m entre o caminho tomado pelo som direto e pelo som

    refletido, a sua perceo diferenciada (ver Figura 2.2). Nesta situao, as reflexes

    denominam-se de ecos e prejudicam a inteligibilidade da fala. (Isbert, 1998).

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 8

    Figura 2.2- Sobreposio de sons com diferentes atrasos e impresso subjetiva associada

    (Isbert, 1998).

    O facto de ocorrerem fenmenos de reflexo indesejados influencia significativamente a

    inteligibilidade dos sons. Os ecos mltiplos, repeties mltiplas espaadas, com curtos

    intervalos de tempo, do som originado por uma fonte sonora so, por vezes, bastante

    desagradveis e ocorrem normalmente quando a fonte sonora se situa entre duas paredes

    refletoras relativamente prximas, ou em locais em que as suas paredes so cncavas, por

    exemplo salas redondas, semiesfricas e semicilndricas.

    Todos estes problemas de reflexo podem ser minimizados, melhorando a inteligibilidade,

    caso as paredes sejam revestidas por materiais de absoro sonora. (Mateus, 2008).

    2.2. Sistemas Absorventes

    Os materiais absorventes so usados para conseguir tempos de reverberao adequados num

    determinado espao e prevenir ou eliminar ecos em determinados espaos, por exemplo,

    restaurantes, salas de aula, fbricas ou estaes (Isbert, 1998).

    Todos os materiais absorvem energia sonora. No entanto, os materiais com maior capacidade

    de absoro podem ser divididos em trs categorias: porosos ou fibrosos, mais eficazes em

    altas frequncias, sistemas ressonantes constitudos por ressoadores, que apresentam

    geralmente maior absoro em frequncias mdias, ou por membranas, com maior capacidade

    de absoro em baixas frequncias e dispositivos de acstica varivel, capazes de expor

    superfcies absorventes e refletoras conforme as necessidades (Mateus, 2008 e Silva, 2013).

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

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    Na Figura 2.3 apresentam-se os coeficientes de absoro sonora, , de uma soluo acstica

    combinando sistemas absorventes, um painel ou membrana ressonante, um ressoador de

    Helmholtz e um material poroso entre o painel e o elemento rgido.

    Atravs da Figura 2.3 pode comprovar-se o que foi referido anteriormente, nomeadamente, as

    frequncias de eficincia de absoro sonora para cada sistema absorvente e, para alm disso,

    pode concluir-se que caso se utilize uma soluo mista, a absoro sonora significante em

    toda a gama de frequncias audveis.

    A escolha de uma soluo acstica depende dos seguintes critrios:

    Custo do material, da instalao e manuteno;

    Facilidade de instalao;

    Durabilidade;

    Resistncia ao fogo e propagao das chamas;

    Coeficientes de absoro em frequncias representativas da faixa audvel;

    Esttica;

    Influncia na sade pblica (Doelle, 1972).

    2.2.1. Materiais porosos ou fibrosos

    Os materiais porosos ou fibrosos podem ser definidos como materiais em que a parte macia

    apenas ocupa uma percentagem do seu volume, isto , que contm espaos vazios,

    preenchidos por ar.

    Nos materiais fibrosos, as fibras ao receberem o som acompanham o movimento das

    molculas de ar, absorvendo, deste modo, parte da energia sonora que se transforma em

    energia trmica, sendo que, outra parte atravessa o material e, a restante refletida.

    Figura 2.3- Coeficientes de absoro sonora, , de uma soluo mista (Tadeu et al, 2007)

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 10

    Os materiais porosos so constitudos por pequenos orifcios abertos para o exterior, que

    podem ou no comunicar entre si (ver Figura 2.4). O ar contido nesses orifcios submetido a

    pequenos movimentos oscilatrios e, atravs do atrito sobre as paredes slidas, ocorre a

    transformao da energia sonora em energia trmica (Bastos, 2010). Uma pequena quantidade

    de energia sonora atravessa o material, no entanto, em menor quantidade do que nos materiais

    fibrosos.

    A absoro sonora nos materiais porosos e fibrosos, como j foi referido anteriormente,

    mais eficiente em frequncias altas do que em frequncias baixas. No entanto, nas frequncias

    baixas a absoro aumenta com a espessura do material, enquanto que, nas frequncias altas, a

    espessura no tem grande influncia sobre o coeficiente de absoro sonora, como pode ser

    observado na Figura 2.8 representativa do coeficiente de absoro sonora de massas porosas.

    Para alm da espessura, a absoro sonora destes materiais depende fundamentalmente da

    densidade e porosidade, aumentando consoante o aumento destas propriedades e tambm do

    tipo de pintura, esta no deve ser sobreposta aos poros, uma vez que impermeabiliza o

    material, e consequentemente, diminui a sua capacidade de absoro sonora (Bastos, 2010).

    Existe uma enorme gama de materiais porosos e fibrosos disponveis no mercado com

    capacidade absorvente. De seguida, a ttulo de exemplo, sero apresentados alguns desses

    tipos de materiais.

