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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
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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.
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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.
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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.
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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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
Ctia Micaela Antunes Marques 7
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).
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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
Ctia Micaela Antunes Marques 9
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)
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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)
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A utilizao da cortia associada a espumas para a absoro sonora 2 ABSORO DO SOM
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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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0,20
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Coef
icie
nte
de
abso
ro
(s)
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)
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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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Coef
icie
nte
de
abso
ro
(
s)
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).
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00Coef
icie
nte
de
abso
ro
(s)
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).
0,00
0,20
0,40
0,60
12
5
25
0
50
0
1 0
00
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4 0
00
Co
efic
ien
te d
e ab
sor
o
(s)
Frequncia (Hz)
Alcatifa apoiada sobrelaje de beto
0,00
0,20
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1 0
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2 0
00
4 0
00
Coef
icie
nte
de
abso
ro
(s)
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).
0,20
0,40
0,60
0,80
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12
5
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Co
efic
ien
te d
e ab
sor
o (
s)
Frequncia (Hz)
30mm acabamentoclssico40mm acabamentoclssico70mm acabamentoclssico
0,20
0,40
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00C
oef
icie
nte
de
abso
ro
(
s)
Frequncia (Hz)
30mm acabamentofosco40mm acabamentofosco70mm acabamentofosco
0,20
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0,80
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Coef
icie
nte
de
abso
ro
(
s)
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.
0,00
0,20
0,40
0,60
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12
5
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00C
oef
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de
abso
ro
(
s)
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
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5
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00
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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
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(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
