ATENUAÇÃO PASSIVA E ATIVA NO CONTROLE DOS NÍVEIS DE INTENSIDADE SONORA

## ATENUAÇÃO PASSIVA E ATIVA NO CONTROLE DOS NÍVEIS DE INTENSIDADE SONORA

DAVIDSON COELHO CAMPOS e-mail- davidsoncoelho@yahoo.com.br BRENNO BUMMEL DE FIGUEIREDO e-mail - brennobf@des.cefetmg.br WEBERTON LUIZ GONÇALVES ELLER- weberton@es.cefetmg.br PAULO CEZAR SANTOS VENTURA pcventura@deii.cefetmg.br ESTER NAVES MACHADO BORGES enaves@planetarium.com.br

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA DE MINAS - CEFET/MG

## RESUMO

- O ouvido humano é um sofisticado e sensível sensor de som onde q ualquer redução na sensibilidade é considerada perda de audição. A exposição a altos níveis de ruído por um longo período de tempo danifica as células da cóclea - parte responsável em colher vibrações.

Devido à deterioração do sistema auditivo por essa exposição prolongada, torna-se necessário que além do conhecimento sobre o funcionamento e comportamento do sistema de audição, se identifique e compreenda as causas dos ruídos com suas fontes e características, afim de minimizá-las.

Tendo em vistas esta necessidade, este projeto explana didaticamente através da elaboração e uso de métodos demonstrativos, sobre os problemas que a exposição prolongada a altos níveis de intensidade sonora podem causar.

Para isso, aborda-se a importância dos fenômenos físicos relacionados à atenuação ativa de ondas sonoras, realizando o controle ativo do ruído com o cancelamento de uma onda sonora primária e freqüência predominante de 1000Hz através da emissão de uma onda secundária contrária e defasada em 180º, com as mesmas características. Demonstra-se também, por meio de protótipo adequado, a atenuação passiva através da construção de uma caixa reverberante para minimizar as múltiplas reflexões do som no ambiente em que ele é gerado (reverberação).

## ATENUAÇÃO PASSIVA E ATIVA NO CONTROLE DOS NÍVEIS DE INTENSIDADE SONORA

## Objetivo geral

Este trabalho tem por objetivo demonstrar formas didáticas de apresentação do processo de diminuição de ruídos (sons indesejáveis), através da Atenuação Passiva utilizando-se do fenômeno de reverberação, e da Atenuação Ativa ao emitir uma fonte primária que se deseja atenuar, medindo esse sinal durante um determinado período de tempo. Além disso, emitir convenientemente, através de uma fonte secundária ou de controle, um sinal de mesma freqüência, mesma amplitude e com uma diferença de fase de 180° .

## Metodologia

## Demonstração da Atenuação Passiva

O Procedimento de controle Passivo de ruídos foi realizado a partir da escolha do ruído a ser atenuado (1000 Hertz) e da sua obtenção através de programas editores de som, como o CoolEdit, que permite se obter tons de freqüência fixa. O Material de absorção acústica utilizado foi espuma de poliuretano modelo ABS-50, com 50 mm de espessura, densidade 28 kg/m e 3 coeficiente de absorção sonora* de aproximadamente 0,8, para uma freqüência de 1000 Hz.

Visando simular uma câmara reverberante e um câmara anecóica, foram construídas duas caixas cúbicas de madeira com 125000 cm 3 . Numa caixa foi implementada um cubo de 5 faces cobertas com material absorvedor, de modo que este está a 10 cm de distância das faces externas do cubo. Quando o material absorvedor não possui espessura igual ao do comprimento de onda a ser atenuado, o coeficiente de absorção sonora diminui. Estando o material há uma distância de ½ ou ¼ do comprimento, o coeficiente é otimizado. Na outra caixa, simula-se a câmara reverberante, onde a reflexão das ondas faz com que a pressão sonora aumente. Na Atenuação Passiva as intensidades de sons foram medidas com auxilio de um decibelimetro LUTRON SL-4001 com distâncias radias, espaçadas de um mesmo intervalo em pontos com 50 cm de raio distribuídos radialmente em ângulos 30º.

* normalizado pelas normas ASTM-C423 ou ISO/R 354

## Demonstração da Atenuação ativa

Experimento de Atenuação Ativa de Ondas Sonoras, realizado com a ajuda do programa Cool Edit, comprovam, segundo sua lógica*, como funciona um sistema de controle ativo de ruído. O princípio básico de controle ativo de ruído está em cancelar

uma onda sonora (fonte primária) com freqüência predominante de 1000Hz através da emissão de uma onda secundária contrária (defasada em 180º) apresentando a mesma característica.