    2.2.1.1. Ls minerais

    Este material pode apresentar-se sob a forma de placas ou mantas. As placas so elementos

    rgidos ou semirrgidos e podem ter um aspeto liso, perfurado, ou estriado. As mantas, pelo

    contrrio so mais flexveis (Rodrigues, 2008; [email protected], 2014 e Martins, 2008).

    Existe ainda outra forma de apresentao das fibras minerais, designada por absorventes

    suspensos ou baffles (ver Figura 2.5). Os baffles so placas flexveis e pouco densas,

    Figura 2.4- Estrutura de materiais porosos e fibrosos respetivamente ([email protected], 2014)

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 11

    protegidas com uma pelcula de polietileno. So suspensos no teto, na vertical, aumentando

    assim a sua rea de absoro, uma vez que cada absorvente atua nas duas faces. A sua

    utilizao comum em espaos de grande volume, quando se pretende reduzir o tempo de

    reverberao (Martins, 2008).

    O fabrico de ls minerais pelo homem tem um custo reduzido e pode ser parcialmente

    reciclado, contudo so necessrias enormes quantidades de energia na sua produo,

    aumentando o impacto ambiental destes materiais.

    L de vidro

    A l de vidro um dos melhores materiais para o condicionamento acstico de altas

    frequncias, uma vez que, devido s suas caractersticas de porosidade, assim que uma onda

    sonora incide neste material facilmente absorvida.

    Este material obtido a partir de slica e sdio em estado lquido, a uma temperatura de

    1600C, posteriormente, a slica e o sdio so sujeitos a um arrefecimento controlado, atravs

    da passagem do lquido por orifcios finos e regulveis de platina, de modo a obter fios de

    tamanho e dimetro desejados. Finalmente, so aglomerados com resinas em mantas ou

    placas ([email protected], 2014)

    A sua aplicao na construo feita normalmente como painis de revestimento de paredes,

    facilmente removveis e com a possibilidade de serem pintados. Estes painis podem ser

    instalados em reas comuns de condomnios residenciais, como salo de festas e salo de

    jogos. ([email protected], 2014)

    Figura 2.5- Baffles acsticos suspensos ([email protected], 2014)

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 12

    L de rocha

    A l de rocha obtida pela fuso de distintos tipos de rocha a uma temperatura de 1500 C

    para a obteno de fibras. Posteriormente, para formar uma manta ou uma placa (ver Figura

    2.6), estas fibras so aglutinadas por uma resina.

    A l de rocha tambm pode ser usada para o controlo do tempo de reverberao quando

    aplicada no interior de painis perfurados e devidamente protegida, de modo a evitar a

    libertao de partculas (Silva, 2012).

    A Figura 2.7 apresenta os coeficientes de absoro sonora dos materiais l de rocha e l de

    vidro com 10cm de espessura. Como era previsto, os dois materiais apresentam absoro

    sonora alta em frequncias elevadas.

    Figura 2.7- Coeficientes de absoro sonora dos materiais l de rocha e l de vidro com 10 cm

    de espessura (adaptado de Jadir e Lima, 2009)

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    Frequncia (Hz)

    L Rocha

    L Vidro

    Figura 2.6- Manta de l de vidro e placa de l de rocha respetivamente ([email protected],

    2014 e [email protected], 2014)

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 13

    2.2.1.2. Massas porosas

    Outro tipo de material poroso absorvente sonoro so as massas porosas. Estas so compostas

    por fibras ou minerais granulados e aglutinantes apropriados e, normalmente, aplicadas por

    projeo sobre paredes e tetos, em superfcies irregulares, ou em locais que apresentam

    grandes inconstncias na humidade relativa do ar ou condensaes de vapor de gua.

    As massas porosas para projeo so excelentes materiais absorventes, verificando-se um

    aumento da sua absoro nas baixas frequncias medida que existe um aumento da sua

    espessura, caracterstica tpica de materiais porosos, como j fora referido anteriormente e,

    como pode ser observado na Figura 2.8.

    2.2.1.3. Espumas acsticas

    A estrutura das espumas acsticas pode ser de clulas abertas ou fechadas. Caso seja de

    clulas abertas, os poros esto interligados e a eficincia da absoro sonora significativa.

    Se for de clulas fechadas, a absoro reduzida, uma vez que dificultada a passagem das

    ondas sonoras. No entanto, aps o processo de fabrico, possvel perfurar estas estruturas,

    aumentando a absoro sonora deste material.

    Espuma de poliuretano

    As espumas de poliuretano so materiais de construo com estrutura de clulas abertas,

    flexveis e com baixa resistncia passagem de ar, o que faz com que este material tenha uma

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    Frequncia (Hz)

    Massa porosa com 16 mm de espessura

    Massa porosa com 25 mm de espessura

    Massa porosa com 38 mm de espessura

    Massa porosa com 51 mm de espessura

    Massa porosa com 63 mm de espessura

    Massa porosa com 76 mm de espessura

    Figura 2.8- Exemplos de coeficientes de absoro sonora para massa porosa projetada aplicada

    sobre uma superfcie rgida em diversas espessuras (adaptado de Ferreira, 2010).

