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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE TECNOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
ANÁLISE DA ISOLAÇÃO ACÚSTICA EM PAREDE DE
HABITAÇÃO POPULAR EXECUTADA COM
RESÍDUOS DE PNEUS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
Benoine Josué Poll
Santa Maria, RS, Brasil
2009
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ANÁLISE DA ISOLAÇÃO ACÚSTICA EM PAREDE DE
HABITAÇÃO POPULAR EXECUTADA COM RESÍDUOS DE
PNEUS
por
Benoine Josué Poll
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Civil, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS),
como requisito parcial para obtenção do grau de
Mestre em Engenharia Civil
Orientador: Profª. Drª. Dinara Xavier da Paixão
Santa Maria, RS, Brasil
2009
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Universidade Federal de Santa Maria
Centro de Tecnologia
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
A Comissão Examinadora, abaixo-assinado,
aprova a Dissertação de Mestrado
ANÁLISE DA ISOLAÇÃO ACÚSTICA EM PAREDE DE HABITAÇÃO
POPULAR EXECUTADA COM RESÍDUOS DE PNEUS
elaborada por
Benoine Josué Poll
como requisito parcial para obtenção do grau de
Mestre em Engenharia Civil
COMISSÃO EXAMINADORA:
Dinara Xavier da Paixão, Profª. Drª.
(Presidente/Orientadora)
Erasmo Felipe Vergara Miranda, Prof. Dr. (UFSM)
Jorge Luiz Pizzutti dos Santos, Prof. Dr. (UFSM)
Santa Maria, 26 de fevereiro de 2009
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais, queridos guardiões.
A minha esposa Graça pela motivação e incentivo constantes, e pelo amor
aos meus filhos Estevan, Luana e Filipe
Ao professor Dr. Eduardo Rizzatti, amigo, incentivador e responsável pelo
meu ingresso no curso de Pós-Graduação.
A professora Dinara Xavier da Paixão, pela oportunidade, confiança e
dedicação na orientação do trabalho.
Ao professor José Mario Doleys Soares, Coordenador do Projeto
FINEP/FATEC, pelas valiosas informações sobre o Projeto Habitacional, e
fornecimento do material para análise.
A todos os colegas, que de uma forma ou de outra me incentivaram, ajudaram
e colaboraram durante todo período do mestrado.
Aos bolsistas do curso de Engenharia Civil da UFSM, Alisson Donde e Jordan
Pimentel, e ao funcionário do LATA, Juraci José Bortoluzzi, pela colaboração nas
medições acústicas em laboratório.
O que me impulsiona é a curiosidade
do que se esconde atrás da
Montanha.
Eu
RESUMO
Dissertação de Mestrado
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Universidade Federal de Santa Maria, RS, Brasil
ANÁLISE DA ISOLAÇÃO ACÚSTICA EM PAREDE DE HABITAÇÃO POPULAR
EXECUTADA COM RESÍDUOS DE PNEUS
A
UTOR
:
B
ENOINE
J
OSUÉ
P
OLL
O
RIENTADORA
:
P
ROFª
.
D
Rª
.
D
INARA
X
AVIER DA
P
AIXÃO
Data e Local da Defesa: Santa Maria, 26 de fevereiro de 2009.
Neste presente trabalho avalia-se o isolamento acústico de uma parede executada
com placas pré-moldadas, construídas com material reciclável (borracha de pneus),
empregada em edificações populares, há quase duas décadas, na cidade de Santa
Cruz do Sul - RS. O sistema construtivo é executado em parte com a utilização de
mão de obra carcerária, cujas placas são produzidas na Penitenciária e pela
autoconstrução de residências com áreas de 40,00 e 60,00 m
2
com sistema de
mutirão. Na área de acústica, executaram-se ensaios em laboratório, detectando-se
baixa isolação sonora, pois as placas são finas e apenas encaixadas, sem rejunte ou
revestimento. Observaram-se, no entanto, resultados de 40 dB no isolamento sonoro
do conjunto, com o rejunte e a colocação de um revestimento de madeira
internamente, conforme emprego usual dos moradores. O custo constitui um dos
itens prioritários para viabilidade do programa, mas medidas como o uso de
argamassa de vedação, entre as placas e junto aos pilares de concreto da estrutura,
deverão ser adotadas para melhorar o isolamento acústico da edificação.
Palavras-chave: Desempenho Acústico; Isolamento Sonoro; Edificações Populares.
ABSTRACT
Master’s Dissertation
Post-Graduate Program in Civil Engineering
Federal University of Santa Maria, RS, Brazil
ANALYSIS OF ACOUSTIC ISOLATION IN WALL OF POPULAR HABITACION
EXECUTED WITH RESIDUES OF TIRES
A
UTHOR
:
B
ENOINE
J
OSUÉ
P
OLL
A
DVISER
:
P
ROFª
.
D
Rª
.
D
INARA
X
AVIER DA
P
AIXÃO
Date and Place: Feb 26, 2009, Santa Maria.
The present work evaluates the acoustic isolation of a wall of plates pre-molded,
constructed with recycled material (rubber of tires), used in popular constructions the
two decades, in the city of Santa Cruz do Sul - RS. The constructive system is
elaborated in part with hand of jail workmanship (plates are produced in the Prison)
and by housing building with 60,00 and 40,00 m
2
of area using the system of
collective mobilization. The social reach of the project achieved an international
awarding. In a joint work, supported for the FINEP and Municipal City hall of Santa
Cruz of the South, the UFSM and the UNISC are searching the improvement of this
constructive system. Tests in laboratories had been implemented in acoustic areas,
detecting low sonorous isolation, given that the plates are thin and they don’t fit
properly, without adhesive or covering. They realized, however, the following result of
Rw = 40 dB, with adhesive and with the installation of the wooden internal covering,
according as usual job of the inhabitants. The cost constitutes one of the priorities
item for the viability of the program, but measured as the use of isolate mortar among
the plates and next the pillars of concrete of the structure, it will have to be taken to
improve the acoustic isolation of the construction.
Key-words: Acoustic Performance;
Isolation of the sound;
Popular Constructions.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – Bairro Residencial Mãe de Deus .....................................................
FIGURA 2 – Bairro Gloria .....................................................................................
FIGURA 3 – Bairro Ohland ...................................................................................
FIGURA 4 – Bairro Aliança ...................................................................................
FIGURA 5 – Detalhe do Painel pré-moldado e sistema de fixação ......................
FIGURA 6 – Alicerce nivelado e vigas baldrame em concreto ........................
FIGURA 7 – Colocação das colunas e execução do contrapiso e do madeiramento
da cobertura ....................................................................................
FIGURA 8 – Montagem dos painéis e detalhe da janela......................................
FIGURA 9 – Conclusão da cobertura e fechamento final dos painéis .................
FIGURA 10 – Reflexão, absorção e transmissão do som ....................................
FIGURA 11 – Curva típica de Índice de Redução Sonoro para paredes simples ..
FIGURA 12 – Efeito da coincidência ....................................................................
FIGURA 13 – Diminuição na densidade das partições através dos séculos .......
FIGURA 14 – Detalhamento da Câmara Reverberante para transmissão sonora
da UFSM .......................................................................................
FIGURA 15 – Fonte sonora, Microfone rotativo, Calibrador e Analisador ............
FIGURA 16 – Limpeza da superfície do pórtico e colocação da vedação de
borracha .........................................................................................
FIGURA 17 – Preparo das colunas de concreto (ajustes no comprimento para
adequar a altura do pórtico) .........................................................
FIGURA 18 – Montagem das colunas de concreto da estrutura ..........................
FIGURA 19 – Colocação das placas com fixação através das guias de
madeira .........................................................................................
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FIGURA 20 – Parede pronta vista pelo lado da Câmara de Emissão e da
Câmara de Recepção respectivamente .......................................
FIGURA 21 – Parede vista pela Câmara de Emissão, com painéis somente
encaixados ....................................................................................
FIGURA 22 – Parede vista pela Câmara de Emissão, painéis com vedação em
fita adesiva ....................................................................................
FIGURA 23 – Parede vista pela Câmara de Recepção, painéis argamassados
e rejuntados ..................................................................................
FIGURA 24 – Parede vista pela Câmara de Recepção, parede com revestimento
de lambri ......................................................................................
FIGURA 25 – Parede vista pela Câmara de Emissão, com janela inserida .........
FIGURA 26 – Parede vista pela Câmara de Recepção, com janela ....................
FIGURA 27 – Ensaio da parede simples, com painéis apenas encaixados ........
FIGURA 28 – Ensaio com vedação das juntas pelo lado externo através de fita
crepe .............................................................................................
FIGURA 29 – Ensaio com painéis argamassados e rejuntados ..........................
FIGURA 30 – Ensaio com painéis argamassados, rejuntados e com revestimento
interno de lambris de madeira ......................................................
FIGURA 31 – Ensaio da parede com inserção de janela .....................................
FIGURA 32 – Gráfico comparativo entre os ensaios E1 a E5 ..............................
FIGURA 33 – Ensaio de parede simples, com painéis somente encaixados ......
FIGURA 34 – Ensaio com painéis vedados com fita crepe ..................................
FIGURA 35 – Ensaio com painéis argamassados e rejuntados ..........................
FIGURA 36 – Ensaio com painéis argamassados e rejuntados e revestimento
com lambri de pinus ......................................................................
FIGURA 37 – Ensaio da parede, com inserção de janela ....................................
FIGURA 38 – Gráfico comparativo entre os ensaios E6 a E10 ............................
FIGURA 39 – Gráfico comparativo entre os ensaios E1 e E6 ..............................
FIGURA 40 – Gráfico comparativo entre os ensaios E2 e E7 ..............................
FIGURA 41 – Gráfico comparativo entre os ensaios E3 e E8 ..............................
FIGURA 42 – Gráfico comparativo entre os ensaios E4 e E9 ..............................
FIGURA 43 – Gráfico comparativo entre os ensaios E5 e E10 ............................
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Velocidade do som em diferentes meios ............................................
Tabela 2 – Isolamento acústico de paredes diversas ..........................................
36
51
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1 – Velocidade de Propagação do Som...........................................
Equação 2 – Nível de Pressão Sonora ................................................................
Equação 3 – Tempo de Reverberação .................................................................
Equação 4 – Índice de Redução Sonora ..............................................................
Equação 5 – Coeficiente de Transmissão de um elemento .................................
Equação 6 – Diferença de Nível ...........................................................................
Equação 7 – Índice de Redução Sonora ..............................................................
Equação 8 – Índice de Transmissão Sonora ........................................................
Equação 9 – Lei da Massa ...................................................................................
Equação 10 – Perda de Transmissão de campo .................................................
Equação 11 – Região controlada pela rigidez ......................................................
Equação 12 – Região controlada pela ressonância .............................................
Equação 13 – Índice de Redução Sonora ............................................................
Equação 14 – Diferença de Nível .........................................................................
Equação 15 – Diferença de Nível Normalizada ....................................................
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LISTA DE SÍMBOLOS
D Diferença de Nível [dB]
R Índice de redução sonora
NPS Nível de pressão sonora [dB]
S Área de seção transversal, área de superfície [m²]
α Coeficiente de absorção sonora
τ Coeficiente de transmissão sonora
W Potência sonora [dB]
ρ Densidade [Kg/m³]
P Pressão sonora [N/m²]
TR Tempo de reverberação
m Massa ou Densidade superficial [Kg/m²]
f Freqüência em ciclo por segundo [Hz]
V Volume [m³]
c Velocidade do som [m/s]
C Coeficiente de amortecimento
SUMÁRIO
RESUMO ..............................................................................................................
ABSTRACT ..........................................................................................................
LISTA DE FIGURAS ............................................................................................
LISTA DE TABELAS ...........................................................................................
LISTA DE EQUAÇÕES ........................................................................................
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................
1.1 Objetivos .......................................................................................................
1.1.1 Objetivo geral ..............................................................................................
1.1.2 Objetivos específicos ...................................................................................
1.2 Justificativa ...................................................................................................
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .............................................................................
2.1 Considerações sobre edificações populares ............................................
2.1.1 O direito à moradia ......................................................................................
2.1.2 A habitação popular no Brasil ......................................................................
2.1.2.1 Breve histórico ..........................................................................................
2.1.2.2 Atual política habitacional .........................................................................
2.1.3 Sistemas construtivos pré-fabricados ..........................................................
2.1.4 Sistemas construtivos auto-sustentáveis ....................................................
2.2 Reciclagem de pneus ...................................................................................
2.2.1 Pneus inservíveis ........................................................................................
2.2.2 Utilização de pneus na construção civil .......................................................
2.2.3 Utilização de raspas de pneus como agregado em concretos e
argamassas .................................................................................................
2.3 O sistema construtivo em estudo ...............................................................
2.3.1 Programa de implantação ...........................................................................
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27
2.3.2 Componentes do Sistema ...........................................................................
2.3.3 Processo de montagem das unidades residenciais ....................................
2.4 Considerações sobre som, ruído e isolamento .........................................
2.4.1 Som .............................................................................................................
2.4.2 Ruído ...........................................................................................................
2.4.3 Propagação do som ....................................................................................
2.4.4 Velocidade do som ......................................................................................
2.4.5 Freqüência ...................................................................................................
2.4.6 Nível de pressão sonora (NPS) ...................................................................
2.4.7 Reverberação ..............................................................................................
2.4.8 Tempo de reverberação ..............................................................................
2.4.9 Ruído de fundo ............................................................................................
2.5 Isolamento acústico .....................................................................................
2.5.1 Tipos de Isolamento acústico ......................................................................
2.5.2 Cálculos com decibel ...................................................................................
2.5.3 Índice de redução sonora ponderado – Rw ................................................
2.5.4 Isolamento de ruídos aéreos .......................................................................
2.5.5 Transmissão sonora ....................................................................................
2.5.6 Índice de transmissão sonora em paredes simples ....................................
2.5.7 Índice de redução sonora em parede vibrante ............................................
2.5.8 Região controlada pela rigidez ..................................................................
2.5.9 Região controlada pela ressonância .........................................................
2.5.10 Região controlada pela massa ..................................................................
2.5.11 Região controlada pela coincidência .........................................................
2.5.12 Índice de redução sonora – R ...................................................................
2.6 Isolamento acústico segundo a Norma ISO-140 .......................................
2.6.1 ISO-140 – Parte 3 ......................................................................................
2.7 Isolamento acústico em fechamentos simples .........................................
2.8 Isolamento acústico em fechamentos leves e duplos ............................
2.9 Isolamento acústico com elementos duplos ou mistos .........................
3 METODOLOGIA ...............................................................................................
3.1 Características das Câmaras de Transmissão Sonora da UFSM ............
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3.2 Descrição dos equipamentos utilizados ....................................................
