Conceitos Fisicos do Som e do Ruido

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“Conceitos físicos do Som” e
“O Ruído”
Conforto Ambiental II
Faculdade Maurício de Nassau
Graduação em Arquitetura e Urbanismo
por Larissa Tollstadius
Estrutura da Aula
1. O que é som?
2. Ondas sonoras
2.1 Período
2.2 Frequência
2.2 Comprimento de onda
2.3 Amplitude da onda
3. Velocidade do som
4. Intensidade e Alcance do som
5. Mascaramento do som
6. Fenômenos sonoros
5.1 Difração
5.2 Refração
5.3 Ressonância
5.4 Reflexão
5.5 Reverberação
5.6 Eco
7. Inteligibilidade
8. Ondas estacionárias
9. O Decibel
10. Atenuação do som devido a distância
Primeira parte: “Conceitos Físicos do Som”
Segunda parte: “O ruído”
1. O que é ruído?
2. Efeitos do ruído sobre o homem
3. Ruído aéreo
4. Ruído de impacto
5. Verificação de níveis de ruído
6. O Decibel A: dB (A)
7. Níveis de ruído aceitáveis
8. Dose de ruído
1ª parte: “Conceitos físicos do Som”
Segundo o dicionário Aulete:
sm.
1. Fís. Vibração que se propaga pelo ar e que pode ser percebida pela audição
2. Tudo o que é percebido pela audição, que se pode ouvir; BARULHO; 
RUÍDO [ antôn.: Antôn.: silêncio. ]
1. O que é som?
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Segundo Carvalho (2010, p.26):
“O som é toda vibração ou onda mecânica gerada por um corpo 
vibrante, passível de ser detectada pelo ouvido humano.
(...)
O som requer um meio qualquer para se propagar (sólido, líquido ou 
gasoso). Dessa forma, pode-se concluir que o som não se propaga no 
vácuo.”
06/86
Segundo CARVALHO (2010, p.26):
“O som é toda vibração ou onda mecânica 
gerada por um corpo vibrante, passível de 
ser detectada pelo ouvido humano.
(...)
O som requer um meio qualquer para se 
propagar (sólido, líquido ou gasoso). Dessa 
forma, pode-se concluir que o som não se 
propaga no vácuo.”
Comparando as duas definições:
Segundo o dicionário AULETE:
sm.
1. Fís. Vibração que se propaga 
pelo ar e que pode ser percebida 
pela audição
07/86
PERCEPÇÃOPROPAGAÇÃOVIBRAÇÃO
MEIO OUVIDO
Palavras-chave:
Para essa disciplina, trabalharemos com o seguinte conceito:
O som é uma VIBRAÇÃO que se PROPAGA por um MEIO físico. O 
som é PERCEBIDO pelo OUVIDO humano.
08/86
A VOZ E
AS CORDAS DA
GUITARRA
VIBRAM, 
PRODUZINDO
SOM.
09/86
NEM SÓ DE MÚSICA VIVE O SOM
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Afinal, qual é a diferença entre som e ruído?
O ruído é um tipo de som.
O ruído é um som indesejável: barulho do trânsito, de um avião 
passando, de uma casa de show em uma área residencial, etc.
11/86
2. Ondas Sonoras
A vibração que “cria” o som, 
chamamos de onda sonora.
A onda sonora é o movimento de 
compressão e rarefação das 
moléculas do meio. 
COMPRESSÃO: As moléculas (do ar) se aproximam.
RAREFAÇÃO: As moléculas (do ar) se afastam.
12/86
Qual seria a aparência de uma onda sonora?
13/86
Moléculas 
afastadas Moléculas 
comprimidas
15/86
16/86
Como a Física representa a onda sonora?
Lembrando que a onda 
sonora é o movimento de 
COMPRESSÃO e RAREFAÇÃO
das moléculas do meio. 
COMPRESSÃO
RAREFAÇÃO
Através de curvas senoidais em um gráfico de Pressão x Tempo
18/86
Através de curvas senoidais em um gráfico 
de Pressão x Tempo
Como a Física representa a onda sonora:
O que é uma curva senóide?
É uma curva derivada de uma função seno.
Apenas para quem ficar curioso...
A função seno que representa uma onda sonora é:
p = P sen (2 π ft)
Onde:
p é a pressão acústica
P a amplitude máxima
f a frequência
t o tempo.
19/86
2.1 Período
Período é o intervalo de tempo necessário para que se complete um ciclo (ou 
uma oscilação).
Exemplo:
T
Sendo T, o período:
T= 0,0025s
O Período geralmente é 
medido em segundos (s).
