Resumo Acústica

A importância da acústica O conforto acústico tem sido relegado a um plano posterior e secundário em projetos arquitetônicos, mesmo em ambientes onde o projeto acústico deveria ser primordial, como no caso de auditórios, estúdios e teatros. Justificativa: os tratamentos acústicos encarecem o projeto e não são tão essenciais. Porém, a correção de um problema acústico é dispendiosa. Ao pensar em um projeto que responda as necessidades acústicas deve-se fazer uma análise criteriosa das condições acústicas externas e internas do edifício projetado, uma vez que, dependendo do uso que será dado a edificação, esta poderá sofrer interferências de fontes ruidosas provenientes do seu entorno, ou, em determinados casos se constituir na própria fonte; de ruído. Acústica e volumetria Na elaboração de um projeto acústico a preocupação com a volumetria é de extrema importância, pois as formas das superfícies definem o direcionamento da onda sonora refletida. Acústica e implantação Uma implantação correta, com um estudo acurado da área one o projeto será inserido, deve identificar os tipos de fontes de ruído externo e o grau de incômodo provocado. Acústica e materiais O profissional deve conhecer o desempenho dos materiais quanto à absorção e à reflexão do som para, desta forma, garantir uma especificação adequada e satisfatória. Objetivo da Disciplina Possibilitar ao aluno noções básicas de acústica, exemplificando-as na arquitetura e no meio urbano, conscientizando o aluno a incorporá-las ao processo de concepção arquitetônica na escala do prédio e na escala urbana. ACUSTICA - PROPRIEDADES DO SOM A palavra som, enquanto fenômeno físico pode ter dois sentidos diferentes: • •

Som tem o sentido de vibração, ou perturbação física, que percorre um meio qualquer de propagação. Independe, aqui, o fato desta perturbação poder ou não ser percebida pelo aparelho auditivo humano. Som ganha o sentido de sensação sonora, que é uma reação psicofisiológica. A perturbação ou vibração descrita acima se dá numa freqüência tal que ao atingir o ouvido humano é interpretada pelo cérebro como uma sensação sonora.

PROPRIEDADES DA ONDA SONORA O som se propaga através das ONDAS SONORAS:

1

Alterações provocadas na atmosfera. Ao sofrer um estímulo sonoro as partículas do ar são submetidas a sucessivas compressões e rarefações, de forma que o movimento de um partícula provoca a vibração da partícula vizinha, resultando na propagação sonora.

Algumas características das ondas sonoras: • • • • •

São ondas longitudinais, isto é, são produzidas por uma seqüência de pulsos longitudinais; São tridimensionais, ou seja, se propagam em todas as direções; Surgem através de um movimento causado por uma perturbação que se propaga através de um meio - elas não se propagam no vácuo (Que nada contém; vazio. Espaço não ocupado por coisa alguma.); Transmitem energia sem o transporte da matéria e oscilam em torno de uma posição de equilíbrio, provocando zonas de compressão e rarefação (ver as figura no slide seguinte); Para chegar até o ouvido, têm como meio “comum” de propagação o ar.

PROPRIEDADES DA ONDA SONORA Ilustração 1– Nas 3 situações a rolha permanece no mesmo local, não é arrastada, portanto a onda não transporta matéria, mas como se movimenta, a onda, recebe energia. Fonte: Fonte: BONJORNO, pg.394 Ilustração 2 - Pedra jogada na água – perturbação que originou ondas que se propagam através do meio água. Fonte: Fonte: BONJORNO, pg.394

Ilustração 4 – Exemplo de ondas periódicas Fonte: BONJORNO, pg.399

Freqüência é o número de oscilações completas por segundo. Número de vezes que um ciclo sonoro se repete em um determinado período de tempo. 2

Está associada ao comprimento de onda e é medida em ciclos por segundo (c.p.s) ou em Hertz (Hz).A ilustração representa uma onda sonora. ( f ) Freqüência Numero de vezes que um ciclo se repete em um determinado periodo de tempo, em c.p.s ou Hz (λ) Comprimento de onda Comprimento de onda e a distancia obtida entre duas cristas ou vales consecutivos, expresso em metro (m). (v ) Velocidade do som Velocidade do som em um determinado meio, expresso em metro por segundo (m/s). V=λf

COMPRIMENTO DE ONDA: Distância que o som percorre em cada ciclo completo. Esta grandeza física do som caracteriza o seu comportamento perante as superfícies, revelando nos se as superfícies têm dimensões adequadas, para que ocorra a distribuição sonora desejada para o ambiente. De acordo com a dimensão da superfície, sons de baixa freqüência tenderão à contorná-la, enquanto os sons de alta freqüência sofrerão grande interferência na sua direção de propagação. QUANTO MAIOR A FREQUENCIA MENOR E O COMPRIMENTO DE ONDA. λ = Comprimento de onda v = Velocidade de propagação do som f = freqüência VELOCIDADE DE PROPAGACAO DO SOM NO AR = 344m/s (para temperaturas de 20o). As freqüências audíveis têm seus comprimentos de onda variando entre 17mm a 17m. Quanto à freqüência, os sons podem ser classificados como graves, médios e agudos: Alta freqüência f > 1500 Hz Média freqüência Sons Agudos

250 < f < 1500 Hz

Sons Graves

f < 250 Hz

Baixa freqüência

3

Quanto maior o comprimento de onda, menor a sua freqüência (sons graves). FAIXA DE FREQUÊNCIA AUDÍVEL PARA O SER HUMANDO: 20 a 20.000 hz

Ilustração 4 – Exemplo de ondas periódicas Fonte: BONJORNO, pg.399

(a) Amplitude Crista Vale Posição de equilíbrio

Deslocamento máximo atingido por uma molécula em relação à sua posição de equilíbrio, medida em metros (m). É o ponto mais elevado da onda. A cavidade entre duas cristas. Linha tracejada. FAIXA DE FREQUÊNCIA AUDÍVEL PARA O SER HUMANDO: 20 a 20.000 hz Frequências altas: SOM AGUDO Frequências baixas: SOM GRAVE. VOLUME OU INTENSIDADE: Referente à Intensidade do som (amplitude da onda sonora) ALTURA: Referente à Freqüência sonora. (número de oscilações por unidade de tempo) TIMBRE: Forma como as freqüências se combinam, constituindo o espectro sonoro. Essa característica é responsável pela distinção, pelo ouvido humano, de sons de mesma freqüência e mesma amplitude, porém emitidos por diferentes fontes.

Quanto maior a amplitude, maior a intensidade do som.

4

Ilustração 7– os comprimentos de onda e sua relação coma ótica e a acústica. Fonte: desconhecida

Geralmente, pessoas mais velhas tendem a ouvir bem freqüências baixas, mas sofrem perda de audição para freqüências altas, conforme demonstrado no gráfico abaixo:

Ilustração 8– Percepção dos sons e sua relação a idade do ser humano. Fonte: desconhecida.

DIRECIONALIDADE Sons graves (médias e baixas frequências): Distribuem-se mais uniformemente. Sons agudos (altas freqüências): Distribuiem-se no eixo longitudinal da fonte.