3.3 Procedimentos gerais observados .............................................................
3.4 Medições em laboratório .............................................................................
3.5 Colocação de junta flexível .........................................................................
3.6 Sequência e procedimentos de montagem dos painéis ...........................
4 MEDIÇÕES E ANÁLISE DOS RESULTADOS .................................................
4.1 Considerações gerais sobre os ensaios realizados .................................
4.2 Ensaios com painéis de 30 mm de espessura ..........................................
4.2.1 Ensaio 1 .......................................................................................................
4.2.2 Ensaio 2 .......................................................................................................
4.2.3 Ensaio 3 .......................................................................................................
4.2.4 Ensaio 4 .......................................................................................................
4.2.5 Ensaio 5 .......................................................................................................
4.2.6 Análise dos resultados dos ensaios E1 a E5 ..............................................
4.3 Ensaios com painéis de 50mm de espessura ...........................................
4.3.1 Ensaio 6 .......................................................................................................
4.3.2 Ensaio 7 .......................................................................................................
4.3.3 Ensaio 8 .......................................................................................................
4.3.4 Ensaio 9 .......................................................................................................
4.3.5 Ensaio 10 .....................................................................................................
4.3.6 Análise dos resultados dos ensaios E6 a E10 ............................................
4.4 Análise comparativo entre os painéis de 30 e 50 mm ..............................
4.4.1 Comparação entre os resultados dos ensaios E1 (30 mm) e E6 (50 mm) –
para parede executada com painéis simplesmente encaixados ................
4.4.2 Comparação entre os resultados dos ensaios E2 (30mm) e E7 (50mm) –
parede executada com painéis vedados com fita crepe ...........................
4.4.3 Comparação entre os resultados dos ensaios E3 (30mm) e E8 (50mm) –
parede executada com painéis argamassados e rejuntados ....................
4.4.4 Comparação entre os resultados dos ensaios E4 (30mm) e E9 (50mm) –
parede executada com painéis argamassados, rejuntados e revestidos
com lambri ...................................................................................................
4.4.5 Comparação entre os resultados dos ensaios E5 (30mm e E10 (50mm) –
parede executada com painéis argamassados, rejuntados, revestidos
com lambri e com inserção de janela de madeira ......................................
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5 CONCLUSÃO ...................................................................................................
5.1 Sugestões para novos trabalhos ................................................................
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................
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1 INTRODUÇÃO
A carência habitacional crescente no Brasil e praticamente no mundo todo,
tem exigido, cada vez mais, a busca de alternativas de novos sistemas construtivos,
que permitam construções com maior economia e rapidez na execução, para
atender a demanda de programas habitacionais destinados às populações de baixa
renda.
Sistemas pré-moldados, onde são utilizados elementos/módulos cada vez
maiores e mais leves, produzidos em série, têm sido largamente utilizados. Como
em todo processo industrial, busca-se a redução de custos, através da
racionalização da mão-de-obra, minimização do desperdício dos materiais
componentes, além da reutilização de formas e moldes.
A utilização, cada vez maior de novos sistemas construtivos implica na
necessidade da adoção de critérios de monitoramento e avaliação dos materiais
componentes, também mais intensa, especialmente com relação a sua adequação
ao fim a que se destinam, ou seja, a habitação humana.
Este controle passa pela correta avaliação da qualidade de seus
componentes, os quais devem atender níveis mínimos de conforto e habitabilidade
para o futuro morador.
A tipificação do item conforto inclui, além de isolamento térmico, salubridade,
resistência, entre outra considerações, o conforto acústico da edificação, visto que o
bom isolamento sonoro de suas paredes e elementos vedantes é de fundamental
importância para o bem estar, sendo responsável direto pela preservação da
privacidade e descanso de seus moradores.
O conceito de habitabilidade inclui, além de uma boa edificação (em seu
aspecto técnico/construtivo), a sua correta inserção ao meio ambiente ao qual ela
faz parte, ou seja, o entorno urbano no sentido mais amplo, determinante para uma
boa relação do homem com o meio em que vive.
Esta relação também deve ser tratada e preparada corretamente para
complementação do conjunto: edificação x urbanismo.
A poluição do meio ambiente e suas conseqüências têm se tornado tema de
discussão obrigatória em congressos e convenções do mundo. E felizmente, cada
vez mais, ações são tomadas com vistas a estancar ou minimizar seus efeitos.
17
Portanto, todos os procedimentos que vierem a ser adotados nessa direção,
são válidos e extremamente importantes.
Este trabalho tem o propósito de contribuir com esse processo, através de
medições e análise da isolação acústica de um sistema construtivo pré-moldado
inovador, dentro da idéia de que é necessário aprimoramento de novas técnicas,
procurando buscar e valorizar a relação do homem com o meio ambiente, incluindo a
correta utilização de um dos principais lixos atualmente existentes- os pneus
inservíveis.
O novo sistema construtivo utiliza raspas destes pneus descartados como
elemento básico, além do aproveitamento de mão de obra carcerária para a
execução de componentes para as edificações.
Esta técnica vem sendo utilizada há mais de duas décadas, na execução de
edificações residenciais uni-familiares, destinadas à população de baixa renda, na
cidade de Santa Cruz do Sul, no estado do Rio Grande do Sul.
Por todos os aspectos citados, o presente trabalho constitui-se em mais uma
contribuição, na efetiva busca de aperfeiçoamento de novas técnicas construtivas,
especificamente no item “isolamento acústico”, bem como valoriza a necessidade,
cada vez maior, de reaproveitamento de materiais descartáveis e inservíveis
produzidos em abundância pelo inevitável aumento de consumo.
1.1 Objetivos
1.1.1 Objetivo geral
Destaca-se como principal objetivo, avaliar o isolamento acústico, devido ao
ruído aéreo, em paredes de habitação popular, construídas com sistema composto
por painéis pré-moldados executados com raspas de pneus.
1.1.2 Objetivos específicos
− Medir, em laboratório, o isolamento acústico de parede executada com painéis pré-
moldados;
− Avaliar a importância da utilização de rejunte de argamassa entre os painéis;
− Verificar a influência da colocação de revestimento em lambri de madeira sobre a
18
parede;
− Examinar a interferência no isolamento decorrente da inclusão de uma janela na
parede ensaiada;
− Quantificar as diferenças nos índices de isolamento entre paredes com painéis da
30 e 50 mm de espessura;
− Sugerir, com relação ao isolamento acústico, ações que visem o aperfeiçoamento
do conjunto.
1.2 Justificativa
A revolução no setor dos transportes, causada pela utilização de pneus de
borracha trouxe consigo uma discussão sobre o impacto ambiental, uma vez que a
maior parte dos pneus descartados no mundo todo, está abandonada em locais
inadequados, causando grandes transtornos para a saúde e a qualidade de vidas
humanas.
Durante o período sem legislação a respeito, e segundo estimativas
conservadoras da ANIP-Associação Nacional da Indústria Pneumática , que é um
órgão criado pelos próprios fabricantes de pneus, para definir formas e critérios de
reciclagem, o país acumulou mais de 100 milhões de pneus descartados.
Porém, existe uma discrepância entre as estimativas de um órgão
pertencente à própria indústria de pneumáticos, como a ANIP, e os cálculos de
alguns órgãos de pesquisa, que destacam a produção de 900 milhões de pneus,
desde o início de sua fabricação no Brasil, e indicam a presença de, no mínimo, 400
milhões de pneus descartados, ou seja, mais de dois pneus inservíveis por habitante
no Brasil.
Encontrar alternativas para a solução, ou ao menos, minimização desse
problema é um desafio, e portanto, todas as ações nesse sentido são plenamente
válidas.
Entre várias novas técnicas de aproveitamento de pneus, inclusive inteiros, na
edificação de muros de contenção, por exemplo, a utilização de suas raspas como
componente de concretos e argamassas na área da construção civil, já é uma
realidade bastante promissora.
Urge-se pensar sobre o aperfeiçoamento de um sistema construtivo que
utiliza as raspas de pneus como elemento básico em sua concepção,
19
especificamente com relação ao conforto acústico, que se constitui, entre outros, em
um item de fundamental importância, na busca do aprimoramento na construção do
habitat humano e qualidade do bem-morar, desde as edificações mais simples, até
as construções mais sofisticadas.
Considerando-se que uma edificação para atender níveis mínimos de
qualidade deve ser o resultado de um somatório de quesitos, tais como,
durabilidade, solidez, conforto térmico e acústico, este trabalho se propõe a
contribuir com o aperfeiçoamento específico do item isolamento acústico, por meio
de medições e análise de resultados em testes de laboratório de uma situação real e
em uso corrente.
A preocupação com a poluição do meio ambiente através de resíduos dos
mais variados tipos, bem como sua destinação, no presente caso- os pneus
inservíveis, também merece atenção, visto que, cada vez mais são necessários
projetos e ações que busquem a minimização do problema.
Por ser um tema instigante e atual, além das razões citada acima, justifica-se
o tema de estudo proposto e desenvolvido, na tentativa de proporcionar uma
contribuição significativa à questão, tanto com relação a aspectos técnicos do
sistema construtivo em estudo, como sua relevância na discussão de novos
conceitos sobre a relação do homem com o ambiente em que vive.
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
O presente trabalho refere-se a um sistema construtivo, que utiliza
componentes inéditos, ou seja, placas pré-fabricadas confeccionadas a partir da
utilização de resíduos de pneus em sua composição. Por tratar-se de um tema
bastante recente, e com escassa bibliografia, buscaram-se referências em artigos,
teses e dissertações sobre isolamento acústico e sistemas construtivos similares tais
como: painéis pré-moldados de concreto e outros materiais agregados.
Os requisitos básicos para elaboração desse trabalho foram buscados nas
Normas Brasileiras NBR 10.151/2000 e 10.152/1987, que determinam níveis de
ruído para conforto acústico no interior e no exterior das edificações, bem como nas
recomendações da ISO-140, que é um conjunto de doze normas técnicas sobre o
isolamento acústico das edificações e seus componentes.
2.1 Considerações sobre edificações populares
2.1.1 O direito à moradia
A habitação, juntamente com a alimentação, são necessidades básicas do ser
humano. Para cada indivíduo desenvolver sua capacidade e se integrar socialmente,
é fundamental que ele possua uma morada. Trata-se de questão relacionada à
própria sobrevivência, pois dificilmente se conseguiria viver por muito tempo exposto
às intempéries climáticas naturais, sem qualquer abrigo. Muitos fatores são
determinantes para a questão habitacional, definindo o mínimo desejável. É certo
que as soluções alcançadas na pré-história, já não satisfazem os padrões atuais,
bem como a habitação minimamente adequada para as áreas rurais não atende ao
modo de vida urbano.
A precariedade da habitação é, lamentavelmente, um dos problemas mais
graves na sociedade brasileira. A moradia representa um dos custos mais caros nas
sociedades contemporâneas submetidas ao sistema capitalista. Em um país com
população predominantemente pobre e com capacidade comprometida para
investimentos públicos, a habitação popular usualmente apresenta soluções
temerárias, não raro improvisadas, muito ruins do ponto de vista da habitabilidade e
21
mais especificamente em relação a precariedade nos quesitos de conforto térmico e
acústico.
Duarte (2005) em seu trabalho sobre isolamento acústico das paredes de
vedação da moradia brasileira ao longo da historia, faz uma análise qualitativa dos
principais eventos que contribuem para a degradação acústica da residência ao
longo do tempo e também uma avaliação quantitativa do nível de isolamento de
suas paredes. Conclui que as edificações atuais não possuem qualquer parâmetro
de qualidade acústica, havendo uma necessidade de maior conscientização de
profissionais sobre a importância do isolamento sonoro nas residências.
2.1.2 A habitação popular no Brasil
2.1.2.1 Breve histórico
Os programas governamentais implementados desde 1930 no âmbito dos
Institutos de Previdência, da Fundação da Casa Popular e de instituições locais se
mostraram ineficientes para atender à demanda exigida.
Assim, após uma relativa estagnação observada nos anos 50, foi criado, em
1964 o Banco Nacional de Habitação (BNH), o qual rompeu com a paralisia do setor
da construção civil, estimulando a construção em massa. A arrecadação de recursos
foi garantida por diversos mecanismos governamentais, como o FGTS – Fundo de
Garantia por Tempo de Serviço e o SBPE – Sistema Brasileiro de Poupança e
Empréstimo. Essa expansão das atividades levou à introdução, no mercado, de
materiais e componentes industrializados. Este ambiente se verificou durante todo o
chamado “milagre econômico brasileiro” (entre os anos de 1967 e 1973) e a crise no
setor se estabeleceu somente no começo dos anos 80 já que, a partir de 1974, com
a criação das Cooperativas de Habitação – COHAB, se deu um incremento das
realizações para a faixa social de baixa renda através da intervenção do Estado,
revertendo a hegemonia dos financiamentos às classes médias e média alta
observados no período de 1969 a 1976. A partir de 1983, o Sistema Financeiro de
Habitação praticamente entrou em colapso à medida que suas bases de
sustentação iam sendo minadas pelo desemprego e pela queda do nível de renda
no país.
22
Entre 1985 e 2002 ocorreram mudanças constantes tanto na estrutura
institucional da política de habitação e saneamento – quanto nos programas e
recursos. A política urbana não mereceu maiores cuidados, ao contrário, ela é objeto
de organismos que emergem e desaparecem desde o regime militar, a partir de
1964.
Em verdade a política urbana tem sido, durante esse tempo todo, fortemente
influenciada pelos bancos públicos, responsáveis pelos financiamentos à habitação
e ao saneamento.
2.1.2.2 Atual política habitacional
Com a criação do Ministério das Cidades, em 1º de janeiro de 2003, através
da Medida Provisória nº 103, posteriormente convertida na Lei nº 10.683, em
28.05.03, a Secretaria Nacional da Habitação, instituiu o Sistema Nacional de
Habitação de Interesse Social - SNHIS através da Lei Federal nº 11.124 de 16 de
junho de 2005. Esta Lei tem como objetivo principal implementar políticas e
programas que promovam o acesso à moradia digna para a população de baixa
renda, que compõe a quase totalidade do déficit habitacional do País.
Além disso, esse Sistema centralizou todos os programas e projetos
destinados à habitação de interesse social, sendo integrado pelos seguintes órgãos
e entidades: Ministério das Cidades, Conselho Gestor do Fundo Nacional de
Habitação de Interesse Social, Caixa Econômica Federal, Conselho das Cidades,
Conselhos, Órgãos e Instituições da Administração Pública direta e indireta dos
Estados, Distrito Federal e Municípios, relacionados às questões urbanas e
habitacionais, entidades privadas que desempenham atividades na área habitacional
e agentes financeiros autorizados pelo Conselho Monetário Nacional.
A referida Lei também instituiu o Fundo Nacional de Habitação de Interesse Social –
FNHIS, que em 2006 centralizou os recursos orçamentários dos programas de
Urbanização de Assentamentos Subnormais e de Habitação de Interesse Social,
inseridos no SNHIS.
O Fundo é composto por recursos do Orçamento Geral da União, do Fundo
de Apoio ao Desenvolvimento Social – FAS, dotações, recursos de empréstimos
externos e internos, contribuições e doações de pessoas físicas ou jurídicas,
23
entidades e organismos de cooperação nacionais ou internacionais e receitas de
operações realizadas com recursos do FNHIS.
