Embed Size (px)
Citation preview
1
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA
BACHARELADO EM CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
LUCAS DA ROCHA DE MELO
ESTUDO DA CAPACIDADE DE ATENUAÇÃO ACÚSTICA DA MANTA
RESIDUAL DE ACETATO DE VINILA ETIL (EVA) EM ESCALA
ABSOLUTA
Cruz das Almas, abril de 2017.
2
LUCAS DA ROCHA DE MELO
ESTUDO DA CAPACIDADE DE ATENUAÇÃO ACÚSTICA DA MANTA RESIDUAL DE
ACETATO DE VINILA ETIL (EVA) EM ESCALA ABSOLUTA
Trabalho de conclusão de curso submetido
à Universidade Federal do Recôncavo da
Bahia sob a orientação do professor
Adelson Ribeiro de Almeida Junior com a
finalidade de cumprir os requisitos para o
grau de Bacharel em Ciências Exatas e
Tecnológicas.
Orientador: Prof. Msc. Adelson Ribeiro de Almeida Junior.
3
Cruz das Almas, 2017
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
BACHARELADO EM CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
ESTUDO DA CAPACIDADE DE ATENUAÇÃO ACÚSTICA DA MANTA
DE RESÍDUO DE ACETATO DE VINILA ETIL (EVA) EM ESCALA
ABSOLUTA
Aprovada em: _____/_____/_____
EXAMINADORES:
Prof. Msc. Adelson Ribeiro de Almeida Junior (Orientador)
_________________________________________________
Prof. Msc Ivanoé João Rodowanski
_________________________________________________
Prof. Drª. Jania Betania Alves da Silva
_________________________________________________
4
LUCAS DA ROCHA DE MELO
CRUZ DAS ALMAS, 2017
Dedico meu trabalho aos meus pais, aos
meus avós e ao meu primo Luan, que
sempre forneceram todo o apoio necessário
desde o início.
5
AGRADECIMENTOS
• Em primeiro lugar, agradeço à Deus por ter sempre me guiado pelos
melhores caminhos e por ter aberto tantas portas para a construção do
meu trabalho.
• À minha mãe Cristiane, que sempre demonstrou interesse e preocupação
com o meu desempenho em geral, fazendo sempre o possível para que
meu esforço fosse melhor aproveitado.
• Ao meu pai, por ter sempre me mostrado por seus meios que o esforço
sempre há de ter bons resultados quando a dedicação vem em primeiro
lugar.
• À minha co-orientadora, Jania, que desde a primeira aula fez despertar
em mim o interesse pela área de materiais.
• Ao meu orientador Adelson, por apresentar soluções quando me via
perdido
• À minha namorada, Hildes, que se fez presente durante a fase mais difícil
ao decorrer do semestre, mostrando-se disponível sempre que precisava
de apoio e compreensiva nos momentos em que não pude dar a devida
atenção, por me incentivar e tornar o fim de minha trajetória no BCET um
caminho menos cansativo de se percorrer
• Aos amigos:
Mabel, por todo o apoio prestado desde o ensino médio até os
dias de hoje, pelos momentos em que pudemos recorrer um ao outro
com problemas da faculdade ter compartilhado momentos de extrema
alegria, Danilo: por sempre ter se mostrado disposto a ajudar sempre
que possível e pelas tantas e inúmeras resenhas, Breno: pelo
companheirismo mesmo não sendo colegas de sala, Tarcio: por fazer
das aulas de física um espaço aberto para resenhas, Guilherme: por toda
a amizade que já ultrapassa os 10 anos, Luan (Vmon): pelas inúmeras
6
resenhas, pela minha inserção no projeto, pelos momentos em que
esteve apto à me ouvir (todos), por me abrir os olhos, por me ajudar à
manter o foco quando perdia, pela ajuda com dinâmica e física, por me
ensinar sempre a ter fé por mais difícil que fosse o momento, por ter se
tornado um exemplo a ser seguido, aos professores: por servirem como
exemplos humanistas e profissionais, Évelin: por ter sempre me ajudado
a lidar com situações em que me via sem saída, por sempre me ouvir e
por ter se tornado uma grande companhia pra toda a vida, Juliana: por
ter sido sempre tão atenciosa mesmo em momentos que acabei por me
afastar, Geysa: por nunca ter deixado que o desgaste dos estudos
atrapalhasse nossa amizade.
• À Bibi Calçados pelos resíduos, Pellets e mantas de EVA doados.
7
MELO, Lucas da Rocha de, Estudo Absoluto da Capacidade de Atenuação
Acústica do Resíduo de Acetato de Vinila Etil (EVA). 2017. Trabalho de
Conclusão de Curso – Bacharelado em Ciências Exatas e Tecnológicas –
Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, Cruz das Almas, Bahia.
RESUMO
Para controlar a incidência de ruído em localidades onde se observa elevada
concentração de pessoas o método de isolamento acústico em paredes, pisos, portas
e janelas se mostra viável economicamente quando se faz uso de materiais que
tenham facilidade de absorção, deflexão ou difusão do som. O Acetato de Vinila Etil
(EVA), apresenta propriedades estruturais que se assemelham à de materiais
utilizados como isolantes acústicos. O objetivo deste estudo é verificar a eficácia
absoluta de uma manta de resíduos de EVA quanto ao isolamento acústico através
das medições de atenuação do som utilizando um esqueleto cúbico metálico coberto
pelo material polimérico. Além disso, o estudo também visa verificar a influência da
geometria interna de duas colmeias feitas com manta residual de EVA no
abrandamento sonoro em uma caixa de madeira. As medições feitas durante ambas
as etapas de ensaios puderam confirmar a eficácia da manta como isolante acústico,
fornecendo porcentagens máximas de atenuação de 19,3% para a primeira etapa
(confinamento total da fonte sonora pela caixa acústica cúbica de estrutura metálica)
e de 16,38% para a segunda etapa (confinamento total da fonte sonora pela caixa
acústica retangular de compensado). As comparações entre os parâmetros
geométricos internos das colmeias permitiram concluir que as suas respectivas
eficiências comparadas entre si variam de acordo com as frequências analisadas.
Palavras-Chave: Isolamento Acústico; Materiais Poliméricos; EVA; Co-polímero.
8
MELO, Lucas da Rocha de, Attenuation Capacity Study of Acoustic Residual Blanket
Vinyl Ethylacetate Residue (EVA) in Absolute Scale 2016. Work Completion of
course - Bachelor of Physical and Technological Sciences - Federal University of
Bahia Reconcave, Cruz das Almas, Bahia.
ABSTRACT
In order to control the incidence of noise in places where there is a high
concentration of these, the method of acoustic insulation in walls, floors, doors and
windows is economically viable when using materials that have an easy absorption,
deflection or diffusion of sound. The Ethyl Vinyl Acetate (EVA), presents structural
properties that resemble that of materials used as acoustic insulation. The objective of
this study is to verify the absolute effectiveness of an EVA residual blanket for acoustic
insulation through sound attenuation measurements using a metallic cubic skeleton
covered by the polymeric material. In addition, the study also aims to verify the
influence of the internal geometry of a membrane made with residual EVA blanket in
the sonorous slowing in a wooden box. Measurements made during both test stages
were able to confirm the effectiveness of the blanket as an acoustic insulation,
providing maximum percentages of attenuation of 19.3% for the first step (confinement
of the sound source by the cubic speaker of metallic structure) and 16, 38% for the
second stage (confinement of the sound source by the rectangular compensated
speaker). The comparisons between the internal geometric parameters of the hives
allowed concluding that their respective efficiencies compared to each other vary
according to the analyzed frequencies.
Keywords: Acoustic Isolation; Polymeric Materials; EVE; Co-polymer.
9
Sumário
1. Introdução ....................................................................................................................................... 11
1.1. Objetivos ...................................................................................................................................... 12
1.1.1 Objetivo Geral .......................................................................................................................... 12
1.1.2. Objetivos Específicos ............................................................................................................... 12
2. Revisão Bibliográfica ..................................................................................................................... 13
2.1. Som ......................................................................................................................................... 13
2.2. Tipos de oscilação e Tipos de ondas ...................................................................................... 13
2.3. Ondas longitudinais (ondas sonoras) ..................................................................................... 14
2.4. Velocidade de propagação do som ........................................................................................ 15
2.5. Frequência de ressonância ..................................................................................................... 16
2.6. Transmissão de som através de uma parede oscilante ......................................................... 17
2.7. Ondas estacionárias ............................................................................................................... 17
2.8. Propriedades fisiológicas do som ............................................................................................... 18
2.8.1. Pressão sonora .................................................................................................................... 18
2.8.1.1. Unidade padrão de medida da intensidade auditiva ....................................................... 19
2.8.2. Potência sonora ................................................................................................................... 20
2.8.3. Intensidade do som ............................................................................................................. 20
2.8.3.1. Valor RMS de um Sinal ..................................................................................................... 21
2.8.4. Altura do som ...................................................................................................................... 21
2.8.5.Timbre .................................................................................................................................. 21
2.8.6. Reflexão ............................................................................................................................... 22
2.8.7. Absorção .............................................................................................................................. 22
2.8.8.Transmissão.......................................................................................................................... 23
2.8.9. Refração .............................................................................................................................. 23
2.8.10. Atenuação ......................................................................................................................... 23
2.9. Poluição sonora ...................................................................................................................... 24
2.10.Ruído ..................................................................................................................................... 25
2.10.1. Propagação de um ruído ................................................................................................... 25
2.10.2. Efeitos do ruído ................................................................................................................. 26
2.10.3. Limites legais da poluição sonora no Brasil ....................................................................... 26
2.10.4. Medidas preventivas (Barreiras acústicas)........................................................................ 27
2.10.5. Conforto sonoro ................................................................................................................ 28
2.10.6. Isolamento Acústico .......................................................................................................... 28
10
2.10.7. A transmissão e o isolamento do som .............................................................................. 29
2.10.8. Isolamento acústico segundo a norma ISO-140 ................................................................ 31
2.11. Materiais Poliméricos ........................................................................................................... 32
2.11.1 Isolantes acústicos.............................................................................................................. 33
2.11.1.1. Lã de Vidro ..................................................................................................................... 33
2.11.1.2. Vermiculita ..................................................................................................................... 34
2.11.1.3. Espuma Elastomérica ..................................................................................................... 35
2.11.1.4. Fibra de Coco .................................................................................................................. 35
3. Materiais e Métodos ..................................................................................................................... 38
3.1. Materiais ................................................................................................................................ 38
3.2. Métodos ................................................................................................................................. 41
3.2.1. Fabricação das caixas acústicas .......................................................................................... 40
3.2.1.1. Caixa acústica cúbica.........................................................................................................40
3.2.1.2. Caixa acústica retangular ..................................................................................................41
3.2.2. Fabricação das colmeias.......................................................................................................42
3.2.2. Medições............................................................................................................................. 44
3.2.2.1. Primeira etapa de testes...................................................................................................44
3.2.2.2. Segunda etapa de testes...................................................................................................44
4. Resultados e Discussões ................................................................................................................ 47
4.1. Ensaio com a caixa acústica cúbica ............................................................................................ 47
4.2. Ensaio com a caixa acústica retangular ...................................................................................... 48
4.2.1. Etapa sem as colmeias centralizadas .................................................................................. 48
4.2.2. Análise da capacidade atenuante das colmeias (quadrangular e losangular) .................... 49
4.3. Análise Comparativa...............................................................................................................53
6. Conclusões ..................................................................................................................................... 54
7. Referências .................................................................................................................................... 56
11
1. Introdução
A concentração urbana e seu crescimento constante são fatores que podem
contribuir para o desconforto sonoro. Estudos científicos relatam que o excesso de
ruído pode provocar perturbações funcionais no organismo e danos relacionados à
saúde de um indivíduo.