VOZ HUMANA: O padrão de voz não é alterado, se mantido um ângulo de 90º em relação ao mesmo eixo longitudinal, 45º para cada lado da fonte. VELOCIDADE DO SOM Nas pequenas altitudes a propagação do som é mais rápida porque o ar é mais denso – moléculas mais próximas transmitem a energia cinética da onda de umas para outras com maior facilidade. 5

Por isso, dizemos que os sons são “bem audíveis”, o que não ocorre nas altitudes mais elevadas, onde o ar é mais rarefeito. Quanto maior a temperatura, maior a velocidade de propagação.

Ilustração 10 – Velocidade do som em diferentes meios Fonte: Ching, pg. 242.

O quadro abaixo relaciona alguns materiais de construção com a velocidade de propagação do som por sua estrutura, expresso em m/s: em relação ao Material Velocidade m/s

Ar a 20º C 340

borracha 150

cortiça

água

madeira

tijolo

500

1460

2000

2500

concreto Aço/vidro 3500

6000

Tabela 1 – Velocidade de propagação do som em diversos materiais. Fonte: Rosa, pg.10. Potência Acústica: Potência acústica é a energia sonora emitida pela fonte por uma unidade de tempo, expressa em Watt (W). Para a maioria das fontes, esta energia (potência acústica) é reduzida. Uma pessoa falando em um auditório emite uma potência sonora estimada em 50 micro-watts (10–5 W). Os instrumentos musicais, geralmente, possuem uma potência sonora maior. Potência Sonora Em Watt Voz de Mulher 0,002 Voz de Homem 0,004 Clarineta 0,05 Piano 0,27 Trombone 6,00 Tambor (surdo) 25,00 Orquestra 70,00 Automóvel a 70 Km/h 100,00 Avião a Jato 10,000,00 Tabela 2 – Potência sonora da voz humana, dos instrumentos musicais e de meios de locomoção. Fonte: SILVA, pg. 30 Para se ter idéia, “Se todas as pessoas de uma grande cidade como o Rio de Janeiro, com cerca de dez milhões de pessoas, falassem ao mesmo tempo, desenvolveriam uma potência de (10-5 W) x 107 = 100W, equivalente à potência de uma lâmpada elétrica comum”. (ACIOLI, pg. 294). 6

Intensidade Sonora: Uma fonte de ruído de dimensões finitas transmite uma energia ao meio que a rodeia. Quanto mais longe da fonte, menor será a quantidade de energia sonora que um ouvinte vai receber. Intensidade sonora é a quantidade de energia W que atravessa um metro quadrado de área. O valor de referência, 10-12 watt/m2 ,corresponde, aproximadamente, a intensidade de um tom de 1000 Hz que é levemente audível pelo o ouvido humano normal. “Enquanto a intensidade na qual o ouvido começa a doer é aproximadamente, um milhão de vezes aquela: da ordem de 1watt/m2”. (DE MARCO, pg.13). “(...) Como energia por unidade de tempo é potência, pode-se também definir intensidade como a potência média transportada pela onda por unidade de área.” (Acioli, pg. 293). NIS = 10 log (I/ Io)

Onde: NIS é o nível de intensidade acústica (dB) I é a intensidade acústica Watt/m² Io é a intensidade de referência =10 -¹²W/m ²

Quando I = I0 , ou seja, quando a intensidade do som está no limiar da sensação, NIS = 10 log I/ I0 = 10 log 1 = 0. Quando I = 2 I0 Quando I = 4 I0 Quando I = 8 I0

NIS = 10 log 2 = 3 dB NIS = 10 log 4 = 6 dB NIS = 10 log 8 = 9 dB

Ou seja, quando a intensidade do som é dobrada, o nível de sensação é aumentado em 3dB. Nível de Pressão Sonora: A lei de Fechner – Weber determina que um indivíduo, ao receber um estímulo, não tem a sensação diretamente proporcional ao estímulo, mas sim, ao logaritmo do estímulo. Ou seja, já que a excitação auditiva varia logaritmicamente, a intensidade ou pressão sonora deve ser calculada da mesma forma. N PS = 20 log P Onde: P0 NPS é o nível pressão acústica (dB) P é a pressão acústica qualquer medida em dina/cm2 ou Pascal (N/m2) P0 é a pressão acústica mínima audível = 0,00002 dina/cm² ou 2 x 10-5 Pascal (N/m²) 7

Pode-se, então, concluir que: Acrescer 6 dB no nível de pressão sonora equivale a dobrar a pressão sonora. N PS = 20 log P P0 Como é demonstrado no exemplo a seguir: Para P = 0,1 N/m2, o NPS é dado por: N PS = 20 log (0,1/2.10-5 ) = 74 dB N PS = 20 log (0,2/2.10-5 ) = 80 dB Escala Logarítmica: A unidade utilizada na acústica é o decibel (dB), onde 1 dB (ou 0,00002 dina/cm2) é a pressão acústica mínima audível, que varia numa escala logarítmica de acordo com a sensibilidade do ouvido humano . Este nome foi dado em homenagem a Alexander Graham Bell, e significa a “décima parte do bel”. “O ouvido humano responde a uma larga intensidade acústica, desde o limiar de audição até o limiar da dor. Por exemplo, a 1000 Hz a intensidade acústica que é capaz de causar a sensação de dor é 1012 vezes a intensidade acústica capaz de causar a sensação de audição. É visível a dificuldade de se expressar em números de ordem de grandeza tão diferentes numa mesma escala linear, portanto usa-se a escala logarítmica.”(Gerges, 2000, pg.6) Capacidade Auditiva: A partir de 0 dB somos capazes de perceber os sons. Este é o limite inferior de audibilidade, o limiar de audibilidade. Sons acima de 140 dB se transformam em uma sensação desagradável, quando não dolorosa. Este limite é chamado de limite superior de audibilidade ou umbral da dor. A capacidade de ouvir é variável conforme a freqüência. Isto quer dizer que um som de uma determinada intensidade pode não ser ouvido em uma baixa freqüência e ser perfeitamente captado em uma alta.

Ilustração 11 – Faixas de capacidade auditiva.Fonte: SILVA, pg. 55

Efeito de Mascaramento e Ruído de Fundo:

8

Os sons que ouvimos estão sujeitos a certas interferências. O ruído de fundo é todo o som que interfere na percepção do som de interesse. No caso onde houver um ruído de fundo muito elevado, o som que interessa vai necessitar de mais energia para ser percebido. O que denominamos efeito de mascaramento. O efeito de mascaramento pode: • Ser utilizado de forma a minimizar um som desagradável em um ambiente - “perfume acústico”; • Prejudicar a percepção de um som ambiente.

RUIDO E URBANISMO Crescimento das cidades = aumento da ação dos ruídos Os moradores das cidades têm seus espaços invadidos por ruído do tráfego, que mascaram os sons de seu cotidiano doméstico, dificultam a comunicação verbal e destroem a identidade sonora dos ambientes.