Esses recursos têm aplicação definida pela Lei, como, por exemplo, a
aquisição, construção, conclusão, melhoria, reforma, locação social e arrendamento
de unidades habitacionais, a produção de lotes urbanizados para fins habitacionais,
a regularização fundiária e urbanística de áreas de interesse social, ou a
implantação de saneamento básico, infra-estrutura e equipamentos urbanos,
complementares aos programas de habitação de interesse social.
2.1.3 Sistemas construtivos pré-fabricados
A pré-fabricação tem participado de modo importante e crescente no
provimento de moradias em vários países industrializados. Este tem sido um dos
principais meios encontrados para atender a grande demanda de casas em
ambientes de alto custo de mão de obra.
Um dos aspectos que contribui para o aumento do valor final da obra é o
próprio custo da mão de obra. Em geral este custo, nos países industrializados, é
maior nas obras do que nas fábricas. Essa diferença se explica pelas melhores
condições e pela continuidade de trabalho nas fábricas. Há também mais
produtividade no trabalho nas fábricas, quando comparadas com tarefas
semelhantes executadas nas obras A essência da pré-fabricação é a produtividade e
muitos países reconhecem que a população crescente não pode ser abrigada pelos
métodos tradicionais de construção.
Os ganhos de produtividade possíveis através da pré-fabricação, resultam de
condições de trabalho abrigado, organização e mecanização. Trazendo-se o
homem, materiais e instruções para a fábrica, oportuniza-se que, por si próprio, ele
dobre a produtividade se comparada com o trabalho na obra.
2.1.4 Sistemas construtivos auto-sustentáveis
Pesquisas para reurbanizar cidades em busca da chamada sustentabilidade e
do conforto ambiental das unidades construídas estão, aos poucos, aumentando no
Brasil.
Grupos de trabalho atuando em temas como conforto ambiental, avaliação
24
pós-construção e desenvolvimento sustentável entre outros mostram as linhas de
pesquisa que as faculdades de engenharia vêm estimulando por meio da
Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído – Antac, criada em
1987.
A Antac é uma entidade que reúne professores e pesquisadores de
universidades de todo o país, das áreas de engenharia civil e arquitetura e tem por
objetivo integrar a comunidade acadêmica envolvida na transformação do ambiente
construído em algo confortável e econômico não só do ponto de vista do custo do
material, mas também no consumo de energia depois de pronto (ANTAC, 2008).
2.2 Reciclagem de pneus
Segundo o artigo Panorama da Indústria de Pneus no Brasil, elaborado pelo
Departamento de Indústria Pesada da Área Industrial do Banco Nacional de
Desenvolvimento – BNDES (2007), indústria de pneus no país é concentrada em
grandes empresas transnacionais, sendo elas: Goodyear, Pirelli, Bridgestone
Firestone, Michelin e Continental. Juntas, as fabricantes possuem 12 plantas no
país, a maioria no Estado de São Paulo. Os números da produção e das vendas
vêm crescendo ao longo dos últimos anos. Em 2005, foram produzidos cerca de 53
milhões de pneus, com volume de vendas internas de cerca de 38 milhões de
unidades, incluídas as importações diretas, e exportações da ordem de 18 milhões
de unidades.
Segundo o mesmo artigo, pneus são resíduos de difícil eliminação. Não são
biodegradáveis e seu volume torna o transporte e o armazenamento complicados.
Apesar de não serem considerados perigosos, sua queima libera substâncias tóxicas
e cancerígenas, como dioxinas e furanos. Quando jogados em rios e arroios e até
nas cidades, os pneus obstruem a passagem da água e podem causar alagamentos
e transtornos à população. Além disso, servem como criatório para mosquitos
transmissores de doenças tropicais. As milhares de carcaças abandonadas no Brasil
são uma das principais causas da proliferação da dengue.
Em vista disso, o Conselho Nacional de Meio Ambiente – CONAMA, através
da Resolução de número 258 de 26 de agosto de 1999 (BRASIL, 2008 a), alterada
pela Resolução nº 301/02, de 21 de março de 2002 (BRASIL 2008 b), estipulou que
as empresas fabricantes e os importadores de pneus sejam obrigados a coletar e
25
dar destinação final, ambientalmente adequada, aos pneus inservíveis existentes no
território nacional, na proporção estipulada em cronograma próprio já definido em
função das quantidades fabricadas ou importadas.
Apesar desta resolução que determinou reciclagem progressiva até 2005,
ainda não há uma real mobilização neste sentido. Verificou-se que a destinação
dada aos resíduos provenientes da manufatura da borracha, em sua maioria, ainda
é os lixões. Esta destinação, além de poluir o meio ambiente, serve como criadouro
de insetos transmissores de doenças.
A reutilização dada aos pneus usados, apesar de vir aumentando, ainda é
muito pequena. Mesmo que a sociedade de modo geral possa estar bem informada
e preocupada com as questões ambientais, motivadas pela preocupação com a
degradação da natureza, não existe uma movimentação ou um engajamento coletivo
de mudanças. Na verdade, a estagnação é geral, tanto das empresas, quanto do
governo e conseqüentemente da população.
2.2.1 Pneus inservíveis
Segundo a Associação Nacional da Indústria de Pneumáticos – ANIP, o Brasil
produziu 41,3 milhões de pneus por ano. A produção por categorias é assim
distribuída: caminhões/ônibus 4,65 milhões, camionetas 3,52 milhões, automóveis
26,2 milhões, motos 3,6 milhões e outros 3,33 milhões. Estima-se que a frota
nacional de veículos automotores produza mais de 30 milhões de pneus inservíveis
por ano. Quando abandonados em locais inadequados, os pneus servem como local
para procriação de mosquitos e outros vetores de doenças e representam um risco
constante de incêndio, que contamina o ar com uma fumaça altamente tóxica e
deixa um óleo que se infiltra e contamina o lençol freático.
Muitos são os destinos possíveis para os pneus inservíveis, mas o mais
comum é serem depositados em aterros sanitários ou estocados em terreno baldio a
céu aberto. Estes dois tipos de armazenamento constituem-se nos menos corretos
do ponto de vista ambiental.
Uma vez coletados, adequadamente, esses pneus inservíveis, podem ainda
ser tratados como por exemplo:
− Empilhados para futura utilização;
− Moídos para redução de volume antes de serem encaminhados aos aterros
sanitários;
26
− Queimados para aproveitamento energético;
− Em pirólise para recuperação de óleos, gases voláteis e carbono;
− Uma grande variedade de usos envolvendo, inclusive, o pneu inteiro;
− Moído e utilizado na fabricação dos mais variados tipos de artefatos.
Esta última destinação permite um sem número de aplicações na indústria e
construção de uma forma geral, na indústria naval, esportiva, etc.
Devido às características físicas de um pneu usado (forma, elasticidade,
peso, etc.), ele pode ser usado em aplicações diferentes da qual foi concebido
originalmente sem qualquer tratamento prévio, inclusive pneus inservíveis inteiros
podem ser aproveitados em obras de engenharia (KAMIMURA, 2002).
Podemos considerar que o destino mais adequado em termos ecológicos e
ambientalmente correto é aquele que possa gerar um produto comercializável e útil
para a sociedade.
Kamimura (2002) identificou vários grupos de pesquisa em universidades e
centros de pesquisa brasileiros tratando sobre o aproveitamento de pneus
inservíveis, constatando a existência de várias linhas de pesquisa, tais como:
incorporação de borracha em compósitos de cimento, incorporação em asfalto,
geotecnia, pirólise e combustão de pneus inservíveis.
Existem, ainda, vários estudos em andamento na área da construção civil.
2.2.2 Utilização de pneus na construção civil
Conforme Kamimura (2002) a indústria da construção civil é um mercado em
potencial para absorver uma parcela dos pneus inservíveis gerados anualmente,
devido a grande quantidade e diversidade de materiais que consome. Inteiros ou
triturados, em substituição aos materiais de construção convencionais e, em pó ou
em raspas, usados na composição de misturas asfálticas, de concretos e
argamassas. A construção civil pode, portanto, contribuir de maneira significativa na
diminuição do passivo ambiental, através da utilização dos resíduos, tanto na
implantação de conjuntos habitacionais, como na pavimentação de rodovias.
2.2.3 Utilização de raspas de pneus como agregado em concretos e argamassas
Nos últimos anos, diversos estudos e ensaios têm demonstrado a eficácia da
27
utilização de raspas de pneus como agregado na composição de concretos e
argamassas.
Silva, Silva e Dias (2007), através de ensaios comparativos de resistência à
compressão em corpos-de-prova de concreto convencional e concreto com adição de
5% de raspas de pneus, concluíram que, embora a perda de aproximadamente 25% da
resistência do concreto com adição das raspas, houve uma melhora em sua ductilidade,
sugerindo continuidade de estudos para avaliar outras possíveis vantagens.
Mesma constatação obteve Santos (2005), ao comprovar que, com adição de
fibras de borracha à massa de concreto, muito embora haja uma diminuição da
resistência do concreto à compressão, ocorre um aumento da tenacidade e da
resistência ao impacto.
Segre (1999) realizou estudos de tratamento prévio (lavagem) dos resíduos
de borracha com produtos químicos, testando adesão das partículas com a matriz de
cimento, permeabilidade, resistência, concluindo com a ampla possibilidade de
utilização do produto na construção civil.
Macedo e Tubino (2005) observaram melhora de isolamento acústico em
corpos-de-prova à medida que foram aumentados o teor de borracha na mistura.
Segundo o estudo, foram analisados, quanto à isolação e os níveis de pressão
sonora, quatro corpos-de-prova, com diferentes percentuais, ou seja, 5%, 10% e
15% de teor de borracha na matriz cimentícia, constatando-se que à medida que o
teor de borracha foi aumentado, houve acréscimo do índice de redução sonora, nas
freqüências inferiores a 150 Hz e superior a 1250 Hz. Sendo que, nas freqüências
graves (125Hz a 250Hz) e médias (500Hz a 1000Hz), o isolamento acústico da
referência e com teor de 15% de borracha, apresentaram valores muito próximos
A utilização da fibra de borracha junto às matrizes cimentícias, apresenta um
futuro promissor, na área da construção civil, como indicam os estudos que têm sido
realizados para avaliação da resistência e de outras propriedades de componentes
confeccionados com adição de raspas de pneus, inclusive com relação a traço
adequado da mistura, granulometria das raspas, etc.
2.3 O sistema construtivo em estudo
2.3.1 Programa de implantação
O projeto foi iniciado a partir de pesquisas do engenheiro civil Leandro
28
Agostinho Kroth, na década de 1980, junto à Secretaria Municipal da Habitação,
Conservação e Segurança (SMHCS) da cidade de Santa Cruz do Sul/RS (KROTH,
2003). Visava desenvolver um sistema construtivo inovador, que fosse barato, de
execução rápida e fácil e, principalmente, que utilizasse os pneus usados e
descartados, dando um destino adequado para um material poluente, que leva
centenas de anos para se decompor na natureza.
Além disso, o emprego de mão de obra carcerária trouxe significativa e
intensa atividade de inclusão social, tendo, o projeto, alcançado reconhecimento
mundial, através do “Prêmio Mundial Energia Global para Sustentabilidade”, em
Nagoya, Japão, em abril de 2005.
Desde que o projeto foi implantado, em 1988, foram executadas 210 casas,
com áreas de 40,00 e 60,00 m
2
. Inicialmente os recursos eram da própria Prefeitura
Municipal e, posteriormente, através de um convênio com a Caixa Econômica
Federal houve a possibilidade de financiamento do material utilizado na confecção
da moradia.
A Caixa Econômica Federal abriu a possibilidade de subsidiar a mão-de-obra
e o terreno, além de autorizar liberação do FGTS (Fundo de Garantia por Tempo de
Serviço), desde que houvesse um sério estudo da performance do material e do
sistema construtivo.
As figuras 1, 2, 3 e 4 mostram os conjuntos residenciais construídos em Santa
Cruz do Sul/RS, quais sejam, respectivamente: Bairro Residencial Mãe de Deus,
Bairro Glória, Bairro Ohland e Bairro Aliança.
Na figura 1, observa-se a unidade básica, inicialmente adotada, com área
construída de 40,00 m
2
, as quais são compostas de sala de estar, cozinha, dois
dormitórios e área de serviço coberta, com piso cimentado, forro de madeira (lambris
de pinus), esquadrias de ferro e metalon e telhado em chapas onduladas de cimento
amianto.
29
FONTE: Benoine Poll, 2006.
FIGURA 1 – Bairro Residencial Mãe de Deus.
Na figura 2, vemos uma unidade com acréscimo frontal de uma varanda, e
com revestimento interno de lambri de madeira. Estes acréscimos funcionais e
estéticos foram adotados e executados pelos próprios moradores em muitas
residências.
FONTE: Benoine Poll, 2006.
FIGURA 2 – Bairro Gloria.
30
Nas figuras 3 e 4, as unidades com área construída de 60,00 m
2
, dotadas de
área frontal de proteção, já em seu projeto original, atendendo o desejo dos
moradores, que já vinham adotando esta solução, nas residências de 40,00 m
2
.
FONTE: Benoine Poll, 2006.
FIGURA 3 – Bairro Ohland.
FONTE: Benoine Poll, 2006.
FIGURA 4 – Bairro Aliança.
2.3.2 Componentes do Sistema
O sistema construtivo é bastante simples e apresenta semelhanças com o
concreto celular e com a argamassa armada, bastante utilizada na construção de
edificações. A mistura (contendo as raspas de pneus) é usada para moldar, em
formas metálicas, as placas utilizadas na execução das paredes, através da
montagem de módulos compostos de cinco peças empilhadas entre duas colunas de
concreto armado, em forma de “T”, também pré-moldadas, sendo o conjunto
arrematado, pelo lado interno, através de uma guia de madeira parafusada. Os
31
elementos são os seguintes:
− Placas pré-moldadas- com 90,6 cm de largura, 53,59 cm de altura e 3,33 cm de
espessura, compostas de raspas de pneus usados, triturados, com adição de
cimento, areia e água. As formas metálicas são tratadas com desmoldante em
óleo queimado. As placas são executadas por presos em regime semi-aberto, com
recebimento de um salário mínimo/mês e redução de pena de 01 dia para cada 03
dias trabalhados;
− Pilares – compostos de concreto armado pré-moldado, em formas metálicas,
apresentando dimensões de 12 cm x 12 cm e comprimento de 270 cm, com quatro
tipos de seções. A mão de obra é a mesma dos painéis;
− Guias de madeira: Constituídas de tábuas de pinus de 15 cm, para travamento das
placas, pelo lado interno, e cintamento superior para amarração do conjunto e
fixação das tesouras do telhado;
− Telhado: Utilizam-se telhas de cimento amianto sobre tesouras de madeira
aplainada;
− Fundações: São constituídas de alicerce corrido de tijolos maciços para
nivelamento, sob vigas baldrame em concreto armado, executadas com formas
metálicas.
