Curso Acústica Módulo01

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Conforto Ambiental
MÓDULO 01 
CONCEITOS FÍSICOS DO SOM e ASPECTOS HISTÓRICOS
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 O ruído repercute:
Os sons resumem-se a :
Barulho (som indesejado – ex: algazarra de crianças);
Ruído – Mistura de tons cuja freqüência difere entre si (som ventilador);
Som musical e a voz ou palavra falada (voz);
Como Isolar um ambiente?
Utilizando fechamentos pesados – vibram pouco;
Utilizando fechamentos tipo sanduíche – materiais pesados + materiais porosos (para efeito de amortecimento, pode circunscrever a energia ao seu interior, dissipando-a, antes que se reflita ou se transmita para o ambiente) + materiais pesados;
1- Conceitos Básicos – Porque o ruído faz mal?
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 O ruído repercute:
No aparelho auditivo – trauma acústico (temp. ou permanente);
Nas atividades do cérebro – indivíduo necessita de 20% a mais de energia para efetuar tarefas com intenso barulho;
Em vários órgãos – ação reflexa (influenciando pressão arterial, composição hemática, perda de equilíbrio e vômitos);
Atividade física e mental;
PROBLEMAS ACÚSTICOS, EM GERAL, SÃO DE 2 NATUREZAS LEGAIS:
	- Relativos à indústria – Ministério do trabalho Portaria 3214/78, NR15 e anexos 1 e 2 (preocupa-se com a conservação auditiva dos trabalhadores);
	- Relativos ao cidadão comum, urbano ou social (resolução nº 1, 08/03/90 (CONAMA) – Conselho Nacional do Meio Ambiente – cita NBR 10151 e 10152;
São necessárias as seguintes preocupações: 
	- Tratamento acústico (interior), isolamento sonoro (proteção interna e externa) e ventilação local;
1- Conceitos Básicos – Porque o ruído faz mal?
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
 1.1 – Ondas
Movimentos oscilatórios que se propagam num meio devido a uma perturbação. Nesses movimentos somente energia é transferida, não havendo transporte de matéria. Ex: pedra em um lago
Classificação: Mecânicas e Eletromagnéticas.
Ondas Sonoras: São aquelas que necessitam de um meio para se propagar.
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
 Som - Sensação Auditiva gerada por uma onda vibratória do ar, no sentido longitudinal, provocada por uma série de expansões e compressões;
Exemplo: vibração da lâmina de aço;
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
Elementos constituintes de uma onda:(Estas características definem as estratégias no projeto arquitônico no que diz respeitos a revestimentos e fechamentos horizontais e verticais.)
Comprimento de Onda (): é a distância entre duas cristas ou dois vales ou dois vales consecutivos;
Amplitude: é o nome dado à altura de uma crista ou de um vale;
Período (T): tempo necessário para uma onda deslocar-se de uma crista a outra;
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
Freqüência (f): é o número de oscilações (ciclos) realizadas pela onda na unidade de tempo; 1 Hertz = 1 ciclo por segundo. f = 1/T – T = 1/f
O ouvido humano identifica sons entre 20 e 20000 Hz;
Intensidade: A amplitude do raio sonoro indica a intensidade do mesmo.
Ruído: Ruído é um som indesejável;
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
Freqüência (f):
 O conceito de bandas de oitava, corresponde a excitação de uma mesma zona da membrana basiliar. O domínio do audível encontra-se coberto por cerca de 24 bandas críticas, cada uma das quais parece corresponder a um comprimento de cerca de 1,3 mm ao longo da membrana basilar. 
 A voz humana varia 500 Hz a 1000 Hz;
 Os estudos devem considerar 125 Hz, 1024 Hz e 2048 Hz; 
		Freqüências (Hz)
		Fontes de Ruído
		125 a 250
		máquinas, instrumentos de percussão
		250 a 500
		ruído de escritório em geral
		500 a 1000
		conversa
		2000 a 4000
		máquina de escrever, apitos e aviões
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 Freqüências audíveis
Infrasom Ultrasom
 Graves Médios Agudos z
1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
0 20 400 1600 20.000 
Classificação das Freqüências: Fonte: CENEC – Simões 1999 
Classificação das Freqüências: Greven et al. (ABC Conforto Acústico)
Voz Humana:
500 a 1000 Hz