O processo de industrialização em algumas regiões do país, aliado à sua
expansão demográfica, têm contribuído para a produção de resíduos (em sua maioria
industrializados). O tratamento inadequado destes resíduos provoca um aumento do
impacto ambiental e dos seres vivos que constituem o meio ambiente.
Decorrente da importância na redução dos impactos negativos causados pelo
crescimento urbano, é notável a preocupação com investimentos nas áreas de
reaproveitamento de resíduos industriais tanto por parte de empresas envolvidas,
como também de entidades governamentais que incentivam a pesquisa.
A reciclagem é um dos principais recursos adotados para reduzir o
direcionamento de resíduos enviados para a deposição em aterros. Por isso uma
atenção científica e tecnológica tem sido dada a assuntos que abordam a reutilização
de novos materiais (MANZINI, 2008).
Os polímeros são compostos formados a partir de sucessivas reações entre
partes menores, os meros, possuem um alto peso molecular e podem ser subdivididos
entre polímeros termoplásticos, termorrígidos e elastômeros.
O EVA, o poli [(etileno)-co-(acetato de vinila)], é uma resina derivada do
petróleo e de característica termoplástica. Setores da indústria que abrangem desde
a fabricação de tatames até a produção de calçados e protetores bucais lidam com o
contínuo descarte do EVA, que em 2012 representou 3% de um total de 6,6 milhões
de toneladas anuais consumidas no Brasil (ABIPLAST, 2013).
Direcionar a utilização do EVA como barreira isolante acústica é uma questão
abordada em um projeto de pesquisa da Universidade Federal do Recôncavo da
Bahia - financiado pela CNPQ e em parceria com a Bibi Calçados - que possui o
objetivo principal de amenizar os problemas relacionados ao crescente despejo de
resíduos no meio ambiente.
12
1.1. Objetivos
1.1.1 Objetivo Geral
O objetivo deste trabalho é avaliar a capacidade de atenuação da manta
fabricada a partir de resíduos do Acetato de Vinila Etil (EVA), descartada pela indústria
calçadista da cidade de Cruz das Almas, a partir de dois métodos distintos.
1.1.2. Objetivos Específicos
Identificar propriedades geométricas de colmeias, fabricadas com manta de
Resíduo de EVA, que possam contribuir ou dificultar a acústica;
Estudar o desempenho absoluto quanto ao isolamento acústico da manta
confeccionada com resíduos de EVA a partir do confinamento da fonte sonora
com uma caixa cúbica acústica.
Avaliar o uso de duas colmeias feitas de manta residual de EVA como barreira
acústica em uma caixa retangular de compensado.
13
2. Revisão Bibliográfica
2.1. Som
O som é originado por meio de vibrações mecânicas que se propagam no ar
até atingirem o ouvido humano. Essas ondas, denominadas ondas sonoras,
estimulam o aparelho auditivo. Portanto, o som pode ser definido como uma vibração
ou onda mecânica que pode ser ouvida (SALIBA, 2004).
A vibração de um determinado corpo provoca variações na pressão e na
densidade do meio ao seu redor e sensibiliza o ouvido humano (OKUNO et al, 1986).
Os meios em que ocorrem as propagações das ondas sonoras conseguem
retornar facilmente aos seus respectivos estados iniciais assim que a causa
deformadora é interrompida. Tal fato caracteriza um meio elástico (FERNANDES,
2002).
Para que possamos perceber a propagação de um som, faz-se necessário que
esta ocorra dentro de certos limites de rapidez e intensidade. Se as variações ocorrem
entre 20 e 20000 Hz (Hertz), trata-se de um som potencialmente audível, ainda que a
variação de pressão seja ínfima. (IAZETTA, 2010).
As ondas sonoras possuem uma certa extensão ou comprimento de onda (λ),
o qual pode ser definido como a distância mínima em que um ciclo se reinicia. O tempo
mínimo que esse ciclo demora a se formar é denominado período (𝜏). Como a
velocidade é dada pela razão entre a distância e o período (equação 1), temos:
(IAZETTA, 2010).
𝑉 =𝜆
𝜏; (1)
2.2. Tipos de oscilação e Tipos de ondas
Em um meio sólido, as partículas estão regularmente ordenadas e ligadas
umas às outras por meio de forças de ligações elásticas. Nestes corpos podem se
propagar ondas cortantes (ondas transversais) e ondas de pressão (ondas
longitudinais) (STOCCO, 2010).
14
Entretanto, nos gases e líquidos, as partículas não dispõem de uma mesma
posição de equilíbrio, podendo se mover livremente. Para meios como este, alterar a
densidade do mesmo significa induzir forças elásticas contrárias que permitem a
transmissão de ondas sonoras. Nesses meios podem se propagar apenas ondas de
pressão (longitudinais) (STOCCO, 2010).
2.3. Ondas longitudinais (ondas sonoras)
As ondas sonoras são do tipo longitudinal de compressão e se propagam
apenas em um meio físico, ou seja, onde há presença de matéria. Com a passagem
da onda, as partículas presentes no meio de propagação vibram, fazendo com que
seja transmitida quantidade de movimento por meio deste movimento e da colisão
entre as partículas (MEDEIROS)
Figura 1: Mecanismo de propagação de uma onda longitudinal (NUSSENZVEIG, 2002).
O movimento de partículas no meio é propagado de diferentes maneiras e
direções. Em um corpo de ensaio, uma onda longitudinal (figura 2) pode ser observada
quando as partículas de massa próximas à superfície são impulsionadas
perpendicularmente à mesma (KRAUTKRAMER, 1977).
As ondas longitudinais são aquelas cujas partículas do meio oscilam na mesma
direção da propagação da onda. Quando o primeiro plano de átomos vibra ao passo
que transfere energia cinética para os planos de átomos seguintes, induzindo assim
uma vibração no meio elástico de propagação (figura 1) (KRAUTKRAMER, 1977).
Figura 2: Forma de propagação de uma onda sonora (FERNANDES, 2002).
15
Caso as ligações entre as partículas fossem positivas, todos os planos
defletiriam simultaneamente, entretanto, as ligações são elásticas e a deflexão
acontece de maneira defasada (STOCCO, 2010).
Figura 3: Deslocamento de uma onda longitudinal (INFOESCOLA, 2017).
Em distâncias iguais encontram-se compressões de planos de partículas de
massa (figura 3) e entre eles existem zonas com grandes distâncias entre os planos.
As distâncias entre duas compressões e duas diluições são equivalentes e são
designadas como o comprimento de onda λ (lambda) da onda longitudinal (STOCCO,
2010).
As zonas de compressão e diluição se movem no corpo com certa velocidade,
denominada velocidade de onda longitudinal, que difere para cada tipo de material
(meio) de propagação, portanto se o material for homogêneo, a velocidade será
constante, caso contrário, será variável (STOCCO, 2010).
2.4. Velocidade de propagação do som
Ondas sonoras são propagáveis no ar e em outros meios materiais, portanto
ela não se propaga no vácuo. Quando se trata de uma propagação no ar, as ondas
são consideradas longitudinais, ou seja, a vibração das partículas do meio ocorre no
mesmo sentido de propagação da onda. (FILHO, 2015)
De tal modo, a velocidade de propagação do som em um meio material –
exemplos na tabela 1 - pode ser expressa pela equação (2).
𝑉𝑠𝑜𝑚 =𝑑
𝑡; (2)
16
Onde:
𝑉𝑠𝑜𝑚: Velocidade de propagação (m/s);
d: Distância a que o som se propagou (m);
t: tempo que durou a propagação (s).
Tabela 1: Velocidade de propagação do som em diferentes meios materiais (FERNANDES,
2002)
Material
Velocidade de Propagação do
som v/(m/s)
Ar (10 ºC) 331
Ar (20 ºC) 343
Ar (30 ºC) 350
Oxigênio 317
Dióxido de Carbono 250
Água 1480
Borracha 54
Alumínio 4420
2.5. Frequência de ressonância
A frequência de ressonância corresponde a frequência natural de um elemento.
Para esta frequência de excitação, a vibração do sistema terá um valor máximo de
amplitude. Esta frequência depende da direção de deslocamento, bem como da
distribuição de massa e da rigidez do sistema (PAIXÃO, 2002).
Sistemas simples possuem apenas uma frequência natural e apresentam uma
forma de amortecimento, na prática. Sistemas mais complexos apresentam uma
frequência natural fundamental e outras de ordem superior. Na realidade, pode-se
afirmar que existe um sistema contínuo de distribuição de massas e molas, podendo
apresentar um grande número de modos que podem cobrir toda a banda de
frequências (PAIXÃO, 2002).
Um modo ocorre quando a onda, depois de percorrer os subsistemas ao redor,
ela retorna ao seu ponto de partida, viajando em direção igual à anterior e em fase
17
consigo mesma, ocasionando uma interferência construtiva e consequentemente
aumentando a sua amplitude (CRAIK, 1981).
Quando dois ou mais corpos vibram com mesma frequência, pode-se afirmar
que eles estão em ressonância. Um corpo sempre vibra em sua frequência natural.
Se um corpo vibra na frequência natural de um segundo corpo, o primeiro induz o
segundo a vibrar e então os dois estarão em ressonância (FERNANDES, 2002).
Se um diapasão é colocado sobre um piano e este piano tem a nota 𝐿á4
excitada, cuja frequência natural é 440 Hz, o diapasão passará a vibrar induzido pela
vibração da corda do piano. (FERNANDES, 2002).
2.6. Transmissão de som através de uma parede oscilante
Em um modelo ideal, desconsidera-se a parcela de onda sonora irradiada pela
vibração da parede. Para se obter resultados que se aproximem da realidade,
substitui-se o modelo ideal por uma placa não flexível que passa a ser representada
por molas e amortecedores (figura 4) (FAHY, 1985), (RECUERO & GIL), (GERGES,
2000).
Figura 4: Transmissão sonora através de uma parede oscilante (PAIXÃO, 2002).
2.7. Ondas estacionárias
Quando há matéria em uma câmara fechada, nela podem ser excitadas
oscilações acústicas estacionárias. Esta matéria pode ter diversos modos de vibração
(também conhecidos como harmônicos), que dependem diretamente da forma e
dimensões da câmara bem como da velocidade do som no meio (KNESEBECK,
1984).
18
Se a forma e as proporções das dimensões da câmara são favoráveis, é
possível excitar a vibração apenas de um dos harmônicos. Uma onda sonora
estacionária corresponde a um harmônico puro, dentro de um tubo fechado, conforme
a figura 5 (KNESEBECK, 1984).
Figura 5: Onda acústica estacionária de um tubo gasoso fechado oscilando no segundo harmônico. Os planos VV’
são ventres de pressão enquanto que os planos NN’, nós de pressão (KNESEBECK, 1984)
2.8. Propriedades fisiológicas do som
2.8.1. Pressão sonora
O som é consequência de vibrações ou mudanças de pressão de um “meio
elástico” que são capazes de serem identificadas pelo aparelho auditivo humano.
