O que é som?

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Todas as máquinas geram som e vibração. O som é uma forma de energia que se propaga como ondas longitudinais pelo ar, que é um meio elástico. A onda sonora gera pequenas alterações na pressão do ar ambiente, que podem ser registradas com o uso de um instrumento sensível à pressão (por exemplo, um microfone).

O que são potência sonora e pressão sonora?

Uma fonte sonora irradia potência sonora e isso resulta em uma flutuação de pressão sonora no ar. Potência sonora é a causa disso. Pressão sonora é o efeito. Considere a seguinte analogia: um aquecedor elétrico irradia calor em uma sala e ocorre uma mudança de temperatura. A mudança de temperatura na sala é obviamente dependente da própria sala. Mas, para a mesma entrada de potência elétrica, o aquecedor irradia a mesma potência, que é quase independente do ambiente. A relação entre a potência sonora e a pressão sonora é parecida. O que ouvimos é a pressão sonora, mas essa pressão é causada pela potência sonora proveniente da fonte sonora. A potência sonora é expressa em Watts. O nível de potência sonora é expresso em decibéis (dB), ou seja, uma escala logarítmica (escala dB) em relação a um valor de referência que é padronizado:


LW = nível de potência sonora (dB)
W = potência sonora real (W)
W0 = potência sonora de referência (10–12 W)

A pressão sonora é expressa em Pa. O nível de pressão sonora é igualmente expresso em decibéis (dB), ou seja, uma escala logarítmica (escala dB) em relação a um valor de referência que é padronizado:

LP = nível de pressão sonora (dB)
p = pressão sonora real (Pa)
p0 = pressão sonora de referência (20 x 10-6 Pa)

A pressão sonora que observamos depende da distância da fonte e do ambiente acústico em que a onda sonora é propagada. Para a propagação de um ruído interno, depende do tamanho da sala e da absorção sonora das superfícies. Consequentemente, o ruído emitido por uma máquina não pode ser totalmente quantificado com a medição exclusiva da pressão sonora. A potência sonora é mais ou menos independente do ambiente, enquanto a pressão sonora não é.

Portanto, as informações sobre o nível de pressão sonora devem sempre ser complementadas com informações adicionais: a distância entre a posição de medição e a fonte sonora (por exemplo, especificada de acordo com um determinado padrão) e a Constante de Espaço da sala onde a medição foi feita. Caso contrário, assume-se que a sala é ilimitada (isto é, uma área aberta). Em uma sala sem limites, não há paredes para refletir as ondas sonoras, o que afeta a medição.

O que é absorção sonora?

Quando as ondas sonoras entram em contato com uma superfície, uma parte das ondas é refletida e outra parte é absorvida pelo material da superfície. Portanto, a pressão sonora em um dado momento consiste sempre, em parte, no som que a fonte sonora gera e, em parte, no som que é refletido das superfícies circundantes (após uma ou mais reflexões). Quão efetivamente uma superfície pode absorver o som depende da composição do material. Isso geralmente é expresso como um fator de absorção (entre 0 e 1, com 0 sendo total reflexão e 1 sendo total absorção).

O que é a constante de espaço e como a calculamos?

O impacto de uma sala na propagação de ondas sonoras é determinado pela Constante de Espaço. A Constante de Espaço de uma sala com diferentes superfícies, paredes e outras superfícies internas pode ser calculada levando em conta as dimensões e as características de absorção das diferentes superfícies. A equação que se aplica é:

Repercussão

A Constante de Espaço pode também ser determinada usando o tempo de repercussão medido. O tempo de repercussão T é definido como o tempo que a pressão sonora leva para diminuir 60 dB ao desligar a fonte sonora. Os coeficientes de absorção para diferentes materiais de superfície dependem da frequência e, portanto, são o tempo de repercussão derivado e a constante de espaço. O fator de absorção médio para a sala é então calculado da seguinte forma:

V = volume da sala (m3)
T = tempo de repercussão (s)

A Constante de Espaço K é então obtida da expressão:

A = área total da superfície da sala (m2)

Qual é a relação entre o nível de potência sonora e o nível de pressão sonora?

Sob algumas condições específicas, a relação entre o nível de potência sonora e o nível de pressão sonora pode ser expressa de forma simples. Se o som é emitido de uma fonte sonora pontual dentro de uma sala sem qualquer superfície de reflexão ou em uma área aberta, sem paredes próximas da fonte sonora, o som é distribuído igualmente em todas as direções e a intensidade sonora medida será a mesma em qualquer ponto a uma mesma distância da fonte sonora. Por conseguinte, a intensidade é constante em todos os pontos em uma superfície esférica em torno da fonte sonora.

Quando a distância até a fonte é dobrada, a superfície esférica nessa distância terá quadruplicado. Com isso, podemos inferir que o nível de pressão sonora diminui 6 dB cada vez que a distância da fonte sonora é dobrada. No entanto, isso não se aplica se a sala tiver paredes duras e reflexíveis. Se este for o caso, o som refletido pelas paredes deve ser levado em consideração.

Lp = nível de pressão sonora (dB)
Lw = nível de potência sonora (dB)
Q = fator de direção
r = distância até a fonte sonora

Para Q, os valores empíricos podem ser usados ​​(para outras posições da fonte sonora, o valor de Q deve ser estimado):
Q = 1 Se a fonte sonora estiver suspensa no meio de uma sala grande.
Q = 2 Se a fonte sonora for colocada perto do centro de uma parede dura e reflexiva.
Q = 4 Se a fonte sonora for colocada perto da intersecção de duas paredes.
Q = 8 Se a fonte sonora for colocada perto de um canto (intersecção de três paredes).

Se a fonte sonora for colocada em uma sala em que as superfícies limítrofes não absorvem todo o som, o nível de pressão sonora aumentará devido ao efeito de repercussão. Esse aumento é inversamente proporcional à Constante de Espaço:

Na proximidade da fonte de alimentação, o nível de pressão sonora cai 6 dB cada vez que a distância é duplicada. No entanto, quanto maior a distância da fonte, mais o nível de pressão sonora é dominado pelo som refletido e, portanto, a diminuição é mínima com o aumento da distância. Máquinas que transmitem som através de suas carcaças ou estruturas não se comportam como fontes pontuais se o ouvinte estiver a uma distância do centro da máquina menor que 2 a 3 vezes a maior dimensão da máquina.

Como podemos medir o som?

medir o som que uma instalação de compressores produz

O ouvido humano distingue o som em frequências diferentes, com eficiência de percepção diferente. Frequências baixas ou frequências muito altas são percebidas com menos intensidade que as frequências em torno de 1.000–2.000 Hz. Diferentes filtros padronizados ajustam os níveis medidos em baixas e altas frequências para emular a capacidade do ouvido humano de ouvir sons. Ao medir o ruído ocupacional e industrial, o filtro A é comumente utilizado e o nível sonoro é expresso em dB (A).

O que acontece quando há interação entre várias fontes sonoras?

Quando mais de uma fonte sonora emite som para um receptor comum, a pressão sonora aumenta. No entanto, como os níveis sonoros são definidos logaritmicamente, eles não podem ser simplesmente adicionados algebricamente. Quando houver mais de duas fontes sonoras ativas, duas são adicionadas juntas primeiro, a seguinte é então adicionada à soma e assim por diante. Ao adicionar duas fontes sonoras com os mesmos níveis, o resultado é um aumento de 3 dB.

O som de fundo é um caso especial, que exige subtração. O som de fundo deve ser tratado como uma fonte sonora separada e o valor é deduzido do nível sonoro medido.

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