CONTROLE DO RUÍDO O controle e a prevenção do ruído estão divididos em: • RUÍDOS INTERNOS À EDIFICAÇÃO • RUÍDOS EXTERNOS À EDIFICAÇÃO RUÍDO DE FUNDO As atividades humanas envolvem sempre, por menor que seja, a geração de sons. Por isso os ambientes urbanos possui um “ruído de fundo”. Para que um som possa ser ouvido, é necessário que seu nível de intensidade esteja acima do nível de intensidade de ruído de fundo. 9

RUÍDOS EXTERNOS Identificar os sons e as atividades que interferem no projeto e como o projeto se insere no local sem prejudicá-lo acusticamente. Quais sons devem ser considerados ruídos? Todo indesejável à atividade de interesse. Ex:Transportes rodoviários e aéreos, indústrias, algumas atividades de recreação.

OBJETIVO: minimizar os efeitos nocivos do ruído. Como?? 1. O confinamento ou eliminação do ruído; 2. A conscientização da sociedade, para que esta entenda que um ambiente urbano acusticamente confortável faz parte do rol de direitos ao meio ambiente, sendo, portanto, uma garantia de todo cidadão; 3. A modernização da legislação ambiental, de modo a torná-la compatível com os avanços tecnológicos é mais eficaz em seu cumprimento; 4. O planejamento urbano. RUIDO X TRANSPORTES A sistematização dos transportes tem um impacto considerável no nível de ruído urbano. Cerca de 80% da energia acústica total provém da circulação de veículos automotores.

Pode-se atenuar o ruído proveniente do tráfego através das seguintes medidas: 10

• • • • • •

Sistematização da rede viária, estudo de distribuição e tração das ruas das cidades, considerando os níveis de ruído; Arborização, ajardinamento, rampas não muito íngremes, muros ou barreiras refletoras e etc; Asfaltamento e conservação das ruas existentes, assim como soldagem dos trilhos de bonde. Regulamentação do tráfego e regularização da distribuição do tráfego, descongestionando as vias intensas; Propaganda e disciplina para pedestres e motoristas; Diminuição dos ruídos dos próprios veículos.

A potência sonora emitida em uma via de circulação de veículos vai depender de uma série de fatores, quais sejam: • Número total de veículos; • Relação entre veículos leves e pesados; • Velocidade dos veículos; • Tipo de escoamento; • Inclinação da via; • Tipo de implantação.

Tabela 2 – Potência emitida por veículos: Fonte Niemeyer

Tabela 3 – Relação entre o aumento da potência em dB, o tipo de via e a inclinação da mesma. Fonte Niemeyer

ELEMENTOS QUE INFLUENCIAM A PROPAGAÇÃO SONORA VENTO Para o ar parado a queda do nível de intensidade sonora é de 6dB por cada vez que dobramos as distância entre a fonte e o receptor. Para fontes lineares (em movimento, ex: transporte rodoviário) é de 3dB. Para o ar em movimento o campo acústico é alterado. O ARQUITETO DEVE OBSERVAR A DIREÇÃO DO VENTO DOMINANTE NO LOCAL DO PROJETO A FIM DE CONHECER O COMPORTAMENTO DA ONDA SONORA EM RELAÇÃO A ELE. Para o ar em movimento o campo acústico é alterado. 1. DIREÇÃO DO VENTO IGUAL AO SENTIDO FONTE-RECEPTOR: Raios sonoros tendem a se defletir em direção ao receptor, incrementando a área de alcance e a intensidade em relação ao ar parado. 2. DIREÇÃO DO VENTO CONTRÁRIA AO SENTIDO FONTE-RECEPTOR: O movimento do ar tende a gerar uma região de sombra acústica, dificultando a propagação sonora neste sentido. 11

Fig1 – Influência do vento no sentido fonte-receptor, na propagação do som

Fig2 - Influência do vento no sentido receptor-fonte na propagação do som

TOPOGRAFIA PERFIL PLANO: A distribuição sonora tende a ser mais homogênea. O solo age como refletor. O solo revestido com grama ou elementos vegetais tende a atenuar o som refletido, em relação à pavimentação impermeável. Revestimentos de alta aderência (anti-derrapantes) provocam, geralmente, um acréscimo de 3 dB. Paralelepípedos podem provocar um acréscimo de cerca de 5 dB

No Brasil, a maioria dos materiais utilizados como revestimento de fachadas (concreto, vidro, cerâmica) possui um baixo coeficiente de absorção. O solo pode ser sempre é considerado como uma superfície refletora, sendo que os solos mais “duros” são mais refletores e os mais “macios”, mais absorventes.

TOPOGRAFIA O ruído emitido pelas fontes é filtrado pelas malhas urbanas, sofrendo alterações em sua composição ao encontrar os diversos obstáculos dentro de uma cidade. De acordo com os obstáculos encontrados o som pode ser : • Parcialmente refletido pelo obstáculo; 12

• •

Parcialmente absorvido pelo obstáculo; Parcialmente transmitido ao meio de propagação posterior ao obstáculo.

PERFIL CONVEXO: O som se distribui diferencialmente, gerando duas regiões distintas: a reflexão de acústica e a região de sombra acústica. O som é mais intenso na região de reflexão acústica. No topo do perfil, as ondas de baixo comprimento tendem a sofrer o fenômeno da difração, não alcançando a região de sombra acústica.

FIG. 04 – Propagação sonora em terreno de perfil convexo 2. PERFIL CÔNCAVO: A topografia atua como espelho refletor propiciando a concentração sonora.

Fig5 – Propagação sonora em terreno de perfil côncavo. BARREIRAS ACÚSTICAS Elementos arquitetônicos que promovem a queda de intensidade sonora. Podem ser: muros, taludes, vegetação • A utilização de materiais absorventes pode amenizar a energia sonora refletida. • A forma adotada pode direcionar os raios sonoros.

13

A relação geométrica entre a fonte e o receptor influir na proteção acústica de uma barreira.

• •

FREQUENCIAS DOS SONS: As barreiras são eficientes para sons de alta frequência. PROXIMIDADE: Quanto mais próxima da fonte, mais eficiente;

ALTURA: Quanto mais alta a região entre a projeção do raio sonoro direto incidido sobre o receptor e o topo do elemento de barreira, maior sua eficiência;

14

MASSA DA ESTRUTURA: elementos mais sólidos, com menor capacidade de vibração, são mais eficientes. Quanto maior a espessura de uma barreira, menor sua capacidade de vibração. ESTANQUEIDADE: Sons de alta frequência propagam-se facilmente por pequenas aberturas, portanto elas devem ser evitadas.

MOVIMENTO DO AR: A incidência do vento pode diminuir a eficiência de uma barreira.

A vegetação, apesar de absorvente, só funciona como barreira acústica quando utilizada através de uma extensa área.

Por exemplo: para que uma fonte ruidosa tenha uma atenuação de 10 dB(A), é necessário uma vegetação que cubra uma área de 100 m, entre a fonte e o receptor, dependendo do tipo e da quantidade de vegetação. Assim, uma vegetação “muito densa” com arbustos e árvores de grande porte podem até acarretar uma redução sonora de 7 db em 30 m.

