Devido ao aumento acentuado da população urbana, houve um crescimento contínuo na construção de edifícios, transporte público ou privado como carros, motos, ônibus e aviões em nível global. Assim, o ruído urbano tornou-se um problema importante que afeta a saúde e a qualidade da vida humana.
No cenário ambiental atual, a acústica de salas e edificações está direcionada para controlar e manipular as ondas sonoras em um nível desejado. Ou seja, alguns métodos podem ser aplicados para melhorar o conforto acústico de alguns recintos ou produtos.
O fluxo de energia sonora entre duas regiões pode ser reduzido adicionando massa entre elas e/ou fazendo com que a energia seja dissipada na forma de calor, é isso que um painel de absorção sonora faz. Outra forma de atenuação é através da variação da impedância acústica no caminho de transmissão, onde a mudança da secção transversal altera a impedância do fluido, fazendo com que haja dissipação e reflexão das ondas sonoras (silenciadores automotivos e "mufflers" de compressores utilizam essa metodologia). Também se controla o ruído através da utilização de painéis ou partições sólidas como paredes de salas, portas, janelas e clausuras. Neste caso, utiliza-se a chamada perda de transmissão em painéis.
A perda de transmissão em paredes ou painéis está inversamente relacionada com o coeficiente de transmissão sonora de um meio ao outro, sendo este termo definido como a razão entre a intensidade sonora transmitida através de um painel e a intensidade sonora incidente. Apresenta-se, na Figura 1, o comportamento da perda de transmissão sonora para painéis finitos ao longo da frequência seguida de uma breve explicação. A linha branca representa um caso comum e a linha vermelha um caso com amortecimento no sistema (tratamento acústico).
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Figura 1 – Perda de transmissão sonora em painéis finitos.
Em painéis finitos, abaixo da primeira freqüência natural de flexão do painel, a perda de transmissão depende basicamente da rigidez do painel, ou seja, é controlada pela rigidez, conforme mostrado na Figura 1. Já na região próxima à essa freqüência natural, a perda de transmissão é controlada pelo amortecimento estrutural do painel.
Outra região importante para análise da perda de transmissão é a chamada frequência de coincidência. É definida como a frequência em que a velocidade do som no fluido é igual à velocidade das ondas de flexão da placa, fazendo-se com que nessa frequência específica as ondas de flexão na placa tenham o mesmo comprimento de onda do ar, tornando-se uma estrutura irradiadora perfeita. Nesta região, a perda de transmissão é reduzida, pois o painel apresenta uma baixa impedância, além da eficiência de irradiação sonora ser alta nessa faixa de frequência. Observe, na Figura 1, que neste caso a perda de transmissão também é controlada pelo amortecimento da estrutura.
Para altas frequências, onde a frequência de interesse é bem maior que a frequência de coincidência, a perda de transmissão depende basicamente da massa por unidade de área do painel. Na região controlada pela massa, há um aumento de 6 dB na perda de transmissão quando a freqüência é dobrada, o mesmo acontece quando se duplica a massa por unidade de área. Ou seja, caso a espessura do painel seja duplicada, o aumento na perda de transmissão será de 6 dB na freqüência considerada.
A frequência na qual a velocidade de propagação da onda de flexão na placa é igual a velocidade de propagação da onda sonora no ar é chamada de frequência crítica, acima dessa frequência a perda de transmissão é controlada pela rigidez à flexão do material da placa, cresce 18 dB por oitava (quando a frequência é dobrada) e depende do ângulo de incidência.
Mais um detalhe a ser levado em consideração é que muitos painéis são formados pela composição de duas chapas, podendo ter um material de absorção em seu interior, aumentando-se a perda de transmissão deste, a não ser nas frequências ressonantes devido à cavidade. Dessa forma, aproveita-se o fator de variação da impedância para aumentar ainda mais a perda de transmissão do painel.
Ma. Eng. Emanuelle Perini.