20/86
0,0050
Tempo (s)
0,01000,0000
P
re
ss
ão
Exercício:
Qual é período da onda sonora representada a seguir?
T
Sendo T, o período:
T= 0,0050s
21/86
Frequência é o número de oscilações que ocorrem em 1 segundo.
A frequência é medida em 
hertz (Hz).
2.2 Frequência
22/86
Período e frequência são inversamente proporcionais.
Sendo:
f = frequência
T = período
Exemplo:
f = ?
T = 0,0025 s
23/86
0,0050
Tempo (s)
0,01000,0000
P
re
ss
ão
Exercício:
Qual é a frequência da onda sonora representada a 
seguir?
f = ?
T = 0,0050 s
24/86
2.2.1 Classificação das ondas sonoras quanto a frequência
Na acústica arquitetônica trabalhamos com o intervalo de 20 Hz à 20.000 Hz.
25/86
Sons de maior frequência correspondem a sons agudos.
Sons de menor frequência correspondem a sons graves.
http://www.buttonbass.com/index.php
26/86
Exemplo:
0,1
distância (m)
0,20,0
P
re
ss
ão
2.2 Comprimento de onda
Comprimento de onda (λ) é a distância percorrida pela onda em um ciclo.
λ
λ
λ
λ = 0,1m
27/86
0,2 0,40,0
distância (m)
Exercício:
Qual é o comprimento da onda a seguir?
λ = 0,2m
28/86
2.3 Amplitude da onda
A amplitude do som está diretamente ligada ao volume e à intensidade sonora. 
A amplitude da onda sonora pode ser medida em dB (decibeis)
- Quanto maior a Intensidade Sonora, maior a Amplitude da onda sonora e
maior a energia transmitida ao meio de propagação do som;
- Quanto menor a Intensidade Sonora, menor a Amplitude da onda sonora e
menor a energia transmitida ao meio de propagação do som.
O volume do som aumenta na 
proporção que a amplitude de uma 
onda sonora aumenta.
A amplitude é uma descrição da potência da onda sonora.
29/86
Exemplo:
P
re
ss
ão
 (
d
B
)
1
0
0
0
A = 10 dB
A
30/86
Quadro-resumo
Fenômeno sonoro Símbolo Definição
Período T O intervalo de tempo necessário para que 
se complete uma oscilação.
Frequência f O número de oscilações que ocorrem em 1 
segundo.
Comprimento de onda λ A distância percorrida pela onda em um 
oscilação.
Amplitude da onda A É uma descrição da potência da onda 
sonora.
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3. Velocidade do som
C = velocidade de propagação do som
No ar, a 20°C e ao nível do mar, C = 343m/s.
A velocidade de propagação do som:
- é diretamente proporcional à temperatura;
- é diretamente proporcional à umidade;
- não sofre influência da pressão atmosférica;
- não varia com a frequência.
(CARVALHO, 2010, p.28)
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A velocidade de propagação (C) está relacionada ao comprimento de onda (λ) 
ao período (T):
Lembram das aulas de física no colégio?
Qual é a fórmula da velocidade?
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Porém...
Como a velocidade do som no ar, nas mesmas condições de pressão e temperatura 
é sempre a mesma, para os cálculos de acústica geralmente adotamos que C = 
340m/s.
E invertemos a fórmula:
Concluímos então que
O comprimento de onda é o produto da velocidade de propagação pelo período
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35/86
0,0050
Tempo (s)
0,01000,0000
P
re
ss
ão
36/86
4. Intensidade e alcance do som
Intensidade sonora “é a energia com que o som chega ao receptor, energia 
essa que não altera a frequência do som” (CARVALHO, 2010, p.28).
Como vimos antes, a intensidade varia de acordo com a amplitude
Intensidade sonora, medida em W/cm², é a quantidade de energia sonora 
(medida em W) que atravessa um cm² de área perpendicular a direção em que o 
som se propaga (SILVA, 1971, p.42).
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5. Mascaramento do som
“Consiste na sobreposição de sons, ou seja, dois ou mais sons percutem ao 
mesmo tempo no mesmo ambiente e se ‘embaralham’, dificultando sua 
identificação.”
O som de maior intensidade se sobrepõe ao de menor intensidade.
(CARVALHO, 2010, p.28).
38/86
6. Fenômenos Sonoros
Conheceremos 6 fenômenos sonoros:
1. Difração
2. Refração
3. Ressonância
4. Reflexão
5. Reverberação
6.Eco
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6.1 Difração
“Consiste na propriedade que uma onda sonora possui de transpor obstáculos 
posicionados entre a fonte sonora e a recepção, mudando sua direção e 
reduzindo sua intensidade” (CARVALHO, 2010, p.30).