A Figura 5 demonstra o detalhamento do sistema de montagem e da fixação
dos elementos construtivos.
FIGURA 5 – Detalhe do Painel pré-moldado e sistema de fixação.
32
2.3.3 Processo de montagem das unidades residenciais
O processo de montagem de cada unidade residencial, desde as fundações,
até a obra concluída, obedece a um cronograma com etapas bem definidas,
conforme mostram as figuras 6 até 9.
A figura 6 identifica a sequência da execução do alicerce, desde a escavação
e nivelamento, até a montagem da viga de baldrame.
FONTE: KROTH, 2003.
FIGURA 6 – Alicerce nivelado e vigas de baldrame em concreto.
A figura 7 mostra a colocação das colunas de concreto nos encaixes deixados
previamente nas vigas de baldrame, e o posterior travamento superior das mesmas,
com guia de madeira, já constituindo o madeiramento de fixação do telhado.
FONTE: KROTH, 2003.
FIGURA 7 – Colocação das colunas e execução do contrapiso e do madeiramento
da cobertura.
Na sequência, como mostra a figura 8, são encaixadas os painéis de
fechamento, simplesmente encaixados, travados também, através da utilização de
33
guias de madeira (pinus).
A figura 8 apresenta, ainda, o detalhe das janelas empregadas na edificação
FONTE: KROTH, 2003.
FIGURA 8 – Montagem dos painéis e detalhe da janela.
A figura 9 mostra a colocação do telhado e a complementação fina da obra,
ou fechamento total dos painéis.
FONTE: KROTH, 2003.
FIGURA 9 – Conclusão da cobertura e fechamento final dos painéis.
Durante os primeiros anos de ocupação, as casas não passaram por
nenhuma avaliação, tanto em relação aos aspectos técnicos executivos quanto ao
“conforto ambiental”. A Fundação de Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul
(Cientec) realizou, em 1999 e 2000, testes na fixação das placas nos pilares sob a
aplicação de impactos, bem como de estanqueidade à chuva.
Posteriormente, durante o período de 2004 a 2007, a Universidade de Santa
Cruz do Sul-UNISC, através dos Departamentos de Engenharia, Arquitetura e
Ciências Agrárias, com recursos do FINEP e Prefeitura Municipal de Santa Cruz do
34
Sul, criou um Grupo de Trabalho multi-disciplinar (Protocolo no. 0611/2004), com a
parceria da Universidade Federal de Santa Maria-UFSM, onde foram realizados um
conjunto de testes físico-químicos e estruturais, visando à melhoria do projeto,
incluindo o presente estudo com relação ao conforto acústico.
Este projeto, denominado “Aprimoramento tecnológico de habitações
populares construídas com materiais alternativos”, teve como objetivo o
desenvolvimento e aprimoramento do sistema construtivo, como um todo, através de
análises e medições de seus componentes no pós-habitação, tais como:
− Ensaios de caracterização física e mecânica dos materiais utilizados na
construção da estrutura e painéis das paredes;
− Ensaios de estanqüeidade do sistema construtivo;
− Medições para verificar o conforto térmico das edificações;
− Análise do custo das edificações.
O Projeto realizou ainda, uma série de medições e ensaios, tais como:
− Medição do percentual de resíduo de borracha no composto dos painéis;
− Medição do percentual de umidade da areia;
− Ensaios de massa unitária da areia e da borracha;
− Ensaio de granulometria da areia e da borracha;
− Estudo para adequação dos traços da massa (percentuais de cada agregado);
− Moldagem de corpos de provas e realização de testes de resistência (compressão
e de impacto);
− Análise química do resíduo da borracha.
Dentre as análises realizadas estão as decorrentes do presente trabalho, que
contemplam o isolamento acústico de paredes construídas com placas de diferentes
espessuras e com introdução de uma janela.
2.4 Considerações sobre som, ruído e isolamento
2.4.1 Som
Segundo a NBR 12179 (ABNT, 1992), “som é toda e qualquer vibração ou
35
onda mecânica que se propaga através de um meio elástico produzindo no homem
a sensação de ouvir”.
Entretanto, tais vibrações somente se tornam auditivamente perceptíveis caso
estejam dentro da faixa de freqüência captável pelo ouvido humano, a qual varia
desde 20 a 20.000 Hz. Além disso, é necessário que haja também certa variação de
pressão para ocorrer a percepção do som. Dessa forma, percebe-se o som quando
as variações de pressão e a freqüência de propagação estiverem dentro dos limites
compatíveis com a fisiologia do ouvido.
2.4.2 Ruído
O Ruído é, por definição, qualquer som indesejável, desagradável ou
perturbador. Varia na sua composição em termos de frequência, intensidade e
duração. Pode-se dizer, ainda, que ruído é um som desorganizado, constituído de
um conjunto de vibrações de freqüências diversas, não harmônicas e irregulares.
O ruído é um dos principais causadores da redução da qualidade de vida nas
cidades, sendo que as principais fontes de ruído no ambiente urbano são, o tráfego,
obras da construção civil, atividades industriais e comerciais, ruídos da vizinhança e
atividades temporárias, tais como: competições esportivas, espetáculos, festas, etc..
2.4.3 Propagação do som
Conforme Gerges (1992), o som se propaga por via aérea (quando o meio de
propagação é o ar) e/ou por via estrutural (quando o meio de propagação é algum
tipo de corpo sólido).
Pode-se reduzir esta transmisão conhecendo-se a natureza do som, sua
forma de transmissão e a performance dos materiais a serem empregados.
Quando a propagação sonora ocorre no ar, as ondas são apenas do tipo
longitudinal, indicando que a vibração das partículas ocorrem na mesma direção da
propagação da onda. Já na transmisão através do meio sólido, podem ser
encontradas, também, ondas de cisalhamento, torção e de flexão.
2.4.4 Velocidade do som
De acordo com Gerges (1992) a velocidade de propagação do som em um
36
determinado meio depende das características do meio de propagação, tais como
temperatura e umidade relativa.
No ar, por exemplo, onde as ondas são apenas longitudinais, a velocidade de
propagação do som (C) pode ser calculada a partir de uma expressão matemática
bastante simples, em função da temperatura ambiente (t) em ºC, como mostra a
Equação 1.
)sm( 0,6.t331C +=
Equação 1
A velocidade mede o espaço percorrido em determinado tempo. Independe
da freqüência e da amplitude da onda, mas depende das características do meio em
que se propaga: pressão, umidade, temperatura e do próprio meio (materiais
diferentes), com mostra a tabela 1.
Tabela 1 – Velocidade do som em diferentes meios.
FONTE: Curso Interativo de Física (Disponível em: <br.geocities.com/resumodefisica/acustica/Açu
04.htm>. Acesso em: 05 mai. 2009- montada pelo autor
2.4.5 Freqüência
O número de oscilações ou ciclos completos que um fenômeno realiza com
periodicidade temporal de um segundo é denominado frequência, tendo por unidade
de medida o Hertz (Hz). Se as oscilações sonoras tiverem magnitude compreendida
entre 20 Hz e 20.000 Hz, serão interpretadas pela região cortical do cérebro como
Material Velocidade do som (m/s)
Ferro comum 5000
Alumínio comum 5100
Tijolo 3650
Madeira pesada 4670
Vidro comum 5000
Concreto 3231
Água 1460
Cortiça 500
Ar 343
Borracha 30-70
37
sons audíveis (GERGES, 1992).
Chamam-se infrassons os sinais de frequência menores que 20 Hz e
ultrassons os sinais de frequência maiores que 20.000 Hz, ambos sinais inaudíveis.
2.4.6 Nível de pressão sonora (NPS)
A faixa de audibilidade com que o ouvido humano percebe os sons varia de
0,00002 N/m
2
, a qual é a mínima pressão perceptível à freqüência de 1.000 Hz, até
valores bastante elevados que podem chegar a 200 N/m
2
, valor esse considerado
como limiar da dor.
O NPS é representado pela Equação 02:
ref
P
P
log20NPS =
Equação 2
Onde:
P
: pressão sonora em N/m
2
do som o qual se quer determinar o nível
P
ref
: nível de referência - limiar da audição em 1.000 Hz = 2 X10
-5
N/m
2
2.4.7 Reverberação
Quando, num recinto fechado, é acionada uma fonte sonora, as primeiras
ondas geradas propagam-se até as paredes, sendo então refletidas. Percorrem um
caminho em ziguezague por todas as direções. Nesse intervalo de tempo, a fonte
emite novas ondas que se combinam com as anteriores. As vibrações sonoras
aumentam, portanto, progressivamente de intensidade até alcançar um valor
estacionário. A reverberação ocorre quando a diferença entre os instantes de
recebimento dos dois sons é inferior a 0,1 s. Não se percebe um novo som, mas há
uma continuação do som inicial. A reverberação pode ajudar a compreender o que é
dito por um orador num auditório, no entanto, o excesso de reverberação pode
atrapalhar o entendimento.
Em ambientes fechados, existem dois campos sonoros: o campo da fonte e o
refletido.
Chegando juntos, reforçam o som, chegando separados, em pequeno
intervalo, atrapalham o entendimento, caracterizando a reverberação.
38
2.4.8 Tempo de reverberação
O Tempo de Reverberação é definido como o intervalo de tempo, em
segundos, que o nível de pressão sonora leva para decair 60 decibéis (dB) a partir
da interrupção da fonte de emissão.
Podem-se predizer valores de tempo de reverberação de equações
matemáticas e de medições com instrumentação adequada. A equação mais
difundida para o cálculo do tempo de reverberação surgiu no final do século XIX. O
professor de física de Harvard Wallace Clement Sabine estudou os critérios para
estabelecer condições acústicas satisfatórias e desenvolveu a primeira fórmula para
o cálculo do tempo de reverberação, a qual recebeu seu sobrenome. A fórmula de
Sabine é dada pela Equação 3.
α⋅Σ
⋅
=
S
V161,0
TR
Equação 3
Onde:
TR
=Tempo de Reverberação
V
= volume do ambiente em m³
S
= área das superfícies (m
2
)
α
= coeficiente de absorção dos materiais
0,161
é uma contante de ajuste
Apesar da fórmula ser um tanto simples, um local pode ter vários tipos
diferentes de materiais, cada um com uma absorção diferente. Assim, para se
calcular, devem ser considerados os diversos materiais que se encontram no local.
2.4.9 Ruído de fundo
Ruído de fundo é o conjunto de sons e ruídos emitidos durante o período de
observação, mas que não se constitui no objeto da medição.
O ruído de fundo na câmara de recepção de laboratórios é medido de acordo
com o estabelecido por normas técnicas específicas.
39
2.5 Isolamento acústico
Certos materiais tem a capacidade de formar uma barreira, impedindo que a
onda sonora (ou ruído) passe de um recinto a outro. Em grande parte dos casos
deseja-se impedir que o ruído alcance o homem.
Quando a onda sonora atinge uma parede, a energia é meramente transferida
de um lado da divisão para o outro por movimento direto do obstáculo. Quanto mais
pesado for este último, menos som passará através dele.
Quando se planeja o isolamento acústico de um ambiente, deve ser
considerado, além do espectro do ruído, as características físicas dos materiais a
sem empregados, com relação a rigidez, massa específica, espessura, etc.
Também deve ser considerada a significativa importância de evitar-se
vazamentos e fendas nos obstáculos separatórios, buscando torná-los
completamente impermeáveis ao ar.
Portanto, não adianta separar com uma parede muito isolante duas salas
contíguas, se o ruído pode ser transmitido por outros caminhos (pela estrutura, por
exemplo, ou entrando e saindo por janelas abertas); materiais com muitos poros
(concreto celular, tijolos vazados) transmitem muito mais do que um material maciço
do mesmo peso; uma porta ou uma janela com diferente índice de enfraquecimento
do resto da parede abaixam sensivelmente o isolamento global; forros falsos, leves,
apoiados em paredes que não continuam até o teto ocasionam canais apropriados
para a condução dos ruídos indesejados.
2.5.1 Tipos de Isolamento acústico
A maior parte das fontes sonoras nas habitações produz concomitantemente
ruídos aéreos e ruídos transmitidos por vibrações nos sólidos. Assim, de acordo com
a forma com que as ondas sonoras são geradas e propagadas, consideram-se dois
tipos de isolamento acústico (MÉNDEZ et al., 1994):
− Isolamento acústico a ruídos aéreos: nesse caso a fonte geradora do ruído
emite um movimento vibratório de compressões e rarefações nas moléculas
do ar, pondo em vibração as partições e/ou elementos construtivos.
− Isolamento acústico a ruído de impacto: quando a fonte geradora de ruído é
uma vibração, contínua ou percussiva, a qual é gerada diretamente sobre a
estrutura, transmitindo-se por via sólida (tal como acontece nos pilares,
vigas, lajes, paredes e outros elementos construtivos da habitação).
40
2.5.2 Cálculos com decibel
Quando é feito contas com decibéis, a duplicação de um ruído resulta num
aumento do nível sonoro de 3 dB. Para se aumentar o nível sonoro em 10 dB, é
necessário aumentar 10 vezes as fontes sonoras. O ouvido humano também não
reage linearmente ao nível sonoro.
Segundo Gerges (2000), um valor de divisão adequado a esta escala é
log
10,
também chamado Bel. No entanto, o Bel é um valor de divisão de escala muito
grande e usa-se então o decibel (dB) que é um décimo do Bel.
1 Bel = 10 decibéis
Por exemplo:
10 log10
14
= 140 decibéis
Logo, uma mudança de 3 dB corresponde a 10
0,3
= 2, ou seja, dobrando-se a
intensidade sonora resulta em um acréscimo de 3 dB.
2.5.3 Índice de redução sonora ponderado –
Rw
O desempenho acústico de um elemento divisório (parede, painel, etc.) é
medido através de um índice de redução sonora chamado Rw, expresso em dB, e
medido em laboratório com um ruído "rosa" (que reproduz os ruídos interiores: voz,
televisão, sistemas de alta fidelidade, entre outros).
O índice de redução ponderado Rw é calculado com base na comparação
entre os
valores R medidos (16 valores para 16 intervalos de 1/3 oitava, de 100 Hz a
3150 Hz) e
uma curva de referência. Para facilitar a avaliação desses índices de
isolação e suas comparações, desenvolveram-se procedimentos normalizados,
demonstrados na norma ISO 717 (Acoustics – Rating of sound insulation in buildings
and of building elements – Part 1: Airborne sound insulation). A ISO 717 leva a
obtenção de um número único, denominado INDEX, que expressa, de maneira
simplificada, o resultado obtido em bandas de freqüências. Esse número é
determinado através da comparação da curva do espectro de freqüências do
material avaliado, a uma curva padrão.
A comparação é efetuada plotando-se a curva de referência obtida, através
41
da medição de 1 em 1 dB, até que a soma dos desvios desfavoráveis seja a maior
possível, mas não ultrapasse 32 dB, para medições em bandas de 1/3 de oitava, e
10 dB, para medições em bandas de oitava. O valor do número único, INDEX, é o
valor da curva de referência na freqüência de 500 Hz, após a realização dos
procedimentos acima descritos.