Neste meio, as partículas retornam à sua posição inicial depois de perturbadas pela
onda. Portanto, a variação de pressão será o mais importante elemento a ser medido,
tomando como situação de referência a pressão atmosférica normal (≈105 Pa)
(CARVALHO, 2009).
A utilização de uma unidade linear (Pascal) conduzia a escalas muito longas e
sabe-se que o ouvido humano responde de forma logarítmica e não linear aos
estímulos sonoros. Por isso a expressão dos valores em de pressão sonora passaram
a ser representados em outra escala denominada decibel (dB) (CARVALHO et al,
2003).
Define-se, então, nível de pressão sonora (Lp) (equação 3):
19
𝐿𝑝 = 20𝑥𝑙𝑜𝑔(𝑃
𝑃0); (3)
Onde:
𝑃 – valor da pressão sonora em Pa;
𝑃0 - valor da pressão sonora de referência : 2 × 10−5 Pa.
2.8.1.1. Unidade padrão de medida da intensidade auditiva
Webber e Fechener, dois neurologistas que trabalhavam independentemente
no século XIX, chegaram à uma mesma conclusão de que a relação existente entre o
estímulo e a sensação é uma função logarítmica, ou seja, a sensação cresce com o
logaritmo do estímulo (SALIBA, 2004).
Uma medida foi implementada como submúltiplo do bel, cujo foi criado para
medir a perda de potência em cabos telefônicos. Entretanto, notou-se que 1dB era a
mínima variação de potência sonora que o sistema pudera detectar (Bistafa, 2006).
O decibel é uma medida obtida a partir da razão entre duas quantidades e por
isso é uma grandeza adimensional, semelhante à porcentagem. A definição do decibel
é determinada com o uso do logaritmo (FERNANDES, 2002).
Considerando I0 a menor intensidade física de som audível (10−12 𝑊/𝑚²) e I a
intensidade física do som que se quer medir, o nível sonoro β (em dB) é dado pela
equação 4 (NICOLAU et al, 2001).
𝛽 = 10log (𝐼
𝐼𝑜); (4)
A percepção do volume está relacionada à variação de pressão gerada por uma
onda sonora, ou seja, à sua intensidade.
A gama entre os limites máximo de intensidade (sem danos fisiológicos ou dor)
e os limites mínimo de intensidade audíveis é muito grande. Para uma frequência pura
de 1000 Hz, estes limites vão de 10−12 watt/m² a 1 watt/m², ou seja, a razão de 1
trilhão para 1 (ETELJ, 2017).
20
2.8.2. Potência sonora
Dentre as propriedades da fonte sonora temos também a potência sonora W
ou energia acústica total emitida pela mesma na unidade de tempo. Esta potência
depende apenas da própria fonte, não sendo relevante o meio onde se propagam as
ondas (NUNES, 2006).
Por meio da medição da potência sonora de uma fonte, podemos determinar a
pressão acústica em ambientes de quaisquer tamanhos, absorção e forma das
paredes envolvidas (NUNES, 2006).
Também a potência sonora se pode analisar em termos de dB, quando se
refere ao nível de potência sonora (𝐿𝑤) (equação 5).
𝐿𝑤 = 10. log (𝑊
𝑊0); (5)
Onde 𝑊0 = 10−12 W/m²
Embora ambos os níveis de pressão sonora e de potência sonora sejam
expressos em dB, os padrões de referências são diferentes. O nível de potência
sonora é a produção integral de energia acústica de uma fonte sonora independente
do meio em que ela se encontra (FERNANDES, 2010).
Enquanto que o nível de pressão sonora depende de fatores do meio em que
a fonte se encontra, tais como: distância da fonte, presença de superfícies refletoras
e outras características do espaço (FERNANDES, 2010).
2.8.3. Intensidade do som
A intensidade com que as ondas sonoras são transmitidas deve ser entendida
fisicamente como a potência transmitida por unidade de área. A intensidade subjetiva
ou percebida é a qualidade que entendemos por som “fraco” e “forte” (CALIXTO et al,
2004).
A intensidade é a potência da energia de vibração sonora com que uma
superfície é atingida. A audição humana pode chegar a detectar ruídos na ordem de
10−12 W/m² (Iida, 2005).
21
A intensidade de uma onda pode ser medida pela razão entre a variação de
energia ∆E que atravessa uma superfície perpendicular à direção de propagação pela
área A da superfície na unidade de tempo (CALIXTO et al, 2004).
2.8.3.1. Valor RMS de um Sinal
O critério RMS é muito importante para que o sinal a ser aplicado à saída do
sensor de emissão acústica possa ser avaliado. Esta abordagem pode ser
considerada como uma quantidade física de intensidade de som e está atrelada à
carga aplicada ao sensor fazendo com que o valor seja interessante de ser monitorado
(AGUIAR et al, 2012).
O valor RMS pode ser fornecido pela equação 6 onde T representa o tempo de
integração, N o número de amostras no intervalo T, E é a tensão elétrica do sinal e Ei
a tensão elétrica da amostra i. (AGUIAR et al, 2012).
𝑉𝑒𝑓𝑖𝑐𝑎𝑧 = √1
𝑇∫ (𝐸(𝑡))²𝑑𝑡
𝑇
0= √
1
𝑁∑ 𝐸𝑖
2𝑁𝑖=1 ; (6)
2.8.4. Altura do som
A qualidade de um ruído nos leva a considerar se um som é “grave” ou “agudo”.
A frequência de vibração sonora é a propriedade física que nos ajuda a determinar a
qualidade do som. Quanto maior sua frequência, mais ele pode ser classificado como
“agudo”, enquanto que se tiver uma baixa frequência, poderá ser considerado um som
“grave” (CALIXTO et al, 2004).
2.8.5.Timbre
Sua definição oficial pela ASA (American Standard Association) o desagrega
dos conceitos de intensidade e altura: “atributo do sentido auditivo em termos do qual
o ouvinte pode julgar que dois sons similarmente apresentados com a mesma
intensidade e altura, são dissimilares” (RISSET e WESSEL, 1999).
22
O timbre se difere dentre as outras características (tais como altura, volume e
duração) que englobam o som, porque este não pode ser associado a apenas uma
dimensão física, não podendo ser especificado quantitativamente pelo sistema
tradicional de notação musical (como são o volume e a altura) (LOUREIRO, 2006).
Se uma nota é tocada com a mesma frequência e intensidade igual em
diferentes instrumentos (piano e violino, por exemplo), é notável a diferença. Isso
ocorre porque seus timbres são diferentes e é ele que nos permite reconhecer a fonte
geradora do som. Tecnicamente, o timbre é a forma com que a onda vibra (NICOLAU
et al, 2001).
2.8.6. Reflexão
Quando a propagação de ondas é interrompida por uma superfície do meio
elástico, ele volta ao meio primitivo, com direção diferente. A este fenômeno,
atribuímos o nome de reflexão (FERNANDES, 2002).
Na reflexão, quando os pontos da barreira entram em choque com a onda
sonora tornam-se uma nova fonte para a onda refletida. Estas ondas são resultadas
da vibração do obstáculo e podem ser favorecidas pelas características físicas e
geométricas do material. A respeito disso, podemos afirmar que a reflexão superficial
é diretamente proporcional à dureza da barreira. (ABEL, 2017).
Concreto, mármore, azulejos, vidro, etc, refletem quase 100 % do som incidente
(ABEL, 2017).
2.8.7. Absorção
A absorção é a capacidade de alguns materiais em não refletir as ondas
sonoras incididas sobre o mesmo. A dissipação da energia sonora depende da
frequência do som: é, habitualmente, grande para altas frequências, e decai para
valores muito pequenos.
A tabela 2 mostra o Coeficiente de absorção para alguns materiais
23
Tabela 2: Coeficientes de absorção a determinadas frequências (FERNANDES, 2002).
Material Espessura (cm) Frequência (Hz)
125 250 500 1k 2k 4k
Lã de Vidro Solta 10 0,42 0,66 0,73 0,74 0,76 0,79
Feltro 1,2 0,02 0,55 0,64 0,75 0,80 0,85
Tapete de lã 1,5 0,20 0,25 0,35 0,40 0,50 0,75
Concreto Aparente 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,03
Parede de Alvenaria 0,02 0,02 0,03 0,04 0,05 0,07
Vidro 0,18 0,06 0,04 0,03 0,03 0,02
Cortina de Algodão com
muitas dobras
0,07 0,31 0,49 0,81 0,61 0,54
2.8.8.Transmissão
Esta é uma propriedade que permite que o som atravesse de um lado para o
outro, continuando a sua propagação. Quando uma onda sonora atinge uma
superfície, faz com que ela vibre, transformando-a em uma fonte sonora. Assim, a
superfície vibrante passa a gerar som em sua outra face. Portanto, quanto mais rígida
e densa a superfície, menor será a energia transmitida.
2.8.9. Refração
Quando uma onda sonora é incidida obliquamente no meio um, ela mudará de
direção ao penetrar no meio 2, para o caso dos meios apresentarem velocidades
diferentes. Essa alteração na trajetória é devido à variação da velocidade de
propagação que a onda está sujeita. Ao ter sua direção de propagação modificada de
um meio para o outro, a onda terá sua intensidade diminuída. (FISH, 1990, HEDRICK
et al.,1995).
2.8.10. Atenuação
É a perda progressiva da intensidade, à medida que a onda se propaga pelo
tecido. É ocasionada pelos fenômenos de absorção e espalhamento da onda. A queda
da intensidade ocorre em função do coeficiente de atenuação (α) e da profundidade
(x) do tecido como apresentado na equação 7 (TER HAAR, 1986).
24
𝐼 = 𝐼0. е−𝛼𝑥; (7)
𝐼: intensidade na profundidade [W/cm²]
𝐼0: intensidade na profundidade zero [W/cm²]
𝛼: coeficiente de atenuação [Np/cm]
𝑥: profundidade [cm]
Na tabela 3 são mostrados valores obtidos para a atenuação do som em alguns
materiais
Tabela 3: Atenuação na transmissão de som em função do tipo e espessura do material
(FERNANDES, 2002).
Material Espessura (cm) Atenuação (dB)
Vidro 0,4 a 0,5 28
Vidro 0,7 a 0,8 31
Chapa de Ferro 0,2 30
Concreto 5 31
Concreto 10 44
Gesso 5 42
Gesso 10 45
Tijolo 6 45
Tijolo 12 49
Tijolo 25 54
2.9. Poluição sonora
A poluição sonora possui características específicas que a difere das outras
formas de poluição. Enquanto as outras se destacam por atingir o meio ambiente (tal
como o ar, a água, os solos e subsolos) de forma direta, na poluição sonora não há o
deslocamento permanente de moléculas ou transferência de matéria, apenas energia
é transferida (FARIAS, 2010).
Essa poluição consiste em um conjunto de compressões e expansões do
espaço onde a onda se propaga a partir da fonte emissora, de forma equivalente a
uma onda num tanque com água (FARIAS, 2010).
Na tabela 4 é possível observar os níveis de pressão sonora exercidos por
diferentes tipos de fontes.
25
Tabela 4: Efeitos da poluição sonora e seus respectivos níveis de pressão.