Quando acontece difração do som na arquitetura?
Sempre que o som encontra um anteparo.
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41/86
6.2 Refração
“Recebe o nome de refração a mudança de direção que uma onda sonora sofre 
quando passa de um meio de propagação para outro.
Essa alteração de direção é causada pela brusca variação de velocidade que 
sofre a onda” (CARVALHO, 2010, p.30).
Quando acontece refração do som na arquitetura?
Sempre que o som atravessa um anteparo.
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6.3 Ressonância
“Vibração de determinado corpo por influência da vibração de outro, na mesma 
faixa de frequência.
Superfícies rígidas de pequenas massas, ao vibrarem por essa influência tendem 
a se quebrarem: um copo de cristal ao som de um violino ou a vidraça de uma 
janela, ao ruído de um avião a jato” (CARVALHO, 2010, p.30).
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6.4 Reflexão
“Assim como para qualquer outra onda, as ondas sonoras, ao atingirem um 
obstáculo fixo, como uma parede, são refletidas.
A reflexão do som acontece com inversão de fase, mas mantém a mesma 
velocidade de propagação, mesma freqüência e o mesmo comprimento de onda 
do som incidente.
Um efeito muito conhecido causado pela reflexão do som é o efeito de eco. Que 
consiste na reflexão do som que bate em uma parede afastada.”
45/86
“O ângulo de reflexão do raio sonoro é sempre igual ao ângulo de incidência, em 
relação à tangente no ponto dado” (SIMÕES, 2011).
Na figura, observa-se a dispersão do som produzida por uma superfície convexa e a 
concentração produzida por uma superfície côncava, comparadas com as reflexões 
produzidas por uma superfície plana e lisa. 
Essa concentração do som produz focalizações e distorções indesejadas. Em espaços 
onde o comporta- mento acústico é importante deve-se evitar as superfícies 
côncavas.
46/86
As reflexões chamadas curtas, que chegam à orelha dentro do intervalo de 50 
milissegundos, são as que contribuem para uma melhor compreensão das palavras, 
e são as que devem ser buscadas no projeto arquitetônico; normalmente as 
reflexões laterais são as mais adequadas.
Reflexões num intervalo de tempo maior do que 50 milissegundos, são chamadas 
de Eco.
Adiante veremos melhor o conceito de eco.
47/86
6.5 Reverberação
“Consiste no prolongamento necessário de um som produzido, a título de sua 
inteligibilidade em locais mais afastados da fonte produtora. Isso se dá 
basicamente em recintos fechados.
Esse prolongamento deverá ser maior quanto maior for a distância entre a fonte 
e a recepção, ou ainda, quanto maior for o volume interno do recinto” 
(CARVALHO, 2010, p.32).
Destaquem:
A reverberação será maior quanto maior for o volume interno do recinto.
A reverberação é o resultado de múltiplas reflexões do som em diversas direções, 
com diversos tempos de atraso.
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6.6 Eco
“O eco é um fenômeno que acontece quando o som, refletido por uma ou mais 
superfícies, retorna a um mesmo receptor num intervalo de tempo maior que 
1/15 segundo.” (CARVALHO, 2010, p.33)
Em recintos fechados, se o prolongamento do som (reverberação) for além do 
necessário, teremos aí estabelecido um eco.
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Uma das soluções possíveis para anular o eco, é o rebaixamento do forro. 
Na figura, percecebe-se que o 
rebaixamento do forro 
proporcionou a diminuição do 
percurso do raio refletido, 
eliminando o eco das primeiras 
filas.
Por quê?
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Quadro-resumo
Fenômeno sonoro Definição
Difração A onda sonora desvia de um obstáculo. Muda sua direção e 
diminui sua intensidade.
Refração A onda passa de um meio para o outro. Muda de 
velocidade e direção.
Ressonância Uma fonte emite um som de frequência igual à frequência 
de vibração natural de um receptor.
Reverberação A reverberação é o resultado de múltiplas reflexões do som 
em diversas direções, com diversos tempos de atraso.
Eco O som retorna a um mesmo receptor num intervalo de 
tempo maior que 1/15 segundo
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7. Inteligibilidade
A inteligibilidade reflete o grau de entendimento das palavras em um espaço.
8. Ondas estacionárias
O fenômeno das “ondas estacionárias” “consiste na superposição de duas ondas 
de igual frequência, mesma amplitude, mesmo comprimento, mesma direção e 
que se propagam em sentidos opostos” (CARVALHO, 2010, p.34). 
As ondas estacionárias produzem uma sensação de desconforto auditivo.