2.5.4 Isolamento de ruídos aéreos
O fenômeno da transmissão de ruído aéreo, conforme a figura 10, foi descrito
por Méndez (1994) da seguinte forma:
[...] quando uma onda sonora de energia E
i
incide sobre uma superfície,
divide-se em duas, uma energia refletida E
r
e uma absorvia E
a
. Esta última,
por sua vez, se decompõe em energia dissipada no interior do fechamento
E
d
e uma energia transmitida E
t
.
FONTE: MÉNDEZ, 1994.
FIGURA 10 – Reflexão, absorção e transmissão do som.
O isolamento a ruído aéreo é função do coeficiente de transmissão dos
elementos construtivos que delimitam um ambiente. Em outras palavras, o
coeficiente de transmissão de um elemento é a relação entre a energia sonora
transmitida E
t
e a energia sonora incidente E
i
.
Ei
E
t
=τ
Equação 4
Para se obter o isolamento acústico entre recintos ou a diferença de nível (D),
mede-se o NPS na sala de emissão (
NPS
1
)
e na sala de recepção (
NPS
2
)
.
42
D
=
NPS
1
–
NPS
2
Equação 5
Para avaliação do desempenho acústico de dispositivos de fechamentos,
como divisórias, paredes, janelas e, inclusive fachadas, examina-se o valor chamado
perda de transmissão (PT) ou índice de redução sonora (R), definido pela equação
6, onde S é a superfície da parede (m
2
) e
A
é a absorção equivalente do local
receptor (m
2
):
A
S
log10DR +=
Equação 6
O valor de perda de transmissão em fechamentos homogêneos depende,
principalmente, da massa superficial e da freqüência incidente sobre ele.
2.5.5 Transmissão sonora
A transmissão da energia sonora que ocorre entre dois ambientes se dá das
seguintes formas: através do ar, pelas aberturas como portas, janelas, etc; pela
estrutura que separa os dois ambientes, através de vibrações nessa estrutura que
são transmitidas de um ambiente para outro; e por meio da transmissão por flancos
ou transmissão marginal, através das superfícies limítrofes da estrutura como lajes,
pilares, etc.
Através de uma parede não porosa como o vidro, a transmissão de um som
aéreo depende então, essencialmente, da massa e de sua rigidez, ou seja, de sua
espessura, e da sua forma de fixação rígida ou flexível.
Quanto mais espessa e pesada, e quanto mais separada estiver, menos
entrará em vibração e mais isolante será.
2.5.6 Índice de transmissão sonora em paredes simples
Costa (2003) destaca que no fenômeno de transmissão do som, em paredes
simples, para aplicações práticas simplificadas, pode ser considerada apenas a
parcela da irradiação por vibração da parede, porque ela é muito superior a outras
formas de transmissão.
43
Sendo assim, considerando onda plana longitudinal, propagando-se
unidirecionalmente, com incidência normal a uma parede de massa m (kg/m
2
), sem
vibração, admitindo sem dissipação de energia no ar que circunda a parede nem na
própria parede conforme Equação 7.
)dB)(mflog(20
c
log20R
11
+
ρ
π
=
Equação 7
Onde:
1
ρ
= densidade do meio 1 (ar)
1
c
= velocidade do som no meio 1(ar)
m
= massa
f
= frequência
π
= 3,1416
Em condições normais, para o ar, pode-se fazer
ρ
1
c
1 = 412,8, chegando-se a
chamada Lei da Massa, apresentada na Equação 8.
)dB(4,42)mflog(20R
−
=
Equação 8
Onde:
m: massa superficial do painel (Kg/m
2
)
f: frequência da onda incidente (Hz)
Costa (2003) explica que, como a incidência da onda sonora ocorre em todos
os ângulos possíveis, conclui-se através da prática de que o valor da equação
anterior fica reduzido em aproximadamente 5 dB. Logo a equação 9 assume um
valor mais aproximado com a realidade, demonstrada pela equação 9, que identifica
a Lei da Massa de Campo.
O valor considerado em medições laboratoriais ou mesmo em situações reais
é a chamada Perda de Transmissão de Campo, que considera somente os ângulos
com incidência de 0º a 78º (GERGES, 1992).
44
)dB(4,47)mflog(20R
−
=
Equação 9
Onde:
m: massa superficial do painel (Kg/m
2
)
f: freqüência da onda incidente (Hz)
2.5.7 Índice de redução sonora em parede vibrante
As paredes sobre excitação acústica, podem entrar em vibração, nas
freqüências ditas de ressonância, apresentando uma rigidez k limitada. O
comportamento da isolação de uma parede, de acordo com a teoria clássica,
definida para placas finas, é mostrado na figura 11, onde se pode observar quatro
regiões distintas e bem definidas.
FONTE: GERGES, 1992.
FIGURA 11 – Curva típica de Índice de Redução Sonoro para paredes simples.
2.5.8 Região controlada pela rigidez
Ocorre em freqüências muito baixas e nela o isolamento depende
principalmente da rigidez da parede. Costa (2003) afirma que, nas freqüências
inferiores à mínima de ressonância, o Índice de Redução Sonora vai depender
somente da rigidez da parede (k), e pode ser obtido pela equação 10.
2,74
f
k
log20R −=
Equação 10
45
O Índice de Redução Sonora (R) aumenta 6 dB cada vez que se duplica a
rigidez da parede e diminui 6 dB cada vez que se duplica a freqüência.
2.5.9 Região controlada pela ressonância
Região onde o sistema apresenta suas primeiras freqüências de ressonância,
produzindo-se quedas e picos de isolamento. Estas ressonâncias dependem das
dimensões, da rigidez e da massa da parede. Ainda segundo Costa (2003), quando
a parede entra em vibração na sua freqüência natural, a transmissão sonora
aumenta, com isso, o Índice de Redução Sonora (R) diminui, passando a ser dado
pela equação 11.
ρ
+=
c2
C
1log20R
Equação 11
Onde:
C caracteriza o amortecimento, ou seja, para um amortecimento grande, o Índice de
Redução Sonora (R) é elevado e vice-versa.
2.5.10 Região controlada pela massa
Para se garantir um bom isolamento ao ruído, é necessário usar componentes
de alta densidade superficial. Ao mesmo tempo identifica-se que altas freqüências
são mais fáceis de serem isoladas que as baixas, pois, quanto maior a massa do
fechamento e maior a freqüência incidente, maior será a dificuldade para fazer o
material vibrar, garantindo assim, um isolamento mais eficiente.
A região controlada pela massa é muito importante para a maioria dos casos
em acústica de edificações, visto que, para uma parede proporcionar maior
isolamento sonoro é necessário que ela seja composta por materiais de alta
densidade e/ou espessuras significativas, tais como: tijolos maciços, concreto,
pedras e materiais metálicos como o chumbo.
Por essa razão, a expressão que descreve a perda de transmissão nessa
região é conhecida como “Lei da Massa”.
A lei da massa indica que o isolamento aumenta em aproximadamente 6dB
46
para cada duplicação da massa. Esse aumento deve ser observado juntamente com
o aumento do isolamento, em função da freqüência, também de aproximadamente 6
dB por oitava. Porém essa lei não se aplica para qualquer freqüência. A experiência
mostra que, para freqüências baixas, inferiores à de ressonância, o isolamento não
segue a lei da massa e depende das características de rigidez do fechamento. Para
freqüências superiores a de ressonância, o isolamento é controlado pela lei da
massa até uma certa freqüência, onde se produz uma nova diminuição do
isolamento.
Portanto, pela lei de massa conclui-se que, para se conseguir um grande
isolamento, é necessário aumentar consideravelmente o peso do fechamento.
Obviamente, isto tem limites, fazendo-se necessário procurar outros sistemas. O
mais usual é a chamada parede dupla, cujo isolamento acústico se equivale ao
produzido por uma parede simples do mesmo peso.
2.5.11 Região controlada pela coincidência
A isolação sonora cresce de acordo com a lei da massa até uma certa
freqüência, denominada de freqüência crítica onde é produzida uma nova queda
significativa no seu valor, devido ao fenômeno da coincidência.
As ondas de flexão se propagam com maior velocidade quanto maior é sua
freqüência. Isto implica que existirá uma freqüência chamada crítica, a partir da qual
haverá algum ângulo de incidência, onde o comprimento de onda do som na parede
será igual ao do som no ar, conforme mostra a figura 12:
47
FONTE: MÉNDEZ et al, 1994.
FIGURA 12 – Efeito da coincidência.
A freqüência crítica é, por definição, a menor freqüência na qual se produz o
efeito da coincidência, correspondendo a um ângulo de incidência de 90º. Conforme
Paixão (2002), uma onda sonora, em determinada freqüência, pode incidir sobre a
parede em diversos ângulos. Haverá, no entanto, um único ângulo em que a
velocidade da onda incidente será igual à velocidade das ondas de flexão livre da
parede. Nesse ângulo, a transmissão será máxima. Quando esse ângulo for igual a
90º, tem-se a chamada freqüência crítica.
Acima da região controlada pela coincidência, o isolamento é controlado pela
rigidez, dependendo do tamanho do painel, dos seus contornos e do seu
amortecimento interno, podendo ter um aumento de 10 à 18 dB por oitava.
2.5.12 Índice de redução sonora – R
Este índice é medido em laboratório, segundo a norma ISO 140 e representa
as características de um dado elemento (janela, divisória…) para cada faixa de 1/3
de oitava numa gama de freqüências entre 100 e 3150 Hz (16 valores). Outras
48
medições podem ser feitas a título facultativo para freqüências de 50 a 100 Hz e de
3150 a 8000 Hz.
Costa (2003) enfatiza que o isolamento propiciado pela estrutura separadora
de dois ambientes pode ser caracterizado pela chamada atenuação do ruído R, ou
Índice de Redução Sonora, dado em dB, que é a redução da sensação auditiva de
um lado para o outro do obstáculo, identificado pela Equação 12:
t
1
log10R
α
=
Equação 12
Onde:
R = Índice de Redução Sonora
αt = coeficiente de transmissão
Conforme Paixão (2002), o Índice de Redução Sonora (R) é considerado um
dos principais parâmetros na caracterização acústica de uma parede, também
conhecido como Perda de Transmissão (PT) ou Transmission Loss (TL).
No presente trabalho é utilizada a denominação Índice de Redução Sonora,
uma vez que, esse termo é adotado pela norma ISO 140-3 (Acoustics –
Measurements of sound insulation in buildings and of buildings elements – Part 3:
Laboratory measurements airborne sound insulation of buildings elements), que
serve como referência aos laboratórios brasileiros que realizam ensaios de isolação
sonora de materiais e elementos da construção civil.
2.6 Isolamento acústico segundo a Norma ISO-140
A ISO-140 (Acoustic – Measurement of sound insulation in buildings and of
buildings elements) é um conjunto de doze normas técnicas sobre isolamento
acústico das edificações e seus componentes, que estabelece todas as condições e
diretrizes para medições de ruídos aéreos e de impacto, tanto em laboratório, como
em campo.
A seguir, citam-se os ítens da ISO 140-3, que estabelece como devem ser
realizadas as medições de isolação a ruído aéreo de elementos de edificações, que
é o caso do presente trabalho.
49
2.6.1 ISO-140 – Parte 3
A Norma ISO 140-3/95 é constituída de nove itens e sete anexos, sendo que
as principais recomendações estabelecidas em cada item são:
Item 1 – Descritivo da norma, seus objetivos e utilização.
Ítem 2 – Cita outras normas usadas como referência.
Item 3 – Estabelece definições. O Índice de Redução Sonora (R), empregado no
presente trabalho, é definido como: dez vezes o logaritmo da razão entre a potência
sonora incidente na partição do teste (W
1
), pela potência sonora transmitida através
dessa partição (W
2
) e expresso em decibéis, representada pela equação 13.
2
1
W
W
log10R =
Equação 13
Item 4 – Fala sobre os equipamentos de medição.
Item 5 – Trata das condições requeridas nas salas e da instalação da partição ou
dos elementos a serem testados.
Item 6 – Determina os procedimentos de teste e avaliação, geração do campo
sonoro, medição do nível de pressão sonora média, faixas de freqüência de
medição, tempo de reverberação e ruído de fundo.
Item 7 – Determina os níveis de precisão das medições.
Item 8 – Informa como devem ser expressos os resultados.
Item 9 – Cita como deve ser a apresentação dos dados.
2.7 Isolamento acústico em fechamentos simples
Paixão (2002), em ensaios realizados em laboratório com uma parede de
alvenaria, de tijolo maciço, inicialmente com isolamento perimetral de borracha
(conexão elástica), e posteriormente com argamassa (conexão rígida), constatou
que a principal diferença de resultados, é a caracterização de um “patamar” no caso
das conexões rígidas entre 160 Hz e 630 Hz, devido a transferência da energia
sonora para as paredes da câmara, Além disso, detectou que a presença das
conexões elásticas proporciona uma possibilidade de localizar, com maior precisão,
a freqüência de coincidência da parede. Demonstrou a existência de ressonâncias
devido a espessura da parede, apresentado uma curva característica do isolamento
50
para paredes espessas, complementando a curva existente para paredes finas
mostrada na figura 11 do presente trabalho
Neto (2006) em seus estudos experimentais para avaliar a performance de
isolamento sonoro de paredes de alvenaria estrutural de blocos cerâmicos,
comprovou a importância do revestimento de reboco das paredes no desempenho
do isolamento acústico das mesmas, obtendo resultados de até 42 dB, para paredes
com reboco em ambas as faces, confirmando, também, a validade da lei da massa e
a influência das conexões rígidas na transmissão do som por flancos, principalmente
nas baixas freqüências.
Méndez et al (1994) salientam que paredes com grande porosidade podem
apresentar baixo isolamento acústico, mesmo tendo bom desempenho quanto à
rigidez e à massa. Os autores destacam também que os fenômenos de ressonância
ocorrem em freqüências que dependem das dimensões da parede. Outros fatores
são abordados e avaliados para cada situação particular, pois podem influenciar no
som que é percebido em um ambiente, ao ser gerado em local vizinho. São eles:
nível sonoro no local de emissão, distribuição espectral de ruído, Índice de Redução
Sonora (R) da parede divisória, área da parede divisória, absorção total do local
receptor, natureza das paredes adjacentes (transmissão por flancos).
Duarte (2005) salientou a redução, ao longo do tempo, da capacidade de
isolamento acústico em paredes nas edificações, ocasionada pela substituição
gradativa dos materiais mais espessos e com maior densidade, tais como a pedra,
taipa de pilão,o tijolo maciço, e as paredes de adobe, por materiais cada vez mais
finos e leves, como o tijolo cerâmico furado, painéis finos de concreto, madeira, etc.,
conforme mostra a figura 13.
FONTE: Duarte (2005).
FIGURA 13 – Diminuição na densidade das partições através dos séculos.
51
Esta prática, ocasionada pela necessidade de redução de custos e até de
novos conceitos arquitetônicos estéticos de maior “leveza” das edificações,
contribuiu muito para a redução na qualidade acústica no interior das mesmas.
