Apostila de Conforto Acústico + Exercícios

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Prof. Fernando Luiz Freitas Filho
AU143 – Conforto Ambiental Acústico
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Conforto Ambiental Acústico
• Fundamentos de Acústica;
• Transmissão Sonora;
• Mecanismos de Controle de Ruído;
• Acústica de Ambientes.
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Conforto Ambiental Acústico
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Isolamento Acústico
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Isolamento Acústico
Perda de Transmissão (PT) para paredes simples 
A condição de coincidência ocorre 
quando o comprimento da onda 
acústica projetada na estrutura é 
igual ao comprimento de onda de 
flexão livre no painel.
Normalmente a frequência de ressonância 
de painéis engastados está bem abaixo 
das frequências de interesse.
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Isolamento Acústico
O isolamento de ruído é uma maneira de atenuar a
transmissão de energia sonora de um ambiente para outro.
A grandeza física que quantifica essa energia sonora é a
Perda de Transmissão (PT). Tal valor relaciona de forma
logarítmica a energia sonora transmitida com a energia
sonora incidente em uma parede, ou seja,
onde αt é o coeficiente de transmissão acústica.
t
PT
α
1log10= PT 0 10 20 30 40
1 0,1 0,01 0,001 0,0001
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Abaixo da frequência de ressonância a perda de
transmissão é dada por:
onde:
K - rigidez
f - frequência
Perda de Transmissão em
Baixa Frequência
O coeficiente de transmissão
acústica é controlado pela
rigidez.
2,74log20 −





= f
KPT
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Perda de Transmissão em
Alta Frequência
Acima da frequência de ressonância e abaixo da
frequência crítica, a perda de transmissão é dada por:
Onde: M = massa por unidade de área;
f = frequência [Hz].
Para o isolamento acústico em frequências acima da
ressonância, é necessário o uso de materiais com alta
densidade.
4,47log20 −= fMPT O coeficiente de transmissão acústica é 
controlado pela massa.
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Perda de Transmissão em
Alta Frequência
M = ρm h
ρm = densidade superficial [kg/m2];
h = espessura da parede [cm].
4,47log20 −= fMPT
Material Densidade Superficial[kg/m2] por cm
Alumínio 26,60
Concreto 22,80
Vidro 24,70
Chumbo 112,00
Aço 76,00
Tijolo 21,00
Madeira 5,70
Fonte: Gerges (2000)
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Exercício
Calcule a perda de transmissão [PT] para as seguintes frequências: 
500 Hz, 1.000 Hz, 2.000 Hz, 4.000 Hz e 8000 Hz:
a) Parede de tijolos de 20 cm de espessura
b) Parede de concreto de 20 cm de espessura
c) Parede de vidro de 1 cm de espessura
d) Parede de madeira de 4 cm de espessura
Material ρρρρmkg/m2 / cm
Concreto 22,80
Vidro 24,70
Tijolo 21,00
Madeira 5,70
4,47log20 −= fMPT
M = ρm h
ρm = densidade superficial [kg/m2];
h = espessura da parede [cm].
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Exercício
Calcule a perda de transmissão [PT] para as seguintes frequências: 
500 Hz, 1.000 Hz, 2.000 Hz, 4.000 Hz e 8000 Hz:
a) Parede de tijolos de 20 cm de espessura
b) Parede de concreto de 20 cm de espessura
c) Parede de vidro de 1 cm de espessura
d) Parede de madeira de 4 cm de espessura
f [Hz] 500 1000 2000 4000 8000
a) PT [dB] 59,04 65,06 71,08 77,10 83,12
b) PT [dB] 59,75 65,77 71,79 77,82 83,84
c) PT [dB] 34,43 40,45 46,47 52,5 58,51
d) PT [dB] 33,73 39,75 45,77 51,79 57,82
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Perda de Transmissão em
Alta Frequência
4,47log20 −= fMPT Frequência Perda de Transmissão
500 56,6 dB
1000 62,6 dB
2000 68,6 dB
4000 74,6 dB
8000 80,6 dB
Para uma parede de tijolo de
15 cm de espessura:
M = ρm h
M = 21,00 x 15 cm = 315
Para uma parede de madeira
de 2 cm de espessura:
M = 5,70 x 2 cm = 11,4
Frequência Perda de Transmissão
500 27,7
1000 33,7
2000 39,8
4000 45,8
8000 51,8
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Exercícios sobre PT
Frequência Perda de Transmissão
500 27,6
1000 33,6
2000 39,6
4000 45,6
8000 51,6
Parede de vidro 0,5 cm
Frequência Perda de Transmissão
500 28,4
1000 34,4
2000 40,5
4000 46,5
8000 52,5
Frequência Perda de Transmissão
500 24,2
1000 30,2
2000 36,2
4000 42,3
8000 48,3
Frequência Perda de Transmissão
500 15,1
1000 21,1
2000 27,1
4000 33,1
8000 39,1
Parede de aço 0,1 cm
Parede de chumbo 0,1 cm Parede de alumínio 0,1 cm
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Perda de Transmissão
Paredes Duplas:
Onde: f = frequência
l = distância entre paredes
c = velocidade do som
Quando o argumento do seno for igual zero, ocorre a
ressonância acústica na cavidade de ar entre as paredes, o
que resultará em baixas perdas de transmissão. Por isso é
recomendado o preenchimento desse espaço com material
de absorção acústica para diminuir o efeito da ressonância.
