AULA MATERIAIS acusticos

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Materiais
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Conceitos para acústica arquitetônica
Marcelo Portela – LVA/UFSC
LEMBRANDO...
ISOLAMENTO ACÚSTICO
Capacidade de certos materiais formarem uma barreira, impedindo que a onda 
sonora passe de um recinto a outro
Problema =“vazamento” de sons de um ambiente para outro: uso de materiais “densos”,
como o concreto, o vidro, o aço, etc.
ABSORÇÃO ACÚSTICA 
Minimiza a reflexão das ondas sonoras num mesmo ambiente.
Diminui o nível de reverberação 
Problema = falta de inteligibilidade dentro de um ambiente:
uso de fibras e/ou espumas de poros abertos
Os materiais de “tratamento” muitas vezes são 
erroneamente descritos como sendo materiais de 
“isolamento sonoro”. 
Em busca do equilíbrio
Materiais disponíveis para tratamento acústico 
Classificação (função que pode desempenhar):
�Isolantes 
�Refletores
�Difusores
�Absorventes 
Cronograma
� Coeficiente de absorção sonora
� Revisão tipos de materiais de absorção
� Exemplos comparativos� Exemplos comparativos
Coeficiente de absorção sonora (α)
Relação entre a quantidade de energia sonora que é absorvida pelo material e 
aquela que sobre ele incide (varia entre 0 e 1). 
α = Ia / Ii
onde
I = intensidade sonora absorvida (W/m2)Ia = intensidade sonora absorvida (W/m2)
Ii = intensidade sonora incidente (W/m2)
A absorção sonora total em uma sala pode ser expressa como:
A = S1 α1 + S2 α2 + .. + Sn αn = ∑ Si αi
onde
A = absorção na sala (m2 Sabine)
Sn = área de superfície interna de determinado material "n" (m2)
αn = coeficiente de absorção de determinado material "n"
�Material com α = 0,10 � absorve 10% da energia que incide sobre ele 
�Material muito reflexivo (por exemplo, mármore polido) � α quase 
nulo (0,01 ou 0,02) 
�Os materiais ditos "absorvedores" têm α superior a 0,5 
Aspectos importantes de “α”
�Os materiais ditos "absorvedores" têm α superior a 0,5 
� Às vezes, em catálogos, valores de α > 1,0 
(valores irreais que se devem unicamente à metodologia da sua 
determinação e que não devem ser usados em cálculo)
�O valor de α para um dado material varia com a freqüência do som 
incidente
αm = A / S
onde
αm = coeficiente de absorção médio
A = absorção total da sala (m2 Sabine)
Coeficiente de absorção médio “αm”
A = absorção total da sala (m2 Sabine)
S = área interna total da sala (m2)
“classes de absorção sonora”: 
• A (αm > 0,90)
• B (0,80 < αm < 0,85) 
• C (0,60 < αm < 0,75) 
• D (0,30 < αm < 0,55)
• E (0,15 < αm < 0,25) 
• não classificado (αm < 0,10)
Podem agrupar-se em três categorias (atuam em diferentes faixas de 
frequências): 
• Porosos e fibrosos (mais eficazes nas altas frequências)
• Ressoadores (mais eficazes nas médias frequências)
Materiais e sistemas absorvedores sonoros
• Ressoadores (mais eficazes nas médias frequências)
• Membranas (mais eficazes nas baixas frequências)
Aspectos construtivos
1. Camada porosa sobre parede rígida
2. Camada porosa com revestimento perfurado
3. Placas acústicas perfuradas 
4. Placas acústicas estriadas
Aspectos construtivos
5. Membrana vibrante sobre estrutura de madeira
6. Placas de ressonância de Helmholz
7. Placas de ressonância com fendas
O mecanismo baseia-se na existência de caminhos abertos 
Fibras soltas e afastadas �pouca energia perdida em calor
Fibras concentradas � não haverá penetração no material e o 
MATERIAIS POROSOS E FIBROSOS
Fibras concentradas � não haverá penetração no material e o 
movimento do ar não gerará fricção suficiente para ser eficaz. 