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 14

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    Frequncia (Hz)

    Espuma de Poliuretano com2,5 cm de espessura

    elevada capacidade de absoro sonora. Sendo um material poroso, apresenta maior eficcia

    em altas frequncias, como ilustrado na Figura 2.10.

    Os aglomerados de espuma de poliuretano (ver Figura 2.9) podem ser considerados como

    produtos de origem reciclada, uma vez que, so obtidos a partir de retalhos de espumas de

    poliuretano. Esta forma de utilizao deste material cada vez mais recorrente, por ter alta

    eficincia na absoro sonora mas tambm pelo interesse ambiental. Por serem compostas por

    produtos petroqumicos, estas espumas causam um elevado impacte ambiental negativo

    durante o processo de fabrico, libertando gases txicos durante a sua expanso e tambm, no

    fim da sua vida til, quando queimadas. Ao serem reutilizadas faz com que haja uma

    diminuio da libertao destes gases txicos causada por estes materiais.

    Para alm disso, as espumas de poliuretano so consideradas inflamveis no entanto, podem

    ser sujeitas a tratamentos que melhoram o seu desempenho no que diz respeito segurana ao

    fogo (Flach, 2012). A sua utilizao pode ser combinada com outros materiais absorventes,

    nomeadamente com ls minerais, e normalmente aplicado em estdios de gravao,

    auditrios e salas de teatro (Silva, 2012).

    2.2.1.4. Alcatifas e tecidos

    As alcatifas, para alm da sua utilizao tradicional, criando ambientes originais e requintados

    na decorao, so cada vez mais utilizados com o objetivo de aumentar o conforto de locais

    fechados, reduzindo e, em alguns casos eliminando completamente os rudos de impacto e,

    absorvendo os sons areos de altas frequncias, como pode ser comprovado na Figura 2.11

    (Cox e DAntonio, 2009).

    Figura 2.10- Coeficientes de absoro sonora de uma

    espuma de poliuretano com 2,5 cm de espessura

    (adaptado de [email protected], 2014)

    Figura 2.9- Aglomerado de espuma

    de poliuretano

    ([email protected], 2014)

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 15

    A absoro sonora de alcatifas e tecidos varia consoante a espessura, textura e a sua

    composio. Por exemplo, em tecidos decorativos, como cortinas que servem de resguardo

    em portas, denominadas reposteiros, a absoro sonora depende, para alm das propriedades

    referidas anteriormente, da percentagem de franzido, conforme pode ser visto na Figura 2.12

    (Doelle, 1972 e Rodrigues, 2008).

    2.2.1.5. Gesso acstico

    Na grande maioria dos casos, os arquitetos optam por tratamentos acsticos que no afetem a

    esttica visual. O gesso acstico um material absorvente sonoro poroso, capaz de cumprir os

    requisitos estticos de arquitetos e designers de interiores (Cox e DAntonio, 2009).

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    Alcatifa apoiada sobrelaje de beto

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    Frequncia (Hz)

    0% franzido

    25% franzido

    Figura 2.11- Valores do coeficiente de absoro sonora de uma alcatifa sobre uma laje de

    beto armado (Rodrigues, 2008)

    Figura 2.12- Valores do coeficiente de absoro sonora de um reposteiro de algodo com

    diferentes percentagens de franzido (Domingues, 2005)

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 16

    Este tipo de material aplicado com uma consistncia semiplstica, pulverizado por spray ou

    espalhado com uma esptula e, normalmente, usado onde qualquer outro tratamento acstico

    seria impraticvel devido forma irregular da superfcie. eficiente em frequncias mais

    elevadas, tal como os restantes materiais porosos, no entanto, a sua eficincia para alm de

    variar com a sua espessura, depende tambm da composio da mistura de gesso (ver Figura

    2.13) (Doelle, 1972).

    Atravs da Figura 2.13 pode verificar-se que com o aumento da espessura, aumenta tambm a

    absoro nas baixas frequncias, mantendo a alta absoro em frequncias mais elevadas.

    Para alm disso, verifica-se que a eficincia de absoro sonora superior para o acabamento

    fosco, seguindo-se o acabamento resiliente e, por ltimo, o acabamento clssico.

    Esta diferena depende da composio de cada gesso. O acabamento clssico mais liso,

    composto por gros finos e aplicado com esptula, contrariamente ao acabamento fosco, que

    tem um acabamento areado claro, lavvel, resistente ao bolor, apresentando tambm por isso

    uma melhor manuteno. O acabamento resiliente tambm lavvel, resistente aos bolores,

    mas um acabamento liso esptula.

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 17

    2.2.1.6. Materiais sustentveis

    Atualmente, elementos absorventes fabricados com materiais sintticos, como alguns dos

    apresentados anteriormente, ainda so utilizados excessivamente na indstria da construo.