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O tom é a interpretação subjetiva da freqüência de um som. Isso fica claramente estabelecido para sons com tonalidade pura. Sons complexos são fisicamente determinados por seus espectros, cuja interpretação subjetiva é o timbre. Fonte: Greven et al (ABC Conforto Acústico)
1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
Fonte: Greven et al (ABC Conforto Acústico)
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
Fonte: Greven et al (ABC Conforto Acústico)
Sensibilidade Auditiva: O aparelho auditivo humano não percebe sons de freqüências diferentes com a mesma sensibilidade.
A figura 3 apresenta as curvas de igual sensação sonora do aparelho auditivo humano, na qual a parte colorida corresponde a voz humana;
Nos graves o ouvido humano é menos seletivo, o que explica a diferença de sensação auditiva entre dois ruídos de um mesmo nível sonoro. Fonte: Greven et al (ABC Conforto Acústico)
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 = C . T
 = C
 F
Onde:
= comprimento de onda
C = velocidade do som no ar (340 m/s)
F = freqüência
4000 HZ
 = 340 m/s = 0,085m 
 4000 ciclos/s 8,5 cm
 125 HZ
 = 340 m/s = 2,7m
 125 ciclos/s 
1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
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Qualidades do Som:
Altura: é a qualidade que permite diferenciar um som grave (freqüência baixa) de um agudo (freqüência alta).
Intensidade: é a qualidade que permite identificar um som alto ou forte (na física, um som alto ou baixo está relacionado com a quantidade de energia transferida.
Vozes femininas: soprano e contralto;
Vozes masculinas: tenor, barítono e baixo;
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
 Atributos da sensação sonora: (altura, intensidade, timbre e duração).
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Timbre - É a característica do som primordial para os músicos. É ela que traduz aos nossos ouvidos a alma dos instrumentos musicais e também da voz humana. É fácil explicar o que é o timbre na prática. Imagine dois instrumentos musicais, um piano e um violão, por exemplo. Se você ficar de costas para eles e mandar uma pessoa tocar a nota Lá (médio) no piano (em torno de 440Hz) e em seguida a mesma nota (440Hz) no violão com a mesma intensidade da primeira, provavelmente você distinguirá qual o instrumento que tocou a cada vez. Ou seja, nós somos capazes de distinguir a mesma freqüência produzidas com a mesma intensidade em diferentes fontes sonoras. Quem "faz" isso é o timbre. 
	1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som 
 Atributos da sensação sonora:(Timbre, Duração)
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
1.2. Mecanismo de audição
- Ouvido externo, ouvido médio, ouvido interno;
Pavilhão auricular (conduz as vibrações sonoras), tímpano(transmite as vibrações sonoras)
Cóclea-membrana basilar e orgão de Corti (enviam os estímulos ao cérebro);
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Ouvido externo = condução
Ouvido médio = Tímpano, martelo, bigorna, estribo, os 3 menores ossos.Função de amplificador.
Ouvido interno = caracol cheio de líquido linfático, paredes revestidas de células nervosas, membrana basal.
Nervo auditivo = leva ao cérebro intensidade e tom, as duas sensações fundamentais que nos dá o ouvido. 
Tom = medido pela freqüência
1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
 1.2. Mecanismo de audição
 Como funciona o mecanismo de lesão provocado pelo Ruído:
 O som provoca traumas nos pequenos vasos sangüíneos internos do ouvido e nos nervos;
 Estas lesões podem ser temporárias ou permanentes, dependendo da sensibilidade da pessoa;
 Os sinais de lesão são irritações leves no ouvido, zumbidos transitórios e progressivos e surdez em sons agudos;
 A transformação do estímulo sonoro físico em percepção fisiológica se dá na cóclea
(ouvido interno), segundo Martins da Silva (1989) acima de 130 dB;
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 As cordas vocais são tipicamente maiores e mais pesadas no homem do que na mulher, pelo que vibram a uma freqüência mais baixa, determinando o caráter mais grave da voz masculina.
 Os elementos mais importantes do ouvido interno são as células sensoriais, que se dispõem ao longo da membrana basilar. São células diferenciadas, providas de cílios vibráteis;