Com o uso do programa Cool Edit, foi criada uma onda senóide com uma freqüência predominante de 1000 Hz. Utilizando-se de dois altos falantes de computador, o som produzido foi direcionado do alto falante da esquerda para o da direita. Criou-se uma outra onda, também senóide com a mesma freqüência e em diferente fase (defasada em 180º) e orientada do alto falante da direita para o da esquerda. Antes do início do processo, os dois alto-falantes foram posicionados de modo a ficar um virado para o outro a uma distância média de 28cm para obtenção de resultados expressivos. Na Atenuação Ativa as intensidades de sons foram medidas com auxilio de um decibelimetro LUTRON SL-4001 com distâncias radias e considerandose as duas fontes de emissão como uma única fonte, isso facilita a compreensão do fenômeno de cancelamento entre os sons emitidos pelas duas fontes iniciais. A medição foi realizada, portanto ao redor dos dois alto falantes.

- * O software Cool Edit Pro, produzido pela Syntrillium Software Corporation (EUA), é um gravador multitrack, mixer e também editor para Windows. Ele é baseado no Cool Edit 96, um software shareware muito popular para aplicações de áudio. Apresenta como destaques a facilidade de uso, módulos de efeitos e a possibilidade de se mixar até 64 trilhas de áudio digital, usando apenas uma placa de som. Maiores informações podem ser obtidas também no sitio http://www.musiccenter.com.br/cooledit.htm

## Resultados

Na discussão da atenuação Passiva , ao se emitir sons em ambientes abertos, as reflexões são mínimas e por isso não há muito desconforto auditivo. Quando estamos em um ambiente fechado ruidoso, as reflexões causadas pelas paredes aumentam a pressão sonora e elevam o desconforto auditivo. Exemplos: Sala de aula barulhenta e ambientes industriais.

- A caixa de madeira sem tratamento acústico (atenuadores), simula estes ambientes, onde o que se ouve não é a fonte sonora e sim as várias reflexões de suas ondas. Na caixa com tratamento, ao se emitir o sinal de 1000 Hz, nota-se que o som é quase 'apagado', devido ao alto coeficiente de absorção sonora do atenuador aplicado (á = 0,8).
- O Controle Passivo de Ruídos é um método eficiente de tratamento de ambientes, pois eleva o conforto auditivo, reduzindo os riscos de problemas a saúde. Neste experimento foi dada apenas uma amostra de como este investimento é benéfico a uma empresa, indústria, casa ou escola.
- Na Atenuação Ativa, ligou-se o primeiro alto-falante da direita, a fim de se perceber a altura e a intensidade do som produzido e a seguir o segundo alto-falante com a onda de controle. Obteve-se uma atenuação significativa do ruído que estava

sendo emitido por uma fonte primária através da onda secundária de controle. É importante ressaltar que a atenuação foi obtida em determinados pontos do espaço.

OBS: Os resultados dependem intensamente da qualidade dos alto-falantes utilizados para a obtenção de melhores resultados.

## Conclusão

Com o desenvolvimento deste projeto mostramos a eficiência da atenuação passiva e ativa no controle dos níveis de intensidade sonora, tornando-se ferramenta poderosa para demonstração desses fenômenos da acústica.

Na atenuação passiva , conseguimos demonstrar a eficiência de um sistema reverberante, com a devida escolha de material e na atenuação ativa, com a utilização de uma fonte primária já conhecida e sendo criada facilmente uma fonte secundária de controle, geramos pontos no espaço onde a intensidade do ruído foi diminuída.

Em termos de aplicação prática em um ambiente industrial, o ruído a atenuar deve ser medido o tempo todo. Este deve ser emitido em uma fonte secundária ou de controle com mesma freqüência e mesma amplitude do sinal primário, mas com uma diferença de fase de 180º. Este tipo de controle de ruído acontece em determinados pontos do espaço, como já foi dito, sendo utilizado principalmente onde a massa (peso e espaço) representa problema. Como exemplo temos as turbinas de avião, que t em uma grande intensidade sonora não podendo ser enclausurada ou ter utilização de atenuação passiva.

Referências :

www.val.me.vt.edu www.munhozconsultoria.hpg.ig.com.br www.prestonet.com.br/fence www.artcustic.com.br