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9. Decibel
O bel é a unidade de intensidade física relativa ao som.
O Decibel (dB) equivale à décima parte de um bel.
O Decibel é uma escala logarítmica.
O que isso significa e no que isso influencia?
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O Decibel é uma escala logarítmica.
O que isso significa e no que isso influencia?
Como o ouvido humano é muito sensível podemos ouvir uma gama enorme de 
sons. Se medíssemos o nível sonoro em Potência (W/m²) trabalharíamos com 
números muito grandes. Por exemplo, o som do motor a jato é cerca de 1 trilhão 
de vezes mais potente do que o menor som audível.
A escala logarítmica trabalha com potências.
De modo que na escala decibel, “um som 10 vezes mais forte tem 10 dB, um 
som 100 vezes mais forte do que o próximo ao silêncio total tem 20 dB e 
conseqüentemente, um som mil vezes mais forte do que o próximo ao silêncio 
total tem 30 dB”.
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Como somar decibéis?
Como o dB é uma escala logarítmica, valores em dB não podem ser somados 
algebricamente.
Por exemplo:
70dB + 80dB ≠ 150 dB
Então, como proceder?
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Exercício
50dB + 30dB = ?
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Aplicativos para smartphone com calculadoras “acústicas”
Acoustical 4 (Android e Iphone)
https://play.google.com/store/apps/details?id=santi.android.Acoustical4
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Acústica pacote de engenharia
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.sis.acousticspack
58/86
Acoustics Basics
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.fpc.AcousticsBasics
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10. Atenuação do som devido a distância
O som, ao se propagar, perde energia, devido a dois fatores:
- Dispersão das ondas - cada vez que se dobra a
distância da fonte a intensidade diminui 6 dB.
- Perdas entrópicas - As variações de pressão
da onda sonora fazem que parte da energia se
transforme em calor.
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À distância (Professor-Aluno) de 1 m, a energia ou intensidade da voz mede cerca de 
60 dB. Entretanto, cada vez que essa distância é dobrada, o som diminui 6 dB. Assim, 
para um aluno sentado a 2 m do Professor, a intensidade do som é de 54 dB mas, a 4 
m, é de apenas 48 dB (vide figura abaixo, mas seguindo as linhas horizontais que 
partem da escala vertical e não a linha vermelha).
Exemplo
2ª parte: “O ruído”
1. O que é ruído?
Segundo Carvalho (2010):
“Tecnicamente pode-se dizer que ruído é uma oscilação intermitente/aleatória” .
Segundo o dicionário Aulete:
1. Acús. Som produzido pela queda de um corpo.
2. Acús. Barulho provocado pelo choque ou atrito de objetos, pelo 
funcionamento de máquinas etc.; BARULHO
3. Acús. Qualquer som, esp. os prolongados e/ou indistintos; rumor contínuo e 
intermitente, bulício.
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Comparando as duas definições:
Segundo o dicionário Aulete:
3. Acús. Qualquer som, esp. os 
prolongados e/ou indistintos; rumor 
contínuo e intermitente, bulício.
Segundo Carvalho (2010):
“Tecnicamente pode-se dizer que 
ruído é uma oscilação 
intermitente/aleatória” .
Ok, mas o que é mesmo “intermitente”?
Segundo o dicionário Priberam, intermitente é:
Adj.
2. Cujos intervalos são desiguais.
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Para essa disciplina, trabalharemos com o seguinte conceito:
O RUÍDO é um SOM INTERMITENTE e DESAGRADÁVEL.
64/862. Efeitos do ruído sobre o homem
Malefícios a saúde:
- perda parcial (e até mesmo total) da audição;
- problemas gastrointestinais e cardiovasculares decorrentes das sucessivas 
contrações musculares;
- problemas respiratórios e de secreções hormonais;
- distúrbios no sistema nervoso
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Dia Internacional de conscientização sobre o ruído - 24 de abril
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68/86
1. Fico exposto horas a sons muito intensos sem usar protetor 
auditivo (boates, máquinas industriais, veículos ruidosos).
2. Tenho dificuldade de entender as pessoas (“escuto, mas não 
entendo”). Minha família reclama que o “volume“ da TV está alto.
3. Quando estou em ambiente silencioso, escuto um zunido parecido 
com um “grilo”.
4. Tenho dificuldade de localização da fonte sonora (não sabe de onde 
vem um som).
5. Não suporto lugares com som “alto” ou com muitas pessoas 
falando.
6. Tenho dificuldade para dormir depois de ficar exposto a sons 
intensos.