62senlog2021 +++=
c
lfPTPTPT pi
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Perda de Transmissão
Paredes Duplas:
Perda na transmissão 
média de paredes 
duplas com diferentes 
distâncias entre painéis 
montados em caibros 
independentes.
Fonte: National Safety 
Council. In: Bistafa (2006)
62senlog2021 +++=
c
lfPTPTPT pi
αt = 1
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Perda de Transmissão
62senlog2021 +++=
c
lfPTPTPT pi
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Controle de Ruído
125 250 500 1000 2000 4000 8000
13,18 19,20 25,22 31,24 37,26 43,28 49,30
19,20 25,22 31,24 37,26 43,28 49,30 55,32
3,07 21,13 39,17 57,15 74,88 91,56 102,77
13,51 31,52 49,35 66,47 80,22 86,52 103,34
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Perda de Transmissão
Efeito de Aberturas e paredes compostas:
PT
S
S
i
i
i
i
i
=
∑
∑
10 log
α
Exemplificando: seja uma parede de 10 m2 de área com 
um furo de 0.01 m2. Supondo que o material da parede 
tenha PT = 30 dB (αt = 0.001). Para o furo, αt = 1. Então:
PT
S S
S S
dB= +
+
=
+
+
=10 10 9 99 001
0001 9 99 1 001
271 2
1 1 2 2
log log . .( . ) ( . ) ( ) ( . )α α
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Perda de Transmissão
PT
S
S
i
i
i
i
i
=
∑
∑
10 log
α
Exercício: 
Parede:
- 20 m2 de área
- PT = 30 dB (αt = 0.001)
- 2 m2 de área
- PT = 10 dB
dB6.19)2()1.0()220()001.0(
20log10log10
2211
21
=
+−
=
+
+
=
SS
SSPT
αα
1,010110101log10 10
10
=⇒==⇒== t
tt
PT α
αα
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Conforto Ambiental Acústico
Seja uma parede de tijolos de 20 cm de espessura e 10 m2 de área. 
Essa parede possui uma porta de madeira com 2 cm de espessura e 
2 m2 de área. Existe uma fresta (αt = 1) entre a porta e o caixilho da 
porta que corresponde a uma área total 0,01 m2. Considerando uma 
frequência de 1.000 Hz, determine:
• Perda de transmissão sonora da parede de tijolos;
• Coeficiente de transmissão acústica da parede de tijolos;
• Perda de transmissão sonora da porta de madeira;
• Coeficiente de transmissão acústica da porta de madeira;
• Perda de transmissão da parede composta.
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Conforto Ambiental Acústico
• Fundamentos de Acústica;
• Transmissão Sonora;
• Mecanismos de Controle de Ruído;
• Acústica de Ambientes.
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Controle de Ruído
Materiais de Absorção Sonora (mecanismo resistivo).
Neste caso, parte da energia acústica é transformada em
energia térmica através da viscosidade do ar. É o caso dos
materiais fibrosos (lã de vidro, lã de rocha, algodão, etc.) e
materiais porosos (espuma).
