Absorção sonora (ISO 10534-2 e ISO 354)
Descrição
Esta seção apresenta os métodos para a medição da absorção sonora. Existem dois métodos normatizados, a saber: a medição da impedância de superfície em tubo de impedância (ISO 10534-2) e a medição do coeficiente de absorção por incidência difusa em câmara reverberante (ISO 354). O laboratório da engenharia acústica também é capaz de medir o que chamamos de parâmetros macroscópicos de materiais porosos. Tais parâmetros governam a absorção sonora destes dispositivos e são eles: A resistividade ao fluxo, a tortuosidade e a porosidade.
1) ISO 10534: Tubo de impedância (Coeficiente de absorção por incidência normal)
Na medição da absorção sonora usando o tubo de impedância segue-se a norma ISO 10534-2 (Acoustics – Determination of sound absorption coefficient and impedance in impedance tubes-Part 2: Transfer-function method.). Neste caso, um ruído de banda larga é fornecido a um alto-falante posicionado em uma das extremidades do tubo. O alto-falante excita o campo acústico no interior de um tubo, em cujo outro extremo encontra-se a amostra que se deseja caracterizar. Um esquema do tubo é mostrado na Figura 1.
Figura 1: (a) – Esquema de um tubo de impedância; (b) tubo de impedância usado na engenharia acústica.
Ondas planas também podem ser consideradas a uma certa distância do alto-falante e a Função Resposta em Frequência (FRF) entre os dois microfones é usada para calcular a impedância acústica de superfície e o coeficiente de absorção da amostra para incidência normal. O ensaio utiliza pequenas amostras de diâmetro 27,2 [mm]. O ideal é que haja um número mínimo de amostras do mesmo material cortadas, a fim de se mensurar aspectos estatísticos como média e variância. Nosso laboratório também conta com um segundo tubo de impedância de diâmetro maior (xx,xx [mm]).
2) ISO 354: Câmara reverberante (Coeficiente de absorção por incidência difusa)
O método de medição do coeficiente de absorção em câmara reverberante é baseado na teoria estatística (ver Capítulo 6) e descrito na norma ISO 354 (Measurement of sound absorption in a reverberation room). A medição deve ser realizada em uma câmara reverberante, onde se possa considerar um campo acústico difuso. Em palavras simples, um ambiente em cujo interior há um campo acústico difuso é aquele em que a pressão sonora é uniformemente distribuída no espaço. Câmaras reverberantes são, então, ambientes especiais com condições acústicas controladas. A Figura 2 mostra a foto de uma das câmaras reverberantes do laboratório usado pela Engenharia Acústica.
Figura 2: Uma das câmaras reverberantes utilizadas pela engenharia acústica.
As câmaras reverberantes são ambientes volumosos, com paredes rígidas e reflexivas. A própria tinta usada para pintar as paredes tem propriedades tais, que, ao cobrir os poros do concreto ou tijolo, o deixa mais reflexivo. Algumas paredes são inclinadas para evitar problemas como comb filtering. Elementos difusores são espalhados pela sala para ajudar na criação do campo difuso, como se pode ver no teto da foto da Figura 2.6. Elementos de absorção podem estar presentes para conformar a câmara às normas internacionais, como os absorvedores de membrana mostrados nas paredes da foto.
O procedimento de medição do coeficiente de absorção por incidência difusa consiste em realizar medições tempo de de reverberação (T60) da sala em duas condições distintas. Na primeira medição do T60, a câmara reverberante está vazia, e na segunda, a amostra a ser caracterizada é posicionada e a segunda medida de T60 é tomada. A comparação das duas condições permite o cálculo do coeficiente de absorção por incidência difusa em bandas de oitava ou terço de oitava. As amostras medidas neste ensaio devem ter entre 10 – 12 [m2].
3) Parâmetros macroscópicos: Resistividade ao fluxo
4) Parâmetros macroscópicos: Tortuosidade
5) Parâmetros macroscópicos: Porosidade