Efeitos Fonte Sonora Nível de Pressão Sonora
(µPa)
Nível de Pressão Sonora
(dB)
Sérios Danos à Audição Lançamento de foguete (Na
Vizinhança ao Lançamento)
200.000.000 140
Danos à Audição e Dor Motor de Jato (25 m de
Distância)
632.245.555 130
Danos à Audição Após
Longa Exposição
Alarme de Ataque Aéreo (5
m)
20.000.000 120
Perigos de Danos à Audição Show de Rock em Local
fechado
6.324.555 110
Perigo à Audição Decolagem de um Jato (300
m)
2.000.000 100
Algum Perigo à Audição Ruído Industrial 632.456 90
Efeitos à Saúde Caminhão a 70 km/h (10 m) 200.000 80
Alguns Efeitos à Saúde
Incômodo Severo
Carro a 60 km/h (10 m) 63.246 70
Incômodo Conversação Normal (1 m) 20.000 60
Alguma Incomodação Conversação Baixa (1 m) 6.325 50
Ambiente Agradável Música de Rádio
Sussurrar
2.000
632
40
30
Silêncio desconfortável Câmara para Medição de
Ruído
20 0
2.10. Ruído
Apesar de parecer um mero problema de desconforto acústico, o ruído, com o
crescimento gradativo dos centros urbanos, passou a constituir um dos principais
problemas ambientais e uma preocupação com a saúde pública (FIORILLO, 1997).
O ruído é definido como um som sem harmonia que, no geral, pode vir a ser
desagradável para a audição humana. Este também pode ser classificado como um
estímulo auditivo que não contém informações úteis para uma dada tarefa em
execução. Entretanto, um ruído pode ser indesejável para uma pessoa enquanto pode
não ser para outra (BISTAFA, 2006).
2.10.1. Propagação de um ruído
Trazendo para a realidade, as ondas sonoras se propagam em todas as
direções, tanto por via aérea como por vias estruturais (figura 6). Em uma sala, por
exemplo, deve ser considerada a transmissão de energia, que ocorre nas arestas da
26
geometria do ambiente através das costuras entre paredes, tetos e pisos (JOSSE,
1975; INGELAERE, 2001).
Figura 6: Percurso da Transmissão do Som Através de Ambientes (INGELAERE, 2001)
Quando uma onda sonora incide em um corpo, ela pode ser refletida, absorvida
ou transmitida pelo material constituinte. Em um sistema onde há apenas interação
entre onda e barreira sonora, é ponderável afirmar que não existe diferença relevante
entre absorção – onde a energia é convertida em calor – e transmissão de som – onde
a energia atravessa o material –. Desde que não haja reflexão, transmissão pode ser
considerada um mecanismo de absorção (LONG, 2006).
2.10.2. Efeitos do ruído
Segundo pesquisas, submeter-se a altos níveis de ruídos podem acarretar
grandes problemas de saúde auditiva (consequências diretas), além de complicações
psicológicas, respiratórias, cardíacas, rítmicas, fisiológicas, circulatórias,
comportamentais, de comunicação, concentração e sono (efeitos indiretos) (SANTOS
et al, 2000).
Os piores resultados são decorrentes dos níveis moderados de ruído, ao passo
que lentamente vão provocando estresse entre outros distúrbios. Outros sintomas
como aumento da pressão arterial, paralisação do estômago e do intestino, má
irrigação da pele e impotência sexual, podem surgir (FIORILLO, 1997).
2.10.3. Limites legais da poluição sonora no Brasil
A normatização e estabelecimento de padrões compatíveis com o equilíbrio do
meio ambiente e a qualidade de vida sadia no Brasil é de responsabilidade do
27
CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente), de acordo com que dispõe o inciso
II do artigo 6º da Lei 6.938/81. (7). Esta resolução utiliza dos padrões estabelecidos
pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) e pela NBR (Norma Brasileira
Regulamentar) 10.151.
Segundo a NBR 15, entende-se por Ruído Contínuo para os fins de aplicação
de Limites de Tolerância, o ruído que não seja ruído de impacto. Na tabela abaixo são
exibidos os níveis máximos de ruído que uma pessoa pode suportar, em uma dada
faixa de tempo, representados em dB (decibéis). A medição deve ser executada
próxima ao ouvido do trabalhador sujeito à ação degradante do som. (NR-15 - Ruído
Contínuo e Intermitente, 2014).
Tabela 5 – Limites de Tolerância para Ruído Contínuo ou Intermitente (BRASIL, 2011).
Nível de Ruído dB (A) Máxima Exposição Diária Permissível
85 8 horas
86 7 horas
87 6 horas
88 5 horas
89 4 horas e 30 minutos
90 4 horas
91 3 horas e 30 minutos
92 3 horas
93 2 horas e 40 minutos
94 2 horas e 15 minutos
95 2 horas
96 1 hora e 40 minutos
98 1 hora e 15 minutos
100 1 hora
102 45 minutos
104 35 minutos
105 30 minutos
106 25 minutos
108 20 minutos
110 15 minutos
112 10 minutos
114 8 minutos
115 7 minutos
2.10.4. Medidas preventivas (Barreiras acústicas)
Para minimizar os efeitos causados por ruídos contínuos, existem medidas
preventivas de controle que podem ser consideradas basicamente de três formas: na
28
fonte, na trajetória e no Homem. Quando forem viáveis de forma técnica, as medidas
de controle na fonte e na trajetória deverão ser tratadas com prioridade (SALIBA,
2004).
O controle de ruído na trajetória é comumente feito pela absorção do som por
materiais porosos como a lã de vidro e a cortiça ou então pelo isolamento acústico por
meio de materiais que possuam altos índices de atenuação do som ou perda de
transmissão (SALIBA, 2004).
2.10.5. Conforto sonoro
O conforto só se faz presente quando há um mínimo de esforço fisiológico em
relação ao som para a realização de uma determinada tarefa. Bem estar e harmonia
são sensações características proporcionadas por um ambiente que oferece conforto
acústico. (VIANNA et al 2005).
O entorno, a arquitetura do recinto, o clima (ventilação, pluviosidade),
orientação/implantação (materiais, mobiliário) são as principais variáveis do conforto
acústico (VIANNA et al, 2005).
De acordo com a OMS, o corpo humano pode chegar a suportar até 65 dB sem
que haja danos, mas é a partir de 85 dB passa a ter prejuízos definitivamente
comprometedores. Ruídos abaixo de 55 dB não chegam a caracterizar poluição
sonora, porém caso excedidos, podem vir a causar transtornos (FARIAS, 2010).
Entre 100 e 120 dB pode ocorrer trauma auditivo, o que levaria a surdez. Acima
dessa faixa, temos uma lesão no nervo auditivo, provocando zumbido constante além
de tonturas e aumento do nervosismo. Acima de 140 dB, o tímpano poderá vir a se
romper. (FARIAS, 2010).
2.10.6. Isolamento Acústico
Um isolamento acústico, significa prover uma barreira para um fluxo de energia
sonora. A forma mais adequada de se obter um isolamento, consiste em estabelecer
uma barreira sólida e impermeável na direção da propagação (SHARLAND, 1979).
É importante saber que tudo na natureza possui propriedades acústicas,
diferindo entre si apenas na capacidade de absorver ondas sonoras. Essa atenuação
29
acontece devido à conversão de vibrações em energia térmica – Energia esta
desprezível –, dissipando dessa forma a energia sonora que é incidida sobre um corpo
(NAKAMURA, 2006).
Para quantificar a eficiência de uma barreira sonora entre dois ambientes,
devem ser medidos os respectivos níveis de pressão sonora em cada um deles. A
diferença de nível está associada a um dispositivo isolador específico em uma dada
condição de uso e pode ser medida pela equação 8:
𝐷 = 𝐿1 − 𝐿2 = 𝑃𝑇 − 10 log (𝑆
𝑆𝑠�̅�+𝑆𝜏); (8)
Onde L1 e L2 representam os níveis de pressão medidos antes e depois da
colocação do painel [dB], S é a área do painel [m²], e SSᾱ é a área [m²] e o coeficiente
de absorção das superfícies da sala receptora, respectivamente. Esta equação só é
válida para ambientes com perda de transmissão superior a 15 dB (VIVEIROS, 1998).
2.10.7. A transmissão e o isolamento do som
As ondas longitudinais que se propagam no ar, indicam que a vibração das
partículas se dá na mesma direção de propagação da onda. Em vias estruturais,
também pode se encontrar ondas de cisalhamento, torção e flexão (PAIXÃO, 2002).
É indispensável conhecer o espectro do ruído durante o processo de escolha
do material isolante para uma dada aplicação. Saber a respeito deste fator é
importante no que diz respeito aos mecanismos de controle (rigidez, ressonância
massa e coincidência), os quais caracterizam quatro regiões distintas (PAIXÃO,
2002).
A partir do conhecimento de grandezas como a perda de transmissão (equação
9) e a diferença de nível (D) é possível definir as características dos materiais ou
dispositivos a serem utilizados como isolantes para uma aplicação específica
(PAIXÃO, 2002).
𝑃𝑇 = 10 log (1
𝜏); (9)
30
Este índice mede a quantidade de energia sonora reduzida na transmissão
através de um elemento construtivo. Quanto menor o valor de 𝜏, mais isolante será a
barreira. A perda de transmissão é uma relação logarítmica entre as energias
transmitidas e incidentes, enquanto que denomina a subtração entre os níveis de
pressão sonora, como a diferença de nível de pressão sonora (GERGES, 2000).
Quanto maior o valor de PT, tem-se uma baixa transmissão de energia
acústica, resultando num melhor isolamento. Para uma alta transmissão, o valor de
PT será baixo, indicando um baixo isolamento (PAIXÃO, 2002).
A diferença de nível de pressão sonora (equação 10) não se baseia somente
em características específicas de um material, dependendo também de outras
características do ambiente de medição, como o volume e sua respectiva absorção
(PAIXÃO, 2002).
𝐷 = 𝑁𝑃𝑆1 − 𝑁𝑃𝑆2; (10)
Colocar uma barreira sólida de forma que ela se oponha ao sentido de
propagação do som é o método mais comum de controlar a transmissão sonora de
uma área para a outra. Apesar de o som não ser bloqueado completamente, é possível
obter valores específicos para a diferença desses níveis sonoros (PAIXÃO, 2002).
Estudar uma onda plana longitudinal propagando-se em uma única direção e
de incidência normal, atuando sobre três meios é a forma mais genérica de se
representar a perda de transmissão de uma parede simples colocada na separação
de dois ambientes. Os três meios consistem no ar (primeiro e terceiro meio de
propagação e um segundo, cuja resistência à passagem do som é bem maior que a
do ar (PAIXÃO, 2002).
Parte da energia gerada no primeiro meio passa ao segundo, enquanto a outra
parte restante da energia é refletida e este mesmo processo pode ser observado entre
o segundo e terceiro meio. Além disso, ainda há a absorção de parte dessa energia
por meio da parede (figura 7) (PAIXÃO, 2002).
31
Figura 7: Comportamento das ondas sonoras através de 3 meios
Fonte: Adaptada de Kinsler & Frey (1967), Reynolds (1981) e Gerges (2000).
2.10.8. Isolamento acústico segundo a norma ISO-140
A ISO-140 (Acoustic – Measurement of sound insulation in buildings and of
building elements) é um conjunto de normas técnicas acerca de isolamento acústico
de edificações e seus componentes, que estabelece condições para medir ruídos em
campo (ISO-140, 1995).