Dispositivo Reativo. Neste caso, a energia sonora excita
um determinado dispositivo (placas vibrantes,
ressonadores, silenciadores de escapamento de
automóveis, etc.) em uma de suas frequências naturais,
sendo que parte desta energiaé dissipada.
Dispositivo Ativo. O campo de ruído é cancelado por
outro campo sonoro igual porém com uma certa diferença
e fase.
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Absorção Sonora
Os materiais de alta absorção sonora são normalmente
porosos e/ou fibrosos. Nos materiais porosos, a energia
acústica é dissipada por múltiplas reflexões e pelo atrito
viscoso, transformando-se em energia térmica. Já nos
caso dos materiais fibrosos a energia sonora é dissipada
através do atrito entre as fibras que vibram ao incidir a
onda sonora.
Tanto o material fibroso quanto o poroso permitem a
passagem de um fluxo de ar, consequentemente é
possível a propagação da onda sonora.
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Absorção Sonora
Material Poroso Material Fibroso
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Absorção Sonora
Espuma
EPS
Lã de Rocha Lã de Vidro
Cortiça
Feltro Fenólico
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A grandeza que expressa a absorção dos materiais é o
coeficiente de absorção sonora ( α ), definido pela razão
entre a energia acústica absorvida ( Wa ) pela energia
acústica incidente (Wi ).
O valor de α varia entre 0 e 1 e depende da frequência, do
ângulo de incidência da onda sonora, tipo de campo
sonoro (difuso ou ondas planas), densidade, espessura e
estrutura interna do material.
Absorção Sonora
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Absorção Sonora
O valor de α de uma material pode ser obtido através do
Método em Câmara Reverberante, que é baseado na
influência do material de absorção no Tempo de
Reverberação.
Tempo
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Absorção Sonora
Tempo de Reverberação ótimo para banda de 1/1 oitava com
frequência central f >= 500 Hz:
Tempo
Para bandas de 
250 Hz e 125 Hz, 
multiplicar o 
valor do gráfico 
por 1,14 e 1,48, 
respectivamente.
Fonte: Gerges (2000)
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Absorção Sonora
Qual é o coeficiente de absorção sonora (α2 ) para um material que foi
analisado em uma câmera reverberante através de uma amostra de 10
m2 e cujo tempo de reverberação foi de 2 s.
Para uma câmara reverberante de 8 m x 7 m x 4 m, tem-se que:
V = 224 m3 e S = 132 m2.
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A espessura ( l ) do material de absorção sonora deve ser
escolhida em função da menor frequência, de modo a
conter ½ comprimento de onda. Para 100 Hz, a espessura
do material de absorção deveria ser de 1,7 m. Na prática,
pode-se utilizar uma configuração conforme ilustrado
abaixo:
Absorção Sonora
Fonte: Gerges (2000)
Bons resultados 
também podem 
ser obtidos com 
espessura de ¼ 
de comprimento 
de onda!
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Dispositivos Reativos
São dispositivos mecânicos cujo princípio de
funcionamento é baseado na perda da energia sonora
durante a reflexão das ondas sonoras incidentes. Suas
características acústicas são determinadas por suas
formas geométricas.
Existem vários tipos de dispositivos reativos, como por
exemplo câmaras de expansão utilizadas em silenciadores
de automóveis; painéis de membrana e perfurados,
utilizados para controle do tempo de reverberação em
câmaras reverberantes; ressonadores de Helmholz, etc.
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Dispositivos Reativos
Ressonadores de Helmholz: utilizado para
controle de ruído em baixas frequências.
V
Área S
Fonte: Bistafa (2006)
Ressonador SoundBlox
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Dispositivos Reativos
f
M dm
=
50
M = Massa por unidade de área
( )f
P
d t Dp
=
+
5080
0 8,
P = Percentual de área aberta
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Dispositivos Reativos
Painel de Membrana
Painel de 
Chapa 
Perfurada
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Referências Bibliográficas
BISTAFA, Sylvio R. Acústica aplicada ao controle de ruído.
São Paulo: Edgard Blücher, 2006.
FREITAS FILHO, Fernando L. Apostila do curso de
fundamentos de acústica. Joinville: Whirlpool, 1998.
GERGES, Samir N. Y. Ruído: fundamentos e controle. 2.
ed. Florianópolis: NR, 2000.