Relatório 1_Filipe Cavalli_Medição de nível de pressão sonora

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO DE MECÂNICA

TÓPICOS ESPECIAIS EM VIBRAÇÕES

Filipe Cavalli

RELATÓRIO 2: MEDIÇÃO DE NÍVEL DE PRESSÃO SONORA

Trabalho apresentado como requisito parcial à aprovação na disciplina de Tópicos Especiais em Vibrações – ME6DL – S01, do Curso de Engenharia Mecânica, ministrada pelo Departamento Acadêmico de Mecânica, do Campus Curitiba, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná.

CURITIBA

ABRIL – 2015

1. INTRODUÇÃO

O som é uma onda mecânica, isto é, precisa de um meio material para se propagar. Existem dois tipos de ondas mecânicas: longitudinais e transversais. O som é uma onda do primeiro caso, ou seja, a oscilação é paralela à direção de propagação.

Para uma onda sonora percorrer certa distância, o meio sofre uma série de compressão e expansões ao longo da direção de propagação. Quando a onda sofre uma contração, a pressão naquele ponto aumenta, e quando sofre expansão, ela diminui. Essas variações de pressão no meio, quando chegam ao ouvido humano, são captadas pelo sistema auditivo e dão a sensação de som. A frequência com que o meio se contrai e se dilata é a frequência da onda. Quanto maior essa frequência, mais agudo é o som, e quanto menor, mais grave. O ouvido humano consegue distinguir frequências na faixa de 20 até 20.000 Hz (hertz). A Figura 1 mostra exemplos de valores de pressão sonora para diferentes situações, para uma faixa de valores entre 0dB e 140dB de intensidade sonora.[pic 1]

Figura 1 – Diagrama de níveis de pressão sonora (fonte: Vibrasom)

NÍVEL DE PRESSÃO SONORA

O Nível de Pressão Sonora é a energia acústica total emitida pela fonte em uma unidade de tempo. A potência sonora só depende da própria fonte (GERGES, 2000 apud NAGEM, 2004 apud FERNANDA 2011), sendo independente das características do ambiente e da distância ao receptor, o que a torna muito útil para caracterizar fontes sonoras (BRÜEL & KJÆR, 2000 apud NAGEM, 2004 apud FERNANDA 2011).

O cálculo do nível de pressão sonora [pic 2] é definido como:

        [pic 3] 

Em que [pic 4] é a medição de pressão sonora média quadrática a ser captada e [pic 5] é a pressão sonora de referência.

O nível de pressão sonora equivalente ponderado em A, [pic 6], é uma medida do nível de pressão sonora determinada para representar a sensibilidade do ouvido humano, que não percebe igualmente todas as freqüências. O ouvido é menos eficiente no caso das freqüências baixas e altas do que no caso das freqüências médias ou na faixa da voz. Os efeitos das freqüências baixas e altas devem ser reduzidos em relação às freqüências médias para que o som seja descrito como perceptível pelo ouvido humano. O nível sonoro resultante é classificado como ponderado A, e sua unidade é o dBA. No presente trabalho o valor do NPS ponderado em A será obtido diretamente do instrumento, contudo pode-se calcular o valor como:

        [pic 7] 

Na qual, [pic 8] é o nível de pressão sonora, em dB(A), lido em resposta rápida (fast) a cada cinco segundos, durante o tempo de medição do ruído. E [pic 9] é o número total de leituras (NBR 10151).

1. OBJETIVOS

Avaliar e comparar os níveis de pressão sonora em três ambientes distintos:

1. Interior da sala da sala A-106;
2. Biblioteca – pisos inferior e superior;
3. Entrada UTFPR – Avenida Sete de Setembro.

O procedimento de captação e análise dos dados é regulamentado pelas normas NBR10151 e NBR10152.

1. MATERIAIS E MÉTODOS

Medidor NPS comercial de precisão protegido com espuma windscreen e uma fonte sonora de referência para verificação do medidor NPS.

[pic 10]

Figura 01 – Medidor de pressão sonora com o windscreen.

[pic 11]

Figura 02 – Verificador para regulagem do medidor NPS.

VERIFICAÇÃO E REGULAGEM

Antes de iniciar uma medição é necessário verificar se o medidor mostra valores realistas. Para isso, utiliza-se uma fonte sonora de referência (veja Figura 4), cujo Nível de Pressão Sonora emitido é conhecido. Entre as fontes de referência comercializadas, são comuns aquelas que produzem um NPS de 94 dB na frequência de 1000 Hz.

Assim, o microfone de medição deve ser introduzido na fonte sonora de referência e, caso mostre um valor diferente, o usuário deve realizar uma regulagem.

PROCEDIMENTOS PARA MEDIÇÃO

Após a realização de verificação e regulagem foram realizadas três medições em cada ambiente:

1. Ambiente interno da sala A-106: a) Em frente à porta; b) 4m à esquerda da porta; c) Próximo ao quadro negro.
2. Biblioteca piso inferior: a) Ambiente de estudo central, entre as prateleiras; b) Ambiente dos computadores; c) Ambiente de estudos ao sul da entrada.
3. Biblioteca piso superior: três medições abrangendo todo o ambiente.
4. Entrada UTFPR (Avenida Sete de Setembro): a) Em frente à entrada; b) 50m subindo a calçada; c) 100m subindo a calçada.

O procedimento foi realizado de acordo com as normas NBR10151 e NBR10152. O instrumento de medição foi utilizado com o cuidado de manter-se um mínimo de um metro de distância das superfícies e do usuário, a fim de evitar interferência do mesmo e assim não contaminar os dados a serem obtidos. O procedimento foi realizado no período noturno e o tempo de medição de cada valor foi de 15s. Para cada medição foram coletados os valores de pressão equivalente ponderados em “A” e “Z” em dB.

As referências para comparação dos resultados obtidos foram a partir da norma NBR10151 e NBR10152 conforme a Tabela 1 e a Tabela 2.

Tabela 1 - Níveis Critérios de Avaliação de Ruído Interno - NCA i, por valores máximos, para recintos de edificações, sem ocupação, conforme sua finalidade de uso – NBR10152.

[pic 12]

Tabela 2 - Nível de critério de avaliação NCA para ambientes externos em dB – NBR10151.

[pic 13]

1. RESULTADOS

Abaixo a tabela dos resultados das medições:

                Tabela 3. Resultados das medições em sala de aula