A norma ISO 140-3 é constituída de nove itens e sete anexos, e suas principais
recomendações se resumem em:
Item 1 – Descritivo da norma, seus objetivos e utilização.
Item 2 – Faz referência a outras normas utilizadas como base.
Item 3 – Estabelece definições.
Item 4 – Diz respeito aos equipamentos de medição.
Item 5 – Aborda as condições requeridas nas salas e a instalação dos elementos a
serem testados.
Item 6 – Determina os procedimentos de teste e avaliação, geração do campo sonoro,
medição do nível de pressão sonora média, faixas de frequência de medição, tempo
de reverberação e ruído de fundo.
Item 7 – Determina as faixas de acurácia das medidas.
Item 8 – Determina como devem ser expressos os resultados.
Item 9 – Cita como deve ser feita a apresentação dos dados.
32
2.11. Materiais Poliméricos
A palavra polímero tem origem grega e significa “muitas partes” (poli: muitas,
mero: partes). Polímeros são moléculas formadas por unidades químicas simples
repetitivas. Portanto, podemos definir polímeros como um conjunto de monômeros
(partes simples de uma cadeia), os quais se repetem sucessivamente (FILHO, 2015).
Dentre suas características, destacam-se sua baixa condutividade térmica e
elétrica, mil vezes menor que os metais, possui baixa massa específica graças à sua
porosidade (ou seja, o espaço entre suas macromoléculas é relativamente grande, o
que lhe confere certa leveza), que são importantes diferenciais em relação aos
materiais cerâmicos e metálicos (FILHO, 2015).
Além disso, os polímeros exigem temperaturas de no máximo 400 ºC em seu
processo de conformação, decorrendo um baixo consumo de energia (FILHO, 2015).
Os polímeros podem ser divididos em termoplásticos, termorrígidos
(termofixos) e elastômeros (borrachas) (FILHO, 2015).
Apesar dos termoplásticos apresentarem uma certa facilidade em sua
reciclabilidade, os polímeros termorrígidos e elastômeros não podem ser reciclados
de forma direta. Não há como refundi-los ou despolimerizá-los. Isto acontece porque
estes materiais são conformáveis plasticamente apenas uma vez durante o seu
processo de fabricação (FILHO, 2015).
O produto final é duro e não amolece mais com o aumento da temperatura. O
aquecimento desse tipo de material acaba promovendo a decomposição do material
antes de sua fusão, sendo assim, polímeros termorrígidos são de difícil reciclagem,
pois quando adquirem sua forma final, apenas etapas de usinagem são possíveis,
tornando sua reciclagem dificultosa (FILHO, 2015).
A utilização de materiais poliméricos se faz presente na construção civil como
atenuantes acústicos e térmicos, visto que apresentam desempenho satisfatório em
suas respectivas funções bem como também possuem resistência satisfatória ao
intemperismo e fatores corrosivos.
33
2.11.1 Isolantes acústicos
Atenuantes granulares podem ser vistos como uma alternativa em relação aos
materiais fibrosos e espumas em aplicações residenciais ou industriais (interna ou
externamente). Estes atenuantes combinam boa resistência mecânica com baixo
custo de fabricação (Fahy, 2000).
Os materiais granulares podem ser divididos em duas classes: Granular
inconsolidado (fácil desprendimento de partículas) e consolidado (característica
adquirida com o auxílio de aglutinantes) (Fahy, 2000).
A absorção nos materiais granulares se dá de forma diferente dos fibrosos. Isso
acontece devido à forma com que os grânulos se arranjam, resultando numa
porosidade frequentemente menor e com interconexões mais estreitas entre os poros
(Fahy, 2000).
Os materiais granulares e fibrosos (figura 8) são considerados bons
absorvedores sonoros por permitir a penetração e movimentação das moléculas de ar
em seu interior (BISTAFA, 2006)
Figura 8: Estrutura dos materiais fibrosos e porosos (BISTAFA, 2006).
2.11.1.1. Lã de Vidro
A lã de vidro (figura 9) pode ser considerada como um dos melhores isolantes
térmicos do mundo, isto porque em sua composição, temos sílica e sódio aglomerados
por resinas sintéticas em fornos de alta temperatura. Em função do seu alto grau de
porosidade, a onda sonora ao entrar em contato com a lã é rapidamente absorvida
(ISAR, 2006).
34
Dentre suas vantagens, temos: Trata-se de um material leve e de fácil
manuseio, não propaga chamas, não é deteriorável, não favorece a proliferação de
fungos ou bactérias, não é atrativa para roedores e afins (ISAR, 2006).
Além disso, a lã de vidro pode ser comercializada na forma de mantas
aluminizadas, revestidas com feltro para construções metálicas e fibro-cerâmicas para
tubulações e equipamentos submetidos à altas temperaturas (ISAR, 2006).
A lã de rocha tem sua aplicação voltada para forros, divisórias, dutos de ar
condicionados, em tubulações com baixas, médias e altas temperaturas de 50 a 750
ºC. Esse material é composto por fibras originadas de basalto aglomerado com resina
sintética (SALVADOR, 2001).
Quanto às suas principais características, temos o fato de isolar tanto
termicamente quanto acusticamente e ser um produto não corrosivo, imputrescível,
não nocivo à saúde (apesar de ser recomendado o uso de certos equipamentos no
seu manuseio) e não poluente (SALVADOR, 2001).
Figura 9 – Lã de Vidro (Macromadeiras, 2012).
2.11.1.2. Vermiculita
É um mineral advindo da família das micas (aluminosilicato hidratado de ferro
e de magnésio), obtido através da superposição de finas lamínulas, que quando
aquecidas (cerca de 1000 ºC), tem seu volume inicial expandido em até 20 vezes,
deixando um grande vazio em seu interior (ISAR, 2006).
Devido à sua baixa densidade (varia de 80 até 120kg/m³), baixa condutibilidade,
insolubilidade em água, não toxicidade e outras características que conferem uma alta
resistência à ação do tempo, a vermiculita (figura 10) é bastante utilizada na
construção civil em aplicações que abrangem o enchimento de pisos, isolamentos
35
termo-acústicos em divisórias, forros, lajes e paredes, corta fogos, câmaras a prova
de som e de fogo, rebocos isolantes, dentre outras (ISAR, 2006).
Comercialmente, podemos encontrar esse isolante na forma de placas e blocos
ou na forma de concreto leve de vermiculita expandida, utilizadas em contra-piso,
rebocos acústicos e como enchimento de qualidade elevada. (ISAR, 2006).
Figura 10 – Vermiculita (Refratil Refratários, 2016).
2.11.1.3. Espuma Elastomérica
A espuma elastomérica (figura 11) um composto de poliuretano poliéster,
protegido contra mofos, fungos e bactérias, indicado para acústicas em escritórios,
auditórios, salas de treinamento, salas de som. No mercado, podemos encontra-lo na
forma de placas de diversas espessuras e dimensões. (HEME, 2006).
Figura 11 – Espuma Elastomérica (Isar, 2016).
2.11.1.4. Fibra de Coco
Esta fibra (figura 12) quando misturada ao aglomerado de cortiça expandido,
torna-se uma excelente barreira para absorção de ondas de baixa frequência, fato
pouco obtido dentre os outros materiais. Sua resistência e durabilidade atendem as
36
necessidades técnicas exigidas pelo mercado. É amplamente utilizado para
isolamento térmico e acústico pela sua versatilidade e por ter sua matéria prima
natural e renovável. (SENHORAS, 2006).
Figura 12 – Fibra de Coco (Coquim, 2016).
2.11.1.5. EVA
O EVA é um copolímero de Etileno e Acetato de Vinila formado por cadeias de
sequências aleatórias de polietileno (figura 13), utilizado na indústria calçadista, que
por sua vez gera resíduos. Este composto apresenta características similares às de
alguns isolantes já comercializados, que vão desde a alta resistência ao impacto a
baixa ruptura. Além disso, o EVA também apresenta menor módulo de elasticidade
em relação aos outros isolantes (ZATTERA et al, 2005).
Figura 13 – Acetato de Vinila Etil (EVA) (Vital Dose, 2015).
A Bibi Calçados de Cruz das Almas – Bahia estima um descarte de EVA de
aproximadamente 160 toneladas por mês em seu processo de corte e processamento
de solas e palmilhas de calçados fabricados na empresa. A inserção deste material
no mercado de isolantes acústicos pode ser considerada uma alternativa de redução
do impacto ambiental, bem como também pode tornar ainda mais competitivo o
mercado de isolantes.
37
De acordo com microscopias realizadas por Vilasboas (2015) em uma
superfície de ruptura da manta residual de EVA evidenciaram a presença de poros e
irregularidades (apontados pelas setas vermelhas na figura 14), caracterizando esta
manta como um material fonoabsorvente. As irregularidades em sua superfície
favorecerão o fenômeno da difusão sonora, que ocorre quando as ondas sonoras se
espalham em seu meio de propagação ao invés de retornarem em linha reta ao meio
primitivo (CAETANO, 2014).
Figura 14 – Manta de EVA Ampliada x33 (VILASBOAS, 2015).
38
3. Materiais e Métodos
3.1. Materiais
A manta de EVA, cedida pela Bibi calçados, é um aglomerado de partículas,
composta por um resíduo polimérico proveniente da fabricação de solados para
sapatos. Na figura 15 é possível observar como se dá a irregularidade da superfície
da manta (a homogeneidade do material contribui para que a distribuição das
irregularidades sejam menores)
Figura 15 Textura da Manta EVA (Autor, 2016).
O equipamento IP-410 (figura 16, tabela 6) é um aparelho multifuncional, que
pode atuar como decibelímetro, luxímetro, higrômetro e termômetro, foi o
equipamento utilizado para medir os níveis de pressão sonora que atravessaram a
estrutura revestida de EVA tanto na primeira, quanto na segunda etapa de ensaios.
Trata-se de um equipamento em que se recomenda a utilização para fins didáticos,
não sendo adequado para uso profissional, ou aplicações onde é necessária uma
certificação. Na sua função de decibelímetro, dispõe de duas escalas, que vão de 35
a 100 dB e 65 a 130 dB. Além disso, o aparelho dispõe de uma memória de pico para
registrar o valor máximo da medição de pressão sonora bem como também possui
um botão de congelamento de leitura (Hold ). A classe de precisão deste equipamento
é de ± 3,5 dB e sua resolução é de 0,1 dB.
Tabela 6: Características Decibelímetro IP-410 Impac
Caracerísticas Decibelímetro IP-410 Impac
Escala Baixa (Low) 35 a 100 dB
Escala Alta (High) 65 a 130 dB
39
Precisão ± 3,5 dB a 94 dB
Resolução 0,1 dB
Frequência 30 Hz a 10 kHz
Curva Ponderação A e C
Microfone Eletreto Fixo
Figura 16 – Decibelímetro Impac IP-410 (AUTOR, 2017).
A emissão de ruído durante a execução dos testes foi realizada por caixas de
som do tipo Hi-fi Speakers Systems for Multimedia 2.0 SP-202 BK (Figura 17) com
potência de 1 W RMS.