15

Ilustração da redução da potência sonora em função vegetação. Fonte: Juliana Vervloet A vegetação pode ser utilizada como barreiras absorventes, especialmente para redução de sons de alta freqüência (sons agudos, de comprimento de onda pequeno). A utilização de vegetação tem um efeito significativo na ambiência sonora, sendo bastante otimizada quando combinada com o uso de taludes de terra. Vegetação e taludes de terra próximos as vias de tráfego provocam um redirecionamento dos ruídos das vias, evitando que através de seu curso normal atinja receptores indesejados como residências, estabelecimentos comerciais, hospitais etc. A presença de vegetação cria um ambiente mais agradável e atrativo – influenciando, inclusive, em aspectos térmicos do ambiente - , tendo impacto significativo na “ambiência sonora do espaço urbano”, ainda que com menos eficiência que barreiras artificiais.

Influência do acesso visual na percepção sonora

BARREIRAS ACÚSTICAS ARTIFICIAIS

16

As barreiras acústicas artificiais, tais como muros, placas de vidro e etc., embora mais eficientes que a vegetação e o talude, muitas vezes não são bem aceitas pelas populações vizinhas devido ao aspecto de degradação visual que alegam acarretar. Este tipo de expediente, por ser muito dispendioso, é mais comum nos países do hemisfério norte. Barreiras acústicas em estrada

Barreiras acústicas de acrílico

Barreiras acústicas de acrílico

Barreiras acústicas absorventes

RUIDO X IMPLANTAÇÃO Os mecanismos de propagação do som em uma cidade estão intimamente relacionados com fatores tão diversos quanto à divisão fundiária, a distribuição entre cheios e vazios, a forma e o estilo dos edifícios e a maneira como foram implantados e etc. A seguir, seguem-se algumas indicações de implantação, lembrando que estas implantações estão privilegiando o conforto acústico a outros critérios arquitetônicos (ver texto – Ruído e a Cidade e exemplos do livro do Egan deixados na Xerox). Podemos classificar o espaço urbano em aberto e fechado. 17

As edificações implantadas continuamente nos logradouros, formando um corredor de fachadas paralelas, propiciam o desenvolvimento de inúmeras reflexões de ruídos gerados • •

INTENSIFICAÇÃO DOS NÍVEIS SONOROS DO AMBIENTE URBANO. FORMAÇÃO DE SOMBRAS ACÚSTICAS

Os ruídos externos são capazes de se propagar para o interior das edificações em função da forma como a fonte, o meio e o receptor se integram espacialmente. Se para o ouvinte externo o espaçamento entre as edificações pode atenuar seu problema, esta alternativa pode representar, para o ouvinte interno, maior captação do ruído urbano.

Sacadas, lajes e proteções solares podem captar o ruído externo. 18

SOLUÇÃO: Revestir com material absorvedor.

Fig 7 – Influência dos elementos da fachada na recepção sonora

TOMAS DECISÕES QUANTO À IMPLANTAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DAS ÁREAS DE PROJETO: Evitar interferências das fontes de ruído sobre o projeto e cuidar para que o projeto não seja fonte de ruído para o entorno. ISOLAMENTO ACÚSTICO DO RUÍDO AÉREO URBANO: A) Distanciamento entre fonte e receptor Prever maior distanciamento entre as edificações e as vias

Zoneamento urbano em função da geração de ruído

Hierarquia de vias, permitindo um menor fluxo de automóveis, nas áreas mais sensíveis ao ruído. 19

Cul-de-sac como solução na restrição do tráfego

Fileira de árvores contribui para desacerelação dos veículos

Zoneamento das áreas internas de projeto em função de sua classificação quanto à capacidade de geração de ruído e sensibilidade ao ruído externo. Zoneamento das áreas internas de projeto em função de sua classificação quanto à capacidade de geração de ruído e sensibilidade ao ruído externo. RUIDO X ESQUADRIAS No Brasil, onde a necessidade de ventilação é grande, as esquadrias se constituem em elementos por onde o som passa, dificultando o isolamento acústico. Nas janelas, a “lei da massa” também pode ser aplicada: quanto mais “pesadas”, maior será a redução sonora. Conforme demonstrado na tabela a seguir.

Em cidades de clima tropical, a necessidade de ventilação natural e a utilização de materiais leves para a obtenção de conforto térmico, limitam o isolamento sonoro. Com isso, um dos conceitos utilizados no isolamento acústico fica limitado. Isso se dá, por exemplo, com a “lei da massa” – que estabelece que quanto mais pesada a parede, maior a capacidade de isolamento.

O Ruído e o Ser Humano: Qual a importância do conhecimento da acústica para o arquiteto? •

O arquiteto necessita desenvolver projetos cujas soluções ofereçam condições satisfatórias de: Privacidade; 20

• • • • • • • • • • • •

Boa conversação, inteligibilidade dos sons; Concentração nas atividades desenvolvidas; Descanso. Fontes sonoras consideradas mais desagradáveis são caminhões e motocicletas. Concertos de rock, a prática de certos esportes e o uso freqüente de head-phone pode provocar perdas auditivas temporárias. “Surdez profissional”, provocada pela exposição a ruídos no ambiente de trabalho, é uma das causas mais freqüentes de lesão auditiva. Barulho não afeta somente a audição, mas também o nosso comportamento. Pessoas num ambiente barulhento trabalham com menos eficiência e cometem mais erros. Os efeitos a ação do ruído variam de pessoa para pessoa. Pessoas que convivem com o barulho permanente, perto de fábricas, em casas próximas a aeroportos, às ferrovias e às rodovias, sofrem, geralmente, de índices elevados de estresse, pressão alta e depressão. O ruído que é admissível para cada indivíduo pode variar em função de hábitos, idade ... O ruído é extremamente prejudicial no período de repouso.

Como se desenvolve um projeto pensando em acústica? • • • •

Analisando o local, verificando as fontes de ruído existentes; Construindo o edifício de modo a resguardar os ambientes de sons indesejáveis; Adequando as relações espaciais internas em função das atividades; Permitindo que haja condições satisfatórias de comunicação entre usuários.

Conceito de Som Som é um fenômeno físico que consiste de uma rápida variação de uma onda de pressão num meio. A percepção do som se dá através da sensação auditiva, detectada pelo nosso sistema auditivo através dos nossos ouvidos. Características do Som Freqüência Os sons existem independentemente de nós o percebermos ou não. Por exemplo, os sons resultantes de um terremoto possuem uma freqüência tão baixa que somos incapazes de percebê-los através de nossos ouvidos - infra-som, e no entanto os instrumentos os registram. Um canto agudo de um determinado pássaro possui em seu espectro sonoro várias contribuições das altas freqüências que nós não somos capazes também de ouvi-las, enquanto os pássaros entre si os ouvem.

A gama de freqüências do som pode ser dividida nas categorias ao lado

21

Diferentes animais têm capacidades diferentes para ouvir os sons de alta freqüência. •

Gama audível para os humanos o 20 Hz- 20KHz o Diminui com a idade  Meia idade < 15 KHz

•

Ondas sonoras o Velocidade: 344 m/s (temperatura 20ºC) o Comprimentos de onda o 17 m (20 Hz)

As pessoas conseguem ouvir sons entre 20 Hz e 20 KHz. Esta gama é a freqüência audível. A banda de freqüência audível varia de pessoa para pessoa. A resposta do ouvido a altas freqüências deteriora-se com a idade. •

•

Diferentes composições do som o Natural o Fala o Música Categorias de sons o Periódicos o Não periódicos

Há diferentes composições de som, como som natural fala e música. O som pode ser também dividido em duas categorias: periódico e não periódico. Os sons periódicos são repetitivos por natureza e incluem o sibilar do vento, cantos dos pássaros e os sons de instrumentos musicais. Os sons não periódicos incluem a fala, espirros e a cair da água... A maioria dos sons são combinações complexas de ondas com diferentes freqüências e formas. Amplitude Intensidade 0 dB 25 dB 40 dB 50 dB 70 dB 90 dB 120 dB

Exemplos típicos Limiar da audição Estúdio de gravação Residência Escritório Conversação Típica Audição áudio em casa Limiar da dor 22

140 dB Música Rock A Intensidade ou amplitude do som corresponde ao barulho que chega aos nossos ouvidos.