2.8 Isolamento acústico em fechamentos leves e duplos
Atualmente, o significativo aumento das emissões sonoras da vida moderna,
tais como o tráfego urbano, equipamentos de som cada vez mais potentes, etc.,
aliados à baixa qualidade do isolamento sonoro das edificações, tem exigido dos
pesquisadores e profissionais da área de acústica, um esforço, cada vez maior, na
solução, ou minimização do problema, sem a necessidade de abrir mão da leveza
exigida pela arquitetura moderna, rapidez e praticidade de execução, e sem grande
acréscimo no custo final da edificação.
Silva (2000), em seu estudo de isolação sonora em paredes e divisórias de
diversas naturezas, comprovou um bom desempenho de paredes divisórias duplas,
de materiais leves, cuja performance é superior a de paredes simples, de mesma
massa, como mostra a tabela 2. Tal resultado se deve, basicamente pela
característica do material leve utilizado, e a camada de ar criada entre ambos.
Silva (2000) evidenciou também, em seu estudo, a necessidade de se ter
cuidado com os detalhes construtivos, no que diz respeito a perfeita vedação em
portas e janelas, estanqueidade de seus elementos em relação a existência de
frestas.
Tabela 2 – Isolamento acústico de paredes diversas.
Materiais
Índice de
isolação dB
Alvenaria de bloco cerâmico c/ reboco nos dois lados-18cm 43
Alvenaria de bloco cerâmico sem junta vertical, c/reboco em 1
lado- 16,5cm
41
Alvenaria de bloco cerâmico sem junta vertical, c/reboco em 2
lados- 17,5cm
44
Alvenaria tijolo maciço com reboco 1 lado- 13cm 47
Alvenaria tijolo maciço com reboco 2 lados - 15,5cm 50
Alvenaria com blocos de concreto sem reboco- 16cm 39
52
(cont. Tabela 2
Materiais
Índice de
isolação dB
Alvenaria com blocos de concreto/reboco de gesso nos dois
lados- 16 cm
42
Alvenaria com blocos de concreto vazado sem reboco- 14cm 43
Alvenaria com blocos de concreto vazado c/ reboco 1 lado –
16,5cm
49
Alvenaria com blocos de concreto vazado c/ reboco 2 lados –
17,5cm
51
Divisória modular de PVC-densidade. 2,66 Kg/m
2
21
Parede de gesso 9,0 mm (-espaço de ar recheado com lã de
vidro)
47
Parede de gesso acartonado c/ painel em 1 face – densidade
12,5 Kg/m
2
27
Parede de gesso acartonado c/ painel em 2 faces – densidade
25,0 Kg/m
2
35
Parede dry-wall, 2 painéis de 12,5 mm- densidade 26,0 Kg/m
2
42
Parede dry-wall, 2 painéis de 12,5 mm- c/lã de vidro densidade
26,0 Kg/m
49
FONTE: SILVA, 2000.
2.9 Isolamento acústico com elementos duplos ou mistos
A Lei da Massa não pode servir como solução de todos os problemas de
acústica nos ambientes, pois seria necessário aumentarmos consideravelmente o
peso dos fechamentos, o que, muitas vezes, é inviável, por razões funcionais, de
espaço e econômicas. “Uma solução para sistemas em que se requer uma alta
perda de transmissão, sem o emprego de grandes massas, é o uso de paredes
duplas (ou triplas)” (GERGES, 1992). A combinação de fechamentos paralelos,
afastados entre si, formando espaço preenchido pelo ar ou por algum material
absorvente acústico, garante um isolamento maior que o efeito produzido pela Lei da
Massa, para uma mesma espessura, é o chamado “efeito sanduíche” (SILVA, 1997).
Os componentes individuais podem ser constituídos pelo mesmo material ou por
materiais diferentes, de espessuras iguais ou assimétricas. O isolamento acústico
proporcionado por uma parede dupla é diferente da soma dos componentes que
53
compõem a parede.
Portanto, a utilização do recurso da camada de ar entre os componentes de
um sistema de isolamento acústico tem se tornado uma técnica bastante eficiente
em vários projetos de isolamento. Mesmo que seja apenas a separação simples
entre dois elementos distintos, sem que haja a necessidade de aprisionar a camada
de ar, como no caso das janelas e painéis de vidro duplo, os resultados são bastante
satisfatórios.
Pisani (2008) em seu estudo de isolamento de fachadas com cortinas tipo
Black-out, constatou também a necessidade de se estudarem materiais alternativos,
com custo menos elevados, para resolver problemas de acústica em fachadas de
prédios pouco isolantes. Para tanto avaliou, em laboratório o acréscimo no índice de
isolamento sonoro a ruídos externos, gerado pela colocação de cortinas de vinil e de
poliéster sobrepostas a elementos de fachadas. A partir dos resultados dos ensaios
obtidos, verificou o desempenho de várias composições de cortinas, obtendo um
aumento de 2 a 5 dB no índice de isolamento sonoro, sendo que a duplicação das
cortinas, possibilitou, ainda, um aumento em torno de 1 dB em relação as cortinas
simples.
Na série “A” de ensaios foi utilizada uma parede de alvenaria com reboco em
ambos os nas dimensões de 1,20m x 1,30m. Sobreposta a esta fachada foi
colocada uma cortina de vinil, com densidade superficial de 0,5 Kg/m
2
e espessura
de 1,5 milímetro. O desempenho da amostra de referência foi de Rw = 28 (dB).
Na série “B” de ensaios foi utilizada uma parede de placas pré-moldadas de
raspas de pneus com sua face interna revestida com lambri com uma janela central
de correr de madeira com vidro simples de 3 mm e venezianas de abrir. Totalizando
uma parede de 8 cm. Sobreposta a esta parede foi colocada uma cortina de
poliéster, com densidade = 0,426 Kg/m
2
e espessura de 1 milímetro. O desempenho
da amostra de referência foi de Rw = 26 (dB).
O estudo de Pisani (2008) reforça a importância da camada de ar entre os
componentes para o isolamento acústico do conjunto, ao mesmo tempo em que
comprova a influência das frestas para a perda do isolamento, uma vez que, mesmo
aumentado o afastamento e o transpasse entre os elementos, não houve acréscimo
de ganhos no isolamento nestes casos, fato constatado pela linearidade nos
resultados de desempenho obtidos entre os vários ensaios.
54
Vários tipos e materiais de isolamento sobre janelas tem sido testados com
resultados satisfatórios. Pizzutti et al (1998) ensaiaram em laboratório a
performance, como cortina isolante, de chapas de alumínio, emborrachados leves e
PVC. Estes materiais foram ensaiados como painéis simples e duplos do mesmo
material, intercalados com uma camada de ar de 2 em 2 cm, até uma distância de 30
cm, tendo havido um aumento gradativo de isolamento até este limite, a partir da
qual, os painéis passaram a comportar-se como elementos independentes,
perdendo sua eficiência. Segundo os autores, ficou comprovado que, quanto maior a
densidade dos materiais, maior é o afastamento necessário para que estes
funcionem como dois painéis independentes.
Oliveira (2007) em seus estudo sobre isolamento de janelas, ensaiou a
duplicação de duas janelas com baixa estanqueidade ao ar, atingindo um Rw = 26
dB, com bons resultados principalmente nas médias e altas frequências, resultando
em um acréscimo de isolamento de 8 dB em relação a uma janela única com as
mesmas características, o que confirma a influência positiva da simples camada de
ar entre dois elementos. Já, com relação a janelas com boa estanqueidade, atingiu
um Rw final de 37 dB, tendo um ganho de 4 a 8 dB, sobretudo nas baixas e médias
freqüências.
Belderrain (1998) reforça que para se obter melhores resultados na utilização
de paredes duplas, os painéis devem estar o mais isolados possíveis do ponta de
vista físico e mecânico, eliminando-se, sempre que possível, as “pontes sonoras”, ou
seja, elementos de ligação entre os dois componentes.
Todos os estudos aqui citados, serviram de parâmetro para o presente
trabalho, visto tratar-se de um sistema misto, composto de painéis de concreto com
resíduos de borracha, colunas de concreto armado e lambris de madeira, com a
utilização tanto de elementos com massa específica média e alta, no caso os painéis
e pilares, como a inserção de revestimento de madeira, com baixa massa específica,
pelo lado interno, e a conseqüente criação de camada de ar, entre os elementos.
3 METODOLOGIA
As medições foram realizadas no Setor de Acústica do Centro de Tecnologia
da Universidade Federal de Santa Maria.
Executaram-se os ensaios, segundo as recomendações da parte 3 da Norma
Internacional ISO-140 (1995), que trata sobre ensaios de isolamento acústico de
elementos construtivos, a partir de ruídos aéreos em laboratório.
Tais experimentos estudaram composições diferenciadas dos painéis, ou
seja, apenas sobrepostos e encaixados, rejuntados com argamassa, com
revestimento interno de madeira e, finalmente, com a inserção de uma janela.
Todos os ensaios foram realizados com painéis de 30mm de espessura, que
é o usual no projeto, repetindo-se com painéis de 50mm, avaliando-se e
comparando-se as duas situações.
Após o desenvolvimento das atividades experimentais, fez-se a compilação
dos dados e a análise dos resultados obtidos.
A seguir, elaboraram-se as conclusões e as sugestões para trabalhos futuros.
3.1 Características das Câmaras de Transmissão Sonora da UFSM
As Câmaras Reverberantes para ensaios do Setor de Acústica da UFSM são
um conjunto de duas salas especiais com 60 e 67 m
3
de volume, separadas por um
pórtico de 55 cm, cujas paredes, teto e piso são constituídos de 30 cm de concreto
armado. Cada sala possui uma porta dupla de 1,50m de largura por 2,50m de altura,
executadas em chapa de aço de 12,7mm de espessura, vedadas com borracha em
todo seu contorno e fechadas sob pressão, garantindo perfeita estanqueidade. Não
há paralelismo entre as superfícies das Câmaras (paredes, teto e piso) para a
existência de campo difuso. A estrutura não está apoiada diretamente no solo,
sendo que sua carga é descarregada em isoladores de neoprene, passando aos
pilares e, deles às fundações. O detalhamento da Câmara é apresentado na Figura
14.
56
30 310 30
20 250
90 150
200150
1150
30 390 30
410
30 390
30
CÂMARA DE EMISSÃO
V= 60 m3
CÂMARA DE RECEPÇÃO
V= 67 m3
a
m
o
s
t
r
a
d
e
t
e
s
t
e
s
320
fonte
microfone
PLANTA BAIXA
CORTE LONGITUDINAL
490
585
565
L1
L2
30 470
30
55
565470 55
30
30
FIGURA 14 – Detalhamento da Câmara Reverberante para transmissão sonora da
UFSM.
3.2 Descrição dos equipamentos utilizados
Os equipamentos empregados, todos da empresa Brüel e Kjaer foram:
− Fonte sonora (Sound Source – 4224 – serial nº 1491240)
− Microfone 4166
− Calibrador (Sound Level Calibrator – 4230 – serial nº 1351791)
− Analisador (Building Acoustics Analyzer– 4418 – serial nº 879492)
− Analisador Climático (Indoor Climate Analyzer– 1213 – serial nº 1464641)
A figura 15 ilustra alguns dos equipamentos utilizados nos ensaios.
57
FIGURA 15 – Fonte sonora, Microfone, Calibrador e Analisador.
3.3 Procedimentos gerais observados
A fonte geradora sonora operou ligada ao analisador, de acordo com as
recomendações do fabricante dos equipamentos, trabalhando na faixa de 20 dB a
120 dB, emitindo ruído rosa que passa através de uma série de 16 filtros em bandas
de terços de oitava, cobrindo uma faixa de freqüências de 100 Hz a 3150 Hz.
A fonte, utilizada com difusor, ficou posicionada no encontro de duas paredes
de concreto da câmara (de emissão para medições de NPS e de recepção para TR),
voltada para o canto, a fim de excitar o maior número de modos da sala. A distância
foi de 1,0 m entre a fonte e cada uma dessas paredes.
Para atender a norma ISO 140, foram feitas três medições completas
posicionando-se o microfone alternadamente em posições diferentes
ortogonalmente, com afastamento de 1,0 m entre o mesmo e todas as superfícies
(paredes adjacentes, de teste e fonte geradora). O índice de isolação sonora
resultante é o valor médio calculado entre aqueles medidos em cada posição do
microfone.
Quantificou-se o ruído de fundo a fim de assegurar que as
58
medições realizadas na Câmara de Recepção não fossem afetadas por ruídos
estranhos, internos e externos. Segundo o item 6.5 da Norma ISO 140-3 (1995) o
nível do ruído de fundo deve ser, no mínimo 6,0 dB, e preferencialmente mais que
15,0 dB, abaixo do nível resultante da combinação do NPS com o ruído de fundo.
Também determinaram-se as condições de temperatura e umidade relativa do ar,
durante os ensaios, utilizando-se o Analisador Climático descrito no item sobre os
equipamentos.
3.4 Medições em laboratório
Os procedimentos básicos para cada ensaio, conforme determinado na ISO
140-3, subdividem-se resumidamente em cinco atividades:
− Aferir o sistema de medição com emprego do Calibrador (4230) e do analisador
(4418);
− Gerar o ruído e medir o Nível de Pressão Sonora (NPS
1
) na Câmara de Emissão (L
1
);
− Medir o Nível de Pressão Sonora (NPS
2
) na Câmara de Recepção (L
2
), a partir
do ruído gerado na Câmara de Emissão (L
1
);
− Medir o Tempo de Reverberação (TR) na Câmara de Recepção (L
2
). É necessário
digitar no analisador (4418) o volume da Câmara de Recepção (V=67 m
3
) e a área
da parede amostral (S= 13,12 m
2
);
− Medir o Ruído de Fundo (RF) na Câmara de Recepção (L
2
).
Todos os valores são registrados na memória do analisador (4418), podendo
ser impressos pelo registrador gráfico e/ou ser empregados nos cálculos.
Nos ensaios realizados, optou-se pelo registro dos valores medidos (NPS
1
,
NPS
2
, TR e RF) e dos calculados com o emprego das equações 14 e 15.
21
NPSNPSD −=
Equação 14
Onde:
D: diferença de nível
NPS
1
: NPS na sala de emissão
NPS
2
: NPS na sala de recepção
59
+=
V
TR.A.5,6
log10DR
Equação 15
Onde:
R: diferença de nível normalizada ou índice de redução sonora
V: volume da câmara de recepção
A: área da amostra ensaiada (13,12 m²)
3.5 Colocação de junta flexível
A montagem da parede amostral foi precedida de limpeza e eliminação de
resíduos do pórtico da Câmara Reverberante e posterior fixação de tira de borracha
em todo perímetro de contato entre o mesmo e o painel de amostra.
A função da tira de borracha perimetral reduzir a transmissão “por flancos”, da
energia que é produzida pela vibração da parede amostral, submetida à incidência
sonora na superfície voltada para a Câmara de Emissão (L
1
), sendo esta vibração,
através das paredes da Câmara de Reverberação, transmitida para o recinto da
Câmara de Recepção (L
2
).