A exposição do ouvido a mais de um estímulo sonoro pode determinar a redução da capacidade auditiva para alguns desses sons, fenômeno que se designa por mascaramento; 
 1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
 1.3. Características do 	 Som
Velocidade do Som – 340 m/s (depende meio e temp.)
Reflexão do Som –Importante conceito que vai caracterizar as estratégias quanto as dimensões, a forma das paredes e forro e tratamento dos revestimentos internos dos auditórios.
A reflexão gera REVERBERAÇÃO e ECO.
Eco: distância de 17 m entre a fonte e um anteparo (parede). Som percorre 34 m de distância(ida e volta) em 1/10 s. (som emitido e refletido são percebidos simultaneamente).
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 Reflexão do Som – Quando uma onda sonora pura ou livre 
 atinge uma superfície uniforme a reflexão do som assemelha-se muito 
 à da luz.
1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
 Concentra a energia;
 Difunde a energia;
 Reflexão homogênea;
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 Difração do som – É a mudança sofrida na direção de onda 
 sonora, devido ao seu encontro com um obstáculo, contornando-o;
1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
 Parede
 Pequeno orifício na parede
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A reflexão gera REVERBERAÇÃO e ECO.
Reverberação: “É a persistência do som em um recinto limitado, depois de cessada sua emissão por uma fonte”.
1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som 
1.3. Características do Som
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 1.4. Intensidade do Som
Pressão Sonora: N / m2 – força/área = pressão
Unidades:
- Pressão mínima (limiar da audição) = 2.10-6 N/m2
- Pressão máxima (limiar da dor) 	= 20 N/m2
- Diferença entre o limiar da audição e o limiar da dor é de 1.000.000 de vezes;
db = decibel = relação de amplificação - escala logarítmica
1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
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 Diferença mínima identificada pelo ouvido humano = 1 dB;
 Cada 10 dB de ampliação é identificado pelo ouvido humano como uma duplicação da pressão sonora;
 Um ruído é identificado por um número, o qual não permite quantificar as freqüências graves, médias e agudas;
 O dB é pouco usado, dando lugar ao dB (A), um valor ponderado que leva em consideração os valores correspondentes de igual sensação sonora do aparelho auditivo humano. É o filtro mais abrangente para as bandas de oitavas;
1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
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 Potência do Som  Intensidade Sonora;
 Potência Sonora = Sensação do som no ouvido medido em fonos;
 1 fono = mínima potência sonora audível com as diferentes freqüências;
 Potência do som = intensidade sonora => Potência do 1000 Hz;
 Para que um som com freqüência de 1000 Hz possa ser ouvido é 
	necessário 1 dB;
 Para que um som com freqüência de 40 Hz possa ser ouvido são 
	necessários 40 dB; NORMA DIN sugere freqüência média de 550 Hz;
1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
 1.4. Intensidade do Som
 Um som de 60 dB até 11 m ouvimos sem reflexão;
 Cada vez que um ponto afastar o dobro da distância da fonte, seu nível de som cairá 6 dB ou, inversamente se aproximar-se da fonte para a metade da distância, o seu nível sonoro dobrará;
 Fonte – 70 dB
66 dB
54 dB
 4 m
4 m
48 dB
8 m
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 1.4.-Intensidade Sonora
		Intensidade (Watt/cm2)
		Pressão (bar)
		Nível de pressão sonora (dB)
		10-4
		200
		120
		3.15x10-5
		122
		115
		10-5
		63
		110
		3.15x10-6
		35.5
		105
		10-6
		20
		100
		3.15x10-7
		12.2
		95
		10-7
		6.3
		90
		3.15x10-8
		3.55
		85
		10-8
		2
		80
		3.15x10-9
		12.2x10-1
		75
		10-9
		6.3x10-1
		70
		3.15x10-10
		3.55x10-1
		65
		10-10
		2x10-1
		60
		3.15x10-11
		12.2x10-2
		55
		10-11
		6.3x10-2
		50
		3.5x10-12
		3.55x10-2
		45
		10-12
		2x10-2
		40
		3.15x10-13
		12.2x10-3
		35
		10-13
		6.3x10-3
		30
		3.15x10-14
		3.55x10-3
		25
		10-14
		2x10-3
		20
		3.15x10-15
		12.2x10-4
		15
		10-15
		6.3x10-4
		10
		3.15x10-16
		3.55x10-4
		5
		10-16
		2x10-4
		0
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 1.4.-Intensidade Sonora
		120
		Limiar de sensibilidade
		