Ao lado, pode ser vista uma relação entre a intensidade sonora (em dB) e os sons produzidos por alguns ambientes.

• • •

Através dos ouvidos é realizada a captação das mais diversas formas de som Os nossos ouvidos transformam o som em sinais que são processados pelo nosso cérebro Vamos fazer uma descrição ligeira do nosso sistema de audição 23

Sistema de audição Humana Percepção psicológica de propriedades sonoras

Qual o nível sonoro em que o som torna-se prejudicial à saúde? Sempre que possível, a fim de nos protegermos, devemos evitar a exposição num nível de pressão sonora acima de 100dB(A). Deve-se usar protetor auditivo quando expostos a níveis acima de 85dB(A), especialmente se a exposição for prolongada. Os danos na audição devido a exposição permanente em ambientes ruidosos é cumulativo e é irreversível. Exposição a altos níveis de ruído é uma das maiores causas da surdez permanente. Na figura ao lado podemos acompanhar as ondas sonoras que, ao penetrarem no ouvido, se distribuem através dos lóbulos cerebrais até serem conduzidas ao sistema nervoso central.

Neste, seguem ao longo da medula e se distribuírem para os órgãos. Ao chegarem aos órgãos manifestam-se os efeitos nocivos sob várias formas que vão das descargas hormonais à perda da audição entre outros, principalmente quando a intensidade é elevada. Efeitos fisiológicos e psicológicos sobre o homem: A poluição sonora hoje é tratada como uma contaminação atmosférica através da energia (energia mecânica ou acústica). Tem reflexos em todo o organismo e não apenas no aparelho auditivo. Ruídos intensos e permanentes podem causar vários distúrbios, alterando significativamente o humor e a capacidade de concentração nas ações humanas. Provoca interferências no metabolismo de todo o organismo com riscos de distúrbios cardiovasculares, inclusive tornando a perda auditiva irreversível quando induzida pelo ruído. 24

Efeitos Fisiológicos: • • • • • • • • • • •

Perda auditiva até a surdez permanente; Dores de cabeça; Fadiga; Loucura; Distúrbios cardiovasculares ; Distúrbios hormonais ; Gastrite; Disfunção digestivas; Alergias; Aumento da freqüência cardíaca; Contração dos vasos sangüíneos.

Efeitos Psicológicos: • • • • • • •

Perda da concentração; Perda dos reflexos; Irritação permanente; Insegurança quanto a eficiência dos atos; Embaraço nas conversações; Perda da inteligibilidade das palavras; Impotência sexual.

Deve ser observado que proteger a saúde da população é o principal objetivo de todos os esforços públicos para controlar a exposição ao ruído do indivíduo ou da comunidade. A interferência do ruído com o repouso, descanso e sono é a maior causa de incômodo. E devemos notar que a pior intervenção se dá na forma de ruído intermitente, como por exemplo: passagem de veículos pesados e passagens de aviões próximo às habitações. O ruído pode dificultar o adormecer e causar sérios danos ao longo do período de sono profundo proporcionando o inesperado despertar. Níveis de ruído associados aos simples eventos podem criar distúrbios momentâneos dos padrões naturais do sono, por causar mudanças dos estágios leve e profundo do mesmo. A pessoa pode sentir-se tensa e nervosa devido as horas não dormidas. O problema está relacionado com a descarga de hormônios, provocando o aumento da pressão sangüínea, vasoconstrição, aumento da produção de adrenalina e perda de orientação espacial momentânea. Despertar de um sono depende do estágio do sono, dos horários noturnos e matinais, idade do indivíduo entre outros fatores. Uma outra característica humana é a proteção natural aos eventos sonoros. Esta se dá quando o ser humano é previamente avisado que tal ruído ou sons elevados vão acontecer. Existe uma defesa psicológica que prepara o indivíduo para a exposição, o efeito contrário se dá exatamente quando é inesperado, é o caso do ruído se apresentar quando o indivíduo encontra-se desatento e/ou dormindo, comumente é considerado como som intrusivo. É extremamente desagradável pois, ele é pego de surpresa e não há tempo de armar sua defesa natural. Quando não queremos enxergar podemos fechar os olhos, mas não conseguimos tapar os ouvidos quando não queremos escutar ! ACUSTICA FENOMENOS SONOROS

25

Ilustração 24 – Comportamento do som em um lugar fechado.

REFLEXÃO O som que nosso ouvido percebe é uma combinação do som direto (que parte da fonte) e as subseqüentes reflexões sofridas pela onda sonora em um ambiente.

FIG. 01 – Som direto e reflexões em um ambiente.

Assim como no raio de luz, o raio sonoro refletido tem seu ângulo em relação à superfície igual ao de incidência. Entretanto, é importante ressaltar que este princípio só é válido, quando a menor dimensão do obstáculo for no mínimo 4 vezes maior que o comprimento da onda incidente.

FIG. 02 – Reflexão de raios em um espelho

Por exemplo, um som com uma freqüência de 1000 Hz corresponde a um comprimento de onda de: = c/f = 340 m/s = 0,34m 1000 Hz Neste caso o tamanho mínimo da superfície refletora deve ser de 0,34 x 4 = 1,40 m, para que o ângulo de incidência seja igual ao de reflexão, para freqüências iguais ou maiores que 1000 Hz ou cps. 26

Onde: C é a velocidade do som no ar F é a freqüência A reflexão é muito explorada em auditórios. Os espelhos acústicos colaboram na intensificação do nível sonoro. Cada vez que um raio sonoro sofre uma reflexão, ele perde energia.

FIG. 04 – Reforço e distribuição sonora.

Lembre-se: O calculo deve ser feito sempre para a menor freqüência! Ou seja, no caso de um som que varie entre 250Hz a 2000 Hz. Deve-se calcular com a freqüência de 250 Hz.

Ilustração 26 – Reflexão do som segundo a lei da reflexão. Fonte: ROSA, pg. 29

Para que a onda sonora seja refletida é necessário que o espelho acústico tenha superfície maior que o comprimento de onda emitido. Som de alta frequencia é facilmente refletido. Lugares onde há interesse na recepção sonora, deve-se tomar cuidado com as sombras acústicas.

FIG. 03 – Sombra acústica e freqüências sonoras.