3.6 Sequência e procedimentos de montagem dos painéis
Os componentes do sistema foram montados de forma que a face externa
(fachada) da parede ficasse voltada para a Câmara de Emissão (L
1
). Procedeu-se a
fixação das vigotas de concreto tipo “T”, colocação dos painéis modulares travados
com peças de madeira de pinus, parafusadas nas vigotas pelo lado interno (Câmara
de Recepção), seguindo as orientações executivas específicas do projeto.
As figuras 16 a 20 mostram a seqüência na montagem da parede teste no
interior da Câmara Reverberante.
A figura 16 mostra o processo de limpeza do pórtico para a colocação da tira
de borracha com função de isolar o painel amostral do pórtico da câmara.
A tira de borracha foi fixada com adesivo de baixa qualidade colante, apenas
para posicioná-la provisoriamente sobre as superfícies do pórtico. Posteriormente, após
o primeiro ensaio, ela foi recoberta com fita adesiva e argamassa, respectivamente.
60
FIGURA 16 – Limpeza da superfície do pórtico e colocação da vedação de borracha.
Devido ao pé-direito da Câmara de Reverberação (3,20m) ser superior ao da
edificação (2,70 m), houve a necessidade de complementação das colunas de
concreto através da soldagem da ferragem estrutural e preenchimento em concreto,
conforme mostra a figura 17.
FIGURA 17 – Preparo das colunas de concreto (ajustes no comprimento para adequar
a altura do pórtico).
Houve especial cuidado na montagem e travamento das colunas de concreto
sobre o pórtico, já revestido com a tira de borracha (conexão flexível), com o objetivo
de evitar o rompimento da mesma, o que ocasionaria prejuízo na função de
isolamento e amortecimento.
61
FIGURA 18 – Montagem das colunas de concreto da estrutura.
A seqüência da montagem do painel amostral, obedeceu a mesma utilizada
na montagem da edificação, ou seja, fixação das vigotas de concreto, encaixe dos
painéis através das guias de madeira aparafusadas sobre as vigotas.
FIGURA 19 – Colocação das placas com fixação através das guias de madeira.
A figura 20(a) mostra a parede pronta vista pelo lado da Câmara de emissão,
ou seja, observando-se os pilares de concreto e as placas.
Na figura 20(b), é possível ver a parede interna das edificações,
representadas pela Câmara de recepção, com destaque para o fechamento com
guias de madeira de pinus.
62
(a) (b)
FIGURA 20 – Parede pronta vista pelo lado da Câmara de Emissão e da Câmara de
Recepção respectivamente.
4 MEDIÇÕES E ANÁLISE DOS RESULTADOS
Foram realizados dez ensaios seqüenciais utilizando-se painéis de *30mm e
50mm na seguinte ordem:
− Ensaio 1: painéis de 30mm, simplesmente encaixados;
− Ensaio 2: painéis de 30mm, com as juntas vedadas com fita crepe;
− Ensaio 3: painéis de 30mm, assentados e rejuntados com argamassa de cimento
e areia, traço 1:3 (cimento e areia média);
− Ensaio 4: painéis de 30mm, mesma amostra do ensaio 3 com revestimento em
lambri de madeira, pelo lado da Câmara de Recepção (correspondendo ao lado
interno da residência);
− Ensaio 5: painéis de 30 mm, mesma amostra do ensaio 4, com inserção de uma
janela com vidro e veneziana (nas dimensões utilizadas nas residências);
− Ensaios 6 a 10: repetição de todos ensaios de 1 a 5, utilizando-se parede com
painéis de 50 mm.
* Para fins de simplificação na grafia, utilizamos a dimensão nominal dos painéis de 33,3 mm de
espessura, como sendo de 30mm.
Para cada um dos ensaios foram feitas três medições repetidas, sendo o
resultado final obtido através da média, como forma de comprovação do resultado.
Para atender a norma ISO 140, cada ensaio foi realizado 3 vezes,
modificando-se a posição do microfone ortogonalmente, tanto na Câmara de
Emissão como na de Recepção. O índice de isolação resultante é o valor médio
calculado entre aqueles medidos em cada posição do microfone.
Os resultados são apresentados a seguir, na seqüência em que foram
realizados e segundo a Norma ISO 140 – parte 3. São mostrados: o Índice de
Redução Sonora (R) e o Rw – decorrente da aplicação da curva padrão (ISO 717).
4.1 Considerações gerais sobre os ensaios realizados
A parede foi testada, inicialmente, no seu sistema construtivo básico, ou seja,
painéis apenas encaixados entre si e com as colunas. Em seqüência, foi utilizada
vedação provisória com fita crepe para minimizar as deficiências decorrentes das
64
frestas entre as placas e das junções com as colunas. A seguir, os painéis foram
retirados e remontados com a utilização de argamassa de cimento e areia na fixação
e nas juntas com os pilares. Na seqüência, avaliou-se uma solução que tem sido
empregada pelos usuários, ou seja, a colocação de um revestimento interno de
madeira, fixado sobre as guias componentes do sistema construtivo, avaliando-se a
situação da parede cega e posteriormente com a inserção de uma janela idêntica ao
adotado no projeto.
As figuras 21 a 24 ilustram a sequência da realização dos ensaios.
FIGURA 21 – Parede vista pela Câmara de Emissão, com painéis somente encaixados.
FIGURA 22 – Parede vista pela Câmara de Emissão, painéis com vedação em fita
adesiva.
65
FIGURA 23 – Parede vista pela Câmara de Recepção, painéis argamassados e
rejuntados.
FIGURA 24 – Parede vista pela Câmara de Recepção, parede com revestimento de
lambri.
A utilização do revestimento interno em madeira, mais do que um item de
melhoramento estético do ambiente interno da residência, agregou melhor qualidade
acústica ao conjunto, visto que a madeira, mais a camada de ar interna criada,
proporcionam o aumento do nível de isolamento.
Por fazerem parte da fachada, as janelas são itens fundamentais nos projetos
de acústica, devendo ser tomados cuidados especiais na escolha do tipo de
66
funcionamento, vedação, etc., visto serem os elementos mais sujeitos a permitir
vazamentos que comprometem o isolamento acústico.
A janela utilizada no painel amostral, é similar ao utilizado no projeto, ou seja,
janela de madeira (cedro), com duas folhas de correr, vidro liso 4mm, e veneziana
com duas folhas sanfonadas.
Este tipo de esquadrias, são comumente utilizada nas edificações regionais, e
muito embora sendo de fabricação industrial, possuem acabamento bastante
rudimentar, com “folgas” entre seus componentes, que ocasionam sistema de
vedação bastante precários e, consequentemente, baixo isolamento acústico.
As figuras 25 e 26 ilustram a janela colocada da parede para os ensaios.
FIGURA 25 – Parede vista pela Câmara de Emissão, com janela inserida.
FIGURA 26 – Parede vista pela Câmara de Recepção, com janela.
67
As figuras 21 a 26 mostram as diversas situações ensaiadas e avaliadas nas
Câmaras Reverberantes do Setor de Acústica da UFSM, ou seja:
− parede simples, sem rejuntes, com os painéis simplesmente encaixados e
travados pelo lado interno através de guias de madeira;
− parede com painéis vedados com fita crepe pelo lado da Câmara de Emissão;
− parede com painéis assentados com argamassa de cimento e areia;
− parede com revestimento em pinus pelo lado da Câmara de Recepção;
− parede completa, com inserção de janela de madeira, com veneziana.
Posteriormente, todos os procedimentos e testes acima indicados, foram
repetidos, substituindo-se os painéis de 30 mm por painéis de 50 mm.
4.2 Ensaios com painéis de 30 mm de espessura
Nesse item são apresentados os resultados obtidos na execução dos cinco
ensaios realizados com painéis com a espessura original de 30 mm.
Em todos os Gráficos está plotada a curva padrão especificada pela norma ISO
717/96
4.2.1 Ensaio 1
Os resultados mostrados na figura 27, referem-se a:
a) Amostra: parede simples, com painéis apenas encaixados, conforme utilizado na
execução das edificações, ou seja, vigotas de concreto, painéis e guias de
madeira para fixação do conjunto.
b) Área da amostra: 13,12 m
2
c) Massa total do conjunto: 40 kg/m
2
d) Resultado obtido: Rw= 21,0 dB
68
FREQUENCIA
R DA
PAREDE
100 14,4
125 15,3
160 17,8
200 22
250 21,9
315 21
400 21,7
500 21,4
630 21,6
800 20,8
1000 19,6
1250 19,1
1600 18,1
2000 20,9
2500 22,4
3150 20,6
4000 19,4
Incremento = 69
Rw = 21
Diferença = 30,9
Obs.: Diferença Max <ou= 32
FIGURA 27 – Ensaio da parede simples, com painéis apenas encaixados.
O gráfico da figura 27 demonstra claramente a influência negativa da
existência das frestas, ocasionando falta de estanqüeidade ao conjunto e,
conseqüentemente, um baixo rendimento acústico. Observa-se uma linearidade do
gráfico, com destaque para a freqüência de 1600 Hz, onde registra-se um vale na
curva.
4.2.2 Ensaio 2
A figura 28 mostra os resultados referentes a:
a) Amostra: mesma amostra do Ensaio 1, com a vedação externa das juntas dos
painéis e destes com as vigotas, através de fita crepe.
b) Área da amostra: 13,12 m
2
c) Massa total do conjunto: 40 kg/m
2
d) Resultado obtido: Rw= 27,0 dB
69
FREQUENCIA
R DA
PAREDE
100 18,7
125 22,2
160 26,6
200 32,5
250 30,1
315 30,1
400 29
500 26,7
630 27,5
800 26,6
1000 26,3
1250 26,6
1600 27,6
2000 28,1
2500 26,6
3150 25
4000 26,5
Incremento = 75
Rw = 27
Diferença = 28
Obs.: Diferença Max <ou= 32
FIGURA 28 – Ensaio com vedação das juntas pelo lado externo através de fita crepe.
No ensaio 2 o gráfico confirma a melhora significativa do isolamento após a
vedação, mesmo que provisória, das frestas, com a fita crepe. Esse aumento de 6
dB no desempenho (Rw), é decorrente da melhoria em todas as freqüências.
4.2.3 Ensaio 3
A figura 29 mostra o resultado decorrente de:
a) Amostra: parede simples, ou seja, vigotas de concreto, painéis e guias de
madeira para fixação do conjunto, porém com painéis assentados e rejuntados
com argamassa de cimento, cal e areia, traço 1:2:6.
b) Área da amostra: 13,12 m
2
c) Massa total do conjunto: 45 kg/m
2
d) Resultado obtido: Rw= 36,0 dB
70
FREQUENCIA
R DA
PAREDE
100 22,5
125 30,7
160 31,1
200 38,9
250 33,9
315 35,4
400 34,8
500 33,6
630 31,6
800 30,6
1000 32,5
1250 34,3
1600 38,1
2000 40,7
2500 43,5
3150 45,4
4000 47,5
Incremento = 84
Rw = 36
Diferença = 29,5
Obs.: Diferença Max <ou= 32
FIGURA 29 – Ensaio com painéis argamassados e rejuntados.
O ensaio 3 confirma a melhora, ainda maior, em todas as frequências no
isolamento após a vedação com argamassa e o conseqüente aumento na massa do
conjunto de 40 Kg/m
2
para 45 Kg/m
2
. É importante destacar, também, o significativo
aumento de desempenho nas altas freqüências e o vale que surgiu em 800 Hz.
4.2.4 Ensaio 4
Os resultados apresentados na figura 30 são devidos a:
a) Amostra: mesma amostra do Ensaio 3, com revestimento em lambris de pinus
pelo lado interno
b) Área da amostra: 13,12 m
2
c) Massa total do conjunto: 50 kg/m
2
d) Resultado obtido: Rw= 40,0 dB
71
FREQUENCIA
R DA
PAREDE
100 22,5
125 26,5
160 32,7
200 34,2
250 34,1
315 35,6
400 35,9
500 35,6
630 35,4
800 36,1
1000 38,5
1250 41,2
1600 45,6
2000 47,9
2500 50,4
3150 51,2
4000 52
Incremento = 88
Rw = 40
Diferença = 26,7
Obs.: Diferença Max <ou= 32
FIGURA 30 – Ensaio com painéis argamassados, rejuntados e com revestimento
interno de lambris de madeira.
O ensaio 4 demonstrou que a utilização do revestimento interno melhorou
consideravelmente o isolamento acústico do conjunto, proporcionando um acréscimo
de 4 dB. Observa-se que a partir de 400 Hz ocorre a principal melhora na resposta
obtida no ensaio.
4.2.5 Ensaio 5
Os resultados apresentados na figura 31 são devidos a:
a) Amostra: mesma amostra do Ensaio 4, com inserção de uma janela de 90x105
cm com vidro e veneziana.
b) Área da amostra: 13,12 m
2
c) Massa total do conjunto: 45 kg/m
2
d) Resultado obtido: Rw= 26,0 dB
72
FREQUENCIA
R DA
PAREDE
100 17,2
125 25,6
160 22,5
200 27,1
250 22,9
315 23,6
400 26,4
500 24,3
630 23,2
800 25,2
1000 27,4
1250 27,6
1600 27,4
2000 27,5
2500 27,1
3150 22,9
4000 22,1
Incremento = 74
Rw = 26
Diferença = 27,4
Obs.: Diferença Max <ou= 32
FIGURA 31 – Ensaio da parede com inserção de janela.
O ensaio 5 demonstrou que a inserção da janela ocasionou o retorno do
problema de falta estanqueidade e, conseqüentemente, redução no isolamento
acústico do conjunto, com acentuada queda no desempenho, de 14 dB.
4.2.6 Análise dos resultados dos ensaios E1 a E5
Os resultados dos ensaios demonstraram claramente a deficiência da
isolação sonora do sistema construtivo com relação a estanqüeidade ao ar, uma vez
que a simples vedação das juntas dos painéis com fita crepe, proporcionou um
ganho de 6,0 dB, conforme demonstrado no comparativo entre os Ensaios 1 e 2.
O aumento do isolamento torna-se mais significativo a partir da completa
vedação e estanqueidade do conjunto pela utilização de argamassa de
assentamento e rejunte dos painéis, conforme mostrado no Ensaio 3. Observa-se
que houve um ganho na isolação de 15 dB, em relação a situação original mostrada
no Ensaio 1.
A adoção do revestimento interno com lambris de pinus melhorou ainda mais
73
o isolamento, adicionando uma melhoria de 4 dB com relação ao Ensaio 3,
comprovando-se importância da camada de ar criada entre o lambri de madeira e o
painel, apesar da existência de “pontes de transmissão”, no caso, os pregos de
fixação, e a insuficiente estanqueidade no encaixe dos lambris.
Porém, a simples colocação de uma janela, comprometeu novamente o
isolamento do conjunto, confirmando que a falta de estanqüeidade constitui-se no
principal fator de influência negativa para obtenção de níveis aceitáveis de
isolamento sonoro.