    Estes materiais no-biodegradveis, para alm de causarem poluio quando so depositados,

    requerem muita energia de produo durante o seu fabrico e, alguns emitem gases com efeito

    de estufa.

    Alertado e consciente dos problemas ambientais, o sector da construo mostra-se

    sensibilizado a desenvolver estudos que revelem o potencial de resduos de materiais no

    convencionais como materiais de absoro sonora, tornando assim, a atividade da construo

    mais sustentvel (Flach, 2012, Mateus, 2012 e Silva, 2012).

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    Frequncia (Hz)

    30mm acabamentofosco40mm acabamentofosco70mm acabamentofosco

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    Frequncia (Hz)

    30mm acabamentoresiliente

    40mm acabamentoresiliente

    70mm acabamentoresiliente

    Figura 2.13-Coeficientes de absoro sonora do gesso acstico consoante a espessura e

    composio ([email protected])

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 18

    De seguida, apresentam-se alguns materiais considerados mais sustentveis ou porque

    resultam do aproveitamento de resduos ou de matrias-primas naturais. Os materiais

    sustentveis que vo ser abordados so: granulados e aglomerados de cortia, fibras naturais

    de cana-de-acar, e resduos de pneus.

    Granulados e aglomerados de cortia

    Os granulados de cortia (ver Figura 2.14) so subprodutos da indstria corticeira. Este

    material utilizado como agregado na produo de betes leves, ou como material que tem

    funes trmico-acsticas em edifcios.

    Quanto aos aglomerados, estes so materiais produzidos a partir da compactao de

    granulados de cortia e existem dois tipos, simples ou compostos.

    Os aglomerados simples, negros ou puros expandidos (ver Figuras 2.15), podem ser

    fabricados com ou sem material ligante, utilizando granulados de diversas granulometrias,

    temperaturas e presses, com vapor de gua em autoclave. Os aglomerados compostos, assim

    chamados pois so combinados com outros materiais, por exemplo borracha, so obtidos pela

    prensagem e aglomerao dos granulados com resina sinttica. Placas de revestimento de

    pavimentos, ou paredes, normalmente revestidas por pelculas, como vernizes, so exemplos

    destes aglomerados compostos.

    Comparando os dois tipos de aglomerados no que diz respeito absoro sonora, a diferena

    observada no grfico da Figura 2.16 deve-se essencialmente ao processo de fabrico destes

    materiais (Eires, 2006 e Martins, 2008).

    A cortia, para alm de ser um material sustentvel, impermevel, imputrescvel e resistente

    ao fogo, caractersticas bastante vantajosas sua utilizao como absorvente sonoro

    Figura 2.14- Granulados de cortia

    ([email protected],2014)

    Figura 2.15- Aglomerado

    de cortia expandida

    ([email protected], 2014)

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 19

    Figura 2.16- Absoro sonora de aglomerados negros e aglomerados compostos de cortia

    (Domingues, 2005)

    Fibras Naturais de Cana-de-acar

    O uso de fibras naturais, ainda pouco comum, permite produzir materiais muito absorventes

    cuja eficincia de absoro acstica depende do dimetro das fibras e do grau de

    consolidao. Quanto menor for o dimetro das fibras, mais absorventes so os materiais e,

    relativamente ao grau de consolidao, o seu aumento favorece a eficincia de absoro.

    No que diz respeito ao risco de incndio, os materiais de fibras naturais so habitualmente

    tratados com produtos qumicos retardantes de fogo de modo a torn-los seguros (Oldham et

    al, 2011).

    Existem vrios tipos de fibras naturais: fibras de coco, cnhamo, cana-de-acar, entre outros.

    No entanto, por opo, nesta dissertao, apenas vo ser apresentadas as caractersticas das

    fibras de cana-de-acar.

    A cana-de-acar a principal matria-prima no fabrico de acar e lcool. Contudo, os seus

    resduos podem ser tambm reaproveitados. Os resduos desta planta so constitudos por

    fibras flexveis e de pequenas dimenses (ver Figura 2.17) que tm potencialidade como

    absorventes sonoros. O facto de este material ser flexvel, poder ser um problema mas, se

    combinado com outro material mais resistente, este problema poder ser solucionado.

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    Frequncia (Hz)

    Aglomeradonegro

    Aglomeradocomposto

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 20

    Figura 2.17- Fibras naturais de cana-de-acar (Putra et al, 2013)

    Relativamente ao coeficiente de absoro sonora deste material, atravs da Figura 2.18 nota-

    se que, nas frequncias baixas prximo de um tecido, chegando a ser superior ao coeficiente

    de absoro sonora do tecido entre as frequncias 1000 Hz e 1800 Hz. Nas altas frequncias

    apresenta elevada absoro sonora contudo, inferior de um tecido.

    Figura 2.18- Comparao do coeficiente de absoro sonora de fibras de cana-de-acar e um

    tecido (Putra et al, 2013)

    Resduos de pneus

    Com o avano da civilizao, a quantidade de resduos de pneus est a aumentar

    progressivamente. Este material composto por borracha, o que faz com que seja resistente

    degradao biolgica, tenha elevado poder calorfico e seja altamente combustvel.

