{"id":155,"date":"2018-11-30T10:48:25","date_gmt":"2018-11-30T12:48:25","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ufsm.br\/cursos\/graduacao\/santa-maria\/engenharia-acustica\/?page_id=155"},"modified":"2018-11-30T12:02:59","modified_gmt":"2018-11-30T14:02:59","slug":"acustica-de-salas","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.ufsm.br\/cursos\/graduacao\/santa-maria\/engenharia-acustica\/acustica-de-salas","title":{"rendered":"Ac\u00fastica de salas"},"content":{"rendered":"\t\t
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A ac\u00fastica de salas \u00e9 a \u00e1rea da ac\u00fastica que se destina ao estudo da modelagem da propaga\u00e7\u00e3o sonora em ambientes e do condicionamento ac\u00fastico de recintos como salas de concerto, salas de aula, teatros, igrejas, salas de confer\u00eancia, escrit\u00f3rios, cinemas etc. O estudo de ac\u00fastica de salas compreende tanto a caracteriza\u00e7\u00e3o ac\u00fastica de ambientes j\u00e1 existentes por meio de t\u00e9cnicas experimentais e num\u00e9ricas, quanto o projeto, adequa\u00e7\u00e3o e simula\u00e7\u00e3o ac\u00fastica de novos recintos.\u00a0

Em um recinto, \u00e9 poss\u00edvel dizer que cada par fonte \/ receptor pode ter suas caracter\u00edsticas ac\u00fasticas descritas por sua “resposta ao impulso”. A resposta ao impulso do sistema sala-fonte-receptor \u00e9 composta pelo som direto (caminho direto entre fonte sonora e receptor) e pelas reflex\u00f5es que a onda sonora sofre (no palco, paredes laterais, teto, piso, etc). A Figura 1a mostra a geometria 3D de um modelo computacional de uma audit\u00f3rio. As reflex\u00f5es s\u00e3o distribu\u00eddas ao longo do tempo e sua densidade tende a aumentar \u00e0 medida que o tempo passa (Figura 1b). A amplitude de cada reflex\u00e3o \u00e9 controlada pela dist\u00e2ncia percorrida pelo raio sonoro e pelas caracter\u00edsticas de absor\u00e7\u00e3o das superf\u00edcies do ambiente que este encontra. Dessa forma, na distribui\u00e7\u00e3o temporal da densidade de energia sonora, pode-se distinguir tr\u00eas regi\u00f5es: som direto (composto pelo raio sonoro que percorre o caminho direto entre fonte e receptor), primeiras reflex\u00f5es (compostas pelas reflex\u00f5es que chegam ao receptor em at\u00e9 50-80 [ms]) e a cauda reverberante (composta pelas reflex\u00f5es finais).<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Figura 1 – (a) – Modelo computacional de um audit\u00f3rio mostrando; (b) – Reflectograma t\u00edpico de uma sala mostrando as tr\u00eas regi\u00f5es descritas.<\/b><\/p>

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Por meio do c\u00e1lculo de um modelo computacional ou de um experimento \u00e9 poss\u00edvel obter a resposta impulsiva entre fonte e receptor (Figura 2). A an\u00e1lise da resposta impulsiva permite a extra\u00e7\u00e3o de diversos par\u00e2metros ac\u00fasticos da sala como:\u00a0Tempos de reverbera\u00e7\u00e3o (T20, T30, T60); Early Decay Time (EDT); Claridade (C80); \u00cdndice de transmiss\u00e3o da fala (STI); Fra\u00e7\u00e3o de Energia Lateral (LEF); entre outros.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Figura 2 – Resposta ao impulso de um sistema sala-fonte-receptor<\/b>.<\/b>\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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As pesquisas em modelos computacionais para o c\u00e1lculo de respostas ao impulso realistas t\u00eam sido amplamente desenvolvidas nos \u00faltimos anos.<\/p>