		110
		Trovão, artilharia, rebitador, trem em ferrovia elevada, fábrica de caldeiras
		Ensurdecedor
		100
		
		
		90
		Ruas extremamente barulhentas, fábricas barulhentas, plataformas de trens sem absorventes de som, apitos de polícia
		muito barulhento, estrondosa
		80
		
		
		70
		Escritórios barulhentos, ruas com ruídos médio, rádio com volume médio, fábrica com ruído médio
		barulhento
		60
		
		
		50
		Casa barulhentas, escritórios médios, conversação média, rádio com volume baixo
		moderado
		40
		
		
		30
		Casa silenciosa ou escitório individual, auditório médio, conversação baixa
		fraca
		20
		
		
		10
		Sussuros, trabalhos intelectuais em um quarto
		muito fraca
		0
		Limiar da auditibilidade
		
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 1.4.-Intensidade Sonora
Atividade
Nível Sonoro em dB
Intensidade Watts/cm2
Nível mínimo, murmurar
20
10-8
Homem conversando tranqüilamente
30
10-4
Mulher conversando tranqüilamente
25
3.15x10-13
Homem conversando normalmente
55
3.15x10-14
Mulher conversando normalmente
50
10-11
Homem falando em público, sem esforçar-se
65
3.15x10-11
Mulher falando em público, sem esforçar-se
60
10-10
Homem falando em público, esforçando-se
75
3.15x10-10
Mulher falando em público, esforçando-se
70
10-9
Grito de Homem
85
3.5x10-9
Grito de Mulher
80
10-8
Canto de um profissional
80
10-7
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
 1.4.-Intensidade Sonora
Ruído gerado
Causas
Tempo de exposição perigoso
80
Metrô, tráfego pesado, despertador a 60 cm, ruído de fábrica
Mais de 8 horas
90
Trânsito de caminhões, aparelhos domésticos, máquina de cortar grama;
Mais de 4 horas;
100
Serra Elétrica, britadeira;
Mais de 1 hora;
120
Show de Rock, trovoada;
A lesão pode ocorrer em questão de minutos;
180
Lançamento de um foguete
Perda auditiva
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
 1.4.-Intensidade Sonora
Freqüência da voz humana
Fonte: CENEC, Simões 1999
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
 1.4.-Intensidade Sonora
Freqüência do ruído do trânsito
Fonte: CENEC, Simões 1999
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
 1.4.-Intensidade Sonora
Ruído do trânsito
Fonte: CENEC, Simões 1999
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
 1.4.-Intensidade Sonora
 Intensidade do Som é medida através do uso do Medidor de 	Pressão Sonora ou decibelímetro;
 Leitura no decibelímetro:
Escala “A” - < 55 dB;
Escala “B” – 55 dB< x < 85 dB;
Escala “C” - > 85 dB;
 Escala de Compensação “A” – A rede “A” de ponderação destina-se a uma faixa de sons menos intensos e de baixas freqüências. É a mais utilizada.
 Medição
Slow – alto grau
de amortecimento – 1 s;
Fast – Amortecimento de 0,125 s;
Impulsive – Como o ouvido humano julga um som;
 Pico – Registra a maior intensidade;
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
Exemplo 1:
NR1 = 85 dB;
NR2 = 70 dB;
NR = 85 dB + 0,3 dB 
= 85,3 dB
Exemplo 2:
NR1 = 75 dB;
NR2 = 70 dB;
NR = 75 dB + 1,2 dB 
= 76,2 dB
0,3 dB
1,2 dB
 Níveis sonoros não podem ser somados aritmeticamente – são gradezas logaritmicas;
 Somatório de Ruídos de diferentes intensidades
 Caminhão 85 dB;
 Carros 70 dB;
 85 dB – 70 dB = 15 dB -> L -> (Gráfico)
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1- Conceitos Básicos - Aspectos Físicos do Som
 Frequência de Ressonância dos materiais:
 Os materiais apresentam freqüências nas quais os mesmo vibram e diminuem a sua capacidade de isolamento;
 Estas freqüências são classificadas como críticas;
 Uma das formas de se evitar a ressonância dos fechamentos duplos é a utilização de painéis com diferentes espessuras;
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