UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA

GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA

GEM 43 – ACÚSTICA BÁSICA

PROFESSOR: ELIAS BITENCOURT TEODORO

Análise do NPS provocado pelo moto gerador do LTAD/UFU

Integrantes:

Guilherme Augusto de Oliveira

Luis Paulo Pettersen Coelho

Ramon Gonçalves Vilela

Uberlândia, 07 de Junho de 2011

Conteúdo

  1. Introdução

Neste relatório, serão apresentados alguns valores de NPS, medidos no local onde o moto-gerador do LTAD está instalado. Segundo relatos do pessoal que trabalha nas redondezas, o equipamento, quando acionado, provoca níveis de pressão sonora que incomodam o silêncio no local. Com a análise do problema, serão propostas algumas ações que podem ser tomadas a fim de minimizar tais perturbações.

  1. Objetivos

Apresentar soluções, através dos conhecimentos e conceitos apresentados nas aulas de acústica básica, para o problema em questão.

  1. Apresentação do problema

Abaixo, será apresentado um desenho da construção em alvenaria que “enclausura” o moto-gerador:

Figura 1 – Desenho Esquemático do recinto do motogerador

A construção acima esquematizada é feita em alvenaria, com paredes de espessura de cerca de 22 cm. O local tem um pé direito de 3,7 m, uma largura de 3,97 m e comprimento de 4,5 m. A porta que dá acesso ao interior da área tem 0,85 metros de largura e 2,15 m de altura, com uma espessura de cerca de 40 mm. Para garantir uma renovação do ar de dentro da área, há uma abertura, tipo grade, com cerca de 740 mm x 830 mm. De dimensões semelhantes, há uma abertura na parte de trás da construção, para o sistema de arrefecimento do motor a diesel (radiador). A bancada onde o moto-gerador está apoiado é construída em alvenaria, com dimensões 1400 x 2560 x 120 mm. Há ainda um furo na parte frontal da construção, próximo à porta, para condução por tubulação dos gases liberados na combustão do motor a diesel.

O moto-gerador instalado é da empresa GERAFORTE, com as seguintes características construtivas:

Tabela 1 – Características dos Geradores GERAFORTE®.

Abaixo, a figura traz um equipamento similar ao que está instalado no LTAD:

Figura 2 – Motogerador Geraforte® similar ao utilizado no LTAD

Durante a medição do nível de pressão sonora, foram feitas análises sob diferentes condições.

Para o gerador desligado, na posição frontal á porta de acesso ao moto-gerador, o nível obtido foi de 63 dBA. Para os fundos, sob a mesma condição, obteve-se 72 dBA. Vale lembrar que a parte dos fundos conta com o ruído provocado pelo radiador do motor, conforme é mostrado na figura 2, além de ter uma via movimentada próxima (acesso ao bloco 1C e ao Centro de Convivência).

Para o gerador ligado e com a porta do ambiente aberta, o valor medido foi de 94,3 dbA. Tal medição foi feita considerando a posição próxima à porta do local. Com a porta fechada, e na mesma posição da medição anterior, obteve-se um nível de 83 dBA. Para a medição feita dentro da sala em questão com a porta fechada, obteve-se o nível de 105 dBA.

  1. Análise dos Resultados Obtidos

Seguindo os procedimentos recomendados pelos especialistas em acústica, deve-se primeiramente atenuar os problemas de ruído, respectivamente: Na fonte, no meio e, por último, no receptor. Usando esta lógica, será analisada primeiramente a fonte de ruídos (moto-gerador).

Pelo que foi visto in loco, o moto-gerador está apoiado sobre uma base em alvenaria por 04 pés, construídos por uma chapa circular de metal, revestida na parte inferior por uma borracha. Deve-se analisar se de fato este apoio está atenuando o ruído, pois a vibração provocada pelo funcionamento o equipamento tem grande participação no nível de ruído produzido pelo sistema. Como pode-se ver na imagem abaixo, os sistemas anti-vibratórios para moto-geradores são da seguinte forma:

Figura 3 – Apoio anti-vibratório projetado pela METRAVIB®

Além disso, pode-se utilizar de proteções acústicas, que atuarão como barreiras para o ruído, limitando a sua transmissão:

Figura 4 – Exemplo de aplicação de uma proteção acústica METRAVIB®.

Estas proteções acústicas devem ser instaladas em determinados componentes que emitem maiores ruídos no sistema. Como foi relatado pelo Prof. Elias, há meios de, durante a medição de ruído, saber em que direção ou qual componente tem um NPS maior (virar de costas para a fonte de ruído para ver em qual direção o ruído é mais crítico).

Pode-se ainda aperfeiçoar as aberturas para renovação de ar e para o radiador, por meio da instalação de venezianas acústicas, que tem como característica principal proporcionar alto nível de redução de ruído com uma pequena espessura. Levando-se em consideração o fluxo de ar e os níveis de atenuação desejados, pode-se projetar a veneziana acústica adequada, considerando o formato e a espessura. Geralmente é construída em aço galvanizado ou pintado e material absorvente acústico.

Figura 5 – Exemplo de uma veneziana acústica TCA SOMAX®.

Ainda pode-se analisar se há transmissão do ruído pelas frestas da porta do local. Entre a extremidade da porta e do batente, há uma borracha, que auxilia na “vedação” acústica. É necessário saber se de fato este material está colaborando com a barreira acústica.