Figura 17: Caixa de Som Hi-fi Speakers Systems for Multimedia 2.0 SP 202 BK (VILAS BOAS, 2015)
A fixação das folhas de manta residual de EVA às superfícies da estrutura
metálica utilizada no primeiro ensaio, bem como o processo de fabricação das
colmeias necessitou uma cola (figura 18) recomendada especificamente para colagem
do EVA. A composição da cola pode ser visualizada na figura 18 e na tabela 7
40
Figura 18: Cola utilizada na adesão da manta de EVA às superfícies demandadas (AUTOR, 2017).
Tabela 7: Composição e instruções de uso Adesivo Amazonas
Tipo Adesivo Composição Concentração
Sintético
Policropeno, resinas naturais, resinas fenólicas,
antioxidantes, óxidos metálicos e aditivos.
Acetato de etila, acetona, hexano, MEK, SPB e tolueno
10 – 60%
40 – 90%
PU (PVC) Poliuretanos e aditivos.
Acetato de etila, acetona, MEK e tolueno
10 – 60%
40 – 90%
Benzina Borracha natural, resinas naturais e aditivos.
Álcool etílico, hexano e SPB
5 – 20%
70 – 90%
Especial
SBR, NBR, SIS, SBS, agentes vulcanizantes, resinas
naturais, resinas sintéticas e aditivos.
Acetato de etila, acetona, hexano, MEK, SPB e tolueno
10 – 50%
50 – 90%
Instruções de uso: Os materiais a colar devem estar secos, limpos livres de poeiras, graxas.
Se necessário, lixar ou asperar e em seguida aplicar uma camada de Adesivo Amazonas e
deixar secando de 10 a 20 minutos, segundo condições ambientais (umidade/temperatura).
Produto com destinação única e exclusiva para colagens.
Ambas as etapas experimentais foram executadas numa bancada didática de
controle de ruído (figura 19), capaz de gerar frequências que variam da ordem de 0
Hz a 10000 Hz e volume de 0 a 100. O aparato foi fabricado por SILVA (2014) e cedida
pela UFRB (Universidade Federal do Recôncavo da Bahia). O objeto que se encontra
na parte interior ao retângulo em vermelho representa o gerador de frequências da
bancada.
41
Figura 19: Bancada Didática de Controle de Ruído (Autor, 2016).
3.2. Métodos
3.2.1. Fabricação das caixas acústicas
3.2.1.1. Caixa acústica cúbica
Primeiramente foi realizada a montagem do esqueleto cúbico (figura 19) de
hastes metálicas, que posteriormente foi revestido pela manta de EVA em 5 de suas
6 faces. Cada folha utilizada para revestir a caixa foi cortada com o auxílio de um
estilete comum e possuiu medida aproximada de 500 mm x 500 mm (250 x 10³mm²).
Estas folhas foram coladas com o auxílio de uma cola específica para EVA.
Optou-se pela utilização de um estilete e não de uma tesoura, pois esta poderia
alterar fisicamente a estrutura da manta na região cortada, enquanto que o estilete é
capaz de fornecer um corte mais limpo, preservando assim a integridade da região de
corte.
42
Figura 20 – Esqueleto Cúbico Antes (esquerda) e depois (direita) do EVA (Autor, 2016)
Durante o processo de secagem da cola foi necessária a aplicação de uma
carga para pressionar as faces de EVA e mantê-las aderidas ao esqueleto para
promover uma colagem mais uniforme. A utilização de “calços” também foi importante
para uma melhor pressão localizada devido as irregularidades da superfície da manta.
O tempo mínimo indicado pelo fabricante para a secagem completa da cola é
de 4 horas, mas para conferir uma maior margem de segurança, devido à sua
estrutura superficial irregular, o período de secagem adotado foi estendido para 48
horas.
3.2.1.2. Caixa acústica retangular
A realização da segunda etapa de testes demandou a fabricação de uma caixa
acústica retangular (figura 21) de baixo custo. Suas faces de compensado, com
espessura de 4 mm e dimensões de 1000mm x 330mm x 330mm, e áreas de 0,33 x
106mm² (bases inferiores, superiores e paredes laterais maiores) e 0,1023 x 106 mm²
(paredes laterais menores) foram unidas e vedadas com uma mistura de cola, pó de
serra e água (agente auxiliar no desprendimento da cola da superfície dos dedos).
43
Figura 21: Caixa acústica utilizada na segunda etapa de testes (AUTOR, 2017).
3.2.2. Fabricação das colmeias
Para a confecção das colmeias utilizadas (na região central do interior da caixa)
durante a realização do segundo ensaio, o EVA foi cortado em tiras, com o auxílio de
um estilete comum, e em cada uma delas foram feitos cortes para que fosse possível
o encaixe entre si. Seu formato individual se assemelha ao de um pente repleto de
“dentes”. Depois de encaixadas as tiras, a “teia” de EVA foi revestida com uma folha
em cada uma de suas duas faces superior e inferior.
Figura 22: Esquema de encaixe das tiras de EVA para a confecção das colmeias (AUTOR, 2017).
A colagem das tiras se deu com a distribuição de cola em seus extremos (figura
22) para garantir maior uniformidade. Uma aderência adequada para a colagem das
membranas testadas na segunda etapa pôde ser garantida devido a distribuição de
44
carregamentos uniformes sobre a superfície da mesa durante o processo de secagem
da cola. Uma carga de aproximadamente 30 kg foi igualmente distribuída em sua
superfície, durante a secagem, sem que esta apresentasse uma deformação possível
de se observar a olho nu.
As colmeias (figura 23) foram produzidas com dimensões (profundidade e
ângulos) diferentes umas das outras. A geometria de seus espaços internos também
variou entre formas de quadrados e losangos. A medida de cada uma delas foi padrão:
310 mm x 330 mm (102,3 x 10³ mm²)
A primeira colmeia (figura 24) foi confeccionada com espaços em forma de
quadrados com lados de 20 mm e profundidade de 30 mm. A segunda colmeia (figura
26 à direita) foi construída com formatos internos de losangos, profundidade de 30
mm e lados de 30 mm cada.
Figura 23: Estruturas A (esquerda) e B (direita) das Teias de EVA (Autor, 2016).
Figura 24 – Formato final da Colmeia quadrangular de EVA (Autor, 2016).
45
3.2.2. Medições
3.2.2.1. Primeira etapa de testes
Neste primeiro ensaio, a caixa de som permitiu a passagem de ondas sonoras
em frequências de 2 a 10 kHz (2,4,6,8,10kHz). Na tabela 6 estão representados os
valores obtidos para as condições:
Sem manta, onde a fonte propagadora foi posicionada sobre a bancada de
controle de ruído e sem nenhum tipo de restrição enquanto o decibelímetro foi posto
sobre uma cadeira a 500mm de distância da fonte.
Com manta, onde a fonte sonora foi envolvida pela caixa acústica, de forma
que ambos ficaram sobre a bancada e a fonte ficou no centro da caixa enquanto o
decibelimetro manteve-se sobre a cadeira de mesma forma que a condição anterior
(figura 25).
Figura 25: Bancada Didática de Controle de Ruído Durante a Primeira Etapa Experimental (Autor, 2016).
3.2.2.2. Segunda etapa de testes
No segundo ensaio, foram medidos valores referentes aos níveis de pressão
sonora para as faixas de frequência entre 1 e 5 kHz (variando em 1 kHz de uma
46
medição para a outra). Foram adotados dois sistemas de medição distintos, sendo o
primeiro com a caixa aberta, e o segundo com a caixa fechada por uma placa de
compensado idêntica a utilizada para a confecção da caixa.
Posteriormente as colmeias foram colocadas (uma por vez) na parte central da
caixa (figura 26), enquanto a fonte sonora emitia ondas em uma das cavidades
(esquerda) da caixa, e o medidor do nível de potência sonora se encontrava na oposta
pela colmeia (direita). Todos os dados registrados nas tabelas referentes às medidas
executadas na segunda etapa de testes foram resultados de uma média aritmética
entre 3 valores de medidas em momentos diferentes para as mesmas condições.
Figura 26 – Aparato utilizado na segunda etapa de ensaios (Autor, 2017).
Neste meio fechado da caixa acústica, o decibelímetro que fez a leitura do som
que se propaga com uma frequência bem definida, mostra valores similares (de níveis
de pressão) para posicionamentos variados dentro da caixa, portanto, foi mantido o
mesmo posicionamento para todas as medidas feitas nos ensaios.
47
4. Resultados e Discussões
4.1. Ensaio com a caixa acústica cúbica
Para os ensaios relativos a caixa estruturada por barras chatas de aço, foram
obtidos os dados evidenciados na tabela 8, onde a primeira coluna indica a frequência
utilizada em cada sistema de medida, a segunda coluna indica as leituras do
decibelímetro para as medidas feitas sem a presença da caixa acústica cúbica,
enquanto que na terceira coluna estão os dados obtidos para o sistema de medição
com a presença do confinamento da fonte sonora. Na última coluna também é
mostrado o percentual atenuado pela estrutura da caixa em relação as medidas com
e sem o confinamento da fonte sonora.
Tabela 8: Percentual de atenuação da caixa cúbica (1ª etapa) (AUTOR, 2017).
Frequência (Hz) Sem manta (dB) Com manta (dB) Atenuação (%dB)
2000 53,6 48,6 9,3
4000 54,0 46,0 14,8
6000 54,8 44,2 19,3
8000 57,1 50,9 10,9
10000 57,3 44,6 22,2
Figura 27: Gráfico Frequência (Hz) x Intensidade (dB) com isolamento (laranja) e sem isolamento (azul)
Ao elevar os valores das frequências analisadas, nota-se que os percentuais
atenuados variam de um valor de entrada para o outro, evidenciando uma atenuação
mais eficiente para a frequência de 6000 Hz. Visto que a amplitude (intensidade)
43,0
45,0
47,0
49,0
51,0
53,0
55,0
57,0
2000 4000 6000 8000 10000
Inte
nsi
dad
e (
dB
)
Frequência (Hz)
Sem Manta
Com Manta
48
sonora permanece a mesma durante toda a etapa experimental, a variância dos
resultados pode ser explicada, em função das frequências de ressonância das
paredes da caixa, de acordo com Paixão, (2002), o que pode contribuir construtiva ou
destrutivamente para a atenuação sonora.
Além disso, a partir da análise dos dados, pode-se também afirmar que a
atenuação tende a aumentar continuamente conforme a frequência é aumentada, com
exceção para a frequência de 8000 Hz, que atenua apenas 10,9 % do som emitido.
A considerável redução dos valores lidos pelo decibelímetro após o
confinamento pela caixa cúbica acústica, bem como sua eficiência, no que diz respeito
a absorção de energia emitida pela caixa de som, pode ser explicada pela baixa
rigidez da manta residual de EVA, fator este que é inversamente proporcional à
propriedade reflexiva quanto às ondas sonoras, ou seja, quanto maior a rigidez do
material, mais ondas sonoras ele refletirá dentro do meio de propagação segundo Abel
(2017). Como a manta reflete pouca parcela do som emitido, ela absorverá ondas em
todas as direções, inclusive as refletidas, de forma mais eficaz do que materiais mais
rígidos, de acordo com Abel (2017), como é o caso da caixa retangular de madeira
(que possui rigidez maior que a manta residual de EVA) utilizada no segundo ensaio.