7. Tenho plenitude auricular (sensação da orelha tapada ou cheia). 
Estou sendo vítima do ruído?
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3. Ruído aéreo
“Como o próprio nome define, é o ruído transmitido através do ar: vozes, 
buzinas, etc” (CARVALHO, 2010, p.43).
“Em geral, isola-se o ruído aéreo com elementos verticais, tais como paredes, 
esquadrias e antecâmaras” (SIMÕES, 2011, p.42).
4. Ruído de impacto
“Ruído decorrente de qualquer percussão sobre um sólido (ou membrana 
flexível): queda de objetos, marteladas, passos, tambor e outros” (CARVALHO, 
2010, p.44).
70/86
5. Verificação dos níveis de ruído
Para se verificar os níveis de ruído, utiliza-se um aparelho de medição chamado 
decibelímetro ou “medidor digital de intensidade sonora”.
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5.1 Nível de ruído
72/86
O Decibel A: dB(A)
Sensibilidade do ouvido humano em função da frequência.
Curva de ponderação A.
“A aferição em dB(A) é aceita internacionalmente como o valor que mais se 
aproxima da sensação de audibilidade humana (ouvido padrão) produzida pela 
música, palavra e ruídos que não evidenciem tons predominantes” (CARVALHO, 
2010, p.47).
73/86
7. Níveis de ruído aceitáveis
74/86
7.1 NBR 10152
75/86
O que são dB(A)?
76/86
7.1.1 O Decibel A: dB(A) e as curvas de ponderação
As curvas de ponderação “surgiram 
devido ao fato do ouvido humano não 
ser igualmente sensível ao som em todo 
o espectro de freqüências.
Um ser humano exposto a dois ruídos 
iguais em intensidade, porém distintos 
em freqüência, terá uma sensação 
auditiva diferente para cada um deles.
Um som de baixa freqüência é 
geralmente menos perceptível do que 
um de alta frequência.
A curva de compensação A é a mais 
indicada para estudo dos incômodos 
provocados pelo ruído, tendo em vista 
os níveis de pressão sonora e as faixas 
de freqüências predominantes.”
(CALIXTO)
Ponderação
Sf.
6. Mat. Peso us. para multiplicar certas grandezas, a 
fim de lhes dar maior ou menor importância
(Aulete)
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78/86
O A será utilizado no caso de sons de pouca intensidade, o 
B para médios e o C para altos.
Exemplo:
“De acordo com a curva A, um som 
de 100 Hz é percebido como 19,1 
dB menos intenso do que um som 
de mesma intensidade de 1000 
Hz.”
(CALIXTO)
78/86
O "A" será utilizado no caso de sons 
de pouca intensidade, o B para 
médios e o C para altos.
O que é NC?
79/86
7.1.2 Noise Criteria
“As curvas Noise Criteria - NC, estabelecidas por Beranek (1993), tem origem nas 
curvas Noise Reduction- NR, porém, apresentam um avanço em relação às últimas, 
pois consideram a perturbação produzida na comunicação verbal. 
Os valores das curvas NC, (...), apresentadas a seguir, permitem classificar o ruído, 
por um só número, correspondente à curva NC de maior valor atingido pelo ruído, 
conforme sua distribuição espectral. 
As formas das curvas (ascendentes em direção das freqüências baixas) refletem o 
incremento da sensibi- lidade da orelha humana com o aumento da freqüência, o 
que significa dizer que se escutam melhores os ruídos agudos do que os médios e os 
graves”. 
80/86
12/40
27dB
36dB
45dB
33dB
8. Dose de ruído
Nos termos da Legislação de Segurança, Higiene e Medicina do Trabalho (NR 15 
e 17), estabeleceu-se que:
1. Não é permitida a exposição a níveis de ruído superiores a 115 
dB(A) para indivíduos que não estejam adequadamente 
protegidos.
2. O limite de tolerância aos ruídos de impacto é de 130dB 
(linear) quando avaliados com equipamento apropriado. 
82/86
O ministério do trabalho estabelece limites de tolerância para exposição aos 
ruídos, variando de acordo com o nível de ruído e o tempo .
83/86
Para saber mais:
CARVALHO, Régio Paniago. Acústica Arquitetônica. Thesaurus, Brasília, 2010.
CALIXTO, Alfredo. Vibração, som e luz: Conceitos fundamentais.
SILVA, Pérides. Acústica Arquitetônica. 1971
SIMÕES, Flávio Maia. Acústica Arquitetônica. Procel Edifica, Rio de Janeiro, 2011.
Pro Acústica – Associação Brasileira para a Qualidade Acústica
http://www.proacustica.org.br
84/86
Bom Final de semana!