    Para alm disso, quando os resduos de pneus so queimados, libertam gases que contm

    dixido de enxofre, um dos principais gases causadores de chuvas cidas e, quando so

    depositados inadequadamente, estes resduos ainda provocam proliferao de vrios

    mosquitos.

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 21

    Uma vez que os pneus tm um curto tempo de vida til e causam elevados problemas a nvel

    ambiental e da sade humana, torna-se necessrio desenvolver mtodos para a sua reciclagem.

    Tm sido desenvolvidos vrios estudos de aproveitamento destes materiais para fabricar

    elementos com aplicao na rea da acstica, por exemplo com propriedades de absoro

    sonora, entre outras.

    Em Iksan National College foi desenvolvido um estudo com o objetivo de verificar a

    possibilidade da utilizao de resduos de pneus reforados com palha de arroz como

    materiais de construo. Neste estudo foram testadas as propriedades fsicas, mecnicas e

    acsticas de uma amostra composta por palha de arroz e resduos de pneus.

    No que diz respeito s propriedades acsticas da amostra, atravs da comparao com outros

    materiais de construo, como aglomerado de partculas de madeira, aglomerado de fibras de

    madeira (MDF), painel de madeira (contraplacado), azulejos, piso de madeira e cimento,

    concluiu-se que os coeficientes de absoro sonora da amostra em estudo so superiores aos

    coeficientes de absoro sonora dos restantes materiais base de madeira, MDF, aglomerado

    de partculas de madeira e contraplacado nas mdias e altas frequncias. Alm disso, a

    amostra apresenta melhor absoro sonora, em relao aos azulejos, ao piso de madeira e ao

    cimento em toda a faixa de frequncias (ver Figura 2.19).

    Figura 2.19- Coeficientes de absoro sonora de uma placa composta por palha de arroz e

    resduos de pneus em comparao com os de outros materiais de construo (Yang et al, 2004)

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 22

    2.2.2. Sistemas Ressonantes

    A ressonncia acstica ocorre quando uma fonte sonora emite um som de frequncia igual

    frequncia de vibrao natural de um recetor. Atravs desta caracterstica, presente em

    sistemas ressonantes, possvel obter absoro sonora de baixas e mdias frequncias,

    dificilmente atingida por materiais porosos.

    Os ressoadores so elementos absorventes de som bastante seletivos, ou seja, so

    dimensionados para uma frequncia de ressonncia especfica (ver equao (1)). Estes

    elementos, quando expostos a determinadas frequncias, vibram, transformando parte da

    energia sonora, em energia mecnica e, posteriormente, devido frico interna de

    deformao, em energia trmica.

    Existem dois tipos destes dispositivos: ressoadores de cavidade e membranas ressonantes

    (Bastos, 2010, Cox e DAntonio, 2009 e Domingues, 2005).

    2.2.2.1. Ressoadores de cavidade

    Os ressoadores de cavidade ou de Helmholtz, tambm denominados absorventes de cavidade,

    consistem num volume de ar no interior de uma cavidade, ligado atmosfera atravs de uma

    abertura estreita (pescoo), na qual as ondas se propagam (ver Figura 2.20).

    Estes tipos de absorventes so, normalmente, aplicados no sector da construo como painis

    perfurados ou estriados (ver Figuras 2.21 e 2.22), utilizados em salas de aulas por exemplo,

    ou tambm como blocos de beto com cmaras de Helmholtz (ver Figura 2.23), habitualmente

    utilizados em espaos fechados de grande volume tais como, ginsios, piscinas, entre outros.

    (Doelle, 1972, Isbert, 1998, Antnio, 2012).

    Figura 2.20-Esquema bsico de um ressoador simples de cavidade (Helmholtz) montado

    numa parede (Isbert, 1998)

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 23

    Os ressoadores de Helmholtz so aplicados no condicionamento acstico para absorver som

    de frequncias mdias, contudo a sua capacidade de absoro sonora varia com a largura da

    abertura e com a profundidade da cavidade, como se pode verificar na Figura 2.24. De

    qualquer modo, com o objetivo de alargar a banda de frequncias onde estes dispositivos tm

    eficincia, normal a colocao de materiais absorventes porosos, na parte da abertura do

    ressoador, ou apenas por trs do painel perfurado (Cox e DAntonio, 2009).