Modelos que se baseiam na solu\u00e7\u00e3o da equa\u00e7\u00e3o da onda, tais como: m\u00e9todos anal\u00edticos, elementos finitos (FEM), elementos de contorno (BEM) e de diferen\u00e7as finitas (FDTD) s\u00e3o usados para a solu\u00e7\u00e3o do problema de baixas frequ\u00eancias. O custo computacional torna-se elevado para an\u00e1lises de altas frequ\u00eancias.<\/p>

Modelos que se baseiam na propaga\u00e7\u00e3o geom\u00e9trica da energia sonora, tais como: m\u00e9todo do tra\u00e7ado de raios, fontes virtuais, radiosidade e m\u00e9todos h\u00edbridos s\u00e3o usados para a solu\u00e7\u00e3o do problema de m\u00e9dias e altas frequ\u00eancias. Neste caso, a formula\u00e7\u00e3o dos m\u00e9todos, em geral, n\u00e3o incorpora fen\u00f4menos de interfer\u00eancia e alguma informa\u00e7\u00e3o \u00e9 perdida, mas o custo computacional tende a ser bem menos elevado.<\/p>

Em qualquer dos casos de modelagem o c\u00f3digo computacional usa como dados de entrada como:\u00a0<\/p>

  • a geometria da sala, elementos aplicados \u00e0s paredes, teto, piso, etc;<\/li>
  • os coeficientes de absor\u00e7\u00e3o e espalhamento ac\u00fasticos das diversas superf\u00edcies que comp\u00f5e o ambiente (paredes, colunas, mob\u00edlia, absorvedores e difusores);<\/li>
  • as posi\u00e7\u00f5es, direcionalidades, orienta\u00e7\u00e3o e pot\u00eancia das fontes sonoras e;\u00a0<\/li>
  • as posi\u00e7\u00f5es e orienta\u00e7\u00e3o dos receptores<\/li><\/ul>

    As respostas ao impulso relativas \u00e0 cabe\u00e7a (HRIR \u2013 Head Related Impulse Responses) s\u00e3o usadas para fins de auraliza\u00e7\u00e3o. Este processo consiste em gerar sinais que podem ser reproduzidos a um ouvinte, de forma que ele tenha a sensa\u00e7\u00e3o de estar presente no ambiente (mesmo que este ainda seja apenas um ambiente virtual). As aplica\u00e7\u00f5es de auraliza\u00e7\u00e3o v\u00e3o desde a apresenta\u00e7\u00e3o de um projeto ac\u00fastico de uma sala de concertos, a aplica\u00e7\u00f5es de realidade virtual como \u00e1udio imersivo em jogos de computador.<\/span><\/p>

    Alguns dos temas mais estudados no atual estado da arte s\u00e3o:<\/span><\/p>

    • O aumento da efici\u00eancia computacional dos modelos baseados na equa\u00e7\u00e3o da onda;<\/span><\/li>
    • O desenvolvimento dos algoritmos e m\u00e9todos de c\u00e1lculo baseados em ac\u00fastica geom\u00e9trica. Estes no que diz respeito tanto ao aumento da exatid\u00e3o dos modelos, quanto ao aumento da efici\u00eancia computacional para aplica\u00e7\u00f5es de processamento em tempo real;<\/span><\/li>
    • An\u00e1lises de incerteza dos m\u00e9todos geom\u00e9tricos e dos m\u00e9todos baseados na equa\u00e7\u00e3o da onda;<\/span><\/li>
    • An\u00e1lises e cria\u00e7\u00e3o de algoritmos de de-reverbera\u00e7\u00e3o\u00a0\u2013 usados para retirar a reverbera\u00e7\u00e3o de um dado sinal;<\/span><\/li>
    • O projeto de espa\u00e7os desafiadores como salas de concerto, museus, est\u00fadios etc;<\/span><\/li>
    • Testes e cria\u00e7\u00e3o de t\u00e9cnicas experimentais eficientes como a utiliza\u00e7\u00e3o de arrays de microfones para a determina\u00e7\u00e3o da dire\u00e7\u00e3o de chegada das ondas sonoras, medi\u00e7\u00f5es menos sens\u00edveis a baixa rela\u00e7\u00e3o sinal-ru\u00eddo e distor\u00e7\u00f5es.<\/span><\/li><\/ul>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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