4.2. Ensaio com a caixa acústica retangular
4.2.1. Etapa sem as colmeias centralizadas
A segunda etapa experimental, que consistiu na realização de medidas a
respeito da propagação sonora no interior de uma caixa retangular de madeira,
revelou que, conforme a caixa tem sua tampa fechada, as leituras serão maiores do
que para aquelas medidas feitas sem a presença da tampa superior em quatro das 5
frequências analisadas. Os dados obtidos durante a análise da propagação sonora
ainda sem a manta em formato de colmeia, são mostrados na tabela 9.
Tabela 9: Leitura mostrada no decibelímetro para a propagação do som sem obstáculos
(membranas) (AUTOR, 2017).
Frequência (Hz) Com a tampa superior (dB) Sem a tampa superior (dB)
1000 93,3 83,6
2000 91,6 85,6
3000 90,6 86,2
4000 88,3 84,8
49
5000 83,3 92,9
A leitura maior do decibelímetro para a caixa fechada decorre das reflexões
sonoras existentes no interior da caixa de madeira, o que provoca uma maior
incidência de som no aparelho que recebe estes impulsos. O ato de fechar a caixa
promove uma limitação de espaço disponível para que a onda se propague e então
ela será forçada a se propagar naquele mesmo meio até ter sua energia totalmente
dissipada.
4.2.2. Análise da capacidade atenuante das colmeias (quadrangular e
losangular)
Nas tabelas 10 e 11 encontram-se os dados referentes às medidas da primeira
(losangular) e segunda (quadrangular) configurações de colmeia, respectivamente.
Tabela 10: Dados obtidos pelo decibelímetro para a propagação do som com a colmeia
losangular atuando como barreira acústica e suas atenuações em dB para suas respectivas
frequências (AUTOR, 2017).
Frequência (Hz) Sem a tampa
superior (dB)
Com a tampa
superior (dB)
Atenuação sem
a tampa (%dB)
Atenuação com
a tampa (%dB)
1000 78,60 88,91 5,99 4,70
2000 82,11 82,52 4,08 10,22
3000 84,62 80,63 1,83 11,00
4000 80,91 83,40 4,58 5,59
5000 84,54 81,90 9,02 1,68
Tabela 11: Dados obtidos pelo decibelímetro para a propagação do som com a colmeia
quadrangular atuando como barreira acústica e suas atenuações em dB para cada frequência
indicada (AUTOR, 2017).
Frequência (Hz) Sem a tampa
superior (dB)
Com a tampa
superior (dB)
Atenuação sem
a tampa (%dB)
Atenuação com a
tampa (%dB)
1000 80,62 85,00 3,57 8,89
2000 73,42 76,61 14,23 16,38
3000 82,31 87,00 4,51 3,97
4000 78,70 87,10 7,19 1,40
5000 82,80 78,70 10,90 5,52
50
Os valores registrados para os testes feitos com a tampa aberta revelam maior
eficiência em atenuar o som, para uma frequência maior ou igual a 3 kHz, do que os
valores para os testes feitos com a caixa fechada. Enquanto que o valor máximo
atenuado é atingido para a frequência de 2 kHz com a tampa da caixa fechada.
Figura 28: Gráfico comparativo, Intensidade (dB) x Frequência (Hz), para medições (utilizando a tampa fechada) com
e sem barreira (AUTOR, 2017).
No gráfico da figura 28, QC representa os dados obtidos para o ensaio com a
colmeia de geometria interna quadrangular com a tampa da caixa fechada e LC
representa a curva obtida para os dados da colmeia de geometria interna losangular
também com a caixa fechada. A curva SC diz respeito às medidas feitas sem barreira
na parte central da caixa. Em ambas as estruturas é possível observar uma alta taxa
de atenuação ao som. Para o intervalo de frequência entre 1 e 2 kHz, a membrana
losangular se mostra mais eficiente, enquanto que para o intervalo de 3 a 4 kHz, a
membrana quadrangular se faz mais efetiva.
Além disso, é também possível observar que para maiores frequências, o valor
indicado no decibelímetro decrescerá, podendo admitir a interpretação de que
conforme aumenta-se a frequência, diminui-se a pressão sonora exercida no aparelho
medidor.
70,00
75,00
80,00
85,00
90,00
95,00
100,00
1 2 3 4 5
Inte
nsi
dad
e (
dB
)
Frequência (kHz)
Manta QC
Manta LC
SC
51
Figura 29: Gráfico comparativo, Intensidade (dB) x Frequência (Hz), para medições (utilizando a tampa aberta) com
e sem obstáculos (AUTOR, 2017).
No gráfico mostrado na figura 29, as curvas LS e QS correspondem às medidas
feitas com as colmeias de formato losangular e quadrangular, respectivamente e todas
as medidas para ambas as configurações foram realizadas com a caixa de madeira
aberta. SS corresponde aos valores medidos sem a tampa da caixa e sem a barreira
contrária ao sentido da propagação do som. Os resultados obtidos para uma medição
com a caixa aberta evidenciam um comportamento atenuante melhor definido para a
colmeia de configuração interna losangular na faixa de intervalo entre 2 e 5 kHz. Uma
possível justificativa para a primeira medida não ter seguido o padrão posterior pode
estar relacionada à falta de condições adequadas para a realização dos testes, visto
que o laboratório não dispõe de isolamento acústico e nem um sistema capaz de
amenizar as vibrações advindas do ambiente externo.
Os comportamentos senoidais das curvas de atenuação para as duas barreiras
são explicados pelo comportamento das frequências de ressonância (PAIXÃO, 2002)
de cada uma delas que se dá de forma similar ao que pode se observar nos gráficos
das figuras 28 e 29. A medida que as frequências de propagação do som na caixa se
aproximam da frequência de oscilação da colmeia, esta atingirá o seu valor máximo
de amplitude de vibração (PAIXÃO, 2002), podendo se mostrar mais eficiente para o
estado de ressonância, como também pode acontecer o inverso, pois cada material
reage de forma diferente ao seu estado de vibração ressonante, podendo este
transferir a energia para o segundo meio de propagação ou absorver esta mesma
energia
70,00
75,00
80,00
85,00
90,00
95,00
100,00
1 2 3 4 5
Inte
nsi
dad
e (
dB
)
Frequência (kHz)
Manta LS
Manta QS
SS
52
De acordo com Hendriks (2013) as frequências analisadas influenciam
diretamente na sua capacidade de atenuação da barreira (de densidade uniforme ao
longo de sua distribuição) apresentando um desempenho maior para sons com um
comprimento de onda pequeno (altas frequências) e um desempenho mais baixo para
sons com comprimentos de onda maiores (baixas frequências). A nível de
comparação este fator não se repete de acordo com os dados obtidos no presente
trabalho, oscilando entre picos de alta e baixa atenuação de uma frequência para a
outra.
Da mesma forma que a colmeia, em sua frequência de ressonância, pode
transmitir o máximo de energia para o meio onde se encontra o decibelímetro, ela
também pode absorver o máximo de energia sonora, maximizando a sua eficiência
atenuante.
4.3. Análise Comparativa
A nível comparativo juntamente com a primeira etapa experimental utilizando a
caixa cúbica isolando a fonte sonora, foram analisados dados obtidos a respeito da
atenuação sonora de uma caixa de madeira revestida internamente com EVA em um
sistema de medição diferente (tabela 12).
Tabela 12: Resultados obtidos em um ensaio feito com uma caixa acústica de madeira
revestida internamente com EVA (VILASBOAS, 2015).
Frequências (Hz)
Medições Caixa de madeira (dB)
Medições Caixa de Madeira + EVA (dB)
Atenuação (%)
1000
76,82 54,44
29,13
5000
81,80 59,52
27,23
10000
84,08 68,56
18,45
Comparando as frequências analisadas que coincidiram apenas para o valor
de 10000 Hz em ambos os experimentos, pode-se observar que para o confinamento
da fonte sonora com EVA + madeira, em relação às medidas feitas apenas com a
caixa de madeira isolando a fonte sonora, foi obtido um percentual de atenuação de
18,45%, enquanto que para o sistema de medição utilizando o confinamento apenas
EVA, obteve-se um percentual de atenuação de 22,2%. Para a frequência analisada,
53
o isolamento em escala absoluta se mostra mais eficiente dadas as condições
analisadas, não podendo afirmar que o mesmo acontece para outras frequências.
54
6. Conclusões
A análise dos dados referentes à atenuação do som durante a primeira etapa e
segunda etapa de experimentos, mostraram resultados satisfatórios, possibilitando a
continuidade do andamento de pesquisas para o isolamento acústico utilizando
mantas residuais de EVA.
A resistência mecânica observada durante o processo de colagem das
colmeias losangulares e quadrangulares abre a possibilidade de aplicação do material
como isolante acústico para ambientes em que a barreira acústica possa estar sujeita
a esforços de compressão, visto que ela não apresentou deformações durante a
aplicação de esforços em sua superfície.
Além da eficiência atenuante para um ambiente fechado, as configurações de
colmeia também forneceram dados satisfatórios no âmbito da atenuação para um
ambiente aberto, onde as ondas se propagam no espaço com maior liberdade.
A explicação que se atribui para que as eficiências de atenuação sonora
apresentadas por cada barreira tenham diferido para determinadas faixas de
frequência, deve-se à diferença das dimensões dos seus formatos internos.
Como as frequências de ressonância variam para cada colmeia em função da
sua geometria interna, em um estado ressonante, no que diz respeito a transmissão
de energia de um meio para o outro, sua eficiência poderá ser máxima ou mínima,
dependendo da forma e do material da barreira imposta à propagação do som.
Para ambientes em que se tem a propagação de som com frequências bem
definidas, como o da caixa acústica do presente trabalho, pode-se concluir que a
eficácia de uma determinada colmeia só será garantida para uma determinada
frequência, podendo não ser garantida para valores diferentes. Em locais onde o som
não possui frequências bem definidas, não é possível afirmar qual delas obterá melhor
desempenho, visto que o som se propaga de maneira anômala, não tendo um
comportamento bem definido.
O confinamento total da fonte sonora, como o que foi feito para o primeiro
ensaio com manta residual de EVA se mostra a melhor alternativa para atenuar de
forma mais eficiente o som que se propaga em um meio, pois as reflexões sonoras no
interior do ambiente serão minimizadas devido baixa rigidez do EVA.
55
Sugestões para trabalhos futuros:
Processar uma cola para EVA mais viscosa e com características próprias do
material, que seja capaz de atender a demanda de uma colagem mais eficaz
entre diferentes planos de mantas, que são caracteristicamente irregulares,
sem que seja necessário a utilização de uma máquina de regulagem térmica
para auxiliar a penetração da cola nas imperfeições da superfície da manta.
Analisar a capacidade de aplicação para a qual o material de estudo pode ser
utilizado de forma a se aproximar ainda mais da realidade.
Analisar e comparar o custo de aplicação da manta residual de EVA com
materiais já utilizados como atenuantes na indústria.
Confeccionar configurações de colmeias com formatos internos de variadas
geometrias.
Estudar o estado de vibração da manta residual, assim como o das colmeias,
em ressonância para definir em quais faixas de frequência sua atenuação é
maior.
Realizar o mesmo experimento com o interior da caixa retangular acústica de
madeira revestido com manta residual de EVA.
Analisar a resistência à compressão da colmeia para diferentes possíveis
aplicações.