A figura 32, apresenta um gráfico comparativo entre os cinco ensaios onde
ficam bem definidos os níveis de isolamento sonoro nas diversas situações
amostradas
Comparativo de resultados- painés 30mm
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
Frequências (Hz)
R (dB)
E1-parede com painéis somente encaixados
E2-parede com painéis vedados com fita crepe
E3-parede com painés argamassados e rejuntados
E4-parede com revestimento em lambri de madeira
E5-parede com lambri e com inserção de janela
FIGURA 32 – Gráfico comparativo entre os ensaios E1 a E5.
4.3 Ensaios com painéis de 50mm de espessura
Nesse item são apresentados os resultados obtidos na execução dos cinco
ensaios realizados com painéis com a espessura alterada para 50 mm.
74
4.3.1 Ensaio 6
Os resultados mostrados na figura 33, referem-se a:
a) Amostra: parede simples, com painéis apenas encaixados, conforme utilizado na
execução das edificações, ou seja, vigotas de concreto, painéis e guias de
madeira para fixação do conjunto.
b) Área da amostra: 13,12 m
2
c) Massa total do conjunto: 52 kg/m
2
d) Resultado obtido: Rw= 22,0 dB
FREQUENCIA
R DA
PAREDE
100 16,2
125 14,5
160 19,1
200 24,2
250 22,9
315 21,3
400 22,6
500 22,7
630 22,3
800 20,9
1000 20,5
1250 21
1600 20,9
2000 21,7
2500 22,2
3150 22,4
4000 23,1
Incremento = 70
Rw = 22
Diferença = 30,1
Obs.: Diferença Max <ou= 32
FIGURA 33 – Ensaio de parede simples, com painéis somente encaixados.
O gráfico da figura 33 demonstra claramente a influência negativa da
existência das frestas, ocasionando falta de estanqueidade ao conjunto e,
conseqüentemente, um baixo rendimento acústico.
75
4.3.2 Ensaio 7
A figura 34 mostra os resultados referentes a:
a) Amostra: mesma amostra do Ensaio 6, com a vedação externa das juntas dos
painéis e destes com as vigotas, através de fita crepe.
b) Área da amostra: 13,12 m
2
c) Massa total do conjunto: 52 kg/m
2
d) Resultado obtido: Rw= 26,0 db
FREQUENCIA
R DA
PAREDE
100 17,2
125 19,8
160 22
200 28,5
250 25,6
315 24,7
400 25,6
500 24,3
630 25
800 25,5
1000 25,5
1250 26,1
1600 25,9
2000 25,9
2500 27
3150 27,8
4000 27,8
Incremento = 74
Rw = 26
Diferença = 27
Obs.: Diferença Max <ou= 32
FIGURA 34 – Ensaio com painéis vedados com fita crepe.
O gráfico 8 confirma a melhora significativa do isolamento após a vedação,
mesmo que provisório, das frestas, com a fita crepe. Esse aumento de 4 dB no
desempenho (Rw), é decorrente da melhoria em todas as freqüências.
4.3.3 Ensaio 8
A figura 35 mostra o resultado decorrente de:
76
a) Amostra: parede simples, ou seja, vigotas de concreto, painéis e guias de
madeira para fixação do conjunto, porém com painéis assentados e rejuntados
com argamassa de cimento, cal e areia, traço 1:2:6.
b) Área da amostra: 13,12 m
2
c) Massa total do conjunto: 55 kg/m
2
d) Resultado obtido: Rw= 40,0 dB
FREQUENCIA
R DA
PAREDE
100 21,5
125 29,5
160 28,4
200 40,2
250 35,8
315 32,8
400 34,6
500 33,4
630 33,1
800 35,2
1000 38,6
1250 40,9
1600 44,7
2000 48,5
2500 50,3
3150 51,3
4000 51,9
Incremento = 88
Rw = 40
Diferença = 29,6
Obs.: Diferença Max <ou= 32
FIGURA 35 – Ensaio com painéis argamassados e rejuntados.
O ensaio 8 confirma a melhora, ainda maior, em todas as frequências no
isolamento após a vedação com argamassa e o conseqüente aumento na massa do
conjunto de 40 Kg/m
2
para 55 Kg/m
2
. É importante destacar, também, o significativo
aumento de desempenho nas altas freqüências e o vale que surgiu em 630 Hz.
4.3.4 Ensaio 9
Os resultados apresentados na figura 36 são devidos a:
a) Amostra: mesma amostra do Ensaio 8, com revestimento em lambris de pinus
77
pelo lado interno.
b) Área da amostra: 13,12 m
2
c) Massa total do conjunto: 60 kg/m
2
d) Resultado obtido: Rw= 40,0 dB
FREQUENCIA
R DA
PAREDE
100 24,1
125 30,3
160 29,7
200 36
250 35,3
315 32
400 33,4
500 33,5
630 34,2
800 38,4
1000 42,5
1250 45,8
1600 48,7
2000 51,4
2500 52,5
3150 54,6
4000 55,3
Incremento = 88
Rw = 40
Diferença = 27
Obs.: Diferença Max <ou= 32
FIGURA 36 – Ensaio com painéis argamassados e rejuntados e revestimento com lambri
de pinus.
O ensaio 9 demonstrou que
a utilização do revestimento interno, embora
tenha mantido o resultado do Rw= 40 dB do ensaio 8, houve uma melhora em torno
de 4 db, a partir da freqüência de 800 Hz, resultado também do aumento, ainda
maior, da massa do conjunto de 55 Kg/m
2
para 60 Kg/m
2
4.3.5 Ensaio 10
Os resultados apresentados na figura 37 são devidos a:
a) Amostra: mesma amostra do Ensaio 9, com inserção de uma janela de 90x105
cm com vidro e veneziana.
78
b) Área da amostra: 13,12 m
2
c) Massa total do conjunto: 60 kg/m
2
d) Resultado obtido: Rw= 26,0 dB
FREQUENCIA
R DA
PAREDE
100 17,2
125 24,8
160 24,2
200 28,6
250 24,5
315 24,5
400 25,4
500 25,1
630 22,9
800 26,5
1000 27,6
1250 27,6
1600 27,7
2000 27,2
2500 27,7
3150 28,2
4000 29,4
Incremento = 74
Rw = 26
Diferença = 27,7
Obs.: Diferença Max <ou= 32
FIGURA 37 – Ensaio da parede, com inserção de janela.
O ensaio 10 demonstrou que
a inserção da janela ocasionou o retorno do
problema de falta estanqueidade e, conseqüentemente, redução no isolamento
acústico do conjunto em 14 dB.
4.3.6 Análise dos resultados dos ensaios E6 a E10
Da mesma forma que os ensaios realizados com painéis de 30mm, os
resultados dos ensaios com painéis de 50mm de espessura, apresentaram
similaridade entre as situações, também demonstrando a deficiência da isolação
sonora devido a falta de estanqueidade ao ar, melhorando significativamente após a
colocação do revestimento de lambri, através da inclusão de camada de ar, e
redução expressiva no isolamento quando da inserção da janela.
79
O gráfico da figura 38, apresenta um comparativo entre os cinco ensaios onde
ficam bem definidos os níveis de isolamento sonoro nas diversas situações
amostradas.
Comparativo de resultados- painés 50mm
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
Frequências (Hz)
R (dB)
E6-parede com painéis somente encaixados
E7-parede com painéis vedados com fita crepe
E8-parede com painés argamassados e rejuntados
E9-parede com revestimento em lambri de madeira
E10-parede com lambri e com inserção de janela
FIGURA 38 – Gráfico comparativo entre os ensaios E6 a E10.
80
4.4
Análise comparativo entre os painéis de 30 e 50 mm
4.4.1 Comparação entre os resultados dos ensaios E1 (30 mm) e E6 (50 mm) – para
parede executada com painéis simplesmente encaixados
O gráfico da figura 39 indica um ganho de 1 dB da parede com placas de
50mm em relação as placas de 30mm. Este aumento é verificado em praticamente
todas as freqüências.
Porém, o problema da existência de frestas fica evidenciado, pois apesar da
diferença de espessura dos painéis, o ganho nos níveis de isolamento entre eles é
insignificante, visto que o conjunto perdeu eficiência acústica devido a falta de
estanqüeidade, que fica evidenciado também pela linearidade do gráfico.
FREQUENCIA
E1 E6
100 14,4
16,2
125 15,3
14,5
160 17,8
19,1
200 22 24,2
250 21,9
22,9
315 21 21,3
400 21,7
22,6
500 21,4
22,7
630 21,6
22,3
800 20,8
20,9
1000 19,6
20,5
1250 19,1
21
1600 18,1
20,9
2000 20,9
21,7
2500 22,4
22,2
3150 20,6
22,4
4000 19,4
23,1
Rw 21 22
FIGURA 39 – Gráfico comparativo entre os ensaios E1 e E6.
81
4.4.2 Comparação entre os resultados dos ensaios E2 e E7 – parede executada com
painéis vedados com fita crepe
O gráfico da figura 40 indicou uma perda final de 1 dB da parede com placas
de 50mm em relação as placas de 30mm, Esta redução inesperada deve-se
possivelmente a uma falha imperceptível na vedação da fita crepe, na amostra com
painéis de 50mm.
FREQUENCIA
E2 E7
100 18,7
17,2
125 22,2
19,8
160 26,6
22
200 32,5
28,5
250 30,1
25,6
315 30,1
24,7
400 29 25,6
500 26,7
24,3
630 27,5
25
800 26,6
25,5
1000 26,3
25,5
1250 26,6
26,1
1600 27,6
25,9
2000 28,1
25,9
2500 26,6
27
3150 25 27,8
4000 26,5
27,8
Rw 27 26
FIGURA 40 – Gráfico comparativo entre os ensaios E2 e E7.
82
4.4.3 Comparação entre os resultados dos ensaios E3 e E8 – parede executada com
painéis argamassados e rejuntados
O Gráfico da figura 41 demonstra que
,
eliminado o problemas da existência
de frestas, confirma-se a Lei da Massa, pois ao aumentar-se em aproximadamente
70% a espessura dos painéis, aumentou-se o isolamento em 4 a 5 dB, nas médias e
altas frequências.
FREQUENCIA
E3 E8
100 27,2
21,5
125 37,9
29,5
160 30,7
28,4
200 41 40,2
250 35,6
35,8
315 36,8
32,8
400 34,7
34,6
500 33,3
33,4
630 32,1
33,1
800 30,8
35,2
1000 32,3
38,6
1250 34,5
40,9
1600 38,1
44,7
2000 41 48,5
2500 43,2
50,3
3150 45,4
51,3
4000 47,3
51,9
Rw 36 40
FIGURA 41 – Gráfico comparativo entre os ensaios E3 e E8.
83
4.4.4 Comparação entre os resultados dos ensaios E4 e E9 – parede executada com
painéis argamassados, rejuntados e revestidos com lambri
O gráfico da figura 42, apesar do resultado do INDEX ter sido o mesmo entre
os dois ensaios, nota-se um ganho médio de 2 a 4 dB a partir da freqüência de 800
Hz.
FREQUENCIA
E4 E9
100 22,5
24,1
125 26,5
30,3
160 32,7
29,7
200 34,2
36
250 34,1
35,3
315 35,6
32
400 35,9
33,4
500 35,6
33,5
630 35,4
32,2
800 36,1
38,4
1000 38,5
42,5
1250 41,2
45,8
1600 45,6
48,7
2000 47,9
51,4
2500 50,4
52,5
3150 51,2
54,6
4000 52 55,3
Rw 40 40
FIGURA 42 – Gráfico comparativo entre os ensaios E4 e E9.
84
4.4.5 Comparação entre os resultados dos ensaios E5 e E10 – parede executada
com painéis argamassados, rejuntados, revestidos com lambri e com inserção
de janela de madeira
A figura 43, demonstra novamente que a inserção da janela ocasiona a perda
de isolamento geral do conjunto, nos dois ensaios, uniformizando os resultados.
FREQUENCIA
E5 E10
100 17,2
17,2
125 25,6
24,8
160 22,5
24,2
200 27,1
28,6
250 22,9
24,5
315 23,6
24,5
400 26,4
25,4
500 24,3
25,1
630 23,2
22,9
800 25,2
26,5
1000 27,4
27,6
1250 27,6
27,6
1600 27,4
27,7
2000 27,5
27,2
2500 27,1
27,7
3150 22,9
28,2
4000 22,1
29,4
Rw 26 26
FIGURA 43 – Gráfico comparativo entre os ensaios E5 e E10.
5 CONCLUSÃO
A série de ensaios realizados permitiu avaliar acusticamente, não apenas o
sistema construtivo como um todo, mas principalmente um de seus principais
componentes- a placa de concreto com mistura de raspas de pneus.
Dos resultados obtidos podemos constatar e concluir o seguinte:
− A performance acústica das placas são excelentes considerando sua pequena
espessura;
− O ganho do isolamento acústico com o aumento da espessura das placas não foi
significativo a ponto de justificar a relação custo x benefício;
− O assentamento e rejuntamento dos painéis, com argamassa, para eliminação de
frestas, é essencial para o isolamento acústico da parede;
− A introdução do revestimento de lambris de madeira contribui significativamente
para o isolamento acústico do conjunto;
− A inserção de janelas convencionais, reduziu consideravelmente a eficiência
acústica da parede.
O resultado final da avaliação acústica demonstrou que o sistema, além de
econômico, e ecologicamente correto, possui características de isolamento acústico
bastante satisfatórias, principalmente com relação ao painel em estudo.
Considerando que, a reciclagem de pneus inservíveis no Brasil e no mundo
inteiro é cada vez mais uma necessidade e uma imposição, os incentivos tanto de
órgãos oficiais como privados para o aproveitamento dos resíduos deverão
aumentar significativamente.
A construção civil, por sua vez, pode contribuir de maneira efetiva para
utilização desses resíduos em suas mais diversas atividades, sendo uma das quais
a utilização em componentes na área de acústica, visto os resultados promissores
do presente trabalho.
Desta forma, mais do que os resultados técnicos obtidos, o presente trabalho
conclui que, o Sistema Habitacional em análise, como um todo, atinge seus objetivos
na busca da melhoria da qualidade de vida da população, através de um trabalho
com inclusão social (ocupação, remuneração e redução da pena da população
carcerária) e preservação ambiental, além de constituir-se em num projeto agregado
ao chamado desenvolvimento sustentável.
86
5.1 Sugestões para novos trabalhos
Os excelentes resultados obtidos nos testes realizados, deixam em aberto
várias possibilidades de estudos para utilização dos resíduos de pneus
especialmente nas áreas de isolamento acústico.
Através de novos estudos explorando composições com adoção de traços
volumétricos alternativos, bem como em relação a variação da granulometria dos
resíduos e inclusão dos resíduos em variadas composições de insumos, pode-se
chegar a interessantes resultados na criação de novos elementos construtivos, ou
aperfeiçoamento, ainda maior, do presente sistema construtivo.
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