Entre estes dois extremos estão os bons materiais absorvedores 
sonoros.
A sua eficácia depende essencialmente da densidade e da espessura.
Sua capacidade em dissipar a energia nos seus poros pode ser 
prejudicada se tais poros forem pintados! 
(embora seja possível, com técnicas e materiais adequados)
São mais eficazes quando colocados em pontos que correspondam a 
máximos da velocidade das partículas do ar = a 1/4 λ de uma 
MATERIAIS POROSOS E FIBROSOS - dicas
máximos da velocidade das partículas do ar = a 1/4 λ de uma 
superfície reflexiva! 
Tecidos e cortinas – depende do peso específico, do franzido com que cobrem 
a superfície e da distância à parede.
Massas porosas (granulados minerais jateados) –massa específica de 150 
(+/- 15) kg/m3 e têm um excelente comportamento acústico.
MATERIAIS POROSOS E FIBROSOS - tipos
Fibras minerais - lã de rocha, de vidro, etc. Varia em função do efeito da sua 
espessura, densidade e largura. A densidade indicadas entre 40 a 100 kg/m3.
Materiais plásticos - Poliuretano expandido, poliestireno expandido ou 
espumas flexíveis de poliuretano.
Aglomerados de cortiça - Aglomerado composto (espessura de 3 a 6 mm) ou 
aglomerado negro (espessura de 20 a 40 mm). 
Aglomerados de fibras de madeira e de côco – ainda pouco estudo
MATERIAIS POROSOS E FIBROSOS
MATERIAIS POROSOS E FIBROSOS – Lãs minerais
As fibras minerais podem apresentar-se sob a forma de placas flexíveis e 
pouco densas, protegidas por película de polietileno e preparadas para serem 
suspensas.
MATERIAIS POROSOS E FIBROSOS - tipos
Absorsores suspensos no teto
Sistemas formados por cavidades (de paredes rígidas) tendo uma 
abertura estreita (a forma clássica é uma garrafa vazia).
RESSONADORES
A freqüência de ressonância deste sistema depende do volume da 
cavidade e das outras dimensões geométricas. 
Os ressoadores podem funcionar através de um painel perfurado a 
alguma distância de um elemento de suporte, vertical ou horizontal, 
rígido.
RESSONADORES
O aumento da taxa de perfurações aumenta a eficácia até atingir o seu 
máximo, cerca dos 25%. A partir desse valor o comportamento do 
painel fica controlado pelo efeito de porosidade do material 
absorvedor no interior.
A zona de eficácia do sistema pode ser ampliada (em frequência) pela 
inclusão de material absorvedor sonoro na caixa de ressonância, 
embora se perca em amplitude de absorção.
Sistemas que absorvem as ondas sonoras através de: 
� vibração de sua estrutura (áreas - não furadas - de painéis finos, em 
geral, de madeira ou PVC) 
� perdas de calor por fricção nas suas fibras quando o material entra em 
flexão
O sistema absorve energia para aquela freqüência do som incidente que 
MEMBRANAS
O sistema absorve energia para aquela freqüência do som incidente que 
corresponda à sua freqüência natural de vibração. 
MEMBRANAS
Membrana vibrante 
sobre estrutura de madeira
O ar absorve pouca energia nas baixas freqüências, mas nas altas 
freqüências a absorção é considerável. 
Depende da umidade relativa, da presença de partículas de fumo e de 
impurezas. Em locais muito poluídos o som parece abafado a uma 
certa distância, pois o nível das altas freqüências é reduzido. 
ABSORÇÃO DO AR
certa distância, pois o nível das altas freqüências é reduzido. 
O efeito é significativo a partir de 2kHz.
Se para salas pequenas o efeito pode ser ignorado, em salas grandes 
deve-se considerar o efeito da absorção do ar equivalente a uma área 
absorvente que depende do volume da sala.