ECO - REFLEXÃO Acontece quando o som refletido se distingue do som direto na percepção do ser humano. Para uma pessoa ouvir o eco de um som por ela produzido é necessário que a mesma fique afastada no mínimo 11m do obstáculo refletor, pois o ouvido humano só pode distinguir dois sons com o intervalo superior 0,06 s. 22/2 = 11 metros para sons secos; 34/2 = 17 metros para sons não muito breves. 27

Um teto muito alto pode produzir ecos, assim como salas de espetáculo pequenas com a parede oposta ao palco de material refletor (afastadas no máximo 8m da fonte sonora). Em salas com dimensões iguais ou maiores que 11m a colocação de materiais absorventes ou de anteparos intermediários podem evitar os ecos que interferem significativamente na comunicação oral, se constituindo, portanto, em um fenômeno indesejável a boa audibilidade. REVERBERAÇÃO - REFLEXÃO Em um ambiente fechado, onde ocorrem múltiplas reflexões sonoras, manifesta-se o efeito de reverberação. Ao cessar a emissão da fonte sonora, as sucessivas reflexões ainda podem ser percebidas como um prolongamento do som., fazendo com que a sua extinção no ambiente não ocorra imediatamente, mas sim após um determinado intervalo de tempo, chamado de TEMPO DE REVERBERAÇÃO. Para a concepção de uma sala onde a audibilidade do som seja satisfatória é necessário calcular o TR – tempo de reverberação – que indica o tempo ideal em função do volume da sala e do tipo de atividade a que se destina. O TR será abordado posteriormente. DIFUSÃO – REFLEXÃO O som totalmente difuso é aquele que possui a mesma pressão em todos os pontos e que tem suas ondas sonoras espalhadas por todas as direções. Isto ocorre devido às irregularidades da superfície refletora, promovendo uma distribuição mais uniforme da pressão sonora. “(...) quando há numerosas superfícies refletoras, as ondas sonoras que se cruzam, em qualquer ponto do recinto, têm praticamente todas as direções possíveis e o som se diz “difuso” ”. (Prado, 1963, pag. 55). A difusão pode ser criada de várias maneiras: • Aplicação de “irregularidades” espalhadas pelas paredes como esculturas, balcões e pilares; • Distribuição irregular e espalhada dos diferentes sistemas de tratamento de absorção sonora; • Aplicação alternada de superfícies refletoras e absorventes.

28

Ilustração 28- Exemplo painel de madeira cheio de reentrâncias, superfícies difusoras. Fonte: Autora Refração Acontece quando uma onda sonora passa de um meio para o outro, mudando seu comprimento de onda e sua velocidade de propagação (uma vez que, meios distintos possuem velocidade do som diferentes, ver item 4), mas mantendo constante sua freqüência.

Difração Este fenômeno acontece quando o som encontra frestas e obstáculos menores que seu comprimento de onda. Com isso, o som sofre um desvio e, consequentemente, um enfraquecimento, uma vez que suas ondas têm sua direção e magnitude modificadas.

29

Em arquitetura, elementos como janelas, pilares, vigas, ornamentos podem provocar a difração do som. Na figura abaixo a pequena abertura passa a funcionar como um obstáculo, modificando o direcionamento do som.

Ilustração 30 – Exemplos do fenômeno da difração do som, comportamento da frente de onda ao encontrar um obstáculo. Fonte: ROSA, pg. 29

Sons de alta freqüência (=pequeno comprimento de onda) tendem a sofrer reflexões mais comumente que os de baixa freqüência ( = comprimento de onda longo, se comparados a elementos arquitetônicos), onde comumente ocorre a difração.

EFEITOS DOS OBSTÁCULOS SOBRE AS ONDAS SONORAS

As superfícies devem ser grandes em relação ao comprimento de onda para que ocorra reflexão. Por isso que nas baixas freqüências geralmente ocorre a difração, contornando o obstáculo e continuando sua propagação.

Na difração a freqüência é mantida, porém a intensidade (amplitude) é modificada.

30

A difração é o princípio pelo qual se explica o funcionamento das “barreiras acústicas” tão importantes para o controle de ruído urbano. As barreiras acústicas são elementos que quando colocados entre a fonte e o receptor, visam proporcionar a difração das ondas sonoras. A atenuação provocada por uma barreira depende, resumidamente, de altura e da posição que ocupa em relação à fonte e ao receptor. RESSONÂNCIA Ocorre quando um corpo começa a vibrar por influência de outro corpo, na mesma freqüência deste. Os corpos devem estar em contato. Exemplo: Ao tocar o piano se colocarmos a mão sobre o mesmo sentiremos a vibração dos sons. Um vidro que se quebra quando um avião a jato passa próximo deste. ABSORÇÃO Acontece quando parte da energia sonora é absorvida por um material. A absorção produz os seguintes resultados: • Reduz a intensidade da componente reverberante (Ir) de qualquer som produzido no recinto e, analogamente, reduz o nível dos ruídos, em conjunto dentro do recinto; • Reduz o “tempo de reverberação”; • Tende a impedir a propagação dos ruídos ou quaisquer sons produzidos dentro do recinto, os quais são sempre muito intensos junto às suas próprias fontes do que em pontos distantes.

31

FIG. 05 – Incidência sonora sobre uma superfície.

Os materiais porosos e fibrosos permitem que a onda sonora penetre e se propague em seu interior. Após sucessivas reflexões sobre as paredes destes poros, a energia sonora é dissipada sob a forma de calor. O coeficiente de absorção sonora indica o poder de absorção de um material, que é a relação entre a quantidade de energia sonora absorvida e a incidente. Classificação do ruído quanto a forma de transmissão do som TRANSMISSÃO DIRETA – Ruído aéreo (RA) Quando a propagação do som se dá pelo ar do ambiente. Exemplos: voz, emissão sonora de um alto falante, de uma buzina, de um eletrodoméstico... O ruído aéreo é caracterizado pela propagação no ar, não importando o caminho que possa percorrer.

Ilustração 32– Exemplo de ruído aéreo. Fonte: ROSA, pg. 22

TRANSMISSÃO INDIRETA – Ruído de Impacto (RI) Quando a propagação do som se dá pela estrutura do entorno. Exemplos: britadeira, crianças pulando no apartamento de cima, vibração de máquinas... O ruído de impacto resulta da transmissão de energia acústica de uma fonte sonora a um material sólido com o qual esteja em contato. O som se propaga facilmente por sua estrutura já que seus elementos são rígidos e solidários uns aos outros.

32

Ilustração 33– Homem utilizando uma britadeira, exemplo de ruído de impacto. Fonte: ROSA, pg.22

Ruído Aéreo

Ruído de Impacto

Transmissão de vibração via estrutura.

Precauções para evitar os ruídos de impacto (RI): Deve ser tratado na fonte, a proteção no ambiente receptor é pouco eficiente. As fontes não devem estar em contato direto com paredes e pisos para evitar que o ruído de impacto seja transmitido para toda a estrutura. Algumas soluções para atenuar o ruído de impacto: Tratamento da base de máquinas e equipamentos com apoios elásticos como molas e sapatas de neopreme. ratar canalizações e dutos (ar condicionado, canalizações hidráulicas...) que possam transmitir vibrações revestindoos com materiais absorventes (lã de vidro, lã de rocha) e evitar, quando possível, a colocação destes dutos e canalizações em paredes de quartos. O RI e o RA pode ser simultâneo, sendo que o RA é o último a chegar aos nossos ouvidos.