    A frequncia de ressonncia, 0, de um ressoador de Helmholtz dada pela expresso

    (Antnio, 2012):

    0 =

    2

    (1)

    onde,

    a velocidade de propagao do som

    a rea da abertura da cavidade

    = + , sendo o comprimento da cavidade

    = 0,958 para uma abertura circular da cavidade de um ressoador sem porosidade nas

    paredes

    = 0,4 para aberturas retangulares

    Figura 2.21-- Esquema bsico de

    um ressoador mltiplo de

    cavidade (Helmholtz) base de

    painis perfurados ou estriados

    (Isbert, 1998)

    Figura 2.22- Ressoadores

    base de painis perfurados e

    estriados

    (Isbert, 1998)

    Figura 2.23- Blocos de beto

    com cmaras Helmholtz

    ([email protected], 2014)

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 24

    2.2.2.2. Membranas ressonantes

    Membranas ou painis ressonantes (ver Figura 2.25) so constitudos por um painel flexvel

    afastado da sua base de suporte, na vertical ou na horizontal. A dissipao de energia sonora

    ocorre atravs do movimento vibratrio do painel, deste modo, medida que o som incide

    sobre o painel faz com que ele vibre, transformando a energia sonora em energia cintica. A

    energia cintica tambm dissipada devido aos atritos internos de deformao e de atrito nos

    apoios (Antnio, 2012).

    Figura 2.25- Esquema bsico de um ressoador de membrana (Isbert, 1998)

    O coeficiente de absoro sonora mais elevado numa estreita gama de frequncias baixas

    mas, tal como nos ressoadores de cavidade, a gama de frequncias onde este material

    eficiente pode aumentar caso a caixa-de-ar seja preenchida com um material poroso,

    Co

    efic

    iente

    de

    abso

    ro

    ,

    Frequncia (Hz)

    Figura 2.24- Coeficientes de absoro sonora para diferentes absorvedores de

    Helmholtz(Cox e DAntonio, 2009):

    pequena abertura, cavidade pouco profunda;

    grande abertura, cavidade pouco profunda;

    pequena abertura, cavidade profunda;

    grande abertura, cavidade profunda

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 25

    principalmente nas mdias e altas frequncias, como se pode verificar na Figura 2.26. Para

    alm disso, a absoro tambm depende do tamanho do painel, da sua espessura, do material

    com que fabricado e da espessura da caixa-de-ar.

    Figura 2.26- Caractersticas de absoro sonora de sistemas tipo membrana ressonante, com e

    sem preenchimento por material absorvente na caixa-de-ar (adaptado de Domingues, 2005)

    2.2.3. Dispositivos de acstica varivel

    Como foi referido anteriormente, existem espaos com diferentes necessidades acsticas, que

    requerem vrios tempos de reverberao consoante o seu uso. Exemplos destes espaos so as

    salas de espetculos, os auditrios, entre outros espaos interiores.

    Estas exigncias acsticas tm sido muito desafiantes para arquitetos e especialistas em

    acstica pois, bastante complicado projetar construes de absoro de som especiais,

    capazes de variar os tempos de reverberao consoante a necessidade. No entanto, j existem

    alguns elementos capazes de variar a sua absoro sonora, apresentados nas prximas

    seces.

    2.2.3.1. Elementos fsicos variveis

    J foram feitas algumas tentativas de desenvolver elementos fsicos variveis, nomeadamente

    em estdios de rdio, onde foram aplicados vrios painis mveis e rotativos suspensos,

    capazes de expor superfcies refletoras ou de absoro conforme as necessidades. Mas, a

    construo destes dispositivos s seria vivel em espaos onde a presena humana fosse

    permanente e, caso fossem capazes de provocar uma absoro sonora razovel, pelo menos 20

    por cento, da absoro sonora total sobre uma regio considervel da faixa audvel (Doelle,

    1972).

    Outros exemplos de elementos fsicos aplicados em espaos de acstica varivel so as

    cortinas, j mencionadas na seco 2.2.1.4 e as cadeiras mveis.

    0,00

    0,20

    0,40

    0,60

    12

    5

    25

    0

    50

    0

    1 0

    00

    2 0

    00

    4 0

    00

    Co

    efic

    ien

    te d

    e ab

    sor

    o (

    s)

    Frequncia (Hz)

    Membrana ressonantesem preenchimento decaixa de arMembrana ressonantecom preenchimento decaixa de ar

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 26

    Em relao absoro sonora das cadeiras mveis, estas podem ser divididas em trs

    categorias: cadeiras com alta, mdia ou pouca percentagem de superfcie estofada (ver Figura

    2.27). Atravs da Figura 2.28 pode verificar-se que a absoro sonora bastante diferente

    consoante o facto de a cadeira estar ocupada ou vazia e, para alm disso, conclui-se tambm

    que, quanto maior for a percentagem de estofo, maior ser a absoro sonora da cadeira.

    O ajuste do tempo de reverberao recorrendo a cadeiras mveis ainda pouco utilizado uma

    vez que, para que os efeitos na absoro sonora sejam significativos, necessrio uma grande

    quantidade de cadeiras estofadas.

    2.2.3.2. Sistemas eletroacsticos

    Para alm de elementos fsicos, capazes de adequar os tempos de reverberao utilizao de

    um espao com diferentes utilidades, existem tambm sistemas eltricos capazes de controlar

    a reverberao desses espaos. Todos estes sistemas baseiam-se na captao e processamento

    do sinal sonoro por microfones distribudos pela sala. De seguida, o sinal sonoro, atravs de

    amplificadores, amplificado e enviado a altifalantes, tambm distribudos pela sala,

    aumentando o campo sonoro existente.

