O Desempenho Acústico de Vidros

Quais fatores influenciam no desempenho acústico de vidros?

A atenuação sonora de um determinado material depende de suas características como massa, rigidez e amortecimento. A maneira mais eficaz de aumentar o desempenho de um painel único de vidro é aumentar a espessura, porque a rigidez e o amortecimento não podem ser alterados*.

A perda de transmissão sonora neste caso, na faixa de frequências nas quais o isolamento é determinado pela massa, irá variar dependendo da espessura do vidro.

Um vidro mais espesso tende a proporcionar maior redução na transmissão sonora.  No entanto, dependendo de sua composição, o vidro pode transmitir o som de forma mais eficaz em frequências específicas. Cada composição de vidro apresenta uma frequência para a qual esse vidro tem menor isolamento, conhecida por “frequência crítica”. O gráfico abaixo mostra a perda de transmissão por frequências para algumas espessuras de vidros simples.

Fonte: Detailing for Acoustics, Lord and Templeton.

Um vidro de 4 mm de espessura é pouco isolante para altas frequências na faixa de 3500 Hz; o vidro de 6 mm de espessura é ruim para frequências em torno de 2000 Hz; e vidro com 10 mm de espessura apresenta desempenho ruim a 1300 Hz.

Quanto maior a massa, menor é a influência da frequência crítica.

De acordo com o gráfico, o vidro de 25 mm de espessura não apresenta esta redução.Este quesito é preocupante em painéis relativamente finos como vidro, pois a frequência de coincidência nestes casos fica entre 1000 e 3000 Hz, ou seja, região crítica por ser onde o espectro da fala se concentra.

Agora vamos falar sobre o desempenho acústico para os diferentes tipos de vidros.

Vidros laminados

Vidros laminados são constituídos por duas placas de vidro unidas por uma película de resina denominada PVB (polivinil butiral).

Em geral recomenda-se variar a espessura das duas placas de vidro para melhorar seu desempenho acústico. Isto ocorre pois, com duas placas de mesma espessura, os painéis vibram (ressoam) juntos em uma determinada frequência, o que pode reduzir o seu isolamento. Por exemplo, um vidro insulado de 6(12)4 mm apresenta melhor desempenho em altas frequências (2000 Hz) do que um vidro de 6(12)6 mm, apesar de ter menos massa.

Por outro lado, em frequências mais baixas entre 125 e 250 Hz (ruído de tráfego, por exemplo), esse não é o caso: um vidro de 6(12)6 mm reduz o som com mais eficiência do que um vidro de 6(12)4 mm. Ou seja, em baixas frequências, a atenuação do som é diretamente proporcional à massa.

Um vidro laminado atenua a transmissão sonora mais do que um vidro monolítico da mesma massa, conforme o gráfico a seguir.

Perda de transmissão sonora do vidro monolítico comparado ao vidro laminado com a mesma massa. Fonte: Detalhamento para Acústica, Lord e Templeton.

Um vidro laminado de 2 + 2 mm reduz muito mais a transmissão de som em altas frequências do que um vidro monolítico com 4 mm de espessura. Isto ocorre porque o efeito da frequência crítica é mitigado devido ao amortecimento fornecido pelo PVB.

Por outro lado, em baixas frequências (ruído do tráfego), o efeito do PVB é menos pronunciado, embora ainda seja positivo (aumento de cerca de 2 dB).

E o efeito da cavidade de ar em insulados?

Um sistema de vidro insulado, em alguns casos, não reduz a transmissão sonora muito mais do que um vidro laminado. O fator que mais impacta nestes casos é a espessura da cavidade de ar entre os vidros.

Efeito da cavidade no desempenho acústico de vidros duplos é exemplificado a seguir.

Fonte: Detalhamento para Acústica, Lord e Templeton.

A atenuação sonora de um vidro insulado de 6(12)6 mm é geralmente superior à de um vidro monolítico de 6 mm de espessura e, ainda sim, pode haver bandas de frequência nas quais o insulado apresenta um desempenho pior.

Conforme o aumento da cavidade de ar entre os vidros, o efeito de atenuação sonora é mais significativo. É preciso levar em conta também o efeito de ressonância dentro da câmara de ar.

E o efeito do uso de argônio ao invés do ar?

Em teoria, um gás de maior densidade dentro do espaço entre os painéis de vidro deve ter um efeito positivo no desempenho acústico. No entanto, alguns ensaios presentes na literatura indicam que gases comuns como argônio praticamente não têm efeito significativo na curva de perda de transmissão sonora. Enquanto algumas melhorias foram observadas em algumas frequências, os efeitos de ressonância tornaram-se mais significativos.

Portanto, para um desempenho acústico superior em vidros, é preciso combinar espessura, diferença de espessuras entre os painéis de vidro, laminação e maior distância entre as camadas de vidro. Com estas características combinadas, pode-se atingir até 45 dB de isolamento.

O gráfico a seguir exemplifica o efeito combinado da espessura dos painéis de vidro e da cavidade de ar no desempenho acústico de vidros insulados.

Fonte: Detalhamento para Acústica, Lord e Templeton.

*Considerou-se aqui as análises feitas somente com os vidros, sem considerar o sistema de caixilhos, condições de borda ou eventuais frestas.

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Créditos Imagem Destaque: Geany.com