33

Distinção entre campo livre e reverberante:

PROPAGAÇÃO DO SOM AO AR LIVRE X RECINTO FECHADO O som é absorvido pelo o ar! Ocorrem múltiplas reflexões nas superfícies!

34

REFLEXÃO E ABSORÇÃO DOS SONS

O som é composto pela composição entre o som direto e suas reflexões, o intervalo de tempo entre os dois depende da distância. Resumidamente, quando uma frente de onda atinge uma parede ou um obstáculo, acontecem as seguintes alterações no percurso do som parte do som é: Ilustração 2 - Esquema de uma frente de onda atingindo uma superfície qualquer. Fonte: SILVA,

1. Refletido; 2. Parte é dissipado pelo obstáculo transformando-se em energia calorífica ou mecânica; 3. O restante atravessa o obstáculo. Soma de sons de fontes distintas: Em um ambiente hipotético, onde encontrássemos fontes sonoras variadas, produzindo, respectivamente, intensidades de 92, 86, 81, 93, 88 decibéis, para obtermos o valor total da intensidade incidente sobre a sala, procederíamos da seguinte maneira: a) Primeiramente, como forma de facilitar a soma, deve-se organizar os valores das fontes em alguma ordem. Por exemplo, em ordem decrescente. Assim, ficaria: 93 dB, 92 dB, 88 dB, 86 dB, 81 dB; 35

b) Subtrai-se os dois primeiros valores: 93 – 92 = 1 dB ( = NPS1 – NPS2 ); c) Relaciona-se o resultado (1dB) obtido na subtração dos dois primeiros valores – exposta no item b) - com o valor correspondente na fileira inferior (acréscimo em dB) da tabela abaixo. Como se vê, 1dB corresponde a um acréscimo de 3 dB na maior fonte, ou seja 93 + 3 = 96 dB; d) Do valor (96 dB) encontrado, subtrai-se valor em dB emitido pela próxima fonte da ordem estipulada acima (item a) ), que é de 88 dB. Então, tem-se: 96 – 88 = 8 dB.

Tabela 1 – Tabela de valores para soma de sons distintos. e) Relaciona-se o resultado (8 dB) obtido na subtração dos dois últimos valores – exposto no item d) – com o valor correspondente na fileira inferior da tabela abaixo. Como se vê, 8 dB corresponde a um acréscimo de 1 dB na maior fonte, ou seja 96 + 1 = 97 dB; e assim deve-se proceder até a última fonte emissora.

Tabela 1 – Tabela de valores para soma de sons distintos. Propagação do som ao ar livre:

Ilustração 14 – Mecanismos mais significativos da atenuação sonora ao ar livre. Fonte: Bistafa, pg. 188.

Os fatores causadores de atenuação são: a) distância percorrida; b) barreiras no percurso; c) absorção atmosférica; d) vegetação; e) variação da temperatura; f) efeito do vento; g) umidade relativa do ar. a) Distância percorrida 36

Absorção pelo ar

Absorção pelo piso Ilustração 15 – Atenuação sonora provocada por elementos normalmente encontrados ao longo de vias. Fonte: Bistafa, pg. 218.

a) Distância percorrida: A atenuação do nível de pressão sonora pela distância depende da distribuição das fontes de ruído. a.1) Fonte pontual simples: Quando o som pode viajar sem obstáculos em qualquer direção, observa-se uma perda de 6 dB no nível de pressão sonora, a cada vez que a distância é dobrada.

37

Ilustração 16 – Propagação do som de uma fonte pontual simples. Fonte: ROSA, pg. 36

a.1) Fonte pontual simples: uma perda de 6 dB no nível de pressão sonora, a cada vez que a distância é dobrada.

b) Barreiras As barreiras podem ser consideradas quaisquer obstáculos encontrados pelo o som que possuam características de tamanho e de composição (materiais) que permitam o redirecionamento do som. Via expressa – São Paulo

38

Via expressa - Paris

Via expressa – São Paulo

BARREIRAS ACÚSTICAS O som retorna para a fonte! = reflexão

39

O som é difratado!

Sons de alta freqüência (=pequeno comprimento de onda) tendem a sofrer reflexões mais comumente que os de baixa freqüência ( = comprimento de onda longo, se comparados a elementos arquitetônicos), onde comumente ocorre a difração.

Nas barreiras acústicas, os sons agudos geralmente são refletidos, os sons graves difratados.

PROPAGAÇÃO DO SOM E BARREIRAS Edificações funcionando como barreiras!

40

RUÍDO URBANO E A INSERÇÃO DOS EDIFÍCIOS. Inserção dos edifícios e a intensificação do ruído.

Sombra acústica

PROPAGAÇÃO DO SOM E O PERFIL DO TERRENO. Em terreno plano!

Em terreno convexo!

41

Em terreno côncavo!

BARREIRAS ACÚSTICAS Túneis servindo como barreiras acústicas.

Desníveis de terreno servindo como barreiras acústicas.

Diminuição da eficiência da barreira acústica por ação do vento.

Difração para sons de baixa freqüência.

42

CALCULO DE BARREIRAS ACÚSTICAS

RUÍDO URBANO E A INSERÇÃO DOS EDIFÍCIOS. Traçado urbano com hierarquia das vias.

43

Cul-de-sac como solução na restrição do tráfego

c) Absorção Atmosférica Absorção atmosférica: “Como o ar não é um meio perfeitamente elástico, durante suas sucessivas compressões e rarefações ocorrem vários processos irreversíveis complexos de absorção sonora que dependem da freqüência” (Gerges,2000.pg.241). d) Vegetação Vegetação: Zonas de árvores, folhagens, gramas, floresta, etc. são aproveitadas para a atenuação de ruído em comunidade. Como podemos observar no gráfico a seguir:

Ilustração 20 – Atenuação para diferentes espécies de vegetação. Fonte: GERGES, pg. 245

A atenuação causada pela vegetação é geralmente maior nas altas freqüências. “Experiência feitas por Embleton e Aylor mostram que entre 160 e 450 Hz ocorre uma atenuação de até 4,5 dB/10 m de distância de árvores altas tipo Pinho e vegetação baixa densa.” (Gerges,2000.pg.246). Apesar de a vegetação fornecer pouca atenuação de ruído, ela pode servir como isolador visual do receptor, fornecendo um efeito psicológico favorável. Influência do acesso visual na percepção sonora

44

e) Variação da temperatura Variação da temperatura: Variando o nível térmico do ar alteramos a densidade do mesmo e conseqüentemente a velocidade do som no meio. O Gradiente negativo é mais comum durante o dia, quando “O ar se mostra mais aquecido nas regiões mais próximas do solo, apresentando menores temperaturas à medida que aumenta a altitude”. (Souza, Almeida, Bragança). O SOM TENDE IR PARA CIMA, CRIANDO SOMBRAS ACÚSTICAS. Ou seja, o aumento da temperatura com a altura (inversão térmica) provoca um aumento das velocidades de frente de ondas que causa a mudança de direção das ondas ascendentes, empurrando-as na direção do solo.