No canto direito superior da porta, localiza-se o escapamento dos gases. Além de haver emissão de gases tóxicos e odores danosos à saúde humana, este item gera um ruído considerável. No caso de um escapamento de automóveis, a construção é feita como mostra a ilustração a seguir:

Figura 6 – Ilustração de um silencioso de escapamento automotivo (MOTOR S/A).

Pode-se adaptar este modelo ao escapamento presente no moto-gerador. Os silenciadores funcionam provocando o choque das ondas sonoras produzidas pela pressão dos gases que saem do motor, através de tubos perfurados e câmaras ressonadoras. Abaixo, consta um trecho retirado do site Motor S/A, sobre silenciadores de escape de motores:

“Assim como a suspensão apresenta conforto e estabilidade inversamente proporcionais, o grande problema dos escapamentos é a CONTRA-PRESSÃO. Quanto mais complexo for este sistema de tubos e câmaras dentro dos silenciadores, mais eficiente é a redução do ruído. Ao mesmo tempo maior será a contra-pressão que diminuirá a potência do motor. Por isso, os carros de corrida fazem tanto barulho: para não ter contra-pressão no motor. Logo, não possuem silenciadores. Mas qual é novidade? Mais uma vez, uma solução simples: microfones e alto-falantes. Isso mesmo. O alto-falante estará posicionado em um tubo, que envolve o cano de descarga para que o ruído do escapamento saia na mesma direção do som do alto-falante. Um computador fará o monitoramento de um microfone posicionado antes do alto-falante e um outro posicionado depois do alto-falante. Sabendo um pouco sobre o comprimento e formato dos tubos, o computador pode gerar um sinal para ativar o alto-falante e isso pode, praticamente, anular o ruído vindo do motor. O segundo microfone permite que o computador avalie seu desempenho, para assim poder fazer os ajustes necessários. Este sistema já está em franco desenvolvimento, principalmente na indústria de geradores onde já é conhecido como Silenciador de Cancelamento de Ruído Ativo.”

Como uma outra solução, pode-se investir na atenuação do ruído emitido pela fonte através do cabinamento (construção de uma carenagem) do moto gerador, como mostra a empresa Teoria Engenharia Acústica ®:

Figura 7 – Exemplo de cabinamento de motogeradores (Teoria Engenharia Acústica ®)

Abaixo, consta um exemplo esquemático de um projeto desenvolvido pela empresa Teoria Engenharia Acústica ®:

Figura 8 – Exemplo de um projeto de cabinamento de motogerador da empresa Teoria Engenharia Acústica ®

Analisando agora o meio, percebe-se que o ambiente é reverberante, cheio de ecos. Desta forma, deve-se utilizar material absorvente nas paredes internas do local para reduzir este efeito. Pode-se utilizar lã de rocha ou de vidro nas paredes e ou teto, avaliando em qual direção estão os níveis mais intensos de ruído. A seguir, consta uma tabela de coeficientes e absorção acústica da lã de rocha, retirado do site acústica.ind.br:

Tabela 2 – valores de absorção acústica para a lã de rocha em diversas freqüências

Como foi falado em sala, é mais difícil reduzir ruídos de baixa freqüência, como é apresentado na tabela 02 acima. Segundo a norma NBR 10151 - Acústica - Avaliação do ruído em áreas habitadas, visando o conforto da comunidade – Procedimento tem-se os seguintes valores de ruído para conforto:

Tabela 03 – Valores de referência para comparação do NPS

Como foi relatado pelo pessoal do LTAD, o moto-gerador é acionado quando há uma demanda de pico de energia elétrica, e, como é sabido, os integrantes do laboratório podem trabalhar em horários noturnos.

Sendo assim, deve-se assegurar um máximo de NPS igual a 45 dBA. Ou seja, para estar nos conformes da norma, deve-se reduzir o ruído de 83 dBA para 45 dBA. Apesar do NPS medido com o gerador desligado ter resultado em 63 dBA, deve-se assegurar que o moto-gerador tem um ruído emitido em conformidade com a NBR 10151/10152.

  1. Conclusões

Com tudo o que foi exposto, percebe-se que o engenheiro mecânico que quiser atuar na área acústica deve ter um conhecimento sólido das equações para cálculo e modelagem da acústica do ambiente, saber fazer as medições de NPS, bem como conhecer os materiais e formas construtivas possíveis para atenuar o ruído excessivo.

De todas estas opções que foram apresentadas para atenuação do NPS do moto-gerador, acredita-se que o cabinamento do equipamento e instalação de material absorvente nas paredes do local são as ações com a maior efetividade na redução do ruído que chega ao ambiente externo.

  1. Bibliografia

http://www.scribd.com/doc/14126784/NBR-10151-Procedimento-Avalicao-Ruido-Habit

http://www.scribd.com/doc/4035856/NBR-10152-2000-Nivel-de-Ruido-para-Conforto-Acustico

http://www.acusticateoria.com.br/gerador.asp

http://motorsa.com.br/2007/07/o-fim-do-silenciador/

http://www.acustica.ind.br/La%20mineral.htm

http://www.backstage.com.br/newsite/ed_ant/materias/165/Aldo_Soares.pdf

http://www.marcelomelloweb.kinghost.net/mmusc_percepcao_cognicaomusical03reverb.htm

http://www.isar.com.br/index.php?/servicos_sub/isolamento-acustico/venezianas-acusticas

http://www.somaxbrasil.com.br/arquivos/acustica/B03SOM99.pdf

http://www.geraforte.com.br/download.php

http://www.01db-metravib.com.br/fileadmin/bresil/pdf/iva/IVA01_Intensimetria_e_potencia.pdf

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