56
7. Referências
ABEL - ACÚSTICA BRASILEIRA ENGENHARIA LTDA. Informações sobre
tratamento acústico. Disponível em http://www.abel-acustica.com.br. Acesso em: 20
fev de 2017.
AGUIAR, P. R.; BIANCHI, E.C.; CANARIM, R. C. Monitoring of Grinding Burn by
Acoustic Emission. In: Wojciech Sikorski. (Org.). Acoustic Emission. 1ed.Rijeka,
Croatia: Intech, v. 1, pp. 341-364, 2012.
ANDRADE, Alexsandro Luiz de. A Técnica do Diferencial Semântico Para
Avaliação de Fenômenos Acústicos no Interior de Aeronaves. Florianópolis –
2007
"Artigo 6º, inciso II: órgão consultivo e deliberativo: o Conselho Nacional do Meio
Ambiente (CONAMA), com a finalidade de assessorar, estudar e propor ao Conselho
de Governo, diretrizes de políticas governamentais para o meio ambiente e os
recursos naturais e deliberar, no âmbito de sua competência, sobre normas e padrões
compatíveis com o meio ambiente ecologicamente equilibrado e essencial à sadia
qualidade de vida." (redação dada pela Lei 8.028, de 12/04/90).
Associação Brasileira da Indústria do Plástico - ABIPLAST, A Indústria Brasileira da
Transformação de Material Plástico- Perfil 2012, (2013).
BISTAFA, SYLVIO R. Acústica aplicada ao controle do ruído. São Paulo: Edgard
Blücher, 2006.
BRASIL. Ministério do Trabalho. Atividades e operações insalubres. NR-15,
Portaria 203 de 2011, 2011.
CAETANO, Mário J. L.; Fenômenos Físicos que Afectam a Propagação do Som.
Disponível em: < http://ctborracha.com/?page_id=1667>. Acesso em: 01 mai. 2015.
CALIXTO, Wesley P., RODRIGUES, Clóves G.; Poluição Sonora; Universidade
Católica de Goiás – 2004
Características das ondas. Disponível em:
<http://www.explicatorium.com/cfq-8/caracteristicas-das-ondas.html> Acesso em: 16
Mai. 2016.
CARVALHO, A. P. Oliveira de. Acústica Ambiental e de Edifícios. Porto, 2009
57
Coquim. Disponível em:
<http://coquim.com.br/img/galerias/143a1aefea5f47615ca35ab752227e0a.jpg>. 26
de out. de 2016.
Cf. FIORILLO, Celso Antonio Pacheco; RODRIGUES, Marcelo Abelha. Manual de
direito ambiental e legislação aplicada. São Paulo: Max Limonad. 1997. p. 387.
CRAIK, Robert J.M. Damping of building structures. Applied Acoustics, 14, p.347-
359, 1981.
FAHY, F. J. Foundations of Engineering Acoustics. 1. ed. [S.l.]: Academic Press,
2000.
FAHY, F. J. Sound and Structural Vibration: Radiation, Transmition and
Response. London: Academic Press Inc., 1985, 309p.
FARIAS, Talden Queiroz. Análise jurídica da poluição sonora. Direito e Liberdade,
v. 3, n. 2, p. 669-688, 2010.
FERNANDES, Fátima M. G., Análise e Caracterização do Ruído de Equipamentos
AVAC em Edifícios Públicos. Porto – Portugal. 2010.
FERNANDES, J. C. O Ruído Ambiental: Seus Efeitos e seu Controle. Apostila do
Curso de Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho. Departamento
de Engenharia Mecânica. UNESP - Campus de Bauru, 2002.
FILHO, José Ribeiro de Souza. Obtenção E Caracterização De Um Eco Compósito
À Base De Látex E Bainha Da Palha Do Coqueiro Para Isolamento Térmico E
Acústico. Tese de Doutorado. Programa de pós-graduação em engenharia mecânica.
UFRN – Natal, 2015.
FISH, P., 1990, Physics and instrumentation of diagnostic medical ultrasound,
1.ed., New York, John Wiley & Sons.
GERGES, S. N. Y. Ruído-Fundamentos e controle. Florianópolis: NR Editora, 2ª
Revista e Ampliada, 2000, 675p.
HEDRICK, W. R., HYKES, D. L., STARCHMAN, D. E., 1995, Ultrasound physics and
instrumentation, 3.ed., St. Louis-Missouri, Mosby.
HEME. Site Institucional da Empresa Heme Isolantes Térmicos & Acústicos.
Disponível em: http://www.hemeisolantes.com.br/. Acesso em: 05 de out. de 2016.
IAZZETTA, Fernando. "Tutoriais de áudio e acústica." (2010).
58
InfoEscola. Onda Longitudinal. <http://www.infoescola.com/wp-
content/uploads/2010/01/onda-longitudinal-1.jpg> Acesso em: 10 de março de 2017.
INGELEARE, Bart. (2001) “Isolation acoustique entre locaux”. CSTC-Magazine,
Bruxelas, p.10-19.
ISAR. Site Institucional da Empresa ISAR – Isolamentos térmicos. Lã de vidro –
Isolamento acústico. São Paulo, 2006. Disponível em: < http://www.isar.com.br/> .
Acesso em: 29 de ago. de 2016
ISO 140, Acoustics – Measurement of sound insulation in buildings and of
building elements, International Organization for Standardization.
JOSSE, R. La acústica de la construcción: Gustave Gilli, Barcelona. (1975).
KINSLER, Lawrence E. & FREY, Austin R. Fundamentals of Acoustics Monterrey:
John Wiley & Sons Inc., 1967, 2ª Edition, 5ª Printing, 524p.
KNESEBECK, R. L. Efeito de enriquecimento isotópico de misturas gasosas em
vibração sonora estacionária. Curitiba-PR, 1984.
LONG, Marshall - Architectural acoustics. Amsterdam ; London: Elsevier/Academic
Press, 2006.
LOUREIRO, Maurício A.; PAULA, Hugo B. de. Timbre de um instrumento musical...
Per Musi, Belo Horizonte, n.14, 2006, p.57-81
Macromadeiras. Disponível em:
<http://www.macromadeiras.com.br/produtos/ver/57/la-de-vidro>. Acesso em: 26 de
Out. de 2016.
NAKAMURA, Juliana. Conforto acústico. Revista Téchne, 106ª Edição, Ano XIV,
2006, p.44-47.
NEPOMUCENO, L.X. Acústica Técnica. São Paulo: Ed. Técnico-Gráfica Industrial
Ltda, 1968.
NETO, Teresa Carvalho. Comportamento Acústico dos Edifícios – Física das
Construções -4º Ano Lic. Eng. Civil. ISEP, Porto, 2003.
NICOLAU, G. F.; TOLEDO, Pª.; RAMALHO JR., F.; IVAN, J.; Os Fundamentos da
Física 2 – Termologia, óptica e ondas - 7ª edição; Editora Moderna - SP - 2001.
59
NUNES, Maria Alzira de Araújo. Uma metodologia para quantificação da
contribuição sonora de fontes de ruído industrial no meio ambiente, 2006.
OKUNO, E. Caldas, I. L. Chow, C. Física para Ciências Biológicas e Biomédicas;
Rio de Janeiro, RJ: Malheiros - (1986).
OLIVEIRA, Lucas S. M. e ; UGARTE, J. S. O. Utilização da vermiculita como
adsorvente de óleo da indústria petrolífera. Publicação do Centro de Tecnologia
Mineral – CETEM. Ministério da Ciência e Tecnologia, 2004. Disponível em:
<http://www.cetem.gov.br/publicacao/serie_anais_XII_jic_2004>. Acesso em:
05/10/2016
PAIXÃO, D. X., Caracterização do isolamento acústico de uma parede de
alvenaria, utilizando análise estatística de energia (SEA). Tese de doutorado,
Programa de pós-graduação em engenharia de produção, Florianópolis, 2002.
PARA, UM BREVE RESUMO DAS TÉCNICAS. Departamento de Engenharia
Mecânica. Diss. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO, 2013.
PATRICIO, J. Acústica nos Edifícios. Lisboa - (2003).
RECUERO, Manuel & GIL, Constantino. Acustica Arquitectonica. Madrid: Ártica,
1993, 784p.
Refratil. Disponível em: <http://www.refratil.com.br/produto/vermiculita-expandida>.
Acesso em: 26 de out. de 2016.
REYNOLDS, Douglas D. Engineering Principles of Acoustics. Boston: Allyin and
Bacon Inc., 1981, 641p.
RISSET, Jean-Claude e WESSEL, David L. Exploration of Timbre by Analysis and
Synthesis. In: D. Deutsch (Ed.). Psychology of Music. San Diego, California:
Academic Press, 1999, p.25-58.
SALIBA, T. M. Manual prático de avaliação e controle do ruído. 3ª edição. São
Paulo: LTr, 2004.
SALVADOR, SOFIA. Inovação de produtos ecológicos em cortiça. Projeto
apresentado ao Departamento de Engenharia Mecânica do INSTITUTO SUPERIOR
TÉCNICO. Lisboa, Portugal, 2001. Disponível em: 17º CBECIMat - Congresso
Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais, 15 a 19 de Novembro de 2006, Foz
do Iguaçu, PR, Brasil. Acesso em: 20/09/2016.
60
SENHORAS, ELÓI MARTINS. Oportunidades da cadeia agroindustrial do coco
verde. Revista Urutágua, nº 05, Maringá, PR, 2005. Disponível em:
<http://www.urutagua.uem.br//005/22tra_senhoras.pdf>. Acesso em: 05/10/2016.
SILVA, J. A. S. Desenvolvimento de uma bancada didática para o ensino de
tecnologias de controle de ruído. 2014. Trabalho de conclusão de curso
(Bacharelado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal do Recôncavo da
Bahia, Cruz das Almas, BA.
STOCCO, Danilo. Caracterização de solda por resistência ponto a ponto através
de avaliações não destrutivas. Dissertação de mestrado- Escola Politécnica da
Universidade de São Paulo- USP, São Paulo, 2010.
TER HAAR, G., 1986, Therapeutic and surgical applications. In: HillCR, editor.
Physical principles of Medical Ultrasound. Chichester, UK: Ellis Horwood.
Tutoriais de Áudio e Acústica. Disponível em:
<http://www.etelj.com.br/etelj/artigos/e25e1be1075a875af1aad3b0ce2ffe0f.pdf>
Acesso em: 24 de fev. de 2017.
VIANNA, Nelson Solano; RAMOS, José Ovídio. Acústica arquitetônica & urbana.
Apostila do Curso de Extensão em Arquitetura e Urbanismo da Empresa YCON. 2005,
79 p.
VILAS BOAS, Luan M., Avaliação da Capacidade de Isolamento Acústico do
Resíduo de Acetato de Vinila Etil (EVA). 2015. Trabalho de Conclusão de Curso –
Bacharelado em Ciências Exatas e Tecnológicas – Universidade Federal do
Recôncavo da Bahia, Cruz das Almas, Bahia.
VIVEIROS, Elvira; LOSSO, Marco; Gesso Acartonado e Isolamento Acústico:
Teoria Versus Prática no Brasil – 2004.
ZATTERA, Ademir J.; BIANCHI, Otávio; ZENI, Mara and FERREIRA, Carlos A.
Caracterização de resíduos de copolímeros de etileno-acetato de vinila - EVA.
Caxias do Sul, 2006.