Ilustração 21 – Efeito de aumento da temperatura com a altura. Fonte: GERGES, pg. 244 INFLUÊNCIA DO GRADIENTE DE TEMPERATURA NA PROP. DO SOM

Gradiente negativo é mais comum durante o dia. Quando “O ar se mostra mais aquecido nas regiões mais próximas do solo, apresentando menores temperaturas a medida que aumenta a altitude”. O SOM TENDE IR PARA CIMA, CRIANDO SOMBRAS ACÚSTICAS. e) Variação da temperatura Variação da temperatura: O gradiente positivo ocorre mais durante a noite (resfriamento do solo, perda de calor por irradiação). O SOM TENDE A SE CONCENTRAR NA REGIÃO PRÓXIMA AO SOLO. Isto ocorre porque quanto maior a temperatura, maior a velocidade de propagação. Se a temperatura diminui com a altura, tem-se um comportamento oposto, ou seja, as frentes das ondas descendentes divergem afastando-se do solo e formando uma sombra acústica como indicado na figura abaixo.

45

Ilustração 22 - Efeito de diminuição da temperatura com a altura. Fonte: GERGES, pg. 244 INFLUÊNCIA DO GRADIENTE DE TEMPERATURA NA PROP. DO SOM

Gradiente positivo, ocorre mais durante a noite (resfriamento do solo, perda de calor por irradiação). O SOM TENDE A SE CONCENTRAR NA REGIÃO PRÓXIMA AO SOLO. Isto ocorre porque quanto maior a temperatura, maior a velocidade de propagação. f) Efeito do Vento Deve-se posicionar a fonte sonora na mesma direção e sentido do vento dominante, no caso de teatro de voz. Por isso, ao se projetar um teatro ao ar livre é necessário escolher a orientação do projeto em relação ao vento dominante. Se o som se propaga no sentido e na direção do vento, a velocidade final será igual à soma da velocidade do ar mais a velocidade do vento.

Ilustração 23 - Variação do caminho das ondas acústicas com o efeito de vento Fonte: GERGES, pg 245. Ao se propagar no sentido inverso do mesmo, o resultado será a diferença dos valores das velocidades. Verifica-se que a velocidade do vento aumenta em função da altura, já que próximo a terra há sempre obstáculos que criam rugosidades e retardam o efeito dos ventos. 46

Ventos com velocidade acima de 15 Km/h podem prejudicar a inteligibilidade devido à distorção do som. É formada uma zona de sombra acústica na direção de chegada do vento dificultando a percepção de ruído nesta direção. INFLUÊNCIA DO VENTO NA PROPAGAÇÃO DO SOM

PROPAGAÇÃO A SOTAVENTO = A FAVOR DO VENTO

DIREÇÃO DO VENTO = DIREÇÃO DA FONTE . A frente da onda de inclina para o solo. “Raios sonoros tendem a se defletir em direção ao receptor, incrementando a área de alcance e a intensidade em relação ao ar parado”

PROPAGAÇÃO A BARLAVENTO = CONTRA O VENTO

DIREÇÃO DO VENTO OPOSTA A DIREÇÃO DA FONTE. A frente da onde se inclina para cima e o raio sonoro se afasta do solo. “O movimento do ar tende a gerar uma região de sombra acústica, dificultando a propagação neste sentido.” g) Umidade Relativa do ar: Efeito da umidade relativa do ar: A capacidade do ar de absorver os sons é função da sua umidade relativa. Quanto maior for à umidade relativa, maior será a absorção. LEIS E COMPETÊNCIAS: a) Competência Industrial ou empresarial – regulamentada pelo Ministério do Trabalho através da portaria NR –15 que se preocupa mais com a conservação auditiva dos trabalhadores. b) Competência Urbana ou comunitária – regulamentada pelo CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente através da resolução nº1 que atende mais ao incomodo comunitário.

47

c) Além disso, existem leis a nível estadual e municipal que são fundamentadas em normas internacionais e nacionais, dentre elas, as internacionais ISO – Organização Internacional de Padrões e IEC Comissão de Eletrotécnica Internacional e no Brasil, as da ABNT. PROBLEMAS ENCONTRADOS: • •

Grandes quantidades de informações legais muitas vezes se diferem entre si e geram interpretações variadas. Contexto sócio - econômico onde são elaboradas estas normas, fazem com que certas normas que são aplicáveis a países desenvolvidos não sejam adequadas a países em desenvolvimento.

ETAPAS PARA UM PROJETO ACÚSTICO: A rotina que deveria ser incorporada aos projetos é: • Medir o nível do local ou da região para uso imediato ou para servir de base para trabalhos posteriores • Analisar as normas para aplicá-las naquele momento ou futuramente; Projetar levando em consideração: • Tratamento acústico interno e/ou externo; • Isolamento acústico a fim de barrar a transmissão sonora interna e/ou externa. • Após a execução do projeto, medir o nível sonoro para saber os ruídos reais, controle do “as built”. FATORES A SEREM CONSIDERADOS: • • •

Fatores como clima, valores culturais e a paisagem sonora de cada região podem interferir no padrão de ruído considerado confortável pelo usuário. Os estudos existentes são insuficientes para que estas diferenças sejam traduzidas em variações de zonas de conforto acústico. Atualmente o nível de ruído de fundo ideal para cada ambiente é determinado em função do tipo de atividade a que ele se destina.

NORMAS E LEIS BRASILEIRAS: Leis Brasileiras – Abreviações ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas NB – Norma Brasileira NBR – Norma Brasileira Registrada TB – Terminologia Brasileira MB – Modelo de Ensaio NB 10.152/87: ABNT Norma NB 10.152/87 – Tratamento Acústico em Recintos Fechados • •

Fixa critérios fundamentais para execução de tratamentos acústicos em recintos fechados. Determina os níveis de ruído de fundo compatíveis com ambientes diversos, estabelecendo valores, em dB (A). Estes valores estão estabelecidos de acordo com a tipologia do edifício conforme o uso geral (escolas, hospitais, residências,...) e da atividade desempenhada no ambiente em questão. 48

NB 10.152/87: Cita o tratamento acústico em recintos fechados englobando o isolamento e o condicionamento acústico, sendo que este último deve garantir um tempo ótimo de reverberação e boa distribuição do som. Indicação dos limites aconselháveis de ruído em distintos locais. Os valores mínimos indicam o nível sonoro para o conforto e o máximo o nível sonoro tolerável. Níveis superiores podem causar desconforto sem que provoquem, necessariamente danos à saúde.

49

Norma NBR 10.151 - Avaliação do ruído de áreas habitadas visando o conforto Fixa níveis de ruído que é prejudicial à saúde e ao sossego público provenientes de quaisquer atividades comerciais, industriais, sociais, recreativas e outras.

Ministério do trabalho – Portaria Federal Indicam os limites de ruído que um trabalhador pode estar sujeito (número de horas exposto ao ruído), já que a perda da capacidade auditiva pode ser proveniente da exposição a níveis de intensidade sonora muito elevados, por longos períodos de tempo. Ministério do trabalho – Portaria Federal N 3214/78

50

Indicam os limites de ruído que um trabalhador pode estar sujeito (número de horas exposto ao ruído), já que a perda da capacidade auditiva pode ser proveniente da exposição a níveis de intensidade sonora muito elevados, por longos períodos de tempo.

51