    Existem trs principais sistemas eletroacsticos sendo que, a diferena entre eles est na

    quantidade e localizao de microfones e altifalantes e, no tipo de processamento do sinal.

    0,20

    0,30

    0,40

    0,50

    0,60

    0,70

    0,80

    0,90

    12

    5

    25

    0

    50

    0

    1 0

    00

    2 0

    00

    4 0

    00

    Coeficie

    nte

    de a

    bsor

    o (a

    s)

    Frequncia (Hz)

    Cadeira c/ alta % estofada (vazia)

    Cadeira c/ mdia % estofada (vazia)

    Cadeira c/ baixa % estofada (vazia)

    Cadeira c/ alta % estofada (ocupada)

    Cadeira c/ mdia % estofada (ocupada)

    Cadeira c/ baixa % estofada (ocupada)

    Figura 2.27- Cadeiras mveis

    (Isbert, 1998):

    a) Com alta % estofada;

    b) Com mdia % estofada;

    c) Com baixa % estofada

    c)

    a) b)

    Figura 2.28- Coeficiente de absoro sonora de cadeiras

    mveis vazias e ocupadas com diferentes percentagens de

    estofo (Isbert, 1998)

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 27

    Os sistemas de Ressonncia Assistida-AR (ver Figura 2.29), normalmente utilizados para

    resolver problemas de baixo tempo de reverberao em baixas frequncias so eficientes em

    frequncias menores que 2000 Hz (ver Figura 2.30) e utilizam um grande nmero de

    microfones e altifalantes, cerca de 172.

    O sistema de reverberao de canal mltiplo- MRC, funciona corretamente numa banda mais

    larga de frequncias, desde 63 Hz at 8000 Hz e, necessita tambm de um grande nmero de

    canais, isto um conjunto grande de microfones, amplificadores e altifalantes.

    Pelo contrrio, os sistemas de controlo acstico-ACS usam menos canais, cerca de 12 e so

    capazes de criar um campo reverberante completamente novo. O facto de utilizar menos

    canais faz com que o seu custo seja mais reduzido do que o dos outros sistemas (Isbert, 1998).

    A utilizao de sistemas eletroacsticos com o objetivo de obter a reverberao desejada tem

    algumas vantagens e desvantagens, comparando com elementos fsicos de acstica varivel,

    apresentadas no Quadro 2.1.

    Figura 2.30- Tempos de reverberao do Royal

    Festival Hall de Londres (Gr Bretanha):

    a) Ressonncia Assistida conectada (sala vazia);

    b) Ressonncia Assistida conectada (sala ocupada);

    c) Ressonncia Assistida desconectada (sala vazia);

    d) Ressonncia Assistida desconectada (sala ocupada)

    (Isbert, 1998)

    Figura 2.29- Esquema bsico de um

    canal de um sistema de Ressonncia

    Assistida (Isbert, 1998)

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 28

    Quadro 2.1- Vantagens e Desvantagens de sistemas eletroacsticos em relao a elementos

    fsicos de acstica varivel (Isbert, 1998)

    Vantagens Desvantagens

    Obteno de tempos de reverberao mais

    elevados, para o mesmo volume de

    compartimento

    Maior capacidade de variao do tempo

    de reverberao consoante a utilidade do

    compartimento

    Sistemas totalmente automatizados e, por

    isso de operao simples

    Sistemas geralmente mais baratos

    Risco do som parecer pouco natural

    Possvel feedback entre microfones e

    altifalantes e, por isso, a ocorrncia de um

    sinal sonoro inadmissvel

    Necessidade de manuteno e

    acompanhamento permanente por pessoas

    qualificadas

    Excelente funcionamento apenas se o espao

    interior for desenhado acusticamente para a

    sua utilizao

    2.3. Mtodos para determinao da absoro sonora em laboratrio e in situ

    Com o objetivo de relacionar o tempo de reverberao com a atenuao sonora do tratamento

    acstico em causa, necessrio ter em conta o coeficiente de absoro sonora. Existem alguns

    mtodos de medio do coeficiente de absoro sonora em laboratrio e in situ, apresentados

    nas seguintes seces.

    2.3.1. Mtodo do tubo de ondas estacionrias

    O mtodo do tubo de ondas estacionrias ou mtodo do tubo de impedncia um dos mtodos

    capaz de determinar a absoro sonora de materiais em laboratrio. No entanto, para alm da

    absoro sonora, este mtodo permite determinar outras propriedades como a admitncia e

    impedncia acstica, bem como o fator de reflexo de materiais.

    O princpio de medio da absoro sonora deste mtodo consiste num tubo longo com um

    altifalante montado numa das suas extremidades e a amostra a ser testada na outra

    extremidade. O altifalante emite uma onda sonora no interior do tubo que incide na amostra e

    reflete, causando assim uma onda estacionria, isto , uma sobreposio da onda incidente

    com a onda refletida. As presses mxima e mnima dessa onda podem ser detetadas por um

    ou dois microfones, de acordo com a tcnica adotada.

