Materiais e silenciadores para absorção de ruído

Compilado de Elias B. Teodoro

6.1. Introdução

Quando o som incide sobre uma superfície, uma parte da energia sonora é refletida enquanto que uma parte é transmitida e outra parcela é absorvida.

6.2. Materiais de absorção acústica

Materiais acústicos são utilizados para reduzir o tempo de reverberação em uma sala ou servem como uma barreira para reduzir a intensidade sonora. Em alguns casos eles podem servir para os dois casos, mas em muitas situações práticas,materiais diferentes são utilizados para realizar as duas tarefas mais eficientemente.

6.2. Materiais de absorção acústica

Os materiais de absorção acústica geralmente são porosos ou fibrosos. Nesses materiais a absorção se dá pela dissipação da energia sonora em calor através do atrito, devido ao movimento das moléculas de ar no interior do material por causa da passagem da onda sonora.

6.2. Materiais de absorção acústica

Estrutura dos materiais porosos e fibrosos:

6.2. Materiais de absorção acústica

Um material que tenha uma boa absorção acústica é o material que permite as moléculas de ar penetrar e se movimentar em seu interior, pois é o atrito do ar em movimento na superfície das fibras do material que causa a perda de energia.

Assim, a propriedade básica dos materiais absorventes é a resistência que o material oferece ao fluxo de ar. Uma melhor absorção sonora do material requer uma resistência ótima através do material.

6.2. Materiais de absorção acústica Para quantificar as características internas dos materiais

utilizam-se três parâmetros: resistividade ao fluxo de ar, porosidade e o fator estrutural.

A resistividade específica ao fluxo de ar é definida como:

Em que é a diferença de pressão do ar medida nos dois lados da amostra.

E u é a velocidade do ar normal à superfície da amostra.

u

PRs

P

6.2. Materiais de absorção acústica A resistividade ao fluxo de ar é definida

pela resistividade específica de fluxo por unidade de espessura e o seu valor típico é em torno de .

O procedimento para medição da resistividade ao fluxo em laboratório é normalizado pela norma NBR 8.517.

sR

)/(/10 44 mNsmRayl

6.2. Materiais de absorção acústica A porosidade é definida como:

Em que é o volume de vazios da amostra e é o volume total da amostra do material.

O fator estrutural (S) descreve a influência da geometria da estrutura interna do material sobre a compressibilidade do fluido e a densidade efetiva. Geralmente não é possível estimar teoricamente o valor de S.

t

V

V

Vh

VV tV

6.2. Materiais de absorção acústica Variação qualitativa dos parâmetros h,R e S em relação à estrutura

dos materiais:

6.2. Materiais de absorção acústica

A característica de absorção sonora dos materiais é determinado pelo coeficiente de absorção sonora:

Onde é a energia sonora absorvida e é a energia sonora incidente.

I

a

W

W

aW IW

Coeficiente de Absorção: materiais de alta porosidades

6.2. Materiais de absorção acústica Variação típica do coeficiente de absorção sonora dos materiais em função da

freqüência, para materiais porosos e fibrosos:

6.2. Materiais de absorção acústica Fatores que influenciam a absorção sonora:

6.2. Materiais de absorção acústica Coeficientes de absorção sonora de alguns materiais:

6.2. Materiais Típicos: Lã de Vidro

6.2. Materiais Típicos: Lã de Rocha

6.2. Materiais Típicos: Espuma Acústica

6.2. Materiais Típicos: Espuma Acústica

6.2. Materiais Típicos: Jateamento de Celulose

6.2. Materiais de absorção acústica

Os materiais fibrosos exigem proteção por suas fibras serem frágeis e os materiais porosos exigem selagem por serem facilmente contamináveis.

Entre os vários tipos de proteção utilizados nos materiais fibrosos, destaca-se folhas de polietileno fechadas, com chapa de metal perfurada para proteção externa.

A presença de chapa perfurada pode reduzir a curva de absorção em certas bandas de freqüência.

6.2. Materiais de absorção acústica

Proteção para materiais fibrosos com folha de polietileno e uma placa perfurada:

6.2 Tabela de materiais de proteção de materiais porosos

MATERIAL DENSIDADE (Kg/m³)

Espessura(mícron=10-6m)

σ/

(Kg/m²)a

CL (approx.)(m/s)

Polietileno 930 6-35 0.0055-0.033 460

Poliuretano 900 6-35 0.005-0.033 1330

Alumínio 2700 2-12 0.0055-0.033 5150

PVC 1400 4-28 0.005-0.033 1310

Poliéster 1390 15-30 0.021-0.042 1600

Poliéster Metalizado

1400 12 0.017 1600

6.2 Equação utilizando placa de aço furada folha de polietileno e material de absorção.

6.3. Medição do coeficiente de absorção sonora Existem basicamente dois métodos para a

medição do coeficiente de absorção sonora: em câmara reverberante e utilizando o tubo de impedância.

Uma câmara reverberante possui as superfícies construídas de tal modo a maximizar o som refletido, gerando campo difuso.

6.3. Medição do coeficiente de absorção sonora Câmara reverberante:

6.3. Medição do coeficiente de absorção sonora A amostra é colocada no piso da câmara e é medido o tempo

de reverberação (tempo levado para que o nível sonoro do recinto caia 60 dB após o desligamento da fonte) da câmara com a amostra ( ) e sem a amostra ( ). O coeficiente de absorção sonora é calculado a partir da equação abaixo e é chamado de coeficiente de absorção sonora de Sabine.

Em que V é o volume da câmara em e S é área da amostra em .

60T60'T

60'

60

11161.0

TTS

V

3m2m

Referências bibliográficas

1. BISTAFA, S. R., ACÚSTICA APLICADA AO CONTROLE DE RUÍDO, EDITORA EDGARD BLÜCHER,2006.

2. GERGES, S. N. Y., RUÍDO - Fundamentos e Controle, Imprensa Universitária da UFSC, Florianópolis, 2a Ed., 2000.

3. BERANEK, L. L., Noise Reduction, Robert E. Krieger Publishing Company, New York, 1980.