    Existem duas tcnicas possveis de serem adotadas na medio do coeficiente de absoro

    sonora atravs do tubo de impedncia. Uma descrita na norma ISO 10534-1:1996 e baseia-

    se na deteo das presses mxima e mnima de uma onda estacionria a uma determinada

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 29

    distncia da amostra a ser testada, atravs de um microfone movimentado ao longo do tubo,

    como ilustrado na Figura 2.31.

    A outra tcnica descrita na norma ISO 10534-2:1998 e tem os mesmos princpios de

    medio, isto , a amostra montada numa extremidade, o altifalante na outra e o microfone

    deteta as presses mnima e mxima da onda estacionria. Contudo, estas duas tcnicas tm

    duas principais diferenas.

    Enquanto a primeira tcnica utiliza apenas um microfone e mede uma faixa de frequncias de

    cada vez, a tcnica descrita na norma ISO 10534-2:1998 pode utilizar um ou dois microfones

    (ver Figura 2.32) e medir a faixa de frequncias inteira de uma s vez.

    Figura 2.32- Mtodo do tubo de impedncia usando dois microfones (EN ISO 10534-2:1998)

    Caso se use apenas um microfone, implica que se mova o microfone entre os dois pontos de

    medio mas, eliminado um erro de medida inevitvel, provocado pelas diferenas de um

    Figura 2.31- Construo e operao do tubo de impedncia (adaptado de Everest e Pohlmann,

    2009 e EN ISO 10534-1:1996)

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 30

    par de microfones. Para alm disso, com a utilizao de um microfone, possvel escolher um

    ponto de medio numa faixa de frequncia especfica. Apesar disso, a norma recomenda a

    utilizao de dois microfones uma vez que, torna o mtodo mais rpido, preciso e fcil de

    implementar (ISO 10534-2:1998).

    O mtodo do tubo de ondas estacionrias apresenta algumas vantagens e desvantagens

    descritas no Quadro 2.2.

    Quadro 2.2-Vantagens e Desvantagens do Mtodo do Tubo de ondas estacionrias

    Vantagens Desvantagens

    Utilizado nos sectores de desenvolvimento

    de produtos

    Alm da curva de absoro pode obter-se

    outras grandezas teis, principalmente a

    curva de impedncia acstica

    Resultados mais precisos e de maior

    reprodutibilidade

    Os tubos so dispositivos simples

    Resultados restritos incidncia normal de

    ondas planas

    O tamanho das amostras limitado dimenso

    da seco transversal dos tubos, o que pode

    causar dificuldade na preparao das amostras

    2.3.2. Mtodo da cmara reverberante

    O mtodo de medio da absoro sonora em cmara reverberante abordado pela norma NP

    EN ISO 354:2007. Este mtodo aplicvel na medio dos coeficientes de absoro sonora

    de materiais absorventes utilizados no tratamento de paredes e de tetos, ou da rea de

    absoro sonora equivalente de objetos, peas de mobilirio e elementos absorventes como

    pessoas.

    O seu princpio geral de medio consiste na medio dos tempos de reverberao mdios da

    cmara reverberante com e sem a amostra em estudo. Obtendo os tempos de reverberao, a

    absoro sonora equivalente do provete pode ser calculada recorrendo frmula de Sabine, o

    que faz com que, por vezes, o coeficiente de absoro sonora de uma amostra possa ser

    superior a 1, o que na realidade no acontece.

    Para a realizao dos ensaios necessrio cumprir alguns requisitos definidos na norma. A

    cmara reverberante precisa de ter um volume de pelo menos 150 m3 contudo, o valor do

    volume aconselhado aproximadamente 200 m3. Caso o volume seja superior a 500 m3, a

    absoro sonora em altas frequncias pode ser afetada, devido absoro do ar. Para alm

  • A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM

    Ctia Micaela Antunes Marques 31

    disso, a relao entre o comprimento da maior linha reta contida nos limites da cmara ()

    deve ser tal que (EN ISO 354:2007):

    < 1,9

    13

    (2)

    onde, o volume da cmara reverberante em metros cbicos.

    O campo sonoro da cmara deve ser suficientemente difuso, normalmente conseguido atravs

    da utilizao de difusores fixos, suspensos, ou refletores rotativos. A rea mxima de

    absoro sonora equivalente de cmaras reverberantes descrita no Quadro 1 da norma NP

    EN ISO 354:2007.

    O provete de ensaio deve ter uma rea entre 10 e 12 m2. Quanto maior for a cmara, maior

    dever ser a rea do provete. At mesmo, se a cmara tiver um volume superior a 200 m3, o

    limite superior para a rea do provete, isto , 12 m2, deve ser multiplicado pelo fator

    (

    200 3)

    2

    3. O provete deve ser retangular com uma relao entre a largura e o comprimento

    compreendida entre 0,7 e 1.

    Relativamente sua posio na cmara, o provete deve ser colocado a uma distncia s

    paredes da cmara no inferior a 0,75 m. No entanto, recomendvel qu